ПРИМЕНЕНИЕ ЭНЕРГОУСТАНОВОК НА ТОПЛИВНЫХ ЭЛЕМЕНТАХ НА ТЕПЛОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯХ

摘要

Обсуждается целесообразность применения энергоустановок на основе топливных элементов (ЭУ/ТЭ)в системах собственных нужд (СН) тепловых газомазутных и газовых электростанций. При этом могут быть реализованы сразу две возможности: замены части сетевых подогревателей ТЭС подогревателями с использованием тепла продуктов реакций в ЭУ/ТЭ и параллельной работы по производству электроэнергии ТЭС с циклом Ренкина и ЭУ/ТЭ. Термодинамический анализ показал повышение термического КПД ТЭС, так как благодаря комплексу ЭУ/ТЭ увеличивается выдача в энергосистему электроэнергии. Расчеты проведены для энергоблока мощностью 300 МВт конденсационной электростанции (КЭС). В частности, рассмотрена установленная мощность ЭУ/ТЭ при том условии, что тепловая мощность на ее выходе равна тепловой мощности сетевых подогревателей. При этом дополнительная выработка электроэнергии собственно блоком ТЭС составляет 50632.8 МВт · ч. Газоснабжение энергоблока КЭС и ЭУ/ТЭ осуществляется от одной и той же системы. Показано, что создание такого комплекса целесообразно, если КПД ЭУ/ТЭ превосходит КПД нетто энергоблока КЭС. Одновременно в течение года экономится природный газ. Окупаемость предложения вследствие применения ЭУ/ТЭ основана на увеличении мощности КЭС благодаря росту термического КПД и выдачи ЭУ/ТЭ в энергосистему дополнительной (за вычетом собственных нужд) мощности. Кроме того, исключается отбор пара от турбины на сетевые подогреватели и мощности от генератора на собственные нужды. Таким образом, по упрощенному расчету срок окупаемости ЭУ/ТЭ на природном газе электрической мощностью 25 МВт в составе газовой КЭС 300 МВт составляет примерно два года. В пределах установленной мощности ЭУ/ТЭ существенно возрастает маневренность КЭС.