CC BY
6
проведения работ позволяет обеспечить более высокое качество точности и шероховатости обработанной поверхности, а так же повысить скорость обработки изделий.
Использованные источники:
1. Дерябин, И.П. Методология параметрического проектирования многопереходной обработки круглых отверстий концевыми мерными инструментами [Текст]: автореф. дис. на соиск. учен. степ. д-ра тех. наук (05.02.08) / Дерябин Игорь Петрович; ЮУрГУ. - Челябинск, 2009. - 36 с.
2. Russnab.ru: Инструменты для обработки отверстий (сверла, зенкеры, развертки) [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.russnab.ru/data/pdf/origine.php?lng=ru&pdfdocid=23, свободный.
УДК 62-176.2
Гатина Р.З. студент 4 курса
факультет «Энергонасыщенных материалов и изделий»
ФГБОУ ВО «КНИТУ» Гафуров А.М. инженер I категории УНИР ФГБОУ ВО «КГЭУ» Россия, г. Казань ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ БИНАРНОГО ЦИКЛА В СОСТАВЕ ТЕПЛОФИКАЦИОННОЙ ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ ТИПА ПТ-40/50-8,8/1,3 ПРИ ТЕМПЕРАТУРЕ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ВОДЫ В 28°С
Рассматривается способ работы бинарной энергоустановки в составе теплофикационной паровой турбины типа ПТ-40/50-8,8/1,3 при допустимой температуре охлаждающей воды в 28°С для летнего периода времени.
Ключевые слова: паровая турбина, бинарный цикл, низкокипящее рабочее тело.
Gatina R.Z.
4th year student, faculty of «Energy-intensive materials and products»
«KNRTU» Gafurov A.M.
engineer of the I category «Management of research work»
«KSPEU» Russia, Kazan
IMPLEMENTATION OF A BINARY CYCLE AS A PART OF A EXTRACTION TURBINE PT-40/50-8,8/1,3 AT AN TEMPERATURE OF
THE COOLING WATER IN 28°С
Mode of work of binary power installation as a part of a extraction turbine PT-40/50-8,8/1,3 at an admissible temperature of the cooling water in 28°C for a summer time span is considered.
Keywords: steam turbine, binary cycle, low-boiling working fluid.
Современные теплофикационные паровые турбоагрегаты единичной мощностью до 80 МВт для непосредственного привода электрических генераторов и комбинированной выработки тепловой и электрической энергии используются в схемах с утилизацией теплоты или отходов основного технологического производства. Примером может служить опыт эксплуатации теплоэлектроцентрали Новолипецкого металлургического комбината (НЛМК) в утилизации доменного газа с использованием трех паросиловых блоков, каждый из которых включает в себя энергетический котел, паровую турбину типа ПТ-40/50-8,8/1,3 и электрогенератор [1].
Рассмотрим теплофикационную паровую турбину типа ПТ-40/50-8,8/1,3 (номинальной мощностью 40 МВт и начальными параметрами пара: давление 8,8 МПа и температура 535°С) производства Калужского турбинного завода (входит в состав «Силовые машины»). Данная паровая турбина характеризуется тем, что максимальная электрическая мощность турбоустановки 50 МВт достигается в конденсационном режиме с расходом пара в конденсатор до 40 кг/с при отсутствии производственной и тепловой нагрузки в летний период времени [2].
В конденсаторе паровой турбины типа ПТ-40/50-8,8/1,3 поддерживается низкое давление пара равное 17,85 кПа, что соответствует температуре насыщения в 57,62°С. Процесс конденсации 1 кг пара сопровождается высвобождением скрытой теплоты парообразования (ранее затраченная на испарение) равная примерно 2090 кДж/кг, которая в настоящее время отводиться с помощью охлаждающей воды в окружающую среду. Поглощение тепловой энергии осуществляется путем прямой прокачки пресной озерной или речной воды через теплообменник-конденсатор паровой турбины, и затем возвращение её в естественные водоёмы без предварительного охлаждения. Зачастую это может приводить к уменьшению содержания в воде растворенного кислорода, увеличению развития водной растительности, а в ряде случаев оказывать вредное воздействие на ценные виды холодолюбивых рыб.
Таким образом в летний период времени конденсаторы паровых турбин типа ПТ-40/50-8,8/1,3 являются источниками сбросной низкопотенциальной теплоты с температурой в 57,62°С, а окружающая среда - прямой источник холода с допустимой температурой охлаждающей воды в 28°С. Имеющийся теплоперепад можно сработать с помощью бинарной энергоустановки с замкнутым контуром циркуляции на низкокипящем рабочем теле.
То есть предлагается использование бинарной энергоустановки в составе теплофикационной паровой турбины типа ПТ-40/50-8,8/1,3, где реализуется термодинамический цикл Ренкина на основе парового контура с отводом теплоты в холодном источнике второму контуру на низкокипящем рабочем теле (рис. 1). В качестве низкокипящего рабочего тела для бинарной
энергоустановки в составе паровой турбины типа ПТ-40/50-8,8/1,3 предлагается использовать сжиженный пропан С3Н8 [3].
Бинарный термодинамический цикл представляет собой совокупность двух термодинамических циклов, осуществляемых двумя рабочими телами так, что теплота, отводимая в одном цикле, используется в другом цикле. Перегретый Расход газа С3Н8
регенерации
Рис. 1. Принципиальная схема бинарной энергоустановки в составе теплофикационной паровой турбины типа ПТ-40/50-8,8/1,3 при конденсационном режиме работы (отсутствии производственной и тепловой нагрузки) в летний период времени.
Представленная бинарная энергоустановка (рис. 1) работает следующим образом. Отработавший в паровой турбине влажный пар (3%-10%) при давлении в 17,85 кПа охлаждается и конденсируется на поверхности конденсаторных трубок, внутри которых протекает охлаждающая жидкость. Полученный основной конденсат с помощью конденсатного насоса направляют в систему регенерации. В качестве охлаждающей жидкости используется сжиженный пропан С3Н8, который сжимают в насосе до давления 1,54 МПа и направляют в конденсатор паровой турбины типа ПТ-40/50-8,8/1,3 для охлаждения отработавшего в турбине влажного пара. Конденсация 40 кг/с пара сопровождается выделением скрытой теплоты парообразования равного примерно 83,6 МВт, которая отводится на нагрев и испарение сжиженного газа С3Н8 с расходом в 260 кг/с до температуры перегретого газа в 45,24°С. На выходе из
конденсатора паровой турбины полученный перегретый газ C3H8 направляют в турбодетандер, где в процессе расширения газа происходит снижение его температуры и давления, а мощность на валу турбодетандера передается соединенному на одном валу электрогенератору. После турбодетандера газообразный пропан с температурой в 37,76°С направляют в конденсатор водяного охлаждения, который охлаждается технической водой окружающей среды при допустимой температуре в 28°С для летнего периода времени. В процессе охлаждения газообразного пропана ниже его температуры насыщения происходит процесс интенсивного сжижения, после чего сжиженный газ с температурой в 36°С направляют в насос и цикл повторяется [4, 5].
Известно, что при традиционном способе охлаждения 1 кг пара в конденсаторе паровой турбины требуется прокачивать около 45-60 кг охлаждающей воды с затратами электрической мощности на циркуляционные насосы в среднем 12 кВт. В данном случаи при расходе пара в конденсатор до 40 кг/с затраты электрической мощности на циркуляционные насосы составили бы около 0,48 МВт.
Таким образом, использование бинарной энергоустановки в составе теплофикационной паровой турбины типа ПТ-40/50-8,8/1,3 в летний период времени с допустимым температурным перепадом в 29,62°С обеспечивает экономию расхода электроэнергии на собственные нужды станции (промышленных предприятий) и позволяет дополнительно вырабатывать электроэнергию в 0,266 МВт без использования дополнительного топлива и без увеличения эмиссии вредных веществ.
Использованные источники:
1. Салманов А.А. Утилизационная ТЭЦ Новолипецкого металлургического комбината. // Турбины и дизели. - 2012. - №5. - С. 2-5.
2. Паровые турбины малой и средней мощности производства КТЗ. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://oaoktz.ru/products/steam_turbines/Default.aspx?section_id=232&element_i d=15163.
3. Гафуров А.М., Усков Д.А., Осипов Б.М. Модернизация энергоблока ГТУ-ТЭЦ с применением теплоутилизирующих установок. // Энергетика Татарстана. - 2012. - № 2. - С. 10-16.
4. Патент на изобретение № 2555600 РФ. Способ работы тепловой электрической станции / Гафуров А.М. 10.07.2015 г.
5. Патент на изобретение № 2555597 РФ. Способ работы тепловой электрической станции / Гафуров А.М. 10.07.2015 г.
