Молодой ученый из НГТУ НЭТИ Олеся Боруш придумала, как увеличить КПД теплоэлектростанций (ТЭС) и вырабатывать больше энергии с помощью внедрения двухтопливных парогазовых установок. Использование двухтопливных установок приведет к снижению затрат топлива, а также повысит КПД ТЭС и снизит количество вредных выбросов от угольной генерации.


Сейчас угольные ТЭС работают по следующему принципу: измельченный уголь сжигается в топке парового энергетического котла, нагревая воду и превращая ее в пар, который подается на паровую турбину, где и происходит выработка энергии, рассказывает автор разработки, доцент кафедры тепловых электрических станций НГТУ НЭТИ Олеся Боруш. Предлагается ввести в описанную схему газотурбинную установку (ГТУ), работающую за счет сжигания газа, который будет так же, как и «угольный» энергетический котел, выдавать пар на уже существующую турбину. Но преимущество предлагаемой схемы в том, что на ТЭС можно установить котел-утилизатор, который будет дополнительно отдавать пару тепло раскаленных отработанных газов, появившихся при сжигании газового топлива.

В результате нагрев пара для турбины происходит в двух местах: котле-утилизаторе и традиционном паровом энергетический котле. Это приводит к снижению объемов сжигаемого топлива, необходимого для выработки определенного количества электроэнергии. Кроме того, у ТЭС с двумя котлами вырастает КПД: у паротурбинной установки он 30—40 %, у газотурбинной установки — 38—40 %. А вот у парогазовой установки двухтопливных ТЭС КПД будет 42—56 %.

«Используя тепло от ГТУ и одновременно сжигая уголь, можно позволить себе работать на суперсверхкритических параметрах пара (большем давлении и температуре), а это значит, что потенциал пара будет выше и, опять же, полезная работа становится при меньших затратах больше», — говорит Олеся Боруш.

«ТЭЦ, работающие на угле или газе по циклу Ренкина (таких станций в нашей стране большая часть), т.е. традиционные паротурбинные установки имеют низкий КПД по выработке электроэнергии (38—40 %). Большинство ТЭС в нашей стране имеют большой износ оборудования, в связи с чем КПД станции становится еще ниже. Кроме того, если мы говорим об угольных ТЭС, которых, например, в Сибирском или Дальневосточном регионе — основная часть, то возникают еще и сложности с экологической точки зрения: загрязнение воздуха вредными выбросами. Использование газа и снижение объемов сжигаемого топлива помогло бы решить эту проблему», — говорит О. Боруш.

Комбинирование разных видов топлива позволяет снизить себестоимость производства электроэнергии. В зависимости от изменения цен на газ и уголь в ТЭС может быть использовано больше угля или больше газа, что позволяет делать себестоимость энергии ниже.

Главное ноу-хау инженеров-энергетиков из НГТУ НЭТИ — методика комбинирования газового и угольного оборудования, которая позволяет повысить КПД и уменьшить расход топлива на каждой конкретной российской ТЭС.

В работе ученых из Новосибирска представлены расчеты колебания цен на топливо как для отдельных парогазовых установок, так и для конкретных электростанций и региональной энергетики в целом. По словам Боруш, методика, разработка которой велась на протяжении полутора лет, была представлена на нескольких международных конференциях, кроме этого, к ней проявляли интерес ряд крупных заводов, производящих установки для ТЭЦ.

Напомним, что ранее инженеры факультета энергетики НГТУ НЭТИ создали первый в России смартгрид – беспилотную систему управления малой электростанцией, которая позволит продавать частную электроэнергию в общую сеть и может положить конец монополии владельцев крупных ТЭС.

 

 

Похожие новости

  • 24/07/2018

    О путях развития региональной энергетики

    Наверное, сегодня уже никто не будет спорить с тем, что создание мини-электростанций и перевод газовых котельных в режим комбинированной выработки тепла и электричества – один из основных путей развития региональной энергетики.
    925
  • 12/08/2019

    В Новосибирске разработали автономную систему сбора данных по экомониторингу

    ​Новосибирские разработчики создали автономную систему сбора данных с датчиков экологического мониторинга, которая отличается от применяемых систем тем, что не требует ручного сбора информации с приборов, а также способна отслеживать точное местоположение датчиков и время показаний, кроме того, систему можно применять в энергетике и других отраслях.
    563
  • 19/11/2018

    Технологию НГТУ используют в Казахстане для производства дешевой и прочной тротуарной плитки

    ​В октябре этого года на промплощадке ПГУ им. С. Торайгырова (малое инновационное предприятие «ЭкостройНИИ-ПВ») в Павлодаре была произведена первая партия строительных изделий из отходов предприятий теплоэнергетики и металлургии Павлодарской области.
    849
  • 28/01/2020

    Лаборатория энергетики будущего откроется для школьников в НГТУ НЭТИ

    ​31 января 2020 года на факультете энергетики НГТУ НЭТИ состоится торжественное открытие новой лаборатории, направленной на исследование распределенных энергетических систем и зеленых источников энергии.
    320
  • 11/03/2019

    Новосибирские школьники конструируют атомолет

    Разработки конструкторских бюро 50-х годов вновь в центре внимания. Новосибирские студенты и школьники, заинтересованные ядерной физикой, разобрали возможность создания атомолета нового поколения. Лекцию о тонкостях двигателестроения с ядерной силовой установкой послушали корреспонденты ОТС.
    1050
  • 05/12/2018

    НГТУ подготовит студентов для работы на цифровых энергообъектах МРСК Сибири

    ​ПАО «МРСК Сибири» (входит в группу компаний ПАО «Россети») и Новосибирский государственный технический университет (НГТУ) заключили соглашение о сотрудничестве, его реализация рассчитана на пять лет. Предварительная договоренность об этом была достигнута еще в августе 2018 года в рамках совместного заседания научно-технического совета МРСК Сибири и НГТУ на международном форуме «Технопром» в Новосибирске.
    1058
  • 05/04/2019

    Сотрудники НГТУ НЭТИ получили медаль международной выставки за первый в мире керамический протез коленного сустава

    ​Коллектив механико-технологического факультета НГТУ НЭТИ выиграл серебряную медаль 22-го Московского международного Салона изобретений и инновационных технологий «Архимед», который завершился в Москве в конце марта.
    732
  • 23/01/2020

    Программа молодого ученого НГТУ НЭТИ позволит сократить расходы ТЭЦ на топливо и уменьшить аварии на теплосетях

    ​Ученый факультета энергетики (ФЭН) университета разработал программу, которая позволяет увеличить время службы трубопроводов, эффективность тепловых электростанций и сэкономить около 16 тысяч тонн условного топлива в год на одной ТЭЦ.
    452
  • 20/12/2018

    Первую в стране автоматическую афишу создали студенты НГТУ

    ​Новосибирским студентам разработка первой в России платформы-агрегатора мероприятий принесла победу на форуме разработчиков IT-проектов Cyber Garden «Умный город» в номинации «IT-прорыв». Обучающиеся НГТУ разработали уникальный сайт-агрегатор «Event Me!».
    1090
  • 27/03/2017

    Новосибирские ученые создали материал, обеспечивающий 30 лет непрерывной работы химического реактора

    Ученые из Института ядерной физики (ИЯФ) СО РАН и Новосибирского государственного технического университета (НГТУ) создали новую технологию сплавления титана и тантала, в результате чего получили особо стойкий к коррозии и агрессивным средам материал.
    2740