Индия ввела в эксплуатацию первую в стране угольную теплоэлектростанцию с воздушным охлаждением

07.04.23 08:10

Индийская национальная энергетическая компания (NTPC) ввела в эксплуатацию угольную теплоэлектростанцию North Karanpura в штате Джаркханд на востоке страны.

 

Конденсаторы, которые преобразуют пар в жидкость, являются компонентом цепочки производства электроэнергии на твердом топливе. Когда уголь сжигается, он нагревает водяной котел, превращая воду в пар, который приводит в действие турбину, вращающую генератор. Отработанный пар направляется в конденсатор, где охлаждается до первоначального агрегатного состояния, и эту воду после очистки можно повторно нагреть в котле, обеспечивая замкнутый цикл. В электроэнергетике одновременно применяются водоохлаждаемые и воздушные конденсаторы: в первом случае на тонну пара требуется около 50 тонн охлаждающей воды, а во втором случае ее не требуется вообще. 

 

Проект ТЭС North Karanpura, разработанный еще в 1990 году, изначально предполагал использование конденсатора с водяным охлаждением. В этом сценарии ежегодное потребление воды при производстве электроэнергии составило бы 55 миллионов кубических метров. Чтобы запастись таким количеством воды, потребовалось бы строительство плотины высотой 22,5 метра (через один из притоков реки Дамодар) и общей площадью чуть более 2000 га. Пришлось бы затопить плодородные земли, которые обрабатывают жители 10 деревень. Однако в последующих обсуждениях проекта предпочтение отдали конденсатору с воздушным охлаждением, а не водяному. Как следствие, общий объем воды, который потребуется ежегодно для выработки электроэнергии, не превысит 20 млн куб. м. Вода будет подаваться за счет низконапорной плотины, расположенной на территории ТЭС. Эта плотина будет оборудована «воротами», через которые вода будет проходить из резервуара. Экономия воды составит около 30,5 млн куб. м в год, что эквивалентно водопотреблению 1,5 млн человек в регионе ежегодно. 

 

Северо-Каранпурская ТЭС – одна из «сверхкритических» тепловых электростанций, на которую к началу 2023 года приходилось 30% угольных генерирующих мощностей Индии. По подсчётам Global Energy Monitor, доля «подкритических» угольных ТЭС составила 69%, а «ультрасверхкритических» 1%. Одним из отличий является эффективность преобразования тепловой энергии в электрическую: если КПД «подкритических» ТЭС составляет 33%, а «сверхкритических» 44%, то «сверхсверхкритических» около 50%, по данным Всемирного банка. Индия занимает второе место в мире по установленной мощности угольных электростанций. К началу 2023 года в стране работало 284 угольных ТЭС общей мощностью 234 гигаватта (ГВт), в то время как в Китае 1135 ТЭС на 1093 ГВт, а в остальных странах мира 1039 ТЭС на 755 ГВт. 

 

 

NTPC приняла ряд мер по рациональному использованию водных ресурсов на всех своих станциях. NTPC будет и в дальнейшем внедрять технологию 3R (сокращение, повторное использование, переработка) для сохранения и управления водными ресурсами, выполняя свою основную деятельность по производству электроэнергии. NTPC Ltd подписала Водный мандат Глобального договора ООН. 

 

Северо-Каранпурская ТЭС, расположенная в 10 км от месторождения угля, будет поставлять электроэнергию в штаты Джаркханд, Бихар, Западная Бенгалия и Одиша.

 

Хотя использование технологии КВО довольно распространено во всем мире, для индийской угольной генерации это новая практика.

 

КВО представляет собой теплообменник, в котором пар конденсируется внутри оребренных труб с воздушным охлаждением. Это система прямого сухого охлаждения. Поток холодного окружающего воздуха снаружи оребренных труб отводит тепло и определяет функциональность КВО. На тепловых электростанциях пар от выхлопа турбины поступает в КВО, где происходит конденсация. Затем конденсат возвращается в котел по замкнутому контуру. Так как пар, выходящий из турбины, находится под низким давлением, КВО работает при давлении, близком к вакууму, а неконденсирующиеся газы непрерывно удаляются воздухоотсосом.

 

Первая генерирующая станция с прямым КВО в Северной Америке, 21,7-МВт угольная ТЭС Нила Симпсона в Джиллетте, штат Вайоминг, была введена в эксплуатацию в 1969 году. К 2008 году сухое охлаждение стало стандартной практикой на многих тепловых электростанциях в США, Европе и Китае.

 

Но, несмотря на то, что по состоянию на январь 2023 года Индия полагалась на 179 угольных электростанций общей мощностью 204 ГВт, обеспечивающих почти 50% от общего объема производства электроэнергии, она до сих пор не использовала КВО из-за высоких капитальных затрат и относительно низкого сокращения водного следа по сравнению с водяным охлаждением. КВО и составные компоненты - включая трубные пучки, редукторы и вакуумные насосы - обычно приходится импортировать, что снижает их конкурентоспособность по стоимости.

 

В настоящее время NTPC (индийскому правительству принадлежит 51,1% акций компании) удовлетворяет 24% потребностей Индии в электричестве за счет угольных, газовых, гидро-, солнечных и ветряных электростанций.

 

В рамках инициативы NTPC ESG компания предпринимает масштабные усилия по диверсификации топлива путем увеличения портфеля возобновляемых источников энергии с 10 ГВт до 60 ГВт к 2032 году. Наряду с планами по выводу из эксплуатации 1,4 ГВт угольных мощностей, компания планирует смешивать до 10% биомассы на существующих угольных станциях; изучить возможность улавливания, утилизации и хранения углерода на двух угольных станциях; и сократить выбросы загрязняющих веществ в атмосферу от всего оборудования.

 

Компания активно участвует в проектах по сохранению водных ресурсов. Наряду с оснащением новых станций КВО, усилия включают внедрение более высоких циклов концентрации в системах оборотного водоснабжения, сброс нулевой жидкости, удаление шлама высокой концентрации и опреснение морской воды, в том числе из систем на основе дымовых газов.

 

Читайте также: