Оптимальна теплова потужність абсорбційного теплового насосу з паровим обігрівом, що інтегрований в парову турбіну ПТ-60/70-130/13

Анотація

Сформульована і вирішена задача з визначення оптимальної теплової потужності абсорбційного бромісто-літієвого теплового насоса (АБТН) з паровим обігрівом, інтегрованого в теплову схему парової турбіни ПТ-60/70-130/13 при роботі на режимі з незначним відкриттям поворотної регулюючої діафрагми. Турбоустановка відпускала пару користувачам і забезпечувала теплопостачання за графіком 150 / 70 ºС. Характеристики АБТН моделювалися з використанням апроксимаційних залежностей, заснованих на характеристиках виробників термотрансформаторів. АБТН обігрівався парою з виробничого відбору турбіни після парової гвинтової машини, встановленої для енергозбереження. Загальна оптимізаційна задача з функцією цілі сумарні зміни місячних витрат палива після інтеграції АБТН, виходячи з середньомісячної температури зовнішнього повітря в опалювальному сезоні в Україні, розбивалася на 6 допоміжних оптимізаційних задач. Параметрами управління цих задач виступали: теплова потужність АБТН, тиск пари у конденсаторі турбіни і на вході у тепловий насос, витрата пари в голову турбіни. Дана задача вирішувалася методом покоординатного спуску. Досліджувалися режими з витратами пари у виробничий відбір турбіни споживачам: 15, 30 і 45 т/год. (з параметрами: 1,296 МПа, 280 ºС) і сітьової води: 1600, 1650 і 1700 м³/год. Їх особливість – забезпечення «корисної» генерації в об’ємах, що відповідають роботі ПТ-60/70-130/13 без АБТН із закритою поворотною діафрагмою. Для всіх розглянутих варіантів навантаження турбіни оптимальна потужність інтегрованого АБТН визначена в 20 МВт. За опалювальний період ПТ-60/70-130/13 з АБТН 20 МВт при роботі на режимі, близькому до теплового навантаження при менших за досліджені витрати виробничої пари та сітьової води, дозволяє зекономити: палива ~3,5%, пом'якшеної води 8,5%, технічної води 79,9%, а також дає помітний екологічний ефект за рахунок зменшення шкідливих викидів до атмосфери. Попередній строк окупності АБТН близький до 3 років. Відзначається, що варіант роботи інтегрованої турбіни з частково відкритою регулюючою діафрагмою за наявних цін на паливо та електроенергію програє по економічних показниках варіанту із закритою діафрагмою.