Библиографическое описание:

Ибрагимов У. Х., Икромов У. Х. Способ повышения тепловой эффективности систем теплоснабжения // Молодой ученый. — 2015. — №4. — С. 196-198.

Повышения тепловой экономичности и увеличение теплопроизводительности системы теплоснабжения достигается следующим: снижение температуры воды в обратном магистральном трубопроводе, осуществляемое верхней ветвью каскада, способствует снижению расхода сетевой воды и уменьшение стоимости перекачки теплоносителя; при снижении температуры в обратном трубопроводе уменьшается среднегодовая температура теплоносителя (сетевой воды), что способствует снижению стоимости тепловых потерь [1]. Кроме того, использование теплоты конденсации отработавшего в турбине пара в первой ступени сетевого подогревателя (нижней ветвью каскада) увеличивает КПД станции, так как отборный пар, ранее поступающий в сетевой подогреватель, направляется в турбину для выработки дополнительной электроэнергии.

Рис. 1. Принципиальная схема теплоснабжения

 

На рис.1 показано устройство для реализации предлагаемого способа. Устройство содержит каскадную теплонасосную установку (ТНУ). Нижняя ветвь каскада, размещенная на тепловой электростанции, состоит из конденсатора 1, испарителя 3, компрессора 2 и дросселя 5 теплового насоса (ТН). Верхняя ветвь каскада, размещенная на тепловом пункте, состоит из конденсатора 13, испарителя 16, компрессора 15 и дросселя 14 теплового насоса. Водяная петля сетевой воды состоит из сетевого подогревателя нижней ступени (конденсатора 1 теплового насоса), сетевого подогревателя верхней ступени 6, пикового водогрейного котла 7, подающего теплопровода сетевой воды 18, водоподогревателя системы отопления 11, обратного теплопровода сетевой воды 19 и сетевого насоса 17. Водяная петля системы отопления состоит из водоподогревателя системы отопления 11, расширительного бака 8, отопительных приборов 9, циркуляционного насос 10, водоподогревателя вторичного подогрева воды системы отопления (конденсатора 13 теплового насоса), отопительных приборы 12, охладителя воды системы отопления (испарителя 16). Водяной петлей сетевой воды и воды системы отопления замыкают верхний и нижний ветви каскада теплонасосной установки. При работе устройства вода циркуляционным насосом 10 подается в элементы системы отопления. В водоподогревателе 11 воды системы отопления нагревается сетевой водой, а в отопительных приборах 9 теплота отдается потребителю. Вторичный нагрев воды системы отопления осуществляется в конденсаторе 13 ТН за счет захолаживания обратной воды системы отопления в испарителе 16 теплового насоса, при этом потребителю отопительными приборами 12 отдается дополнительная теплота. Захоложенная вода системы отопления, поступая в водоподогреватель 11, отбирает от сетевой воды большее количество тепла, существенно снижая температуру обратной сетевой воды.

Захоложенная обратная сетевая воды по магистрали 19 сетевым насосом 17 подается в конденсатор 1 ТН, где нагревается за счет теплоты конденсации отработавшего в турбине 4 пара. Конденсация пара производится в испарителе 3 ТН. Нагретая в первой ступени сетевого подогревателя (конденсатор 1 ТН) сетевая вода подогревается во второй ступени сетевого подогревателя 6 отборным паром (по необходимости сетевая вода может дополнительно нагреваться в пиковом водогрейном котле 7). Долее сетевая вода подается по подающему теплопроводу 18 к водоподогревателю 11. Снижение температуры воды в обратной магистрали 19 тепловой сети уменьшает тепловые потери в тепловой сети, а также при том же расходе увеличивает пропускную способность тепловой нагрузки тепловой сети. Кроме того, использование теплоты конденсации отработавшего в турбине пара в нижней ветви каскада увеличивает КПД станции, так как отборный пар, ранее поступающий в сетевой подогреватель, направляется в турбину для выработки дополнительной электроэнергии.

Пример. Способ теплоснабжения реализуем путем установки в систему отопления теплового насоса с рабочим R11, для которого температуры и давления испарения, и конденсации соответственно равны: tп=340С, tk=850С, Рп=0,146 МПа, Pk=0,56 МПа [2]. Степень повышения давления Pk/Pп=3,82 позволяет получить значения КПД теплового насоса h=0,7, а коэффициент преобразования теплового насоса j=5. Исходные параметры теплоносителей в тепловой сети и системе отопления следующие: температура воды в прямой и обратной магистралях тепловой сети равны соответственно t1=1100C, t2=650C; температура горячей воды в системе отопления tг=950С; температура обратной воды системы отопления t0=700С. После установки теплового насоса: t1=1100C, t2=460C, tг=950С, t0=800С, где t0=800С — температура вторичного подогрева воды системы отопления. Расход сетевой воды на отопление в данном случае уменьшается в 1,42 раза.

Способ теплоснабжения реализуем (устанавливаем тепловой насос на ТЭС) на блоке мощностью 250 МВт с турбиной Т-250–240. В соответствии с основными характеристиками блока доля тепла, расходуемая на выработку электроэнергии, составляет 64 %, а отпуск тепла на теплофикацию — 36 % [3]. Для таких блоков среднее значение КПД по отпуску электроэнергии составляет 45 %, а КПД по отпуску тепловой энергии — 90 % [4].

Для блока Т-250–240, x=0,64, y=0,36, hе=0,45, hт=0,45. Для первой ступени сетевого подогревателя доля m=0,2, а коэффициент преобразования каскадного теплового насоса в этом случае может быть принят j=3. КПД станции с комбинированной выработкой тепла и электроэнергии составит hс=0,612, а КПД тепловой электростанции при реализации предлагаемого способа , при этом выработка электроэнергии увеличивается на 2,3 %. Условие повышения КПД станции:

 

Литература:

 

1.      Соколов Е. Я. Теплофикация и тепловые сети. –М. –Л.: Госэнергоиздат, 1963.

2.      Добровольский А. П. Таблицы и диаграммы рабочих тел, применяемых в судовых холодильных установках. –Л.: Судостроение, 1966.

3.      Теплотехнический справочник. Под ред. В. Н. Юренева и П. Д. Лебедева. Т.1. –М.: Энергия, 1975.

4.      Справочник энергетика промышленных предприятий. Т.3. Теплоэнергетика. Под ред. В. Н. Юренева. М.: Энергия, 1965.

5.      Стенин Валерий Александрович, Патент способа теплосбережения RU (11) 2266479 (13) C1

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle