В угольной энергетике одним из перспективных направлений развития отрасли является внутрицикловая газификация углей.
Анализ применения различных способов газификации канско-ачинских углей показывает возможность получения из них трех типов синтегаза и водорода (табл. 1). Сопоставительный анализ применения различных видов газообразного топлива в тепловых схемах парогазовых установок с котлами утилизаторами проводился для парогазовой установки (ПГУ) – 170.
Тепловой, аэродинамический и гидравлические расчеты использования вышеуказанных видов топлива проводились в программной среде Boiler Designer.
Основные результаты приведены в табл. 2.
Таблица 1
Состав исходного рабочего тела
|
Наименование газа |
Обозначение |
Состав газа подаваемого в ГТУ, % |
||||
|
Природный газ |
Синтез газ №1 |
Синтез газ №2 |
Синтез газ №3 |
Водород |
||
|
Метан |
СН4 |
94 |
- |
- |
- |
- |
|
Этан |
С2Н6 |
3 |
- |
- |
- |
- |
|
Пропан |
С3Н8 |
1 |
- |
- |
- |
- |
|
Бутан |
С4Н10 |
1 |
- |
- |
- |
- |
|
Азот |
N2 |
1 |
5,9 |
5,8 |
9,1 |
- |
|
Водород |
H2 |
- |
53 |
53,1 |
26,5 |
100 |
|
Двуокись углерода |
CO2 |
- |
1,3 |
2,1 |
2,1 |
- |
|
Окись углерода |
CO |
- |
36,9 |
39,7 |
62,2 |
- |
|
Оксид серы |
SO2 |
- |
0,2 |
0,1 |
0,2 |
- |
|
Теплотворная способность топлива, МДж/кг |
|
49,520 |
15,436 |
15,514 |
10,361 |
119,978 |
Таблица 2
Основные показатели работы ПГУ на различном топливе, по результатам расчета в Boiler Designer
|
Наименование |
Природный газ |
Синтез газ №1 |
Синтез газ №2 |
Синтез газ №3 |
Водород |
|
Мощность ПГУ, МВт |
166,2 |
173,18 |
173,7 |
174,38 |
165,2 |
|
Расход топлива, кг/с |
6,9 |
16,65 |
15,81 |
28 |
2,72 |
|
Расход газа на выходе ГТД, кг/с |
321,8 |
318,6 |
321,85 |
333,19 |
307,06 |
|
Удельный расход топлива, кг/кВт∙ч |
0,211 |
0,508 |
0,482 |
0,854 |
0,083 |
|
Паропроизводительность утилизационного контура, кг/с |
43,43 |
49,89 |
50,38 |
51 |
42,57 |
Результаты расчета показывают, что мощность ПГУ при сжигания синтез-газа увеличивается от 4 до 5 % по сравнению с природным газом, тогда как для водорода снижается на 0,6 %. Расход топлива для водорода снижается в 2,5, а для синтез газа возрастает в 2,4 – 4 раза, а по отношению к природному газу.
Располагая удельными расходами условного топлива при использовании различных видов топлива можно оценить возможность их реального применения. Рассмотрев существующие показатели таких оценок в качестве базовой принимаем стоимость топливной составляющей производства 1 кВт∙ч электроэнергии. для этого используем прогноз цен на газ и уголь в рублях на т.у.т. (табл. 3).
Таблица 3
Прогноз цен (без НДС) на газ и уголь, руб./т.у.т.
|
Годы |
Газ |
Уголь |
Соотношение цен |
|
Дальневосточный ФО |
|||
|
2013 |
5939 |
4442 |
1,2 |
|
2014 |
6561 |
4789 |
1,33 |
|
2015 |
7018 |
5048 |
1,39 |
|
2020 |
8140 |
5962 |
1,36 |