Отраслевая конференция 
«Теплоснабжение-2019»
РосТепло.ru - Информационная система по теплоснабжению
РосТепло.ру - всё о теплоснабжении в России

Обзор научно-технических изданий журнал «Новости теплоснабжения» №2, 2006 г.

Исторические этапы и перспективы развития возобновляемой энергетики России

Работы по использованию солнечной и ветровой энергии в Советской России начались еще в 30-х гг. ХХ в. силами энтузиастов. В конце 40-х гг. значительную роль на государственном уровне сыграло решение Г.М. Кржижановского создать в возглавляемом им институте (ЭНИН) группу, а затем лабораторию по использованию солнечной энергии. Затем в ЭНИН была создана лаборатория геотермальной энергетики. В других организациях начались активные разработки ветроустановок, в институте «Гидропроект» - приливных электростанций, с середины 50-х гг. во ВНИИ источников тока - фотоэлектрических преобразователей.

Первая попытка государственного управления развитием использования вторичных энергетических ресурсов (ВИЭ) в СССР была предпринята в 1986 г. Было запланировано замещение органического топлива в объеме 4 млн т у.т. к 1990 г. за счет использования ВИЭ. В рамках этой программы были разработаны опытные образцы установок возобновляемой энергетики. Однако уже к 1990 г. управляемость процессом была потеряна вследствие дезинтеграционных процессов в республиках. Общий достигнутый объем замещения составил 1,2 млн т у.т.

В 2003 г. за счет ВЭИ уже было произведено 5,4 млрд кВт.ч или 0,6% от общего производства электроэнергии, а также 63 млн Гкал или 4,35% от общего производства тепловой энергии.

В прогнозе развития использования ВИЭ в России, который вошел в Энергетическую стратегию России до 2020 г., предполагаемые темпы роста весьма скромны, если учесть, что Европейский Союз к 2010 г. планирует увеличить долю ВИЭ в общем потреблении первичной энергии до 12% и к 2020 г. - до 22%. Однако прогноз развития использования ВИЭ в России учитывает тот факт, что фактическое отсутствие финансовой и законодательной поддержки государства развитию новой отрасли может продлиться еще 3-5 лет.

Безруких П.П. // Энергетическая политика. 2005. № 5.

Высокоэффективные компактные пластинчатые теплообменники для энергетических газотурбинных установок

Сравнение поверхностей по теплоэнергетическому коэффициенту многократно проводилось для различных теплообменных аппаратов (ТА) и показало, что теплообменники, выполненные на основе поверхности Френкеля, обладают наилучшими характеристиками по массе, объему и стоимости. Поверхность Френкеля (рис.) образуется двумя одинаковыми гофрированными пластинами, сложенными так, чтобы гофры образовывали определенный угол Ψ (в горизонтальной плоскости). Способность пластинчатых теплообменников воспринимать большие температурные перепады объясняется «сильфонными» свойствами, т.е. способностью элементов взаимно перемещаться.

Рис. Схема расположения поверхностей теплообменника, выполненного на основе поверхности Френкеля.

Для проверки конструктивных решений и определения теплогидравлических и эксплуатационных характеристик пластинчатой поверхности специалистами Центрального института авиационного моторостроения им. П.И.Баранова был спроектирован газовоздушный теплообменник (ГВТ) с расходом воздуха до 1 кг/с. Теплообменник представляет собой плоскую матрицу с воздушными коллекторами, помещенную в корпус. Матрица сварена из штампованных гофрированных пластин (исходная толщина листа 0,3 мм). Комплекс экспериментальных исследований ГВТ показал, что теплообменник работоспособен при температурах газа до 700 ОС и давлении воздуха до 1,2 МПа.

На основе накопленного опыта был также спроектирован полноразмерный пластинчатый теплообменник кольцевого типа с расходом воздуха до 2,5 кг/с и степенью регенерации тепла 0,65 в расчетном режиме. Газовоздушный теплообменник рассчитан на температуру газа до 800 ОС и давление воздуха до 1,2 МПа; планируемый ресурс - не менее 1000 ч.

Антонов А.Н., Марков Ю.С. // Теплоэнергетика. 2005. № 11.

Технико-экономическое сравнение способов подготовки добавочной воды для энергетических котлов

Тепловая составляющая себестоимости производства добавочной воды (т.е. стоимость затраченной тепловой и электрической энергии) с учетом ее подогрева до температуры в деаэраторе может составлять от 40 до 70% для различных методов водоподготовки.

Проведенный анализ этих методов показал, что наилучшей тепловой экономичностью характеризуются химический, мембранный методы, а также метод с использованием блочных испарительных установок по схеме без энергетических потерь. Для некоторых испарительных установок (например, комбинация многоступенчатой испарительной установки с горизонтальнотрубным пленочным аппаратом) тепловая экономичность не намного ниже. В то же время капитальные составляющие себестоимости производства добавочной воды для химической и мембранной технологии меньше, чем у дистилляционных установок, однако, они имеют большие эксплуатационные издержки.

Подобные исследования позволяют определить характерные диапазоны значений тепловых затрат для каждого из способов водоподготовки и выявить наиболее перспективные из них.

Седлов А.С., Потапкина Е.Н., Комов А.А. // Энергосбережение и водоподготовка. 2005. № 5.

Два в одном, или как правильно утилизировать теплоту холодильных машин

На сегодняшний день в продовольственных магазинах и на хладокомбинатах в системах центрального холодоснабжения конденсаторы в основном отдают тепло окружающей среде, хотя оно может быть использовано для отопления или нагрева воды для бытовых нужд. В этом случае возможно сократить общее энергопотребление на 20-30%.

Так, в одном из киевских магазинов в 2002 г. на практике реализована схема совместной работы холодильных систем и систем кондиционирования и вентиляции. В процессе эксплуатации системы удалось получить значительное сокращение уровня теплопотребления по сравнению с традиционными схемами тепло- и холодоснабжения. Фактически получилось, что около половины необходимой для магазина тепловой энергии получено благодаря утилизации тепла холодильных машин. Открывать задвижку на вводе тепловой сети в здание магазина приходилось только при температурах -5 ОС и ниже. Все остальное время для отопления работали холодильные машины.

Также в магазине была установлена холодильная установка с предвключенным конденсатором. Нагреваемая в конденсаторе вода используется круглый год на бытовые нужды магазина. Это позволило отказаться от проектирования сетей горячего водоснабжения, присоединяемых к городской теплосети.

В целом опыт совместной эксплуатации систем холодоснабжения и кондиционирования показал, что улучшаются экономические показатели обеих систем. Их совместная работа дает более высокий холодильный коэффициент и, как следствие, уменьшение расхода электроэнергии на привод компрессоров холодильных машин.

Зарубежный опыт эксплуатации подобных систем утилизации тепла в крупных магазинах показывает, что первоначальные капитальные затраты окупаются в течение пяти лет.

Акулинин А.М. // Энергетика региона. 2005. № 10.

Опыт эксплуатации противоточной технологии обессоливания воды

Противоточная технология ионного обмена UPCO.RE., разработанная компанией «DOW Chemical» (США), впервые в России была введена в эксплуатацию на ТЭЦ-12 Мосэнерго в сентябре 1999 г. и эксплуатируется по настоящее время.

До этого на ТЭЦ-12 работала только установка по двухступенчатому прямоточному обессоливанию. Переход к противоточной технологии UPCO.RE. позволил сократить число фильтров, количество запорной арматуры, приборов КИПиА, насосов, бакового хозяйства, а также уменьшить количество ионообменных материалов, расход химических реагентов на регенерацию фильтров, количество сбросных вод на собственные нужды.

За 2002 г. проведен сравнительный экономический анализ схем двухступенчатого обессоливания и UPCO.RE. из расчета на фактически выработанную обессоленную воду - 714140 м3/год (85 т/ч). По капитальным затратам разница в пользу UPCO.RE. составила 6657 тыс. руб., по эксплуатационным затратам разница также в пользу UPCO.RE. - 1929 тыс. руб. По эксплуатационным затратам разница могла быть в 4 раза больше, если бы установка работала с максимальной производительностью. Следует отметить, что также существенно снизились затраты труда персонала химического цеха.

Срок окупаемости установки - один-два года и зависит от ее производительности - чем выше производительность, тем срок окупаемости короче.

Сидоров В.А. // Энергетик. 2005. № 11.

Исследование гидравлики и распределения примесей в выносном солевом отсеке котла высокого давления

Практически на всех барабанных котлах высокого давления применяется ступенчатое испарение котловой воды, причем, как правило, солевые отсеки выполняются выносными. Результаты ежегодных обследований свидетельствуют о наличии повреждений экранных труб солевых отсеков, причем с течением времени их количество не снижается.

Проведенные экспериментальные исследования показали, что повышенная концентрация солей в контуре ближнего циклона исследованного котла вызвана перебросом части котловой воды контура дальнего циклона в контур ближнего циклона по экранным трубам вследствие изменения числа этих труб, работающих в каждом контуре за счет циркуляционных пульсаций.

Постоянные циркуляционные пульсации присущи также и циркуляционным контурам котлов низкого и среднего давления. Степень пульсаций скоростей, расходов и других параметров циркуляции (отношение среднеквадратичного отклонения к среднеарифметическому значению параметра), как правило, не превышает 10%. Пульсирующий характер циркуляционных характеристик необходимо учитывать при проектировании циркуляционных контуров.

Федоров А.И. // Теплоэнергетика. 2005. № 9.

О повышении экономической эффективности тягодутьевого оборудования

Отклонение эксплуатационного КПД от максимального значения для конкретного типа тягодутьевых машин (ТДМ) зачастую обусловлено существующей практикой выбора машин из типоразмерного ряда серийного оборудования.

Это отклонение может составлять от 10 до 15%. Как правило, его причина - применение оборудования с заведомо завышенными показателями по расходу и давлению, либо реализующего максимальный КПД в точке аэродинамической характеристики, значительно удаленной от точки, соответствующей режиму эксплуатации.

Для исправления данной ситуации предлагаются два варианта. Первый - переход от выбора ближайшего подходящего типоразмера по каталогу к заказу модификации серийной машины, максимально адаптированной к реальным условиям эксплуатации за счет снижения или повышения расходно-напорных характеристик при сохранении максимального КПД.

Второй вариант - заказ ТДМ, выполненных по индивидуальному проекту. Этот вариант целесообразен, когда при использовании серийной машины эксплуатационный режим далек от номинального режима работы.

При существующих ценах на электрическую энергию затраты на доработку серийной ТДМ или на заказ машины по индивидуальному проекту окупаются уже в первые 6 месяцев эксплуатации.

Яковенко В.А. // Промышленная энергетика. 2005. № 10.

Циркуляционные насосы с мокрым ротором

Главной особенностью насосов с мокрым ротором является то, что нет необходимости использовать уплотнительные элементы вала, такие как сальник или скользящее торцевое уплотнение. Перекачиваемая среда, с одной стороны, служит в качестве смазки для подшипников скольжения мотора, а с другой стороны, как охлаждающая среда для внутренней полости ротора. Статор с обмоткой, находящийся под напряжением, от мокрой полости, в которой вращается ротор, отделен выполненным из немагнитной высоколегированной стали разделительным стаканом с кольцевым уплотнением.

Насосы с мокрым ротором не требуют технического обслуживания на протяжении всего срока эксплуатации, т.к. нет необходимости производить юстировку, замену изнашиваемых уплотнительных элементов, отсутствует вероятность утечек. Виброгасящие свойства воды, в которой вращаются части насоса, отсутствие вентилятора, охлаждающего двигатель, применение подшипников скольжения вместо подшипников качения делают насосы с мокрым ротором практически бесшумными.

Уровень шума таких насосов не превышает 45 дБ (А), а средний срок эксплуатации составляет 15 лет. Недостатком насосов с мокрым ротором является относительно низкий КПД мотора из-за больших потерь мощности в мокрой полости, что ограничивает применение данной конструкции для насосов с мощностью более 1,1 кВт.

Применение насосов с мокрым ротором в отопительных системах привело к необходимости регулировать мощность насоса. В результате были разработаны насосы с системой регулирования как ручной (с позиционным переключением частоты вращения двигателя), так и автоматической бесступенчатой, позволяющей снизить потребление до 50% по сравнению с нерегулируемыми насосами и избежать шумов при использовании терморегулирующих вентилей.

Шарапов И.Н. // Энергетика региона. 2005. № 10.

Реальные возможности повышения энергетической эффективности газовых отопительных котельных

Для повышения эффективности работы отопительной котельной возможна установка за котлами дешевых ребристых теплообменников, которые позволяют охладить продукты сгорания природного газа до 80-90 ОС нагревом обратной воды. Если дымовая труба грамотно спроектирована, никаких эксплуатационных проблем установка таких теплообменников не вызывает. Вместе с тем она позволит избавиться от насосов рециркуляции для подачи горячей воды из котла на вход в водогрейный котел.

Тепловая мощность теплообменников для более глубокого охлаждения продуктов сгорания (до 40-50 ОС) с конденсацией содержащегося в них водяного пара определяется прежде всего количеством потребляемой в котельной сырой воды из расчета примерно 40 т/ч воды на 1 МВт мощности. Трубы теплообменников в этом случае необходимо выполнять из нержавеющей стали с алюминиевым оребрением. При этом нужно исключить возможность образования в трубках отложений либо предусмотреть их периодическую очистку или промывку.

Баскаков А.П., Мунц В.А., Филипповский Н.Ф., Черепанова Е.В. // Промышленная энергетика. 2005. № 9.

Обзор научно-технических изданий журнал «Новости теплоснабжения» №2, 2006 г.

Источник: Журнал «Новости теплоснабжения» №02 (66) 2006 г. , www.rosteplo.ru/nt/66

Оставить комментарий

Тематические закладки (теги)

Тематические закладки - служат для сортировки и поиска материалов сайта по темам, которые задают пользователи сайта.

Похожие статьи:

Программы Auditor

Отраслевая конференция «Теплоснабжение-2019»

Москва, 22-24 октября 2019 г.
Примите участие!

Подробнее