Спосіб вироблення теплової та електричної енергії на тес

Номер патенту: 111566

Опубліковано: 10.11.2016

Автор: Файнкіхен Юхим Семенович

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Спосіб вироблення теплової та електричної енергії на ТЕС, що здійснюють в когенераційній установці з використанням паротурбінної установки, яка складається з парового котла, в якому спалюють природний газ і виробляють водяну гостру пару, парової турбіни з електрогенератором, в якому потенціальну енергію пари перетворюють в електричну, абсорбційної термотрансформаторної установки, в якій конденсують відпрацьовану пару і попередньо підігрівають мережну воду системи теплопостачання, пікового теплофікаційного котла, в якому спалюють природний газ, та вироблену теплову енергію передають мережній воді системи теплопостачання для догрівання до необхідної температури, який відрізняється тим, що випарник абсорбційної термотрансформаторної установки встановлюють після турбіни, який є конденсатором турбіни, в якій конденсують відпрацьовану пару, конденсатор і абсорбер абсорбційної термотрансформаторної установки встановлюють перед піковим телофікаційним котлом, які є ступенями підігріву мережної води, де підігрівають воду системи теплопостачання.

Текст

Реферат: Спосіб вироблення теплової та електричної енергії на ТЕС здійснюють в когенераційній установці з використанням паротурбінної установки, яка складається з парового котла, в якому спалюють природний газ і виробляють водяну гостру пару, парової турбіни з електрогенератором, в якому потенціальну енергію пари перетворюють в електричну, абсорбційної термотрансформаторної установки, в якій конденсують відпрацьовану пару і попередньо підігрівають мережну воду системи теплопостачання, пікового теплофікаційного котла, в якому спалюють природний газ, та вироблену теплову енергію передають мережній воді системи теплопостачання для догрівання до необхідної температури. Випарник абсорбційної термотрансформаторної установки встановлюють після турбіни, який є конденсатором турбіни, в якій конденсують відпрацьовану пару, конденсатор і абсорбер абсорбційної термотрансформаторної установки встановлюють перед піковим телофікаційним котлом, які є ступенями підігріву мережної води, де підігрівають воду системи теплопостачання. UA 111566 U (54) СПОСІБ ВИРОБЛЕННЯ ТЕПЛОВОЇ ТА ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ НА ТЕС UA 111566 U UA 111566 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі теплотехніки, до оптимізації вироблення теплової та електричної енергії. При виробленні теплової та електричної енергії на ТЕС значна кількість теплоти скидається в атмосферу. Корисна модель пропонує утилізувати цю скидну теплоту за допомогою абсорбційних бромистолітієвих теплових насосів(АБТН). В склад АБТН входять тепломасообмінні апарати різного призначення, з'єднані контурами для циркуляції хладагенту і абсорбенту. Теплообмінні поверхні апаратів виконані у вигляді горизонтальних труб. Все обладнання машин скомпоновано в єдиний агрегат на опорній рамі, постачається замовникові в зборі в повній заводській готовності. Принцип дії АБТН оснований на здатності розчину - абсорбенту поглинати водяну пару, що мають більш низьку температуру, ніж розчин. Холодоагент - вода кипить під вакуумом на трубному пучку випарника, за рахунок теплоти, що відводиться від циркулюючої в трубках охолоджувальної середовища (джерела низькопотенційної теплоти). Водяна пара поглинається розчином абсорбенту на трубному пучку абсорбера з виділенням теплоти, яка відводиться. Розведений розчин з абсорбера відкачується в генератор, де на кожному розі пучка здійснюється регенерація (випарювання) поглиненої абсорбері водяної пари, за рахунок теплоти, що гріє теплоносій. Сконденсовані водою, що нагрівається, в конденсаторі водяні пари холодоагенту повертаються в випарник, а концентрований розчин - в абсорбер. Як первинне джерело енергії АБТН може використовувати різні види останньої: природний газ, гарячу воду, з температурою t=160 °C. Дана корисна модель буде застосовуватись із газовим обігрівом генератора. В цій сфері були опрацьовані варіанти із парокомпресійними тепловими насосами але їхнє використання на ТЕС для підігріву мережної води, використовуючи як низькопотенціальне тепло оборотну воду, є недоцільним, оскільки спостерігається значне недовироблення електричної енергії, за рахунок того, що парокомпресійна машина має низький коефіцієнт використання первинної енергії. Він сягає близько 1,2-1,3, що значно менше, ніж у абсорбційного 1,6-1,7. Також парокомпресійна машина значно переважає абсорбційну в капітальних затратах. При 700-800$ за кВт потужності вона поступається абсорбційному аналогу з показником в 6-7 разів меншим. Також коефіцієнт перетворення значно знижується при підвищенні температури теплоносія зворотного трубопроводу, що не дає працювати їй весь опалювальний сезон на оптимальну продуктивність, що знижує термін окупності установки (УДК 621.577.4:621.311.22:697.34 "Оцінка можливості використання скидної теплоти водооборотних конденсаційних циклів на основі теплонасосних технологій (на прикладі ТЕЦ-6 м Києва)"). Що не можна сказати про абсорбційну машину, вона підтримує сталий показник трансформації упродовж всього опалювального періоду, оскільки температура теплоносія в зворотному трубопроводі не впливає на її продуктивність. Задача корисної моделі полягає в повній кардинальній зміні способу вироблення теплової та електричної енергії ТЕС. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб вироблення теплової та електричної енергії на ТЕС, що здійснюють в когенераційній установці з використанням паротурбінної установки, яка складається з парового котла, в якому спалюють природний газ і виробляють водяну гостру пару, парової турбіни з електрогенератором, в якому потенціальну енергію пари перетворюють в електричну, абсорбційної термотрансформаторної установки, в якій конденсують відпрацьовану пару і попередньо підігрівають мережну воду системи теплопостачання, пікового теплофікаційного котла, в якому спалюють природний газ, та вироблену теплову енергію передають мережній воді системи теплопостачання для догрівання до необхідної температури, згідно з корисною моделлю, випарник абсорбційної термотрансформаторної установки встановлюють після турбіни, який є конденсатором турбіни, в якій конденсують відпрацьовану пару, конденсатор і абсорбер абсорбційної термотрансформаторної установки встановлюють перед піковим телофікаційним котлом, які є ступенями підігріву мережної води, де підігрівають воду системи теплопостачання. Принципова схема роботи більшості ТЕС, як КЕС (конденсаційна електростанція), так і ТЕЦ (теплоелектроцентраль) полягає в спалюванні природного газу в паровому котлі, виробленні гострої пари, перетворенню потенціальної енергії пари в електричну за допомогою парової турбіни і електрогенератора, конденсуванню відпрацьованої пари в конденсаторі турбіни. Недоліком цього способу є скидання теплоти, яка отримується за рахунок конденсації відпрацьованої пари в атмосферу за рахунок градирно-конденсаторної установки. Також слід зазначити, що температура конденсації є достатньо високою, що погано впливає на потужність турбіни. 1 UA 111566 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Для досягнення задачі корисної моделі замість стандартного конденсатора турбіни ми встановлюємо випарник абсорбційного теплового насоса, де і буде конденсуватись відпрацьований пар після турбіни, також ця пара буде слугувати як низькопотенціальна теплоти для термотрансформації. У випарнику теплового насоса ми забезпечуємо температуру конденсації пари менше, ніж в конденсаторі, що приводить до збільшення вироблення електроенергії за рахунок зростання різниці тисків, або, відповідно, зниження витрати газу на паровий котел. Також в теплонасосній установці ми нагріваємо мережну воду від 55 до 70 градусів, це дозволить знизити навантаження на пікові водогрійні котли та покращити енергетичні та екологічні показники стації. Схема вироблення теплової та електричної енергії дозволяє відмовитись від градирні, що дає також економію води, якою живиться градирня, та також відмови від насосів, які забезпечують циркуляцію оборотної води, а це - чимала витрата електроенергії. Наприклад для ТЕЦ-6 в м. Києві циркуляцію оборотної води через конденсатор забезпечують 2 спарених насоси загальною потужністю 3.4 МВт, що складає 1,4 % загальної потужності турбіни, що 3 рівносильно економії газу на промисловому котлі в 1000 м /год. при тій самій кількості виробленої електроенергії. Економія води, якою живиться градирня незначна, в порівняні із іншими місцями, але сам факт, що не треба виділяти величезні площі на градирню, є також безумовним плюсом. На схемі зображено 1- паровий промисловий котел, 2- гостра пара, 3 - турбіна, 4електрогенератор, 5-вакуумована пара, 6-АБТН, 7- конденсаторний насос. Якщо йдеться про реконструкцію конденсаційної електростанції (КЕС), де виробляється лише електроенергія, і питання стоїть в підвищенні її енергоефективності, то перевага надається встановлені абсорбційній термотрансформаторній установці, ніж встановлені теплофікаційній, оскільки в співвідношенні капітальних та експлуатаційних затрат вигідніше є безумовно перший варіант, оскільки вартість теплофікації складає близько 250$ за кВт. При наявності термотрансформаторної установки, робота відборів погіршується через несумісність температурних графіків. Таким чином, встановлюючи абсорбційну термотрансформаторну установку, ми отримуємо такі результати: 1). Економія палива на нагрів мережної води на 35 % за рахунок коефіцієнта трансформації відносно первинного палива - 1,7. 2). Економія палива на паровому котлі або підвищення кількості виробленої електроенергії за рахунок зменшення температури конденсації пари в випарнику АБТН. Зменшення температури конденсації пари на 1 градус приводить до збільшення потужності турбіни на 0,5 %, або відповідно зменшення витрати газу на котел на 0,5 %. 3. Економія живильної води на градирню. 4. Економія електроенергії, якою живляться циркуляційні насоси оборотного водопостачання. На прикладі ТЕЦ-6 було розглянуто дану можливість. Витрата мережної води складає 7000 т/год. Витрата пари на конденсатор складає 80 т/год. Після дослідження встановлення 3 абсорбційної теплонасосної установки економія палива склала близько 11000 м /год., а терміни окупності не перевищують один-два роки, що для теплонасосної техніки є досить привабливо. Для того щоб підібрати абсорбційну теплонасосну установку на парову турбіну необхідно користуватись наступною методикою: 1. Витрата відпрацьованої пари на турбіну - Gп, кг/с. 2. Кількість теплоти, яка виділяється при конденсації пари - Qп, кВт Qп=Gп*L, кВт, де L - теплота конденсації пари, складає 2260 кДж/кг. 3. За технічними характеристиками виробника абсорбційного теплового насоса (АБТН) вибираємо холодопродуктивність даної машини - Qx, кВт. 4. Маючи холодильну потужність та загальну кількість теплоти конденсації, знаходимо кількість машин теплонасосної установки N-одиниць. N=Qп/Qx, одиниць. 5. Після того як знайшли кількість машин, з яких буде складатись абсорбційна термотрансформаторна установка, необхідно розрахувати цикл абсорбційного теплового насоса з газовим обігрівом генератора за відомими методиками. Задатись температурою абсорбції, виходячи з температури конденсації пари; розрахувати теплопродуктивність однієї машини; знайти витрату газу, яка буде споживатись генератором АБТН. 2 UA 111566 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 Спосіб вироблення теплової та електричної енергії на ТЕС, що здійснюють в когенераційній установці з використанням паротурбінної установки, яка складається з парового котла, в якому спалюють природний газ і виробляють водяну гостру пару, парової турбіни з електрогенератором, в якому потенціальну енергію пари перетворюють в електричну, абсорбційної термотрансформаторної установки, в якій конденсують відпрацьовану пару і попередньо підігрівають мережну воду системи теплопостачання, пікового теплофікаційного котла, в якому спалюють природний газ, та вироблену теплову енергію передають мережній воді системи теплопостачання для догрівання до необхідної температури, який відрізняється тим, що випарник абсорбційної термотрансформаторної установки встановлюють після турбіни, який є конденсатором турбіни, в якій конденсують відпрацьовану пару, конденсатор і абсорбер абсорбційної термотрансформаторної установки встановлюють перед піковим телофікаційним котлом, які є ступенями підігріву мережної води, де підігрівають воду системи теплопостачання. Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3

Дивитися

Додаткова інформація

МПК / Мітки

МПК: F01K 17/00, F24D 1/02, F01K 21/00

Мітки: вироблення, електричної, енергії, теплової, тес, спосіб

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/5-111566-sposib-viroblennya-teplovo-ta-elektrichno-energi-na-tes.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб вироблення теплової та електричної енергії на тес</a>

Подібні патенти