Analýza účinnosti rôznych typov tepelných čerpadiel. Absorpčné tepelné čerpadlo - princíp činnosti

Pri navrhovaní inštalácie tepelného čerpadla je niekedy potrebné zvoliť tepelné čerpadlo pre vykurovací systém s vysokou teplotnou krivkou, napríklad 60/45 °C. Možnosť získania vysokých teplôt by rozšírila rozsah tepelných čerpadiel. To platí najmä pre, pretože sú ovplyvnené kolísaním teploty v okolitom vzduchu.

Väčšina tepelných čerpadiel je schopná dosiahnuť teplotný rozdiel medzi nekvalitným zdrojom tepla a prívodom vykurovania maximálne 60°C. To znamená, že pri teplote okolia -15 °C neprekročí maximálna teplota prívodu 45 °C pre tepelné čerpadlo vzduch. To už nebude stačiť na ohrev teplej vody.

Problémom je, že teplota pár chladiva v kompresore počas kompresie nemôže prekročiť 135°C. V opačnom prípade olej pridaný do chladiaceho okruhu začne koksovať. To môže viesť k poruche kompresora tepelného čerpadla.

Tabuľka tlaku a entalpie (obsah energie) ukazuje, že maximálna teplota vo vykurovacom systéme nemôže prekročiť 45 °C, ak tepelné čerpadlo vzduchového zdroja pracuje pri teplote okolia -15 °C.

Na vyriešenie tohto problému bolo prijaté jednoduché, no zároveň veľmi efektívne riešenie. Do okruhu pracovnej kvapaliny bol pridaný dodatočný výmenník tepla a expanzný ventil (EXV).

Časť chladiva (od 10 do 25 %) sa za kondenzátorom odvádza do prídavného expanzného ventilu. Vo ventile sa pracovná tekutina rozširuje a potom sa privádza do prídavného výmenníka tepla. Tento výmenník tepla slúži ako výparník pre toto chladivo. Potom sa para s nízkou teplotou vstrekuje priamo do kompresora. Pre tento kompresor vysokoteplotné tepelné čerpadlo vybavený ďalším vchodom. Takéto kompresory sa nazývajú kompresory "EVI" (intermediate vapor injection). K tomuto procesu dochádza počas druhej tretiny stláčania odpareného chladiva.

Zdrojom tepla v pomocnom výmenníku tepla je zvyšné chladivo dodávané do hlavného expanzného ventilu. Má tiež pozitívny vplyv. Hlavný prúd chladiva je podchladený o 8-12 °C a vstupuje do výparníka s nižšou teplotou. To vám umožní absorbovať viac prirodzeného tepla.

V dôsledku týchto procesov dochádza k "posunu" teploty znázornenej na diagrame. Takto je možné paru v kompresore viac stlačiť, dosiahnuť požadovaný ukazovateľ tlaku a neprekročiť maximálnu teplotu 135 °C.

Napriek použitiu technológie medzivstrekovania pary nie je možné v tepelných čerpadlách tejto konštrukcie dosiahnuť teplotu prívodu do systému zásobovania teplom nad 65 °C. Maximálny tlak chladiva musí byť taký, aby v okamihu začiatku kondenzácie pracovná kvapalina neprekročila hodnotu teploty väčšiu ako je kritický bod. Napríklad pre bežne používané chladivo R410A je tento bod 67 °C. V opačnom prípade sa chladivo dostane do nestabilného stavu a nebude schopné „správne“ kondenzovať.

Okrem zvýšenia maximálnej teploty sa technológia EVI výrazne zlepšuje . Nižšie uvedený graf ukazuje rozdiel v účinnosti medzi tepelným čerpadlom vybaveným technológiou stredného vstrekovania pary a konvenčným tepelným čerpadlom. Vďaka tejto vlastnosti sú kompresory EVI inštalované aj v tepelných čerpadlách zem-voda a voda-voda.

Pri návrhu systému zásobovania teplom pomocou tepelného čerpadla treba uprednostniť nízkoteplotné vykurovacie krivky. Takéto požiadavky spĺňajú systémy podlahového vykurovania, teplé / studené steny, fancoilové jednotky atď. Ak sú však potrebné vyššie teploty, mali by sa použiť vysokoteplotné tepelné čerpadlá s technológiou medziinjektáže pár EVI.

Účelom ABTN (absorpčné lítiumbromidové tepelné čerpadlo) je využitie odpadového tepla a jeho premena na vyššiu teplotnú úroveň. Na to potrebuje tepelné čerpadlo dodatočný zdroj energie – nie elektrický, ale tepelný. Výber modelu ABTN je určený teplotou odpadového tepla, požadovanou teplotou spotrebiteľa tepelnej energie a dostupným typom doplnkového tepelného zdroja.
ABTN prvého typu určené na využitie nízkoteplotnej tepelnej energie (nie nižšej ako 30°С). Na výstupe z ABTN sa tvorí teplota do 90°С. V skladbe výstupnej tepelnej energie ABTN prvého typu je 40 % „odpadového“ tepla. A 60% je navyše spotrebovaných vysokoteplotnou tepelnou energiou (para, horúca voda, teplo zo spaľovania paliva). Je možné využiť aj „odpadovú“ energiu spalín, výfukovej pary, teplej vody, ktorá sa nespotrebuje v teplom období.
ABTN prvého typu môžu nahradiť chladiace veže systému zásobovania obehovou vodou, a to je jedna z najsľubnejších oblastí ich použitia. Teplota vody ohrievanej ABTN prvého typu však nepresahuje 90°C.
ABTN druhého typu môže ohrievať vodu na vysoké teploty, môže tiež produkovať paru a nevyžaduje použitie dodatočného zdroja tepelnej energie. Avšak iba 40 % rekuperovanej energie sa premení na vysokoteplotnú úroveň a 60 % rekuperovanej energie sa vypustí do chladiacej veže.

Výhody ABTN

• Množstvo odpadového tepla vo vytvorenej tepelnej energii je viac ako 40 %.
• Efektívnosť využitia paliva pri použití ABTN prvého typu stúpa o desiatky percent.
• Absorpčné tepelné čerpadlá typu 2 využívajú odpadové teplo zo zdroja strednej teploty (60~130 ℃) a generujú vysokopotenciálnu tepelnú energiu (90~165 ℃) bez spotreby dodatočného zdroja tepla.

Výhody ABTN Shuangliang Eco-Energy

Shuangliang Eco-Energy je najväčším svetovým výrobcom ABCM a ABTN. Vysoká dôvera v produkty závodu Shuangliang Eco-Energy je daná dlhou (od roku 1982) a úspešnou (každý rok z montážnej linky Shuangliang Eco-Energy zíde až 3 500 jednotiek produktov) skúsenosťami vo veľkovýrobe.
Shuangliang Eco-Energy hostí jediné špecializované medzinárodné doktorandské štúdium na svete, výskumné a vývojové centrum absorpčných technológií a technologické centrum. Shuangliang Eco-Energy vyvinula čínske národné normy na výrobu ABCM (analogické k GOST), ktoré sú prísnejšie ako japonské, európske a severoamerické.
Hlavnými spotrebiteľmi ABTN sú teplárenské a energetické spoločnosti a energeticky náročné technologické odvetvia (spracovanie ropy a plynu, petrochémia, výroba minerálnych hnojív, hutníctvo a pod.). Absorpčné tepelné čerpadlá preto zvyčajne majú výraznú veľký inštalovaný výkon než absorpčné chladiče. Ak je jednotkový výkon sériových vzoriek ABHM obmedzený na jeden a pol tuctu MW, potom jednotkový výkon sériovo vyrábaného ABTN vyrábaného Shuangliang Eco-Energy dosahuje 100 MW.
Technologický pokrok a jedinečné dizajnové riešenia Shuangliang Eco-Energy nám umožňuje ponúkať kompaktné (v porovnaní s inými výrobcami), spoľahlivé a efektívne zariadenia. Shuangliang Eco-Energy je jediná na svete špecializované medzinárodné doktorandské štúdium, výskumné a technologické centrum absorpčných technológií, čo nám umožňuje nájsť najlepšie a najmodernejšie technické riešenia. Skúsenosti s výrobou veľkých ABTN a dobre zavedené algoritmy na optimalizáciu spôsobov ich použitia dávajú tepelným čerpadlám Shuangliang Eco-Energy špeciálne výhody.
Konečné hodnotenie kvality ABKhM a ABTN tvoria tri ukazovatele: doba prevádzky, spoľahlivosť a účinnosť (SOP). A podľa týchto kritérií majú produkty Shuangliang najvyššie známky.

Najlepšie technologické riešenia Shuangliang Eco-Energy

1. Odolnosť materiálu teplovýmenných rúr generátora absorpčných strojov na báze bromidu lítneho proti korózii
Rúry generátora absorpčného tepelného čerpadla (ABTN) sú najzraniteľnejším konštrukčným prvkom, pretože roztok bromidu lítneho je agresívne médium, najmä pri pomerne vysokých teplotách (až do 170 ° C), ktoré sú typické pre prevádzku pary, plynu ABTN a ABTN na výfuku. plynov. Odolnosť rúr generátora proti korózii určuje trvanie bezporuchovej prevádzky chladiča.
Väčšina popredných výrobcov ABTN používa pri konštrukcii generátora vyhrievaného vodou a parou SS316L (austenitická nehrdzavejúca oceľ). Jedinou výnimkou je jeden závod, ktorý uprednostňuje použitie feritickej nehrdzavejúcej ocele SS430Ti.
Najčastejšou príčinou zlyhania ABTN je bodová korózia rúrok generátora, ktorej intenzita je znížená legovaním prídavkom chrómu, niklu a molybdénu. Zvlášť dôležitá je prítomnosť molybdénu.
Podľa štúdie fínskej spoločnosti Outukumpu, jedného z najväčších výrobcov ocele na svete, má nehrdzavejúca oceľ SS316L v porovnaní s inými druhmi ocele vysokú odolnosť proti korózii, čo je dôležité najmä pri práci v prostredí bromidu lítneho. Odolnosť proti bodovej korózii ocele SS316L je o 1,45…1,55 vyššia ako u ocele SS430Ti.
2. Plášťové a rúrkové výmenníky tepla s roztokom bromidu lítneho zaisťujú prevádzkovú bezpečnosť
Niektorí výrobcovia absorpčných chladičov používajú doskové výmenníky tepla kvôli ich nižším nákladom, zatiaľ čo absorpčné chladiče Shuangliang používajú výmenníky tepla s plášťom a rúrkami. Nevýhodou doskových výmenníkov tepla je náročnosť kryštalizácie pracovného roztoku.
Účinnosť prenosu tepla v doskových výmenníkoch tepla je vyššia, preto môže za určitých podmienok dôjsť k prudkému poklesu teploty roztoku bromidu lítneho, čo môže viesť ku kryštalizácii roztoku.
Existujúce automatické systémy ochrany pred kryštalizáciou zaisťujú spoľahlivú prevádzku. Prax však ukazuje potrebu dodatočných opatrení na ochranu pred výskytom kryštalizácie v abnormálnych prevádzkových režimoch, ktoré sa spravidla vyskytujú pri absencii riadnej prevádzky: porušenie vákua ABTN, prudké zníženie teploty chladenia. voda pod prípustnú hodnotu, porucha regulačného ventilu prívodu pary, poškodenie čerpadla roztoku a pod.
Pravdepodobnosť zablokovania priechodov kryštalizovaným roztokom je oveľa vyššia pre doskové výmenníky tepla ako pre plášťové a rúrkové výmenníky tepla v dôsledku malej veľkosti kanálov.
Aby sa výmenník tepla dostal zo stavu kryštalizácie, je potrebné zahriať časť, kde k nemu došlo. Určenie tejto časti v doskovom výmenníku tepla je veľmi ťažké a často jednoducho nemožné. Preto na obnovenie prevádzky chladiča je potrebné úplne zahriať výmenník tepla, čo si vyžaduje veľa času, najmä pri veľkých veľkostiach ABTN.
Plášťové výmenníky tepla nemajú vyššie uvedené problémy, zahrievanie sa vykonáva v mieste kryštalizácie a obnovenie pracovnej kapacity netrvá veľa času.
Ďalším faktorom, ktorý komplikuje rekryštalizáciu doskového výmenníka tepla, je vyšší hydraulický odpor v dôsledku menších veľkostí kanálov.
3. Prevádzková spoľahlivosť konštrukcie rúrkových zväzkov výmenníka tepla vysokotlakového generátora absorpčných tepelných čerpadiel s bromidom lítnym s priamym spaľovaním paliva Obr.
ABTN s priamym spaľovaním paliva kladie najvyššie nároky na konštrukciu vysokoteplotného generátora. Poprední výrobcovia používajú dva hlavné systémy: požiarnu trubicu a vodnú trubicu. Pri požiarno-rúrových sústavách vykurovacie médium (spaliny) omýva výhrevné plochy (pecný priestor potrubia - tzv. "plameňová rúra") zvnútra, zatiaľ čo vo vodorúrových sústavách výhrevné médium umýva výhrevné plochy. zvonku a ohrievané médium je vo vnútri potrubia .
Ryža. 1: Schéma vodovodného potrubia

Ryža. 2: Schéma Firetube

Nevýhody požiarno-trubkového systému vysokoteplotného generátora v porovnaní s vodno-trubkovým systémom:

• Veľké rozmery (vrátane dlhších rúrok výmenníka tepla) v dôsledku menej efektívneho prenosu tepla a hmoty.
• Dlhé rúrky výmenníka tepla generátora spôsobujú tepelné deformácie, čo spôsobuje deštrukciu konštrukcie.
• Zvýšená výbušnosť.
• Obmedzený celkový počet štartov v dôsledku tepelných deformácií.

Výhody systémov vodných rúr v porovnaní s požiarnymi rúrovými systémami

• Vysoká prevádzková spoľahlivosť.
• Vysoká účinnosť výmeny tepla a hmoty, následne menšie rozmery generátora.
• Menšie teplotné deformácie - v dôsledku toho dlhšie trvanie bezporuchovej prevádzky.
• Menšia zotrvačnosť pri štartovaní a zastavovaní.
• Menej výbušné.

A. V. Popov, Ústav tepelnej fyziky SB RAS (IT SB RAS)

V poslednom desaťročí je u nás výrazný záujem o tepelné čerpadlá (TČ). Dôvodom sú predovšetkým rastúce ceny energií a environmentálne problémy. Prispievajú k tomu aj zahraničné skúsenosti.

Treba si uvedomiť, že technológia tepelných čerpadiel je v zahraničí široko používaná už viac ako 30 rokov. V Rusku je praktické využitie HP v plienkach. Táto situácia s používaním HP v Rusku je spojená s objektívnymi aj subjektívnymi dôvodmi.

V súčasnosti sú na trhu rôzne typy HP. Špecialisti majú často problémy s odôvodnením žiadosti a výberom optimálneho typu HP pre konkrétne zariadenie. Tento článok poskytuje rozšírenú klasifikáciu najbežnejších typov HP, metodiku analýzy ich účinnosti, praktické rady pri výbere typu HP s prihliadnutím na vlastnosti konkrétneho objektu.

Hlavné typy a klasifikácia HP

Tepelné čerpadlo je termodynamický systém (technické zariadenie), ktorý umožňuje transformovať teplo z nízkej teplotnej úrovne na vyššiu. Tieto stroje sú určené najmä na výrobu teplej vody, vzduchu vhodného na vykurovanie, zásobovanie teplou vodou a iné účely. Nevyhnutnou podmienkou použitia TČ je prítomnosť nízkoteplotného zdroja tepla, ktorý podľa teplotných parametrov nie je vhodné použiť ako vykurovacie médium na vyššie uvedené účely.

V súčasnosti boli identifikované dva hlavné smery rozvoja TN:

Tepelné čerpadlá s kompresiou pár (PTH);

Absorpčné tepelné čerpadlá (ATH).

Tepelné čerpadlá s kompresiou pár.

Existujú rôzne typy PTN. Podľa nízkoteplotného zdroja tepla a ohrievaného média sa PTN delia na typy: "voda-voda", "vzduch-voda", "vzduch-vzduch", "voda-vzduch". Podľa typu použitého kompresorového zariadenia špirálový, piestový, skrutkový a turbokompresor. Podľa typu pohonu kompresora - elektrický, poháňaný spaľovacím motorom, plynovou alebo parnou turbínou.

Ako pracovné teplo v týchto strojoch sa používajú freóny - hlavne uhľovodíky s obsahom fluórchlóru, T.N. freóny.

Konštrukcia a prevádzka PTN sú podrobne popísané v.

Absorpčné tepelné čerpadlá.

ATH sa delia na dva hlavné typy – vodný amoniak a soľ. Voda je absorbent v ohrievači vody a amoniak je chladivo. V soľných strojoch je absorbentom vodný roztok soli a chladivom je voda. Vo svetovej praxi sa v súčasnosti používajú najmä soľné HP, v ktorých je absorbentom vodný roztok bromidu lítneho (H 2 O / LiBr) - ABTN.

V ABTN sa procesy prenosu tepla uskutočňujú pomocou kombinovaných priamych a reverzných termodynamických cyklov, na rozdiel od parnej kompresie HP, v ktorej pracovná tekutina (freón) vykonáva iba reverzný termodynamický cyklus.

Podľa domácej klasifikácie sú absorpčné stroje na báze bromidu lítneho rozdelené na zostupné a zostupné tepelné transformátory. V tomto dokumente je znižovací tepelný transformátor považovaný za najbežnejší typ.

Podľa typu spotrebovaného vysokoteplotného tepla sa ABTN delia na stroje:

S parným (vodným) ohrevom;

S ohňovým ohrevom na plynné alebo kvapalné palivo.

Podľa termodynamického cyklu sa ABTN dodáva s jednostupňovými alebo dvojstupňovými schémami regenerácie roztoku, ako aj s dvojstupňovou absorpciou.

Schémy, návrhy rôznych typov ABTN a princíp ich fungovania sú uvedené v prac.

Energetická účinnosť HP.

Kompresia a absorpcia pár HP na realizáciu termodynamických cyklov spotrebúvajú rôzne druhy energie: PTN - mechanická (elektrická), ATH - tepelná.

Na porovnanie účinnosti rôznych typov HP je potrebný spoločný ukazovateľ. Takýmto ukazovateľom môže byť merná spotreba paliva na výrobu tepla alebo koeficient jeho využitia. Tento prístup je opodstatnený aj preto, že v Rusku sú základné elektrárne tepelné, fungujúce na fosílne palivá.

Energetickú účinnosť PTN charakterizuje koeficient premeny energie

kde Qp je vyrobené teplo;

Qk je tepelný ekvivalent energie vynaložený na pohon kompresora.

Hodnota konverzného faktora HPP (φ) závisí najmä od teplôt nízkoteplotného zdroja tepla a teploty ohrievaného média na výstupe TÚ (obr. 1). Čím väčší je teplotný rozdiel medzi ohrievaným a chladeným médiom, tým nižšia je účinnosť PTH.

Ryža. Obr. 1. Závislosť prepočítavacieho faktora φ PTH od teplotného rozdielu medzi ohriatou vodou (t W2) a chladenou vodou (t S2).

Účinnosť ABTN je charakterizovaná transformačným pomerom

kde Qp je množstvo vyrobeného tepla;

Qh - množstvo vysokoteplotného tepla dodávaného do TČ generátora.

Reálne transformačné pomery ABTN sú znázornené na obr. 2. V závislosti od rozdielu teplôt medzi ohrievaným a chladeným médiom sa používajú rôzne typy strojov: s jedno- alebo dvojstupňovými schémami regenerácie roztoku; s dvojstupňovou absorpčnou schémou

Ryža. Obr. 2. Závislosť transformačného pomeru M ABTN od teplotného rozdielu medzi ohriatou vodou (t W2) a chladenou vodou (t S2).

1 - s dvojstupňovou schémou regenerácie roztoku (M = 2,2).

2 - s jednostupňovou schémou regenerácie roztoku (M = 1,7).

3 - s dvojstupňovou absorpciou (M = 1,35).

V PTN pri použití elektriny na pohon kompresora z tepelnej elektrárne bude merná spotreba paliva (ďalej v tepelnom ekvivalente) В = 1/(φ ηel)

kde η el je účinnosť elektrárne, berúc do úvahy straty elektriny v sieťach (v Rusku ~ 0,32).

V PTN pri použití spaľovacieho motora alebo plynovej turbíny ako pohonu kompresora s využitím tepla produktov spaľovania paliva bude merná spotreba paliva na výrobu tepla

B \u003d 1 / (φ ηm + ηt)

kde ηm je mechanická účinnosť pohonu;

ηt je tepelná účinnosť pohonu.

Merná spotreba paliva na výrobu tepla v ABTN bude

B \u003d 1 / (M η)

kde η je účinnosť vysokoteplotného zdroja tepla alebo vysokotlakového generátora počas ohrevu ohňom.

Merná spotreba paliva na výrobu tepla v kotle bude

kde η je účinnosť kotla.

Zvážte rôzne možnosti autonómneho zdroja na získanie teplej vody. Pre porovnanie si zoberme kotol na fosílne palivá a rôzne typy tepelných čerpadiel (obr. 3).

Ryža. 3. Energetické bilancie rôznych schém výroby tepla:

a) kotol na fosílne palivá;

b) PTN s elektrickým pohonom z tepelnej elektrárne;

c) PTN poháňané spaľovacím motorom alebo plynovou turbínou;

d) ABTN na plynné alebo kvapalné palivo.

CPV s elektrickým pohonom z tepelnej elektrárne s prepočítavacím faktorom φ<2,6–3 по сравнению с котлом экономию топлива не дает (меньшее значение φ для котлов на твердом топливе, большее на газовом или жидком топливе). С учетом более высоких по сравнению с котлом удельных капитальных вложений на ТНУ и электрогенерирующие мощности использование ПТН с электроприводом может быть экономически оправдано (приемлемый срок окупаемости дополнительных капитальных вложений) при φ=4-5.

Tepelné čerpadlo poháňané kompresorom zo spaľovacieho motora alebo plynovej turbíny pri využití tepla splodín spaľovania paliva a chladiaceho systému motora zabezpečuje úsporu paliva už pri φ≥1,5. Ekonomická realizovateľnosť použitia tohto typu HP by sa však mala určiť na základe technických a ekonomických výpočtov, od r špecifické kapitálové náklady na tento typ TČ sú niekoľkonásobne vyššie ako náklady na kotol. Použitie HPP s nízkym konverzným faktorom vedie k neprimerane vysokým obdobiam návratnosti kapitálových investícií.

ABTN všetkých typov v porovnaní s kotlom majú mernú spotrebu paliva o 40 ÷ 55 % nižšiu. Tie. palivová účinnosť v ABTN je 1,7-2,2 krát vyššia ako v kotle. Zároveň sú náklady na teplo vyrobené v ABTN o 25-30% nižšie ako v kotle.

Osobitná pozornosť by sa mala venovať efektívnosti využívania HP ako súčasti CHP. V podmienkach existujúcich KVET je často potrebné zvýšiť výkon odberu tepla stanice. Spravidla sa tento problém rieši inštaláciou ďalších "špičkových" kotlov. Vykurovací výkon stanice sa dá výrazne zvýšiť použitím tepelných čerpadiel.

Na obr. 4 je znázornená schéma využitia ABTN ako súčasti CHP. Takáto schéma umožňuje bez zmeny bilancií a parametrov pary v turbíne výrazne zvýšiť výkon kogeneračnej časti elektrárne bez zvýšenia spotreby paliva. Zároveň sú náklady na dodatočne vyrobené teplo v bežných cenách pre ABTN 60-80 rubľov / Gcal a doba návratnosti kapitálových investícií nepresahuje 1-2 roky. Použitie PTN v tejto schéme bude mať v každom prípade ekonomickú efektívnosť výrazne nižšiu ako ABTN.

Niektorí autori s odvolaním sa na zahraničné skúsenosti, najmä švédske, poznamenávajú, že elektricky poháňané PVT sa používajú aj pri φ<3. Действительно некоторые теплонасосные установки в Швеции и других странах Европы имеют φ≤3 и достаточно рентабельны (срок окупаемости 3-4 года). Это связано, в первую очередь, со структурой электроэнергетики данных стран. В ряде Европейских стран базовыми электрогенерирующими мощностями являются атомные и гидроэлектростанции, а значит относительно дешевая электроэнергия. Поэтому ТНУ с электроприводом в данных странах даже при φ≤3 экономически целесообразны, т. к. позволяют реально экономить дорогостоящее органическое топливо, сократить вредные выбросы в окружающую среду, экономить электроэнергию замещая, электрообогрев.

Pri výbere typu tepelného čerpadla treba okrem energetickej a ekonomickej efektívnosti prihliadať aj na vlastnosti rôznych typov strojov (životnosť, vplyv na životné prostredie, udržiavateľnosť, požadovaná kvalifikácia obsluhujúceho personálu, možnosť kontroly výkonu nad široký sortiment atď.).

Z hľadiska vplyvu na životné prostredie a bezpečnosti majú ABTN oproti PTN jednoznačnú výhodu, pretože nepoužívajte freóny - uhľovodíky obsahujúce fluórchlór. V súlade s Montrealským protokolom z roku 1987 sú prakticky všetky freóny používané v PTN dôkladnejšie monitorované z hľadiska „ozónovej bezpečnosti“, „skleníkového efektu“ a podliehajú prísnym pokutám v prípade ich nesprávneho použitia a likvidácie. V ABTN všetky procesy prebiehajú vo vákuu a na rozdiel od PTN nespadajú pod jurisdikciu GOSGORTEKHNADZOR.

ABTN majú oveľa dlhšiu životnosť, pretože vo svojej podstate sú to teplovýmenné zariadenia, vysoká udržiavateľnosť, nízka hlučnosť pri prevádzke.

Medzi výhody PTN s elektrickým pohonom patrí jednoduchosť ich napájania. Na niektorých stránkach to môže byť rozhodujúci faktor v ich prospech.

Pre úspešný rozvoj práce na HP v Rusku sú všetky predpoklady: strojárske a surovinové základne, vedecký a inžiniersky personál, značné množstvo vykonaných výskumných a vývojových prác, zvládnutá výroba mnohých typov HP, s ich prevádzkou sú pomerne značné skúsenosti, prakticky nevyčerpateľné nízkopotenciálne zdroje tepla.

Zároveň je potrebné poznamenať, že ako ukazujú zahraničné skúsenosti, plošné využitie energeticky úsporných technológií môže byť len s aktívnou účasťou štátu, ktorá spočíva najmä v tvorbe legislatívnych a regulačných aktov stimulujúcich využívanie energeticky úsporných zariadení.

Literatúra

1) Tepelné čerpadlá V. G. Gorshkov. Analytický prehľad // Príručka priemyselných zariadení, 2004, č. 2.

2) A. G. Korolkov, A.V. Popov, A. Vlad. Popov Absorpčné transformátory tepla na chladenie a ohrev vody s bromidom lítnym // Problémy úspory energie č. 1 (14) Február 2003.

3) Popov A. V., Bogdanov A. I., Pazdnikov A. G. Skúsenosti s vývojom a tvorbou absorpčných tepelných čerpadiel na báze bromidu lítneho // Priemyselná energetika - 1999, č. 8 - s. 38-43.

4) Baranenko A. V., Popov A. V., Timofeevsky L. S., Volkova O. V. Absorpčné lítiumbromidové tepelné konvertory novej generácie // Kholodilnaya Tekhnika, 2001, č. 4-s18-20.

5) Popov A. V. Systém chladenia a tepelného využitia spalín zo spaľovní odpadov // Čistenie a neutralizácia spalín na zariadeniach spaľujúcich odpad a smeti. - Novosibirsk, 1999 - str. 121-132. Časopis "Problémy úspory energie", august 2005.

| stiahnutie zdarma Analýza účinnosti rôznych typov tepelných čerpadiel, Popov A. V. ,

Málokto vie, čo je absorpčné tepelné čerpadlo a ako funguje. Zariadenie sa stáva čoraz obľúbenejším. Dá sa predpokladať, že v blízkej budúcnosti ATH zaujme vedúcu pozíciu v relevantnom segmente trhu.

V tomto článku sa pokúsime všeobecne popísať, čo je absorpčná pumpa a ako funguje. Podrobný cyklus prác bude opísaný v jednej z nasledujúcich publikácií.

Princíp činnosti

Niekedy sa ATH zamieňa s adsorpčnými tepelnými čerpadlami, ale nie je to pravda. Na rozdiel od posledne menovaných je princíp fungovania absorpčných tepelných čerpadiel založený na použití tekutého absorbentu. Vo všeobecnosti fungujú absorpčné tepelné čerpadlá rovnako ako .

Zariadenie pozostáva z niekoľkých výmenníkov tepla. Sú prepojené okruhmi, ktoré podporujú cirkuláciu chladív a absorbentov. Princípom činnosti je absorpcia pary, ktorá sa vyznačuje nižšou teplotou, absorbentom. Paralelne s týmito procesmi sa uvoľňuje potrebné množstvo tepla.

Výsledkom je, že chladivo (chladiaca kvapalina) začne vrieť vo vákuu; absorbent vstupuje do generátora, čo vedie k eliminácii vodnej pary, ktorá bola nedávno absorbovaná. Teraz absorbér opäť prijíma soľný koncentrát a výparník - paru chladiva.

Absorbentom je zvyčajne roztok soli bromidu lítneho (LiBr) vo vode. Preto sa takéto zariadenia nazývajú absorpčné tepelné čerpadlá s bromidom lítnym (ABTN).

V dôsledku prebiehajúcich procesov zariadenie vytvára teplo. Rozsah absorpčných tepelných čerpadiel je pomerne široký. Hlavná vec je vziať do úvahy špecifický účel čerpadla a na aký účel je určený.

Výhody a nevýhody absorpčných tepelných čerpadiel

Absorpčné tepelné čerpadlo má mnoho výhod. Medzi najvýznamnejšie patria:

• Ohrev média na +60 / +80 °С;
• Široký rozsah tepelného výkonu, ktorý sa pohybuje od niekoľkých kilowattov až po megawatty;
• Dlhá životnosť, najmä v porovnaní so zariadeniami typu parného kompresora;
• Účinnosť dosahuje 30-40% a je určená zvoleným režimom prevádzky;
• Rozsah aplikácie sa neustále zvyšuje;
• Ako zdroj energie sa používa vriaca voda, para, niektoré druhy plynov;
• Princíp činnosti absorpčného tepelného čerpadla nezabezpečuje veľké množstvo pohyblivých častí, ktoré počas prevádzky vytvárajú hluk.

Okrem výhod takéhoto zariadenia existujú aj nevýhody:

• Vysoká cena;
• Dopyt po dostupnom nízkoteplotnom teple;
• Dlhá doba návratnosti s občasným používaním.

Absorpčné tepelné čerpadlá sú v zásade pomerne objemné jednotky a používajú sa v priemysle. Je to spôsobené prítomnosťou veľkého množstva nízkoteplotného tepla v priemyselných odvetviach, podnikoch, továrňach.

Napokon, absorpčné tepelné čerpadlá sú spoľahlivé. Diely sú vyrobené z vysoko kvalitných materiálov, ktoré dokonale zvládajú svoje funkcie. Telo je odolné, schopné odolať silným mechanickým nárazom, odolné voči škodlivým environmentálnym faktorom.

ATH sa využívajú najmä v priemysle, no už sú dostupné aj malé absorpčné tepelné čerpadlá pre domácnosti. Jediným obmedzením pri ich použití je potreba nízkoteplotného tepla vo forme, v ktorej ho absorbent môže absorbovať.

Vzduchové tepelné čerpadlo: princíp činnosti, dizajn...

Inštalácia tepelného čerpadla vzduch-vzduch - nie v...

Tepelné čerpadlá na vykurovanie domácností - recenzie ...

Princíp činnosti tepelného čerpadla vzduch-vzduch R...

Účinnosť tepelného čerpadla na vykurovanie - reálne čísla...

Výhody a nevýhody tepelných čerpadiel - zem ...

Koľko stojí vykurovanie tepelným čerpadlom - zistite ...

Tepelné čerpadlo vzduch-vzduch na vykurovanie domu - ...

anotácia

Na príklade UES Bieloruska sa uvažuje o možnosti využitia absorpčných tepelných čerpadiel s bromidom lítnym na blokovanie odvodu tepelnej energie cirkulačnou vodou a chladiacou vodou generátora a olejom mazacieho systému. PDF

Abstraktné

Možnosť použitia absorpčného tepelného čerpadla pracujúceho na riešení LiBr, aby sa zabránilo mazaciemu oleju, žiareniu generátora a rozptylu tepla cirkulujúcej vody, je v tomto článku zvážená na príklade Spojeného energetického systému Bieloruska.

Absorpčné tepelné čerpadlá v tepelnej schéme KGJzlepšiť jeho energetickú účinnosť

V. N. Romanyuk, doc. tech. vedy, D. B. Muslina, A. A. Bobich, majstri techniky. vedy, N. A. Kolomytskaya, majster ekonómie vedy, T. V. Bubyr, študent, Bieloruská národná technická univerzita, RUE "BELTEI",S. V. Malkov,Riaditeľ servisu tepelných a chladiacich zariadení CJSC

Úvod

Podľa štúdií Ruskej akadémie vied je prechod kogeneračných jednotiek na technológiu kombinovaného cyklu efektívnejší ako prechod na kondenzačné elektrárne s kombinovaným cyklom (CPP) a mal by sa uskutočniť v prvom rade. Zlepšenie CHPP pomocou vysokoteplotných nadstavieb plynových turbín (GTU) si však vyžaduje veľké kapitálové investície, pričom prilákanie investora pre IES v podmienkach Bieloruska sa ukázalo ako menej náročná úloha, ktorá determinovala oneskorenie modernizácia KVET z prechodu na IES s kombinovaným cyklom.

Dnes sa do UES Bieloruska zavádzajú kondenzačné jednotky s kombinovaným cyklom so špecifickou spotrebou paliva (SFC) na výrobu elektriny na úrovni 220 g/(kWh), čo je porovnateľné s hodnotou na parných turbínových KVET v Bielorusku. republika. Táto okolnosť spolu so zmenou situácie na energetickom trhu prehĺbila problém zvyšovania účinnosti KVET s parnými turbínami a determinovala potrebu zvyšovania ich účinnosti pomocou menej nákladných projektov. Zodpovedajúce rozhodnutia, čo je celkom pochopiteľné, sú potrebné na zachovanie ich relevantnosti počas následného prechodu kogenerácie na technológiu kombinovaného cyklu. Medzi takéto riešenia patrí integrácia tepelných akumulátorov do CHPP, ako aj ďalšie inovácie, napríklad preradenie turbogenerátorov na prácu s degradovaným vákuom. S tým druhým je zároveň spojená potreba zmeny konštrukcie zariadenia parnej turbíny: osadenie sieťového zväzku do kondenzátora, úprava posledných stupňov turbíny. Oboje, ako aj prevádzka turbínového zariadenia s degradovaným vákuom, nie sú vždy prijateľné z jedného alebo druhého dôvodu. Za týchto podmienok môže byť alternatívnym riešením prechodu na zhoršené vákuum použitie absorpčných tepelných čerpadiel s bromidom lítnym (ABTH). S ich pomocou je zabezpečené efektívnejšie riešenie rovnakého problému blokovania rozptylu tepelnej energie cirkulačnou vodou, pričom nie sú potrebné žiadne zmeny v dizajne turbínového zariadenia.

Uvedené ABTN sa vyrábajú v pripravenom prevedení, vhodnom na inštaláciu a prevádzku, nazývané chladič. Umožňujú súčasné použitie ako chladiče, zabezpečujúce dodávku studenej vody podľa teplotného harmonogramu 7/12 °C, čo je potrebné napríklad v tepelnej elektrárni pri jej preradení do prevádzky s nadstavbou plynovej turbíny na chladenie vzduchu. vstup do kompresora plynovej turbíny. Vďaka tomu sa dosahuje takmer nepretržité využívanie absorpčného zariadenia počas celého roka. Integrácia ABTN napríklad do tepelného okruhu turbogenerátora PT-60 poskytuje ročnú systémovú úsporu zemného plynu viac ako 5,5 tisíc ton ekvivalentu paliva a zároveň sú splnené požadované ekonomické obmedzenia: jednoduchá návratnosť investície do 2 rokov od momentu uvedenia do prevádzky, zodpovedajúce hodnoty dynamickej doby návratnosti, vnútorná miera návratnosti atď.

Problém prechodu kondenzácie pary v kogeneračných turbogenerátoroch

Technicky je dnes neprijateľný minimálny prechod pary do kondenzátora turbogenerátorov typu „P“, „T“, „PT“ a s tým spojená nadmerná spotreba paliva, ktorá predtým nevzbudzovala otázky. Napríklad pre už spomínané najbežnejšie turbogenerátory PT-60 a ich modifikácie je minimálny prechod pary do kondenzátora obmedzený na 12 t/h. Pre počiatočné parametre pary 13 MPa, berúc do úvahy príspevok regeneračných extrakcií na tomto parochode ku kondenzátoru, je kapacita výroby energie turbínového generátora PT-60-130 4,3 MW. Spotreba tepelnej energie cirkulujúcou vodou (CV), ktorá odoberá teplo kondenzačného procesu 12 t/h pary pri tlaku 4 kPa, je 6,3 Gcal/h. URT na výrobu elektriny pri špecifikovanom prietoku pary sa odhaduje na 0,42 kg/(kWh), čo je o »0,2 kg viac ako vytlačená výroba elektriny v kondenzačných jednotkách s kombinovaným cyklom. Ak vezmeme do úvahy 5 % strát elektriny na jej dodávku do priemyselných záťaží CHP, tento ukazovateľ pre IES je 0,24 kg/kWh. Pri ročnej prevádzkovej dobe turbogenerátora 7,5 tisíc hodín je vyhorenie paliva »6 tisíc ton ekvivalentu paliva, v cudzej mene - viac ako 1,5 milióna USD. V súvislosti s celkovým počtom KVET v krajine (36 jednotiek) je zrejmá naliehavosť úlohy eliminovať takéto iracionálne využívanie paliva. Vo vyššie uvedených výpočtoch sa za uzatvárací TPP považuje jednotka s kombinovaným cyklom s absolútnou elektrickou účinnosťou 54 %. Voľba je spôsobená tým, že (berúc do úvahy štruktúru spotreby tepelnej a elektrickej energie v krajine, ako aj zmeny v štruktúre výroby týchto energetických tokov po zavedení vysokoteplotných nadstavieb na KVET s parnými turbínami ), pri uvádzaní jadrových elektrární do prevádzky ako súčasti výrobných kapacít UES Bieloruska nezostáva žiadna záťaž pre jadrové elektrárne s parnými turbínami, ktoré sa dnes používajú ako uzatváracie kapacity.

Riešenie problému potláčania odvodu tepelnej energie obehovou vodou prevedením turbogenerátorov na prácu s degradovaným vákuom

Tlak v kondenzátore turbíny pri prevádzke pri zníženom vákuu (HC) sa zvyšuje na 0,06 MPa a kapacita výroby elektrickej energie pri uvažovanom prietoku pary 12 t/h do kondenzátora je 3,4 MW. Súčasne sa z odberu tepla vytlačí para v množstve zodpovedajúcom toku tepelnej energie 6,3 Gcal/h (7,2 MW). Merný výkon T-extrakcie uvažovaného turbogenerátora pri zohľadnení príspevku regeneračných tokov je ≈516 kWh/Gcal, čo umožňuje určiť zníženie výroby elektriny na 3,2 MW pri prechode pary do T-extrakcie z dôvodu prechodu do režimu HC. Pri prechode na degradované vákuum v kondenzátore PT-60 sa teda v dôsledku poklesu výrobnej kapacity KGJ prenáša do CPP až 4,3 - (3,4 - 3,2) = 4,1 MW. Zodpovedajúca hodinová systémová spotreba paliva sa odhaduje na 0,79 tce. ton / h a pozostáva z nasledujúcich pojmov v porovnaní s normálnym režimom, ktoré sa vyskytujú v súvislosti s:

Posun výroby na prúde pary do kondenzátora a jej prenos do CPP CCGT: 4,3 (0,42 - 0,24) = 0,77 t/h;

Posun výroby na prúde pary do T-odpadu a jej prenos do CCGT CPP: 3,2 (0,17 - 0,24) = -0,22 t/h;

Generácia v režime SW na prietoku pary do kondenzátora s URT rovná 164 g/(kWh), čo sa odhaduje na 3,4 · (0,24 - 0,164) = 0,25 t/h.

Je zrejmé, že pri prepnutí turbogenerátora na prácu so zhoršeným podtlakom závisí ročný počet hodín jeho prevádzky, ktorý okrem iného určuje aj systémovú spotrebu paliva, od konkrétnych podmienok zóny dodávky tepla a od zloženia. CHPP. V prípade, že sa bude rovnať predtým uvádzaným 7,5 tisícom hodín, systémová ročná úspora paliva bude 5,9 tisíc ton ekvivalentu paliva.

Absorpčné tepelné čerpadlo

Absorpčné tepelné čerpadlo - kontinuálne zariadenie určené na prenos tepelnej energie zo zdroja s nižšou teplotou do zdroja s vyššou teplotou. Na kompenzáciu takéhoto neprirodzeného prenosu tepelnej energie je potrebné vynaložiť tepelnú energiu (TE) na pohon ABTN. Absorpčné zariadenia s reverzným cyklom sú z hľadiska energetických charakteristík horšie ako zariadenia na kompresiu pár, ale ak tieto zariadenia vyžadujú energeticky a ekonomicky hodnotnejšiu mechanickú energiu na prevádzku, prvé môžu využívať lacnú tepelnú energiu z odberov parných turbín, využívajúcich kotly, energiu z výfukových plynov. spaľovacích motorov a druhotných zdrojov energie. Táto okolnosť určuje medzeru pre ABTN, ktorú v blízkej budúcnosti obsadia v rôznych technologických systémoch.

V úlohe pracovnej tekutiny v ABTN sa používajú roztoky (v posudzovanom prípade je voda bromid lítny), v ktorých je koncentrácia zložiek odlišná pre kvapalnú a parnú fázu. Koncentrácia zložiek sa nemôže líšiť od hodnoty zodpovedajúcej rovnovážnej rovnici roztoku, čo umožňuje kondenzovať (absorbovať) studenú paru teplejším kvapalným roztokom, kým sa koncentrácie nevyrovnajú podľa špecifikovanej rovnice.

V najjednoduchšom prípade je ABTN kombináciou štyroch výmenníkov tepla umiestnených v jednom integrovanom kryte. Ich obsluha je energetikom známa a nespôsobuje problémy (obr. 1). Dva výmenníky tepla (generátor a kondenzátor) pracujú pri vyššom tlaku a ich účelom je získať kvapalinu s nízkou teplotou varu, v tomto prípade vodu, v takmer čistej forme. Ďalšie dva výmenníky tepla (výparník a absorbér) pracujú pri zníženom tlaku. Ich úlohou je odoberať tepelnú energiu zo zdroja a premieňať vzniknutú paru na zložku kvapalného roztoku. V priebehu opísaných premien sa odoberá z absorbéra a kondenzátora teplo zodpovedajúcich procesov sorpcie a kondenzácie, ktoré sa odovzdáva ohriatemu chladivu, napríklad sieťovej vode. Vyžaduje sa iba vylúčiť prechod teplôt chladiva cez hraničné hodnoty, ktoré nie sú prípustné pre roztok vody v bromide lítnom, a to počas skladovania aj počas prevádzky. Inými slovami, existujú limitné hodnoty pre teploty odovzdávajúceho (využitého) a teplo prijímajúceho toku, pri ktorých je možná prevádzka ABTN. Schéma skutočného ABTN je o niečo komplikovanejšia, čo súvisí s regeneráciou, čo zvyšuje energetickú účinnosť zariadenia, čo mierne zvyšuje počet výmenníkov tepla a zložitosť schémy.

Účinnosť ABTN do značnej miery závisí od rozsahu teplôt, v ktorom sa prevádzkuje: čím užší, tým vyššia je energetická náročnosť inštalácie. Okrem toho existujú limitné teploty pre toky odovzdávajúce teplo (jednorazové) a prijímajúce teplo, pri ktorých je možná prevádzka ABTN.

Pri teplote ohrievaného prietoku 55 °C, čo zodpovedá teplote vody vratnej siete v čase mimo vykurovania, je dodávka obehovej vody na likvidáciu realizovaná podľa harmonogramu 17/22 °C (t.j. tlak v kondenzátore je 4 kPa). Ohrev sieťovej vody je v tomto prípade zabezpečený na teplotu 64 °C. Vo vykurovacom období, kedy môže teplota vody vratnej siete dosiahnuť 70 °C, bude teplota cirkulačnej vody 49/45 °C, čo zodpovedá tlaku v kondenzátore 15 kPa. Voda v sieti sa ohrieva až na 79 °С. Pri teplotách vykurovacej vody v uvedenom rozsahu je možné lineárnou interpoláciou určiť ďalšie prietokové charakteristiky. Pri priemernej teplote vykurovacieho obdobia -0,7 °С je teplota vody vratnej siete 47 °С a tlak v kondenzátore potrebný pre ABTN bude 4 kPa. Vzhľadom na situáciu so zmenami prietokových parametrov v priebehu roka možno konštatovať, že ako prvé priblíženie jednotka ABTN zabezpečí udržanie tlaku v kondenzátore na úrovni 4 kPa počas celej doby prevádzky. Tlak vykurovacej pary pre pohon ABTN by nemal byť nižší ako 0,4 MPa, čo je možné zabezpečiť odberom pary z regeneračného odberu č.4 turbíny PT-60. Koeficient vykurovania ABTN je v týchto prípadoch 1,7.

Podstata metódy a vyhodnotenie efektu úspory energie

V tepelnej schéme turbogenerátora existuje niekoľko tepelných tokov rozptýlených v prostredí. Na príklade turbogenerátora PT-60 sú to: už spomínaný prietok chladenia CV s výkonom 7,3 MW, prietoky generátora a olejových chladiacich systémov s celkovým výkonom 0,47 MW. Uvedené tepelné toky, ktorých výkon je 7,8 MW, sú posielané do ABTN s cirkulačnou vodou, v ktorej sa ochladzuje o »4 °C (obr. 2). Pre pohon ABTN sa spotrebúva teplo procesu kondenzácie pary, ktorého potrebu určuje súčiniteľ ohrevu ABTN a v tomto prípade je tepelná záťaž určujúca spotrebu pary 40,2 GJ/h (9,6 Gcal/h ). Tok tepelnej energie s výkonom 18,9 MW sa prenáša do sieťovej vody, ktorá ju ohreje o 10,2 °C.

V dôsledku uvažovaného využitia ABTN pri zachovaní tepelnej záťaže KVET dochádza k prerozdeleniu výroby elektriny medzi zdroje sústavy a v našom príklade dochádza k poklesu výroby na KVET o 4,7 MW s. CRT 0,42 kg/(kWh), čo je spôsobené nasledujúcim:

• zaťaženie odberom tepla sa zníži o 15,9 Gcal/h, v súvislosti s tým sa zníži výrobný výkon o 8,2 MW (merný výkon T-odberu je 516 kWh/Gcal);
• zaťaženie regeneračnej ťažby č. 4 sa zvyšuje o 9,6 Gcal/h potrebných pre pohon ABTN, čím sa zvýši výkon výroby o 3,5 MW (merný výkon regeneračnej ťažby č. 4 je 362 kWh/Gcal).

Pri zohľadnení indikovaného poklesu kapacity toku výroby elektriny o 4,7 MW pri zachovaní dodanej tepelnej energie bude zníženie ročnej spotreby paliva KVET v našom prípade až 11,9 tis. ton palivového ekvivalentu:

• 4,3 0,42 7,5 = 13,5 tisíc tce - zníženie spojené s vylúčením výroby elektriny s URT 420 g / (kWh) na prechode pary do kondenzátora;
• 4,3 (0,17 – 0,136) 7,5 = 1,1 tisíc tce - zníženie spojené s presunom výroby elektriny z toku odberu tepla z HRT o 170 g/(kWh) na tok do kondenzátora, s ochladzovaním cirkulujúcej vody v ABTN, čo zodpovedá HRT 136 g/(kWh);
• 3,2 (0,17 – 0,283) 7,5 = –2,7 tisíc tce - zvýšenie spojené s presunom výroby elektriny z toku odberu tepla s RRT 170 g/(kW×h) na tok do regeneratívneho odberu č. 4 s RRT 283 g/(kW×h).

Ročná systémová spotreba paliva v našom prípade bude zároveň až 5,5 tisíc ton ekvivalentu paliva.

Uvedené výsledky sú doplnené o vysvetľujúce schémy rôznych režimov prevádzky uvažovaného turbogenerátora na obr. 3–5.

Absorpčné tepelné čerpadlá v schéme CHP

Na spárovanie ABTN s turbogenerátorom PT-60 môžete použiť dva chladiče menšej veľkosti a jeden väčší. Variant s dvoma ABTN sa zdá byť flexibilnejší. Na ich pohon môžu byť použité rôzne chladiace kvapaliny: para, voda, spaliny, palivo. V tomto prípade ide o paru s tlakom minimálne 0,4 MPa. Vo variante s dvomi blokmi je okrem iného zabezpečená jednotnosť absorpčného zariadenia kogeneračnej jednotky: tepelné čerpadlá a chladiče sú vzájomne zameniteľné, čo môže byť užitočné pri doplnení jednotiek s plynovou turbínou do kombinovanej výroby, keď je potrebné stabilizovať ich parametre v lete, ochladzovať vzduch nasávaný kompresorom. Umiestnenie ABTN je možné ako v kontajnerovom prevedení, tak aj v budove. Vo všetkých prípadoch je potrebné, aby teplota v miestnosti neklesla pod 5 °C. Samozrejme je potrebný individuálny prístup na základe zložitých podmienok konkrétneho miesta: dispozičné, hydraulické atď.

Ekonomické hodnotenie

Ak vezmeme do úvahy náklady na stavebné a inštalačné práce a pomocné vybavenie, realizácia možnosti zvažovanej v príklade si vyžaduje približne 3 milióny USD. Pre KVET s ročným počtom hodín prevádzky turbogenerátora 7,5 tis. je návratnosť investície a ďalšie ukazovatele determinované poklesom spotreby zemného plynu o 11,9 tis. ton ekvivalentu paliva. pri konštantnej tepelnej záťaži a znížení kapacity výroby elektriny o 4,7 MW. Vážená priemerná tarifa a náklady na elektrinu v CHPP sú 88,5 a 51,4 USD/(MWh). Pri cene zemného plynu 244 USD za 1 tonu referenčného paliva. ročný ekonomický efekt poskytuje jednoduchú návratnosť investície – 2,3 roka. Dynamická doba návratnosti pri diskontnej sadzbe 20 % je 2,8 roka, vnútorná miera návratnosti je 42 % (obr. 7).

Dynamická doba návratnosti pri diskontnej sadzbe 20 % presahuje výpočtový horizont 10 rokov a až pri diskontnej sadzbe 15 % klesá na 9,6 roka.

Systémová ročná úspora paliva v dôsledku realizácie projektu sa odhaduje na 5,5 tis. ton ekvivalentu paliva. Zároveň samozrejme zostáva nezmenená spotreba tepelnej a elektrickej energie. Ročný ekonomický efekt systémového zníženia spotreby zemného plynu sa odhaduje na »1,3 milióna USD. S ostatnými hodnotami vyššie uvedených argumentov je jednoduchá doba návratnosti 2,7 roka, dynamická doba návratnosti pri diskontnej sadzbe 20 % je 4,3 roka, vnútorná miera návratnosti je 35 % (obr. 9) .

Uvedené energetické a ekonomické ukazovatele naznačujú výbornú investičnú atraktivitu projektu pre IPS krajiny.

zistenia

1. Blokovanie rozptylu energie v tepelných okruhoch KGJ je relevantné. Štrukturálne sa to dá najjednoduchšie dosiahnuť integráciou ABTN do tepelnej schémy kogenerácie. Zároveň existujú vysoké technické a ekonomické ukazovatele, ktoré zaisťujú investičnú atraktivitu projektu.

2. Znižovanie strát tepelnej energie v okruhoch KVET prechodom na prevádzku turbogenerátorov s degradovaným podtlakom alebo využitím ABTN rozširuje možnosti riešenia problému. Voľba optimálneho riešenia si vyžaduje diferencovaný prístup na základe podmienok konkrétnej zóny zásobovania teplom a zloženia zariadenia zdroja tepla.

3. Použitie ABTN v okruhoch KVET znižuje výrobu elektriny na KVET z dôvodu vylúčenia jej výroby na prúde pary do kondenzátora, čo okrem iného uľahčuje pokrytie harmonogramu spotreby el. minimálne zaťaženie UPS. Celková zmena vo výrobe pre všetky CHPP v krajine sa odhaduje až na 300 MW.

4. Integrácia absorpčných tepelných čerpadiel do tepelných okruhov KVET za účelom blokovania odvodu tepelnej energie je žiadaná aj pri realizácii možnosti preradenia turbogenerátorov na prácu s degradovaným vákuom, keďže pomocou ABTN je možné využiť teplo olejových chladiacich systémov, generátorov atď.

5. Zníženie výroby elektriny na KVET o 4,7 MW pri zachovaní tepelnej záťaže a zároveň zníženie spotreby zemného plynu priamo v KVET o »12 tis. ton ekvivalentu paliva. ročne určiť ekonomickú realizovateľnosť v závislosti od taríf za zemný plyn a elektrinu, sadzieb refinancovania atď. v konkrétnom regióne. Vo všetkých prípadoch sú uvedené vysoké energetické a ekonomické ukazovatele projektu.

6. Investície potrebné na implementáciu uvažovaného príkladu sa odhadujú na približne 3 milióny USD. Návratnosť ABTN spĺňa existujúce ekonomické obmedzenia, aby sa zabezpečila realizovateľnosť investície.

7. Uvažovaný príklad je uvedený pre turbogenerátor PT-60-130 s prietokom pary do kondenzátora 12 t/h a vodným zaťažením siete 19 Gcal/h, ktoré je v prípade potreby možné znížiť na 14 Gcal/. h. S nárastom tepelnej záťaže je potrebné použiť výkonnejšie ABTN.

8. Využitie ABTN je účelné v systémoch tepelnej techniky, kde dochádza predovšetkým k tepelným tokom z kogeneračných jednotiek, druhotných energetických zdrojov a pod.

Literatúra

1. Popyrin L. S., Dilman M. D. Efektívnosť technickej prestavby tepelných elektrární na báze paroplynových staníc Teploenergetika. - 2006. - č. 2. - S. 34–39.

2. Romanyuk V. N., Bobich A. A., Kolomytskaya N. A., Muslina D. B., Romanyuk A. V. Efektívne zabezpečenie harmonogramu zaťaženia energetického systému // Energia a manažment. - 2012. - č. 1. - S. 13–20.

3. Khrustalev B. M., Romanyuk V. N., Kovalev Ya. N., Kolomytskaya N. A. K problematike poskytovania harmonogramov elektrického zaťaženia energetického systému so zapojením potenciálu energetických technologických zdrojov priemyselných podnikov Energetika i Management. - 2010. - č. 1. - S. 4–11.

4. V. N. Romanyuk, A. A. Bobich, N. A. Kolomytskaya a kol., „Zlepšenie účinnosti plynových turbín na TPP v lete“, Energiya i Management. - 2011. - č. 1. - S. 18–22.