Угольные МГД-системы
Выбор типа МГД-генератора зависит от используемого топлива и области применения. Изобилие запасов угля на большей части земного шара способствовало развитию угольных МГД-систем для производства электроэнергии. Уголь можно сжигать при достаточно высокой температуре, чтобы обеспечить термическую ионизацию. Однако по мере расширения газа по каналу или воздуховоду его электропроводность падает вместе с температурой. Таким образом, производство электроэнергии с помощью термической ионизации заканчивается, когда температура падает примерно до 2 500 К (около 2 200 °C, или 4 000 °F). Чтобы быть экономически конкурентоспособной, угольная электростанция должна сочетать МГД-генератор с обычной паровой установкой в так называемом бинарном цикле. Горячий газ сначала проходит через МГД-генератор (процесс, известный как дожигание), а затем поступает в турбогенератор обычной паровой установки (фаза дожигания). МГД-электростанция, использующая такую схему, известна как система с открытым циклом или однократным прохождением.
Сжигание угля в качестве источника тепла имеет ряд преимуществ. Например, в результате образуется угольный шлак, который в магнитогидродинамических условиях расплавляется и образует слой, покрывающий все стенки изолятора и электрода. Электропроводность этого слоя достаточна для обеспечения проводимости между газом и электродной структурой, но не настолько высока, чтобы вызвать значительную утечку электрических токов и, как следствие, потерю мощности. Снижение тепловых потерь на стенки из-за шлакового слоя более чем компенсирует любые электрические потери, связанные с его присутствием. Кроме того, использование семенного материала в сочетании с углем дает экологические преимущества. В частности, рекомбинационная химия, происходящая в канале МГД-генератора, способствует образованию сульфата калия при сжигании углей с высоким содержанием серы, тем самым снижая выбросы диоксида серы в атмосферу. Необходимость рекуперации семенного материала также обеспечивает высокий уровень удаления твердых частиц в угольных установках с МГД-генератором. Наконец, благодаря тщательному проектированию котла и систем контроля горения можно добиться низкого уровня выбросов оксидов азота.
