Здравствуйте! Прошу ответить всех специалистов, которых интересует следующая тема.
Вобщем есть в одном сибирском городе ТЭЦ. Стоит на берегу большой реки. Для охлаждения конденсаторов турбин вода берется из реки и после использования обратно в нее возвращается. Очищается только от крупных мех. примесей... На входе стоит счетчик. И вот налог на водопользование в год составляет около 100 млн... Т.е. взял воду, подогрел, отдал и платишь..
Я хочу спросить специалистов, - нельзя ли сделать большой радиатор (теплообменник) погруженный в реку поперек течения, и за счет температуры воды, омывающей его, охлаждать оборотную воду? Думаю экономический эффект может быть значительным.. А это тариф.. Ну Вы понимаете. Производительность такого радиатора нужна ..около 35000 м3/час..
Буду благодарен за любые мысли по этому поводу. Если теоретически это возможно (т.е. не придется перегораживать реку радиаторной плотиной) можно поговорить об инвестициях и внедрении...
Спасибо!

Я, конечно, могу ошибаться, но по-моему, ТЭЦовские неиспользованные излишки тепла называются тепловым загрязнением. А за это, по логике вещей нужно платить при любом раскладе. Радиатор в реке=кипятильник неплохих масштабов?

Назвать оборотную воду можно и тепловыми загрязнениями. Но если так, то градирня - это тоже тепловые загрязнения. (Хотя есть сухие градирни, в которых экологические платежи минимальные) А платежи за выбросы из градирен очень низкие.. ТЭЦ же платит за объем воды по счетчику.. Хотя на практике, часть мусора при заборе ТЭЦ собирает и вывозит. Т.е. чистит реку... по сути такой "кипятильник" тоже "сухой" сброс тепла.

А можно еще вопрос: Тэц платит налог на воду, или оплачивает тариф на воду? И свое водохранилище отсутствует?

2 Mike:
Так прикиньте по уравнениям теплового баланса и теплопередачи. Скорость течения реки и максимальная величина нагрева воды - не секрет.

Скорее, юридические проблемы возникнут, чем технические - так мне лично кажется

А вообще, остроумно!

Как раз наоборот )
Для такого теплообменника коэффициент теплоотдачи будет определяться, в основном, меньшим коэффициентом теплоотдачи, т. е. коэффициентом теплоотдачи от радиатора к воде реки, текущей с небольшой скоростью.
Для обозначенного расхода воды через конденсатор, с учетом низкого коэффициента теплопередачи теплообменника и для условий летнего режима (именно для них стоит проводить расчет), площадь "радиатора" должна быть весьма ощутимой.

Для прикидки сообщите, пожалуйста, следующие параметры:

Длина подающей трубы;
Диаметр подающей и обратной трубы;
Скорость течения реки в летнее время;
Принимаемая температура в реке в летнее время;
Минимальная и максимальная тепловая мощность конденсации пара в конденсаторе в летнее время;
Для минимальной и максимальной тепловых мощностей:
Температура конденсации пара в конденсаторе;
Температура нагретой речной воды (т.е., обратной);
Расход речной воды;
Мощность насосов, затрачиваемая на перекачку;

Ну 10 кубов в секунду не такая уж выдающаяся величина. Хотя конечно важен перепад температур.
Как альтернативные варианты можно рассмотреть
- мокрая градирня, снизит расход раз в десять если климат достаточно сухой
- продажа горячей воды вторичным потребителям, кстати можно построить собственное рыбное хозяйство или бассейн.

Большое спасибо всем за отзывы! Отвечу сразу на те вопросы, которые точно знаю.. ТЭЦ платит 2,70 р за 1 куб. взятой воды. Это ставка налога. По градирням мы с коллегами думали. Но есть ограничения по территории, а если градирня несправится, то возможно получить ограничения по мощности, - они не будут справляться и соответственно придется меньше "грузить" турбины. А мощность
По всем остальным параметрам работы системы охлаждения подготовлю информацию и выложу в ближайщее время.

По продаже воды вторичным потребителям.. Все что можно, конечно продается. Но рынок в настоящее время ограничен. Это по теплу. А вот по электрической энергии наоборот ( в связи с аварией на СШГЭС ТЭЦки в Сибири напряглись) Рыбное хозяйство давно прикрыли (Это еще в эпоху реструктуризации РАО ЕЭС) Теперь вот думаем обратно это дело начать... Но это не решит полностью вопрос. Нужны какие-то кардинальные меры. Если отвлечься от темы с точки зрения технической, а взяться за Конституцию (статья 9), то там тоже интересно можно все интерпретировать. Но здесь, я так понимаю, можно получить помощь именно в техническом плане...

Здравствуйте! В Омске есть специалист, смотрите "личные сообщения". Удачи.

Когда же мы дождёмся от Вас технико - экономические параметры Вышей ТЭЦ.

В случае использования речного радиатора приблизительный расчёт показывает, что Вам потребуется перекачивать приблизительно в 3 раза больше воды и затрачивать на её перекачку в 10 - 30 раз больше электроэнергии, размеры речного ТОА, при этом. будут в 2 - 3 раза превышать размеры конденсатора Прибавьте сюда трудно определимую стоимость обслуживания.

Предлагается:
1) С целью снижения риска получить ещё одну СШГЭС и снизить объём единовременных капитальных вложений, оставить существующюю систему охлаждения в качестве резервной и регулирующей.
2) Проектную мощность новой системы охлаждения расчитывать так, чтобы совокупные затраты по системе "Существующая система охлаждения + новая система охлаждения" за некоторый период времени (например, десять лет) были минимальными.
3) Новая система охлаждения должна состоять из годового аккумулятора холода и холодильной машины. Объём АХ и мощность ХМ выбираются по результатам технико - экономической экспертизы. Достоинством этой системы является то, что:а) Не требуется искать деньги сразу на всё; б) Независимо от этапа строительства, то, что уже построено будет работать и себя окупать.

А холод от холодильной машины будет дешевле чем от речной воды?

Коллеги, спасибо за внимание и терпение. Специалисты станции обещают завтра предоставить все указанные Вами данные. Сразу же их выложу. По поводу комментариев. Существующую систему водозабора конечно же разумно оставить. Затраты и вообще целесообразность демонтажа думаю не стоит обсуждать. Водозабор обслуживается. В том числе и водолазами (очищают от крупноого мусора), поэтому решить тех.вопрос по обслуживанию "радиатора" думаю можно. По мощности новой системы охлаждения тоже вполне согласен. Пусть это будет функционировать при мин.затратах. Трехлетний срок окупаемости инвестиций акционеры поддерживают. Ну а по вопросу какой должна быть система охлаждения я и обратился к Вам за помощью. Может будут друние варианты. Интересует все, что можно реализовать технически.

У нас это называется - убить реку. Поднять её температуру и снизить процент кислорода. Рыба и сопутстувующая микрофлора и микрофауна, очищающая воду погибает.....

А если добавить компрессор за 300 баксов, насыщающий воду кислородом, то это называется - поднять продуктивность водоема.

Повышение температуры озера на пару градусов у одной из наших станций полностью уничтожило рыбу в этом озере....

Дык биология утверждает что температура, по крайней мере ниже 40С - является благоприятным фактором.
Другое дело что все взаимосвязано, если относительно быстро поднять ее не добавив кислород, получаем проблемы. Умерла то рыба не от температуры, а от ускоренного роста сине-зеленых. Даже и без кислорода рыбы бы справились в итоге если бы этот рост растянулся на пару лет.

Коллеги! Я полностью согласен, что тепловые выбросы станций не есть хорошо. Но пока не придуман способ рациональной утилизации тепла, все будет продолжаться. Людям ведь и электричество необходимо. Замечу, что станции стоят с 1941 года. Тех.перевооружение никто не делал. Я пытаюсь решить проблему с одной стороны. Вполне возможно есть другие решения. Есть информация, что тепло, "улетающее" из градирен ТЭЦ в г. Омске способно полностью покрыть потребность в нем этого города. Как Вы думаете, дадут энергетики "бросовое" тепло бесплатно? Ну или по минимуму? Можно поступить так, как поступают в Восточной Европе, - подогревать подошву асфальта на улицах города зимой. Можно попытаться вовлечь частный сектор и отдавать часть тепла ему .. Но в любом случае тепла останется много.. Придется его сбрасывать. Может сделать огромный сад-оранжерею? Выращивать апельсины и киви?

Сложность первая. Если Вам и удастся использовать тепло от градирен, то только зимой.
Сложность вторая. Тепла - то из градирен действительно улетает много, да вот только это тепло не годится для отопления. Температура воды, охлаждающей конденсатор должна быть на 5 - 10 С ниже температуры конденсации. Повысить температуру охлаждающей воды можно 2 - мя способами: 1) Повысить температуру конденсации, в результате чего значительно снизятся КПД и мощность турбин; 2) Установить тепловые насосы по минимальной цене 5 руб. / 1 Вт, которые, к тому же будут жрать электроэнергию в количестве около 30% от количества тепла охлаждающей воды. Хотя, в принципе, вариант с применением тепловых насосов себя оправдывает, но только в случае, если тепло продаётся по нормальным ценам.
Сложность третья. Допустим, тепловая мощность конденсатора Q = 500 МВт. Для утилизации этой энергии Вам потребуется 5000000 кв.м. жилой площади или 1500000 кв.м. площади теплиц(по площади это рекорд России). 1) У Вас получится та же существующая система охлаждения + разветвлённая сеть трубопроводов с арматурой. Это с технической точки зрения. 2) Скорее всего, придётся отапливать множество разнородных объектов, принадлежащих разным хозяевам + государство. На одни только договоры, переговоры, согласования, проектирование уйдёт лет 5.

P.S. Учитывая старость вашей ТЭЦ, значительную экономию можно получить "не отходя от кассы".

В данной теме как раз обсуждается вопрос о возможности снижения тепловых и прочих выбросов от ТЭЦ в реку.
Вопросы экологии должны решать те, кто берёт плату 2,7 руб. / куб.м. воды и кладёт её себе в карман, вместо того, чтобы восстанавливать экологию. За 100 млн руб. в год, по-моему, можно пинцетом всю реку вычистить.

Просьба! Не повышайте энтропию данной темы. Помогайте в решении поставленной задачи.

Самое страшное в этом - это бессистемный подход - но.....не буду "повышать энтропию данной темы"
Ищите, читайте, хотя бы в Гугле наберите: the experience of cooling turbine condensers of the power stations
Там есть работы и российских инженеров и учённых

500 МВт тепла в конденсаторе, ледники на севере через месяц растаят.

Предлагаю следующий вариант.
Теплонасосная установка испарительного охлаждения.
Назначение:
1) Утилизация теплоты дымовых газов;
2) Испарительное охлаждение циркуляционной воды до +10 С;
3) Предварительный подогрев воздуха, поступающего в камеру сгорания котла ТЭЦ;
Параметры:
1) Мощность охлаждения: 1000 кВт
2) Электрическая мощность: 300 кВт
3) Мощность нагрева воздуха, поступающего в камеру сгорания котла ТЭЦ: 2130 кВт
Итого за час работы:
1) Затраты на электроэнергию: 300 кВт * час
2) Экономия речной воды: 85 куб.м.
3) Экономия газа (q = 36 МДж / куб.м.) при работе котлов ТЭЦ: 213 куб.м.
Цены:
1) Ночная цена на электроэнергию(ориентировочно): 0,5 руб. / кВт * час
2) Цена на газ(ориентировочно): 2 руб. / куб.м.
3) Налог на речную воду: 2,7 руб. / куб.м.

Прочитал.... и задумался. Почему нужно простую техическую задачу - охлаждение водяного конденсатора- которую при социализме решили технически просто, но экологически грязно, решать черезвычайно сложным способом (Теплообменник в речке - в юности наверное читали "Мол Северны")?
Во всем мире - охлаждение конденатора - градирня - или с естественной тягой, когда мощность большая или вентиляторные, если надо получить температуру пониже или АВО, если температура конденсации летом может быть поднята до 45С.
Взять воду пропустить ее через конденсатор и сбросить в реку обратно и спрашивать за что платить??- в Германии (да и в других забугорьях) за это еще в 60-е прошлого века штрафовали так, что мало не казалось. Вода прошедшая такую "обработку" не поддерживает жизни и чтобы сбросить ее в реку требовалось пропускать через градирню, там и охлаждение там и насыщение кислоородом.
Так что, если поставить градирню будет и дешевле и правильней.
А если градирня "не справилась" то это беда не градирни, а проектировщика, который павильно выбрать и сосчитать оборудование не сумел.

Уважаемый Нестор! Прежде всего спасибо за отзыв! Жаль что в нем не содержится ответа на поставленный вопрос... Если у Вас есть решение для данной "простой технической задачи", то прошу Вас поведать его... При социализме не было таких тарифов на пользование водными ресурсами. Думаю изменения Вы можете узнать, сравнив старый и новый кодексы по этой теме. Повторяю, - задача минимизировать платежи за воду, не снижая мощности ТЭЦ. Ставить много градирен не получится. Территория, к сожалению, не позволяет..
По сути Вашего "message"..
Вода, охлаждающая конденсаторы турбин не проходит никакой обработки. Поэтому я не понял Вашего комментария относительно штрафов. Вода лишь нагревается с все. Градирня, тоже передает окружающей среде только тепло (имеется ввиду сухая). Даже "мокрая" градирня, отдавая 1% воды при понижении температуры на 5 градусов, обходится дешевле чем оборотная водичка из реки..
По сути вопроса ничего нет к сожалению...

Для прикидки сообщите, пожалуйста, следующие параметры:

Длина подающей трубы;
Диаметр подающей и обратной трубы;
Скорость течения реки в летнее время;
Принимаемая температура в реке в летнее время;
Минимальная и максимальная тепловая мощность конденсации пара в конденсаторе в летнее время;
Для минимальной и максимальной тепловых мощностей:
Температура конденсации пара в конденсаторе;
Температура нагретой речной воды (т.е., обратной);
Расход речной воды;
Мощность насосов, затрачиваемая на перекачку;

Здравствуйте! Данные готовы. Выкладываю их Вам в том же порядке
1. Длина подающей трубы 2*1000 м.
2. Диаметр подающей 2*2000 мм. Площадь обратной прямоугольного сечения - 2 канала 2,5*2 м длина 800 м.
3. Водозабор расположен в стороне от р. Обь в Яринской протоке. Скорость течения в Яринской протоке 0,1-0,3 м/с, река Обь на расстоянии 1 км от водозабора. Размеры канала ограничены.
4. Принимаемая температура воды в летнее время 20С.
5. Минимальная тепловая мощность в летнее время Q=8,1 Гкал/час. Максимальная тепловая мощность в летнее время Q=500 Гкал/час.
6. Температура конденсации пара в конденсаторе 36С.
7. Температура обратной воды при максимальной нагрузке 32С, при минимальной нагрузке 22С.
8. Расход речной воды Gmax = 32000 м3/час, Gmin = 5000 м3/час
9. Мощность насосов: 5 насосов N = 2,5 МВт, G = 28000 м3/час. Включаются по мере необходимости.

Вскользь. Градирня (по определению см. Викепедию) может быть только одной - испаряющей. АВо может быть сухим или орошаемым и никак иначе.
По существу:
Если площади не позволяют, то проблема действительно большая, но уверен, как только в речку засуните ТО вас и за это нагнут на деньги. Поэтому реальным решением для вас может быть только оборотная система охлаждения воды с АВО или градирнями. При вашем расходе воды Градирен надо будет 960 м2 (это минимальная площадь) Расход воздуха - 14800000 м3/час это 7-8 секций 12м х12 м или 80 шт -компактных вентиляторных . АВО -я думаю не даст необходимой температуры летом -хотя с орошением возможно - по площади АВО отпишу завтра - надо чуть чуть посчитать. Теплообменник вода-вода при ваших условиях - потеряв градусов 5-7 на перепаде- будет тоже не самый маленький -К -коэф. теплопередачти пусть даже очень высокий 500вт/м2гр и Среднелогарифмическая разность температур 7-10 градусов- площадь соотвественно будет: 582000кВт/(0,5*10)=116400м2!!!! может быть на 20% меньше.
Это так.

Это стандартная форма запроса данных?
-Температура конденсации пара в конденсаторе; водяного пара как я понимаю, но разве это возможно 32С?

Может: Температура воды для конденсации пара из турбины?

Не буду спорить по классификации градирен... Если есть сомнения - в сети масса информации по этой теме. Указанная Вами площадь ТО действительно впечатляет.. Даже если соорудить ТО большой толщины, все равно получится не слабый ящичек.. То что "нагнут на деньги" - без сомнения. Единственно, думаю будет не так много. В любом случае у градирен и ТО есть недостаток. Тепло выбрасывается. Коллеги писали тут об утилизации. Считаю неоходимым обсудить эту тему. Вчера вот предложили поставить тепловой насос и с его помощью снимать тепло с воды. Что Вы думаете по этому поводу? В целом получается что есть куча воды с температурой около 30С. Вроде бы и теплая, но в таком виде и количестве никому не нужная.. Тепловой насос по замыслу энтузиастов забирает тепло от охлаждающей воды и аккумулируя, передает его воде, которая готовится в теплосеть или на ГВС. Получится, что на нагрев воды для горячего водоснабжения пойдет уже предподогретая и это уменьшит расход угля.

В летнее время охлаждающая вода из реки имеет температуру 20С. В турбине, пар имеет температуру около 500С. После того как он отработал, для создания вакуума за турбиной стоит конденсатор, в котором пар превращается в воду, уменьшаясь в объеме и образуя вакуум. Вода охлаждающая конденсатор, как уже было сказано выше приходит с т=20С. "Омывая" конденсатор часть тепла пара передается воде и ее температура увеличивается до 32С. В самом конденсаторе т=36С.

Можно поподробнее по тепловой установке?

В конденсаторе турбины давление ниже атмосферного, поэтому конденсация при 32 С - это нормально!

Кого и по какой установке вы спрашиваете?

В одном сообщении было сказано про теплонасосную установку. Вот про нее я и спрашиваю. Это тепловой насос?

Хорошо, давайте поговорим о теповом насосе:
Тепловые насосы бывают компрессорные и абсорбционные.
первые работают при наличии тепловой энергии низкого потенциала и электрической энергии на привод компрессора в результате вы получите теплоту с потенциалом 90С в количестве эквивалентном затраченной энергии в компрессоре и теплоты принятой в испариетле. Отопительный коэффициент всегда больше единицы. (Это отношение теплоты получаемой к эл/энергии затраченной в компрессоре). Дальше считайте сами (возможно М=3) сколько надо затратить электроэнергии сами понимаете много и вопрос куда девать это тепло в летнее время?
вторые: Абсорбционные термотрансформаторы требуют охлаждения, т.е. отвода теплоты в ОС, но используют теплоту и минимум электроэнергии.
Но по габаритам и весу устройства не малого размера.
Отправляйте вопросы по мылу. Отвечу.
Теперь по АВО - коэффициент теплопередачи в воздушном конденсаторе 70-80вт/м2к следовательно для отвода 100кВт надо 170м2 поверхности (габарит такого аппарата 1,5мХ1,2мХ0,3м) и воздуха прокачать надо 60000 м3/час. Грубо говоря надо площадку очень большую.

Ни фига себе нормально, человек еще уточняет 38. Это не нормально. Похоже конденсатор загрязнен.

Нестор, а какая должна быть температура хладагента на выходе из Компрессора, чтобы температура конденсации была 92С к температуре на отопление в 90С (здесь разница между контуроми 2С) и какой компрессор нагнетает хладагент в 105С по циклу?

Зачем так категорично? Зависит от турбины и от режима.

Это не правда. В режиме теплового насоса абсорбционные установки (АБТН) могут работать без охлаждения.
К остальному можно добавить то, что общее количество тепла в 2 - 4 раза больше, чем то тепло, которое мы отберём у низкотемпературного теплоносителя. Т.е., отбирая у оборотной воды 1МДж, мы должны передать потребителю 2 - 4 МДж.

Решением утилизации тепла любой ТЭЦ, это задача сложная. Единственным решение такой задачи,- это расчет, проектирование и монтаж "ТЕПЛОНАСОСНОЙ УСТАНОВКИ" на базе холодильной машины и это самое эффективное решение с экономической точки зрения и важно с экологической стороны,- глобальное потепление!

Применение сезонного теплового аккумулятора не зависит от того, происходит ли глобальное потепление или глобальное похолодание. Мы зимой охлаждаем то, что и без нас остынет, а летом нагреваем то, что и без нас нагреется. К тому же, это экологично и рентабельно.

Наша ЗВЕЗА шалит