На конкурс от ПАО «ТГК-1» было представлено 36 дипломных и выпускных работ, выполненных на актуальные темы в сфере энергетики. Проекты рассматривались экспертами компании и оценивались на предмет актуальности темы для отрасли, качества проработки и эффективности проекта.
Студент Высшей школы технологии и энергетики СПбГУПТД Мстислав Корчак представил исследовательскую работу на тему снижения вредного воздействия на окружающую среду и экологии в энергетике. Объектом исследования стала технология вымораживания CO2 из продуктов сгорания газового топлива при их расширении в турбодетандере газовой холодильной машины. Мстислав оценил эффективность применения этой технологии в условиях реального производства ТГК-1.
Помимо исследовательской части молодой ученый разработал комбинированную схему низкотемпературной сепарации углекислого газа на основе газотурбинной установки ЭС-1 Центральной ТЭЦ ПАО «ТГК-1». Помимо существующего оборудования газотурбинной установки дополнительно он включил в схему турбодетандерную установку, блок регенераторов, теплообменники, узел сепарации и прессования. Нагнетатель турбодетандерной установки, включенный в схему, поднимает давление на выходе из турбины при существующих степенях его повышения и понижения в компрессоре и турбине газотурбинной установки. Это дает возможность расширить продукты сгорания топлива в турбодетандере до давления близкого к атмосферному.
«Теплообменник за нагнетателем можно использовать для дополнительного нагрева воды, одновременно снизив температуру воздуха на входе в компрессор. Теплообменник за котлом утилизатором служит для понижения температуры продуктов сгорания топлива до уровня окружающей среды, что позволит снизить тепловые нагрузки на регенераторы.
Блок регенераторов необходим для дальнейшего понижения температуры продуктов сгорания топлива до значений близких к температуре насыщения CO2 в твердое состояние. Теплоемкая насадка регенератора представляет собой алюминиевую гофроленту. На выходе из турбодетандера поток будет содержать кристаллы CO2, которые отделяются от потока в сепараторе, затем углекислотный снег в прессователе формируется в блоки сухого льда. После сепаратора поток продуктов сгорания топлива используется для охлаждения насадки одного из регенераторов», - рассказывает Мстислав.
По предварительным расчетам автора работы благодаря разработанной схеме будет наблюдаться прирост выработки электроэнергии на газотурбинной установке.