journal Вестник Объединенного института высоких температур Вестник ОИВТ РАН 2658-669X ОИВТ РАН 83 Применение водородно-кислородных парогенераторов для повышения надежности функционирования ЕЭС Application of Hydrogen-oxygen Steam Generators for Increasing the Reliability of Functioning of the Unified Energy Power System Borzenko V.I. ОИВТ РАН Schastlivtsev ОИВТ РАН A.I. ОИВТ РАН Объединенный институт высоких температур РАН (Москва, Россия) Москва, Россия Joint Institute for High Temperatures of the Russian Academy of Sciences (Moscow, Russia) Moscow, Russia Объединенный институт высоких температур РАН (Москва, Россия) Москва, Россия Joint Institute for High Temperatures of the Russian Academy of Sciences (Moscow, Russia) Moscow, Russia Объединенный институт высоких температур РАН (Москва, Россия) Москва, Россия Joint Institute for High Temperatures of the Russian Academy of Sciences (Moscow, Russia) Moscow, Russia 04 09 2020 4 6 31 34

В работе обсуждается применение водородно-кислородных парогенераторов для повышения надежности и эффективности парогазовых установок (ПГУ). Отмечен важный недостаток ПГУ: замедленная реакция ее паросиловой части на снижение частоты в энергосистеме, связанная с большой инерционностью котла-утилизатора. Для компенсации инерционности паросиловой части ПГУ предложено применение водородно-кислородных парогенераторов (ВКП), которые должны включаться при значительном понижении частоты. Для различных типов широко используемых в России ПГУ предложены соответствующие схемы подключения ВКП. Предложено использовать линейку ВКП различной мощности, которые можно использовать как поодиночке, так и в любом сочетании. Таким путем обеспечивается адекватная реакция на различные значения снижения частоты. Предусмотрены средства, которые, по мере увеличения производительности котла-утилизатора, обеспечивают как ступенчатое, так и плавное уменьшение общей мощности включенных ВКП. Показано, что ВКП, являясь достаточно мощным и быстро мобилизуемым источником энергии, в случае системной аварии могут быть применены для восстановления работоспособности как собственной ПГУ, так и иного оборудования энергосистемы.

This work shows a significant increase in generating capacities in Russia, which has exceeded the growth of electricity generation. The main increase in power concerns combined-cycle power plant characterized by high efficiency. An important drawback of the combined-cycle power plant was noted, it is the delayed reaction of its steam-power part to a decrease in the system frequency, that is associated with a large inertia of the recovery boiler. To compensate the inertia of the steam-power part of the combined-cycle power plant the use of hydrogen-oxygen steam generators is proposed, which should be switched on when a significant decrease in frequency occurs. Corresponding connection diagrams for the hydrogen-oxygen steam generators have been proposed for different types of combined-cycle power plants widely used in Russia. It is proposed to use the hydrogen-oxygen steam generator range of various capacities, which can be used both individually and in any combination. In this way an appropriate response to various frequency reduction values is ensured. The means are specified for providing both a step-like and smooth decrease in the total power of the hydrogen-oxygen steam generators switched on as the capacity of the recovery boiler increases. It is shown that hydrogen-oxygen steam generator as a powerful enough and quickly mobilized source of energy can be used to restore the functionality of both its own combined-cycle power plant and other units of the power system in the event of a system incident.

 частота в энергосистеме ПГУ паросиловая часть газовая турбина паровая турбина водородно-кислородный парогенератор мощность инерционность. system frequency combined-cycle power plant steam-power part gas turbine steam turbine hydrogen-oxygen steam generator power inertia Отчеты о функционировании ЕЭС России в 2010–2015 годах Otchety o funktsionirovanii EES Rossii v 2010–2015 godakh Биленко В. А., Маневская О. А., Меламед А. Д. // Теплоэнергетика. — 2008. — Vol. 10. — P. 52–60 Bilenko V. A., Manevskaya O. A., Melamed A. D. // Teploenergetika. — 2008. — Vol. 10. — P. 52–60 Шапиро В. И., Малышенко С. П., Реутов Б. Ф. // Теплоэнергетика. — 2011. — Vol. 9. — P. 35–40 Shapiro V. I., Malyshenko S. P., Reutov B. F. // Teploenergetika. — 2011. — Vol. 9. — P. 35–40 Малышенко С. П., Пригожин В. И., Рачук В. С. // Современное машиностроение. — 2009. — Vol. 2–3(8–9). — P. 54–59 Malyshenko S. P., Prigozhin V. I., Rachuk V. S. // Sovremennoe mashinostroenie. — 2009. — Vol. 2–3(8–9). — P. 54–59 Schastlivtsev A. I., Borzenko V. I. // J. Phys.: Conf. Ser. — 2017. — Vol. 891. — P. 012213 Schastlivtsev A. I., Borzenko V. I. // J. Phys.: Conf. Ser. — 2017. — Vol. 891. — P. 012213 Малышенко С. П., Пригожин В. И., Савич А. Р., Счастливцев А. И., Ильичев В. А., Назарова О. В. // ТВТ. — 2012. — Vol. 50. — P. 820–829 Malyshenko S. P., Prigozhin V. I., Savich A. R., Schastlivtsev A. I., Ilichev V. A., Nazarova O. V. // TVT. — 2012. — Vol. 50. — P. 820–829 Malyshenko S. P., Rachuk V. S., Prigozin V. I., Gryaznov A. N., Nazarova O. V., Schastlivtsev A. I. Hydrogen steam generators for stationary energy applications // 17$^th$ World Hydrogen Energy Conference.15–19 June 2008. CD-ROM. — Brisbane. Australie. : International Association for Hydrogen Energy, 2008 Malyshenko S. P., Rachuk V. S., Prigozin V. I., Gryaznov A. N., Nazarova O. V., Schastlivtsev A. I. Hydrogen steam generators for stationary energy applications // 17$^th$ World Hydrogen Energy Conference.15–19 June 2008. CD-ROM. — Brisbane. Australie. : International Association for Hydrogen Energy, 2008