Хорошая статья про суперсверхкритику (ультрасуперкритику USC) и перспективные газовые турбины

О технологических и ресурсных тупиках мы поговорили с очень авторитетным человеком в тепловой энергетике —Юрием Петреней. Он долгие годы проработал генеральным директором легендарного в отрасли Центрального котлотурбинного института, а теперь занимает должность технического директора в ведущей энергомашиностроительной компании страны «Силовые машины».

… вырезана часть пустой болтовни…
— Не секрет, что речь следует о повышении параметров блоков до суперсверхкритических.
— Да, на станциях с ультрасуперкритическим паровым циклом (USC — такой термин принят на Западе). Принято считать, что это параметры свыше 300 атмосфер при температуре около 600 градусов по Цельсию и выше (с К.П.Д. до 45–47 процентов). Сейчас занимаются разработкой технологий и так называемой продвинутой суперсверхкритики (Аdvanced — A-USC) с параметрами свыше 350 атмосфер и 700 градусов и К.П.Д. свыше 50 %. Но производители стараются называть суперсверхкритическим любое оборудование, которое работает при параметрах более 566 градусов. Я считаю, что привязывать параметры ССКП надо к 593 градусам. Дело в том, что 566 — это уже пройденный этап, то, что было нами освоено уже в шестидесятые-семидесятые годы, а начато и того раньше. Тогда уже ЛМЗ изготавливал турбины, а машиностроительный завод «ЗиО-Подольск» — котлы, работающие с такими параметрами. В 1969-м на Каширской ГРЭС была даже установлена экспериментальная стомегаваттная турбина с параметрами пара 300 атмосфер и 650 градусов.
— Мы говорим о ССКП как о перспективной технологии, а вы заявляете, что в шестидесятые годы уже выпускалось оборудование под такие параметры работы…
— Так и есть. Эта история напрямую выводит на проблемы, связанные с перспективными разработками в этой области. В шестидесятые годы были спроектированы серийные блоки на 580 градусов. Заметьте, серийные. Более того, эти блоки были построены. Правда, затем из-за проблем с трубами поверхностей нагрева и паропроводов температуру снизили сначала до 565 градусов, а потом и вовсе ушли на 545.
— Считается, что главная проблема создания угольных блоков ССКП — материаловедческая, между тем многие сплавы разработаны уже пятьдесят лет назад.
— Действительно, что касается ССКП, то многие металлы на эти параметры разработаны давно, их можно выпускать промышленно. Конечно, ряд материалов разрабатывался и позже. Шла работа над теплоустойчивыми сталями мартенситного класса взамен ранее применявшихся сталей аустенитного класса, которые повышали металлоемкость и цена оборудования и в придачу не могли обеспечить надежную работу оборудования при переменных режимах эксплуатации. На первое место здесь уже выходят соображения технико-экономического порядка. Как в нашей истории: сделали трубы толще из-за перегрева паропроводов — и получили в масштабах энергоблока, а уж тем более в рамках всей энергетики, существенное повышение себестоимости. Именно поэтому, когда мы говорим, в частности, о суперсверхкритических параметрах в угольных блоках, то, казалось бы, логика развития понятна: было оборудование на 560 градусов, а через двадцать лет будет на 750. Но на деле никто не может сегодня сообщить с полной уверенностью, будет ли такое оборудование основным через двадцать или через сорок лет и будет ли оно вообще сколько-нибудь распространенной технологией.
— Странное заявление. Мы же имеем дело с оборудованием с длинными производственными циклами — от его разработки до снятия с эксплуатации проходят десятилетия. Если мы сейчас работаем и вколачиваем миллионы, миллиарды в разработку этих новых станций, неужели мы не можем предсказать, что будет с ними через сорок лет?
— Знаете, есть некие тенденции: вот прошлое, по которому мы можем сообщить, что происходило. По этому прошлому мы видим, например, как повышались параметры последние пятьдесят-шестьдесят лет. Оборудование с параметрами 510–540 градусов составляло основную долю энергооборудования с пятидесятых до начала семидесятых годов, а затем, с семидесятых до настоящего времени, было построено большое количество блоков с параметрами 560–580 градусов, с середины девяностых началось строительство блоков класса параметров 600 градусов. Можно было бы, используя ту же самую лесенку роста параметров, продолжать экстраполировать это знание на будущее. Сейчас мы наблюдаем рост числа блоков на USC-параметры, и если вышеупомянутые тенденции сохранятся, то это оборудование может стать основным в ближайшие двадцать-тридцать лет. Следующая ступенька — это уже advanced-технологии на 700–750 градусов, от которых ожидают К.П.Д. свыше 50 %, но станут ли они сколько-нибудь массовыми, можно будет сообщить в лучшем случае лет через двадцать.
Поясните, такой пессимизм обусловлен материаловедческими проблемами?
— Повторю: не столько материаловедческими, сколько технико-экономическими. Смотрите, для распространенных сейчас сверхкритических блоков используется большое количество достаточно простых с точки зрения металлургии классических теплоустойчивых сталей, которые можно выплавлять в больших объемах, их обработка несложна и технологична. В результате вся эта производственная цепочка, в том числе за счет серийности, массовости, по стоимости является приемлемой.
Но блоки ССКП — это уже другой уровень по внутренней себестоимости: теплоустойчивые стали мартенситного класса пришли взамен аустенитным сталям, из-за этого на всех этапах производства существенно возрастают требования к технологии, к качеству, поэтому в части металлургического производства трудно производить большие объемы, а в части машиностроения трудно эти металлы обрабатывать. Как раз из-за отсутствия соответствующих марок сталей и технологий их получения и обработки развитие очень долго задерживалось (почти на пятьдесят лет!), и только в последние несколько лет строительство суперсверхкритических блоков активизировалось.
— Пять лет назад мне говорили, что в Дании, Японии и Германии действует 16 угольных энергоблоков ССКП мощностью 380–1050 МегаВт.
— За последние годы построено станций ССКП общей установленной мощностью около 70 тысяч МегаВт. В Дании три блока по 440 МегаВт, на 600 градусов. Вводит суперсверхкритику Япония. Там в 2008 г. принята национальная программа «Холодная земля», ее цель — разработка оборудования на 700–720 градусов. Несколько блоков японцы строят сейчас в Европе. Hitachi в 2010–2011 годах введет два блока в Германии — Boxberg R и Datteln 4 — и два в Голландии вблизи Северного моря — Walsum10 and Convoy мощностью от 670 до 1100 МегаВт и с К.П.Д. около 45 %. Сейчас и в Евросоюзе в рамках программы Termiproject следует разработка (предполагается завершить ее к 2015 году) угольного энергоблока с температурой пара выше 700 градусов и давлением 375 атмосфер. К.П.Д. энергоблока по плану должен составить свыше 50 % и может достичь 53–54 %, а еще через пятнадцать лет и вовсе 55 % при температурах пара до 800 градусов. В Америке департамент энергетики поддерживает несколько программ по развитию USC, в том числе на параметры 760 градусов, выделяя на это приличные деньги.
Китайцы за десять лет сделали 22 блока. Шестнадцать из них, если не ошибаюсь, по 660 МегаВт, шесть — по 1000 МегаВт. Это уже серия. Более того, у них в пятилетнем плане строительство демонстрационного блока на 700–720 градусов, что с точки зрения экономики, казалось бы, не лезет ни в какие ворота, но они мне сообщили, что сделают. Мы участвуем с несколькими партнерами в проекте «Ультрасуперкритические параметры пара». Начался другой проект, его ведет «Роснано», — создание металлов со свойствами, необходимыми для блоков ССКП. И в этом проекте мы вместе с «Интер РАО», «ЭМ-Альянсом». Цель проекта — создание коммерческого блока мощностью 660 МегаВт класса параметров 600 градусов. Объем его применения будет, конечно, зависеть от ряда условий. Но понятно, что об отработке технологии массового производства таких блоков речи пока и близко не следует.
— Почему?

Еще записи на эту же тему:



Страницы: 1 2

Оставить комментарий (Зарегистрируйтесь и пишите коментарии без CAPTCHи !)

 
© 2008-2017 EnergyFuture.RU Профессионально об энергетике. All rights reserved. Перепечатка материалов разрешается при условии установки активной гиперссылки на EnergyFuture.RU.