فضای توسعه فناوری تولید برق CCPP با گاز اسپیج

تمامیت همکاری در زمینه کارایی انرژی و کاهش دی اکسید کربن

تکا هیرو کواگوچی، رئیس شرکت فناوری مهندسی توربین گازی میتسوبیشی پاور (نانجینگ) در سخنرانی خود گفت: «در نیمه اول این سال، به دلیل کاهش تقاضا، صدمات تأمینات و وقوع بیماری long Pneumonia، سود صنعت فولاد به طور قابل توجهی کاهش یافته است و قیمت محصولات همچنان در سطح پایینی باقی مانده است. در سراسر جهان، توسعه سریع صفر کربن، استفاده از انرژی هیدروژن و فناوری دیجیتال منجر به تغییرات چشمگیر در محیط بازار و نیازهای مشتریان شده است. در برابر شرایط بازار پیچیده، میتسوبیشی آماده همکاری با شرکت‌های فولاد چین برای تقویت همکاری در حوزه صرفه‌جویی در انرژی و کاهش کربن است.»

سیو شیوفو، مدیر عامل شرکت فناوری مهندسی توربین گازی میتسوبیشی پاور (نانتژینگ)، گفت: «با باز شدن بازار معاملات دایره انتشار کربن ملی، کاهش کربن مجموعه‌های تولید برق CCPP (مجموعه‌های تولید برق چرخه ترکیبی گاز-بخار) به نقطه سودآوری جدیدی برای صنعت فولاد، علاوه بر تولید برق خود، تبدیل خواهد شد و همزمان بهره‌های اجتماعی و زیست‌محیطی بیشتری را برای شرکت بدست خواهد آورد. بر اساس حفظ فرآیند تولید موجود و ساختار تأمین انرژی، فناوری CCPP یکی از اندازه‌گیری‌های مؤثر برای صرفه‌جویی در انرژی و کاهش کربن در صنعت فولاد است. تاکنون مجموعه‌های تولید برق CCPP میتسوبیشی داخلی بیش از ۲۰۰ میلیارد کیلووات ساعت برق تولید کرده‌اند، بیش از ۵۸ میلیون تن زغال سنگ استاندارد را برای صنعت فلزات مشترک صرفه‌جویی کرده‌اند و انتشار گاز دی‌اکسید کربن را بیش از ۱۵۰ میلیون تن کاهش داده‌اند. نسبت به مجموعه‌های توربین بخار فشار بالا، فشار فوق العاده بالا و فشار فوق بالا ساخته شده در دوره مشابه، مجموعه‌های تولید برق CCPP در تمام شاخص‌ها بیش از ۳۰٪ پیشرفت کرده‌اند.»

تاکنون، 33 مجموعه تولید کننده برق CCPP میتسوبیشی از مدل‌های مختلف در شرکت‌های فولاد داخلی استفاده شده است، که از آن‌ها 30 به عملیات درآمده و 3 در حال ساخت هستند. مجموع ساعات عملیاتی مجموعه‌های بهره‌برداری‌شده بیش از 2.37 میلیون ساعت بوده است، با نرخ دسترسپذیری بیش از 99٪، که نگرانی‌های اولیه صنعت فولاد در مورد قابلیت اطمینان عملیاتی مجموعه‌های تولید کننده برق CCPP را حذف کرده است.

بهبود تکنولوژی‌های کم‌کربن

توسعه کم‌کربن محتوای مهمی برای حل گردنده‌های محیطی، انرژی و منابع طبیعی و ترویج توسعه با کیفیت بالا در صنعت است، همچنین نمایش کلیدی و هدف نهایی آن است.

گائو ژوئه، مهندس نایب رئیس دفتر برنامه‌ریزی و تحقیقات صنعت فلزات گفت: «شرکت‌های فولاد و آهن بزرگ و متوسط که نماینده سطح پیشرفته توسعه صنعت هستند، بر اساس داده‌های منتشرشده توسط انجمن صنعت فولاد و آهن چین، مصرف انرژی کلی در سال ۲۰۲۱ برای شرکت‌های فولاد و آهن بزرگ و متوسط در سراسر کشور به ۵۴۹/۲۴ کیلوگرم زغال سنگ استاندارد برای هر تن فولاد کاهش یافته است، که این مقدار ۰/۵۹ کیلوگرم زغال سنگ استاندارد نسبت به سال ۲۰۲۰ کاهش یافته و معادل ۰/۱۱٪ کاهش است. نسبت به سال ۲۰۱۵، درصد کاهش مصرف انرژی کلی در هر تن فولاد به ۴٪ می‌رسد.»

گائوکسیو معرفی کرد که در مقایسه با سال ۲۰۲۰، نرخ آزادسازی گاز اجاق فحم در سال ۲۰۲۱ به میزان ۰٫۳۹ درصد یا ۴۰٫۱۷٪ کاهش یافته است؛ نرخ آزادسازی گاز کوره باد بلوا ۰٫۰۸ درصد یا ۶٫۳۰٪ کاهش یافته است؛ و حجم گاز کونورتر بازیابی‌شده برای هر تن فولاد به ۱۱۹٫۲ متر مکعب رسیده است، که این مقدار ۱٫۴۰٪ افزایش یافته است. نرخ استفاده از گرما و انرژی زائد، که نشان‌دهنده سطح استفاده از انرژی ثانویه در صنعت است، تدریجًا از ۴۴٪ در سال ۲۰۱۵ به ۵۴٪ در سال ۲۰۲۱ افزایش یافت.

بر اساس آمار ناقص، در سال ۲۰۲۰، ۵۵ مجموعه تولید کننده بخار با ظرفیت نصبی کلی ۶٬۱۵۶ مگاوات در شرکت‌های فولادی کلیدی آمارگیری شده در چین ساخته شد. در سال ۲۰۲۰، ۳۵۷ مجموعه تولید کننده بخار با ظرفیت نصبی کلی ۲٬۳۸۶ مگاوات در شرکت‌های فولادی کلیدی آمارگیری شده در چین ساخته شده بود. در سال ۲۰۲۰، تقریباً ۷۰۰ مجموعه تولید کننده بخار بویلر گازی با ظرفیت نصبی کلی ۳۴٬۷۳۰ مگاوات، که به طور سالانه ۳٬۱۳۰ مگاوات افزایش یافته بود، ساخته شد. بر اساس آمار، نرخ میانگین تولید خودکار در سطح کشور در سال ۲۰۲۱ حدوداً ۵۴٪ خواهد بود.

برای بهبود سطح کاربرد فناوری‌های تبدیل پایین‌کربن، گائو شیو سه پیشنهاد ارائه کرد: نخست، ترویج سطح خودکارسازی توزیع زغال در کوکرسازی، فناوری‌های فرآیندی پیشرفته مانند صرفه‌جویی در زغال و کاهش کوک در آهن‌گیرها، بهبود کارایی استفاده از زغال و ترویج تبدیل کارا انرژی. دوم، افزایش نسبت انرژی برقی در مصرف انرژی نهایی صنعت فولاد، به طور سیستماتیک کارایی استفاده از انرژی را بهبود بخشیده و فناوری تولید برق با کارایی بالا CCPP را ترویج و معرفی کند. سوم، توسعه جدی فناوری ذخیره‌سازی انرژی، با تکیه بر تولید برق گازی شرکت‌های فولاد و واحدهای تولید برق از گرماهای فاضله، بر اساس فناوری ذخیره‌سازی حرارت جامد و ذخیره‌سازی گرمای نمک ذوب شده، با تکیه بر PLATFORM دیجیتالی انرژی، و با استفاده از فناوری کنترل هماهنگ چند-انرژی ترکیبی با تعرفه‌های زمان‌بندی شده، معاملات برق و غیره، ظرفیت تعدیل پذیر سیستم انرژی شرکت‌های فولاد را افزایش دهد، به طوری که شرکت‌های فولاد توابع مهم کاهش قله‌ها و پر کردن حفره‌ها را برعهده داشته باشند، به تقاضای سمت مصرف‌کننده پاسخ دهند و مصرف منابع انرژی جدید را ترویج کنند، و مشکلات ناشی از ورود منابع انرژی تجدیدپذیر بزرگ مقیاس را حل کند. همچنین، مشکلات عدم انطباق منبع-بار منطقه‌ای ناشی از ورود منابع انرژی تجدیدپذیر بزرگ مقیاس را حل می‌کند، توانایی تعامل منبع-شبکه-بار را افزایش می‌دهد، استفاده از انرژی در مناطق را متوازن می‌کند و ارزش انرژی را افزایش می‌دهد.

بهبود کارایی تولید خود

در طی دوره «plan پنجم سالانه چهاردهم»، تحت کنترل دوگانه کاهش کربن و مصرف انرژی، ظرفیت تولید صنعت فولاد به شدت کنترل خواهد شد، که این موضوع به شکل بیشتری باعث می‌شود که شرکت‌ها کارایی خود را افزایش دهند، کربن را کاهش دهند، هزینه‌ها را کاهش دهند و بهره‌وری را افزایش دهند.

یونگ ییژنگ، مهندس مدیر شرکت فناوری توربین گازی میتسوبیشی پاور (نانجینگ) کو., لتد، گفت: "در زمینه صرفه‌جویی در انرژی و کاهش دی‌اکسید کربن، صنعت فولاد سریعاً نسبت خود را از برق تولید شده از گاز افزایش داده است و بدون افزایش قابل توجه ظرفیت تولید، نسبت به مجموع نصب‌های برق خود تولیدی، در پایان طرح پنج‌ساله سیزدهم، ۱۲٫۸ درصد افزایش یافته است. هرچند سطح کلی تولید خود برق شرکت‌های فولاد در حال بهبود است، ولی توربین‌های میانه با پارامترهای نماینده دوپری و زیرآستانه‌ای بیشترین حضور را در صنعت دارند و نسبت توربین‌های بزرگ کارآمد CCPP با کارایی تولید برق بیش از ۴۵٪ هنوز کوچک است. ظرفیت نصب‌شده توربین‌های بزرگ CCPP ۲۹۸۳ مگاوات است، در حالی که در همان دوره، ظرفیت نصب‌شده توربین‌های بزرگ CCPP صنعت فولاد ژاپن ۲۳۶۳ مگاوات بوده است. از طریق تحلیل مقایسه‌ای ظرفیت تولید فولاد یک میلیارد تن چین و ۹۰ میلیون تن فولاد ژاپن، مشخص می‌شود که فناوری تولید برق کارآمد بالا از گاز کوره فولاد در صنعت فولاد چین پتانسیل زیادی برای توسعه دارد."

ژیانگ زوومینگ، مهندس مدیر منطقه عملیاتی کنترل انرژی شماره دو نیروگاه آنشان گفت: "آنشان فولاد به حفاظت از محیط زیست و توسعه اقتصاد بازیافتی اهمیت زیادی می‌دهد و همیشه به مفهوم 'توسعه بازیافتی' پایبند است. برای استفاده کارآمد از گاز فاضل، از فرآیند تولید برق CCPP برای استفاده کارآمد از گاز فحم فاضل استفاده می‌کند. در مقایسه با مجموعه توربین گاز معمولی، مجموعه توربین گاز CCPP 180 مگاوات سازگاری قوی و محدوده گسترده‌ای از مقدار گرمایی گاز کوره فولاد دارد؛ موتور سوزش و موتور بخار روی دو محور قرار دارند که توانایی گرم کردن عمومی را دارا می‌باشند و از آلودگی هوا در مناطق شهری ناشی از بiler گرمایی سوزاندن فحم جلوگیری می‌کند؛ از طریق استخراج عمقی پتانسیل‌ها و بهینه‌سازی عملیات، کارایی تولید برق به بیش از 47.3٪ می‌رسد که بالاتر از مجموعه توربین گاز کوتاه مدت معمولی است؛"

ジャンگ جیانچیو، مهندس موتور سوزشی از بخش تولید برق در دپارتمان انرژی و محیط زیست شرکت فولاد ماانشان گفت: "دپارتمان انرژی و محیط زیست این شرکت از نخستین مجموعه توربین گازی داخلی با ارزش حرارتی پایین و محور تک‌محوری M701SDAX استفاده کرده است. واحد طراحی شده برای بار نامتعارف 183 مگاوات دارد، کارایی گرمایی طراحی شده بیش از 47٪ و کارایی اندازه‌گیری شده بیش از 48٪ است و ظرفیت تولید برق سالانه حدود 1,427.4 میلیون کیلووات ساعت است. این مجموعه می‌تواند منابع گاز فراوان حاصل از تولید فولاد و آهن را به طور کامل بازیابی و استفاده کند، انتشار گاز را کاهش دهد، محیط زیست اکولوژیکی را حفظ کند و کارایی تولید خود را افزایش دهد."

"از زمان تحویل واحد تولید برق 183 مگاوات CCPP نیروگاه برق ماستیل بئیهو، این واحد تولید را به صورت پیوسته و با امنیت و ثبات بلندمدت انجام داده است. از ژانویه تا ژوئن 2022، کل مقدار برق تولید شده 780.3 میلیون کیلووات ساعت بوده است، با فاکتور بار 99 درصد، که حاصل این تلاش‌ها، برنده شدن اقتصادی، اجتماعی و محیطی است." ژانگ جیانچیو گفت.

برای افزایش کیفیت و کارایی و کاهش شدت گازهای گلخانه‌ای، میتسوبیشی پاور در حال انجام تحقیقات و توسعه روی مجموعه‌های تولید برق CCPP کارآمدتر و کوچک‌تر برای شرکت‌های فولادی است. همچنین، میتسوبیشی پاور در حال توسعه توربین‌های گازی سوزش هیدروژن و آمونیاک است که فناوری‌ای خواهد بود که از سوخت‌های بدون کربن کاملاً استفاده می‌کند و انتشار کربن صفر را به دست می‌آورد.