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

Старость – не данность Старость – не данность

Можно ли на самом деле хотя бы замедлить старение?

Вокруг света
Разворот к человечности Разворот к человечности

Выход из социально-политического кризиса лежит в новом взгляде на человека

Монокль
Жили-были Жили-были

История наших героев похожа на сказку, но завязка в ней совсем иная

Seasons of life
Развенчиваем 5 самых известных мифов автомобильной индустрии Развенчиваем 5 самых известных мифов автомобильной индустрии

Ваш взгляд на автомир больше не будет прежним

Maxim
«Коч — судно полярных мореходов XVII века. Новые данные» «Коч — судно полярных мореходов XVII века. Новые данные»

Что мы знаем о технологии судостроительства XVII?

N+1
7 странных, но работающих способов найти себе пару 7 странных, но работающих способов найти себе пару

Подумать только, когда-то мы считали, что онлайн-знакомства — это странно!

VOICE
От древнеримских вилл до дальнего космоса От древнеримских вилл до дальнего космоса

Как умами ученых и политиков овладела перспектива создания ядерного оружия

Наука и Техника
Во славу победы Во славу победы

Почему Храм Воскресения Христова и музей «Дорога памяти» стали знаковым местом

Отдых в России
В чем поэзия, брат? В чем поэзия, брат?

Борис Рыжий как поэт и как персонаж

Weekend
Бег – не просто занятия Бег – не просто занятия

Как и в чём им помогают беговые тренировки: советы новичкам.

Здоровье
«Жизнь превращается в ад»: 6 фильмов и сериалов об эмоциональном насилии «Жизнь превращается в ад»: 6 фильмов и сериалов об эмоциональном насилии

Манипулятивные приемы из фильмов и сериалов

Psychologies
Быть женщиной Быть женщиной

Основательница бренда OLOLOL — как опыт в бизнесе помогает строить модный бренд

Grazia
Иван Янковский, самосуд и ельцинская Россия: каким получился сериал «Аутсорс»? Иван Янковский, самосуд и ельцинская Россия: каким получился сериал «Аутсорс»?

О параллелях, смыслах и оглушающем эффекте сериала «Аутсорс»

Правила жизни
Грозит ли насекомым вымирание? Грозит ли насекомым вымирание?

С насекомыми в Европе не всё благополучно, и вот почему

Наука и жизнь
Один раз, еще не жена Один раз, еще не жена

Однажды я провел за два года три свадьбы у одной и той же невесты!

Men Today
Респект Респект

Фотограф Максим Чуркин каждую съемку превращает в живопись музейного уровня

Собака.ru
От Библии до Хичкока: историк — о том, что скрывают культурные коды От Библии до Хичкока: историк — о том, что скрывают культурные коды

История осознания и становления собой через взаимодействие с мировой культурой

РБК
Чем заменить Notion: 7 российских альтернатив Чем заменить Notion: 7 российских альтернатив

Приложения, которые помогут собрать все файлы в одном месте и ничего не потерять

VC.RU
А зима не за горами… А зима не за горами…

Для консервации яхты на зиму необходимо выполнить несколько важных действий

Y Magazine
Дмитрий Леонтьев: Subaru Outback. Как полюбить японца? Дмитрий Леонтьев: Subaru Outback. Как полюбить японца?

Subaru Outback: японский кроссовер с оппозитным мотором

4x4 Club
Шведские роботы против Балтийского флота Шведские роботы против Балтийского флота

Как маленькая нейтральная Швеция стала одним из пионеров ракетостроения

Обозрение армии и флота
Где исполняются желания? Где исполняются желания?

В каждом городе мира есть места, где принято бросить монетку на счастье

Лиза
Маленькая мисс Одиннадцать: как Милли Бобби Браун добивается успеха в кино и бизнесе Маленькая мисс Одиннадцать: как Милли Бобби Браун добивается успеха в кино и бизнесе

Как Милли Бобби Браун удалось не стать заложницей одной роли?

Forbes
Наука, способная предсказывать: как математика помогает бороться с глобальным потеплением Наука, способная предсказывать: как математика помогает бороться с глобальным потеплением

Какую фундаментальную роль математика играет для технологического прогресса?

Inc.
Филипп Чижевский: Человек без специального образования зачастую воспринимает музыку острее, чем искушенный слушатель Филипп Чижевский: Человек без специального образования зачастую воспринимает музыку острее, чем искушенный слушатель

Дирижер Филипп Чижевский — о музыке, путешествиях и эмоциях

СНОБ
Дым, милый дым Дым, милый дым

Как создать идеальный автомобиль для дрифта

Men Today
Девелопер широкого профиля Девелопер широкого профиля

Как «Мармакс» улучшает городское пространство Рязани

Монокль
Дом архитектора Дом архитектора

Линии судьбы наших героев пересеклись с линиями Васильевского острова

Seasons of life
Плакун-трава Плакун-трава

Яркий акцент пейзажа, как вызов цветовому постоянству — это зацвёл дербенник!

Наука и жизнь
Японские боги — 5 современных архитекторов из Страны восходящего солнца Японские боги — 5 современных архитекторов из Страны восходящего солнца

5 японских архитекторов, ради которых стоит отправиться в далекое путешествие.

СНОБ
Открыть в приложении