CC BY
3
сектора, что предполагает усовершенствование политики поддержки и развития малого бизнеса на всех уровнях управления.
Использованные источники: 1.Мукосеев Д. В. Экономическая сущность и критерии определения малого предпринимательства / Д.В. Мукосеев // Научно-практический журнал «Современные научные исследования и инновации». Электронный ресурс. -Режим доступа: http://web.snauka.ru/issues/2012/05/11995 2.Официальный сайт Главного управления статистики в Автономной Республике Крым // [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.sf.ukrstat.gov.ua
3.Федеральный закон от 24 июля 2007 г. № 209-ФЗ «О развитии малого и среднего предпринимательства в Российской Федерации» // Электронный ресурс. - Режим доступа: http://base.garant.m/12154854/#ixzz3Ghzrdy2n 6.
4.Хаирова Э.А. Малый бизнес в экономике Крыма: тенденции развития. / Э.А. Хаирова - Режим доступа: http://dspace.nbuv.gov.ua/bitstream/handle/123456789/94833/45-Khairova.pdf?sequence=1
УДК 62-176.2
Гафуров А.М. инженер I категории УНИР ФГБОУВО «КГЭУ» Зайнуллин Р. Р., к ф. -м. н. старший преподаватель кафедры ПЭС
ФГБОУ ВО «КГЭУ» Россия, г. Казань ВОЗМОЖНОСТИ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ВЫРАБОТКИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В СОСТАВЕ КОНДЕНСАЦИОННОЙ ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ ТИПА К-65-12,8 УТЗ С ПОМОЩЬЮ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО ТЕПЛОВОГО ДВИГАТЕЛЯ НА СО2 Представлены результаты исследования способа работы низкотемпературного теплового двигателя на сжиженном СО2 по выработке электроэнергии в составе конденсационной паровой турбины типа К-65-12,8 УТЗ при температуре окружающей среды до минус 50°С.
Ключевые слова: паровая турбина, низкотемпературный тепловой двигатель, сжиженный углекислый газ.
Gafurov A.M.
engineer of the I category «Management of research work» Zainullin R.R., candidate of physico-mathematical sciences senior lecturer of department «industrial electronics and lighting»
«KSPEU» Russia, Kazan
POSSIBILITIES OF ADDITIONAL ELECTRICITY PRODUCTION AS A PART OF THE CONDENSATION STEAM TURBINE K-65-12,8 UTZ BY MEANS OF THE LOW-TEMPERATURE HEAT ENGINE ON СО2
Results of research of mode of work of the low-temperature heat engine are presented on the liquefied CO2 on electricity production as a part of the condensation steam turbine K-65-12,8 UTZ at ambient temperature to minus 50°C.
Keywords: steam turbine, low-temperature heat engine, liquefied carbon dioxide gas.
В последнее время проводятся исследования и предлагаются решения по утилизации тепловых отходов промышленных предприятий, с возможностью выработки электроэнергии с помощью тепловых двигателей на низкокипящих рабочих телах (НРТ). Большинство применяемых тепловых двигателей на НРТ состоят из нескольких основных элементов -насос, теплообменник-испаритель, турбина, теплообменник-рекуператор (зависит от свойств НРТ) и теплообменник-конденсатор. Несмотря на различия в конструкциях, эти основные элементы образуют основу для эффективной работы и осуществления процессов теплового контура органического цикла Ренкина. В основных элементах происходят характерные изменения свойств НРТ, где эффективность цикла можно вычислить, зная температуру подведенной теплоты от источника и отведенной теплоты из цикла [1, 2].
Главным достоинством НРТ является возможность его адаптации к различным источникам тепловой энергии. За счет варьирования рабочего тела его можно использовать в широком диапазоне температур и давлений.
В настоящее время выработка электроэнергии на тепловых электростанциях (ТЭС) производиться с низкой эффективностью в 40-42% для традиционных паровых турбин и 55-61% для современных парогазотурбинных энергоустановок, в основном это связано с использованием водяного пара в качестве рабочего тела в термодинамическом цикле Ренкина, где имеются существенные потери теплоты в холодном источнике (конденсаторе паровой турбины).
Рассмотрим современную конденсационную паровую турбину типа К-65-12,8 Уральского турбинного завода (УТЗ), которую планируется широко использовать на таких станция как Сахалинская ГРЭС-2, ТЭС «Приморская» и др. В конденсаторе паровой турбины типа К-65-12,8 УТЗ поддерживается низкое давление пара равное 5,6 кПа, что соответствует температуре насыщения в 35°С. При этом расход пара в конденсатор на максимальном
конденсационном режиме составляет около 40 кг/с. Процесс конденсации 1 кг отработавшего в турбине пара сопровождается высвобождением скрытой теплоты парообразования (ранее затраченная на испарение) равная примерно 2133 кДж/кг, которая отводиться с помощью охлаждающей воды в окружающую среду. В зимний период времени конденсаторы паровых турбин типа К-65-12,8 являются источниками сбросной низкопотенциальной теплоты с температурой в 35°С, а окружающая среда - прямой источник холода с температурой вплоть до минус 50°С, к примеру, для климатических условий Сахалинской ГРЭС-2. Имеющийся теплоперепад можно сработать с помощью низкотемпературного теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции на НРТ [3, 4].
Предлагается использование низкотемпературного теплового двигателя в составе современной конденсационной паровой турбины типа К-65-12,8 УТЗ, где реализуется термодинамический цикл Ренкина на основе парового контура с отводом теплоты в холодном источнике (конденсаторе) второму контуру на низкокипящем рабочем теле - СО2. Причем охлаждение низкокипящего рабочего газа СО2 осуществляют наружным воздухом окружающей среды в зимний период времени при температуре от 0°С до минус 50°С [5].
Способ работы низкотемпературного теплового двигателя на СО2 осуществляется следующим образом. Отработавший в паровой турбине влажный пар (3-10%) при давлении в 5,6 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 углекислый газ СО2, который сжимают в насосе до высокого давления и направляют в конденсатор паровой турбины типа К-65-12,8 УТЗ для охлаждения отработавшего в турбине влажного пара. Конденсация 40 кг/с пара сопровождается выделением скрытой теплоты парообразования равного примерно 85,32 МВт, которая отводится на нагрев и испарение сжиженного газа СО2 до температуры перегретого газа в 29,58°С. На выходе из конденсатора паровой турбины полученный перегретый газ СО2 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 СО2 направляют в конденсатор воздушного охлаждения, где в процессе охлаждения газообразного СО2 ниже его температуры насыщения происходит процесс интенсивного сжижения, после чего сжиженный газ направляют в насос и цикл повторяется [6].
На рис. 1, 2 представлены графики расчетных показателей по выработке (потреблению) полезной электрической мощности низкотемпературным тепловым двигателем и абсолютного электрического КПД турбогенератора при осуществлении процесса охлаждения
конденсаторов паровых турбин типа К-65-12,8 УТЗ контуром циркуляции на сжиженном СО2 в зависимости от температуры наружного воздуха.
Темперятура наружною ноцула. К
Рис. 1. Для турбин типа К-65-12,8 с расходом пара в конденсатор 40
кг/с.
6.5 ■
я
\
1 £ 6 | 2 <в = И 11 и е \
* 1 «. Г| 5 а я з г- \
3 Т £ 2 43 • 2 2 9 = * = *
223,1$ 228.1$ 233.19 238.15 243.15 248.15 253.15 258.15 263,15 268.15 273.15
Тсмнера! ура наружною ноцула, К
Рис. 2. Для турбин типа К-65-12,8 с расходом пара в конденсатор 40
кг/с.
Абсолютный электрический КПД (рис. 2) турбогенератора низкотемпературного теплового двигателя варьируется от 4,47% до 6,29%. При этом использование низкотемпературного теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции на СО2 в составе конденсационной паровой турбины типа К-65-12,8 УТЗ позволяет дополнительно вырабатывать электроэнергию на ТЭС (рис. 1) в диапазоне температур окружающей среды от 263,15 К (-10°С) до 223,15 К (-50°С).
Использованные источники:
1.Гафуров А.М. Тепловая электрическая станция. Патент на полезную модель RUS 140405 04.12.2013.
2.Гафуров А.М. Тепловая электрическая станция. Патент на полезную модель RUS 140435 04.12.2013.
3.Для самых для окраин. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.eprussia.ru/epr/290/8521188.htm.
4.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.
5.Гафуров А.М. Возможности повышения выработки электроэнергии на Заинской ГРЭС в зимний период времени. Сборник научных трудов по итогам международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы технических наук в современных условиях». - 2015. - С. 82-85.
6.Гафуров А.М. Способ преобразования сбросной низкопотенциальной теплоты ТЭС в работу низкотемпературного теплового двигателя с замкнутым контуром. // Вестник Казанского государственного энергетического университета. - 2016. - №3 (31). - С. 73-78.
УДК 62-176.2
Гафуров А.М. инженер I категории УНИР ФГБОУВО «КГЭУ» Зайнуллин Р. Р., к ф. -м. н. старший преподаватель кафедры ПЭС
ФГБОУ ВО «КГЭУ» Россия, г. Казань ВОЗМОЖНОСТИ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ВЫРАБОТКИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В СОСТАВЕ КОНДЕНСАЦИОННОЙ ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ ТИПА К-65-12,8 УТЗ С ПОМОЩЬЮ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО ТЕПЛОВОГО ДВИГАТЕЛЯ НА СзШ Представлены результаты исследования способа работы низкотемпературного теплового двигателя на сжиженном C3H8 по выработке электроэнергии в составе конденсационной паровой турбины типа К-65-12,8 УТЗ при температуре окружающей среды до минус 50°С.
Ключевые слова: паровая турбина, низкотемпературный тепловой двигатель, сжиженный пропан.
