Возобновляемый мазут

Фото: Epasa

Бразильская энергетическая компания Centrais Elétricas de Paraíba (Epasa) успешно решила проблемы с отходами, образующимися на резервных ТЭС. Мазутный осадок перерабатывается для повторного использования.

Неподалёку от города Жуан-Песоа, столицы штата Параиба, у компании имеются две мазутные тепловые электростанции суммарной мощностью почти 342 МВт. Они используются для резервирования гидрогенерации, которая может прекращаться при пониженном уровне воды в водохранилищах ГЭС и при авариях в энергосистеме.

Тепловые станции Epasa включают 38 генераторов MAN/STX 18V32/40 электрической мощностью 8,76 МВт каждый и два генератора MAN/STX 9L32/40, способные выдавать по 4,38 МВт. Они работают на низкосернистом мазуте марки OCB1.

И хотя эти электростанции запускаются нечасто, компания заинтересована во внедрении чистых энергетических технологий и снижении своего воздействия на природу. Это воздействие обусловлено тем, что в резервуарах хранится большое количество мазута, который постепенно полимеризуется и впитывает влагу, а потому требует постоянной очистки от воды и осадков, чтобы дорогостоящее генерирующее оборудование служило как можно дольше.

Энергокомпания для очистки топлива всегда использовала центрифужные сепараторы производства немецкой фирмы GEA и шведской Alfa Laval. В процессе их работы получались отходы, в среднем на 20% (здесь и далее по объёму) состоящие из осадка и на 80% из воды. Раньше всё это вывозилось в автомобильных цистернах на стороннее предприятие для переработки, что было и дорого, и опасно с экологической точки зрения.

В 2019 году инженеры Epasa предложили перерабатывать отходы прямо на месте, чтобы извлекать из них ценные углеводороды, а воду доводить до такого уровня чистоты, который позволяет сбрасывать её в природные водоёмы. Энергетики заключили договор с инжиниринговой компанией, поручив ей создать уникальную очистную систему, настроенную под потребности резервных электростанций. «Готового решения на тот момент не существовало, и нужно было объединить технологии разных поставщиков», – объяснил директор электростанции Марчело Агра младший.

Больше года инженеры рассматривали различные варианты, пока не пришли к оптимальному техническому решению. В результате энергокомпания закупила дополнительную центрифугу GEA OSE 80, включив её после имеющихся систем очистки, а для доведения выходящей из неё маслянистой воды до «сбросного» качества – ещё и центрифугу GEA WSE 20, см. рис.

Модуль дополнительной обработки, включающий центрифужные
сепараторы GEA OSE 80 и GEA WSE 20 (фото: Epasa)

На модуль постобработки поступает состав, включающий от 70 до 95% воды, 3% твёрдых веществ и мазутную слизь. Постобработка проходит в два этапа. На первом нагретую до 95 °C смесь прогоняют через сепаратор GEA OSE 80 производительностью до 2300 литров в час. На его выходе получаются три потока: маслянистая вода, содержащая от 5 до 30% углеводородов, очищенное топливо (содержит не более 1% воды) и тяжёлые грязные осадки.

Второй этап постобработки проходит при температуре 90 °C. В его ходе сепаратор GEA WE 20 номинальной мощностью 1200 литров в час удаляет из воды масляные примеси. После него выходит почти чистая вода, содержащая не более 0,1% углеводородов. Такую воду уже можно сбрасывать в природные водоёмы или расходовать на технические нужды.

Проект перешёл в стадию опытно-промышленной эксплуатации в 2021 году, сразу подтвердив свою экономическую эффективность. Через некоторое время инженеры обнаружили возможность ещё усовершенствовать технологию. Дело в том, что первоначально предполагалось продавать полученное на установке GEA OSE 80 очищенное топливо на сторону, но его лабораторное исследование показало, что оно вполне пригодно для использования на самой электростанции.

Возвращая восстановленное горючее в цикл, компания смогла уменьшить потери мазута с 2 до 0,2% и заодно сократить удельный расход условного топлива на киловатт-час электроэнергии. Дополнительно сэкономила на транспортных расходах.

Расчётный срок окупаемости проекта – три года при условии непрерывной работы электростанции. Поскольку генераторы включаются лишь эпизодически, капитальные вложения ещё не вернулись, но природа без сомнений уже получает выгоду.