- •РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ АКТИВНО-РЕАКТИВНОЙ ГАЗОВОЙ МИКРОТУРБИНЫ
- •Д. А. Базыкин1, А. В. Бараков2
- •ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ В ПЛАСТИНЧАТОМ КОНДЕНСАТОРЕ
- •О. В. Галицкий1, С. В. Дахин2
- •ОЦЕНКА ПОГРЕШНОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ЖИДКОСТИ В КАНАЛАХ КРУГЛОГО СЕЧЕНИЯ
- •К. С. Гришина1, И. А. Новиков2, В. И. Перунова3
- •СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ГАЗОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ
- •Л. Н. Васина1, С. В. Дахин2
- •ОБЗОР ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТОВ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ С ТЕХНОЛОГИЕЙ ЗАКРУТКИ ПОТОКА SPIN CELL
- •Е. А. Микеров1, А. М. Наумов2, А. В. Муравьев3
- •ПРИМЕНЕНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ КОНСТРУКЦИЙ ТЕПЛООБМЕННОГО ОБОРУДОВАНИЯ
- •А. В. Жидков
- •СПОСОБ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ТЕПЛООБМЕНА В ЭНЕРГОУСТАНОВКАХ
- •Д. Н. Землянский1, П. Р. Петличев2, В. Ю. Дубанин3
- •ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИЗБЫТКА ПАРА ДЛЯ ВЫРАБОТКИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА ТЭЦ
- •Т. А. Чикина1, В. Ю. Дубанин2, К. Г. Хрипунов3
- •А. А. Надеев1, А. М. Надеев2
- •Е. Е. Камышева1, С. В. Дахин2
- •ДЕЦЕНТРАЛИЗОВАННАЯ СИСТЕМА ОТОПЛЕНИЯ КАК АЛЬТЕРНАТИВА ЦЕНТРАЛИЗОВАННОЙ
- •В. И. Харитонов1, Д. А. Коновалов2
- •ОБОСНОВАНИЕ ПОНИЖЕННОГО ТЕМПЕРАТУРНОГО ГРАФИКА РЕГУЛИРОВАНИЯ ЦЕНТРАЛИЗОВАННЫХ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ
- •В. А. Короткова1, С. В. Дахин2
- •ПРИМЕНЕНИЕ ПРОГРАММ VALTEC ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И РАСЧЕТОВ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ
- •А. А. Нелюбов1, В. В. Портнов2
- •СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА СОВРЕМЕННЫХ РАДИАТОРОВ ДЛЯ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ
- •Д. В. Просветова1, В. Ю. Шабельская2
- •СОВМЕСТНАЯ РЕГЕНЕРАЦИЯ ТЕПЛОТЫ И ОЧИСТКА ДЫМОВЫХ ГАЗОВ ТЕПЛОПОТРЕБЛЯЮЩИХ УСТАНОВОК
- •Т. А. Чикина1, В. Ю. Шабельская2, Д. А. Прутских3
- •ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛООБМЕНА НА ГОФРИРОВАННОЙ ПЛАСТИНЕ ТЕПЛООБМЕННИКА
- •УНИВЕРСАЛЬНЫЙ КОНДЕНСАЦИОННЫЙ ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ГАЗОВЫХ ПОТОКОВ
- •А. А. Звягин1, Д. А. Жигалкин2, П. А. Солженикин3
- •АВТОНОМНЫЕ И ЦЕНТРАЛИЗОВАННЫЕ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ
- •С. А. Ярковой1, Д. А. Коновалов2
- •МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВНЕДРЕНИЯ НОВОЙ ТЕХНИКИ В ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКУЮ ОТРАСЛЬ
- •И. А. Новиков1, К. С. Гришина2, К. Г. Хрипунов3, Ю. Н. Агапов4
- •РАЗРАБОТКА ИНЖЕНЕРНОЙ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ВИХРЕВОЙ ХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
- •С. О. Набережнева1, В. В. Портнов2
- •СОВРЕМЕННОЕ ГАЗООЧИСТНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
- •В. И. Гришанов1, П. А. Солженикин2
- •СОДЕРЖАНИЕ
УДК 536.2
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИЗБЫТКА ПАРА ДЛЯ ВЫРАБОТКИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА ТЭЦ
Т. А. Чикина1, В. Ю. Дубанин2, К. Г. Хрипунов3
1Студент гр. бПТ-171,Chikina.Tanya99@mail.ru 2Канд.техн.наук,vdubanin@cchgeu.ru
ФГБОУ ВО «Воронежскийгосударственный технический университет»
3Канд. техн. наук, доцент,Hripunov_KG@voronezh.quadra.ru
Филиал ПАО «Квадра»–«Воронежская генерация»
В данной работе представлена оценка экономической привлекательности и преимущества использования избыточного пара для выработки электроэнергии на ТЭЦ с помощью установки дополнительного оборудования. Рассмотрено использование избытка пара в летний период года для выработки электроэнергии для собственных нужд.
Ключевые слова: пар, паровинтовая установка, электроэнергия, энергосбережение, ТЭЦ.
Предлагаемый вариант использования избыточного пара предполагает установку дополнительной энергоустановки. В состав вспомогательного механизма входит паровинтовая машина, которая размещается на одной оси с электрогенератором. Винтовая паровая машина имеет два находящихся в зацеплении ротора, выполненных в виде шнеков. Эксплуатационные характеристики энергомодуля представлены в таблице.
Эксплуатационные характеристики энергетического модуля ПВМ-250-ЭГ
Параметр |
Значение |
Максимальная электрическая мощность, кВт |
250 |
Напряжение, В |
380 |
Частота тока, Гц |
50 |
Максимальный расход пара, т/час |
6,3 |
Эффективный КПД проточной части |
от 0,78 до 0,81 |
Ресурс до капитального ремонта, час |
40000 |
Габариты L×B×H, м |
2,85×0,75×1,2 |
Вес (с рамой), т |
2,5 |
42
Винтовая паровая машина (ПВМ) предназначена для выработки собственной электрической энергии. ПВМ в данном диапазоне мощностей выступает в качестве наиболее выгодного аппарата из возможных вариантов. Прототипом принципа работы ПВМ является паровой двигатель. Фактически, ПВМ– это паровой двигатель нового поколения. Винтовой паровой двигатель относится к числу уникальных отечественных разработок[2].
При реорганизации котельной в мини-ТЭЦ снижаются траты. При самостоятельном производствеэлектроэнергии отпадают такие расходы, как НДС, плата за электросеть, накладные расходы и т.п. Также преимуществом ПВМ служит еёэффективность выработки энергии на предприятии при перепаде давления пара.
Данная методика реконструкции и повышения эффективности на энерговырабатывающем предприятии подходит для децентрализованной энергтики России. Внедрение ПВМ помогает уйти от использования дизель-генераторов. Это положительно сказывается на экологии, так как пропадает необходимость использовать такие виды топлива, как уголь и дизтопливо.
Использование винтовой паровой машины может способствовать экономии энергии во время работы электростанций и технологических установок. Это особенно актуально, когда отработанное тепло выделяется во время работы в виде выхлопных или дымовых газов.
Экономическая целесообразность использования паровой винтовой машины представлена на рис. 1.
Рис. 1.Экономическая целесообразность использования ПВМ
43
Технические преимущества и особенности работы ПВМ-250:
-высокий КПД в широкомдиапазоне режимов, безопасность в эксплуатации, высокая эксплуатационнаянадёжность. Попадание продуктов коррозии и других твёрдых частиц в приточную часть не приводит к разрушению и заклинванию. Машина не чувствительна к наличию конденсата в паре. Отсутсвует риск механических повреждений из-за возможного ускорения ротора.
-низкие шумовые и вибрационные загрязнения, компактность, низкая частота вращения, эрозионная и механическая стойкость винтовых роторов.
-влияние, оказываемое оборудованием на фундамент, незначительно благодаря движению роторов в обратном направлении.
Период, за который энергетическая установка окупится, и начнёт приносить прибыль, составляет 1,5 года.
Для определения экономии энергии можно воспользоваться диаграммой
(рис. 2).
Рис.2. Диаграмма выходной электрической мощности от давления пара на впуске и на выпуске[1]
44
Анализ фактических расходов пара показывает наличие до 50-60 т/час избыточного количества пара P = 10 ата. Снижение его давления в паровых винтовых машинах позволит получать от 3,3 до 5-7 млн. кВт×час/год, чтоприведёткснижениюпотребленияэлектроэнергии[6].
С целью понижения давления воздуха в аппарате при производстве электроэнергии используется длительный номинальный режим работы энергетическогогенератора,которыйимеетвсвоёмсоставепаровую роторную объёмную машину(ПРОМ).
ПРОМ используется для того, чтобы обеспечить электроэнергией различноерабочееоборудованиенапредприятии.
Состав энергоагрегата представлен на рис. 3.
Рис. 3.Состав энергоагрегата
Для выхода аппарата в номинальный режим необходим определённый промежуток времени. Если механизм находился в холодном состоянии, то необходимо около 10 минут. Гораздо быстрее происходит процесс установки режима работы при запуске оборудования в горячем состоянии, ориентировочно 1 мину-
та[1].
Поскольку установки имеют небольшие размеры, проблема размещения незначительна. Пары влажных выхлопных газов (T 100 °С) могут утилизироваться в открытых резервуарах для сбора конденсата пара.
При стоимости установленной мощности, порядка 3600 руб./кВт и действующих тарифах на электрическую энергию, примерно 0,75 руб./кВт×час, па-
45
росиловойэнергоагрегатнабазеПРОМокупитсяза4800часов,чтосоответствует 1/42частизаявленногоресурсаустановки(200000часов)[3].
Широкий спектр ротационных объёмных машин с удельным расходом пара 20-60 кг/ кВт×час позволяет оптимизировать решение в соответствии с основным функциональным назначением устройства, используя те же удельные финансовыезатратынаустановленнуюмощность.
При стационарной работе более эффективна установка с меньшим удельнымрасходомпара[5].
Если силовой агрегат используется как компенсатор изменения паровой нагрузки, удобнее использовать агрегат с максимальным удельным расходом пара.
Избыток пара увеличивается при работе ТЭЦ в постоянном режиме производства пара в тёплое время года за счёт отключения тепловой нагрузки. Приэтомлетомвключаютсяэлектродвигателисвоздушнымохлаждением[4].
Перевод вентилятора на паровой привод в такой ситуации кажется логичноймеройэнергосбережения.
Литература
1. Сычев, В. В. Сложные термодинамические системы / В. В. Сычев. –
М.:Энергия,2013.–232c.
2.Анчарова, Т.В. Справочник по энергоснабжению и электрооборудованию промышленных предприятий и общественных зданий /Под общ. ред. профессоров МЭИ(ТУ) С. И.Гамазина, Б.И. Кудрина, С.А. Цырука.– М.: Издательский дом МЭИ, 2010. –745 с.
3.Соловьев, А.Л. Релейная защита городских электрических сетей 6 и10 кВ / А.Л. Соловьев, М.А. Шабад.–М.: Политехника, 2009.–176 c.
4.Сибикин, Ю.Д. Альтернативные источники энергии: монография / Ю.Д. Сибикин, М.Ю. Сибикин.–М.: РадиоСофт, 2014. –248 c.
5.Правила учета тепловой энергии и теплоносителя.– М.: НЦ ЭНАС, 2012. –56 c.
6.Учебник для студ. вузов, обуч. по спец. «Тепловые электрические станции» напр. «Теплоэнергетика», для системы подгот., переподг. и повыш. квалиф. персонала энергетич. компаний, для вузов,осущ. подгот. энергетиков / В.Д.
Буров идр.; под ред. В.М. Лавыгина, А.С. Седлова, С. В. Цанева.-– 3-е изд., стереотип.–М.: Издательский дом МЭИ, 2009. –466 с.
46