NEM Energy: T-SCR система меняет подход к снижению выбросов газовых турбин

Более века компания NEM Energy находится в авангарде развития энергетики. Известная своими передовыми котлами-утилизаторами (HRSG) и системами отвода выхлопных газов, NEM постоянно расширяет границы эффективности и инноваций. Сегодня, в условиях ускоряющегося глобального энергетического перехода, фокус компании смещается от одной лишь эффективности к ощутимому и измеримому сокращению выбросов.

Одним из последних достижений на этом пути стала система Tempered Selective Catalytic Reduction, или T-SCR (иногда называемая DSCR). Разработанная для эффективного сокращения выбросов оксидов азота (NOx) на газотурбинных электростанциях, работающих в простом цикле, T-SCR знаменует собой значительный шаг вперед в технологиях контроля выбросов, объединяя инженерный опыт NEM с прагматичным подходом к реальным энергетическим вызовам.

«С самого начала мы занимались повышением эффективности, что само по себе подразумевает сокращение выбросов. Однако по мере развития технологий и расширения нашего портфолио, мы пошли дальше в этом стремлении, предлагая решения вроде T-SCR», – поясняет Нильс Велдкамп, главный операционный директор NEM Energy.

Подход NEM к регулированию выбросов целенаправленно проактивен, а не реактивен. «Мы предвидим будущие глобальные соглашения и региональные политики, и согласовываем с ними наши научно-исследовательские разработки, – отмечает Велдкамп. – Именно такой образ мышления позволил нам стать одной из первых компаний, сертифицированных как hydrogen-ready. Быть в авангарде – часть нашей культуры».

Эта проактивная позиция уравновешивается сильным чувством реализма. «Мир движется к нулевым выбросам к 2050 году, и мы полностью поддерживаем это, – продолжает он. – Но существует и переходный этап; период между сегодняшним днем и этим будущим. Наша цель – сделать этот переход более чистым и разумным. Такие технологии, как T-SCR, помогают преодолеть этот разрыв».

Технология селективного каталитического восстановления (SCR) не является новой. На электростанциях комбинированного цикла она давно применяется для удаления оксидов азота (NOx) из выхлопных газов. Инновация в T-SCR состоит в ее применении для газотурбинных установок простого цикла, где традиционные системы SCR не могли использоваться эффективно.

Проще говоря, температура выхлопных газов на установках простого цикла слишком высока для выживания обычного катализатора. T-SCR решает эту проблему путем смешивания горячих выхлопных газов турбины с охлаждающим воздухом, доводя температуру до идеального диапазона для каталитического превращения. Затем аммиак точно испаряется и распределяется для реакции с NOx, превращая его в безвредные азот и водяной пар.

«Все дело в достижении правильной температуры и оптимального смешивания, – говорит Велдкамп. – Если выхлоп слишком горячий, вы повредите катализатор. Если аммиак распределяется неравномерно, происходит проскок аммиака. Конструкция T-SCR оптимизирует оба этих аспекта».

В результате достигается уровень NOx в однозначных значениях частей на миллион (ppm), в зависимости от типа турбины и региональных нормативов.

Что действительно отличает T-SCR NEM от других систем на рынке, так это ее самокорректирующийся механизм смешивания. Система автоматически настраивается в зависимости от нагрузки турбины и условий выхлопных газов.

«Многие поставщики проектируют свои системы для одной конкретной точки нагрузки, – объясняет Велдкамп. – Наша же система динамически адаптируется в широком диапазоне нагрузок. Это означает лучшую и стабильную производительность, большую гибкость и снижение эксплуатационных расходов». Система T-SCR работает в диапазоне рабочих нагрузок газовой турбины от 30% до 100%, в зависимости от нормативов выбросов для конкретной турбины.

Хотя лежащая в основе инженерия сложна, эксплуатация системы T-SCR проста. После установки и ввода в эксплуатацию она работает автоматически в пределах заданного диапазона нагрузки. «Для операторов, знакомых с системами SCR, практически нет кривой обучения, – говорит Велдкамп. – Она проста в эксплуатации, а с точки зрения обслуживания, основное внимание уделяется обеспечению наличия аммиака и регулярному осмотру».

Система наиболее подходит для газовых турбин простого цикла мощностью 40 МВт и выше, где температура выхлопных газов достаточно высока, чтобы оправдать применение этой технологии. В агрегатах меньшей мощности другие варианты контроля выбросов могут быть более экономичными, но для газовых турбин промышленного и энергетического масштаба NEM T-SCR предлагает непревзойденный баланс производительности и стоимости.

На практике большинство клиентов внедряют технологию T-SCR в ответ на ужесточение экологических норм и колебания спроса на электроэнергию. Велдкамп уточняет: «Обычно это происходит, когда регулирующие органы устанавливают новые лимиты на NOx, и операторам необходимо соблюдать их для получения разрешений. Именно тогда мы предлагаем решение, которое не только соответствует этим лимитам, но и делает это гибко и надежно».

Экологические и социальные преимущества T-SCR очевидны. Снижение выбросов NOx означает более чистый воздух для прилегающих населенных пунктов и более здоровые экосистемы вблизи электростанций.

«Для меня все просто, – говорит Велдкамп. – Если у вас газовая турбина работает вблизи населенного пункта, нет смысла эксплуатировать ее без контроля выбросов. Вы можете предотвратить ненужные выбросы NOx, даже учитывая проскок аммиака, который минимизирован до 2 ppm, и это лучше для людей и для планеты».

Хотя установка таких систем сопряжена с дополнительными капитальными и эксплуатационными расходами, Велдкамп считает это необходимой компромиссной мерой. «Да, цена за киловатт может быть немного выше. Но выгода с точки зрения здоровья, соответствия нормам и устойчивости значительно перевешивает это. На справедливом рынке, где выбросы оцениваются должным образом, споров не возникает».

Забегая вперед, NEM ожидает, что контроль выбросов станет стандартной функцией, а не необязательным дополнением. «В будущем продажа газовой турбины без системы контроля выбросов будет рассматриваться как аномалия, – предсказывает Велдкамп. – Чем ближе мы к 2035 и 2050 годам, тем более универсальным станет контроль выбросов; так же, как мы это видели в автомобильной промышленности».

В отрасли, полной амбициозных обещаний, сила NEM заключается в ее сбалансированном подходе. «Мы полностью поддерживаем энергетический переход, – заключает Велдкамп. – Но мы также признаем важность самого переходного периода. Нам нужна надежная энергия сегодня и более чистая энергия завтра. Наша задача – обеспечить сосуществование обоих этих аспектов».

Благодаря таким технологиям, как T-SCR, NEM Energy доказывает, что контроль выбросов не должен ждать будущего. Он может и должен быть частью настоящего.