energsecurityНадежность и безопасность энергетикиSafety and Reliability of Power Industry1999-55552542-2057ООО «НПО Энергобезопасность»10.24223/1999-5555-2023-16-3-151-157energsecurity-885Research ArticleПРОЕКТИРОВАНИЕ, ИССЛЕДОВАНИЯ, РАСЧЕТЫDESIGN, RESEARCH, CALCULATIONSИсследование возможностей применения природного газа при охлаждении различных потоков теплоносителей на ТЭЦStudy of the possibilities of using natural gas for cooling various coolant flows at combined heat and power plantОрловМ. Е.OrlovM. E.

ул. Северный Венец, 32, 432027, г. Ульяновск

32 Severniy Venets str., 432027, Ulyanovsk

mi5h@mail.ruЛытяковЕ. С.LytyakovE. S.

ул. Северный Венец, 32, 432027, г. Ульяновск

32 Severniy Venets str., 432027, Ulyanovsk

КузьминА. В.Kuz’minA. V.

ул. Северный Венец, 32, 432027, г. Ульяновск

32 Severniy Venets str., 432027, Ulyanovsk

ФГБОУ ВО «Ульяновский государственный технический университет»РоссияUlyanovsk State Technical UniversityRussian Federation202331102023163151157Copyright © Орлов М.Е., Лытяков Е.С., Кузьмин А.В., 20232023Орлов М.Е., Лытяков Е.С., Кузьмин А.В.Orlov M.E., Lytyakov E.S., Kuz’min A.V.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/885

Рассматривается применение двух технологий охлаждения различных потоков теплоносителей на ТЭЦ и производится сравнительная оценка их влияния на энергетическую эффективность работы турбоустановки. Первая технология заключается в охлаждении потока подпиточной воды теплосети, а вторая технология осуществляется за счет охлаждения добавочной питательной воды котлов. Технология охлаждения подпиточной воды теплосети предусматривает включение теплообменного аппарата, охлаждающего подпиточную воду, перед смешением её с водой теплосети. Технология охлаждения добавочной питательной воды котлов реализуется посредством включения теплообменного аппарата после деаэратора, перед подачей её в тракт основного конденсата. В обоих случаях в теплообменном аппарате охлаждающей средой является природный газ, подаваемый в горелки котлов, а греющей средой — подпиточная или добавочная питательная вода. Произведен сравнительный расчет показателей энергетической эффективности технологий с помощью метода удельной выработки электроэнергии на тепловом потреблении. При проведении расчетов применялись данные, полученные на действующей ТЭЦ, и температурный график тепловой сети за отопительный сезон 2021 – 2022 гг. Расчеты проводились для ТЭЦ с турбиной Т-100-130. С целью наиболее точного сравнения эффективности применения рассматриваемых технологий исходные данные принимались максимально приближенными, а значение расхода подпиточной воды и добавочной питательной воды соответствуют друг другу — по этой причине рассматривался период отопительного сезона. Значения температур наружного воздуха для указанного периода были взяты из архива погоды метеостанции. Приведены сравнительные результаты расчетов показателей эффективности применения указанных технологий, выраженные в дополнительной теплофикационной выработке электроэнергии, в экономии условного топлива и в денежном эквиваленте за время отопительного периода.

The article discusses the application of two technologies for cooling different coolant flows at the CHP and makes a comparative assessment of their impact on the energy efficiency of the turbine plant. The first technology consists in cooling the feed water flow of the heating system, and the second technology is implemented by cooling the additional feed water of boilers. The technology of cooling the make-up water of the heating system provides for introducing a heat exchanger that would cool the make-up water before mixing it with the water of the heating system. The technology of cooling the additional feed water of boilers is implemented by introducing a heat exchanger downstream the deaerator, before feeding the water into the main condensate path. In both cases, in the heat exchanger, the cooling medium is natural gas supplied to the burners of boilers, and the heating medium is make-up or additional feed water. A comparative calculation of the energy efficiency indicators of technologies is performed using the method of specific electricity generation based on thermal consumption. During the calculations, the data obtained at an operating CHP plant and the temperature schedule of a heating network for the 2021 – 2022 heating season were used. Calculations were performed for a thermal power plant with a T-100-130 turbine. For the most accurate comparison of the effectiveness of the technologies under consideration, the source data were taken as close as possible, and the value of the make-up water and additional feed water consumption correspond to each other — for this reason, the heating season period was considered. The outdoor temperature values for the specified period were taken from the weather archive of a weather station. Comparative results of calculations of the efficiency indicators of the use of these technologies are presented, expressed in additional heating generation of electricity, in the economy of conventional fuel and in monetary terms over the heating period.

теплоэлектроцентральгазо-водяной теплообменниктеплофикационная выработка электроэнергииэкономия условного топливаподпиточная вода теплосетидобавочная питательная водаосновной конденсатthermal power plantgas-water heat exchangerheating power generationfuel economyheating system make-up wateradditional feed watermain condensateReferencesГиззатуллина А. Ф., Армянин А. Ю. Теоретическое исследование скоростных режимов работы теплообменного аппарата. Доп. сб. тезисов XVI Минский международный форум по тепло- и массообмену. – Минск: Институт тепло- и массообмена имени А. В. Лыкова НАН Беларуси 2022; 333 – 337.Gizzatullina A. F., Armenian A. Yu.. Theoretical study of high-speed modes of operation of the heat exchanger. Additional collection of theses XVI Minsk International Forum on Heat and Mass Transfer. – Minsk: A. V. Lykov Institute of Heat and Mass Transfer of the National Academy of Sciences of Belarus 2022; 333 – 337. (In Russ.)Максимов М. О. Повышение эффективности комбинированного производства тепла и электроэнергии. «GLOBUS» Технические науки 2021; Т.7; №2(38); 58 – 66.Maximov M. O. Improving the efficiency of combined heat and electricity production. "GLOBUS" Technical Sciences 2021; Vol.7; №2(38); 58 – 66. (In Russ.)О целесообразности и возможности подогрева воды для систем теплоснабжения за счет использования теплоты основного конденсата теплофикационных турбин. М. Е. Орлов, М. М. Замалеев, А. В. Кузьмин, В. И. Шарапов. Надежность и безопасность энергетики 2018; Т.11, №2; 117 – 125.On the feasibility and possibility of heating water for heat supply systems by using the heat of the main condensate of heating turbines. M. E. Orlov, M. M. Zamaleev, A. V. Kuz'min, V. I. Sharapov. Reliability and Safety of Energy 2018; Vol.11, No. 2; 117 – 125. (In Russ.)Orlov M. E., Kuz'min A. V., Sharapov V. I. Using full-flow cogeneration turbine condensate to heat various heat transfer agents. Journal of Physics: Conference Series 2020; 1565; 1 – 7.Orlov M. E., Kuz'min A. V., Sharapov V. I. Using full-flow cogeneration turbine condensate to heat various heat transfer agents. Journal of Physics: Conference Series 2020; 1565; 1 – 7.Sharapov V. I., Pazushkina O. V., Kudryavtseva E. V. Energy-Effective method for lowtemperature deaeration of make-up water on the heating supply system of heat power plants. Thermal Engineering 2016; Volume 63; Issue 1; 687 – 690.Sharapov V. I., Pazushkina O. V. Kudryavtseva E. V. Energy-Effective method for lowtemperature deaeration of make-up water on the heating supply system of heat power plants. Thermal Engineering 2016; Volume 63; Issue 1; 687 – 690.Sharapov V. I., Mingaraeva E. V. Energy, mass-exchange and hydrodynamic efficiency of degassers at low-temperature deaeration of water for thermal power plants. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 2019; 288; 012026.Sharapov V. I., Mingaraeva E. V. Energy, mass-exchange and hydrodynamic efficiency of degassers at low-temperature deaeration of water for thermal power plants. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 2019; 288; 012026.Пат. 2580768 (RU). Способ выработки электроэнергии тепловой электрической станцией / В. И. Шарапов, О. В. Пазушкина, Е. В. Кудрявцева (Мингараева); заявитель и патентообладатель УлГ-ТУ. – № 2014134475/02; заявл. 22.08.2014; опубл. 10.04.2016, Бюл. №10. – 6 с.Pat. 2580768 (RU). A method of generating electricity by a thermal power station / V. I. Sharapov, O. V. Pazushkina, E. V. Kudryavtseva (Mingaraeva); applicant and patent holder of UlSTU. – No. 2014134475/02; application No. 22.08.2014; publ. 10.04.2016, Bul. No. 10. – 6 p. (In Russ.)Пат. 2365769 С1 (RU). Способ работы тепловой электрической станции / В. И. Шарапов, М. Е. Орлов, Л. Р. Богоутдинова и др.; заявитель и патентообладатель УлГТУ. – №2008120235; заявл. 20.05.2008; опубл. 27.08.2009 // Бюл. № 24. – 5 с.Pat. 2365769 C1 (RU). Method of operation of a thermal power station / V. I. Sharapov, M. E. Orlov, L. R. Bogoutdinova, etc.; applicant and patent holder of UlSTU. – No. 2008120235; application 20.05.2008; publ. 27.08.2009 // Byul. No. 24. – 5 p. (In Russ.)Пат. 205220 U1 (RU). Узел деаэрации добавочной питательной воды котлов теплоэнергетической установки / М. Е. Орлов, Е. С. Лытяков и А. Д. Абулеев; заявитель и патентообладатель УлГТУ. – № 2021105292; заявл. 01.03.2021; опубл. 05.07.2021 // Бюл. №19. – 5 с.Pat. 205220 U1 (RU). The unit of deaeration of additional feed water of boilers of a thermal power plant / M. E. Orlov, E. S. Lytyakov and A. D. Abuleyev; applicant and patent holder of UlSTU. – No. 2021105292; application No. 01.03.2021; publ. 05.07.2021 // Byul. No. 19. – 5 p. (In Russ.)Шарапов В. И. Методика оценки энергетической эффективности структурных изменений в тепловых схемах тэс. Труды академэнерго 2015; 2; 27 – 37.Sharapov V. I. Methodology for assessing the energy efficiency of structural changes in thermal schemes of thermal power plants. Proceedings of Akademenergo 2015; 2; 27 – 37. (In Russ.)

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