Эффективность использования тепловых насосов определяется как их типом и видом рабочего тела, так и способом их включения в тепловую схему турбоустановки. Наряду с компрессорными есть теплоиспользующие тепловые насосы, работающие на теплоте горячей воды, пара или газа. Расход электроэнергии в таких агрегатах минимальный, т.к. идет только на привод насосов, перекачивающих теплоносители. К наиболее эффективным теплоиспользующим тепловым насосам относятся абсорбционные бромистолитиевые тепловые насосы (АБТН).
ОКБ «ТЕПЛОСИБМАШ» предлагает АБТН с паровым и газовым обогревом тепловой мощностью от 1725 до 11000 кВт [2]. Они предназначены для теплоснабжения различных объектов с температурой до 80 0С и используют сбросную теплоту от источников с температурой от 20 до 40 0С. Доля утилизируемой теплоты низкого потенциала доходит до 40 % от тепловой мощности АБТН.
Для тепловой схемы турбины Т-180/210-130 рассматривалась возможность использования двойного эффекта АБТН: дополнительное охлаждение циркуляционной воды после градирни с помощью испарителя и нагрев воды горячего водоснабжения и сетевой воды с помощью абсорбера и конденсатора АБТН. Был выполнен расчет АБТН на тепловую мощность 25 МВт и расчеты тепловой схемы турбоустановки: для летнего периода с отпуском 25 МВт на горячее водоснабжение, для весеннего и осеннего отопительных периодов с тепловыми нагрузками до 100 МВт. Итоговые результаты приведены в таблице 1, где обозначены: QТУ – полный расход тепла на турбоустановку, DО – расход пара в «голову» турбины, DТП – расход пара из отборов турбины на теплоснабжение, d – удельный расход пара, ЭЛ – КПД по производству электроэнергии, bЭЛ –удельный расход топлива на производство электроэнергии.
Таблица 1 – Технико-экономические показатели вариантов с сетевыми подогревателями
Обозначение, единица измерения |
Тепловая нагрузка, МВТ |
|||||||
25 |
50 |
75 |
100 |
|||||
СП |
ТН |
СП |
ТН |
СП |
ТН |
СП |
ТН |
|
QТУ , МВт |
350,9 |
339,8 |
367,6 |
353,7 |
384,4 |
362,1 |
403,9 |
370,4 |
DО , кг/с |
126 |
122 |
132 |
127 |
138 |
130 |
145 |
133 |
DТП , кг/с |
10,6 |
5,9 |
21,2 |
11,9 |
31,8 |
17,8 |
42,5 |
23,8 |
d, кг/кВт.ч |
2,52 |
2,44 |
2,64 |
2,54 |
2,76 |
2,6 |
2,9 |
2,66 |
ЭЛ, - |
0,498 |
0,515 |
0,511 |
0,534 |
0,525 |
0,566 |
0,535 |
0,601 |
bЭЛ, г/кВт.ч |
246,9 |
238,5 |
240,5 |
230,1 |
234,2 |
217,4 |
229,9 |
204,7 |
(СП) и с тепловыми насосами (ТН)
Результаты показывают, что применение АБТН по сравнению с традиционными сетевыми подогревателями в зависимости от тепловой нагрузки повышает КПД по производству электроэнергии на 3,5 – 12,3 % относительных. Эффект от охлаждения циркуляционной воды получился менее значительным, чем от нагрева сетевой воды. Так, из-за больших расходов циркуляционной воды (22000 м3/ч), она дополнительно охлаждается с помощью АБТН при тепловой нагрузке 25 МВт лишь на 0,5 0С с выработкой дополнительных 0,29 МВт, а при нагрузке 100 МВт на 2,0 0С с дополнительными 1,18 МВт.
Следует отметить, что АБТН по габаритам существенно проигрываю компрессорным тепловым насосам. Отчасти эта проблема решается объединением аппаратов, работающих при одинаковом давлении, т.е. генератора с конденсатором, а испарителя с абсорбером.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Байбаков, С.А. Оценка эффективности применения компрессорных тепловых насосов в схемах теплофикационных установок турбин // Энергетик. – 2013. - №10. - С. 17-24.
2. Абсорбционные бромистолитиевые тепловые насосы. URL: http: // www. teplosibmash.ru/catalog/id/7/ (дата обращения: 06.05.2015).