Молодой ученый факультета энергетики НГТУ НЭТИ (входит в Союз машиностроителей России) Олеся Боруш придумала, как увеличить КПД теплоэлектростанций и вырабатывать больше энергии с помощью внедрения двухтопливных парогазовых установок. Использование двухтопливных установок приведет к снижению затрат топлива, а также повысит КПД ТЭС и снизит количество вредных выбросов от угольной генерации.
Сейчас угольные ТЭС работают по следующему принципу: измельченный уголь сжигается в топке парового энергетического котла, нагревая воду и превращая ее в пар, который подается на паровую турбину, где и происходит выработка энергии. В описанную схему предлагается ввести газотурбинную установку (ГТУ), работающую за счет сжигания газа, который будет так же, как и «угольный» энергетический котел, выдавать пар на уже существующую турбину. Но преимущество предлагаемой схемы в том, что на ТЭС можно установить котел-утилизатор, который будет дополнительно отдавать пару тепло раскаленных отработанных газов, появившихся при сжигании газового топлива.
В результате нагрев пара для турбины происходит в двух местах: котле-утилизаторе и традиционном паровом энергетический котле. Это приводит к снижению объемов сжигаемого топлива, необходимого для выработки определенного количества электроэнергии. Кроме того, у ТЭС с двумя котлами вырастает КПД: у паротурбинной установки он 30—40 %, у газотурбинной установки — 38—40 %. А вот у парогазовой установки двухтопливных ТЭС КПД будет 42—56 %.
«Используя тепло от ГТУ и одновременно сжигая уголь, можно позволить себе работать на суперсверхкритических параметрах пара, а это значит, что потенциал пара будет выше и, опять же, полезная работа становится при меньших затратах больше», — говорит Олеся Боруш.
Комбинирование разных видов топлива позволяет снизить себестоимость производства электроэнергии. В зависимости от изменения цен на газ и уголь в ТЭС может быть использовано больше угля или больше газа, что позволяет делать себестоимость энергии ниже.
Главное ноу-хау инженеров-энергетиков из НГТУ НЭТИ — методика комбинирования газового и угольного оборудования, которая позволяет повысить КПД, уменьшить расход топлива и количество вредных выбросов на каждой конкретной российской ТЭС.
В работе ученых из Новосибирска представлены расчеты колебания цен на топливо как для отдельных парогазовых установок, так и для конкретных электростанций и региональной энергетики в целом. По словам Олеси Боруш, методика, разработка которой велась на протяжении полутора лет, была представлена на нескольких международных конференциях, кроме этого, к ней проявляли интерес ряд крупных заводов, производящих установки для ТЭЦ.