energsecurityНадежность и безопасность энергетикиSafety and Reliability of Power Industry1999-55552542-2057ООО «НПО Энергобезопасность»10.24223/1999-5555-2018-11-2-117-125energsecurity-567Research ArticleПРОЕКТИРОВАНИЕ, ИССЛЕДОВАНИЯ, РАСЧЕТЫDESIGN, RESEARCH, CALCULATIONSО целесообразности и возможности подогрева воды для систем теплоснабжения за счет использования теплоты основного конденсата теплофикационных турбинOn the feasibility and possibility of heating water for district heating systems through the use of heat of the main condensate after cogeneration turbinesОрловМ. Е.OrlovM. E.

Кафедра ТГВ.

Ул. Северный Венец, 32, 432027, Ульяновск

Department TGV.

Severniy Venets str., 32, 432027, Ulyanovsk

mio@ulstu.ruЗамалеевМ. М.ZamaleevM. M.

Ул. Северный Венец, 32, 432027, Ульяновск

32 Severniy Venets str., 432027, Ulyanovsk

КузьминА. В.Kuz’minA. V.

Ул. Северный Венец, 32, 432027, Ульяновск

32 Severniy Venets str., 432027, Ulyanovsk

ШараповВ. И.SharapovV. I.

Ул. Северный Венец, 32, 432027, Ульяновск

32 Severniy Venets str., 432027, Ulyanovsk

ФГБОУ ВО Ульяновский государственный технический университетРоссияUlyanovsk State Technical UniversityRussian Federation23072018112117125Copyright © Орлов М.Е., Замалеев М.М., Кузьмин А.В., Шарапов В.И., 19701970Орлов М.Е., Замалеев М.М., Кузьмин А.В., Шарапов В.И.Orlov M.E., Zamaleev M.M., Kuz’min A.V., Sharapov V.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.sigma08.ru/jour/article/view/567

Рассмотрены возможности повышения эффективности теплофикационных турбин ТЭЦ за счет применения низкопотенциальных теплоносителей для нагрева воды в системах теплоснабжения и повышения выработки электроэнергии на тепловом потреблении. Существующие технологии подогрева подпиточной воды теплосети перед аппаратами водоподготовки не всегда обеспечивают требуемую температуру нагрева и не обладают достаточной энергетической эффективностью. Разработаны технологии использования основного конденсата отработавшего в турбине пара для подогрева исходной воды в дополнительных подогревателях, включенных в систему регенерации теплофикационных турбин. Применение данных технологий способствует увеличению расхода и понижению энтальпии пара регенеративных отборов турбины, которым подогревается этот конденсат, а, следовательно, повышает теплофикационную выработку электроэнергии. Для определения промышленной применимости предложенных решений проведены экспериментальные исследования систем регенерации теплофикационных турбоустановок Ульяновской ТЭЦ-1. Собраны многопараметрические массивы данных по эксплуатации конденсатно-питательного тракта турбин и получены уравнения регрессии, позволяющие рассчитать температуру потока основного конденсата в зависимости от ряда факторов. На основе опытных данных рассчитаны минимально и максимально возможные расходы исходной воды, которые можно подогревать до требуемой температуры в поверхностных подогревателях, включенных в систему регенерации турбин, построены графики зависимости расхода подогреваемой исходной воды от температуры основного конденсата турбин. Определены сферы применения предложенных технологических решений в действующих системах теплоснабжения. С помощью метода удельной выработки электроэнергии на тепловом потреблении произведена оценка энергетической эффективности и определена экономия условного топлива при реализации предложенных решений.

The possibilities of increasing the efficiency of cogeneration turbines of CHP plants through the use of low-potential heat carriers for water heating in district heat supply systems and increasing the generation of CHP electricity are considered. The existing technologies of heating the makeup water of the district heating system upstream water treatment apparatuses do not always provide the required heating temperature and do not have the sufficient energy efficiency. The technologies of using the main condensate of the exhaust steam in the turbine to heat the feed water in additional heaters included in the system of regeneration of cogeneration turbines are developed. The use of these technologies contributes to increasing the flow rate and reducing the enthalpy of the steam of regenerative outlets of the turbine used to heat this condensate, and, therefore, increases the combined heat and power generation. In order to determine the industrial applicability of the proposed solutions, experimental studies of the regeneration systems of turbo-units under the conditions of Ulyanovsk СHPPs-1 have been carried out. Multiparameter data arrays on operation of turbine condensate-feed path have been collected, and regression equations have been obtained to calculate the main condensate flow temperatures depending on various factors. On the basis of experimental data there have been calculated the minimum and maximum flow rates of feed water that can be heated to the desired temperature in the surface heaters included in the regeneration system of the turbines, the flow graphs of the heated feed water are constructed depending on the temperature of the main condensate after the turbines. The fields of application of the proposed technological solutions in operating heat supply systems are defined. The evaluation of energy efficiency is carried out using the method of specific generation of CHP electricity and conventional fuel economy at the implementation of the proposed solutions is calculated.

теплофикационные турбинысистема регенеративного подогреваконденсатнопитательный трактсистемы теплоснабженияподпиточная вода теплосетиcogeneration turbinesregenerative heating systemcondensate-feed pathdistrict heating systemsmakeup waterReferencesМакарова А. С., Панкрушина Т. Г., Урванцева Л. В., Хоршев А. А. Теплофикация в проекте новой энергетической стратегии страны. Теплоэнергетика. 2015; (6): 3 – 10.Аlla S. Makarova, Tat’yana G. Pankrushina, Lyudmila V. Urvantseva, Andrey A. Horshev. District heating in the new draft energy strategy of the country. Teploenergetika. 2015; (6): 3 – 10. (In Russ.)Орлов М. Е., Шарапов В. И. Повышение эффективности систем теплоснабжения городов. Сантехника, отопление, кондиционирование. 2014; (1): 72 – 76.Mihail E. Orlov, Vladimir I. Sharapov Improving the efficiency of heat supply systems in cities. Santekhnika, otoplenie, kondicionirovanie. 2014; (1): 72 – 76. (In Russ.)Orlov M. E., Sharapov V. I. Improving urban district heating systems and assessing the efficiency of the energy usage therein. Journal of Physics: Conference Series. 2017; 891(012161): 1 – 6.Mihail E. Orlov, Vladimir I. Sharapov. Improving urban district heating systems and assessing the efficiency of the energy usage therein. Journal of Physics: Conference Series. 2017; 891(012161): 1–6. (In Eng.)Sharapov V. I., Orlov M. E., Kunin M. V. Reliability analysis of the combined district heating systems. Thermal Engineering. 2015; 62(14): 1012 – 1016.Vladimir I. Sharapov, Mihail E. Orlov, Mihail V. Kunin. Reliability analysis of the combined district heating systems. Thermal Engineering. 2015; 62(14): 1012 – 1016. (In Eng.)Ротов П. В. О зонировании температурного графика центрального регулирования нагрузки теплофикационных систем. Промышленная энергетика. 2013; (6): 21 – 25.Pavel V. Rotov. About the zoning of the temperature schedule of the central load control of heating systems. Promyshlennaya energetika. 2013; (6): 21 – 25. (In Russ.)Ротов П. В., Орлов М. Е., Шарапов В. И. О температурном графике центрального регулирования систем теплоснабжения. Известия вузов. Проблемы энергетики. 2014; (5 – 6): 3 – 11.Pavel V. Rotov, Mihail E. Orlov, Vladimir I. Sharapov. About the temperature schedule of central regulation of heat supply systems. Izvestiya vuzov. Problemy energetiki. 2014; (5 – 6): 3 – 11. (In Russ.)Николаев Ю. Е., Дубинин А. Б., Вдовенко И. А., Сирдюков С. В. Развитие теплофикации в схемах теплоснабжения малых городов. Промышленная энергетика. 2013; (7): 2 – 4.Yurij E. Nikolaev, Alexandr B. Dubinin, Ivan A. Vdovenko, Sergey V. Sirdyukov. Development of heat supply in schemes of heat supply of small cities. Promyshlennaya energetika. 2013; (7): 2 – 4. (In Russ.)Николаев Ю. Е., Вдовенко И. А., Дубинин А. Б. Термодинамический и экономический анализ эффективности малых теплофикационных установок для систем энергоснабжения городов. Труды Академэнерго. 2017; (2): 61 – 70.Yurij E. Nikolaev, Ivan A. Vdovenko, Alexandr B. Dubinin Thermodynamic and economic analysis of the efficiency of small thermal installations for power supply systems of cities. Trudy Akademenergo. 2017; (2): 61 – 70. (In Russ.)Sharapov V. I., Kudryavtseva E. V. Energy efficiency of low temperature deaeration of makeup water for a district heating systems. Power Technology and Engineering. 2016; 50(2): 204 – 207.Vladimir I. Sharapov, Ekaterina V. Kudryavtseva. Energy efficiency of low temperature deaeration of makeup water for a district heating systems. Power Technology and Engineering. 2016; 50(2): 204 – 207. (In Eng.)Шарапов В. И., Орлов М. Е., Замалеев М. М., Кузьмин А. В., Салихов А. А. Способ работы тепловой электрической станции. Патент №2428574 (РФ). Бюллетень изобретений. 2011; (25).Vladimir I. Sharapov, Mihail E. Orlov, Mansur M. Zamaleev, Anton V. Kuz'min, Al'bert A. Salihov. Method of operating thermal power station. The patent 2428574 Russian Federation. Bulletin of inventions. 2011; (25). (In Russ.)Шарапов В. И., Орлов М. Е., Замалеев М. М., Кузьмин А. В., Салихов А. А. Способ работы тепловой электрической станции. Патент №2425228 (РФ). Бюллетень изобретений. 2011; (21).Vladimir I. Sharapov, Mihail E. Orlov, Mansur M. Zamaleev, Anton V. Kuz'min, Al'bert A. Salihov. Method of operating thermal power station. The patent 2425228 Russian Federation. Bulletin of inventions. 2011; (21). (In Russ.)Шарапов В. И. Методика оценки энергетической эффективности структурных изменений в тепловых схемах ТЭС. Труды Академэнерго. 2015; (2): 27 – 37.Vladimir I. Sharapov. Methodology of energy efficiency evaluation of structural changes in thermal schemes of thermal power plants. Trudy Akademenergo. 2015; (2): 27 – 37. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.