Использование дымовых газов котла для абсорбционных бромисто-литиевых тепловых насосов системы регенеративного подогрева подпиточной воды

Повышение эффективности использования первичных энергоресурсов при производстве тепловой и электрической энергии на тепловых электроцентралях (ТЭЦ) – непреходящая задача в контексте снижения себестоимости производства преобразованных энергопотоков и улучшения экологических характеристик энергогенерирующей установки. Для решения обозначенной задачи предложено развитие системы регенеративного подогрева питательной воды за счет использования сбросных низкотемпературных тепловых потоков ТЭЦ, что возможно с интеграцией в тепловую схему станции утилизационных теплоиспользующих тепловых насосов. В данной работе рассмотрено применение упомянутых абсорбционных бромисто-литиевых тепловых насосов (АБТН), для которых в качестве греющего теплового потока используются дымовые газы, отбираемые из тракта парового котла, в качестве источника низкопотенциальной энергии – поток циркуляционной воды конденсатора. В зависимости от функции цели при оптимизации режима работы электростанции в соответствии с требованиями энергосистемы после модернизации возможно снижение электрической мощности турбоустановки, увеличение либо ее сохранение на прежнем уровне. Для каждого из трех вариантов проведен численный эксперимент для турбоагрегата ПТ-60, наиболее распространенного в Белорусской объединенной энергетической системе. Для варианта со снижением электрической мощности получены следующие результаты: рост электрического, энергетического и эксергетического КПД соответственно составил 4,3, 2,6 и 1,1 %, при этом также снижается температура уходящих дымовых газов за счет их более глубокого охлаждения до 110 °С. В работе определено сечение газо-воздушного тракта котлоагрегата для отбора дымовых газов с температурой, обеспечивающей работу абсорбционного теплового насоса на номинальных параметрах. Отработанные в АБТН дымовые газы перед сбросом в дымовую трубу смешиваются с потоком дымовых газов непосредственно от котла.

1. Energy efficiency and sustainable development goals (SDGs) / A. Zakari, I. Khan, D. Tan [et al.] // Energy. 2022. Vol. 239, Part E. Art. 122365. https://doi.org/10.1016/j.energy.2021.122365.

2. Пути повышения эффективности использования первичного топлива в Республике Беларусь: [энергосбережение в Республике Беларусь] / В. Н. Романюк Д. Б. Муслина, А. А. Бобич [и др.] // Энергетическая стратегия. 2013. № 3. С. 39–43.

3. Япаров, И. В. Повышение технико-экономических показателей газотурбинных и парогазовых ТЭС путем эффективного использования низкопотенциальных источников энергии / И. В. Япаров, М. М. Замалеев // Энергосбережение в городском хозяйстве, энергетике, промышленности: Седьмая Междунар. науч.-техн. конф., Ульяновск, 21–22 апр. 2017 г. Ульяновск: Ульяновск. гос. техн. ун-т, 2017. Т. 1. С. 281–285.

4. Янчук, В. В. Повышение эффективности действующих тепловых электрических станций в современных условиях / В. В. Янчук, В. Н. Романюк // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2022. Т. 65, № 6. С. 511–523. https://doi.org/10.21122/ 1029-7448-2022-65-5-511-523

5. Ritchie, H. Electricity Mix / H. Ritchie, P. Rosado // Our world in data. URL: https://ourworldindata.org/electricity-mix. Date publ.: July 2020.

6. Янчук, В. В. Модернизация системы регенеративного подогрева питательной воды в цикле турбоустановки ПТ-60 / В. В. Янчук, В. Н. Романюк // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2023. Т. 66, № 6. С. 509–529. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2023-66-6-509-529

7. Heat Pump // Thermax. URL: https://www.thermaxglobal.com/heat-pumps/ (date of access: 30.10.2024).

8. DEEPBLUE: [website]. URL: https://www.deepbluechiller.com/ (date of access: 30.10.2024).

9. Романюк, В. Н. Абсорбционные или парокомпрессионные тепловые насосы в схемах ТЭЦ / В. Н. Романюк, А. А. Бобич, С. В. Мальков // Энергия и Менеджмент. 2013. № 4. С. 18–21.

10. Бродянский, В. М. Эксергетический метод термодинамического анализа / В. М. Бродянский. М.: Энергия, 1973. 296 с.