Сетевое издание
Международный студенческий научный вестник
ISSN 2409-529X

--- 1 1
1 ---

Применение тепловых насосов позволяет передавать тепло низкого потенциала на более высокий температурный уровень. Это является одним из направлений энергосбережения, т.к. использовать низкопотенциальное тепло затруднительно и оно, как правило, сбрасывается в окружающую среду. Вместе с тем, по оценки эффективности работы тепловых насосов в составе тепловых электрических станций у специалистов нет однозначного мнения. Так, в работе [1] показано, что применение компрессорных тепловых насосов в схемах ТЭЦ не дает энергетического эффекта. С другой стороны есть примеры успешного применения тепловых насосов, в частности, на электростанции Шенту (Китай), на Новосибирской ТЭЦ-4 [2] и др.

Эффективность использования тепловых насосов определяется как их типом и видом рабочего тела, так и способом их включения в тепловую схему турбоустановки. Наряду с компрессорными есть теплоиспользующие тепловые насосы, работающие на теплоте горячей воды, пара или газа. Расход электроэнергии в таких агрегатах минимальный, т.к. идет только на привод насосов, перекачивающих теплоносители. К наиболее эффективным теплоиспользующим тепловым насосам относятся абсорбционные бромистолитиевые тепловые насосы (АБТН).

ОКБ «ТЕПЛОСИБМАШ» предлагает АБТН с паровым и газовым обогревом тепловой мощностью от 1725 до 11000 кВт [2]. Они предназначены для теплоснабжения различных объектов с температурой до 80°С и используют сбросную теплоту от источников с температурой от 20 до 40°С. Доля утилизируемой теплоты низкого потенциала доходит до 40 % от тепловой мощности АБТН.

Для тепловой схемы турбины Т-180/210-130 рассматривалась возможность использования двойного эффекта АБТН: дополнительное охлаждение циркуляционной воды после градирни с помощью испарителя и нагрев воды горячего водоснабжения и сетевой воды с помощью абсорбера и конденсатора АБТН. Был выполнен расчет АБТН на тепловую мощность 25 МВт и расчеты тепловой схемы турбоустановки: для летнего периода с отпуском 25 МВт на горячее водоснабжение, для весеннего и осеннего отопительных периодов с тепловыми нагрузками до 100 МВт. Итоговые результаты приведены в таблице 1, где обозначены: QТУ – полный расход тепла на турбоустановку, DО – расход пара в «голову» турбины, DТП – расход пара из отборов турбины на теплоснабжение, d – удельный расход пара, hЭЛ – КПД по производству электроэнергии, bЭЛ – удельный расход топлива на производство электроэнергии.

Технико-экономические показатели вариантов с сетевыми подогревателями (СП) и с тепловыми насосами (ТН)

Обозначение,

единица измерения

Тепловая нагрузка, МВТ

25

50

75

100

СП

ТН

СП

ТН

СП

ТН

СП

ТН

QТУ, МВт

350,9

339,8

367,6

353,7

384,4

362,1

403,9

370,4

DО, кг/с

126

122

132

127

138

130

145

133

DТП, кг/с

10,6

5,9

21,2

11,9

31,8

17,8

42,5

23,8

d, кг/кВт.ч

2,52

2,44

2,64

2,54

2,76

2,6

2,9

2,66

hЭЛ

0,498

0,515

0,511

0,534

0,525

0,566

0,535

0,601

bЭЛ, г/кВт?ч

246,9

238,5

240,5

230,1

234,2

217,4

229,9

204,7

Результаты показывают, что применение АБТН по сравнению с традиционными сетевыми подогревателями в зависимости от тепловой нагрузки повышает КПД по производству электроэнергии на 3,5 – 12,3 % относительных. Эффект от охлаждения циркуляционной воды получился менее значительным, чем от нагрева сетевой воды. Так, из-за больших расходов циркуляционной воды (22000 м3/ч), она дополнительно охлаждается с помощью АБТН при тепловой нагрузке 25 МВт лишь на 0,5 0С с выработкой дополнительных 0,29 МВт, а при нагрузке 100 МВт на 2,0 0С с дополнительными 1,18 МВт.

Следует отметить, что АБТН по габаритам существенно проигрываю компрессорным тепловым насосам. Отчасти эта проблема решается объединением аппаратов, работающих при одинаковом давлении, т.е. генератора с конденсатором, а испарителя с абсорбером.