Теплоелектроцентраль

Реферат: Теплоелектроцентраль, зокрема для виробництва теплової та електричної енергії, складається окрім всього із газопоршневого або дизельного генератора, контуру підігріву мережної води, в тому числі за рахунок відбору теплової енергії від високотемпературних блоків газопоршневого або дизельного генератора, контуру охолоджування низькотемпературних блоків газопоршневого або дизельного генератора, причому до складу включено тепловий насос, в якому випарник підключено до контуру охолоджування низькотемпературних блоків газопоршневого або дизельного генератора, а конденсатор підключено до контуру підігріву мережної води, тепловий насос підключено до виходу генератора. UA 89349 U (54) ТЕПЛОЕЛЕКТРОЦЕНТРАЛЬ UA 89349 U UA 89349 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі теплоенергетики, де теплоелектроцентраль використовується для виробництва та постачання теплової і електричної енергії споживачам. Корисна модель може бути застосована у комунальному господарстві. Аналогами теплоелектроцентралі, що заявляється, є теплоелектроцентраль на основі когенераційних установок, які використовуються для виробництва та постачання теплової і електричної енергії споживачам, які складаються із газопоршневого або дизельного генератора, контуру підігріву мережної води, в тому числі за рахунок відбору теплової енергії від високотемпературних блоків газопоршневого або дизельного генератора, контуру охолоджування низькотемпературних блоків газопоршневого або дизельного генератора, Фіг. 1, когенераційна установка на базі агрегату KG фірми Kavasaki [1], Фіг. 2, когенераційна установка на базі агрегату V35/44G фірми MAN [2] Недоліком аналогів є низький коефіцієнт використання палива. За прототип Фіг. 1 прийнята теплоелектроцентраль на основі когенераційної установки типу KG фірми Kavasaki [1], що складається із газопоршневого або дизельного генератора 1, контуру підігріву мережної води 13, в якому мережна вода підігрівається за рахунок відбору теплової енергії від котла утилізатора 4, економайзера 5 та високотемпературних блоків газопоршневого або дизельного генератора, а саме теплообмінник 6 контуру підігріву мережної води 13 та контуру охолоджування 10 високотемпературного блока циліндрів газопоршневого або дизельного генератора 1 і охолоджувача першого ступеня стиснутого наддувочного повітря 2, а також резервного охолоджувача 7 високотемпературного контуру охолоджування 10, контуру 12 охолоджування низькотемпературних блоків газопоршневого або дизельного генератора, а саме охолоджувача другого ступеня стиснутого наддувочного повітря 3, теплообмінного пристрою 8 контуру охолодження масла 11, та самого охолоджувача 9. Недоліком прототипу є те, що прототип не в змозі використати низькотемпературну теплову енергію масла і охолоджувача другого ступеня стиснутого наддувочного повітря при температурі зворотної мережної води більше 70 градусів Цельсію. Кількість теплової енергії, що не може використана прототипом, досягає до 20 % від всій теплової енергії, яка відходить при роботі газопоршневого або дизельного генератора. Цей недолік не дає можливості досягнути максимально можливого значення коефіцієнта використання палива. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення коефіцієнта використання палива теплоелектроцентралі за рахунок підвищення температури теплової енергії, яка відходить від контуру 12, охолоджування низькотемпературних блоків газопоршневого або дизельного генератора, а саме охолоджувача другого ступеня стиснутого наддувочного повітря 3 і теплообмінного пристрою 8 контуру охолодження масла 11 до температури, вище температури зворотної води теплової мережі шляхом паралельного включення теплового насоса до охолоджувача 9 (або замість охолоджувача) та використання цієї енергії для підвищення температури мережевої води. Суть корисної моделі в теплоелектроцентралі Фіг. 3, що складається із газопоршневого або дизельного генератора 1, контуру підігріву мережної води 13, в якому мережна вода підігрівається за рахунок відбору теплової енергії від котла утилізатора 4, економайзера 5, а також високотемпературних блоків газопоршневого або дизельного генератора, а саме підігрівача 6 контуру мережної води - охолоджувача високотемпературного контуру 10, охолоджування блока циліндрів газопоршневого або дизельного генератора 1 і охолоджувача першого ступеня стиснутого наддувочного повітря 2, а також резервного охолоджувача 7 високотемпературного контуру охолоджування 10, контуру охолоджування 12 низькотемпературних блоків газопоршневого або дизельного генератора, а саме охолоджувача другого ступеня стиснутого наддувочного повітря 3, теплообмінного пристрою 8 охолодження контуру охолодження масла 11, охолоджування яких забезпечує охолоджувач 9, яка відрізняється тим, що до складу включено тепловий насос 14, в який вхід випарника 15 через триходовий клапан-регулятор підключено до виходу теплообмінних пристроїв контуру для охолоджування низькотемпературних блоків, вихід випарника 15 підключено до входу теплообмінних пристроїв контуру для охолоджування низькотемпературних блоків, а вхід конденсатора 16 підключено до контуру підігріву мережної води 13, та вихід конденсатора 16 через триходовий клапан-регулятор підключено до входу котла утилізатора 4, тепловий насос 14 підключено до електричного генератора 1 кабелем живлення 17. Це дозволяє перетворити низькотемпературну енергію масла газопоршневого або дизельного генератора 8 і охолоджувача другого ступеня стиснутого наддувочного повітря 3 в високотемпературну енергію, достатню для підігріву води теплової мережі при температурі зворотної води більше 70 град. 1 UA 89349 U 5 10 Порівняльний аналіз технічного рішення із прототипом показує, що воно відрізняється тим, що в теплоелектроцентраль включений тепловий насос, який робить можливим використання низькотемпературної енергії масла газопоршневого або дизельного генератора 8 і охолоджувача другого ступеня стиснутого наддувочного повітря 3, для підігріву води теплової мережі. Таким чином, технічне рішення теплоелектроцентралі, що заявляється, відповідає критерію "новизна". Підвищення коефіцієнта використання палива в пропонованій теплоелектроцентралі виникає наступним чином. При роботі теплового насоса, витрачаючи одну одиницю електричної енергії, отримуємо більш чотирьох одиниць теплової енергії. Таким чином, в загальному отримуємо додатково більш трьох одиниць додаткової корисної енергії. Розглянемо підвищення коефіцієнта використання палива на прикладі розробки теплоелектроцентралі на основі когенераційної установки фірми Кавасакі. 15 Прототип 7800 Електрична потужність генератора Теплова потужність котла утилізатора, кВт Теплова потужність високотемпературного контуру охолоджування блока циліндрів двигуна та охолоджувача першого ступеня стиснутого наддувочного повітря, кВт Теплова потужність низькотемпературного контуру охолоджування масла газопоршневого або дизельного двигуна і охолоджувача другого ступеня стиснутого наддувочного повітря, кВт Корисна модель 7800 3730 3730 1985 1985 1490 1490 Теплова потужність теплового насоса, кВт Споживання електричної потужності тепловим насосом, кВт 1987 497 Загальна корисна теплова потужність, кВт Загальна корисна електрична потужність, кВт 7702 7303 Загальна корисна потужність, кВт Потужність спожитого палива, кВт 13515 16250 15005 16250 Коефіцієнт використання палива (КИТ) 20 5715 7800 0,837 0,923 Джерела інформації: 1. "Техническое описание Газопоршневая энергетическая установка KG-18(V)- 50Гц", Техническое предложение НПО "Привод", официального представителя фирмы Kawasaki. 2. www.mandieselturbo.ru /Электростанции: Продукция и услуги. Программа, 2012 г. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 Теплоелектроцентраль, зокрема для виробництва теплової та електричної енергії, яка складається окрім всього із газопоршневого або дизельного генератора, контуру підігріву мережної води, в тому числі за рахунок відбору теплової енергії від високотемпературних блоків газопоршневого або дизельного генератора, контуру охолоджування низькотемпературних блоків газопоршневого або дизельного генератора, яка відрізняється тим, що до складу включено тепловий насос, в якому випарник підключено до контуру охолоджування низькотемпературних блоків газопоршневого або дизельного генератора, а конденсатор підключено до контуру підігріву мережної води, тепловий насос підключено до виходу генератора. 2 UA 89349 U 3 UA 89349 U Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4