Специалисты пытаются внедрять безмазутные плазменно-топливные технологии

НаукаHi-Tech

Безмазутные технологии на ТЭС экономят миллиарды

Мария Роговая

Советская технология скопирована в Китае методами обратного инжиниринга. Виктор Коротаев

Пылеугольное топливо для получения тепловой и электрической энергии используется уже более полувека. Но для его воспламенения и дальнейшего сжигания в определенном режиме необходимо довести температуру котла до нужного уровня. До недавнего времени это достигалось при помощи дорогостоящего и вредного для окружающей среды топочного мазута. Сегодня в развитых странах применяются современные плазменно-топливные технологии. Такие системы разрабатывают и пытаются внедрять специалисты Института теплофизики им. С. С. Кутателадзе Сибирского отделения РАН.

Расход мазута на российских теплоэлектростанциях составляет около 1 млн тонн в год стоимостью более $2,5 млрд. Если оценивать расходы на собственные нужды энергообеспечения ТЭС, то затраты на мазутное хозяйство составляют примерно 5%, на плазменные технологии — от 0,5 до 1%, то есть почти на порядок меньше. Для сокращения затрат на топливную составляющую при производстве электроэнергии на ТЭС России специалисты предложили отказаться от дорогостоящего мазута при растопке котлов и перейти на использование угольной пыли, которую можно воспламенить с применением плазменной безмазутной технологии.

Данная технология основана на термохимической подготовке к сжиганию пылеугольного топлива с помощью электрической дуги плазмотрона. Через электрическую дугу продувается под давлением поток воздуха, образующий плазму. Взаимодействуя с потоком аэросмеси, он нагревает его, способствуя выделению летучих веществ и последующему воспламенению угольной пыли. Первые опыты по внедрению такой системы были проведены еще в 1994 году на Гусиноозерской ГРЭС.

Китайские пророки в нашем отечестве

В России и на постсоветском пространстве плазмотроны постоянного тока и высокой мощности не получили распространения в энергетическом секторе в связи с их высокой стоимостью и большим сроком окупаемости. Технология плазменного воспламенения начала активно развиваться уже после приватизации предприятий энергетического сектора. Инновации в энергетику предполагают срок окупаемости от 5 до 10 лет, что совершенно не подходит для большинства частных инвесторов в России и во многих других странах. Однако в Китае технология плазменного воспламенения угля используется на 45% пылеугольных ТЭС. Первые испытания плазменной безмазутной растопки котла в Китае в 1995 году были проведены главным научным сотрудником КазНИИ энергетики Владимиром Мессерле.

Фактически технология была скопирована и освоена энергетиками Китая методами так называемого обратного инжиниринга. Этими словами описывается закупка готовой установки в качестве образца, после чего она полностью разбирается, изучается, патентуется заново и налаживается ее производство. Российские физики смеются, что у нас в стране прародители этого метода отлично понимают все нюансы плазменной технологии воспламенения и сжигания угля, но в энергетический сектор промышленности за 20 лет она так и не попала. А в Китае никто не интересуется научными основами функционирования таких систем, зато они оснастили плазменнотопливными системами практически полстраны. Более того, в начале 2000-х китайские производители плазмотронов уже под своими патентами поставляли эти системы в Россию, Корею, Индонезию и другие страны.

В Сибири вместо факельного сжигания в мощных плазмотронах сегодня активно развивается ее мини-аналог — силовая электроника небольшой мощности, которая в десять раз доступнее по цене и проще в обслуживании. Дорогостоящим инновациям на своих предприятиях собственники предпочли небольшие плазменные горелки переменного тока мощностью всего 10–20 кВт. Сотрудники высокотехнологичной компании КОТЭС не изобретали колесо, а решили, что маленькая плазменная дуга, как у сварочного аппарата,— отличная зажигалка для угольного топлива. Специалисты, которые работали с плазмотронами постоянного тока, так и называют эти устройства «зажигалками».

Принципиальное строение плазмотрона настолько простое, что сам по себе как сердце технологии он даже не подлежит патентованию, поскольку представляет собой два электрода с переменным напряжением, между которыми периодически возбуждается электрический разряд. Однако в плазменной горелке в комплексе со всем остальным оборудованием он может быть представлен в принципиально разных схемах, которые являются решающими для успеха технологии эффективной безмазутной растопки котлов. Здесь уже играет роль и автоматика, и аэродинамика процесса, и теплообмен в вихревых потоках угольной пыли — все эти исследования ученые Института теплофизики произвели на специально созданном экспериментальном стенде. Первую плазменную горелку специалисты готовили для ТЭЦ-10 в Ангарске по заказу «Сибтехэнерго». Она была опытным образцом и заменяла лишь одну из десяти мазутных форсунок.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Истребитель 1970-х годов, который сохранил свою актуальность и по сей день

Популярная механика
В такси на Дубровку В такси на Дубровку

Ищешь живописное место для фотосессии? Советские фильмы знают ответ!

Лиза
Через санкции к росту Через санкции к росту

Как российская экономика ищет способы сотрудничества с глобальными игроками

Эксперт
Александр Лабас: не авангардист, не соцреалист Александр Лабас: не авангардист, не соцреалист

Голос А. Лабаса — сложный, полифоничный, подчас ускользающий от прямых смыслов

Монокль
Опять и опять «Назад в будущее» Опять и опять «Назад в будущее»

Краткая история ленты «Назад в будущее», вырастившей последнее поколение XX века

Weekend
Кнут Гамсун Кнут Гамсун

Кнут Гамсун говорил от имени нации и тем сильно её скомпрометировал

Дилетант
10 неожиданных вопросов Кате Гусевой 10 неожиданных вопросов Кате Гусевой

Расспросили королеву ремиксов Катю Гусеву о вере в приметы и любви к собакам

VOICE
Банк России намерен регулировать покупку квартир в рассрочку Банк России намерен регулировать покупку квартир в рассрочку

Рассрочка для квартир – полезный инструмент продаж, хотя и несет в себе риски

Ведомости
Дейнотерий – слон с берегов Дона Дейнотерий – слон с берегов Дона

Слоны – одни из самых стабильных в эволюционном плане животных...

Наука и техника
Банановые перспективы российских субтропиков Банановые перспективы российских субтропиков

Инвесторы хотят импортозаместить экзотические фрукты

Агроинвестор
Откуда что пошло на флоте Откуда что пошло на флоте

Повседневная жизнь на парусном военном корабле XVIII века

Наука и техника
Узорочье древних славянок Узорочье древних славянок

Древняя мода: как выглядела одежда на Руси до XIII века

Знание – сила
Из портов на биржу Из портов на биржу

Угольщики стремятся расширить сбыт на внутреннем рынке на фоне падения экспорта

Ведомости
История в фасадах История в фасадах

Число объектов культурного наследия в столице растет

Ведомости
Архив богини Фауны Архив богини Фауны

Зоологический музей Московского университета – «отражение самой природы»

Знание – сила
О пользе «бумажной волокиты» О пользе «бумажной волокиты»

На каком языке говорили евреи, вернувшиеся из вавилонского пленения?

Знание – сила
Что следует знать начинающему инвестору Что следует знать начинающему инвестору

Что надо знать, когда планируете начать инвестировать?

Наука и техника
Быстрый платеж Быстрый платеж

Оплата покупок по QR-коду: в чем выгода и в чем подвох

Лиза
Как Ленин дэвов побеждал Как Ленин дэвов побеждал

Какие отпечатки оставили на народах России события на рубеже XIX и XX веков

Дилетант
Карманные мозги, что управляют всем: микроконтроллеры от первых 4-бит до IoT-революции Карманные мозги, что управляют всем: микроконтроллеры от первых 4-бит до IoT-революции

История микроконтроллеров от их зарождения до современных тенденций

Наука и техника
Стимулы вместо принуждения Стимулы вместо принуждения

Чем биржевая торговля сельхозпродукцией может быть интересна бизнесу

Агроинвестор
Дорогой инноваций Дорогой инноваций

Что изменит высокоскоростная магистраль Москва — Санкт-Петербург

Эксперт
Рабби Давид из люфтваффе Рабби Давид из люфтваффе

В 2019 году Бундестаг одобрил введение в Германии военного раввината

Дилетант
Передвижники и императорская власть Передвижники и императорская власть

Как передвижники получили признание императора Александра III

Знание – сила
Музей как увлечение Музей как увлечение

Единственный в своем роде: музей при Институте космических исследований РАН

Знание – сила
Мир экзопланет: самые странные экзопланеты Мир экзопланет: самые странные экзопланеты

Как появляются пульсарные планеты, планеты-зомби и бланеты

Наука и техника
Вьетнамский вклад в импортозамещение Вьетнамский вклад в импортозамещение

Концерн TH Group открыл завод по переработке молока в Калужской области

Агроинвестор
Мурат Абулкатинов: Не надо пытаться быть больше, чем ты есть Мурат Абулкатинов: Не надо пытаться быть больше, чем ты есть

Режиссер Мурат Абулкатинов — о том, что ему нравится в шекспировской драматургии

Ведомости
Установка для очистки отработанных масел УОМ-3М(100) Установка для очистки отработанных масел УОМ-3М(100)

Как установка УОМ-3М(100) очищает отработанное моторное масло

Наука и техника
Главное – остаться незамеченным Главное – остаться незамеченным

В чем состоит военная (а возможно, и не только) хитрость стелс-технологии?

Наука и техника
Открыть в приложении