У статті «Що можуть нанотехнології в руках мегалобістів» (DT.UA №42 від 23 листопада 2012 року) йшлося про проблеми впровадження наноактиваторів горіння на теплоелектростанціях України. Суть її в тому, що за результатами випробувань двох типів таких речовин на Зміївській ТЕС на замовлення Міненерговугільпрому України «активатор «РА-ГЕН-Ф» показав зростання коефіцієнта корисної дії котла на 3,5-4,5% залежно від режиму експлуатації, МНФ (REDUXCO) - близько нуля». Далі йшлося про продовження «за бюджетні мільйони» випробувань МНФ (REDUXCO) на Трипільській ТЕС. Стаття написана талановито, жваво, дісталося в ній і науковцям, і енергетикам, пересічному читачеві в неї легко повірити. Проте існує інший бік медалі. З поваги до енергетиків і науковців та дотримуючись вимог п. 2 ст. 30 Закону України «Про інформацію», DT.UA надає слово тим самим «мегалобістам» і «доцентам з кандидатами», згаданим у тій статті.
Для початку - невеликий і зрозумілий навіть нефахівцям екскурс щодо технологічних особливостей електроенергетики України. Пиловугільні енергоблоки теплових електростанцій (ТЕС) за своїми проектними особливостями мали би забезпечувати базове навантаження, а газомазутні блоки ТЕС і гідроенергетика - регулювати змінну частину добового графіка навантажень. Зі зміною структури споживання електроенергії в країні різко змінилася участь різних видів електрогенерації в регулюванні графіка навантаження. Чималу частку електроенергії виробляють атомні енергоблоки, які працюють у базовому режимі. Можливості регулювання пікових навантажень ГЕС і ГАЕС (гідроакумулюючих станцій) обмежені, зважаючи на їхню недостатню потужність. Вартість імпортованого газу зумовила зупинку газомазутних блоків. За таких умов вугільній енергетиці доводиться перебирати на себе основну функцію регулювання енергосистеми. Це означає необхідність зупинки частини блоків для проходження нічних провалів навантаження та їх підключення в години піку енергосистеми. Робота ТЕС у маневровому режимі разом зі зниженням економічності роботи зумовлює нестабільні режими роботи котлів, прискорює зношення обладнання та потребує витрачання дефіцитного газу на так зване підсвічування.
Вік вугільних електростанцій в Україні сягає 40-50 років, що потребує їхнього оновлення або докорінної реконструкції. Разом із тим за роки незалежності збудовано лише один новий котел - циркулюючого киплячого шару - на Старобешівській ТЕС і докорінно, за сучасною технологією реконструйовано пиловугільний котел на Зміївській ТЕС. Блоки з оновленими котлами сьогодні є найбільш економічними в галузі. Однак будівництво одного котла паропродуктивністю 670-970 тонн на годину коштує понад мільярд гривень, а інвесторів на таке будівництво поки що не видно ні серед державних установ, ні серед приватних фірм.
Потрібно також врахувати, що з причин, які не залежать від енергогенеруючих компаній, періодично на котлах більшості ТЕС спалюється вугілля, що за якістю гірше від проектного. Погіршення умов горіння факела та рідкого шлаковидалення також компенсують газовим підсвічуванням.
Останніми роками існує нагальна потреба максимально скоротити витрати газу на виробництво електроенергії. Наразі фахівцям ПАТ «Центренерго» це вдається. За два останні роки при збільшенні генерації електроенергії майже на третину на електростанціях компанії значно зменшено використання природного газу (до 2% у структурі палива з 12% - у 2009 році), знижено питомі витрати умовного палива на виробництво електроенергії. Це стало результатом виконання розробленої компанією комплексної програми економії газу.
Втім, теплова генерація змушена активно шукати всі можливі шляхи подовження терміну експлуатації та підвищення ефективності роботи існуючих котлів, враховуючи використання на частині з них низькореакційного антрациту. Для перевірки можливостей застосування розроблених в Україні (або за її межами) технологій підвищення ефективності спалювання вітчизняного вугілля та зменшення витрат природного газу на теплових станціях Міненерговугільпромом і керівництвом ПАТ «Центренерго» було надано згоду на здійснення випробувань згаданих на початку матеріалу активаторів на діючому енергетичному обладнанні.
Наведена інформація допоможе читачеві зрозуміти, який інтерес викликають маловитратні технології, що дозволяють підвищити ефективність згоряння вугілля та ККД котла. Економія від застосування таких технологій лише на одному енергоблоці потужністю 300 МВт (а всього енергетичних вугільних котлів в Україні близько сотні) може досягнути мільйонів гривень на рік. А ще можна збільшити виробництво електроенергії за того ж обсягу видобутку вугілля і без застосування газу. Також приваблюють простота технічних рішень, економічні та екологічні ефекти, що декларуються виробниками активаторів горіння.
Навіщо потрібні активатори горіння
Пиловугільні енергоблоки вітчизняних ТЕС фізично зношені та морально застарілі. А на половині з них ще й спалюється низькореакційний антрацит. Оскільки коштів на їх термінову докорінну реконструкцію сьогодні немає, викликають інтерес маловитратні рішення, спрямовані на підвищення ККД антрацитових котлоагрегатів, зменшення використання «підсвічувального» газу на розширення діапазону регулювання навантаження тощо.
Багато з пропонованих рішень не витримують критики ще від початку. Ті ж із них, що показали ефект на енергоустановках меншого масштабу, були рекомендовані до промислових випробувань на ТЕС, а саме - активатори «РА-ГЕН-Ф» і МНФ (REDUXCO).
Названі речовини, як стверджують автори пропозиції, прискорюють вигоряння вугільного пилу, тобто зменшують рівень недопалу вугілля. А що більша частка теплоти згоряння палива виділяється в топці, то менша потреба в газовому «підсвічуванні».
Результати випробувань на Зміївській ТЕС
Випробування було проведено на виконання протокольного рішення засідання робочої групи, створеної відповідно до наказу Міненерговугільпрому №171 від 31 травня 2011 року «Про створення робочої групи по визначенню технічної доцільності введення як домішок до твердого палива на ТЕС
активаторів горіння - анаклариду «РА-ГЕН-Ф» і МНФ (REDUXCO)».
Коментуючи результати, хочемо зазначити таке. Випробування на котлі типу ТП-100 Зміївської ТЕС виконувалися в листопаді-грудні 2011 року за участі обох компаній - постачальників активаторів горіння, ДП «ДонОРГРЕС» та незалежних експертів від Інституту вугільних енерготехнологій. Спалювалася суміш антрациту та пісного вугілля з більшим виходом летких речовин. Враховувалося, що результат короткострокових випробувань може мати досить вагомі похибки. Первинні дані нібито свідчили на користь відчутнішого зменшення недопалу вугілля з активатором «РА-ГЕН-Ф». Однак більш докладний аналіз показав, що цей результат отримано при більшій частці пісного вугілля в паливі, що саме по собі поліпшує умови горіння. Тож віднесення зменшення недопалу виключно на рахунок дії «РА-ГЕН-Ф» було визнано недостовірним.
Разом із тим результати проб на вміст вуглецю в леткій золі при випробуваннях з активатором «РА-ГЕН-Ф» теж мали сумнівну достовірність: вони були однаковими в усіх дослідах і в кожній із чотирьох точок відбору золи, чого просто не могло бути за технологією спалювання та згідно з конструкцією котла. Тому, незважаючи на те, що активатор «РА-ГЕН-Ф» нібито давав розрахунковий виграш на рівні недопалу 3%, незалежними експертами від Інституту вугільних енерготехнологій і спеціалістами ДП «ДонОРГРЕС» дані цих випробувань були поставлені під сумнів.
Разом з тим при випробуваннях з активатором МНФ (REDUXCO) розподіл вуглецю у пробах леткої золи був звичайним для котла, виграш у рівні недопалу від 1,4 до 2,4% спостерігався в усьому діапазоні співвідношення антрациту і пісного вугілля в паливі, сумніву не викликав жоден із результатів випробувань.
Як бачимо, твердження про негативний результат експерименту з активатором МНФ (REDUXCO) і однозначну перевагу «РА-ГЕН-Ф» не має під собою реальних підстав. Ці результати були висвітлені в науково-технічних звітах для Міненерговугільпрому, і саме вони дали підстави продовжити випробування активатора МНФ (REDUXCO) на Трипільській ТЕС.
Чим вирізняються випробування на Трипільській ТЕС
Хоча проведені за стислий час випробування на Зміївській ТЕС не дали можливості відповісти на всі питання, пов’язані з визначенням впливу активаторів на процеси горіння і вузли котла, вони стали підґрунтям для продовження випробувань на Трипільській ТЕС у жорсткіших умовах - з визначенням не розрахункової, а реальної економії палива одночасно на всіх котлоагрегатах за тривалий термін.
У подальшому інтерес до проведення випробувань на Трипільській ТЕС у НВП «Адіоз» виникнув тільки у травні 2012 року, вже після того, як 3 квітня 2012 року відповідно до законодавства України Трипільська ТЕС направила для оприлюднення документацію за процедурою закупівлі «відкриті торги». НВП «Адіоз» вимагало змінити тендерну документацію, подаючи скарги до постійно діючої адміністративної колегії Антимонопольного комітету України. Проведений на вимогу АМК Міністерством економічного розвитку і торгівлі моніторинг закупівлі за державні кошти «Продукти хімічні різні технічного призначення» (оголошення №182369 у «Віснику державних закупівель» №49/1 (651/1) від 23 квітня 2012 року) не виявив порушень Закону України «Про здійснення державних закупівель». У задоволенні вимог НВП «Адіоз», а також інших компаній, що тричі подавали скарги, було відмовлено.
Доречно нагадати, що згаданим законом України визначено поняття державних коштів, яке не включає коштів господарюючих суб’єктів, тому «пустити за вітром бюджетні мільйони» ПАТ «Центренерго» аж ніяк не вдасться через те, що компанія не є розпорядником бюджетних коштів.
А сама Трипільська ТЕС захистила себе від зайвих витрат у разі негативного результату випробувань: після вищезгаданих суперечок було вирішено, що каталізатор МНФ (REDUXCO) надається для випробувань безплатно. Вартість послуг ТОВ «МНФ-Новітні технології» дорівнюватиме нулю, якщо економія буде меншою за 6 г умовного палива за вироблену кіловат-годину електроенергії (в середньому це більш як 1,5% ККД котла)! Усе це задокументовано.
Випробування на Трипільській ТЕС, розраховані на листопад-грудень цього року, ще тривають. Як годиться, після обробки та аналізу експериментальних даних результати будуть оприлюднені у звітах і фахових виданнях.
Що стосується обладнання, то з метою вивчення впливу каталізатора МНФ на метал поверхонь нагріву Інститутом електрозварювання ім. Є.Патона НАН України було проведено дослідження, які показали відсутність впливу каталізатора на зміну структури і властивостей металу.
На нашу думку, факти свідчать, що фахівці Міненерговугільпрому, ПАТ «Центренерго», пуско-налагоджувальних організацій та Інституту вугільних енерготехнологій НАН України в непрості для енергетичної галузі часи намагаються всіма своїми знаннями допомогти морально застарілим і таким, що відпрацювали свій ресурс, електростанціям знизити собівартість електроенергії, убезпечитися від впливу зовнішніх чинників зростання цін на енергоносії та виконувати завдання уряду щодо зниження споживання природного газу. Тому поспішним і непрофесійним було віднесення їх до «мегалобістів», а вчених Національної академії наук - до недолугих «доцентів з кандидатами».
Втім, в енергетиці України є чимало проблем, розв’язанню яких професійні журналісти в тісному контакті з фахівцями-енергетиками та науковцями могли б ефективно сприяти. До чого і запрошуємо.