M.t.n. N. Talcis, președintele consiliului, deputat în Parlamentul European A. Tsers, șeful centrului comercial "Imanta"
S. Pliskachev, inginer de încălzire, Rigas Siltums;
Doctor în științe tehnice. E.Dzelzitis, profesor,
Doctor în științe tehnice. D. Turlais, profesor universitar, Riga, Letonia
Acesta a fost aproape doi ani de când HT revista [1] a fost spus despre planurile SA „Rigas Siltums“ (SA „Rigas Siltums“) pentru a stabili o pompă de căldură cu absorbție (TN) pentru recuperarea căldurii de răcire proces de cogenerare de apă a instalației de încălzire electrică „Imanta“ (Imanta). Scopul este de a îmbunătăți eficiența energetică kogeneratsion- putere picior este atins. Experiența acumulată mituri spulberate și temerile și au confirmat în practică, metodologia de selecție a echipamentelor, condiții climatice adecvate ale Letoniei.
Istoricul implementării proiectului
Centrala de încălzire "Imanta" a fost pusă în funcțiune în 1974 pentru a furniza consumatorilor de căldură la consumatorii râului stâng al râului Daugava. Înainte de reconstrucție, producția de energie termică a fost asigurată de trei cazane de apă caldă KVGM-100 cu o capacitate de 116 MW și două cazane cu abur DKVR-20-13 / 250 cu o capacitate de unitate de 16 MW. Capacitatea centralei de cogenerare instalată în timpul reconstrucției unității de cogenerare [2] este de 48 MW (electrică) și 48 MW (termică). În timpul sezonului de încălzire, cazanele pentru apă caldă funcționează în paralel cu echipamentul centralei electrice, iar în timpul verii se află într-o stare de rezervă.
După instalarea centralei de cogenerare, eforturile suplimentare de creștere a eficienței energetice a centralei termice au fost axate pe introducerea tehnologiilor de pompare de căldură. Sursa căldurii reciclabile a fost turnurile de răcire de tip deschis (Figura 1), care răcește apa de proces a unității de putere (de la sistemul de răcire a uleiului turbinei și de la compresorul de gaz).
Proiectul realizat permite utilizarea căldurii cu potențial scăzut în volum de 2 MW și, astfel, pentru a preveni pierderea acesteia în atmosferă sau în canalizarea drenajului. În același timp, procesul tehnologic al pompei de căldură absorbție necesită alimentarea cu energie termică mare (3 MW), care este asigurată de un cazan cu aburi instalat la centrala termică pentru nevoile proprii.
Costurile totale pentru implementarea proiectului au fost de 696,7 mii de euro. Luând în considerare nivelul ridicat ridicat al prețurilor la gazele naturale din Letonia și economia anuală planificată a consumului în valoare de 842 mii m 3, proiectul se așteaptă să fie recuperat în termen de trei ani. Guvernul intenționează să introducă o acciză pentru gazele naturale poate influența reducerea perioadei de rambursare. Proiectul realizat permite economisirea anuală a aproximativ 1580 cote de emisii de CO2. și, de asemenea, să reducă consumul de apă preparată chimic cu cel puțin 30%.
Principiile de selecție a tipului de pompe de căldură
La pregătirea proiectului au fost luate în considerare două tehnologii diferite de pompe de căldură: cu ajutorul compresorului și absorbției TH. Diferența lor fundamentală este tipul de intrare a energiei: respectiv electric și termic. Utilizarea energiei electrice de către TN ar conduce în mod inevitabil la o reducere a dezvoltării sale utile de către unitatea de alimentare cu cogenerare. Consumul de energie electrică al compresorului TH, în funcție de temperaturile reale ale apei din rețeaua de retur, va fi în medie de 500-600 kW. Datorită faptului că, pentru a crește potențialul de energie termică, compresorul VT utilizează numai energie electrică, cantitatea de energie termică transferată în rețeaua de căldură va fi mai mică decât atunci când se instalează absorbția TH. În funcție de capacitatea de răcire, puterea de ieșire a căldurii de la compresorul TN la rețea va fi de aproximativ 2,2-2,5 MW (1,9-2,15 Gcal / h). La rândul său, pentru a activa absorbția TH, este necesară o putere mare a sursei de energie termică cu potențial ridicat - aproximativ 3 MW (2,58 Gcal / h). Aceasta înseamnă că, datorită absorbției TH, puterea termică transferată în rețea va fi de aproximativ 5 MW (4,3 Gcal / h), i. E. de două ori mai mult decât de la compresorul VT.
Atunci când se utilizează un compresor VT, poate fi o problemă să se asigure un proces de răcire în condițiile unei temperaturi ridicate a apei de retur. Este necesar să se utilizeze unități de turbocompresie cu răcire suplimentară, ceea ce presupune o creștere semnificativă a costului echipamentelor și o creștere a costurilor de exploatare.
În cazul în care consumatorii nu au nevoie de cantități mari de energie termică, posibilitățile de utilizare a căldurii de joasă temperatură sunt foarte limitate. La sarcini de rețea scăzute, este de preferat să se folosească un compresor TH și, în consecință, teoretic, numărul anual de ore de funcționare a acestui tip de VT poate fi mare în comparație cu absorbția TH. Cu sarcini termice de bază, acest avantaj este redus la minimum.
Costurile de funcționare ale sistemului de pompe de căldură includ costurile de energie, de personal și de întreținere. Pentru compresorul VT, costurile consumului de energie electrică sunt relativ ridicate.
Producția de energie pentru activarea absorbției TH se realizează cu același cost ca producția de căldură în alte cazane (cu condiția ca combustibilul utilizat și eficiența energetică a cazanelor să fie aceleași). Având în vedere faptul că această căldură "traversează" HT doar înainte de a intra în rețeaua de căldură, se pare că energia de acționare nu necesită costuri suplimentare.
Trebuie remarcat faptul că modurile de funcționare ale ambelor sisteme de pompe de căldură sunt complet automatizate. Funcția personalului operațional este de a-și monitoriza activitățile. Compresoarele necesită o mai mare atenție datorită inerției generale a procesului. Costurile planificate de întreținere sunt de asemenea diferite - compresoarele TN utilizează ulei, care trebuie înlocuit și completat. Există, de asemenea, o scurgere de lichid de răcire (conform garanției în limita a 1% pe an).
În instalațiile de absorbție, unele pompe auxiliare mici sunt singurele elemente constitutive în mișcare. În consecință, costurile de întreținere sunt minime. Erorile rezultate sunt ușor de eliminat, ceea ce reduce pierderile atunci când echipamentul este inactiv. În același timp, nu trebuie să uităm că unitatea de absorbție este complet închisă.
În cazul nostru, temperatura de căldură utilizată este destul de ridicată (45-55 ° C). În ceea ce privește eficiența energetică reprezintă o evoluție pozitivă, și, în același timp, provoacă unele dificultăți. La această temperatură, căldură trebuie să fie utilizat pentru a utiliza atât fluidul de lucru din compresor TH - mai scumpe și având, în plus, așa-numitul efect de seră, și de a folosi un compresor mai puternic, și în mod natural mai scumpe. Pe de altă parte, în absorbția VT, în acest caz, se poate aplica mediu de lucru convențional (o soluție de bromură de litiu).
Se poate concluziona că utilizarea procedeului de absorbție în acest caz particular are o serie de avantaje incontestabile. Ca rezultat, după o evaluare atentă, având în vedere că, în timpul perioadei de încălzire, o cantitate mare de energie termică este generată cu ajutorul cazanelor cu apă caldă, sa luat decizia de a instala o absorbție TH.
Apoi, au fost luate în considerare trei opțiuni de conectare.
În prima variantă se presupune că se utilizează apă supraîncălzită din circuitul de alimentare cu căldură a cazanului de recuperare a căldurii a unității de cogenerare pentru necesitățile TH absorbite. Atunci când se ia în considerare această opțiune, sa constatat că temperatura și gradul de supraîncălzire se modifică semnificativ în diferite moduri de funcționare a instalației (în special sub sarcină parțială). De asemenea, problema asigurării supraîncălzirii necesare în cazul opririi unității de cogenerare sau insuficient de ridicată pentru procesul de răcire a rămas nerezolvată.
În a doua variantă, aburul a fost selectat din turbină. La examinarea acestei opțiuni s-au observat următoarele riscuri:
# 9632; Situația este posibilă atunci când turbina cu abur nu este încălzită sau este în stare de funcționare tranzitorie;
# 9632; este teoretic posibil să se contamineze sistemul de apă al cazanului de recuperare cu fluidul de lucru (soluție de bromură de litiu) sau agentul de răcire din rețea;
# 9632; În același timp, cantitatea de abur retrasă crește, producția de energie electrică este redusă.
În al treilea exemplu de realizare, a considerat posibilitatea de a oferi absorbție TN abur din cazan, proiectat pentru nevoile lor proprii de încălzire a plantelor (Fig. 3). Datorită faptului că, în ultimii ani utilizarea cazanului a fost redus la minimum, această opțiune a fost recunoscută ca fiind cea mai potrivită în ceea ce privește reducerea tuturor riscurilor de mai sus, precum și din punctul de vedere al eficienței și a satisface nevoile și de rezervă Th.
Influența modurilor de funcționare ale unei rețele termice asupra eficienței pompei de căldură
Pentru funcționarea eficientă a VT, numărul de ore pe an are o importanță deosebită atunci când temperatura apei de retur este suficient de scăzută și cantitatea de abur consumată este mică. În Fig. 4 prezintă dinamica orară a modificării temperaturii apei de retur într-o perioadă de patru ani. Trebuie remarcat faptul că temperatura de bază pentru încălzirea urbană din Riga este de 130/70 ° C (118/65 ° C la o temperatură ambiantă de -15 ° C și mai jos) și, de asemenea, acei consumatori de locuințe din orașul lor au posibilitatea reglării temperaturii sistemului de încălzire și a apei calde menajere. Ultimele două sezoane de încălzire au trecut cu temperaturi scăzute ale aerului exterior scăzut atipic și numărul de ore în care temperatura apei de retur a depășit valoarea de 46 ° C a fost destul de mare.
Conform rezultatelor de funcționare a absorbției TH se stabilește că utilizarea grad scăzut al apei de proces de cogenerare de căldură putere de 2 mW transmis prin capacitatea termică totală TN rețea la apa de retur a temperaturii de 40 ° C de izolare este de 4,4 MW, la o temperatură de 47 C O - 5 MW și la o temperatură maximă de 63 ° C - 6,2 MW. Dacă este necesară o cantitate mai mică de căldură, cantitatea de abur necesară este redusă proporțional. Verificarea parametrilor TN garantați a fost efectuată la o temperatură a apei de retur de 47 ° C.
Vizualizarea procesului tehnologic al absorbției TH instalate este prezentată în Fig. 6, iar principalii parametri tehnici sunt prezentați în tabel.
Aspecte importante ale proiectului, determinate de experiență
1. răcire fiabile și de înaltă calitate este necesară pentru a asigura timpul și prioritățile corecte, șef printre care este de a asigura unitatea de cogenerare sau de a primi cea mai mare cantitate de energie termică, care trebuie să fie transferat la sistemul de încălzire. În primul caz, este un răcitor, în al doilea caz este un TN. Nu este posibil să se asigure ambele procese în același timp.
2. Este mai simplu să echipăm absorbția TN cu unități de cogenerare cu răcitoare de lichide de proces de tip închis. Acest lucru se datorează faptului că este extrem de dificil să se prevină formarea de gheață pe turnurile de răcire de tip deschis în cazul unor condiții severe de iarnă și când cea mai mare parte a fluxului de apă din TN este deviată. La temperaturi exterioare sub -10 ° C și atunci când temperatura apei din rețeaua de retur crește, o cantitate mult mai mare de energie termică sub formă de abur trebuie furnizată la VT pentru a asigura procesul de răcire. Cantitatea de abur consumată la eliminarea aceleiași cantități de energie cu potențial scăzut la temperatura minimă și maximă a apei reversibile diferă aproape în
3. Un punct important este determinarea încărcării optime a VT. În funcție de modul de funcționare al centralei de cogenerare, instalația de pompare de căldură poate fi proiectată să funcționeze numai în sezonul de încălzire sau în perioada de vară cu sarcini termice scăzute. În timpul verii, ca și în perioadele de încărcare termică parțială, este rațional să se utilizeze extracția de abur de la turbină. În climatul leton, durata sezonului de încălzire este de aproximativ 5200 de ore / an. Capacitatea de a asigura funcționarea TN cu sarcină maximă în afara perioadei de încălzire este extrem de rară, deoarece de obicei sarcina unității de cogenerare în timpul verii este de aproximativ 12% din sarcina sezonului de încălzire, iar căldura produsă de pompa de căldură reduce generarea de energie electrică. Instalat la Centrul de incalzire "Imanta" TN este planificat sa fie utilizat in principal in sezonul de incalzire.
4. La absorbția permanentă TH, căldura permanentă a fost eliberată în mediul înconjurător. Termoografia VT a făcut posibilă îmbunătățirea izolației sale termice, datorită căreia eficiența echipamentului a crescut, iar temperatura camerei a fost redusă la valorile standard.
5. Cel mai sensibil element al proiectului este prețul gazelor naturale, a căror creștere reduce perioada de recuperare, iar în cazul nostru, având în vedere prețurile ridicate actuale, acest lucru este extrem de important.
Ca o soluție eficientă pentru a reduce volumul de abur consumat pentru căldură de proces în utilizarea VT-potențial redus la temperaturi sub -10 ° C și temperatura reveni apei peste 47 O C - posibila utilizare a încălzitorului de aer, la cazan de ardere. În cazul nostru, acesta va fi explorată de răcire unitate de rețea de retur a apei sau a apei de cogenerare proces utilizând standard de două încălzitoare de aer în conductele KVGM 100.
În viitorul apropiat, experiența este planificată pentru a fi utilizată în implementarea proiectelor geotermale, ceea ce este imposibil fără a înțelege caracteristicile tehnologiei pompei de căldură.
5. Keil C. Plura S. Radspieler M. Schweigler C. Pompe de căldură personalizate de absorbție pentru utilizarea resurselor de căldură cu grad scăzut.
descărcare gratuită Experiență de utilizare a căldurii cu grad scăzut utilizând o pompă de căldură absorbantă în archive.zip (235 kBt)
Trimiteți-le prietenilor: