Утилізація викидів низькопотенційної теплоти продувки градирні Білоцерківської ТЕЦ з метою підвищення ефективності роботи енергоблоку
Автор: Чиж Артем Сергійович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Теплоенергетика
Інститут: Інститут енергетики та систем керування
Форма навчання: заочна
Навчальний рік: 2024-2025 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Чиж А. С., Римар Т. І. (керівник). Утилізація викидів низькопотенційної теплоти продувки градирні Білоцерківської ТЕЦ з метою підвищення ефективності роботи енергоблоку. Магістерська кваліфікаційна робота. – Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2024. Розширена анотація Утилізація низькопотенціальної теплоти в промисловому виробництві може значно підвищити ефективність енергетичного використання. Особливо це пов’язано із технологіями, що використовують парові потоки, зокрема, кристалізацію, випаровування, ректифікацію тощо. Утилізація низькопотенціальної теплоти від систем оборотного водопостачання підприємств дає можливість істотно знизити витрати підживлювальної води завдяки вимкненню відкритих охолоджувальних пристроїв (басейнів, градирень тощо), внаслідок чого зменшується загальне енергетичне споживання цих систем за рахунок зменшеного споживання електричної енергії на привід вентиляторів для градирень у разі їхнього вимкнення. В умовах сьогодення перспективними є теплонасосні установки, що перетворюють відновлювані природні джерела енергії і низькотемпературні вторинні енергоресурси в енергію, яка є придатною для подальшого практичного застосування. Енергетична вагомість доцільності їхнього впровадження підтверджується експлуатацією величезної кількості подібних установок. Варто зазначити, що більш ніж 75 % теплонасосних установок встановлено для сумісної роботи з системами теплопостачання об’єктів комунального господарства [1]. Такі заходи дають можливість суттєвої економії дефіцитного органічного палива та зниження антропогенного забруднення довкілля продуктами згорання. За останні роки на енергетичному ринку України сформовано значну кількість світових компаній, які є виробниками теплонасосного обладнання. Разом із тим, впровадження теплонасосних технологій у економіку нашої країни є повільним та реалізовується з великими ускладненнями. У передових країнах світу успішно експлуатуються мільйони теплонасосних установок, однак для України чисельність реалізованих проектів з цією технологією є не великою. У перспективі очікується, що основним об’єктом для реалізації та впровадження теплонасосного обладнання, буде комунальне господарство України, яке є важливою соціальною галуззю економіки та споживає більш ніж 35 % паливно-енергетичних ресурсів. Комунальне господарство має найбільші енергетичні витрати з середньою витратою теплової енергії більше 600 кВт·год/рік на 1 м2 опалюваних площ, що у 4 – 5 разів перевищує подібні показники таких країн як Фінляндія й Швеція [2, 3]. Об?єкт дослідження – теплова схема паротурбінної установки з теплофікаційною паровою турбіною ПТ-60-130 з використанням абсорбційного теплового насосу. Предмет дослідження – режими роботи конденсатора теплонасосної установки для утилізації низькопотенційної теплоти продувки градирні. Мета дослідження: визначити оптимальну теплову потужність і режими роботи абсорбційного теплового насосу при впровадженні його до технологічної теплової схеми паротурбінної установки, та оцінити робочі умови навантаження турбінного циклу. У магістерській кваліфікаційній роботі пропонується здійснювати комбінування найбільш ефективних на цей момент паротурбінних технологій з нетрадиційними джерелами енергії. Одним із джерел значних викидів низькопотенційної теплоти на теплових електростанціях великої потужності, зокрема на ТЕЦ, що працюють по паротурбінному циклу, є продувочна вода градирні. В роботі запропоновано варіант часткової утилізації викидів за рахунок впровадження теплового насосу в теплову схему системи оборотного водопостання ТЕЦ. Утилізувати цю кількість теплоти можна за рахунок впровадження у теплову схему енергоблоку ТЕЦ абсорбційного теплового насосу. Аналогічні проєкти вже є реалізовані в багатьох провідних країнах. Впровадження цих заходів забезпечує прибуток шляхом економії палива, води та покращення екологічного стану довкілля. Одним із способів підвищення енергозберігаючого потенціалу теплової електростанції є використання теплового насосу в схемі оборотного водопостачання з метою утилізації викидів низькопотенціальної теплоти продувки градирні. Найбільш ефективним з точки зору коефіцієнта перетворення енергії і витрати приймача низькопотенційної теплоти є режим роботи конденсатора теплового насосу 15/30 – нагрівання сирої води для хімводочистки. Невеликі витрати електроенергії на привід компресора теплонасосної установки, непрямий зв’язок режиму роботи теплового насосу з режимами роботи основного обладнання і незалежність необхідних змін в тепловій схемі відносяться до переваг цієї схеми порівняно з утилізацією в обхід градирні низькопотенціальної теплоти зворотної мережевої води, що охолоджує конденсатор парової турбіни. Однаковість систем оборотного водопостачання для теплових електростанцій визначають можливість застосування досліджуваної схеми не тільки на теплоелектростанціях, які обладнані парогазовими установками, але і на діючих станціях, які працюють за традиційним паросиловим циклом. Ключові слова: джерело низькопотенційної теплоти, системи централізованого теплопостачання, теплова енергія, тепловий насос. Перелік використаних джерел літератури: 1. Арсеньєв, В. М., Мелейчук, С. С. (2018). Теплові насоси: основи теорії і розрахунку: навчальний посібник – Суми: Сумський державний університет – 364 с. 2. Дерій, В., Соколовська, І., Тесленко, О. (2022). Огляд джерел низькопотенційної теплоти для теплонасосних установок систем централізованого теплопостачання. Проблеми загальної енергетики. – № 1/2. – С. 30-41. 3. Романюк, В. Н., Мусліна, Д. Б., Бобіч, А. А., Коломицька, Н. А., Бубирь, Т. В., Мальков, С. В. (2013). Абсорбційні теплові насоси у тепловій схемі ТЕЦ для підвищення її енергетичної ефективності. Енергія і менеджмент. № 1. С. 14 – 19.