CC BY
4
Гафуров А.М.
инженер кафедры «Энергетическое машиностроение» ФГБОУВО «КГЭУ». Россия, г. Казань
Гафуров Н.М. студент
4 курс, факультет «Энергонасыщенных материалов и изделий»
ФГБОУ ВО «КНИТУ». Россия, г. Казань
Гатина Р.З. студент
4 курс, факультет «Энергонасыщенных материалов и изделий»
ФГБОУ ВО «КНИТУ». Россия, г. Казань СПОСОБ РАБОТЫ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО ТЕПЛОВОГО ДВИГАТЕЛЯ НА СЖИЖЖЕННОМ ГАЗЕ СО2 С КОМБИНИРОВАННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ В статье рассматривается способ работы низкотемпературного теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции на сжиженном углекислом газе, обеспечивающего утилизацию тепловых отходов с температурой ниже 80°С. Предлагается комбинированная система охлаждения и сжижения влажного отработавшего газа СО2.
Ключевые слова: утилизация тепловых отходов, низкотемпературный тепловой двигатель, сжиженный углекислый газ.
MODE OF WORK OF THE LOW-TEMPERATURE HEAT ENGINE ON СО2 LIQUEFIED GAS WITH THE COMBINED COOLING Gafurov A.M., Gafurov N.M., Gatina R.Z.
In the article the method of operation of the low-temperature heat engine with closed-loop circulation of the liquefied carbon dioxide gas providing utilization of thermal waste with a temperature below 80°C. The combined system of cooling and liquefying СО2 wet exhaust gas is offered.
Keywords: utilization of thermal waste, low-temperature heat engine, liquefied carbon dioxide gas.
Наиболее крупные проблемы теплового загрязнения связаны с промышленными предприятиями. Большая часть энергии топлива, которая не может быть превращена в полезную работу, теряется в виде тепловой энергии. На сегодняшний день сбросная низкопотенциальная теплота промышленных предприятий с температурой ниже 80°С является не востребованной. Наиболее простым способом избавления от этой теплоты является выброс его в окружающую среду. Зачастую сброс тепловых отходов в водоемы может приводить к изменениям биотического компонента экосистемы. Поэтому возможность эффективного использования промышленных отходов с температурой ниже 80°С, является важной научно-технической задачей [1].
В настоящее время утилизация низкопотенциальной теплоты производится в основном в геотермальной энергетики, где в энергетических
установках реализуется органический цикл Ренкина (ОЦР) с применением низкокипящих рабочих тел (НРТ), в качестве которых применяются различные углеводороды. Однако возможная область применения таких установок с НРТ значительно шире.
Подобно тому, как тепловые отходы промышленных предприятий являются прямым источником низкопотенциальной теплоты с температурой ниже 80°С, окружающая среда - прямой источник холода с температурой до минус 55°С. Термодинамическая система теплового двигателя на низкокипящих рабочих телах может производить работу только при отсутствии равновесия между ее термодинамической системой и окружающей средой. При этом фактическая работа теплового двигателя, отдаваемая потребителю, сопоставляется с максимальным количеством работы, которую можно получить от термодинамической системы за счет ее внутренней энергии и подведенной к ней первичной тепловой энергии.
Предлагается способ утилизации тепловых отходов промышленных предприятий с температурой ниже 80°С для выработки электроэнергии с помощью низкотемпературного теплового двигателя (НТД) с замкнутым контуром циркуляции на сжиженном углекислом газе СО2 (рис. 1) [2].
Рисунок 1 - Принципиальная схема НТД с замкнутым контуром циркуляции на сжиженном газе СО2 для утилизации тепловых отходов.
Весь процесс начинается со сжатия в насосе НТД (рис. 1) сжиженного газа СО2, который направляют на нагрев и испарение в теплообменник-испаритель, куда поступают тепловые отходы промышленных предприятий.
Температура кипения сжиженного газа СО2 сравнительна низка при температуре от 19,11°С до 30,04°С и давлении от 5,61 МПа до 7,22 МПа, поэтому в теплообменнике-испарителе сжиженный газ СО2 быстро испаряется и переходит в газообразное состояние, после чего, имея температуру перегретого газа, его направляют на расширение в турбодетандер НТД [3].
В турбодетандере НТД происходит расширение газообразного газа СО2 до температуры насыщения с влажностью не превышающей 12%. Мощность турбодетандера передается соединенному на одном валу электрогенератору. На выходе из турбодетандера газообразный газ СО2 направляют на сжижение в комбинированный теплообменник-конденсатор системы водяного и воздушного охлаждения НТД, который позволяет как последовательно, так и параллельно охлаждать и сжижать углекислый газ.
При последовательном охлаждении температуру углекислого газа снижают вначале в конденсаторе водяного охлаждения, а затем его сжижают в конденсаторе воздушного охлаждения (в зимний период). При параллельном охлаждении углекислый газ разделяют на два потока: первый поток охлаждается и сжижается в конденсаторе водяного охлаждения, а второй поток в конденсаторе воздушного охлаждения, и в процессе смешения двух выходных потоков возможно регулирование температуры сжиженного углекислого газа. Причем применение воздуха в качестве теплоотводящей среды конденсатора позволяет резко сократить расходы воды и улучшить экологический баланс естественных водоемов. В сжиженном состоянии газ СО2 направляют для сжатия в насос НТД. Далее ОЦР на основе низкокипящего рабочего тела повторяется.
В зимний период времени минимально допустимая температура охлаждающей воды составляет примерно 5°С, что в свою очередь ограничивает потенциал для использования теплоперепада в НТД с замкнутым контуром циркуляции на сжиженном газе СО2. При этом происходит значительное уменьшение тепловых выбросов в окружающую среду, так как температура сбрасываемой воды незначительно отличается от температуры воды в водоеме, что не приводит к изменению биотического компонента экосистемы [4].
Комбинированная система охлаждения и сжижения углекислого газа позволяет обеспечить дополнительную выработку электроэнергии НТД при минимально допустимых температурных перепадах (разницах температур) между источником сбросной теплоты и окружающей среды равной в 28°С для водяного охлаждения и 39°С для воздушного охлаждения. Поэтому эффективность комбинированной системы охлаждения зависит от времени года и температурного потенциала.
Использованные источники: 1. Калимуллина Д.Д., Гафуров А.М. Новые системы охлаждения конденсаторов паровых турбин ТЭС. // Инновационная наука. - 2016. - № 33. - С. 100-101.
2. Гафуров А.М. Способ преобразования сбросной низкопотенциальной теплоты ТЭС. // Вестник Казанского государственного энергетического университета. - 2015. - №4 (28). - С. 28-32.
3. Гафуров А.М. Использование сбросной низкопотенциальной теплоты для повышения экономической эффективности ТЭС в зимний период времени. // Энергетика Татарстана. - 2014. - № 3-4 (35-36). - С. 69-76.
4. Гафуров А.М. Утилизация сбросной низкопотенциальной теплоты ТЭС в зимний период времени для дополнительной выработки электроэнергии. // Энергетика Татарстана. - 2014. - № 2 (34). - С. 21-25.
Герасимова Е.Б., доктор экономических наук
профессор
департамент Учета, анализа и аудита ФГОБУВО «Финансовый университет при Правительстве
Российской Федерации» МЕТОДОЛОГИЯ БИЗНЕС-АНАЛИЗА В УСЛОВИЯХ ТУРБУЛЕНТНОСТИ
Аннотация
В статье рассматриваются методологические основы современного направления анализа и контроля над качеством деятельности организации -бизнес-анализа. Рассматриваются научно-практические основы бизнес-анализа в России. Определены цели, задачи и содержание бизнес-анализа.
Ключевые слова и фразы: бизнес-анализ, системный подход, процессный подход, турбулентная среда, самоорганизация, резервы
Elena Borisovna Gerasimova, Doctor of Science (Economics), professor, Department of Accounting, analysis, Auditing, Financial University under the
Government of the Russian Federation
Abstract
Article discovers methodological basics of modern analytic and control systems of quality of business performance - business-analysis. Discusses the scientific-practical foundations of business analysis in Russia. The author determines aims, objectives and the contents of the business analysis.
Key words and phrases: business-analysis, system approach, turbulent environment, self-organization, reserves (working balances)
Развитие капиталистической экономики в последние два десятилетия XX века происходило экстенсивным путем с опорой на освоение новых территорий - бывшего СССР и стран Восточной Европы, далее стран азиатско-тихоокеанского региона. В настоящее время резервы экстенсивного роста исчерпаны, а интенсификация связана с решением существенных проблем. По мнению современных социологов и футурологов наиболее остро перед человечеством стоят проблемы экологической безопасности, ресурсообеспечения, преодоления разнообразных разрывов между
