Научная статья на тему 'Технико-экономическая эффективность использования тепловых насосов на ТЭЦ'

Технико-экономическая эффективность использования тепловых насосов на ТЭЦ Текст научной статьи по специальности «Энергетика»

1062
197
Поделиться
Ключевые слова
тепловые насосы на тэц. чистый дисконтированный доход при использовании тну

Текст научной работы на тему «Технико-экономическая эффективность использования тепловых насосов на ТЭЦ»

CONTRIBUTII PRIVIND UTILIZAREA POMPELOR DE CALDURA LA CET

9

Juravleov A.A., §it M.L., Zubatii A.L.,Poponova O.B., §it B.M., Timcenco D.V.

Rezumat

Lucrarea este distinata eficientei tehnico-economice a utilizarii pompelor de caldura la CET. Sunt prezentate rapoartele dintre termenul de recuperare simplu §i venitul net actualizat §i dintre tarifele la energie electrica §i pretul unui kWt al instalatiei cu pompa de caldura. Cuvinte cheie: Instalatii cu pompele de caldura la CET, Venitul net actualizat .

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕПЛОВЫХ НАСОСОВ НА ТЭЦ Журавлев А.А., Шит М.Л., Зубатый А.Л., Попонова О.Б., Шит Б.М.,

Тимченко Д.В.

Аннотация

Работа посвящена определению технико-экономической эффективности применения тепловых насосов на ТЭЦ. Приведены зависимости простого срока окупаемости и чистого дисконтированного дохода от цен за 1 кВт ТНУ и тарифов на электроэнергию. Ключевые слова. Тепловые насосы на ТЭЦ. Чистый дисконтированный доход при использовании ТНУ.

EFFICIENCY OF THE USE OF HEAT PUMPS ON THE CHP PLANTS Juravliov A.A., Sit M.L., Zubatii A.L., Poponova Olga, Sit B.M., Timcenco D.V.

Abstract.

The calculation of heat pumps utilization efficiency on the CHP plants is discussed in this article. Dependencies of the pay-back period and NPV of heat pump from 1kWt “heat pump” price and energy costs are shown.

Key words. Heat pumps, efficiency of heat pumps.

Тепловые насосы являются в настоящее время приоритетным объектом исследований и разработок с целью энергосбережения.

Как известно, см., например, [6], недогрузка ТЭЦ по теплу фактически «запирает» большое количество электроэнергии, которое не может быть выработано в связи с отсутствием тепловой нагрузки.

Так в неотопительный период на ТЭЦ-2 в г. Кишиневе работает один блок с номинальной мощностью 80 МВт электрической и 200 МВт (172 Гкал/час) тепловой энергии. В связи с тем, что летом нагрузка по теплу для ГВС по городу составляет около 70 МВт (~60 Гкал/час), то блок не может развивать номинальную мощность и его располагаемая мощность летом около 50 МВт. Но, чтобы выдать такую мощность, приходится тратить топливо и на выработку более чем 120 МВт (—103 Гкал/час) тепловой мощности, которая частично используется для ГВС, собственные нужды станции и частично теряется в окружающую среду. Коэффициент использования топлива значительно снижается в межсезонный период. Термодинамический анализ паросилового цикла турбины показал, что можно увеличить количество выдаваемой электроэнергии за счет снижения давления в конденсаторе путем снижения температуры в системе водяного охлаждения после башенной градирни. Этого можно достигнуть путем подключения теплового насоса (ТН), который будет работать за счет отбираемого пара с теплофикационного или промышленного отбора турбины,

используемого только в отопительный период при необходимости снятия пиковых нагрузок по отоплению. ТН при этом вырабатывает, с коэффициентом преобразования 1,3-1,4, холод и тепло, которые, соответственно, используются для снижения давления конденсации и выработки дополнительной электроэнергии и на собственные нужды станции. При этом, если отобрать с теплофикационного отбора турбины 20 МВт тепловой энергии с паром для работы ТН, то можно получить 26-28 МВт тепла и холода. Это позволит несколько увеличить выработку электроэнергии, а полученную часть тепла вернуть на собственные нужды ТЭЦ, например, на подогрев подпиточной воды, снизив, таким образом, расход топлива на котел, а также увеличить выработку электроэнергии на тепловом потреблении. На рис.1 приведена структурная схема включения теплового насоса в технологическую схему ТЭЦ.

На рисунке: ИТН - испаритель теплового насоса; КТН - конденсатор теплового насоса.

Зададимся теплотой сгорания условного топлива 0^н = 29,ЗЗМДжI кг . Рассмотрим уравнение энергетической характеристики турбины ПТ-80/100 - 130/13 [18] где,

(2тинв — расход теплоты на турбину, МВт,

(2р,0т - тепловые нагрузки П и Т отборов турбины, МВт.

рт — давление в отопительном отборе (при наличии двух отопительных отборов - в верхнем отопительном отборе), МПа,

Ыт -электрическая мощность, развиваемая на тепловом потреблении, МВт,

N - номинальная мощность турбин, МВт;

Рис. 1. Структурная схема включения теплового насоса в технологическую схему

ТЭЦ.

0^=16,3 + 1,98#-О,965#г+&,+0я;

(3.1.1)

/ \ 0,34

0,5420, ^

(10Рт) ’

(3.1.2)

1і1

\Рп;

-(11,6-0,02170, );

Определим разность в выработке электрической энергии, теплофикационную мощность и расход теплоты на турбину при различных тепловых нагрузках на отборах.

При включении в работу ТНУ расход пара на турбину и теплофикационная выработка вырастут соответственно на величины:

^От — 0Т1 — 0Т о,

(¡Ы = Ш -Ы ) = —^Яп_________________________________0,544^0 0211(0 -О V

и1УТиКВ \1УТ 1 1УТ О) ҐЛГ\ \0 14 /1/л \0 14 5 0 Й1/’

(10Рто) ’ (Ю^го) ’

^Отикв - -0,965ІУГ1 +0,965^0 + 1,0217(0^ + 0П) --0, 965й&Ушдв +1,О217(0го +2Г1);

(3.1.3)

Расход топлива при этом изменится на величину

А#! = 0.123 • (Ї0ттв / т]к.

(3.1.4)

Исходные данные для расчета: номинальная теплота, отбираемая с

теплофикационных отборов турбины 0ТО = бОМЙ7^, теплота, отбираемая при включении теплового насоса: 0Т1 = %5М1¥1, давления пара в теплофикационных

отборах рто = р,л = 0,011, КПД котла - = 0,9.

На графике, рис.2 приведены зависимости простого срока окупаемости рассмотренной системы (лет) в зависимости от тарифов на электроэнергию в долларах за 1 кВт • час .

Из рассмотрения рис.3. следует, что этот проект является прибыльным при стоимости 1 кВт установленной тепловой мощности ТНУ не более 140 долларов США при тарифе за электроэнергию не более - равно 0,08 доллара/1 кВт. час.

Следует отметить также, что абсорбционные ТНУ на ТЭЦ могут применяться и для утилизации тепла дымовых газов.

чистый дисконтированный доход,NPV Срок окупаемости, лет

стоимость ТНУ в долларах за 1 кВт Рис. 2.

зависимость чистого дисконтированного дохода

Рис3.

Рассмотрена методика определения экономического эффекта от применения тепловых насосов на ТЭЦ.

Применение абсорбционных тепловых насосов на ТЭЦ эффективно при стоимости 1 кВт тепловой мощности ТНУ не более 140 долларов США/ 1 кВт тепловой мощности при тарифе на электрическую энергию не более 0,08 доллара США/1кВт.час.

Литература

1. Овчаренко В.А. Овчаренко А.В. Використання теплових насосів., ХолодМ+Т, 2006,№2,с.34-36.

1. А.П. Бурдуков, Ю.М. Петин «Технология использования геотермального и сбросного тепла предприятиями».к1;1р://’^^^п8р.т/~епег§у/риЬНса1;юп.ёос.

3. Калнинь И.М. Энергосберегающие теплонасосные технологии. http://g-mar.ru/Statyi11.htm.

4. Жидович И.С., Трутаев В.И. Системный подход к оценке эффективности тепловых насосов. http://www.rosteplo.ru/Tech stat/stat shablon.php?id=189&name= 9GnxH2.htm

5. Westermark Matts“Swedish plants with intégration of absorption cooling and flue gas condensation”, ZAE -Sympozium 11-12 december 2006, “Biomasse Polygeneration - die Zukunft” http://www.zae-bayern.de/files/westermark zae-symposium06.pdf.

6. . Галимова Л.В., Попов А.А. Система ТЭЦ - абсорбционная холодильная машина. «Холодильная техника», 1998, №10, с.8...9.

7. Эксергетические расчеты технических систем. Справочное пособие. Под ред. А.А. Долинского и В.М. Бродянского. Киев: Наукова думка, 1991. -360с.

8. Автоматизация управления предприятием. /Баронов В.В. и др.-М.: Инфра-М,2000. -239с.