Ученые НИУ «МЭИ» представили революционную тепловую установку, способную сжигать торф с нулевым выбросом углекислого газа в атмосферу. Эта инновация основана на процессе газификации топлива с последующим кислородным сжиганием полученного газа в специальной камере. Ключевое преимущество технологии заключается в высоком КПД и обеспечении максимально полного улавливания всего образующегося CO₂, который затем готов к безопасному хранению, что позволяет получать максимум энергии без вреда для окружающей среды.
Новая установка принципиально отличается от традиционных угольных или газовых станций, эффективность которых падает при работе с влажным биотопливом, таким как торф. В данном случае высокая влажность топлива превращается в преимущество: тепло, выделяющееся при конденсации водяного пара, возвращается обратно в рабочий цикл, что существенно повышает общий коэффициент полезного действия системы.
«В данной установке котел-утилизатор работает под давлением продуктов сгорания — это нетипичное решение, которое, тем не менее, имеет корни еще в советской практике: тогда применялись так называемые высоконапорные парогенераторы. Разница в том, что в тех установках парогенератор был совмещен с камерой сгорания, а в нашем исследовании используется двухступенчатая газовая турбина: ступень высокого давления и ступень низкого давления. Между ними как раз и размещается котел-утилизатор, или, если говорить по-исторически, — высоконапорный парогенератор. Мы выбрали термин «высоконапорный котел-утилизатор» (ВКУ) как более благозвучный и понятный для широкой аудитории», — объяснил корреспонденту «Научной России» один из разработчиков установки, кандидат технических наук, специалист по энергетическому машиностроению Дмитрий Александрович Хохлов.
Ректор НИУ «МЭИ» Николай Дмитриевич Рогалев подчеркнул актуальность разработки, отметив, что снижение выбросов CO₂ является критически важным направлением современной энергетики. Он охарактеризовал установку как одну из наиболее перспективных технологий в области низкоуглеродной энергетики, созданную учеными института для сочетания высокой эффективности и экологичности.
«Благодаря тому, что продукты сгорания в ВКУ находятся под давлением, нам удается существенно снизить металлоемкость конструкции. Для понимания: классические котлы-утилизаторы, устанавливаемые за газовыми турбинами, при всей своей функциональности — это теплообменные аппараты с довольно низкой удельной эффективностью. Они требуют больших площадей поверхности нагрева, что увеличивает массу и габариты. В нашей схеме, за счет высоконапорного режима и оптимизированной термодинамики, мы добились сравнительно компактного устройства при сопоставимых параметрах пара», — дополнил Д.А. Хохлов.
Разработка, выполненная под руководством заведующего кафедрой моделирования и проектирования энергетических установок НИУ «МЭИ» Константина Александровича Плешанова при поддержке Российского научного фонда, предназначена прежде всего для замены или модернизации существующих угольных и мазутных ТЭЦ. Она особенно востребована в регионах со сложной логистикой или богатыми местными топливными ресурсами, такими как торф, бурый уголь и древесные отходы. Эта технология предлагает эффективное решение для реконструкции малых и средних электростанций, где переход на возобновляемые источники энергии затруднителен, но требования к экологическим показателям ужесточаются.
Новость подготовлена при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ
Источник фото: ru.123rf.com
