Циркулирующий кипящий слой зеленая технология для тепловой электроэнергетики 8 ноября 2012 года ОАО «ЭнергоМашиностроительный Альянс» (ЭМАльянс)

ЭМАЛЬЯНС: ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ - консалтинговые услуги - маркетинг, продажи, финансирование, юридическое сопровождение, логистика - проектирование, конструирование, управление проектом - производство оборудования Хорватия Duro Dakovic Германия TETRA Energie GmbH Таганрог Москва Московский офис Подольский ф-л Барнаул ЭМАльянс – БСКБУ КУ География активов ЭМАльянс – одна из крупнейших российских компаний в области энергомашиностроения, основанная в 2005 г. Основной производственный актив – завод «Красный котельщик» (г. Таганрог) имеет более чем летнюю историю работы. В 2011 г. компания приобрела одну из крупнейших европейских компаний по производству котельного оборудования Duro Dakovic (Хорватия). В феврале 2012 года ЭМАльянс вошел в состав концерна «Силовые машины». Численность сотрудников - более человек. В 4-х инжиниринговых центрах компании занято более 650 конструкторов и проектировщиков. Компания занимает на российском рынке долю порядка 60% по котлам для угольных станций и свыше 43% по котлам-утилизаторам для парогазовых установок.* * по итогам тендеров за 1-й квартал 2012 г. 2 Красный котельщик ( ЭМАльянс

Технология циркулирующего кипящего слоя (ЦКС) - инновационная технология сжигания твердого топлива в паровых котлах тепловых электростанций на принципе кипящего слоя с организацией циркуляции частиц топлива. Позволяет сжигать с высокой экономичностью топливо различного качества, включая угли, нефтяной кокс, торф, сланцы, биомассу и др., при относительно невысокой температуре, что существенно снижает выбросы загрязняющих веществ в атмосферу. 3 ТЕХНОЛОГИЯ ЦИРКУЛИРУЮЩЕГО КИПЯЩЕГО СЛОЯ Справочно: Кипящий слой – визуально подобен кипящей воде. Неоднократно возвращаясь в топку котла для лучшего выжига углерода, он образует циркулирующий кипящий слой. ЦКС применим для сжигания дроблёного угля (размер частиц примерно 6 мм), причем низкокалорийные высокозольные угли можно сжигать более экономично, чем с использованием традиционных технологий (пылеугольных), а также позволяет сжигать разные по составу угли и их смеси. В то же время технология сжигания топлива в циркулирующем кипящем слое дает дополнительные возможности для снижения вредных выбросов окислов серы и азота. Чтобы отделить горячие дымовые газы от материала слоя, дымовые газы проходят циклон, где они очищаются от материала слоя и идут далее по тракту котла, а материал слоя циклоном возвращается обратно в топку.

4 ЦКС - ЗЕЛЕНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ Технология ЦКС позволяет добиться высоких экологических показателей без установки систем газоочистки. Это достигается за счет того, что из-за низкой температуры газов в зоне горения по всей высоте топки и в результате ступенчатого ввода воздуха значительно снижается образование оксидов азота. Кроме того, вместе с топливом в зону горения котла подаётся известняк, который связывает образующиеся оксиды серы. А в результате постоянной циркуляции частиц в котле достигается максимальный выжиг топлива и, таким образом, сокращается выброс вредных веществ в атмосферу. Возможно применение технологии ЦКС для процессов улавливания углекислого газа.

5 ТОПЛИВО РАЗЛИЧНОГО КАЧЕСТВА Технология ЦКС позволяет сжигать с высокой экономичностью твердое топливо различного качества, включая угли, нефтяной кокс, торф, сланцы, биомассу, шламы и другие отходы угледобычи и углеобогащения. Возможно проектирование и сжигание разнородного топлива в одном котле. Позволяет диверсифицировать поставки топлива. Плюс упрощенная схема подготовки топлива (дробление).

6 ЭФФЕКТИВНОСТЬ, ЭКОНОМИЧНОСТЬ И КОМПАКТНОСТЬ Эффективность сжигания, а также КПД и удельный расход топлива при использовании технологии ЦКС соответствуют современным требованиям: КПД энергоблока – более 42 %, удельный расход топлива – менее 300 г/кВтч. Еще одно преимущество технологии ЦКС - снижение стоимости строительства и компактные размеры котельной установки за счёт исключения систем серо- и азотоочистки.

7 ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ Фундаментальные основы гидродинамики и тепломасообмена псевдоожиженного слоя были заложены в СССР в 60-х годы. Широко известны работы С. С. Забродского, О. М. Тодеса, М. Э. Аэрова, Н. И. Гальперина, В. Г. Айнштейна, А. П. Баскакова. Направление гидродинамики циркулирующего кипящего слоя, в особенности к условиям работы топочных устройств, получило развитие в ОАО «ВТИ» в конце 80-х годов в сотрудничестве с другими исследовательскими организациями и высшими учебными заведениями.

8 КОТЛЫ С ЦКС ЗА РУБЕЖОМ Технология ЦКС получила широкое распространение за рубежом. Начиная с 80-х годов прошлого столетия, в мире построены и работают более 3000 котлов с ЦКС установленной мощностью около 102 ГВт: Китай – 47,7 ГВт, Европа – 12,4 ГВт, Более 3 тысяч котлов с ЦКС США – 12 ГВт, Около 102 ГВт Индия – 9,6 ГВт, ЮВА – 8 ГВТ и др. В 2009 году компанией Foster Wheeler введен в эксплуатацию крупнейший в мире блок мощностью 460 МВт с котлом ЦКС на ТЭС в Логиже, Польша. В последние 3 года резко возросло количество котлов с ЦКС по технологии компании Babcock&Wilcox - в 2011 году пущены 15 котлов, из них 11 в Индии, которая становится быстрорастущим рынком для технологии ЦКС. В июле 2011г. компания Foster Wheeler получила заказ на сооружение прямоточных котлов с ЦКС на параметры пара 603/603 0 С для четырех блоков по 550 МВт в Южной Корее с планируемым пуском в 2015 году.

9 КРУПНЕЙШИЕ КОТЛЫ С ЦКС, УСТАНОВЛЕННЫЕ В МИРЕ Страна и электростанция ПоставщикМощность блока, МВт Расход пара, т/час Давление пара, МПа Температура пара, 0 С Франция, ПровансАльстом250700/16,3/567/563 США, Ред ХиллсАльстом2*250753/20,3/568/541 Италия, ЗульцисАльстом /83619,7/565/580 Ирландия, Шеннонбридж Фостер Уиллер159407/35417/3,48563/563 Польша, ТуровФостер Уиллер3*262704/65017/3,94568/568 Польша, ЛогижаФостер Уиллер /108028,26/5,13563/583 Россия, Новочеркасская ГРЭС (строится) ЭМАльянс Фостер Уиллер /88025,5/4,0565/565

10 КОТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА С ЦКС БЛОКА 460 МВТ В ПОЛЬШЕ, ЛОГИЖА При выборе технологии сжигания выполнялось сравнение технико-экономических показателей вариантов пылевого сжигания с азото- и сероочисткой и котла с ЦКС. В результате сравнения оказалось, что котел с ЦКС на 6 % дороже пылеугольного, но установка селективной каталитической очистки от оксидов азота (СКВ) увеличивает затраты на пылеугольный вариант на 6 %, а установка сероочистки еще на 21 % - капзатраты на строительство котла с ЦКС оказались ниже. Блок обеспечивает лучший в мире КПД для блоков с котлами с ЦКС – 43,3 %. В связи с вопросами глобального изменения климата и требованиям к увеличению доли возобновляемых топлив при производстве электроэнергии на новой ТЭС в Логиже планируется сжигать биомассу, кроме того, предусмотрен вариант перехода к кислородному сжиганию с сепарацией СО 2.

11 ПЕРВЫЙ КОТЕЛ С ЦКС В РОССИИ Компанией «ЭМАльянс» и мировым лидером Foster Wheeler подписан меморандум о сотрудничестве в области технологии ЦКС. Меморандум покрывает все типы и мощностной ряд современных энергоблоков с ЦКС, включая и будущие разработки. В настоящее время сооружается блок 9 мощностью 330 МВт на Новочеркасской ГРЭС. Поставщиком котла с ЦКС для него является ОАО «ЭМАльянс», инжиниринг и значительная доля поставки выполняется компанией Foster Wheeler. Поставка оборудования завершена, выполняются строительно-монтажные работы. Пуск блока намечен на 2014 год. Опыт сооружения и пуска этого блока создадут условия для широкого внедрения технологии ЦКС в России.

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ Наименование параметров Значение параметров Мощность энергетического блока, МВт 330 Параметры острого пара на выходе из котла - Номинальная паропроизводительность, т/ч - Температура пара, ºС - Давление пара, МПа ,5 Параметры пара промперегрева на выходе из котла - Номинальная паропроизводительность, т/ч - Температура пара, ºС - Давление пара, МПа ,4 Топливо расчётное: Антрацит (АШ), Кузнецкий тощий уголь (ТР), Шлам КПД котла (брутто) расчётный, не менее 91% Массовая концентрация NOx в дымовых газах (при =1,4), мг/нм³ 300 Второй в мире по мощности энергоблок с ЦКС 330 МВт на сверхкритические параметры пара. 12 НОВОЧЕРКАССКАЯ ГРЭС. СТРОЯЩИЙСЯ ЭНЕРГОБЛОК 9 С КОТЛОМ ЦКС 3D модель котельной установки

Используя опыт реализации проекта Новочеркасской ГРЭС, ЭМАльянс провел сравнительный анализ энергоблоков с котлом ЦКС и с традиционным котлом по параметру value-in-use*. Сценарные условия: - мощность блока – 330 МВт; - топливо для ЦКС – смесь АШ и шлама в пропорции 3 к 1, для традиционного блока – АШ 100%; - выбросы вредных веществ согласно европейским нормам; - срок эксплуатации – 40 лет. РЕЗУЛЬТАТ: Значение value-in-use у блока с котлом ЦКС превышает аналогичный показатель традиционного блока с установкой дополнительной газоочистки для достижения тех же параметров по выбросам на 10.5% в течение срока эксплуатации, равному 40 годам. _________________ * Стоимость в пользовании - характеризует чистый денежный поток, который получит инвестор за все время эксплуатации объекта. 13 VALUE-IN-USE

Для условий дешевого низкосортного топлива и современных жестких требований по экологии энергоблок с ЦКС экономически более выгоден, чем традиционный угольный. Мировая тенденция: – ужесточение требований по экологии; - увеличение доли возобновляемых топлив, включая биомассу. 14 ЭКОНОМИКА

Создание собственной российской технологии 15 ОТЕЧЕСТВЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ЦКС

ОАО «ЭМАльянс» участвует в реализации проекта «Создание основ производства паровых котлов паропроизводительностью 670 т/ч и 1000 т/ч с топкой ЦКС для энергоблоков мощностью 225 МВт на докритические параметры пара и 330 МВт на сверхкритические параметры пара» Проект входит в «Перечень важнейших инновационных проектов государственного значения, начинаемых в 2010 году в Министерстве промышленности и торговли Российской Федерации». Реализуется на условиях государственно-частного партнерства. 16 ГОСКОНТРАКТ МИНПРОМТОРГА

ТЭП АНО ИЦЭМ ЦНИИТМАШ ЭМАЛЬЯНС МИНПРОМТОРГ ВТИ ЦКТИ ТЯЖМАШБЕЛЭНЕРГОМАШ 17 УЧАСТНИКИ ГОСКОНТРАКТА МИНПРОМТОРГА

18 В рамках этого контракта на основной производственной площадке ОАО «ЭМАльянс» - Таганрогском котлостроительном заводе «Красный котельщик» осуществляется изготовление пилотной установки (огневого стенда) с топкой ЦКС для отработки процесса организации сжигания различных видов твёрдого органического топлива, вывода шлака и золы. СТРОИТЕЛЬСТВО ПИЛОТНОЙ УСТАНОВКИ С ЦКС Отвод продуктов сгорания * - золовый теплообменик

19 СРОКИ Завершение строительства пилотной установки – 2012 год. Завершение работ по освоению собственной технологии ЦКС год. В настоящее время и до 2015 г. – практическая реализация технологии в кооперации с западными фирмами (по их базовым проектам).

20 Приглашаем к сотрудничеству! ОАО «ЭнергоМашиностроительный Альянс» (ОАО «ЭМАльянс») Ростовская область, ул. Ленина, 220 Тел.: +7 (8634) Факс: +7 (8634)

21 Благодарю за внимание! Алещенко Сергей Николаевич директор по корпоративному развитию ОАО «ЭМАльянс» Тел.: +7 (495) Факс: +7 (495)