Энерготехнологические комплексы как регуляторы работы электроэнергетических систем

Целью статьи является исследование процессов электротермической газификации твердых топлив в энерготехнологических комплексах и оценка возможностей использования энерготехнологических комплексов для регулирования графиков нагрузок электроэнергетических систем. Методами математического и физического моделирования физико-химических процессов газификации твердых углеродосодержащих материалов и преобразования энергии получены основные характеристики электротехнологических комплексов по переработке твердых углеродосодержащих материалов. Предложена технологическая схема маневренного потребителя электроэнергии и мощности, позволяющая участвовать в управлении спросом и повышении эффективности работы электроэнергетических систем, комплексно перерабатывать любые твердые виды топлив, строить системы коммунальной газификации районов, не имеющих доступ к источникам природного газа. Показано, что энергетический потенциал, полученного электротермической газификацией в электродных установках синтез-газа, в несколько раз превышает затраты электрической энергии на газификацию. В часы максимума нагрузки энергосистемы электротермический газификатор позволяет значительно уменьшать потребляемую активную мощность за счет перехода в автотермический режим газификации без снижения производительности по синтез-газу и работать на «рынке системных услуг» как регулируемая нагрузка. Электротехнологическая электродная установка позволяет использовать дешевую электрическую энергию ночных минимумов для выработки синтез-газа и получения углевосстановительными процессами ферросплавов из оксидов сырья и добавляемых рудных материалов. Электродная электротермическая установка обеспечивает широкий диапазон регулирования потребляемой электрической мощности, хорошую управляемость процесса при любом виде сырья, в том числе горючих твердых отходов. Высокотемпературные восстановительные процессы в электродных печах позволяют перерабатывать твердые топлива любого состава без предварительного размола и обогащения, переводить минеральную часть топлива в шлак, который может использоваться для получения строительных материалов. Содержащиеся в минеральной части топлива оксиды ряда металлов восстанавливаются и образуют ферросплав.

1. Ольховский Г.Г. Газификация твердых топлив в мировой энергетике (обзор) // Теплоэнергетика. 2015. №7. С. 3-13.

2. .Баласанов А.В. Перспективы использования высокотемпературной газификации твердого топлива в шлаковом расплаве // Уголь.2013.№ 9. С. 61-64.

3. .Ермагамбет Б. Т. Газификация казахстанских сланцев и высокозольных углей в барботируемом шлаковом расплаве // Наука, техника, образование.2016.№9(27).С. 26-29.

4. .Сучков С.И. Эффективный способ модернизации устаревших угольных ТЭЦ // Теплоэнергетика. 2016.№12. С. 23-34.

5. Jianyun Z. Efficiency of wet feed IGCC system with coal-water slurry preheating vaporization technology // Energy. 2013. pp. 1-9.

6. Батенин В.М. Энерготехнологические комплексы – реальный путь резкого повышения эффективности использования органических видов топлив // Электроэнергетика России: проблемы и перспективы труды научной. Сессии РАН. 2006. С.112-116.

7. Паршуков В.И. Энерготехнологический комплекс на основе технологий переработки отходов // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2018. № 95. С. 66-77.

8. Пятыгина М.В. Комплексное использование торфа на основании молекулярного состава его органической массы // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2017. Т. 19. № 5-6. С. 3-13.

9. Fereidoun R. Structure of peat soils and implications for water storage, flow and solute transport: A review update for geochemists // Chemical Geology. 2016. V. 429. pp. 75-84.

10. .Вишняков Я. Д. Стратегический курс российской федерации на промышленную переработку отходов и вторичных ресурсов, экотехнопарки - основа отрасли. // Проблемы машиностроения и автоматизации. 2017. №4. С. 151-157.

11. .Афанасьев В.В, Ковалев В.Г, Тарасов В.А, и др. Электротермическая газификация твердых топлив // Современные проблемы науки и образования. 2015. № 1-2. Доступно по: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=19836. Ссылка активна на: 15.07.2019.

12. .Афанасьев В.В, Ковалев В.Г, Тарасов В.А, и др. Исследование физико-химических свойств газификации местных видов топлив // Фундаментальные исследования.2016. №9. Ч. 2. C. 227-232.

13. .Чередниченко В.С.Ресурсосбережение при эксплуатации рудовосстановительных электропечей в режимах ограничения энергообеспечения // Электрометаллургия.2004. № 7. С. 28-36.

14. Mingaleeva G.R. Physico-chemical foundations of produced syngas during gasification process of various hydrocarbon fuels // Clean Technologies and Environmental Policy.2016. V. 18. pp. 297-304.

15. PechenegovYury Y. Oxidative pyrolysis of oil shale in tubular flow reactors with external heatin // Solid fuel chemistry. 2017. V. 51. № 1. pp. 40-43.

16. Karpenko E.I. Plasma Aided Combustion and Fuels Utilization // Proceedings of the tenth International Conference on Combustion and Energy Utilisation (10th ICCEU). Mugla University, Mugla, Turkey. 2010. pp. 2-9.

17. .Карп И. Н. Использование кислорода и обогащенного кислородом воздуха в нагревательных печах, колодцах, стендах разогрева сталеразливочных ковшей // Энерготехнологии и ресурсосбережение. 2012. №3. С. 18-29.

18. .Чередниченко М. В. Эрозия электродов плазмотронов при использовании различных источников питания // Электрометаллургия.2017. №6. С. 2-7.