ГАЗИФИКАЦИЯ ТВЁРДЫХ ТОПЛИВ: два подхода к конструированию оборудования газификации

English version

The Timber Industry Worker

Журнал "Лесопромышленник"

Интернет-журнал "Лесопромышленник"

Новости лесной промышленности ГАЗИФИКАЦИЯ ТВЁРДЫХ ТОПЛИВ
СЕГОДНЯ: БИОЭНЕРГЕТИКА

  

ГАЗИФИКАЦИЯ ТВЁРДЫХ ТОПЛИВ.

Два подхода к конструированию оборудования газификации

В.В. Копытов, к.т.н.

Главный конструктор оборудования ГТТ ФГУП «НПЦ газотурбостроения «Салют»

(Глава из книги: Копытов, В.В. ГАЗИФИКАЦИЯ КОНДЕНСИРОВАННЫХ ТОПЛИВ: РЕТРОСПЕКТИВНЫЙ ОБЗОР, СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ДЕЛ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ)

Газификация конденсированных топлив

Копытов В.В. Газификация конденсированных топлив: ретроспективный обзор, современное состояние дел и перспективы развития.

В настоящей книге представлен иллюстрированный исторический путь зарождения, становления, расцвета, временного забвения, современного уровня развития и перспектив технологий и оборудования газификации конденсированных топлив. Рассмотрены основные направления их применения.

Приобрести книгу можно в издательствах:

"Инфра-Инженерия" (электронная версия - http://infra-e.ru/)

"Агрорус XXI" (бумажная версия - www.agroxxi-shop.ru).

В настоящее время в России и в мире в целом работы при создании оборудования газификации конденсированных топлив имеют место два подхода конструирования, различающиеся, в конечном счёте, по степени заводской готовности:

I. Создание крупногабаритного оборудования газификации конденсированных топлив.

Основной характеризующий признак, отличающий это оборудование, – сравнительно большая единичная электрическая (как правило, от 1,0…1,5 МВт) и тепловая (как правило, от 2,0…3,0 Гкал/час) мощность. «Платой» за это является невысокая заводская готовность поставляемого оборудования и, как следствие, необходимость проведения строительно-монтажных работ, в т.ч. устройство фундаментов, а также большого объёма пуско-наладочных работ при вводе оборудования в эксплуатацию (средняя трудоёмкость не менее 3 000 чел часов).

Кроме того, транспортирование крупногабаритного оборудования вызывает определённые сложности и приводит, в большинстве случаев, к удорожанию логистической составляющей в структуре цены поставки (по сравнению с модульным оборудованием).

Наиболее рациональное применение данного оборудования – переработка конденсированных бытовых, промышленных и сельскохозяйственных отходов с получением некоторого количества тепловой и / или электрической энергии (как правило, путём подмешивания к природному газу или иному топливу и, в первую очередь, для собственных нужд организаций, эксплуатирующих оборудование газификации конденсированных топлив).

Предполагаемые места эксплуатации – крупные населенные пункты (или их окрестности) с развитой инфраструктурой, в т.ч. с централизованными системами тепло- и электроснабжения не в полной мере удовлетворяющими имеющиеся потребности по приемлемым ценам, поблизости от источников образования отходов различного происхождения.

Комплекс противоточной газификации в плотном слое номинальной производительностью 2 т твёрдого топлива в час, смонтированный в 2003 г. на территории ФГУП «НПЦ газотурбостроения «Салют», г. Москва, и находящийся по настоящее время в опытно-промышленной эксплуатации, показан на Рис. 1.

Комплекс газификации твёрдых топлив

Рис. 1. Комплекс газификации твёрдых топлив ФГУП «НПЦ газотурбостроения «Салют»

II. Создание компактного модульного оборудования газификации конденсированных топлив.

Основной характеризующий признак, отличающий модульное оборудование, – сравнительно небольшая единичная электрическая (как правило, до 500 кВт) и тепловая (как правило, до 1,0 Гкал/час) мощность.

Вместе с тем, компания «БиоРЕКС», г. Москва, предлагает модульный локальный энергетический комплекс «ЛЭК-2000» (см. Рис. 2) на базе оборудования газификации в вихревом потоке номинальной производительностью 2 т твёрдого топлива в час, электрической и тепловой мощностью 2 МВт и 3,5 Гкал/час соответственно.

Локальный энергетический комплекс

Рис. 2. Локальный энергетический комплекс «ЛЭК-2000» ООО «БиоРЕКС»

Главным преимуществом модульных комплексов является их высокая заводская готовность и, как следствие, отсутствие необходимости проведения строительно-монтажных работ, а также малый объём пуско-наладочных работ при вводе оборудования в эксплуатацию. Например, время развёртывания твёрдотопливной электростанции ТЭС 100, состоящей из 3 х модулей, на неподготовленной грунтовой площадке силами бригады из 4-х человек составляет не более 24 часов, а средняя трудоёмкость – 64 чел-часов.

Кроме того, транспортирование модульного оборудования, выполняемого, как правило, в габаритах 20 ти либо 40 ка футовых стандартных контейнеров, не вызывает каких-либо сложностей при использовании любых видов транспорта и приводит, в большинстве случаев, к удешевлению логистической составляющей в структуре цены поставки (по сравнению с крупногабаритным оборудованием).

Наиболее рациональное применение данного оборудования – использование в рамках концепции распределённой энергогенерации («distributed power generation» в английской терминологии).

Данная концепция предусматривает децентрализованное распределённое преобразование химической энергии местных углеводородных конденсированных топлив в тепловую и / или электрическую энергию (в т.ч. в составе локальных сетей энергоснабжения), используя в качестве промежуточного энергоносителя горючий генераторный газ, получаемый при газификации этих топлив.

Твёрдотопливная электростанция ТЭС 100 номинальной электрической мощностью 100 кВт, созданная ФГУП «НПЦ газотурбостроения «Салют», г. Москва, показана на Рис. 3, а модуль прямоточной газификации угля в плотном слое из её состава – на Рис. 4.

Твёрдотопливная электростанция ТЭС 100

Рис. 3. Твёрдотопливная электростанция ТЭС 100. Разработки ФГУП «НПЦ газотурбостроения «Салют»

Модуль газификации угля из состава  твёрдотопливной электростанции ТЭС 100

Рис. 4. Модуль газификации угля из состава твёрдотопливной электростанции ТЭС 100

В силу объективных причин себестоимость твёрдотопливных электростанций значительно превышает себестоимость аналогичных энергогенерирующих комплексов, работающих на продуктах нефтепереработки и природном газе. Поэтому экономическая целесообразность применения такого оборудования напрямую зависит от эксплуатационных расходов, прежде всего от разницы между стоимостью жидких, газообразных и твёрдых топлив. В связи с этим, предполагаемые места эксплуатации твёрдотопливных электростанций – это, как правило, небольшие населенные пункты с неразвитой инфраструктурой, в т.ч. без централизованных систем тепло- и электроснабжения, расположенные в отдалённые районы Сибири, Дальнего Востока и Крайнего Севера, а также другие регионы с высокой стоимостью жидких и газообразных видов топлив.

Кроме того, модульные электростанции могут быть востребованы геологическими партиями, археологическими экспедициями, учреждениями ФСИН, в местах добычи полезных ископаемых, на лесозаготовительных участках и т.п.

Наконец, учитывая авиатранспортабельность и малое время развёртывания, в т.ч. силами МЧС, модульные электростанции могут быть использованы для оперативного восстановления энергоснабжения и снижения ущерба от аварий и катастроф природного и техногенного характера, сопряжённых с выходом из строя существующих систем энергообеспечения.

Такая ситуация сложилась, например, в Японии, пострадавшей в марте 2011 г. от землетрясений и цунами, а также вызванных ими разрушений энергосистемы и инфраструктуры в целом (см. Рис. 5). А 30 мая того же года стало известно, что в связи с аварией на японской АЭС «Фукусима 1» Германия объя-вила о полном отказе от атомной энергетики к 2020 … 2022 годам. К этому времени страна намерена полностью заменить ядерную энергетику альтернативными источниками энергии. Близки к похожим решениям и в других европейских и не только странах.

Японская атомная электростанция Фукусима 1

Рис. 5. Японская атомная электростанция «Фукусима 1». Март 2011 г.

Мобильность модульного оборудования может быть повышена при установке его непосредственно на шасси автомобильных транспортных средств, на железнодорожный подвижной состав, на палубах и в трюмах плавстредств.

О Интернет-Журнале "Лесопромышленник"      Редакция     Партнеры     Реклама     Архив номеров    Ссылки о ЛПК     Каталог ссылок

 Иконка сайта сделана при помощи favicon.ru

©H&G - Studio 

© Интернет-журнал "Лесопромышленник" («The Internet-magazine «Lesopromyshlennik»)

Свидетельство о регистрации Эл № ФС77-32798  от   11.08.2008 г.

E-mail: priorov@lesopromyshlennik.ru, karpachev@mgul.ac.ru.

При цитировании информации гиперссылка на Интернет-журнал "Лесопромышленник"  обязательна.
Использование материалов журнала в коммерческих целях допускается только с письменного разрешения редакции.

 

С целью ограничения спам-рассылок в электронных адресах символ "@" замещён на "[at]". Приносим свои извинения за причиненное неудобство.