Турбодетандерная установка на диоксиде углерода с производством жидкой и газообразной углекислоты

. Представлена схема когенерационной и тригенерационной установки на диоксиде углерода с использованием вторичных энергоресурсов в виде продуктов сгорания или дымовых газов, позволяющая одновременно производить электроэнергию, тепловую энергию и холод для централизованного и децентрализованного снабжения потребителей. Кроме того, на установке возможно производство жидкой и газообразной углекислоты. Основными элементами установки являются теплофикационный блок, турбодетандерный агрегат и углекислотный блок для производства холода, жидкой и газообразной углекислоты. Проведены термодинамический расчет и краткий эксергетический анализ установки. В предлагаемой установке в качестве вторичных энергоресурсов могут использоваться отходящие газы от стеклоплавильных, металлургических печей, теплоэнергетических установок и других энергетических объектов с температурой вторичных энергоресурсов 250–400 оС и выше. Теплофикационный блок установки предназначен для получения тепловой энергии для систем отопления и горячего водоснабжения, углекислотный блок – для получения холода, электрической энергии и диоксида углерода в жидком и газообразном виде для обеспечения работы установки и использования в коммерческих целях. Холод в установке может быть получен в двух испарителях, работающих при различных температурах кипения. При более высокой температуре кипения диоксида углерода холод используется в системах кондиционирования воздуха и централизованных системах охлаждения и хранения продукции, а при более низкой температуре кипения диоксида углерода – в системах замораживания и хранения. Для осуществления обратного углекислотного цикла применяется трехступенчатый углекислотный компрессор с ресивером после третьей ступени. Для снижения работы сжатия компрессора должно быть предусмотрено полное промежуточное охлаждение диоксида углерода между ступенями.

1. Клименко, А. В. Возможность применения холода и дополнительной электроэнергии на тепловой электростанции / А. В. Клименко, В. С. Агабабов, П. Н. Борисова // Теплоэнергетика. 2017. № 6. С. 30–37.

2. Преимущества СО2 в холодильной технике (по материалам JARN) // Холодильная техника. 2016. № 3. С. 25.

3. Современные альтернативные хладагенты на длительную перспективу и их возможные области применения (по материалам JARN) // Холодильная техника. 2016. № 6. С. 4–9.

4. Агабабов, В. С. О применении детандер-генераторных агрегатов в газовой промышленности / В. С. Агабабов // Энергосбережение и энергосберегающие технологии в энергетике газовой промышленности: материалы Науч.-техн. совета ОАО "Газпром", Москва, нояб. 2000 г. М. : ИРЦ "Газпром", 2001. Т. 2. С. 50–53.

5. Агабабов, В. С. Бестопливные установки для производства электроэнергии, теплоты и холода на базе детандер-генераторных агрегатов / В. С. Агабабов // Новости теплоснабжения. 2009. № 1. С. 48–50.

6. Бестопливная установка для централизованного комбинированного электрои хладоснабжения: полезная модель RU № 158931 / В. С. Агабабов, Ю. О. Байдакова, А. В. Клименко, У. И. Смирнова, Р. Н. Такташев. 20.01.2016.

7. Беспалов, В. В. Исследование и оптимизация глубины утилизации тепла дымовых газов в поверхностных теплообменниках / В. В. Беспалов, В. И. Беспалова, Д. В. Мельников // Теплоэнергетика. 2017. № 9. С. 64–70.

8. Беспалов, В. В. Технология осушения дымовых газов ТЭС с использованием теплоты конденсации водяных паров / В. В. Беспалов // Известия Томского политехнического университета. 2010. Т. 316. № 4. С. 56–59.

9. Овсянник, А. В. Моделирование процессов теплообмена при кипении жидкостей / А. В. Овсянник. Гомель: ГГТУ имени П. О. Сухого, 2012. 284 с.

10. Бродянский, В. М. Эксергетический метод термодинамического анализа / В. М. Бродянский. М.: Энергия, 1973, 295 с.