При существующем уровне развития технологий в странах бывшего СССР основными предприятиями энергетики есть предприятия теплоэнергетики, которые используют для получения тепла и электроэнергии процесы горения газообразного, жидкого и твердого топлив.

Но одной из глобальных проблем современности есть быстрое расходовывание запасов газообразного, жидкого и твердых топлив. По прогнозам запасов газообразного и жидкого топлив осталось  на несколько десятилетий, а твердого топлива максимум на 150 лет. А альтернатив, которые могли бы заменить теплоэнергетику, нет. Потому и возникает необходимость в уменьшении расходов топлива при получении тепла.

Одним из способов уменьшения расхода топлив есть использовании электрокатализа при сжигании топлив.Смысл электрокатализа заключается в замене термической инициации процеса горения, которая происходит при обычном горении, на электрокаталитическую, которая позволяет увеличить выделение тепла за счет возврата в систему количеств энергии ( до 400 кДж/моль) которое ранее использовалось на процес инициализации, при расходывании на электрокатализ 5-6кДж/моль.

Для электрокаталитического сжигания топлива разработан блок электрокаталитической активации топлива. Блок представляет собой  корпус, в котором на внутренней поверхности расположены высоковольтные электроды с катализатором; корпус изготовлен  или из керамики или  стали и  покрыт теплоэлектроизоляцией.

Черкасская ТЭЦ является наибольшим производителем электроэнергии Черкасской области. По состоянию на 01.01.2011 установленная электрическая мощность составляет 230 МВт. ТЭЦ поставляет тепло промышленным предприятиям, а также обеспечивает отоплением и горячей водой большинство населения города Черкассы.

На Черкасской ТЭЦ установлены котлоагрегаты ПК-19 – 4 шт мощностью 110 тон пара в час ( при температуре перегретого пара 540ºС) и котлоагрегаты БКЗ-220-100 Гц – 5 шт мощностью 220 тонн пара в час (температура перегретого пара 540ºС).

Котлоагрегат ПК-19 – вертикально-трубчатий, однобарабаний, с естественной циркуляцией – был предназначен для сжигания угля с жидким шлакоотводом. В процессе эксплуатации котлоагрегат был реконструирован на сжигание газа и мазута. В наше время котлоагрегат призначнен для сжигания газа, мазут является резервным топливом. Технические характеристики котла следующие:

паропродуктивность - 110 т/час;

давление пара на выходе из пароперегревателя - 10 Мпа;

температура перегретого пара – 540С;

расходы природного газа – 7 тыс. м³/час.

Каждый котлоагрегат ПК-19 обустроен двумя дутьевыми вентиляторами и двумя дымососами, четырьмя улиткообразными горелками, которые для равномерного распределения факела пламени смонтированы парами напротив друг друга.

Котлоагрегат БКЗ-220-100 Гц, который работает на концентрате тонкого помола угля марок «Д» и «Г», предназначен для получения перегретого пара. Технические характеристики котла следующие:

паропродуктивность - 220 т/час;

давление пара на выходе из пароперегревателя – 10 Мпа;

температура перегретого пара – 540С;

расходы топлива (угля) – 30 т/час.

Котельный агрегат БКЗ-220-100 Гц – вертикально-трубный, однобарабанный аппарат с естественной циркуляцией, с двухступенчатым выпариванием и двумя горизонтальными топочными циклонами. Котел обустроен двумя прямоточными газовыми горелками предназначенный для розжига котлоагрегата. Газовая горелка состоит из двух коаксиально расположенных труб разного диаметра. Природный газ подается в кольцевую щель между внешней и внутренней трубами.

В качестве объекта экономического анализа выбираем оба котлоагрегата.

Представлен ориентировочный расчет экономического эффекта для сжигания 30 т угля в час. Экономические расчеты проведены в долларах США, поскольку на котлах БКЗ-220 используется уголь российских месторождений (украинский уголь не используется из-за большого содержания соединений серы) и расчет за него производится в иностранной валюте. Стоимость 1 тонны угля примем равной 100 $ США.

1. Стоимость угля, который будет сожжен в течении часа, составит 3 000 $. Суточная экономия топлива (10 %) при расходе 30 т/час при стоимости угля 100 $ за тону:

24·30·0,1·100= 7 200 $ сутки или 216 000 $ на месяц.

2. Стоимость использованой электроэнергии для проведения процесса при затрате 1500 кВт/год на 30 т при стоимости электроэнергии 0,08 $ за кВт/год составляет:

0,08·1500=120 $  или 86400 $  на месяц.

Ориентировочные расходы на установление, пуск и наладку системы электрокаталитической интенсификации горения следующие:

- источник питания 20 000 $.

- электрокаталитическая система 110 000 $.

- специальные материалы 250 000$.

- стоимость монтажных работ и транспортных расходов 10 000 $.

- другие расходы 50 000 $.

Сумма расходов составит 440 000 $.

Амортизационные отчисления 440 000 ·0,15=66 000 $.

Месячный экономический эффект при использовании предлагаемой технологии, составит

216 000 – 86 400 – 66 000=63 600 $.

За год он будет составлять 763 200 $.

Таким образом, расчетный срок окупаемости не превышает 8 месяцев.

Проведем аналогичный ориентировочный расчет экономического эффекта для сжигания газообразного топлива на котлоагрегате ПК-19. Примем стоимость 1 000 м³ природного газа 300 $.

1. Стоимость топлива, которое будет сожжено за час, представляет 2 100 $. Суточная экономия топлива (10 %) при расходе 7 000 м³/час:

24·7 000·0,1·300/1000= 5 040 $ сутки или 151 200 $ на месяц.

2. Стоимость используемой электроэнергии для проведения процесса при расходе 300 кВт/год на 7 000 м³ составляет:

0,08·300=24 $ за час или 17 280 $ за месяц

3. Принимаем приблизительные расходы на установление электрокаталитической одноименной системы – 440 000 $; амортизация 66 000 $.

Тогда месячный экономический эффект при использовании предлагаемой технологии составит

151 200 – 17 280 – 66 000= 67 920 $. Что соответствует 815 040 $ в год.

Срок окупаемости не превышант 6,5 месяцев.

Предварительные экономические расчеты показывают, что в условиях использования электрокаталитической интенсификации процесса горения на предприятиях теплоэнергетики возможно снижение выбросов в окружающую среду, уменьшение расходов топлива, что приведет к его экономии и к уменьшению себестоимости тепловой и электрической энергии. Ожидается достижение дополнительных доходов при реализации процесса на котле Черкасской ТЭЦ БКЗ-220-100 Гц 763 200 $ за год при сжигании угля и 815 040 $ за год – при сжигании газа на кологагерате ПК-19.