Выбор оптимального низкокипящего рабочего тела для системы охлаждения конденсаторов паровых турбин по экономическим показателям Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №4/2016 ISSN 2410-6070_

Список использованной литературы:

1. Калимуллина Д.Д., Гафуров А.М. Новые системы охлаждения конденсаторов паровых турбин ТЭС. // Инновационная наука. - 2016. - № 3-3 (15). - С. 100-101.

2. Гафуров А.М., Гафуров Н.М. Методика выбора оптимального низкокипящего рабочего тела для использования в низкотемпературных средах. // Инновационная наука. - 2015. - № 11-2 (11). - С. 31-32.

3. Гафуров А.М., Гафуров Н.М. Характерные особенности использования углекислого газа СО2 в качестве низкокипящего рабочего тела. // Инновационная наука. - 2016. - № 1-2 (13). - С. 19-21.

4. Гафуров А.М., Калимуллина Р.М. Сжиженный углекислый газ в качестве рабочего тела в тепловом контуре органического цикла Ренкина. // Инновационная наука. - 2015. - № 12-2 (12). - С. 38-40.

5. Гафуров А.М. Утилизация сбросной низкопотенциальной теплоты ТЭС в зимний период времени для дополнительной выработки электроэнергии. // Энергетика Татарстана. - 2014. - № 2 (34). - С. 21-25.

6. Гафуров А.М., Гафуров Н.М. Характерные особенности использования пропана С3Н8 в качестве низкокипящего рабочего тела. // Инновационная наука. - 2016. - № 1-2 (13). - С. 21-23.

7. Гафуров А.М., Калимуллина Д.Д. Способ утилизации сбросной теплоты в конденсаторах паровых турбин ТЭС, охлаждаемых водными ресурсами. // Инновационная наука. - 2015. - № 12-2 (12). - С. 28-29.

8. Гафуров А.М., Калимуллина Д.Д. Способ утилизации сбросной теплоты в конденсаторах паровых турбин, охлаждаемых воздушными ресурсами. // Инновационная наука. - 2015. - № 12-2 (12). - С. 29-31.

9. 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.

© Гафуров А.М., 2016

УДК 62-176.2

А.М. Гафуров

инженер кафедры «Котельные установки и парогенераторы» Казанский государственный энергетический университет

Г. Казань, Российская Федерация

ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОГО НИЗКОКИПЯЩЕГО РАБОЧЕГО ТЕЛА ДЛЯ СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ КОНДЕНСАТОРОВ ПАРОВЫХ ТУРБИН ПО ЭКОНОМИЧЕСКИМ

ПОКАЗАТЕЛЯМ

Аннотация

В статье рассматривается методика выбора оптимального низкокипящего рабочего тела для контура циркуляции системы охлаждения конденсаторов паровых турбин по экономическим показателям.

Ключевые слова

Система охлаждения, низкокипящее рабочее тело, экономические показатели

Проводятся исследования и разработки новых систем охлаждения, в которых промежуточным теплоносителем вместо воды служит низкокипящее рабочее тело (НРТ), испаряющиеся в поверхностном конденсаторе паровой турбины и конденсирующиеся затем в охладительной башне, где теплота конденсации передается наружному воздуху [1].

Оптимальное НРТ должно соответствовать следующим экономическим показателям: 1) НРТ должно быть легкодоступным, то есть наличие промышленного производства НРТ с минимальными затратами на процесс получения и исходное химическое сырье, чтобы обеспечить восполнение потерь рабочего тела в процессе эксплуатации; 2) НРТ должно обладать низкой стоимостью, чтобы обеспечить снижение издержек производства и повышение конкурентоспособности; 3) НРТ должно быть химически инертным по

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №4/2016 ISSN 2410-6070_

отношению к конструкционным материалам и смазочным маслам, чтобы обеспечить использование традиционных и дешевых материалов; 4) НРТ должно соответствовать показателям по критическому давлению, чтобы обеспечить снижение металлоемкости, толщины стенки теплообменного оборудования и трубопроводов; 5) Наличие или отсутствие теплообменника-рекуператора, который усложняет конструкцию и повышает стоимость установки [2].

Сравним низкокипящие рабочие тела, которые могли бы в наибольшей степени соответствовать указанным экономическим показателям на примере сжиженного углекислого газа СО2 и пропана C3H8 (табл. 1).

Наиболее распространенным сырьем для производства двуокиси углерода являются дымовые газы, а природный газ считается оптимальным источником сырья. При сжигании природного газа в дыме отсутствуют соединения серы и механические примеси. Газы, получаемые в процессах брожения при производстве спирта или пива, представляют собой практически чистый углекислый газ, содержащий водяные пары и следы органических соединений (сернистый ангидрид, сероводород, сивушные масла и альдегиды), легко отмываемые водой. Обезвоженный диоксид углерода (как газообразный, так и жидкий) не коррозирует металлы [3, 4].

Пропан встречается в качестве компонента в природных и попутных нефтяных газах, получается при переработке (крекинге) нефти и нефтепродуктов. В промышленных холодильных установках пропан используют уже в течение многих лет. Характеризуется низкой стоимостью и мало растворимостью в воде. При использовании данного хладагента не возникает проблем с выбором конструкционных материалов деталей компрессора или турбины, конденсатора и испарителя [5].

В данном случаи использование СО2 приводит к повышению металлоемкости (толщины стенки) за счет более высокого рабочего давления, что влечет за собой повышение стоимости всей установки, а при использовании C3H8 может возникнуть потребность в теплообменнике-рекуператоре, что также приводит к повышению стоимости установки.

Таблица 1

Показатель параметра СО2 C3H8 Преимущества

Промышленное производство Есть Есть -

Стоимость за 1 литр от 15 руб. от 20 руб. СО2

Коррозионная активность Нет Нет -

Металлоемкость Повышается Снижается C3H8

Использование теплообменника-рекуператора Не требуется Возможно СО2

Поэтому выбор оптимального НРТ является компромиссным решением, которое определяется совокупностью всех перечисленных качеств и целевого использования тепловой установки.

Список использованной литературы:

1. Калимуллина Д.Д., Гафуров А.М. Новые системы охлаждения конденсаторов паровых турбин ТЭС. // Инновационная наука. - 2016. - № 3-3 (15). - С. 100-101.

2. Гафуров А.М., Гафуров Н.М. Методика выбора оптимального низкокипящего рабочего тела для использования в низкотемпературных средах. // Инновационная наука. - 2015. - № 11-2 (11). - С. 31-32.

3. Гафуров А.М., Гафуров Н.М. Характерные особенности использования углекислого газа СО2 в качестве низкокипящего рабочего тела. // Инновационная наука. - 2016. - № 1-2 (13). - С. 19-21.

4. Гафуров А.М., Калимуллина Р.М. Сжиженный углекислый газ в качестве рабочего тела в тепловом контуре органического цикла Ренкина. // Инновационная наука. - 2015. - № 12-2 (12). - С. 38-40.

5. Гафуров А.М., Гафуров Н.М. Характерные особенности использования пропана С3Н8 в качестве низкокипящего рабочего тела. // Инновационная наука. - 2016. - № 1-2 (13). - С. 21-23.

© Гафуров А.М., 2016