By this author

Low-Carbon Trinary Power Plants

Issue number 2 from 14.09.2025

В настоящий момент повышение экологической безопасности на тепловых энергетических станциях является одним из ключевых направлений развития энергетики. В мировой практике активно применяются технологии очистки уходящих газов от оксидов азота, серы и золы. Однако технологии улавливания диоксида углерода до сих пор не нашли широкого применения из-за существенного снижения эффективности производства электроэнергии. В настоящей работе представлены результаты разработки и исследования технологических схем бинарных и тринарных парогазовых установок с минимальными выбросами вредных веществ в атмосферу. В ходе исследований было выявлено, что переход от моноэтаноламиновой очистки уходящих газов к установке паровой конверсии метана обеспечивает прирост КПД нетто тринарной энергетической установки на 1.25% (для парогазовой установки на 1.16%) и сокращение удельных выбросов диоксида углерода в атмосферу в 2.3 раза. Большая эффективность энергоблока с интегрированной установкой паровой конверсии метана по сравнению с моноэтаноламиновой очисткой уходящих газов обусловлена снижением затрат электроэнергии на улавливание углекислого газа на 8,2 МВт.

11 0

Thermodynamic Analysis of Semi-Closed Cycles with Oxy-Fuel Combustion and Carbon Dioxide-Steam Working Fluid

Issue number 3 from 14.09.2025

Снижение выбросов вредных веществ при производстве электроэнергии на тепловых электрических станциях возможно за счет перехода на полузакрытые газотурбинные циклы с кислородно-топливным сжиганием и углекислотно-паровым рабочим телом. Их основными преимуществами по сравнению с закрытыми циклами Ренкина на водяном паре и открытыми циклами Брайтона на продуктах сгорания топливно-воздушной смеси являются отсутствие опасности образования токсичных веществ и эффективная, основанная на термодинамическом принципе сепарация компонентов теплоносителя, позволяющая впоследствии утилизировать диоксид углерода высокой чистоты. В настоящей работе представлены результаты термодинамического анализа энергетических показателей наиболее известных кислородно-топливных циклов с углекислотно-паровым рабочим телом. Подробно описана методика моделирования тепловых схем перспективных энергетических комплексов, учитывающая потери на охлаждение высокотемпературных углекислотных турбин, затраты энергии на производство и сжатие кислорода, а также сжатие углекислого газа перед захоронением. По результатам математического моделирования установлено, что электрический КПД нетто для полузакрытого комбинированного цикла с кислородным сжиганием топлива может достигать значения 44.5% при температуре на входе в газовую турбину 1400°С, а для цикла Аллама – 43.2% при 1100°С.

12 0

Thermodynamic Analysis of a Trinary Power Plant

Issue number 1 from 14.09.2025

Парогазовые установки, работающие на природном газе, являются одними из наиболее эффективных и экологически безопасных энергетических комплексов. Высокая энергетическая эффективность и низкие удельные выбросы достигаются, прежде всего, за счет высокой среднеинтегральной температуры подвода теплоты в цикле Брайтона–Ренкина. При этом основными источниками потерь энергии являются потери теплоты в конденсаторе паротурбинной установки и потери теплоты с уходящими газами котла-утилизатора. Настоящая работа посвящена термодинамическому анализу перехода от традиционных бинарных циклов к тринарным, в которых помимо газового и пароводяного контуров имеется дополнительный контур на низкокипящем теплоносителе. По результатам проведенной термодинамической оптимизации структуры и параметров тепловых схем установлено, что использование органического цикла Ренкина с фреоном R236ea для утилизации низкопотенциальной теплоты уходящих газов энергоустановки, работающей с газовой турбиной ГТЭ-160, позволяет достичь электрического КПД нетто, равного 51.3%, что выше эффективности одноконтурных парогазовых установок при аналогичных начальных параметрах на 2.2% и двухконтурных – на 0.5%. Повышенный уровень энергоэффективности обуславливается ростом тепловой экономичности паротурбинной части за счет добавления подогревателей низкого давления, а также эффективной утилизацией теплоты уходящих газов в контуре с низкокипящим теплоносителем.

10 0