Научная статья на тему 'Эффективность низкотемпературного теплового двигателя по утилизации теплоты в конденсаторе паровой турбины при давлении пара в 3 кПа'

Эффективность низкотемпературного теплового двигателя по утилизации теплоты в конденсаторе паровой турбины при давлении пара в 3 кПа Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
202
44
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
КОНДЕНСАТОР ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ / УТИЛИЗАЦИЯ ТЕПЛОТЫ / ТЕПЛОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Гафуров А. М., Гафуров Н. М.

Представлена эффективность низкотемпературного теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции на СО2 и C3H8, обеспечивающего утилизацию теплоты в конденсаторе паровой турбины при давлении пара в 3 кПа.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Гафуров А. М., Гафуров Н. М.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Эффективность низкотемпературного теплового двигателя по утилизации теплоты в конденсаторе паровой турбины при давлении пара в 3 кПа»

отнести относительно небольшие затраты на строительство таких систем, легкость управления процессом и повсеместное распространение теплоаккумулирующей среды.

Для расчета грунтового аккумулирования в инженерной практике используется методика расчета вертикального грунтового теплообменника, основания на решения задачи линейного источника с постоянной линейной плотностью теплового потока [2, с. 143-146]. Аналитическое решение находится в виде бесконечного ряда и сопряжено с большим количеством ограничений.

Таким образом, при выборе метода создания аккумулятора предпочтительней природные аккумуляторы. Наиболее доступным и -повсеместно распространенным является естественный грунтовой массив. Список использованной литературы:

1. Амерханов Р.А. Теплоаккумуляционная и теплонасосная система теплоснабжения на основе возобновляемых источников энергии [Текст] / Р.А. Амерханов, К.А. Гарькавый // Альтернативная энергетика и экология. - 2011. - № 3. - С. 41-43.

2. Амерханов Р.А. Тепломассоперенос в породе подземного аккумулятора теплоты [Текст] / Р.А. Амерханов, К.А. Гарькавый // Альтернативная энергетика и экология. - 2011. -№ 9. - С. 143-146.

© К.А. Гарькавый , 2016

УДК 62-176.2

А.М. Гафуров

инженер кафедры «Котельные установки и парогенераторы» Казанский государственный энергетический университет

Н.М. Гафуров

студент 3 курса факультета энергонасыщенных материалов и изделий (ФЭМИ) Казанский национальный исследовательский технологический университет

Г. Казань, Российская Федерация

ЭФФЕКТИВНОСТЬ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО ТЕПЛОВОГО ДВИГАТЕЛЯ ПО УТИЛИЗАЦИИ ТЕПЛОТЫ В КОНДЕНСАТОРЕ ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ ПРИ ДАВЛЕНИИ ПАРА В 3 кПа

Аннотация

Представлена эффективность низкотемпературного теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции на СО2 и С3Н8, обеспечивающего утилизацию теплоты в конденсаторе паровой турбины при давлении пара в 3 кПа.

Ключевые слова

Конденсатор паровой турбины, утилизация теплоты, тепловой двигатель

В конденсаторе паровой турбины поддерживается низкое давление пара равное 3 кПа, что соответствует температуре насыщения в 24,08°С. Для осуществления процесса утилизации низкопотенциальной теплоты с помощью низкотемпературного теплового двигателя, необходимо иметь достаточный температурный перепад между теплотой в конденсаторе паровой турбины и окружающей средой. В зимний период времени конденсатор паровой турбины является источником низкопотенциальной теплоты с температурой в 24,08°С, а окружающая среда - прямой источник холода с температурой до минус 50°С. Имеющийся теплоперепад можно сработать с помощью низкотемпературного теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции на СО2 и С3Н8 [1].

Замкнутый контур циркуляции низкотемпературного теплового двигателя содержит последовательно соединенные конденсатный насос, конденсатор паровой турбины, турбодетандер с электрогенератором и теплообменник-конденсатор аппарата воздушного охлаждения. Причем охлаждение низкокипящего рабочего газа СО2 и С3Н8 осуществляют наружным воздухом окружающей среды в зимний период времени [2].

Низкотемпературный тепловой двигатель работает следующим образом, сжиженный газ СО2 (или СзИв) сжимают в конденсатном насосе, нагревают и испаряют в конденсаторе паровой турбины при температуре 24°С, расширяют в турбодетандере теплового двигателя и конденсируют в теплообменнике -конденсаторе воздушного охлаждения при температуре от 0°С до минус 50°С.

На рис. 1, 2 представлены графики по выработке (потреблению) полезной электрической мощности и эксергетической эффективности для низкотемпературного теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции на СО2 (линия —•—) и С3Н8 (линия —▲—) в зависимости от температуры наружного воздуха и при расходе пара в конденсаторе в 1 кг/с.

Рисунок 1 - При давлении в конденсаторе паровой турбины равной 3 кПа.

Рисунок 2 - При давлении в конденсаторе паровой турбины равной 3 кПа.

Эксергетическая эффективность низкотемпературного теплового двигателя варьируется от 3% до 10% в температурном диапазоне окружающей среды от 258,15К (-15°С) до 223,15К (-50°С). К примеру, для паровой турбины К-220-44 с расходом пара в конденсаторе 200 кг/с дополнительная выработка электроэнергии с помощью низкотемпературного теплового двигателя составит до 9 МВт и позволит экономить до 2,85 т.у.т./час в зимний период времени. Список использованной литературы:

1. Гафуров А.М., Гафуров Н.М. Перспективы утилизации тепловых отходов на тепловых электрических станциях в зимний период. // Инновационная наука. - 2015. - № 10-1 (10). - С. 53-55.

2. Гафуров А.М., Калимуллина Д.Д. Способ утилизации сбросной теплоты в конденсаторах паровых турбин, охлаждаемых воздушными ресурсами. // Инновационная наука. - 2015. - № 12-2 (12). - С. 29-31.

© Гафуров А.М., Гафуров Н.М., 2016

УДК 62-176.2

А.М. Гафуров

инженер кафедры «Котельные установки и парогенераторы» Казанский государственный энергетический университет

Н.М. Гафуров

студент 3 курса факультета энергонасыщенных материалов и изделий (ФЭМИ) Казанский национальный исследовательский технологический университет

Г. Казань, Российская Федерация

ЭФФЕКТИВНОСТЬ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО ТЕПЛОВОГО ДВИГАТЕЛЯ ПО УТИЛИЗАЦИИ ТЕПЛОТЫ В КОНДЕНСАТОРЕ ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ ПРИ ДАВЛЕНИИ ПАРА В 3,5 кПа

Аннотация

Представлена эффективность низкотемпературного теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции на СО2 и С3Н8, обеспечивающего утилизацию теплоты в конденсаторе паровой турбины при давлении пара в 3,5 кПа.

Ключевые слова

Конденсатор паровой турбины, утилизация теплоты, тепловой двигатель

В конденсаторе паровой турбины поддерживается низкое давление пара равное 3,5 кПа, что соответствует температуре насыщения в 26,67°С. Для осуществления процесса утилизации низкопотенциальной теплоты с помощью низкотемпературного теплового двигателя, необходимо иметь достаточный температурный перепад между теплотой в конденсаторе паровой турбины и окружающей средой. В зимний период времени конденсатор паровой турбины является источником низкопотенциальной теплоты с температурой в 26,67°С, а окружающая среда - прямой источник холода с температурой до минус 50°С. Имеющийся теплоперепад можно сработать с помощью низкотемпературного теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции на СО2 и С3Н8 [1].

Замкнутый контур циркуляции низкотемпературного теплового двигателя содержит последовательно соединенные конденсатный насос, конденсатор паровой турбины, турбодетандер с электрогенератором и теплообменник-конденсатор аппарата воздушного охлаждения. Причем охлаждение низкокипящего рабочего газа СО2 и С3Н8 осуществляют наружным воздухом окружающей среды в зимний период времени [2].

Низкотемпературный тепловой двигатель работает следующим образом, сжиженный газ СО2 (или С3Н8) сжимают в конденсатном насосе, нагревают и испаряют в конденсаторе паровой турбины при

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.