Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 12 июля, печатный экземпляр отправим 16 июля
Опубликовать статью

Молодой учёный

Направления повышения эффективности работы источников тепловой энергии

Технические науки
17.03.2022
630
Поделиться
Библиографическое описание
Рудой, В. И. Направления повышения эффективности работы источников тепловой энергии / В. И. Рудой, В. Б. Диде. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2022. — № 11 (406). — С. 18-20. — URL: https://moluch.ru/archive/406/89513/.


В статье приведен обзор основных мероприятий по повышению эффективности работы источников теплоснабжения.

Ключевые слова: энергосбережение, источник теплоснабжения.

Основными источниками теплоснабжения современных населённых пунктов являются котельные, а также функцию отпуска тепла могут осуществлять тепловые и атомные электрические станции (ТЭЦ и АТЭЦ). Производство энергии на данных источниках связано с наличием загрязняющих выбросов и отходов. Поэтому повышение эффективности их работы оказывает влияние, прежде всего на сокращение выбросов, путем снижения изначально расходуемого топлива. Так же влияние будет оказано и на конечную стоимость продукции, однако необходимо учитывать стоимость проведения мероприятий повышения эффективности и их окупаемость, что является отдельной темой для изучения.

В плане производства и отпуска тепловой энергии электрические станции от котельных отличаются наличием между самим источником (котлом или реактором) и тепловой сетью турбоагрегата. В большинстве своём эффективность цикла работы определяет общую эффективность работы станции.

С точки зрения термодинамики, повышение КПД цикла возможно путём повышения начальных параметров рабочего тела, то есть давления и температуры. Однако с повышением начального давления повышается влажность пара в конце процесса расширения, что повысит износ последних ступеней турбины, а повышение начальной температуры ограничено пределами текучести материалов котлов и реакторов, а так же самих турбин. Так же возможно снижение конечного давления в конденсаторе, для увеличения теплоперепада, однако это тоже увеличивает влажность рабочего тела на последних ступенях турбины.

Кроме начальных и конечных параметров положительно повлиять на эффективность цикла можно и рядом технических решений, например установкой промежуточного перегрева пара. Такое решение позволяет увеличить располагаемый теплоперепад и снизить конечную степень влажности пара. Так же установка регенеративных подогревателей увеличивает эффективность цикла, путём сокращения потерь теплоты в конденсаторе и возвращения этой теплоты обратно в цикл с питательной водой. По аналогии с регенерацией работает и теплофикация. С разницей в том, что теплота передается потребителю, а не возвращается в цикл.

Для повышения энергоэффективности котельных применяется следующий ряд мероприятий:

– Снижение присоса воздуха в газовый тракт котельного агрегата, позволяет снизить расход топлива и уменьшить нагрузку на дымососы;

– Установка водяного экономайзера, для предварительного подогрева питательной воды, позволяет снизить температуру уходящих газов и соответственно повысить КПД котлоагрегата;

– Возврат уноса в топку, особенно эффективно при большом содержании горючих в уносе, позволяет снизить расход топлива за счет сокращения потерь с уносом;

– Снижение зольности топлива, уменьшает потери с недожогом;

– Чистка труб от накипи, позволяет снизить термическое сопротивление нагрева воды;

– Применение химводоочистки для предупреждения образования накипи в трубах, так же это позволит снизить продувку в барабанных котлах и соответственно снизить потери теплоты из котельного агрегата;

– Снижение потерь теплоносителя в сети, позволяет экономить тепло для подогрева холодной подпиточной воды;

– Переход от открытых систем горячего водоснабжения к закрытым системам, так же позволяет снизить потери теплоносителя, кроме этого данное мероприятие имеет и санитарно-гигиеническую основу;

– Организация воздухозабора из верхней части котельного зала, позволяет полезно использовать потери теплоты через изоляцию котлов путём возврата её с теплотой воздуха;

– Замена ручной топки котла на автоматизированные системы, уменьшает воздействие человеческого фактора на эффективность работы;

– Автоматизация работы вспомогательного оборудования, насосных групп, деаэраторов, химводоочистки, так же уменьшает воздействие человеческого фактора.

Кроме этого, одним из энергоэффективных мероприятия считается надстройка котельных до мини-ТЭЦ. Выработка электрической энергии, даже для покрытия собственных нужд, делает котельную более энергонезависимой от электрической сети.

Одним из вариантов надстройки, является установка ORC модуля. ORC (Organic Rankine Cycle) — цикл Ренкина на органическом теплоносителе (рис. 1), с невысокой температурой кипения, позволяет применять для работы низко-потенциальные источники теплоты, начиная от 80С. На рисунке процесс 1–2 — расширение пара в турбине; 2–3 — конденсация пара; 3–4 повышение давления рабочего тела питательным насосом; 4–1 — Испарение и перегрев пара рабочего тела.

Одним из вариантов источника тепла являются дымовые газы. Полезная утилизация теплоты этих газов позволяет сократить потери и, соответственно, повысить эффективность работы.

ORC-цикл

Рис. 1. ORC-цикл

Применение указанных в статье методов повышения эффективности работы источников теплоснабжения позволит сократить расходы топлива и, соответственно, выбросы загрязняющих веществ, что окажет положительный эффект на экологическую обстановку в районе нахождения источника.

Литература:

1. Кириллин В. А., Сычев В. В., Шейндлин А. Е. Техническая термодинамика. М.: Энергия, 1974. 490 с

2. Энергоэффективность систем централизованного теплоснабжения: учеб. пособие / А. А. Середкин, М. С. Басс, А. С. Стрельников; Забайкал. гос. ун-т. — Чита: ЗабГУ, 2018. — 201 с.

Можно быстро и просто опубликовать свою научную статью в журнале «Молодой Ученый». Сразу предоставляем препринт и справку о публикации.
Опубликовать статью
Ключевые слова
энергосбережение
источник теплоснабжения
Молодой учёный №11 (406) март 2022 г.
Скачать часть журнала с этой статьей(стр. 18-20):
Часть 1 (стр. 1-77)
Расположение в файле:
стр. 1стр. 18-20стр. 77

Молодой учёный