Выполнены расчеты технико-экономических характеристик автономных газогенераторных энергоустановок на твердом топливе для ряда вариантов их использования и организации. Показано, что технологии газификации угля на отопительный газ могут успешно применяться для перевода существующих мазутных котельных на твердое топливо. При современной структуре цен на энергоносители и оборудование срок окупаемости такой замены составляет около 3 лет. В части технологий силового газа экономия топливной составляющей конечной энергии почти полностью компенсируется увеличением капиталовложений и текущих трудозатрат. Этим объясняется низкая рентабельность реализованных газогенераторных электростанций. Их внедрение в децентрализованных системах электроснабжения оказывается экономически оправданным при современной себестоимости электроэнергии свыше 5 руб./кВт-ч.
Исследованы многолетние тренды изменения технико-экономических показателей электрогенерирующих установок малой единичной мощности. Показано, что в настоящее время газогенераторные микро-ТЭЦ пока не могут успешно конкурировать на массовом рынке с установками на природном газе. Уступают они и ветровым установкам. Однако сопоставление темпов улучшения технико- экономических характеристик показывает, что появление конкурентоспособных микро-ТЭЦ на генераторном газе возможно уже через 7-10 лет. Более высокими темпами совершенствуются только топливные элементы, хотя их высокая стоимость отодвигает рубеж их внедрения на массовый рынок на перспективу 15-20 лет.
Определены перспективные направления исследований, результатом которых может стать существенное сокращение себестоимости получения синтез-газа силового качества. Значительные резервы улучшения эксплуатационных характеристик слоевых генераторов заключаются в более детальном исследовании и использовании особенностей гетерогенных взаимодействий на поверхности частиц топлива при его газификации.
Исследование особенностей организации процесса горения при работе слоевых котлов существующих конструкций на бурых углях Восточной Сибири по
зволило сформулировать требования к конструкции котлов, обеспечивающих эффективное сжигание низкосортных углей, включая рядовые угли. Предложенные решения позволяют достичь КПД не хуже 70% даже при некачественной эксплуатации котла (несоблюдении персоналом ряда режимных параметров). Этот вывод сделан по результатам испытаний, проведенных на разработанном в ИСЭМ СО РАН водогрейном котле с высоким уровнем механизации и автоматизации мощностью 1.5 Г кал/ч.
Эффективность использованных конструктивных и технологических решений подтверждена также в ходе испытаний опытного образца котла мощностью 1 Гкал/ч, смонтированного в коммунальной котельной г. Иркутска. В ходе испытаний котла удалось достичь КПД 90%, кроме того, зафиксировано существенное снижение химического и механического недожога топлива по сравнению с котлами существующих конструкций. Разработка серии котлов реализовала полученные ранее заделы в области математического моделирования котельной техники, включая тепловые, гидродинамические, аэродинамические, прочностные и другие расчеты, а также опыт их натурного обследования. Предложена новая компоновка конвективных поверхностей нагрева, позволившая значительно уменьшить удельные габариты котла на единицу тепловой мощности и расход материалов при его изготовлении. Всего в ИСЭМ СО РАН разработано восемь конструкций водогрейных котлов мощностью от 0.5 до 3.0 Гкал/ч. В 2003-2006 гг. в рамках специальной программы около 200 котлов конструкции ИСЭМ внедрено в системах коммунального теплоснабжения Иркутской области.
Загрузка...
