Сетевое издание
Международный студенческий научный вестник
ISSN 2409-529X

ГИБРИДНАЯ СТАНЦИЯ (ГИБЭС) С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЧИСТЫХ УГОЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Малыхин А.А. 1 Малунова Д.В. 1
1 ФГБОУ ВПО «Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет»
1. Лапицкий К.С., Малыхин А.А. Структурные схемы и технико-экономические показатели гибридных электростанций (часть 2) // Современные технологии. – 2014. – №5(1). – С. 144-145.
2. Чистые технологии добычи и переработки угля. Coal industry advisory board //CIAB/ МЭА, 2010. – 56 с.

Международное энергетическое агентство /International Energy Agency/ прогнозирует умеренный рост спроса на уголь в развитых странах и интенсивный рост спроса в развивающихся странах. Спрос на уголь может удвоиться к 2050 году, превысив 28 % мировых поставок энергоносителей. В то же время прямое сжигание угля ведет к существенному загрязнению атмосферы.

Решение проблемы, в том числе, сокращение выбросов парниковых газов к 2050 году до уровня рекомендуемого межправительственной группой экспертов по изменению климата, может быть достигнута использованием новых угольных технологий с низким уровнем выбросов. Одна из групп чистых технологий добычи и переработки угля – комбинированные циклы с внутренней газификацией угля/КЦВГ/.

Существуют различные схемы практического и технического воплощения КЦВГ, из которых максимальной термодинамической эффективностью обладает схема КЦВГ с твердооксидными топливными элементами /ТОТЭ/. Промышленные энергетические установки /ЭУ/, реализующие схемы КЦВГ с ТОТЭ, могут работать на твердом топливе и на природном газе. В угольных гибридных установках исходное топливо подвергается газификации с получением водорода или синтез газа, а в установках на природном газе – риформенту /паровой конверсии/ с получением тех же газов.

На рисунке представлена схема энергоустановки КВЦГ с ТОТЭ.

prob1.tif

1 – установка разделения воздуха; 2 – газификатор; 3 – газоохладитель; 4 – котел-утилизатор; 5 – система очистки газа от соединений серы; 6 – ТОТЭ-ВД; 7 – турбодетандер; 8 -ТОТЭ-НД; 9 – компрессор; 10 – ТВД; 11 – ТНД; 12 – регенератор; 13 – цикл ПТУ с промежуточным перегревом пара

В состав установки входить газификатор, ТОТЭ, модули которого работают при двух разных давлениях, газотурбинная установка (ГТУ) с регенерацией и промежуточным подводом тепла и паротурбинная установка (ПТУ) с промежуточным перегревом пара. Модули ТОТЭ, работающие при высоком (ВД) и низком (НД) давлениях, замещают собственно камеру сгорания (КС) высокого и низкого давления.

Водоугольная суспензия и кислород из установки разделения воздуха направляются в газификатор угля. Продукты газификации (синтез-газ) и вода поступают в газоохладитель, в котором вырабатывается пар, перегреваемый далее в котле – утилизаторе. Охлаждённый синтез-газ очищается от соединений серы в системе очистки и разделяется затем на два потока. Один направляется в ТОТЭ высокого давления, другой – в турбодетандер, где происходит его расширение до давления в ТОТЭ низкого давления. Воздух, сжатый в компрессоре и подогретый сначала отработавшими газами турбины низкого давления (ТНД) в регенераторе, а затем выходящими из ТОТЭ-ВД газами, служит окислителем в ТОТЭ-ВД.

Газы, покидающие ТОТЭ-ВД, расширяются в турбине высокого давления (ТВД). Далее они используются в качестве окислителя в ТОТЭ-НД, куда подается дополнительное топливо. Образовавшиеся продукты сгорания служат рабочим телом ТНД. Отработавшие в ней газы поступают в регенератор и далее в котел-утилизатор. Пар из котла направляется в паровую турбину.

Ниже дана оценка затрат на промышленные энергетические установки КВЦГ с ТОТЭ, подготовленная МЭА для существующих и перспективных производственных технологий (таблица).

Оценка затрат на промышленные энергетические установки КВЦГ с ТОТЭ

Топливо и технология

Стартовый год

Инвестиционные расходы, $/кВт

Эффективность, %

Потери КПД, %

Дополнительное топливо, %

Эффективность улавливания, %

Себестоимость улавливания, $/т СО2

Стоимость электроэнергии, цент/кВт?ч

Себестоимость электроэнергии

Уголь, КУВТ и ТОТЭ

2035

2100

56

–4

7

100

37

6.00

3.75

Газ, КУ и ТОТЭ

2030

1200

66

–4

6

100

54

5.38

3.75


Библиографическая ссылка

Малыхин А.А., Малунова Д.В. ГИБРИДНАЯ СТАНЦИЯ (ГИБЭС) С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЧИСТЫХ УГОЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ // Международный студенческий научный вестник. – 2016. – № 3-2. ;
URL: https://eduherald.ru/ru/article/view?id=14926 (дата обращения: 28.03.2024).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1,674