Стратегическая программа исследований технологической платформы «Экологически чистая тепловая энергетика высокой эффективности» (стр. 11 )

Сооружение пилотного (головного) энергоблока мощностью 660 МВт на суперкритические параметры пара создаст условия для существенного повышения экономичности при расширении и техперевооружении прежде всего угольных электростанций.

Повышение технической эффективности отечественной электроэнергетики остро необходимо. Основы для него создают успехи в создании новых материалов и совершенствовании энергооборудования, рост цен на органическое топливо, стремление сократить негативное воздействие на окружающую среду, в т. ч. выбросы СО2.

Повышение КПД такого блока по сравнению с угольными энерго­блоками на стандартные сверхкритические параметры пара определяется не только повышением параметров, но и повышением эффективности элементов основного оборудования (в первую очередь котельной и турбинной установок), а также совершенствованием тепловой схемы. Повышение КПД энергоблоков является наименее затратным мероприятием по снижению выбросов парниковых газов (СО2).

Создание перспективного отечественного энергоблока, в Росси производство оборудования для него и замещения им импорта зарубежного оборудования избавит страну от финансовых потерь и создаст условия для дальнейшего развития отечественной науки и техники, технологий производства наукоемкой продукции и энергетического машиностроения в целом. Оно укрепит также позиции отечественных заказчиков в переговорах с зарубежными поставщиками энергооборудования.

Основные целевые индикаторы и показатели:

создание пилотного угольного энергоблока с удельным потреблением топлива на выработку электроэнергии на 20 процентов ниже существующего, снижение себестоимости электроэнергии производимой пилотным энергоблоком на 15 процентов по сравнению с показателями действующих угольных энергоблоков на 2008 год, сокращение выбросов парниковых газов в атмосферу пилотным энергоблоком на 20-30% по сравнению с показателями действующих угольных энергоблоков на 2008 год, cоответствие пилотного энергоблока перспективным экологическим требованиям по выбросам и сбросам вредных веществ в окружающую среду.

Капитальные вложения при сооружении серийного угольного энергоблока на суперкритические параметры не должны превысить капитальные вложения в строительство энергоблоков на сверхкритические параметры более чем на 10-15 процентов.

Основными целями Программы являются создание и освоение перспективного угольного энергоблока нового поколения с использованием научно-технического потенциала и развития энергомашиностроительного и электроэнергетического комплексов промышленности Российской Федерации, а также техперевооружение угольных блоков 300 МВт с использованием оборудования на суперсверхкритические параметры пара.

Для достижения этих целей необходимо решить следующие технические задачи:

Выбор пилотной площадки для  строительства энергоблока. Проведение научно-изыскательских и опытно-конструкторских работ по созданию оборудования энергоблока 660 МВт на СКП. Подготовка заводами-изготовителями основного и вспомогательного оборудования технико-коммерческих предложений и исходных данных для выполнения проекта блока 660 МВт на СКП. Разработка проектной документации на строительство энергоблока 660 МВт на СКП. Разработка и изготовление основного оборудования для угольного энергоблока 660 МВт на суперкритические параметры пара. Строительство пилотного угольного энергоблока мощностью 660 МВт на суперкритические параметры пара. Освоение в эксплуатации головного блока. Уточнение конструктивных и проектных решений.

Расширение и техперевооружение угольных электростанций на базе освоенных экономичных и надежных энергоблоков.

3.        Направления собственных научных исследований и заимствование зарубежных разработок

На рубеже 90-х годов прошлого века в развитых странах активизировались работы по совершенствованию энергоблоков со значительным повышением КПД, в том числе путем перехода на суперкритические параметры пара. Этому способствовали рост цен на топливо, повышенные требования по снижению выбросов токсичных газов (NOх, SO2) и золы.

В результате за рубежом были созданы и с 90-х годов  введены в строй десятки угольных энергоблоков повышенной  эффективности (КПД до 45% ) мощностью от 400 до 1000 МВт с параметрами острого пара до 30 МПа и перегревом до 600°С/620°С.

В России были созданы около половины мирового парка энергоблоков на стандартные сверхкритические параметры пара и получен опыт эксплуатации на уникальных опытно-промышленных установках на суперкритические параметры пара (первый в мире котел на ТЭЦ ВТИ на параметры 30 МПа, 650°С и блок СКР-100 на Каширской ГРЭС на те же параметры).

Из изложенного вытекает необходимость и возможность ликвидировать отставание от современного уровня мировой энергетики по внедрению угольных энергоблоков на суперкритические параметры пара. Для реализации этого в последние годы в России начаты работы по созданию энергоблока на суперкритические параметры пара.

При выборе оборудования следует отдавать предпочтение отечественным производителям. Там, где длительные, связанные с большими затратами и риском разработки, целесообразно совместно с инофирмами производство или прямая закупка необходимых видов оборудования и ноу-хау.

Проект 2        Разработка угольных ТЭЦ нового поколения единичной мощностью 100–200–300 МВт с использованием различных технологий сжигания топлива

1.        Направления исследований и разработок на доконкурентной стадии

Основными направлениями исследований в обоснование технических решений по созданию угольных ТЭЦ нового поколения, по которым участники платформы будут координировать свою деятельность и осуществлять кооперацию на доконкурентной стадии являются: 

-        проведение анализа научно-технических достижений, которые могут быть использованы для: совершенствования замещающего оборудования, схем и технологии эксплуатации; уменьшения характерных потерь при производстве электроэнергии и тепла; снижения вредных выбросов;

-        определение наиболее приемлемого уровня параметров пара и мощности новых блоков для ТЭЦ;

-        выбор основных технических решений по повышению эффективности замещающего оборудовании ТЭЦ;

-        оценка влияния перспективных экологических требований и вовлечения в топливный баланс местных топлив на энергоэффективность ТЭЦ;

-        расчетные и экспериментальные обоснования технических решения по котельным и паротурбинным установкам;

-        разработки по совершенствованию тепловых схем блоков ТЭЦ;

-        разработки развернутых технических заданий на основное и вспомогательное оборудование типовых ТЭЦ нового поколения;

-        проведение маркетинговых исследований и разработка предварительного технико-экономического обоснования внедрения типовых блоков ТЭЦ нового поколения;

2.        Приоритеты развития по направлениям кооперации участников платформы. Цели и задачи.

Работа выполняется в теснейшей кооперации ведущих энергомашиностроительных заводов, научно-исследовательских и проектных организаций с привлечением ВУЗов. Краткосрочными приоритетами развития кооперации участников платформы являются согласованные разработки основных технических решений по оборудованию и схемам угольных ТЭЦ нового поколения, базирующиеся на опыте участников и новых результатах новых исследований. Очевидно, что на первых стадиях работы  (разработка технических решений, расчетные и экспериментальные исследования) основная роль должна принадлежать НИИ (, ЦКТИ», «НПО ЦНИИТМАШ» и другие) и ВУЗам (МЭИ, ЛПИ, УГТУ и другие).

В среднесрочном плане приоритетными являются разработки обоснования инвестиций для типовых проектов и разработка конкретных технических проектов основного оборудования и ТЭЦ в целом. При разработке технических и рабочих проектов наиболее важно участие энергомашиностроительных заводов (, , машины», и другие), а также проектным организациям ( и другие).

В долгосрочном плане приоритетным является разработка рабочих проектов, изготовление и монтаж оборудования, пуско-наладочные работы и гарантийные испытания. Конечным итогом должно явиться широкое внедрение угольных ТЭЦ нового поколения.

Целью работы по направлению «Разработка угольных ТЭЦ нового поколения» является научное обоснование, разработка технических решений и внедрение их на ТЭЦ для повышения экономичности и снижения вредных выбросов. Основной задачей является обеспечения надежного тепло - и электроснабжения, повышения КПД угольной ТЭЦ, выработки электроэнергии на тепловом потреблении и улучшения экологических показателей.

3.        Направления собственных научных исследований и заимствование зарубежных разработок

Направления собственных научных исследований и разработок  связаны с комплексом исследований с целью повышения эффективности паровых котлов и турбин, оптимизации тепловых схем блоков, резкое снижение вредных выбросов от угольных ТЭЦ, вовлечение местных топлив и отходов в энергетический баланс. Эти разработки позволят производителям энергетического оборудования быть конкурентоспособными не только на внутреннем, но и на внешнем рынках. Кооперация с зарубежными компаниями вполне возможна и в ряде необходима. Это касается некоторого вспомогательного оборудования, оборудования средств очистки дымовых газов, технологий совместного сжигания угля и биомассы в котлах с ЦКС и других вопросах.

Технология 3 Производство электроэнергии и тепла с использованием ПГУ с внутрицикловой газификацией твердого топлива единичной мощностью 200–400 МВт с КПД до 50% и перспективные технологии с использованием топливных элементов, обеспечивающие КПД до 60%.

1.        Направления исследований и разработок на доконкурентной стадии

Направление исследований и разработок, по которым участники платформы заинтересованы координировать свои действия и/или осуществлять кооперацию друг с другом на доконкурентной стадии, могут быть следующие