1598005420-e4dffbb6ff09e4f6675580849e63fa88 (811210), страница 6
Текст из файла (страница 6)
К тому жс они токсичны и химически агрессивны, В вариантах с использованием жидких нефтепродуктов (йензин, керосин) встретилнсь чисто технические трудности. Взятый нз про мышленной практики процесс каталнтической конверсии топлива во- дяныч паром на базе стандартных нефтяных жидких топлив, пред ставляющих собой смеси индивидуальных углеводородов различного состава и молекулярной массы, надежно не осуществляется, При 24 этом требуется большой расход очищенной воды (в 4 — 6 рач боль ше расхода топлива), использование которой сильно усложняет эксплуатацшо, особенно зимой. Такая ЭУ в целом полу~весси чрезмерно сложной и дорогой для маломощного агрегата.
Последние публикации об этих установках относятся к 1968 г. Судя по всему, до их пракгнческого внедрения дело нигде не дошло, хотя, по фирменным данным, КПД газификации достигал 707«, а общий КПД ЭУ вЂ” 35 — 377о. Фирма «Пратт знд Уитни», разрабозавшая ЭУ мощностью 05 и 3,75 кВт, использовала затем полученный опыт при создании стационарных агрегатов мощностью 12,5 кВт с конверсией природного газа. Та жс фирма (ныне — «Юнайтед текнолоджиз») в 1972---1973 гг. опубликовала сведения о передвижной ЭУ мощностью 1,5 кВт с термокаталитическич разложением топлива типа керосина па водород и углерод, т.
е без применения воды. Газифнкатор — периодического действия, в котором накопившаяся на катализаторе санса выжигается путем продувки воздухом, после чего в газификатор вновь подаются нары топлива. Получаемый газ с содержаяием водорода около 90зг« после очистки от сернистых соединений н охлаждения используется в водородно-воздушном ЭХГ с фосфорнокнслым электролитом, который не подвержен карбонизации. Коэффициент полезного действия газификатопа ранен только 17с(з, а общий КПД установки — 8,5з(с (удельпыи расход топлива около 1 кг/(кВт ч)].
Несмотря на это, в результате испытаний было решено разработать гамму таких ЭУ на мощности от 0,5 до 5 кВт. Следует, однако, указать, что помимо нюней экономичности эпгх установок ях серьезпын недостатком является наличие высоконапряженного элемента конструкции — клапана или во«отлика, переключающего газовые потоки с температурой 1000"С н выше. В целом приходится констатировать, что для передвижных ЭУ в диапазоне мощностей от 0,5 до 10 кВт задача снабжения водородом в полевых условиях еще пс получила удовлетворительного решеяия Результаты разработок ЭХГ в СССР рассмотрены н последующих главах книги. г 4.3.4. ЭХГ дпя стационарной эиергетини С 1967 г, фирма «Пратт энд Уиган» при финансовом участии 36 газовых компаний СВ!А, Канады и Японии ведет работы по программе (1.8) ТАР7КЕТ (начальные буквы слов, означающих в переводе «Объединение для ускорения исследований по преобразованию энергии газа»).
Разработана стационарная ЭУ мощностью 12,5 кВт, состоящая из реактора паровой конверсии природкого газа, водородио-воздушного ЭХГ с фосфорнокислым электролитом и инвертора. Рзбочая температура ЭХГ 120 — !30'С, давление газов близко к атмосферному, КПД ЭУ вЂ” около 357«. Установка предназначена для энергоснабнгсння небольших промышленных предприятий, складов, сельскохозяйственных ферм и других потребителей, для которых подвод энергии от электрических сетей невозможен нли невыгоден Согласно расчетам применение в условиях С!Вй таких устапо. вок будет экономически опрандапо при начальной стоимости !50— 250 долл, за 1 кВт и ресурсе более 5 лет. В последние годы 63 такие ЭУ проходили длительныс испытания в различных пунктах США, Канады и Японии.
Общая сумма ассигнований на программу ТЛРЖЕТ вЂ” около 60 млн, долл,, более 30 млн. долл. уже израсходовано. В 197! г. было положено начало новой программе под шифром ГСО-!, которая выполняется фирмой «Юнайтед текнолоджнз» при поддержке «Эдисон электрик инститьют» и десяти злсктрознергети. ческих компаяий, Цель программы — создание электростанпии мощностью 26 МВт. При этом используется та же схема, что и в программе ТЛРЖЕТ; получение водорода путем паровой конверсии углеводородного топлива, использование этого газа в ЗХГ с фосфорнокислым электролитом, преобразование генерируемого постоянного тока в переменный. Ожидаемый КПД установки — 38 — 4!»й в диапазоне нагрузок 50 †100% . Для установки разработан модуль мощностью !6 кВт, начало поставки оборудования было намечено на 1978 г. Стоимость ! кВт к 1980 г. на»гечалось довести до !50— 200 долл„ресурс — до 40000 ч.
В настоящее время строится опыт. но-демонстрационная ЭУ мощкостью 1000 кВг. Вторая программа, выполняемая «Юнайтед текнолоджнз» и «Эдисон электрик инститьюг», ПР-!14 посвнщена анализу перспективных направлений в разработке высокотемпературного ЗХГ с расплавленным электролитом без применения дорогих катализаторов. На макетах достигнут ресурс 4000 ч, который к 1985 г.
планируется увеличить до 40000 ч при удельной стоимости ЭХГ 210 долл. на ! кВт. Установки типа упомянутой (мош!ястык 26 МВт) могут нсполь. зоваться как базовые электростанции в местах, куда затруднена прокладка линий электропередачи. Они также могут служить для покрытия пиковых нагрузок и в качестае резервных.
Лналкз применвтельна к энергоснабжению города на 1!О тыс, жителей показал, '!то подобная ЭУ прч наличии теплофикации мо. жег иметь высокий общий КПД. При осуществлении дальнего трубопроводного транспорта водорода и сети его распределения мажет быть наиболее широка реа. лизован принцип децентрализованного производства электроэнергии вблизи от мест ее потребления. Приведенные данные заставляют всерьез считаться с возможностью применения ЗХГ уже в ближайшие деснтилстяя. 1.3зп Прочие типы н обпвстн применения ЭХГ Большой практический интерес представляли бы ЭХГ с непосредственным злсктрохнмпческич окислением углеводородных топлив. Однако многочислепиыс попытки создания таких ЭХГ даже при использовании простых углеводородов (например, нропана] до настоящего времени пе дали положительного результата Значительно успешней были работы по ЗХГ па гидразине и метаноле.
Имеется ряд сообщений о разработках ЗХГ в фирмах США, Великобритании, ФРГ, Япопян и др, применительно к маломощным стационарным ЗУ для маяков, бакенов, ретрансляторов и т д Применение метанола и гидразина для ЭХГ указанного назначенвя облегчается растворимостью этих топлив в водных электролитах, что позволяет существенно упростить конструкцию ЭУ Гидразин представляет интерес также для подводных объектов. В этой связи следует упомянуть работы французской фирмы «Аль. 26 етом» по ЭХГ с непосредственным окнслспием гидразина перекисью водорода.
Важно, что такой ЗХГ пожег размещаться вне прочного корпуса подводного аппарата. Широкое испо.тьзованне !пдразнпа и метанола ограничивается нх токсичностью, а в случае гидразина — так!не его высокой стоимостью. Тем не менее ведутся работы по маломощным (50 †1 Вт и более) гидразино-воздушным ЗХГ военного назначения. Маломощные переносные ЭУ разрабатываются также на базе водородно-воздушных ЭХГ, При этом, как и в случае передвижных энергоустановак, одной из трудных задач является снабэкение водородом. При малых абсолютных расходах могут применяться системы с храпением водорода в форме его твердых соединений (например, гндридов металлов), а гакже баллонные системы.
Заполнение баллонов возможно на укрупненных передвижных ЭУ для выработки и компремировання водорода. Особую категорию составляют ЭХГ высокой удельной мощности, для которых аподным реагсптом являются щелочпые металлы (литий, натрий), а окисаи гелем — галогепы (преимущественно хлор) Электролитом для них служат расплавы хлоридов при 500— 600"С. Согласно литературным давным рабочее напряжение такого ТЭ равно 2,5 — 3 В пря плотности тока примерно 1 А/см' (плотность мощпости до 3 Вт/см') [1.9Р Ввиду интенсивности хоррознопных процессов в подобных ТЭ они могут рассчитываться только на короткое время действия, например применяться для питания некоторых видов аппаратуры космических объектов. Сведений о практическом применении ЭХГ данного ткпа пока нет.
Следует отметать, что серьезную конкуренцию им могут составить упомянутые выше водородно-кислородные ЭХ1' высоких параметров (фирма «Юнайтед тскнолоджиз») 1.4. ВОЗМОЖНЫЕ ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ЭХГ И НЕКОТОРЫЕ ОЦЕНКИ ПЕРСПЕКТИВ Лннлиз отечественных и зарубежных разработок позволяет сделать некоторые прогнозные оценки о возможных областях использования ЭХГ. 1дп1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
