Тепловые насосы на ТЭЦ, Использование тепла обратного теплоносителя Опции

[Fargyz]

Здравствуйте господа, в качестве дипломного проекта повесили на меня тему применение теплового насоса в качестве основного бойлера на ТЭЦ. Так вот у меня вопрос, реально ли расчитать данный проект. В качестве греющего теплоносителя используется обратная сетевая вода. Летом обратка поступает на ТЭЦ с температурой +40, а зимой +70 ( это при температуре окружающей среды -30). Летом температура в подающей линии на город составляет примерно 60-70 градусов, а зимой не привышает +96. А да схема ГВС и отопления открытая. Мне кажется что даже если и можно расчитать такую систему, то какой же компрессор тогда надо поставить туда.
Как нашел в литературе обоснование работы есть:
1) Т.к. постоянно завышается температура обратки, то ухудшается вакуум в конденсаторе турбины, а тут охлаждая сетевую воду можно добиться большей выработки электроэнергии.
2) Опять же экономия на экологии
3) Мне кажется что даже с затратами на электроэнергию ( себестоимость 1 кВТ/ч) на привод компрессора получатся выгоднее , т.к. на пар затраты условного топлива больше чем на электричество.
Так что если это все возможно то посоветуйте от чего мне оттолкнуться, может книжку с подобной проблеммой или еще что то.

[Fargyz]

Здравствуйте господа, в качестве дипломного проекта повесили на меня тему применение теплового насоса в качестве основного бойлера на ТЭЦ. Так вот у меня вопрос, реально ли расчитать данный проект. В качестве греющего теплоносителя используется обратная сетевая вода. Летом обратка поступает на ТЭЦ с температурой +40, а зимой +70 ( это при температуре окружающей среды -30). Летом температура в подающей линии на город составляет примерно 60-70 градусов, а зимой не привышает +96. А да схема ГВС и отопления открытая. Мне кажется что даже если и можно расчитать такую систему, то какой же компрессор тогда надо поставить туда.
Как нашел в литературе обоснование работы есть:
1) Т.к. постоянно завышается температура обратки, то ухудшается вакуум в конденсаторе турбины, а тут охлаждая сетевую воду можно добиться большей выработки электроэнергии.
2) Опять же экономия на экологии
3) Мне кажется что даже с затратами на электроэнергию ( себестоимость 1 кВТ/ч) на привод компрессора получатся выгоднее , т.к. на пар затраты условного топлива больше чем на электричество.
Так что если это все возможно то посоветуйте от чего мне оттолкнуться, может книжку с подобной проблеммой или еще что то.

[Сергей А.]

Интересно, что вопрос совпал с доставкой «Новостей теплоснабжения», №1, 2011, где есть статья по этому поводу и вывод в ней таков: ТНУ на ТЭЦ увеличивает расход топлива и вообще применение ТНУ в системе с ТЭЦ энергетически неэффективно. Вывод мне кажется неправильным. В работах Богданова А.Б. с анализом энергетических характеристик турбин выводы другие. Так что оттолкнуться есть от чего. И еще где-то была инфо о реальном применении ТНУ (кажется на ТЭЦ-28 в Москве) – может кто знает?

[Fargyz]

И еще где-то была инфо о реальном применении ТНУ (кажется на ТЭЦ-28 в Москве) – может кто знает?

Основные задачи создания на ТЭЦ-28 лабораторного стенда с теплонасосной установкой.

Одним из ключевых вопросов на пути широкомасштабного внедрения ТНУ является уровень коэффициента преобразования в ТНУ (отношение полезно отдаваемой теплоты теплопотребителю к энергии на привод компрессора). При этом с технико-экономической точки зрения важным является и значение действующих тарифов на электро- и теплоэнергию, а также величина капитальных и эксплуатационных затрат на ТНУ. В настоящее время имеются достаточно надежные зарубежные данные по коэффициенту преобразования в ТНУ, а также отечественные данные по эффективности работы крупных холодильных установок, которые можно использовать и для оценки работы ТНУ.

Целью настоящей работы являлось ввод в действие первой в ОАО «Мосэнерго» теплонасосной установки для проведения испытаний ТНУ в условиях ее реальной эксплуатации на ТЭЦ ОАО «Мосэнерго» в широком диапазоне изменения определяющих параметров.

При разработке тепловой и технологической схемы ТНУ на ТЭЦ-28 принималось во внимание, что на первом этапе внедрения ТНУ наибольший интерес представляет использование в качестве низкотемпературного источника теплоты для ТНУ сбросной теплоты циркуляционной воды после конденсатора турбины (в градирню) и ее передача в теплосеть. При этом предпочтительными являются 2 схемы использования ТНУ на ТЭЦ:

• ступенчатый подогрев (с промежуточной химводоочисткой) подпиточной сетевой воды до температуры в обратной магистрали;

• прямой подогрев сетевой воды (из обратной магистрали до подогревателей сетевой воды).

Известно, что величина коэффициента преобразования ТНУ зависит главным образом от ΔТТНУ -уровня температурного перепада между температурой к потребителю и температурой низкотемпературного источника.

При создании лабораторного стенда ТНУ на ТЭЦ-28 реализованы уникальные возможности изменять в условиях реальной эксплуатации ТНУ:

• ΔТТНУ от 20 до 50 ОС

• температуру низкотемпературного источника от 10 до 50 ОС

• температуру от ТНУ к потребителю от 20 до 65 ОС.

Описание тепловой и технологической схемы лабораторного стенда ТНУ на ТЭЦ-28 будет дано ниже.



Теплонасосная установка НТ-410 для испытаний на ТЭЦ-28.

Теплонасосная установка НТ-410-4-9-08 (сокращенно НТ-410) изготовлена на заводе «Компрессор». В июне 1999 г. НТ-410 прошла, заводские испытания и была поставлена на ТЭЦ-28 для ее монтажа, обвязки с существующим оборудованием, дооснащения КИПиА и испытаний в условиях ее реальной эксплуатации на ТЭЦ. В качестве теплоносителя применяется вода технического состава. Диапазон работы теплового насоса при работе на хладоне 142:

По температуре воды на входе в испаритель 20 - 50 ОС

По температуре на выходе из конденсатора 50 - 65 ОС

По объемному расходу воды на испаритель 35 - 85 м3/ч

По объемному расходу воды на конденсатор 55 - 100 м3/ч



Особенности тепловой и технологической схемы испытаний ТНУ на ТЭЦ-28.

Использования ТНУ не только на электростанциях, но и для других целей, при проектировании и создании на ТЭЦ-28 испытательного стенда с ТНУ была заложена возможность изменения в широком диапазоне определяющих работу ТНУ параметров. Известно, что теплопроизводительность ТНУ при прочих равных условиях существенно зависит от температуры низкотемпературного источника на входе в ТНУ, поэтому для повышения теплопроизводительности ТНУ при ее эксплуатации на ТЭЦ-28 на вход испарителя ТНУ подается циркуляционная вода с выхода конденсатора турбины. Номинальная величина охлаждения воды в испарителе составляет примерно 5 OС. Для проведения испытаний ТНУ при существенно более низких температурах низкотемпературного источника (например, моделирования случая использования теплоты естественных водоисточников - рек, озер и т. д.), в схему на ТЭЦ-28 включен дополнительный параллельный циркуляционный контур с водяным насосом. С уменьшением, при заданном расходе воды через испаритель, отбора циркуляционной воды от конденсатора при работе указанного водяного насоса температура на входе в испаритель будет уменьшаться до требуемого уровня. Для повышения температуры воды на входе в испаритель до 45-50 ОС предусмотрено подмешивание горячей воды из прямой тепломагистрали. Испытания ТНУ при высоких температурах на входе в испаритель представляют интерес, например, при использовании ТНУ для горячего водоснабжения, когда в качестве низкотемпературного источника используется теплота бытовых и сбросных теплоисточников или при централизованном теплоснабжении - теплота сетевой воды в обратной тепломагистрали.

Схема присоединения ТНУ к оборудованию ТЭЦ-28 предусматривает также возможность значительного изменения температуры на выходе из конденсатора ТНУ: от 20 до 65 ОС. Номинальный подогрев сетевой воды в конденсаторе ТНУ на ТЭЦ-28 составляет около 5 ОС.



Результаты испытания ТНУ с задачей определения коэффициента преобразования ТНУ в условиях реальной эксплуатации на ТЭЦ ОАО «Мосэнерго».

Как уже отмечалось, эффективность работы ТНУ характеризуется коэффициентом преобразования КТНУ - отношением полезно отдаваемой теплоты теплопотребителю к затраченной энергии на привод компрессора. Как правило, КТНУ представляется в виде зависимости от входной температуры воды теплоносителя ТВХ, на входе в испаритель ТНУ и ТВЫХ - выходной воды (теплоносителя) к теплопотребителю (на выходе из конденсатора ТНУ). На рисунке 1 показана на основе зарубежных данных зависимость КТНУ от АТТНУ в наиболее интересном для практического использования диапазоне изменения АТТНУ. Видно, что если при АТтну=20 ОС КТНУ составляет ~6, то с увеличением АТТНУ до 80 ОС КТНУ снижается до ~1,7. Таким образом, КТНУ зависит главным образом от АТТНУ - уровня температурного перепада между температурой к высокотемпературному потребителю и температурой низкотемпературного источника теплоты.



Для получения достаточно достоверных данных по КТНУ в зависимости от АТТНУ на ТЭЦ-28 была проведена большая серия испытаний (около 32 контрольных замеров) в достаточно большом диапазоне при изменении значений ТВХ и ТВЫХ при установившихся режимах. Количество теплоэнергии, передаваемое от ТНУ в теплосеть при испытаниях варьировалось от ~300 до ~480 кВт (от ~0,26 до ~0,41 Гкал/ч). Учитывая, что средняя величина температурного перепада между нагревающей и на­греваемой средами в конденсаторе и испарителе ТНУ равна 5-6 ОС, для обеспечения эффективной работы ТНУ минимальное значение АТТНУ должно быть не ниже 15 ОС.

При выполнении работ по внедрению крупномасштабных ТНУ в энергетику полученные по КТНУ данные при испытании НТ-410 следует рассматривать, как нижний предел эффективности ТНУ.

Вместе с тем, сам факт получения при испытании Н Т -410 такого высокого коэффициента преобразования (КТНУ = 4 - 6) в диапазоне изменения АТТНУ= 25 - 15 ОС, является крайне важным. Именно это значение АТТНУ характерно при передаче ТНУ сбросной теплоты от конденсаторов турбины в обратную тепломагистраль.



Основные выводы.

Реализованная на ТЭЦ-28 технологическая и тепловая схема присоединения НТ-410 к существующему оборудованию создала уникальные возможности проведения испытания ТНУ во всем, представляющим интерес для практического использования ТНУ, диапазоне параметров.

В процессе проведения первого этапа испытаний в условиях реальной эксплуатации ТНУ на ТЭЦ ОАО «Мосэнерго» получена зависимость коэффициента преобразования ТНУ в диапазоне температурного перепада в ТНУ от 15 до 36 ОС.

Подтверждена возможность передачи сбросной теплоты циркуляционной воды конденсатора турбины (ТЦВ= 25 - 30 ОС) в обратную тепло-магистраль теплосети (ТОБ= 45 — 50 ОС) с достаточно высоким коэффициентом преобразования (КТНУ= 4,5 - 6 при соответственно АТТНУ= 25 - 13 ОС).

Рекомендованы к дальнейшей разработке две схемы использования на первом этапе внедрения на ТЭЦ ОАО «Мосэнерго» крупномасштабных ТНУ (теплопроизводительностью до 20 Гкал/ч)

—с передачей сбросной теплоты циркуляционной воды в обратную тепломагистраль теплосети (до подогревателей сетевой воды);

—использования сбросной теплоты для ступенчатого нагрева в ТНУ подпиточной сетевой воды.



Комментарии к статье «Разработка и испытание на ТЭЦ-28 лабораторного стенда НТ-410 (ТНУ)».

Применение теплонасосных установок (ТНУ) на ТЭЦ весьма перспективно. При мировых тенденциях экономии топливных ресурсов, сбросное тепло в градирнях необходимо полезно использовать. Уже существует зарубежный опыт в этом направлении, тем более приятно, что и у нас, где теплофикация развита как ни в какой другой стране, уже испытана реальная установка в технологической схеме ТЭЦ.

Оценки показывают, что даже при работе теплового насоса НТ-410 с коэффициентом преобразования равным 5, себестоимость производимой тепловой энергии более чем в два раза ниже, чем при традиционной комбинированной выработке на ТЭЦ.

Только для ОАО «Мосэнерго» масштабы применения ТНУ на сбросной теплоте градирен может достигать 1600-2000 Гкал/час.

Таким образом, применение ТНУ на ТЭЦ выгодно не только технологически (улучшается вакуум в конденсаторе и повышается выработка электроэнергии), но и экономически (реальная экономия топлива или повышение тепловой мощности ТЭЦ без дополнительных расходов на топливо и излишних капитальных затрат).

Положительным опытом работы теплонасосной установки, полученным на ТЭЦ-28, можно воспользоваться более широко. ТНУ может найти самое широкое поле применения и в других областях теплоснабжения там, где встречается низкопотенциальное тепло, которое трудно использовать и поэтому оно просто выбрасывается. Энергосберегающий и, главное, экономический эффект от внедрения ТНУ может оказаться колоссальным. В тепловых сетях можно увеличить присоединенную нагрузку за счет установки ТНУ на обратную магистраль, понижая тем самым температуру обратной сетевой воды. Примеров применения ТНУ может быть множество, но основное — это реальное применение и широкое внедрение таких технологий во всех сферах теплоснабжения.

[Сергей А.]

Снова интересно. Но ОЧЕНЬ спорно. Даже в теории. Взяли тепло с параметрами конденсатора (градирни). Повысили темп.уровень - до параметров теплофикационного отбора? Для этого затратили эл.энергию (Nтну). Отбор теперь не нужен - закрыли. Пар не пошел в отбор и работает в турбине до давления в конденсаторе – получили эл.энергию (Nотб). Вы предполагаете что будет затраченная Nтну меньше чем полученная Nотб? Тогда подтверждайте это расчетами турбины – докажете, потянет не только на диплом . Если нетрудно, выложите статью с комментариями полностью (или в личку).

[Buharick]

Не хочу прослыть, в уважаемом сообществе, ретроградом, но в данной (глобальной) тематики, меня всегда интересовало мнение котельщиков. А именно, как повлияют все эти новации на режимы работы СУЩЕСТВУЮЩИХ котлов, и чего следует ожидать - для НОВЫХ. Как-то получается, что котлам всё равно, что делается после них, и особенно до них. Спасибо.

[Fargyz]

Господа вы меня немного неправильно поняли. Поймите это просто дипломный проект заочного отделения, который после защиты положат на полку и забудут о нем. Мне надо расчитать :
1) конденсатор и испаритель как теплообменники
2) расчет 2-х ступенчатого компессора
3) расчет двигателя привода компрессора на 3,15 кВ
Так вот мне необходимо знать:
1) какое значения температур сетевой воды надо взять на вход испарителя ( т.е. полную температуру обратки или надо будет её смешивать с более холодной)
2) начальное и конечное значение температуры хладогента в испарителе.
Зная это не сложно подобрать компрессор и затем конденсатор.
А уже после этого можно будет посмотреть есть ли выгода от всего этого.
Сравнивать есть с чем сам работаю на ТЭЦ и все цифры по выработке есть.
Буду признателен если поможете с началом работы. Если все получится буду выкладывать расчеты все сюда

[Сергей А.]

Только успел порадоваться за институт, где у студентов интересные темы… Ну ежели диплом для галки и полки только как разработка конструкции - так и возьмите приведенные ранее цифры. Все равно для конструкции интересно будет иметь данные для широкого диапазона температур. А вот как посчитаете экономику для ТЭЦ, любопытно.

[Fargyz]

А вот вопрос еще такой ( просто не сталкивался не разу) сможет ли дроссельноая шайба (или клапан) сдросселировать хладагент с параметров t=+90 градусов цельсия, до температуры +10 градусов цельсия. Какой же перепад давлений там должен быть

[Alex_]

Хоть это и дипломный проект, заведомо неверные решения туда закладывать не надо.
Чтобы хоть как-то свести концы с концами, компрессор должен быть одноступенчатым и таких перепадов температур между испарителем/конденсатором быть не должно. Снижайте его разика так в полтора-два... Увеличивайте размеры теплообменников.

[Бойко]

Почитайте статью... может пригодится
"Высокотемпературные тепловые насосы большой мощности для теплоснабжения"

 _______________________________________________________________________.doc ( 494 килобайт ) Кол-во скачиваний: 126


Но в Москве другая проблема... не где взять тепло, а куда деть... ТЭЦ Москвы в значительной мере работают в конденсационном режиме... гонят электру в область. МОЭК тепловыми нагрузками не делится... у них у самих около 40% мощности в резерве... экологические штрафы мизерны...а мы дышим дерьмом.

График? 150-70*... А попробуйте посчитать под график Хельсинки 120-40* и сравнить... пусть будет микрорайон с низкотемпературным отоплением.

[Alex_]

... график Хельсинки 120-40* ... пусть будет микрорайон с низкотемпературным отоплением.

Да уж, 120С на подаче - низкотемпературнее некуда...

[Бойко]

Да уж, 120С на подаче - низкотемпературнее некуда...

Здесь уже обсуждалось... Их "график" Там не есть наш "центрального качественного регулирования отопительной нагрузки по температуре наружного воздуха". У них Т1=120* это расчетная максимальная температура оборудования ввода, она не привязана к Тнв. Абонент должен быть готов "принять" ее... ТСО сама решает, когда и какую температуру давать потребителю.... оборудование абонента расчитано на Т2 обычно 35-45*.... такую Т2 дают низкотемпературные СО Тср отопительного прибора =50*.

[Nashikovsky]

Привет, Бойко! Привет, Алех! Но информация не для Вас, а для Fargyz.
Новосибирский Институт Теплофизики давно занимается абсорбционниками.
Марки АБТН-1000, 2000, 3000, 4000. Работают на паре, на газу, на дымовых газах (вроде). Охлаждаемая вода: Тохл=15 - 40^оС.
Нагреваемая вода: Тнагр = 50 - 80 ^оС.
Единичная мощность до 11 МВт.
Стоимость установленного кВт значительно меньше, чем для фреоновых ТН.
Не требует затрат электроэнергии (порядка 1% от тепла).
Реализована для аналогичной цели установка АБТН-2000 на Новосибирской ТЭЦ - 4 (уже несколько лет как). Сейчас делают на новосибирском металлургическом заводе (газовую). Поинтересуйтесь у них. Для вас, кажется, подошло бы.

Сообщение отредактировал Nashikovsky - 14.3.2011, 16:27

[Fargyz]

Привет, Бойко! Привет, Алех! Но информация не для Вас, а для Fargyz.
Новосибирский Институт Теплофизики давно занимается абсорбционниками.
Марки АБТН-1000, 2000, 3000, 4000. Работают на паре, на газу, на дымовых газах (вроде). Охлаждаемая вода: Тохл=15 - 40^оС.
Нагреваемая вода: Тнагр = 50 - 80 ^оС.
Единичная мощность до 11 МВт.
Стоимость установленного кВт значительно меньше, чем для фреоновых ТН.
Не требует затрат электроэнергии (порядка 1% от тепла).
Реализована для аналогичной цели установка АБТН-2000 на Новосибирской ТЭЦ - 4 (уже несколько лет как). Сейчас делают на новосибирском металлургическом заводе (газовую). Поинтересуйтесь у них. Для вас, кажется, подошло бы.

Идея абсорбционного насоса рассматривалась. Дело в том что в дипломном проекте должно рассматриваться не только тепло часть, но и 20-25% электрическта. Из- за этого пришлось брать ТН с хладагентом.
Т.к. рассматриваемая мною ТЭЦ работает на угле, то принимать в качестве источника тепла дымовые газы не вариант:
1) Вы представляеет, что такое дымовые газы. Это вся таблица Менделеева и плюс испаритель постоянно будет забиваться золой.
2) При установке испарителя на пути дымовых газов прийдется переделывать систему газоходов, т.к. разряжение за дымососом резко измениться. А это ппц какие затраты

Если бы именно на этой ТЭЦ был газ эта станция взлетела бы на воздух. Т.к данной ТЭЦ 70 лет и котлы газят по страшному. Тоже не вариант.

На пару идея хорошая, но все упирается в то, что должно быть электричество.
А вообще спасибо за информацию довольно интересно

А теперь вопрос конкретный:
Предположим зимний месяц, температура обратки +60, нагреваем этой водой фрион с температуры после дросселя +15 в испарителе до температуры ну скажет градусов +30 ( при такой температуре для создания насыщенного пара давление хладагента должно быть 7,72 бар) так вот как создать это давление фриона, что прийдется ставить насос в систему циркуляции фриона.

И еще про температурный график +120 на +40, вы представляете современное Российское ЖКХ, с его пластиковыми трубами и алюминиевыми радиаторами. При температура подающей линии даже +110 радиаторы тупо разорвет. Из-за этого Диспетчерские управления задают температуру сетевой воды не более +96 даже при Тнв ниже -30

А да забыл можно скинуть информацию то принципу действия абсорбционника, когда рассматривал его как то смутно было. Заранее благодарен =)

Сообщение отредактировал Fargyz - 14.3.2011, 21:33

[Nashikovsky]

Идея абсорбционного насоса рассматривалась. Дело в том что в дипломном проекте должно рассматриваться не только тепло часть, но и 20-25% электрическта. Из- за этого пришлось брать ТН с хладагентом.

Для применения электроэнергии в часы провалов потребления э/энергии можно придумать что-то более эффективное, например:

1. Пароводяная или парокислородная конверсия топлива;
2. Выработка водорода;
3. Внедрение парового компрессора с реализацией, таким образом, цикла Карно и др.;

Но если уж вы так хотите ТН, то используйте паровоздушный цикл.

1. Влажный воздух забирается из градирни и поступает в первую ступень турбокомпрессора с электроприводом;
2. Далее, сжатый в первой ступени воздух охлаждается водой контактным способом и подаётся на вторую ступень турбокомпрессора, вращаемую турбодетандером;
3. Далее, воздух, сжатый и нагретый во второй ступени турбокомпрессора, поступает в противоточный водо-воздушный теплообменный аппарат (ПТОА);
4. В ПТОА воздух охлаждается, часть водяного пара конденсируется, за счёт чего нагревается вода;
5. Охлаждённый воздух расширяется в турбодетандере и ещё больше (до 0-5 ^оС) охлаждается и возвращается в градирню;

Т.к. рассматриваемая мною ТЭЦ работает на угле, то принимать в качестве источника тепла дымовые газы не вариант:
1) Вы представляеет, что такое дымовые газы. Это вся таблица Менделеева и плюс испаритель постоянно будет забиваться золой.
2) При установке испарителя на пути дымовых газов прийдется переделывать систему газоходов, т.к. разряжение за дымососом резко измениться. А это ппц какие затраты
Если бы именно на этой ТЭЦ был газ эта станция взлетела бы на воздух. Т.к данной ТЭЦ 70 лет и котлы газят по страшному. Тоже не вариант.

[Nashikovsky]

Пардон, одноимённого Казанского завода не существует. Абсорбционниками занимаются:

1. Институт теплофизики СО РАН, г.Новосибирск;
2. ООО «ОКБ Теплосибмаш», г.Новосибирск;
3. Пензенский завод химического машиностроения.

[Fargyz]

[list=1]

Если вы пишете диплом для 21-го века, то должны реконструировать не только газовоздушный тракт, но и камеру сгорания, и изменить технологию сжигания топлива, и, наверняка, тепловую схему. То, что вы описали выше не эффективно, не экологично и преступно.

Поясните?!

градирни на станции нету

[Сергей А.]

градирни на станции нету

Тогда еще любопытственнее. Если имеем только старую угольную ТЭЦ с турбинами "Р" то НИКАКОГО ИСТОЧНИКА НИЗКОПОТЕНЦИАЛЬНОГО ТЕПЛА НЕТ. И смысла в ТНУ любого типа - тоже. Если не рассматривать глубокое охлаждение дымовых газов, например в контактном теплообменнике.

[Fargyz]

Хорошо а как вам такой вариант в качестве НПТ использовать воду которая сливается в водоем (отработанную воду с турбин) там температура если мне не изменяет память примерно +10...+20

[Fargyz]

Сразу говорю сильно не бейте если что, мне больше нравиться такая схема работы ( рисунок справа)

может кто подскажет реально ли получить такие значения температур?

А вот теперь можете бить =) ( рисунок слева)

Вообщем смысл такой, что при запуске в работу системмы:
вентили В1 и В2 открыты, вентиль В3 закрыт, т.е. хладогент идет по большому контуру
При этом вентиль Вр в системе с насосом создают за вентилем Избыточное давление и хладогент из жидкого состояния переходит в газообразное и поступает в компрессор.
После выхода на рабочую температуру перекрываются вентили В1 и В2, вентиль В3 открывается.
Включается насос и создавая давление переводит хладогент в газообразное состояние потом поступает сразу в копрессор и так по замкнутому контуру.

Сообщение отредактировал Fargyz - 16.3.2011, 21:30

Прикрепленные файлы

 1.png ( 80,47 килобайт ) Кол-во скачиваний: 62
 2.jpg ( 148,82 килобайт ) Кол-во скачиваний: 65

 

[Buharick]

А вот вопрос еще такой ( просто не сталкивался не разу) сможет ли дроссельноая шайба (или клапан) сдросселировать хладагент с параметров t=+90 градусов цельсия, до температуры +10 градусов цельсия. Какой же перепад давлений там должен быть

Эффект дросселирования характеризуется параметрами рабочего тела "до" и "после" дросселя, и проиcтекает по линии i=const. (См. диаграммы состояния). Тогда "Будет, тебе и кофЭ и кокавА"(с).

[Nashikovsky]

Здравствуйте господа, в качестве дипломного проекта повесили на меня тему применение теплового насоса в качестве основного бойлера на ТЭЦ. Так вот у меня вопрос, реально ли расчитать данный проект. В качестве греющего теплоносителя используется обратная сетевая вода. Летом обратка поступает на ТЭЦ с температурой +40, а зимой +70 ( это при температуре окружающей среды -30). Летом температура в подающей линии на город составляет примерно 60-70 градусов, а зимой не привышает +96. А да схема ГВС и отопления открытая. Мне кажется что даже если и можно расчитать такую систему, то какой же компрессор тогда надо поставить туда.
Как нашел в литературе обоснование работы есть:
1) Т.к. постоянно завышается температура обратки, то ухудшается вакуум в конденсаторе турбины, а тут охлаждая сетевую воду можно добиться большей выработки электроэнергии.
2) Опять же экономия на экологии
3) Мне кажется что даже с затратами на электроэнергию ( себестоимость 1 кВТ/ч) на привод компрессора получатся выгоднее , т.к. на пар затраты условного топлива больше чем на электричество.
Так что если это все возможно то посоветуйте от чего мне оттолкнуться, может книжку с подобной проблеммой или еще что то.

1. Улучшить охлаждение конденсатора ПТУ во время пиковых нагрузок с помощью фреонового ТН вам не удастся, т.к. в это время электроэнергия нужна внешнему потребителю и ТН вы не включите;
2. Никакой экономии на экологии у вас не будет, т.к. КПДтурбины * СОРтеплового насоса практически будет = 1, т.е. лучше просто сжигать уголь;
3. Давайте посчитаем. Стоимость тепловой энергии - 500 руб./ГКал (0,58руб./кВт*ч); Стоимость фреонового ТН: 30000 руб. / кВт установленной тепловой мощности. При работе ТН 12 часов в сутки получаем годовой выигрыш с одного кВт установленной мощности ТН: 0,58руб./кВт*ч * 12 ч/сутки * 365 суток/год = 2540 руб. / кВт * год. Значит, окупаться ваш ТН будет минимум в течении: 30000 руб./кВт / (2540 руб. / кВт * год) = 11,8 год (лет). А, ведь, мы ещё не считали:
   
   • стоимость ремонта и обслуживания;
   • стоимость произведённой эл. / энергии для ТН.

Вам очень трудно будет составлять ТЭО для такого проекта.

[list=1]
Поясните?!
градирни на станции нету

...И смысла в ТНУ любого типа - тоже. Если не рассматривать глубокое охлаждение дымовых газов, например в контактном теплообменнике.

Вот!!! Именно глубокое охлаждение дымовых газов может действительно принести большой экономический и экологический эффект.

[Fargyz]

Слушайте, так вы тогда поясните мне как использовать теплоту дымовых газов, это вроде установки котла утилизатора? или что то другое?

[Сергей А.]

Если ТЭЦ с турбинами "Р" ее баланс выглядит так: из 100% энергии топлива получилось 25% электричества, 65% тепла потребителю паром после турбины и оставшиеся 10% ушло в дымовую трубу (это очень оптимистичные цифры, про остальные % забыли пока). Охлаждать сетевую воду на ТЭЦ и сразу же ее чем-то нагревать - теплотехнический садомазохизм. Что осталось - вот эти 10% - они объективно всегда есть из-за того что температура уходящих газов 150-250оС (после того что уже смогли сделать экономайзерами и воздухопогревателями). Вот эти 10% и можно взять в контактном теплообменнике с великими, а то и непреодолимыми трудностями. Вашему диплому эти трудности не помеха .

[Fargyz]

Вообщем по турбинам стоят 3 ПТ и 2 Р. Обе турбины Р-26,5-29/1,2 , но они работают только в зимний период времени с сентября по май, т.к. у них воздушное охлаждение.
Сергей А. вы предлагаете использовать теплоту дымовых газов в качестве НПТ или вообще в корне изменить тему диплома?

[Nashikovsky]

Охлаждать сетевую воду на ТЭЦ и сразу же ее чем-то нагревать - теплотехнический садомазохизм.

Здесь вы ошибаетесь, Сергей А. Сетевая вода охлаждается в испарителе ТН, затем нагревается от конденсаторе ПТУ до прежней температуры, затем догревается в конденсатре ТН за счёт тепла, полученного в испарителе, и энергии, затраченной на привод компрессора. Тепловой балланс в цикле с ТН и конденсатором ПТУ: Q = Qнагр конд тн - Qохл исп тн + Qпту = A + Qохл исп тн - Qохл исп тн + Qпту = A + Qпту, где:

1. Q - общее количество тепла, полученное сетевой водой в цикле;
2. Qохл исп тн - количество тепла, отобранное у обратной воды до конденсатора ПТУ в испарителе ТН;
3. Qнагр конд тн - количество тепла, переданное сетевой воде в конденсаторе ТН;
4. Qпту - количество тепла, полученное сетевой водой в конденсаторе ПТУ;
5. А - энергия, затраченная электродвигателем ТН;

Хоть и единичные, но подобные системы с ТН уже существуют и работают, что и доказывает мою правоту. Проблемы не в теплотехнике, а в экономике.

Если ТЭЦ с турбинами "Р" ее баланс выглядит так: из 100% энергии топлива получилось 25% электричества, 65% тепла потребителю паром после турбины и оставшиеся 10% ушло в дымовую трубу (это очень оптимистичные цифры, про остальные % забыли пока).Что осталось - вот эти 10% - они объективно всегда есть из-за того что температура уходящих газов 150-250оС (после того что уже смогли сделать экономайзерами и воздухопогревателями). Вот эти 10% и можно взять в контактном теплообменнике с великими, а то и непреодолимыми трудностями. Вашему диплому эти трудности не помеха .

1. 10% - это очень сомнительно. При коэффициенте избытка воздуха 2, температуре уходящих газов 200 оС и теплоте сгорания угля 30 МДж / кг, мы получаем 16%. Однако коэфф. изб. воздуха = 2 - это очень мало для хорошего сжигания угля, тем более на старой ТЭЦ;
2. Да хоть бы и 10%. Даже и тогда при использовании ТН мы получим 20 - 30% за счёт дополнительного тепла, взятого на конденсаторе ПТУ.
3. Вот эти 10% и можно взять. Нет, Сергей А. Охлаждение дымовых газов кроме экономии топлива позволяет производить гораздо более глубокую очистку газов, особенно от SO₂. Если Россия подпишет все международные соглашения по экологии, то проблем с очисткой без охлаждения будет гораздо больше, по сравнению с охлаждением. Да и не только это.
4. Трудности, связанные с охлаждением дымовых газов были преодолены ещё в СССР. А если вы хотите, чтобы было вообще просто, тогда сжигайте природный газ.

Сергей А. вы предлагаете использовать теплоту дымовых газов в качестве НПТ или вообще в корне изменить тему диплома?

Добавьте в название темы диплома к слову "тепловой насос" слова "абсорбционный на дымовых газах"

Сообщение отредактировал Nashikovsky - 18.3.2011, 8:47

[Сергей А.]

Сетевая вода охлаждается в испарителе ТН, затем нагревается от конденсаторе ПТУ до прежней температуры, затем догревается в конденсатре ТН за счёт тепла, полученного в испарителе, и энергии, затраченной на привод компрессора. Тепловой балланс в цикле с ТН и конденсатором ПТУ: Q = Qнагр конд тн - Qохл исп тн + Qпту = A + Qохл исп тн - Qохл исп тн + Qпту = A + Qпту,

1. В таком варианте – да. Но в посте автора этого кажется не было. И вообще речь шла о турбинах «Р». А еще раньше – что как правило тепла такого потенциала на ТЭЦ и без того достаточно (см.Бойко: «…другая проблема... не где взять тепло, а куда деть...»).
2. Кстати, если наоборот, и потребителей выше крыши, так при полностью загруженных отборах «ПТ» что осталось в конденсаторе? Это вопрос автору темы.
3. По поводу %. Я вроде бы сознался что это оптимистичные цифры.
4. О теме диплома. Я автора понял так, что он не собирается изобретать ТНУ, а использовать известное - но на ТЭЦ. Тогда проще не гнать дымовой газ (от старой угольной ТЭЦ) в ТН"абсорбционный на дымовых газах", а получить из этих 10-16% грязную теплую воду как НПТ. Заодно решим проблемы , «…Если Россия подпишет все международные соглашения по экологии..», т.к. автор другого диплома изобретет волшебный фильтр или химию для превращения грязной воды в чистую, попутно извлекая много полезного?

[Nashikovsky]

1. В таком варианте – да. Но в посте автора этого кажется не было. И вообще речь шла о турбинах «Р». А еще раньше – что как правило тепла такого потенциала на ТЭЦ и без того достаточно (см.Бойко: «…другая проблема... не где взять тепло, а куда деть...»).
2. Кстати, если наоборот, и потребителей выше крыши, так при полностью загруженных отборах «ПТ» что осталось в конденсаторе? Это вопрос автору темы.
3. По поводу %. Я вроде бы сознался что это оптимистичные цифры.
4. О теме диплома. Я автора понял так, что он не собирается изобретать ТНУ, а использовать известное - но на ТЭЦ. Тогда проще не гнать дымовой газ (от старой угольной ТЭЦ) в ТН"абсорбционный на дымовых газах", а получить из этих 10-16% грязную теплую воду как НПТ. Заодно решим проблемы , «…Если Россия подпишет все международные соглашения по экологии..», т.к. автор другого диплома изобретет волшебный фильтр или химию для превращения грязной воды в чистую, попутно извлекая много полезного?

1. Для получения пара с Т > 100 оС для подогрева сетевой воды при любой тепловой схеме ПТУ придётся сжигать дополнительное количество угля, т.к. эффективность турбин с повышением конечной температуры пара будет снижаться.
2. Забегая вперёд, скажу, что против любых ТН на ТЭЦ, тем более фреоновых. Однако, если уж ТН будут применены, то незачем делать отборы пара, т.к. ТН будут работать на тепле конденсатора (т.е., на конечном паре).
3. По поводу процентов спорить невозможно без знания конкретных условий, в том числе без учёта физической старости оборудования.
4. ТНУ изобретать не нужно. Они уже есть и серийно выпускаются, причём, и фреоновые, и абсорбционные. Но на ТЭЦ применять: фреоновые я категорически не советую, а абсорбционные просто не рекомендую, т.к., даже теоретически не получается хороших экономических показателей. А практика никогда не даёт лучших результатов по сравнению с теоретическими.
   С самого начала и по ходу обсуждения я понял так, что автор поставил 3 вопроса:
   
   • Как сэкономить топливо на подогрев сетевой воды?
   • Куда деть электроэнергию в часы ночных провалов?
   • Как недопустить превышения температуры обратной воды, охлаждающей конденсатор ПТУ?
   
   Вы, Сергей А. совершенно правы в том, что тепло дымовых газов лучше использовать для непосредственного подогрева воды контактным способом. Если бы автор не зацикливался на ТН, можно было бы предложить что-то дельное. Да, собственно, я и уже и предлагал (правда, очень вкратце), но со стороны автора - никакого интереса. А между тем, ничего фантастического или неизвестного я не имел ввиду. Непонятно, стоит ли распространятся? Однако, думаю стоит, - может кто другой прочитает. А реконструировать ТЭЦ они всё равно будут, вопрос только в выборе наиболее эффективного способа.

P.S. Как размещать AutoCad'овские рисунки на форуме?

[Fargyz]

Всем спасибо за коментарии. Особенно Nashikovsky и Сергей А.
Вот вы говорите утилизировать тепло дымовых газов. А куда его применить? Сегодня съездил на ТЭЦ поговорил по этому поводу мне сказали, что эти 60... 70 градусов на которые можно нагреть воду или воздух с толком никуда не засунуть. Тем более на некоторых котлах там как то дымовые газы двигают угольную пыль ( не помню точно).
Так вот я все таки хочу ( ну хочу и всё) может можно использовать эту теплоту в тепловом насосе может не в парокомпессионном, а в абсорбционном для подогрева в генераторе?

[Бойко]

Зря
Действует в Латвии

 _________.gif ( 66,22 килобайт ) Кол-во скачиваний: 115