Читать онлайн «Технико-экономические показатели ПГУ ТЭЦ с газификацией угля»

Научный вестник НГТУ. - 2009. - № 3 УДК 611. 321 Технико-экономические показатели ПГУ ТЭЦ с газификацией угля НАКОРЯКОВ В. Е. , НОЗДРЕНКО Г. В. , КУЗЬМИН А. Г. Рассмотрены методические подходы, методы расчета и исследования технико-экономических показателей и эффективности ПГУ ТЭЦ с поточными газификаторами угля при комбинированном производстве электро- и теплоэнергии, синтез-газа и водорода. Рассмотрена методика расчета поточных газификаторов угля с определением конструктивно-компоновочных и расходно- термодинамических параметров. Приведены результаты исследования технико-экономических показателей и эффективности, расходно-термодинамических, конструктивно-компоновочных и схемных параметров ПГУ ТЭЦ с поточными газификаторами. Ключевые слова: газификация угля, комбинированное производство, синтез-газ, водород 1. ВВЕДЕНИЕ Развитие энергетики в России на ближайшие 20-30 лет связано с увеличением доли использования угля. Одним из перспективных направлений широкого вовлечения в топливно- энергетический баланс России угольного топлива является применение парогазовых (ПГУ) ТЭЦ с низконапорными парогенераторами с газификацией угля при комбинированном производстве электро-, теплоэнергии, синтез-газа и водорода (рис. 1). Рис. 1. Схема ПГУ ТЭЦ с низконапорным парогенератором и трубчатым газификатором: 1-газификатор; 2 – система очистки от твердых частиц; 3 – мембранная установка выделения водорода. В тепловой схеме ПГУ производится утилизация тепла, выделившегося при газификации, тепла уходящих газов, синтез-газа, окиси углерода (для схем с производством водорода). На собственные нужды технологии газификации используется пар из отбора турбины, кислород от кислородной установки, синтез- газ (для сжигания и подвода тепла в реакторную зону). Синтез-газ и уходящие 2 В. Е. НАКОРЯКОВ, Г. В. НОЗДРЕНКО И ДР. газы охлаждаются в газо-водяных и газо-паровых теплообменниках газификатора. При этом вытесняется система регенерации тепла в паротурбинной ступени ПГУ. Уголь подается в газификатор угля 1, где в процессе газификации производится СО-водородный синтез-газ. После предварительной очистки и охлаждения в системе очистки 2 синтез-газ разделяется на четыре потока. Часть синтез-газа совместно с отделенным оксидом углерода в мембранном модуле 3 подается в камеру сгорания газовой турбины 5. Вторая часть синтез-газа направляется для сжигания и подвода тепла в реакторную зону газификатора 1. Третья часть синтез-газа используется в мембранном палладиевом модуле 3, в котором производится водород с высокой степенью чистоты (99,9999 %)[1]. Монооксид углерода направляется на сжигание в камеру газовой турбины. В энергетическом паровом котле четвертая часть синтез-газа сжигается в среде уходящих от газовой турбины газов, генерируется пар высокого давления, который далее расширяется в паровой турбине. Мощность газовой турбины определяется объемом уходящих газов, необходимым для сжигания угля в энергетическом паровом котле (в среде уходящих от газовой турбины газов).