Строительство ТЭС для демонстрации нового рабочего цикла

[22sobaki.livejournal.com]

В Ла-Порте, штат Техас, идет строительство электростанции полезной мощностью 25 МВт, которая должна продемонстрировать работу на основе т.н. цикла Аллама.

На входе - кислород и природный газ, на выходе - вода и углекислота. Нулевые выбросы в атмосферу.


Цикл назван в честь его изобретателя Родни Аллама (Rodney John Allam).

"Природный газ (или синтез-газ от газификации угля) сжигается в камере сгорания с чистым кислородом под высоким давлением, а получившейся в результате реакции диоксид углерода (СО2) используется в качестве рабочего тела в полупроницаемом замкнутом контуре для привода специальной турбины. Получившиеся побочные продукты после совершения работы в турбине, в основном жидкая вода и СО2, возвращаются обратно в процесс и лишь частично изымаются из процесса".

Что делать с получившейся водой придумать можно, а углекислый газ может, например, быть закачан в нефтяные скважины для повышения нефтеотдачи или использован "в различных промышленных процессах".
Никаких дымовых труб, окислов азота и т.д.









Разработчики (NET Power) утверждают, что система 100%-но усваивает углерод и имеет КПД нетто (КПД по выработанной электроэнергии минус потребление ее на собственные нужды) в районе 58...60% на природном газе и 50...52% на угле.

Инвестиции в строительство станции составили $140 млн.
Стройка:


В проекте принимает участие "Toshiba". Там разработали и в сентябре 2016 должны поставить на станцию турбину для работы на диоксиде углерода. Турбина будет работать при давлении в 300 атм и температуре порядка +1200 градусов (т.е. температура как у газовой турбины, а давление - как у паровой). Японцы заявляют, что готовы поднять рабочую температуру, но, возможно, потребуются другие материалы (сейчас турбина изготовлена из сплавов с высоким содержанием никеля, хрома, молибдена и ванадия).

К пуско-наладке пилотной станции рассчитывают приступить в начале 2017 года.

Если на демоверсии все пойдет хорошо, то следующим этапом будет создание к концу 2019 - началу 2020 года коммерческой станции на 295 МВт электрической мощности. На эту тему разработчики уже будто бы ведут активные переговоры с потенциальными заказчиками, преимущественно из нефтегазового сектора.

Годовая выработка углекислоты на этой, "большой" станции составит 270 тыс.тонн. Предполагается, что продавая СО2 по цене от $5 до $50 за тонну, ТЭС сможет генерировать дополнительный доход. На пилотной станции СО2 будут пока просто сбрасывать в атмосферу.

Источники на русском и на английском 1, 2, 3.
Здесь Аллам дает интервью с пояснениями, но, по-моему, переводчик иногда жжет.

Что думаете, коллеги?

Comments

[zelenyj-at-lj.livejournal.com]

Обсуждать распилы и хитрость американских изобреталей - несомненно, лучшее применение сил Инженера.

Почему-то никто не подметил, что описан почти закрытый цикл с внутренним сгоранием. Использованы положительные стороны как паравого турбинного цикла (ПТЦ), так и газотурбинного (ГТЦ). Все описанное в принципе работы сделано для повышения КПД.
Во-первых, продукты сгорания непосредственно подмешиваются в рабочее тело, а не уносят тепло в атмосферу, как у ПТЦ и ГТЦ.
Во-вторых, использован теплообменник. У ПТЦ они тоже есть, т.к. цикл замкнутый, а у ГТЦ нет и не может быть, т.к. предварительный нагрев снизит сжимаемость воздуха. Здесь с холодной стороны используется жидкий CO2. Возможно даже кипящий. Т.е. эффективность теплообменника будет очень высокая.
В-третьих, после охлаждения рабочее тело сжижается (как в ПТЦ), что понижает давление за турбинной и не может не сказаться положительно на КПД, а также позволяет сделать замкнутый цикл, отделить воду и прочие несжиженные газы. А вот как они собираются утилизировать примеси горючего газа, вот этого я не увидел. И как они организуют сгорание без копоти и CO. Видимо в горелке должен быть избыток кислорода.

И так, где тут разпил? А в чем хитрость? Не догадаетесь! Вода то получается газированная! ;)

[e-maksimov.livejournal.com]

А нечего подмечать. График энтальпии красивый, но позиции 6 и 7 вызывают вопросы. Видимо не только у присутствующих вызывают, раз решили сначала посмотреть реальный расклад на опытной установке. Так что остается критиковать очевидное - упор на экологичность и неоднозначную подачу в презентациях.

[zelenyj-at-lj.livejournal.com]

Позиции 6 и 7 - это на рисунке или в посте выше?

Кстати, физика азота таки отличается от углекислого газа. У CO2 молекулы полярные. У N2 более ровная зависимость теплоемкости от температуры.
http://tehtab.ru/Guide/GuideMedias/C02/CO2SpecificHeatCp/
http://tehtab.ru/Guide/GuideMedias/NitrogenN2/NitrogenN2SpecificHeatCpToT/

[e-maksimov.livejournal.com]

6 и 7 это позиции на графике с энтальпией и схеме станции - перенос тепла от детандера к теплообменнику. Ну и вопрос с судьбой примесей природного газа тоже интересен, не настолько помню химию, что бы сказать, что там будет нарабатываться при таких давлениях и температурах.

[zelenyj-at-lj.livejournal.com]

И еще немного цЫфер...
http://www.compressed-air.ru/kislorodo-azotnaya-ustanovka-azhkzhkaarzh-2.html
Некая промышленная криогенная установка. Расход электроэнергии на килограмм жидкого кислорода - 1.107 кВт*ч ~ 4 МДж. По схеме пункт 6 может частично утилизировать это тепло. Одного килограмма кислорода хватит на сжигание 0.25 кг метана, что даст 12.5 МДж тепла.

[sadstar3.livejournal.com]

Так это вечный двигатель?
Из 4 МДж получаем 12 МДж !