АПРОКСІМАЦІЙНА МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ АБСОРБЦІЙНОГО ТЕПЛОВОГО НАСОСУ З ПАРОВИМ ОБІГРІВОМ ДЛЯ ІНТЕГРАЦІЇ У ТЕПЛОВУ СХЕМУ ПАРОВОЇ ТУРБІНИ

О. Шубенко; М. Бабак; O. Сенецький

doi:10.15407/scine20.01.035

Автор(и)

О. Шубенко Інститут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного Національної академії наук України https://orcid.org/0000-0001-9014-1357
М. Бабак Інститут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного Національної академії наук України https://orcid.org/0000-0001-8146-2562
O. Сенецький Інститут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного Національної академії наук України https://orcid.org/0000-0001-8146-2562

DOI:

https://doi.org/10.15407/scine20.01.035

Ключові слова:

енергозбереження, абсорбційний тепловий насос, теплова схема, теплопостачання, когенерація

Анотація

Вступ. ТЕЦ мають значний потенціал впровадження енергозбереження при експлуатації на тепловому навантаженні шляхом вдосконалення теплових схем й режимних характеристик. Розв’язання задачі з вдосконалення теплової схеми турбогенератора електростанції шляхом реалізації абсорбційного теплового насосу (АБТН) дасть можливість підвищити ефективність використання паливно-енергетичних ресурсів (ПЕР) при виробництві тепло- та електроенергії.
Проблематика. Наразі значну увагу приділяють утилізації вторинних джерел енергії потужних енергоблоків, які працюють у когенераційному режимі. Наявність скидної теплоти, яка не утилізується, призводить до зниження ефективності використання ПЕР, що збільшує вартість тепло- та електроенергії й має негативний вплив на довкілля.
Мета. Розробка апроксимаційної математичної моделі АБТН з паровим обігрівом (μ = 1,71), що базується на характеристиках реальних термотрансформаторів, і може бути застосована при вирішенні задач з його інтеграції. Дослідити рівень змін матеріальних потоків потужної парової турбіни з інтегрованим АБТН з паровим обігрівом за опалювальний сезон.
Матеріали й методи. Використано методи математичного моделювання енергетичного устаткування з використанням інтерполяційних алгоритмів. Розглянутий алгоритм став базою для створення програмних модулів з визначення характеристик АБТН.
Результати. Розроблено апроксимаційну математичну модель АБТН з паровим обігрівом для вирішення завдань з інтеграції теплового насосу теплової схеми когенераційних установок. Її побудовано з використанням інтерполяційних залежностей характеристик насосів і рівнянь збереження.
Висновки. Запропонована модель АБТН дозволяє оцінити показники роботи когенераційної установки за опалювальний сезон при інтеграції до теплової схеми парової турбіни АБТН відповідної теплової потужності і яка має значне навантаження теплопостачання.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Посилання

Romanyuk, V. N., Muslina, D. B., Bobich, A. A., Kolomitskaya, N. A., Bubir, T. V., Malkov, S. V. (2013). Absorption heat pumps in the heat circuit of a thermal power plant to increase its energy effi ciency. Energy and management, 1, 4—19 [in Russian].

Cers, A., Turlajs, D., Zeltinsh, N. (2013). Recovery of the waste heat by large capacity heat pumps for Riga city district heating system. Modern science: research, ideas, results, technologies, 2(13), 38—43.

LLC TD EST Shuangliang Eco-Energy 2022. Absorption heat pumps. URL: https://est-rus.ru/oborudovanie/teplovie-nasosy (Last accessed: 10.03.2023).

Tongfang Artifi cial Environment Co Ltd 2016. Absorption heat pump/water chilling unit energy-saving reconstruction project of Cangzhou Huarun Thermal Power Plant. URL: http://en.thholding.com.cn/2016-08/03/c_54899.htm (Last ac c essed: 10.03.2023).

Deng, T., Controls, J., Zhimeng, L., Yin, P. (2019). Waste-heat Recovery from Power Plant for District Heating. Heat Transfer, 26(8), 39—41. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2011.11.007.

Xu, Z. Y., Mao, H. C., Liu , D. S., Wan g, R. Z. (20 18). Waste heat recovery of power plant with large scale serial absorption heat pumps. Energy, 165(part B), 1097—1105. https://doi.org/10.1016/j.energy.2018.10.052.

Zhang, L., Zhang, Y., Zhou, L., E, Z., Wang, K., Wang, Z., Li, G., Qu, B. (2018). Research of waste heat energy effi ciency for absorption heat pump recycling thermal power plant circulating water. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science, 121, 042005. https://doi.org/10.1088/1755-1315/121/4/042005.

Wang, J., Liu, W., Liu, G., Sun, W., Li, G., Qiu, B. (2020). Theoretical Design and Analysis of the Waste Heat Recovery System of Turbine Exhaust Steam Using an Absorption Heat Pump for Heating Supply. Energies, 13, 6256. https://doi. org/10.3390/en13236256.

Yavorovsky, Yu. V., Bartenev, A. I., Sultanguzin, I. A., Alimgazin, A. Sh., Prishchepova, S. A., Kalyakin, I. D. (2020). Improving Energy and Environmental Effi ciency of Combined Heat-and Power Plant Based on Absorption Heat Transformers. E3S Web of Conferences, 178, 01010. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202017801010.

Xu, Z. Y., Gao, J. T., Mao, H. C., Liu, D. S., Wang, R. Z. (2020). Double-section absorption heat pump for the deep recovery of low-grade waste heat. Energy Conversion and Management, 113072. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2020.113072.

Wang, Z., Shen, H., Gu, Q., Wen, D., Liu, G., Gao, W., Ren, J. (2021). Economic Analysis of Heat Pump Recovery System for Circulating Water Waste Heat in Power Plant. International Conference on Power System and Energy Internet (PoSEI2021), 256, 02011(2021). https://doi.org/10.1051/e3sconf/202125602011.

Chirkin, N. B., Kuznetsov, M. A., Sherstov, E. V., Stennikov, V. N. (2014). The potential and technical rationality of using heat pump technologies in the combined production of electrical and thermal energy. Problems of Mechanical Engineering, 176(1), 11—20.

Shubenko, A. L., Babak, N. Yu., Senetskyi, A. V. (2019). Evaluation of the feasibility of integrating an absorption heat pump into the technological scheme of a condensing turbine. Mater. inter. sci.-tech. conf. “Physical and technical problems of energy and the ways of their 2019” (19 March 2019, Kharkiv), 30—31.

Redko, A., Redko, I., Pavlovskiy, S., Burda, Yu., Pivnenko, Y., Alforov, S. (2020). Application of an absorption heat pump in the conditions of an existing combined heat and power plant Ventilation, lighting and heat and gas supply, 34, 57—62. https://doi.org/10.32347/2409-2606.2020.34.57-62.

Broad absorption heat pump: offi cial site. Corporations BROAD. 2022. URL: http://www/.en.broad.com/Storage/ Largedownloads/enydfdrb.pdf (Last accessed: 23.03.2023).

Absorption lithium bromide heat pumps TEPLOSIBMASH. LLC SKB Teplosibmash: offi cial site. 2022. URL: http:// www.teplosibmash.ru/catalog/id/7/ (Last accessed: 23.03.2023).

Arseniev, V. M., Meleychuk, S. S. (2018) Heat pumps: the foundations of theory and development: a guidebook. Sumi.

Press William H., Teukolsky Saul A., Vetterling William T., Flannery Brian P. (1992) Numerical Recipes in Fortran 77 The Art of Scientifi c Computing. Second Edition Volume 1 of Fortran Numerical Recipes. Cambridge University Press.

Lykhvar, N. V., Govorushchenko, Yu. N., Yakovlev, V. A. (2003). Modeling of thermal power plants using interactive circu it graphics. Problems of Mechanical Engineering, 1, 30—41.

Sokolov, E. Ya. (2001) Heat supply and heat networks: Textbook for universities. Moscow.

RD 34.30.711 1975 Typical regulatory characteristic of the turbine unit PT-60-130-13 LMZ. Specialized Center for Scientifi c and Technical Information ORGRES, Moscow, Russia.

Shubenko, A., Babak, M., Senetskyi, O., Sarapin, V., Forkun, Ya. (2023). Turboexpander unit use for effi ciency increase of gas compressor station. International Conference on Advanced Mechanical and Pover Engineering (CAMPE-21) (18—21 October 2021), 8. https://doi.org/10.1007/978-3-031-18487-1_4.