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

Мифы и научные данные о животных-долгожителях Мифы и научные данные о животных-долгожителях

От чего зависит скорость старения у разных животных?

Наука и техника
В России художник — пророк В России художник — пророк

Что и как видит художник и зачем вообще нужны искусствоведы

Монокль
В Белизе обнаружили гробницу майяского правителя В Белизе обнаружили гробницу майяского правителя

Что археологи обнаружили в царском захоронении древних майя

N+1
Люди, традиции, поговорки и преступления Люди, традиции, поговорки и преступления

Из чего Льюис Кэрролл создал «Алису в Стране чудес»

Weekend
4 ингредиента, которых не должно быть в твоем шампуне: мнение трихологов 4 ингредиента, которых не должно быть в твоем шампуне: мнение трихологов

Ингредиенты в шампунях, которые могут нанести урон здоровью кожи головы

VOICE
Что такое калланетика и помогает ли она похудеть: 9 упражнений Что такое калланетика и помогает ли она похудеть: 9 упражнений

Эффективный комплекс упражнений для укрепления мышц, которые можно делать дома

РБК
Андрей Борисов: Театр – это эссенция жизни, субстрат смыслов Андрей Борисов: Театр – это эссенция жизни, субстрат смыслов

Гендиректор МАМТа — о миссии театра, лидерстве и ценностях для нового поколения

Ведомости
Китайские церемонии и арабская дипломатия. Как незнание культуры другой страны может разрушить бизнес Китайские церемонии и арабская дипломатия. Как незнание культуры другой страны может разрушить бизнес

Как не оказаться на грани банкротства из-за культурных различий и стереотипов

Inc.
Все не просто так: почему теннисный мяч ярко-желтого цвета? Все не просто так: почему теннисный мяч ярко-желтого цвета?

Почему в итоге ярко-желтый окрас стал «официальным» для теннисного мяча?

ТехИнсайдер
Тело, страхи и перверсии: Дэвид Кроненберг в пяти фильмах Тело, страхи и перверсии: Дэвид Кроненберг в пяти фильмах

Работы, которые помогут лучше понять Дэвида Кроненберга

Правила жизни
Камерно и точечно Камерно и точечно

Софья Синицына и ее год положительной трансформации

OK!
У Татьяны Замировской вышла книга «Свечи апокалипсиса». MAXIM публикует эксклюзивный отрывок У Татьяны Замировской вышла книга «Свечи апокалипсиса». MAXIM публикует эксклюзивный отрывок

Книга про самый дорогогой свечной бутик в Нью-Йорке основана на реальном опыте

Maxim
Добро пожаловать на борт! Добро пожаловать на борт!

О чем нужно помнить, собираясь в аэропорт

Лиза
Кабачки Кабачки

Куда девать кабачки летом?

Здоровье
Погружной или стационарный блендер: какой выбрать Погружной или стационарный блендер: какой выбрать

Сравниваем плюсы и минусы погружного и стационарного блендера

CHIP
Команда спасателей Команда спасателей

Справляемся с отпускными кризисными бьюти-ситуациями

Moodboard
Круизы: новая глава Круизы: новая глава

Rei — проект 196‑метровой круизной яхты от конгломерата Viken Group

Y Magazine
Реки крови и гречишный шоколад: как выигрывать конкурентную борьбу на «алых» рынках Реки крови и гречишный шоколад: как выигрывать конкурентную борьбу на «алых» рынках

Как российская компания может добавить значимых отличий своему ассортименту

Forbes
Илья Перфильев: «Фокус на персонал – основа новой философии компании» Илья Перфильев: «Фокус на персонал – основа новой философии компании»

Об актуальных профессиях и работе с молодыми специалистами

Ведомости
«Человек собаке друг, это знают все вокруг»: 10 знаменитых собак-героев «Человек собаке друг, это знают все вокруг»: 10 знаменитых собак-героев

10 псов, которые заметно отличились и вошли в историю

ТехИнсайдер
Летний ликбез Летний ликбез

Почему одного SPF нам будет недостаточно

Лиза
Как работает автофокус в фотоаппарате? От сенсора до мотора в объективе Как работает автофокус в фотоаппарате? От сенсора до мотора в объективе

Как работает автофокус: подробно и со схемами

ТехИнсайдер
Вода, еда, ночлег: что могут требовать туристы, попавшие в авиационный коллапс Вода, еда, ночлег: что могут требовать туристы, попавшие в авиационный коллапс

Как вести себя туристам во время авиационных коллапсов

Forbes
Дорогой инноваций Дорогой инноваций

Что изменит высокоскоростная магистраль Москва — Санкт-Петербург

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

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

Weekend
Мужчины придут сами: почему ТЦ не пытаются привлечь самых перспективных покупателей Мужчины придут сами: почему ТЦ не пытаются привлечь самых перспективных покупателей

Каких покупателей стараются привлекать торговые центры?

Forbes
Таблетки на ветер? Таблетки на ветер?

Как правильно выбрасывать лекарства из аптечки?

Лиза
РНК нейрональных предшественников в гиппокампе указала на нейрогенез у взрослых РНК нейрональных предшественников в гиппокампе указала на нейрогенез у взрослых

Как ученые подтвердили нейрогенез у взрослых

N+1
Оригами-робота научили прижимать ноги и ходить по-крабьи Оригами-робота научили прижимать ноги и ходить по-крабьи

Инженер из Германии разработал четвероногого оригами-робота Fold Walker

N+1
Просто красота Просто красота

Дизайнер Кристиан Гранде — о творческом пути в яхтенном дизайне

Y Magazine
Открыть в приложении