X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Городские системы теплоснабжения являются одними из наиболее крупных потребителей энергии. ТЭЦ и крупные котельные агрегаты потребляют около 20 % топлива.

Для получения теплоты низкого потенциала с температурой 95…100^оС используется высококачественное органическое топливо (природный газ) тепловая энергия которого используется недостаточно эффективно. В настоящее время одним из путей повышения эффективности котельных установок систем теплоснабжения является модернизация котельных установок в когенерационные энергетические агрегаты для выработки теплоты и электроэнергии. Использование новых технологий созданием мини-ТЭЦ позволяет повысить энергетическую эффективность источников теплоснабжения [1, 2].

Использование энергетических установок с низкотемпературным циклом Ренкина обеспечивает глубокое охлаждение продуктов сгорания и конденсацию водяных паров. Установки находят широкое применение в качестве новых технологий утилизации сбросной теплоты различных процессов в промышленности и сельском хозяйстве. КПД энергетических утилизационных установок составляет 0,13–0,17.

Реконструкция отопительных котельных в мини-ТЭЦ с использованием газотурбинных или газопоршневых установок обеспечивает выработку на 1 МВт установленной электрической мощности 1,5–2 МВт теплоты. При этом снижаются затраты на потребление электроэнергии, повышается надёжность систем теплоснабжения, исключая аварийные остановки при сетевом электроснабжении.

Однако, практически отсутствуют единые положения об эффективности тепловых схем энергетических установок с утилизацией низкопотенциальной теплоты в температурном диапазоне уходящих газов до 180–220 ^оС, параметрах рабочего вещества установки [3,4].

В настоящее время разработано оборудование котельных агрегатов: водяные экономайзеры и подогреватели воздуха, поступающие в горелки. Использование систем утилизации обеспечивают повышение КПД котла на 3…5 %. Однако температура уходящих газов остаётся высокой и составляет 120–250 ^оС, что определяет тепловые потери – около 6…8 %. Если от применения водяных экономайзеров достигается положительный эффект, то использование подогревателей воздуха не обеспечивает значительного повышения КПД котла.

Наиболее перспективным направлением является комбинированное использование теплоты уходящих газов – для выработки электроэнергии и теплоты для подогрева воды системы горячего водоснабжения.

Необходимость обоснования и усовершенствования тепловой схемы котельного агрегата с комбинированной энергетической установкой, оптимизации параметров и выбора рабочего вещества установки, является актуальным.

Температура уходящих газов из котельных агрегатов при номинальной нагрузке составляет около 120…130 °С, котлы мощностью менее 0,7 кВт выбрасывают дымовые газы с температурой свыше 200 °С.

Установка в конвективной шахте котлов водяных экономайзеров и воздухонагревателей для ряда котлов не позволяет максимально снизить потери тепла с уходящими газами. При современном уровне эксплуатации котельных температура выбрасываемых газов ограничивается по соображениям возможной конденсации влаги в дымовой трубе. При конденсации резко возрастают коррозионные процессы в связи с высокой агрессивностью конденсата, причем для серосодержащих топлив температура точки росы составляет 120…130 °С [5]. Следовательно, повышение эффективности утилизации теплоты дымовыми газами в значительной степени зависит от технического уровня применяемого оборудования, в частности, применения антикоррозионных материалов.

Решению об установке утилизаторов теплоты должно предшествовать определение возможных потребителей потенциальной теплоты утилизаторов. Для этого предварительно необходимо определить конкретные потоки воды и воздуха, их расходы, температуры, до которых могут быть подогреты теплоносители в утилизаторах.

В качестве потребителей могут рассматриваться котельные, система теплоснабжения и сторонние потребители.

Правильный выбор вида и требуемой производительности утилизатора определяется не установленной мощностью котлоагрегатов, а наличием реальных потребителей утилизируемой теплоты.

Потребителями могут быть: подогрев исходной и химически очищенной воды, подогрев дутьевого воздуха, система горячего водоснабжения, подогрев обратной сетевой воды, технологические нужды предприятий, подогрев воды для систем теплоснабжения тепличных и парниковых хозяйств, открытых и закрытых плавательных бассейнов, мойки улиц и транспортных средств, подогрев воздуха для отопления помещений складов, для тепловых завес и размораживания твердого топлива.

Список использованных источников

Павловский С.В. Энергосбережение. Энергетика. Энергоаудит / Система утилизации теплоты уходящих газов котельных агрегатов. 2014. – Выпуск № 10. – С. 27.

Салова Т.Ю., Громова Н.Ю., Громова Е.А. Термические методы переработки органических отходов. Источники возобновляемой энергии Монография. СПб.: СПбГАУ, 2016. - С.224.

Дикий Н. А Комбинированное производство энергии для преодоления кризиса в энергетике /Дикий Н.А.// Экотехнология и ресурсосбережение. – 2000. – № 1. – С. 13–17.

Карп И. Н. Децентрализованное теплоснабжение зданий и сооружений / Карп И. Н., Мхитарян Н. М.// Экотехнология и ресурсосбережение.– 2000.– № 1. – С. 5–12.

Фаворский О. Н. Мировой опыт и перспективы внедрения парогазовых и газотурбинных технологий в теплоэнергетику России на основе возможностей отечественного энергомашиностроения / Фаворский О. Н., Полищук В. Л., Лившиц И. М., Длугосельский В. И // Теплоэнергетика. – 2007. – № 9. – С. 46–51.

Код для цитирования: Скопировать