Исследование возможностей применения природного газа при охлаждении различных потоков теплоносителей на ТЭЦ

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.

1. Гиззатуллина 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.

2. Максимов М. О. Повышение эффективности комбинированного производства тепла и электроэнергии. «GLOBUS» Технические науки 2021; Т.7; №2(38); 58 – 66.

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. 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.

8. 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.

9. 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.

10. Шарапов В. И. Методика оценки энергетической эффективности структурных изменений в тепловых схемах тэс. Труды академэнерго 2015; 2; 27 – 37.