Эффективность низкотемпературного теплового двигателя по утилизации теплоты в конденсаторе паровой турбины при давлении пара в 5,5 кПа Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Эксергетическая эффективность низкотемпературного теплового двигателя варьируется от 5% до 23% в температурном диапазоне окружающей среды от 268,15К (-5°С) до 223,15К (-50°С). К примеру, для паровой турбины К-1000-60 с расходом пара в конденсаторе 1340 кг/с дополнительная выработка электроэнергии с помощью низкотемпературного теплового двигателя составит до 124,3 МВт и позволит экономить до 40 т.у.т./час в зимний период времени.

Список использованной литературы:

1. Гафуров А.М., Калимуллина Д.Д. Способ утилизации теплоты в конденсаторах паровых турбин, охлаждаемых водно-воздушными ресурсами. // Инновационная наука. - 2015. - № 12-2 (12). - С. 31-33.

2. Гуреев В.М., Ермаков А.М., Мисбахов Р.Ш., Москаленко Н.И. Численное моделирование кожухотрубного теплообменного аппарата с кольцевыми и полукольцевыми выемками.// Промышленная энергетика. 2014. № 11. С. 13-16.

© А.М. Гафуров, Н.М. Гафуров, 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 5,5 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 5,5 кПа.

Ключевые слова

Конденсатор паровой турбины, утилизация теплоты, тепловой двигатель

В конденсаторе паровой турбины поддерживается низкое давление пара равное 5,5 кПа, что соответствует температуре насыщения в 34,58°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 34,58°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 СзНв) сжимают в конденсатном насосе, нагревают и испаряют в конденсаторе паровой турбины при

температуре 34°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.

1 111

1 IU 1(10 1

с 1 'А ш S 90 ■ £ - И

^ i ~

и « s S м н 60 ■ s £,« 4 fT^i 50 ■ = 2 s к а. и —. <и ч 4(1 . « 5 S Я g н ï 2 г зо ■ il a S о. 3 4 20 ■ 5 « В р 10 ■ я у Ï в о .

- - и о & 1£ 0 S. s -10 ■ га -го ■ in .

,15

-jU 1 223 ,15 228,15 233,15 238,15 243,15 248,15 253,15 258,15 263,15 268,15 273 Температура наружного воздуха, К

Рисунок 1 - При давлении в конденсаторе паровой турбины равной 5,5 кПа.

Рисунок 2 - При давлении в конденсаторе паровой турбины равной 5,5 кПа.

Эксергетическая эффективность низкотемпературного теплового двигателя варьируется от 7% до 25% в температурном диапазоне окружающей среды от 268,15К (-5°С) до 223,15К (-50°С). К примеру, для паровой турбины Т-110/120-130 с расходом пара в конденсаторе 80 кг/с дополнительная выработка электроэнергии с помощью низкотемпературного теплового двигателя составит до 8 МВт и позволит экономить до 1,86 т.у.т./час в зимний период времени.

Список использованной литературы:

1. Гафуров А.М., Калимуллина Д.Д. Способ утилизации теплоты в конденсаторах паровых турбин, охлаждаемых водно-воздушными ресурсами. // Инновационная наука. - 2015. - № 12-2 (12). - С. 31-33.

2. Гуреев В.М., Мисбахов Р.Ш., Ермаков А.М., Москаленко Н.И. Повышение эффективности кожухотрубных теплообменных аппаратов с применением луночных и полукольцевых выемок. // Энергетика Татарстана. - 2014. - № 3-4 (35-36). - С. 61-64.

© 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 6 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 6 кПа.

Ключевые слова

Конденсатор паровой турбины, утилизация теплоты, тепловой двигатель

В конденсаторе паровой турбины поддерживается низкое давление пара равное 6 кПа, что соответствует температуре насыщения в 36,16°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 36,16°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