Способ повышения тепловой эффективности систем теплоснабжения | Статья в журнале «Молодой ученый»

Авторы: ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №4 (84) февраль-2 2015 г.

Дата публикации: 20.02.2015

Статья просмотрена: 340 раз

Библиографическое описание:

Ибрагимов У. Х., Икромов У. Х. Способ повышения тепловой эффективности систем теплоснабжения // Молодой ученый. — 2015. — №4. — С. 196-198. — URL https://moluch.ru/archive/84/15541/ (дата обращения: 21.07.2018).

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

Основные термины (генерируются автоматически): сетевая вода, тепловой насос, сетевой подогреватель, тепловая сеть, система отопления, вод системы отопления, КПД станции, нижняя ветвь каскада, отборный пар, дополнительная электроэнергия.


Похожие статьи

Графики регулирования тепловой нагрузки централизованных...

3) В графике учитывается расход теплоты на подогрев воды после систем отопления. График рассчитывается из условия подачи Qdoтр при работе тепловых сетей с постоянным Gdo и поддержания стабильной температуры греющей воды перед подогревателями СГВ.

Особенности схем тепловых пунктов систем теплоснабжения

горячее водоснабжение, тепловая сеть, здание, система отопления, сетевая вода, гидравлический режим, наружный воздух, наружная температура, горячая вода, тепловой пункт.

Некоторые принципиальные тепловые схемы геотермального...

Геотермальная вода пар аллельно подается на отопление и горячее водоснабжение (рис. 1). После отопительных систем вода сбрасывается вблизи водозабора. Транзитная сеть имеет двухтрубную прокладку.

Применение теплового насоса в Ленинградской области

Конденсируясь, пар хладагента отдает тепловую энергию, переходя в жидкую фазу.

КПД отопительного агрегата.

Из таблицы 1 наглядно видно, что финансовые затраты на отопление тепловым насосом ниже по сравнению с другими способами отопления.

Эффективность работы теплового насоса при различных режимах

Ключевые слова:энергосбережение, тепловой насос (ТН), коэффициент трансформации, температура испарения, температура конденсации.

где tk — высокая температура (температура конденсации — температура в системе отопления), К

Воздушный тепловой насос как эффективный источник тепла для...

В-третьих, для достижения большей выгоды практикуется эксплуатация тепловых насосов в паре с дополнительным генератором тепла (в таких случаях говорят об использовании бивалентной схемы отопления).

Влияние возмущающих и регулирующих воздействий на...

Рис. 2. Расходы сетевой воды в ЦТП: Gd — расход воды в теплосети; Gdо — требуемый расход сетевой воды из подающей магистрали тепловой сети для системы отопления; Gdод — действительный расход сетевой воды...

Использование теплонасосных установок (ТНУ) в промышленности

Рис. 1. Схема теплового насоса, вырабатывающего теплоноситель двух уровней: КМ-компрессор; К-конденсатор; ДР-дроссельный вентиль;И-испаритель; СО-система отопления; СГВ-система

Хладагент R133а циркулирует в нижней ветви, вода — в верхней.

Выбор оптимального перепада температур в тепловых сетях...

— расчетные температуры сетевой воды в тепловой сети в подающем трубопроводе, обратном трубопроводе и на систему отопления, °С.

ρ — плотность воды, кг/м3. — КПД насосной установки.

Графики регулирования тепловой нагрузки централизованных...

3) В графике учитывается расход теплоты на подогрев воды после систем отопления. График рассчитывается из условия подачи Qdoтр при работе тепловых сетей с постоянным Gdo и поддержания стабильной температуры греющей воды перед подогревателями СГВ.

Особенности схем тепловых пунктов систем теплоснабжения

горячее водоснабжение, тепловая сеть, здание, система отопления, сетевая вода, гидравлический режим, наружный воздух, наружная температура, горячая вода, тепловой пункт.

Некоторые принципиальные тепловые схемы геотермального...

Геотермальная вода пар аллельно подается на отопление и горячее водоснабжение (рис. 1). После отопительных систем вода сбрасывается вблизи водозабора. Транзитная сеть имеет двухтрубную прокладку.

Применение теплового насоса в Ленинградской области

Конденсируясь, пар хладагента отдает тепловую энергию, переходя в жидкую фазу.

КПД отопительного агрегата.

Из таблицы 1 наглядно видно, что финансовые затраты на отопление тепловым насосом ниже по сравнению с другими способами отопления.

Эффективность работы теплового насоса при различных режимах

Ключевые слова:энергосбережение, тепловой насос (ТН), коэффициент трансформации, температура испарения, температура конденсации.

где tk — высокая температура (температура конденсации — температура в системе отопления), К

Воздушный тепловой насос как эффективный источник тепла для...

В-третьих, для достижения большей выгоды практикуется эксплуатация тепловых насосов в паре с дополнительным генератором тепла (в таких случаях говорят об использовании бивалентной схемы отопления).

Влияние возмущающих и регулирующих воздействий на...

Рис. 2. Расходы сетевой воды в ЦТП: Gd — расход воды в теплосети; Gdо — требуемый расход сетевой воды из подающей магистрали тепловой сети для системы отопления; Gdод — действительный расход сетевой воды...

Использование теплонасосных установок (ТНУ) в промышленности

Рис. 1. Схема теплового насоса, вырабатывающего теплоноситель двух уровней: КМ-компрессор; К-конденсатор; ДР-дроссельный вентиль;И-испаритель; СО-система отопления; СГВ-система

Хладагент R133а циркулирует в нижней ветви, вода — в верхней.

Выбор оптимального перепада температур в тепловых сетях...

— расчетные температуры сетевой воды в тепловой сети в подающем трубопроводе, обратном трубопроводе и на систему отопления, °С.

ρ — плотность воды, кг/м3. — КПД насосной установки.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Графики регулирования тепловой нагрузки централизованных...

3) В графике учитывается расход теплоты на подогрев воды после систем отопления. График рассчитывается из условия подачи Qdoтр при работе тепловых сетей с постоянным Gdo и поддержания стабильной температуры греющей воды перед подогревателями СГВ.

Особенности схем тепловых пунктов систем теплоснабжения

горячее водоснабжение, тепловая сеть, здание, система отопления, сетевая вода, гидравлический режим, наружный воздух, наружная температура, горячая вода, тепловой пункт.

Некоторые принципиальные тепловые схемы геотермального...

Геотермальная вода пар аллельно подается на отопление и горячее водоснабжение (рис. 1). После отопительных систем вода сбрасывается вблизи водозабора. Транзитная сеть имеет двухтрубную прокладку.

Применение теплового насоса в Ленинградской области

Конденсируясь, пар хладагента отдает тепловую энергию, переходя в жидкую фазу.

КПД отопительного агрегата.

Из таблицы 1 наглядно видно, что финансовые затраты на отопление тепловым насосом ниже по сравнению с другими способами отопления.

Эффективность работы теплового насоса при различных режимах

Ключевые слова:энергосбережение, тепловой насос (ТН), коэффициент трансформации, температура испарения, температура конденсации.

где tk — высокая температура (температура конденсации — температура в системе отопления), К

Воздушный тепловой насос как эффективный источник тепла для...

В-третьих, для достижения большей выгоды практикуется эксплуатация тепловых насосов в паре с дополнительным генератором тепла (в таких случаях говорят об использовании бивалентной схемы отопления).

Влияние возмущающих и регулирующих воздействий на...

Рис. 2. Расходы сетевой воды в ЦТП: Gd — расход воды в теплосети; Gdо — требуемый расход сетевой воды из подающей магистрали тепловой сети для системы отопления; Gdод — действительный расход сетевой воды...

Использование теплонасосных установок (ТНУ) в промышленности

Рис. 1. Схема теплового насоса, вырабатывающего теплоноситель двух уровней: КМ-компрессор; К-конденсатор; ДР-дроссельный вентиль;И-испаритель; СО-система отопления; СГВ-система

Хладагент R133а циркулирует в нижней ветви, вода — в верхней.

Выбор оптимального перепада температур в тепловых сетях...

— расчетные температуры сетевой воды в тепловой сети в подающем трубопроводе, обратном трубопроводе и на систему отопления, °С.

ρ — плотность воды, кг/м3. — КПД насосной установки.

Графики регулирования тепловой нагрузки централизованных...

3) В графике учитывается расход теплоты на подогрев воды после систем отопления. График рассчитывается из условия подачи Qdoтр при работе тепловых сетей с постоянным Gdo и поддержания стабильной температуры греющей воды перед подогревателями СГВ.

Особенности схем тепловых пунктов систем теплоснабжения

горячее водоснабжение, тепловая сеть, здание, система отопления, сетевая вода, гидравлический режим, наружный воздух, наружная температура, горячая вода, тепловой пункт.

Некоторые принципиальные тепловые схемы геотермального...

Геотермальная вода пар аллельно подается на отопление и горячее водоснабжение (рис. 1). После отопительных систем вода сбрасывается вблизи водозабора. Транзитная сеть имеет двухтрубную прокладку.

Применение теплового насоса в Ленинградской области

Конденсируясь, пар хладагента отдает тепловую энергию, переходя в жидкую фазу.

КПД отопительного агрегата.

Из таблицы 1 наглядно видно, что финансовые затраты на отопление тепловым насосом ниже по сравнению с другими способами отопления.

Эффективность работы теплового насоса при различных режимах

Ключевые слова:энергосбережение, тепловой насос (ТН), коэффициент трансформации, температура испарения, температура конденсации.

где tk — высокая температура (температура конденсации — температура в системе отопления), К

Воздушный тепловой насос как эффективный источник тепла для...

В-третьих, для достижения большей выгоды практикуется эксплуатация тепловых насосов в паре с дополнительным генератором тепла (в таких случаях говорят об использовании бивалентной схемы отопления).

Влияние возмущающих и регулирующих воздействий на...

Рис. 2. Расходы сетевой воды в ЦТП: Gd — расход воды в теплосети; Gdо — требуемый расход сетевой воды из подающей магистрали тепловой сети для системы отопления; Gdод — действительный расход сетевой воды...

Использование теплонасосных установок (ТНУ) в промышленности

Рис. 1. Схема теплового насоса, вырабатывающего теплоноситель двух уровней: КМ-компрессор; К-конденсатор; ДР-дроссельный вентиль;И-испаритель; СО-система отопления; СГВ-система

Хладагент R133а циркулирует в нижней ветви, вода — в верхней.

Выбор оптимального перепада температур в тепловых сетях...

— расчетные температуры сетевой воды в тепловой сети в подающем трубопроводе, обратном трубопроводе и на систему отопления, °С.

ρ — плотность воды, кг/м3. — КПД насосной установки.

Задать вопрос