Хороший скраб: мобильные газовые турбины GE теперь могут соответствовать самым строгим нормам по выбросам CO и NOx

Первые два десятилетия этого столетия не были добрыми к калифорнийцам. Продолжающаяся мегазасуха, которая длится уже 22 года, является самой серьезной с 800 года, в результате чего огромные территории становятся уязвимыми для рекордных лесных пожаров. Засуха также привела к тому, что водохранилища Калифорнии и, следовательно, ее гидроэнергетика оказались на тревожно низком уровне. Предвидя нехватку поставок в случае исчерпания гидроэлектроэнергии, Департамент водных ресурсов штата (DWR) выступил в качестве агента по закупкам, введя в эксплуатацию четыре авиационные газовые турбины GE с быстрым запуском TM2500, чтобы помочь клиентам поддерживать свет включенным в случае стихийных бедствий, гидроэнергетики и других Возобновляемые источники энергии сами по себе не могут производить достаточно энергии для удовлетворения спроса.

Четыре турбины, работающие на природном газе, общей мощностью 136 мегаватт — чего достаточно, чтобы обеспечить энергией примерно 130 000 домов в США — были установлены Kiewit Power Constructors на заводах в Розвилле и Юба-Сити, к северу от Сакраменто. Устройства можно запустить и обеспечить полную мощность для поддержки сети в течение пяти минут по указанию независимого системного оператора Калифорнии или Управления электроэнергетики Западного региона.

В своей стандартной конфигурации мобильные турбины, обычно используемые в аварийных ситуациях, уже соответствуют стандартам выбросов Всемирного банка. Калифорния, где действуют одни из самых строгих правил выбросов в мире, требует еще более низких выбросов оксидов азота (NOx) и угарного газа (CO), поэтому компании GE и ее партнерам потребовалось разработать решение для своей мобильной газовой турбины.

Окись углерода косвенно способствует изменению климата, превращаясь в атмосфере в озон (он же смог) и метан, второй и третий по воздействию парниковых газов после углекислого газа. Между тем оксиды азота (в первую очередь NO и NO2, называемые NOx) могут оказывать большое влияние на здоровье человека.

Чтобы решить эту проблему выбросов, в июне этого года компания GE совместно с DWR разработала решение для своих мобильных газовых турбин с использованием технологии селективного каталитического восстановления, или SCR. По сути, это каталитический нейтрализатор, подобный тому, что установлен на выхлопной трубе автомобиля, но с высотой трубы 70 футов (22 метра) SCR может сократить выбросы CO и NOx на целых 90%.

«Мобильная технология GE на основе авиационных двигателей, обычно используемая для аварийного энергоснабжения, является идеальным дополнением к возобновляемым источникам энергии и сценариям использования пиковой мощности во всем мире», — говорит Клайв Николей, генеральный директор подразделения GE Gas Power по производству авиационных двигателей. «Мы рады предоставить операторам электростанций, таким как DWR, возможность быстро устанавливать временную электроэнергию, когда это необходимо, и одновременно добиться значительного прогресса в сокращении уровней выбросов NOx и CO до низких однозначных чисел, что позиционирует их для будущего с низким уровнем выбросов углерода».

Одно из преимуществ TM2500 — авиационной турбины, то есть реконфигурированного реактивного двигателя — заключается в том, что ее можно установить на прицеп, отбуксировать на площадку и быстро настроить, оказывая поддержку операторам сетей и поставщикам электроэнергии, столкнувшимся с аварийной ситуацией в сети.

«Установку TM2500 можно установить примерно за две недели», — говорит Патрик Махер, руководитель коммерциализации проектов авиационной энергетики в GE Gas Power, который курировал проект SCR. «Мы хотели создать решение для SCR, которое можно было бы установить практически с такой же скоростью. Сборка этого устройства заняла всего несколько недель благодаря предварительно собранным модульным компонентам». Более быстрое время установки приводит к снижению затрат для клиента.

Как это работает? «Катализатор похож на соты — очень маленькие квадраты, через которые проходят выхлопные газы газовой турбины», — объясняет Махер. «Когда выхлопные газы проходят через этот катализатор, CO окисляется до CO2, эффективно удаляя CO из потока выхлопных газов». Для снижения NOx требуется второй катализатор. Выхлоп турбины смешивается с испаренным аммиаком и затем проходит через второй катализатор. В результате реакции NOx преобразуется в азот и водяной пар.

По всему миру развернуто более 300 TM2500 с наработкой более 6 миллионов часов. Одним из недавних заказчиков является Федеральное управление энергетики Швейцарии, которое устанавливает восемь турбин на электростанции недалеко от Цюриха, чтобы восполнить возможный дефицит электроэнергии этой зимой. Теперь такие страны, как Швейцария и другие более развитые страны со строгими требованиями к CO и NOx, имеют возможность дополнительно сокращать свои выбросы по мере необходимости с помощью мобильных газовых турбин GE.