Концепция ТЭС с газификацией

Продуваемый кислородом или воздухом газификатор рабо­тает при высоком давлении и производит сырьевой газ (включая очистку), который сжигается в ГТУ. Существенное тепло сырье­вого и турбинного газов используется для производства пара для паровой турбины. Концепция отмечает следующие признаки:

• почти полная газификация используемых топлив (углей, ос­татков тяжелых фракций нефти …);
• • существенная очистка от пыли и газообразных вредных ком­понентов.

Можно паровой процесс связать с внешним объектом, часть синтез-газа использовать для производства химических веществ, как, например, водорода, аммиака или метанола. Подобные кон­цепции значительно повышают выход энергии из топлива и ведут к улучшению общей экономичности. Существенными частями ПГУ – ТЭС с интегрированной газификацией являются: устрой­ства газификации; система использования тепла сырьевого газа; установка очистки газов с получением серы; установка разложе­ния воздуха (только для установок с кислородной газификацией); газовая турбина с котлом-угилизатором; паровая турбина.

Технология может быть выбрана и по таким известным про­цессам, как газификация в неподвижном слое, в кипящем слое и в потоке. В большинстве процессов теплота сырьевых газов ис­пользуется в охладителе газа для производства пара. Система га­зификации включает в себя устройства очистки. Удаление пыли из охлажденного сырьевого газа осуществляется в циклонах и электрофильтрах. Затем надо разделить вредные компоненты, такие, как: H₂ S, COS, НС1, NH₃, HCN, и оставшуюся пыль. От­дельный поток H₂S используется для производства элементарной серы (например, в установке Клауса). Очистка топлив выполня­ется при этом при оптимальных условиях, т. е. при высоком дав­лении и предварительном «разбавлении» воздуха для горения. В этом случае выбросы «классических» вредностей, окислов серы и азота, понижаются до минимальных величин, тогда не требуются последующие устройства очистки (серо- и азотоочистки), а также добавка известняка или аммиака. В движущемся вниз потоке опять подогревают чистый газ, если необходимо, насыщают его водой и сжигают в ГТУ. Насыщение позволяет использовать теп­лоту при низких температурных уровнях, увеличивает массовый поток через газовую турбину, а следовательно, и эффективную мощность, и понижает эмиссию окиси азота в газовой турбине.

Важнейший признак для КПД и мощности ЮСС-ТЭС и ГТУ — это степень интеграции компрессора для обеспечения сжатым воздухом установки разложения воздуха (УРВ). Установки в Буг- генуме и Пуэртоллано интегрированы на 100 % с воздушной сто­роны, это значит, что весь необходимый для УРВ воздух сжима­ется компрессором ГТУ.

В установках, неинтегрированных с воздушной стороны, воз­дух поставляется дополнительным компрессором, независимым от ГТУ. Из-за большого массового потока низкокалорийного синтез-газа, проходящего через камеру сгорания ГТУ, если не отбирать часть сжатого воздуха после компрессора, получится высокий массовый расход газа через газовую турбину. Это при­водит, по сравнению с высококалорийными стандартными топ- ливами, такими, как природный газ и мазут, к повышенной сте­пени понижения давления в газовой турбине.