
2 часа вместо 3 дней: как Bidmart сэкономил 80% времени на закупках для Витебской бройлерной птицефабрики
26.05.2025
Повышение эффективности двигателей внутреннего сгорания (ДВС), являющихся основной частью современных систем комбинированного производства энергопотоков, в летнее время, когда из-за повышения температуры окружающей среды (ОС) отмечается падение мощности и КПД, актуально как для газотурбинных установок (ГТУ), так и поршневых газовых двигателей. Имеется возможность использования избытка тепловой энергии, имеющего место в неотопительный период, в абсорбционных холодильных машинах (АХМ) для сохранения температур воздуха, используемого ДВС, и, в итоге, стабилизации их мощности и КПД, что, по расчетам, обеспечивает весомую экономию топлива при сохранении требуемой экономической целесообразности решений.
ДВС все более широко внедряются в энергетике для блокирования потерь эксергии на горячем торце многих теплоэнергетических и теплотехнологических установок. Одной из слабых сторон ДВС является сильная зависимость мощности и КПД от температуры ОС. Например, при повышении температуры ОС мощность ГТУ падает на величину до 14-25 %, КПД снижается на 2-5 %, изменяются температура и объем выхлопных газов [1, 2]. Так, на Белорусском цементном заводе в летний период мощность ГТУ падает с номинальных 16 до »11 МВт, КПД -с 32 до 28 %.
Статистика по средней продолжительности стояния температур воздуха различных градаций по данным архивов метеорологических станций РБ, в которых характеристики приведены с интервалом 3 часа, констатирует, что за год в течение 2 тыс. часов температура окружающего воздуха превышает значение 15 ˚С. Эта величина температуры является пороговой, для которой определены номинальные характеристики. В этой связи, работа ГТУ в летний период сопровождается пережогом природного газа (ПГ). В результате тепловые электростанции, использующие парогазовую технологию, на которую в ближайшее перспективе необходимо перевести все централизованные мощности, понесут большие потери. Уже сегодня для введенных в стране ГТУ годовой пережог топлива, связанный с повышением температуры ОС выше 15 °С и, необходимым увеличением генерации на Лукомльской ГРЭС, оценивается не менее 25 тыс. т у. т.
Для блокирования негативных последствий увеличения температуры ОС и стабилизации энергетических характеристик ГТУ все более широкое понимание находит необходимость охлаждения воздуха перед подачей его в компрессор газотурбинного двигателя. Наиболее очевидным решением данной задачи является использование абсорбционных холодильных машинах (АХМ) для получения необходимых потоков холода. В отопительный период, когда температура окружающей среды опускается ниже упомянутых 15 ˚С, в большинстве случаев производители ГТУ по ряду причин предусматривают подогрев воздуха до 15 ˚С. В контексте такого решения вытекает возможность стабилизации характеристик ГТУ и в неотопительный период, для чего в те же калориферы, что предусмотрены в составе комплексного воздухоочистительного устройства (КВОУ) для подогрева всасываемого для ГТУ потока воздуха, рассчитанные и модифицированные под требуемые параметры летнего периода, когда в них для охлаждения потока воздуха подается захоложенная вода с температурой 7 ˚С. Подобное решение применяется Siemens на объектах, расположенных от широты Канады и ниже, в том числе и в проектируемой установке для энергосистемы Москвы. В этом случае, как уже отмечалось, теплообменник «вода-воздух», устанавливаемый в КВОУ для подогрева всасываемого потока в зимний период рассчитывается также и на охлаждение воздуха в летний период.
В сезон отрицательных температур КВОУ нагревает всасываемый компрессором воздух, в неотопительный период воздух в КВОУ охлаждается. В обоих случаях используется водяной теплоноситель без необходимости применения этиленгликоля, поскольку калориферы работают непрерывно в течение года. Зимой в них подается вода соответствующей температуры, летом -захоложенная вода с температурой 7 °С. Последняя получается с помощью бромисто-литиевых АХМ, для привода которых используется дешевая низкопотенциальная тепловая энергия, например промышленного отбора ТЭЦ, как правило, недогруженного в неотопительный период, или последней ступени утилизации выхлопных газов ГТУ, в которой нагревается, чаще всего, конденсат до температуры выше требуемой для привода АХМ, но не ниже 80 °С. Не представляет проблем получение подобных тепловых потоков и на КЭС, и на промышленных предприятиях, например на ПРУП «Белорусский цементный завод» или на ОАО «Красносельскстройматериалы», где установлены или планируются к внедрению когенерационные технологические комплексы мощностью до 32 МВт. Соответствующие КВОУ выпускаются рядом фирм, а само решение апробировано ведущими производителями ГТУ. Очевидна целесообразность рассмотрения применения подобного повышения эффективности использования ГТУ и на централизованных ТЭС для комплексного решения важнейшей задачи перехода на парогазовую или газовую технологии генерации электроэнергии, реализация которого продиктована сложившимися условиями.
Аналогичная решение имеет место и для когенерационных систем на базе поршневых ДВС, когда рабочая смесь недоохлаждается в низкотемпературных ступенях охлаждения, поскольку последние рассчитаны на работу при температурах до 28 °С.
Интегральный годовой системный пережог природного газа (ПГ), в многочисленных распределенных когенерационных системах, совокупная мощность которых превысила 0,5 ГВт, используя опыт эксплуатации одной их мини-ТЭЦ Беларуси, оценивается величиной до 10 тыс. т у. т.
В.Романюк,
доктор технических наук, профессор.
Белорусский национальный технический университет.
С.Мальков,
Н. Линюк-Смирнов.
ЗАО"Системы тепло и хладоснабжения".
г. Минск.
Новости компаний 05.06.2025
Новости компаний 02.06.2025
Новости компаний 02.06.2025
Новости компаний 29.05.2025
Новости компаний 26.05.2025
Технологии 26.05.2025
Технологии 17.06.2020
Технологии 24.03.2020
Аналитика 25.02.2020
Чтобы оставить комментарий или выставить рейтинг, нужно Войти или Зарегистрироваться