В Гродно здания отапливаются трансформаторами

     В последние годы в Гродненских электрических сетях активно применяют тепловую энергию трансформаторного масла системы охлаждения автотрансформаторов 330 кВ для отопления производственных помещений подстанций. Принцип использования сбросного тепла автотрансформаторов 330 кВ не сложен.

     При работе автотрансформатора определенная часть передаваемой мощности пропадает в виде постоянных и нагрузочных потерь. К примеру, в АТ-2 (АТДЦТН-200МВА) на ПС-330 кВ «Гродно» при нагрузке 15% потери холостого хода составляют 165 кВт, нагрузочные потери – 15 кВт. И вся эта энергия в обычном режиме системой охлаждения автотрансформатора выделяется в окружающую среду. Система утилизации сбросного тепла позволяет теплоту масла, циркулирующего в системе охлаждения автотрансформатора, использовать для отопления зданий.

Территориально система утилизации делится на 3 зоны: зону автотрансформатора, тепловую сеть от автотрансформатора к отапливаемому зданию и зону теплового узла (см. схему).

     В зоне автотрансформатора находится теплообменник, которые связанные общим масляным контуром (М1-М2). Блочный насос осуществляет циркуляцию нагретого трансформаторного масла через пластинчатый двухконтурный теплообменник (масло/вода), в котором подогревается теплоноситель (контур Ти1-Ти2). В нашем случае в качестве теплоносителя используется вода, так как именно этот теплоноситель характеризуется максимальной теплоёмкостью при минимальной стоимости.

     В зоне теплового узла для получения необходимых параметров воды в системе отопления здания обычно устанавливают тепловой насос для преобразования низкопотенциальной энергии нагретой воды в высокопотенциальную. 

     Нагретая вода сетевым насосом (контур Ти1-Ти2) по тепловой сети доставляется в испаритель теплового насоса, где испаряется жидкий хладагент – озонобезопасный фреон. Теплота, необходимая для испарения, отбирается от нагретой воды контура Ти1-Ти2, которая при этом охлаждается на несколько градусов. Пары испарившегося хладагента сжимаются компрессором до высокого давления, их температура повышается, и они поступают в конденсатор теплового насоса. Через конденсатор протекает теплоноситель контура Тк1-Тк2 – вода системы отопления. В процессе конденсации хладагента выделяется тепловая энергия, нагревающая воду системы отопления до 40-60 0С. В свою очередь через выравнивающую емкость (гидравлический разделитель) сетевыми насосами она доставляется в систему отопления здания (контур Т12-Т22).

     Энергетическая эффективность теплового насоса оценивается с помощью коэффициента преобразования, который может колебаться от 2 до 6 и зависит от теплопроизводительности теплового насоса и потребляемой мощности компрессора.

     По такой схеме в Гродненских электрических сетях на ПС-330 кВ «Гродно» в октябре 2006 года введена в эксплуатацию система утилизации тепла от АТ-2 для отопления зданий ОПУ-1 и ОПУ-2. Пятилетний опыт эксплуатации данной системы показал, что в отопительный сезон ТН работает в среднем 50-65 дней. Годовая экономия электроэнергии на обогрев ОПУ-1 и ОПУ-2 составляет до 220 тыс. кВтч. Эксплуатационные расходы системы минимальны. На нынешний день проект окупился на 79,2%, предполагаемый срок окупаемости составит 6 лет 4 месяца.

     В октябре минувшего года аналогичная система начала отапливать ОПУ ПС-330 кВ «Гродно-Южная». В декабре на ПС-330 кВ «Гродно» запущена система утилизации тепла от АТ-3 для отопления зданий проходной, мастерской и вспомогательного оборудования.

     Динамика роста цен на энергоносители, а также электрическую и тепловую энергию (с 2006 года тарифы увеличились более чем в 4 раза), значительно превышает увеличение затрат на установку систем утилизации (цены на установку систем утилизации возросли менее чем в 2 раза). В связи с этим, ожидаемый срок окупаемости таких систем может сократиться до 5 лет.

     Это подтверждает высокую эффективность использования сбросного тепла масла силовых трансформаторов и наглядно демонстрирует целесообразность внедрения таких мероприятий на подстанциях.

По оценкам российских специалистов потенциал использования сбросного тепла в умеренных широтах, к которым относится и Беларусь, значительно превосходит в настоящее время аналогичный потенциал использования энергии ветра и солнечной энергии.

Схема системы утилизации тепла

Автотрансформатор с теплообменником на ПС-330 кВ "Гродно-Южная"

energobelarus.by

по материалам сайта РУП «Гродноэнерго»