Modeling of systems and processes

Моделирование систем и процессов

2219-0767

41057

10.12737/2219-0767-2020-13-3-10-15

Технические науки

MODELING AN EFFECTIVE SOLUTION FOR THE UTILIZATION OF SECONDARY ENERGY RESOURCES OF CCGT UNIT ON THE EXAMPLE OF CCGT-420T CHPP-16

Моделирование эффективного решения утилизации вторичных энергоресурсов ПГУ на примере ПГУ-420Т ТЭЦ-16

Антипов

Юрий Александрович

Antipov

Yuriy Aleksandrovich

Шаталов

Иван Касьянович

Shatalov

Ivan Kas'yanovich

Шкарин

Кирилл Владимирович

Shkarin

Kirill Vladimirovich

Полищук

Георгий Максимович

Polischuk

Georgiy Maksimovich

Данилов

Игорь Кеворкович

Danilov

Igor Кеворкович

Барыбина

Анна Сергеевна

Barybina

Anna Sergeevna

Огнева

Яна Александровна

Ogneva

Yana Aleksandrovna

Морозов

Павел Дмитриевич

Morozov

Pavel Dmitrievich

Российский университет дружбы народов Peoples’ Friendship University of Russia

13 3 10 15

https://zh-szf.ru/en/nauka/article/41057/view

В настоящее время большое внимание уделяется повышению эффективности работы энергетических установок путём использования вторичных энергоресурсов. В качестве базовой энергетической установки рассмотрен энергоблок ПГУ-420Т, где отвод тепла от основного и вспомогательного оборудования происходит в охладителях и направляется в систему циркуляционного водоснабжения через теплообменники замкнутого контура (ТЗК). В результате, переданное тепло в количестве Qтзк ≈ 6,4 МВт утилизируется через градирню в окружающую среду. Предложено моделирование эффективного решения способа утилизации тепла замкнутого контура путём применения многоступенчатой парокомпрессионной теплонасосной установки (ТНУ). Проведён расчёт эффективности использования ВЭР в зависимости от количества ступеней ТНУ.

Nowadays, improving the efficiency of power plants by utilizing secondary energy resources is gaining more attention in the energy sector. In this paper, the combined cycle gas turbine (CCGT-420T) was considered, where exhaust heat from the main and auxiliary equipment is utilized, and sent to a water supply system through a closed-circuit heat exchanger, as a result, the heat transferred (Q = 6.4 MW) is rejected into the environment through a cooling tower. Moreover, an effective modelling method for utilizing heat in a closed cycle, using a steam compressing heat pump unit (HPU) is proposed. In addition, a calculation of the effectiveness of utilizing secondary energy resources depending on the number of HPU stages.

Теплонасосная установка паро-газотурбинная установка утилизация вторичные энергоресурсы. энергетическая эффективность моделирование

heat pump unitsCombined cycle gas turbine (CCGT) utilization secondary energy resources. energy efficiency modeling

История парогазового цикла в России. - URL: http://www.combienergy.ru/stat/900-Istoriya-parogazovogocikla-v-Rossii-Perspektivy-razvitiya (дата обращения 10.04.2020).

Istoriya parogazovogo cikla v Rossii. - URL: http://www.combienergy.ru/stat/900-Istoriya-parogazovogocikla-v-Rossii-Perspektivy-razvitiya (data obrascheniya 10.04.2020).

Современная теплоэнергетика. - URL: https://ozlib.com/857603/tehnika/sovremennaya_teploenergetika(дата обращения 10.04.2020).

Sovremennaya teploenergetika. - URL: https://ozlib.com/857603/tehnika/sovremennaya_teploenergetika(data obrascheniya 10.04.2020).

Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности, и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации : Федеральный закон от 23 ноября 2009 г. № 261-ФЗ // СПС КонсультантПлюс (дата обращения 10.04.2020).

Ob energosberezhenii i o povyshenii energeticheskoy effektivnosti, i o vnesenii izmeneniy v otdel'nye zakonodatel'nye akty Rossiyskoy Federacii : Federal'nyy zakon ot 23 noyabrya 2009 g. № 261-FZ // SPS Konsul'tantPlyus (data obrascheniya 10.04.2020).

Мацевитный, Ю. М. Об использовании тепловых насосов в мире и что тормозит их широкомасштабное внедрение в Украине / Ю. М. Мацевицкий, Н. Б. Чиркин, А. С. Клепанда // Энергосбережене. Энергетика. Энергоаудит. - 2014. - №2. - С. 2-17.

Macevitnyy, Yu. M. Ob ispol'zovanii teplovyh nasosov v mire i chto tormozit ih shirokomasshtabnoe vnedrenie v Ukraine / Yu. M. Macevickiy, N. B. Chirkin, A. S. Klepanda // Energosberezhene. Energetika. Energoaudit. - 2014. - №2. - S. 2-17.

Молодкина, М.А. Повышение техникоэкономических показателей парогазовых тепловых электростанций путём утилизации низкопотенциальной теплоты с использованием тепловых насосов : 05.14.14 - Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты : автореф. дис. … канд. техн. наук / М.А. Молодкина.- СПб., 2012. - 16 с.

Molodkina, M.A. Povyshenie tehnikoekonomicheskih pokazateley parogazovyh teplovyh elektrostanciy putem utilizacii nizkopotencial'noy teploty s ispol'zovaniem teplovyh nasosov : 05.14.14 - Teplovye elektricheskie stancii, ih energeticheskie sistemy i agregaty : avtoref. dis. … kand. tehn. nauk / M.A. Molodkina.- SPb., 2012. - 16 s.

Атомно-теплонасосная теплофикация как новое направление в развитии энергетики / В.П. Проценко, С.Б. Пустовалов, А.И. Савицкий, С.К. Легуенко // Энергоснабжение и водоподготовка. - 2010. - №1. - С. 25-29.

Atomno-teplonasosnaya teplofikaciya kak novoe napravlenie v razvitii energetiki / V.P. Procenko, S.B. Pustovalov, A.I. Savickiy, S.K. Leguenko // Energosnabzhenie i vodopodgotovka. - 2010. - №1. - S. 25-29.

Потенциальная возможность и техническая рациональность применения теплонасосных технологий при комбинированном производстве электрической и тепловой энергии / Н.Б. Чиркин, М.А. Кузнецов, Е.В. Шерстов, В.Н. Стенников // Проблемы машиностроения. - 2014. - Т. 17, №1. - С. 11-20.

Potencial'naya vozmozhnost' i tehnicheskaya racional'nost' primeneniya teplonasosnyh tehnologiy pri kombinirovannom proizvodstve elektricheskoy i teplovoy energii / N.B. Chirkin, M.A. Kuznecov, E.V. Sherstov, V.N. Stennikov // Problemy mashinostroeniya. - 2014. - T. 17, №1. - S. 11-20.

Chicherin, S. Low-temperature district heating distributed from transmission-distribution junctions to users: energy and environmental modelling / S. Chicherin // Energy Procedia : International Scientific Conference «Environmental and Climate Technologies». - 2018. - V. 147. - P. 382-389.

Razin, A. Increasing the efficiency of steam power plant with the help of solar energy / A. Razin, B. Mutasim, M. Hossain // International conference in developments in renewable energy technology (Dhaka, Bangladesh, 2012). - URL: https://www.researchgate.net/publication/276848308_Increasing_the_efficiency_of_steam_power_plant_with_the_help_of_solar_energy (Дата обращения: 10.04.2020).

10.

Mahlia, T.M. Methodology for implementing power plant efficiency standards for power generation: potential emission reduction / T.M. Mahlia, J.Y. Lim, L. Aditya // Clean Technology Environment Policy. - 2018. - V. 20. - P. 309-327.

11.

Многоступенчатая теплонасосная установка повышенной эффективности / И.К. Шаталов, Ю.А. Антипов, Е.В. Собенников, С. В. Камбиз // Инженерные системы - 2015 : сборник трудов VIII Международной научно-практической конференции. - Москва, 2015. - С. 541-546.

Mnogostupenchataya teplonasosnaya ustanovka povyshennoy effektivnosti / I.K. Shatalov, Yu.A. Antipov, E.V. Sobennikov, S. V. Kambiz // Inzhenernye sistemy - 2015 : sbornik trudov VIII Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferencii. - Moskva, 2015. - S. 541-546.

12.

A review of domestic heat pumps / I. Staffell, D. Brett, N. Brandon, A. Hawkes // Energy & Environmental Science. - 2012. - V. 5. - P. 9291-9306.

13.

Патент на полезную модель 140197 РФ, МПК F25B30/00. Многоступенчатая теплонасосная установка : № 2013117874/06 : заявл. 18.04.2013 ; опубл.10.05.2014 / Ю.А. Антипов, И.К. Шаталов, Е.В. Собенников ; заявитель и патентообладатель ФГБОУВПО «Российский университет дружбы народов».

Patent na poleznuyu model' 140197 RF, MPK F25B30/00. Mnogostupenchataya teplonasosnaya ustanovka : № 2013117874/06 : zayavl. 18.04.2013 ; opubl.10.05.2014 / Yu.A. Antipov, I.K. Shatalov, E.V. Sobennikov ; zayavitel' i patentoobladatel' FGBOUVPO «Rossiyskiy universitet druzhby narodov».

14.

Патент на изобретение 2705696 РФ, МПК F25B30/00, F25B1/10. Многоступенчатая теплонасосная установка : № 2017102563 : заявл. 26.01.2017 ; опубл. 25.01.2018. / Ю.А.Антипов, И.К. Шаталов, А.В. Силин, К.В. Шкарин, Е.В. Собенников ; заявитель и патентообладатель ФГБОУВПО «Российский университет дружбы народов».

Patent na izobretenie 2705696 RF, MPK F25B30/00, F25B1/10. Mnogostupenchataya teplonasosnaya ustanovka : № 2017102563 : zayavl. 26.01.2017 ; opubl. 25.01.2018. / Yu.A.Antipov, I.K. Shatalov, A.V. Silin, K.V. Shkarin, E.V. Sobennikov ; zayavitel' i patentoobladatel' FGBOUVPO «Rossiyskiy universitet druzhby narodov».