Використання вторинних газів в металургії для виробництва електроенергії
Сьогодні екологічність процесів стає стратегічним пріоритетом у роботі багатьох компаній. Це пов'язано, зокрема, і з цілями досягнення до 2050 року безвуглецевої економіки. До цих цілей ведуть як декарбонізація всіх процесів (зниження викидів CO2 і перехід на безвуглецеве виробництво, перехід на відновлювані джерела енергії, підвищення ефективності процесів), так і ефективніше використання наявних ресурсів – переробка відходів, залучення до технологічних процесів вторинних ресурсів.
Зокрема, у металургійному виробництві використання попутних газів як вторинного ресурсу, крім зниження емісії СО2 та споживання газу, виправдано економічно, оскільки сприяє зменшенню витрат на енергоносії. Отже – підвищує конкурентоспроможність готової продукції.
Доменний, конвертерний, коксовий та феросплавний гази можуть бути використані як для генерації електроенергії на потреби підприємства, так і безпосередньо для технологічного процесу. Вироблена електроенергія може покривати до 100% потреби підприємства.
Саме таку цифру планує вийти до 2023 року АТ «НЛМК». Як перший етап цього плану на металургійному комбінаті в 2011 була побудована перша черга утилізаційної ТЕЦ на доменному газі потужністю 150 МВт. Проектну та робочу документацію будівництва УТЕЦ розроблено Харківським проектно-конструкторським інститутом «ТЕП-СОЮЗ».
В основі цього проекту – передові рішення щодо використання вторинних енергоресурсів, втілення яких сприяє помітному зниженню показників енергоємності продукції комбінату та суттєво наближає досягнення мети щодо зниження вуглецевого сліду. Використання доменного газу для роботи енергетичних котлів УТЕЦ еквівалентне економії первинних енергоресурсів обсягом до 317 тис. тонн умовного палива на рік.
Проект був відзначений премією Європейського банку реконструкції та розвитку (ЄБРР) у галузі екології та соціального розвитку за досягнення у раціональному використанні енергоресурсів та захисті довкілля.
Живий інтерес до теми використання вторинних газів металургійного виробництва виявляють також металургійні підприємства України та Казахстану. За останній рік ТЕП-СОЮЗ виконала кілька техніко-економічних обґрунтувань (ТЕО) реконструкції наявних або будівництва нових ТЕЦ, що дозволяють нашим замовникам максимально ефективно використовувати вторинні гази, що утворюються при виробництві, заміщуючи ними дорогий природний газ у парових котлах для вироблення тепла та електричної енергії.
Зокрема, для МК "Азовсталь" виконано оцінку трьох можливих варіантів конфігурації енергетичних об'єктів:
- газотурбінна електростанція;
- енергоблок на надкритичних параметрах пари;
- енергоблок на середніх параметрах пари.
Як показав аналіз, електростанція з використанням паросилового циклу є найбільш енергоефективною та економічно виправданою технологічною системою утилізації вторинних горючих газів металургійного виробництва, що забезпечує зниження викидів парникових газів, забруднення навколишнього середовища та залежності від викопного палива.
Природний газ використовуватиметься лише для розпалювання котла. Це дозволить забезпечити необхідною електроенергією власне виробництво та скоротити шкідливі викиди в атмосферу.
Для АТ ТНК "Казхром" у ТЕО було розглянуто два варіанти паросилового блоку, що включає енергетичний котлоагрегат, що працює на феросплавному газі/суміші феросплавного і природного газу:
- На параметри пари від котла 13,8 МПа, 560оС. Електрична потужність 90,71 МВт.
- На параметри пари від котла 9,8 МПа, 540оС. Електрична потужність 86,06 МВт.
Розроблене ТЕО передбачає вихід на проектну потужність у 2025 р., відпуск електричної енергії на власні потреби – 736,03 млн. кВт/год. для першого варіанта та 727,83 млн. кВт/год. – для другого, що дасть економічний ефект понад 30 млн доларів.
