Тепловой насос и теплофикация
Особенности увеличения коэффициента полезного использования топлива при переходе с раздельного производства энергии на теплофикацию. Основные парадоксы российской тепловой энергетики. Главные методологические недостатки отечественной тарифной политики.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 27.02.2017 |
| Размер файла | 45,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Тепловой насос и теплофикация
Богданов А.Б. (Омская ТЭЦ-6)
"Теплофикация"- энергоснабжение тепловых и электрических потребителей на базе комбинированного производства тепла и электроэнергии в одной технологической установке. Переход с раздельного производства энергии на теплофикацию позволяет увеличить коэффициент полезного использования топлива (КПИТ) в 1.5 раза с 55% до 83%!
Парадоксы отечественной теплоэнергетики
Парадокс 1 Стыдно признаться, но более 90% специалистов -теплоэнергетиков не знает, что такое и зачем нужны тепловые насосы. В Японии ежегодно производится около 3 млн. тепловых насосов, в США около 1 млн. тепловых насосов. В Германии предусмотрена дотация в 400 марок за каждый кВт установленной мощности тепловых насосов. В России в Новосибирске на практически единственном в России предприятии "Энергия", производящем крупные тепловые насосы, за 10 лет произведено порядка сотни промышленных тепловых насосов. Парадокс. За рубежом выгодно использовать низкопотенциальное тепло, а в России, в стране холода, проще построить котельную, чем использовать сбросные низкопотенциальные источники тепла!
Парадокс 2. Энергии сбросного тепла, поступающего на градирни Омских ТЭЦ, достаточно, чтобы остановить в резерв все, даже самые крупные котельные города при понижении температуры наружного воздуха до -8С! Но почему-то даже зимой, когда из градирен ТЭЦ выбрасывается огромное количество тепла, в зоне действия тепловых сетей работают десятки котельных, нагрузку которых могут взять на себя ТЭЦ. Потери топлива от неумения организовать совместное потребление сбросной энергии от ТЭЦ различными собственниками котельных по Омску составляет не менее 630 тыс. т.у.т/ год на сумму до 200-800 млн. рублей в год,
Парадокс 3. В Российской теплоэнергетической системе "ТЭЦ - тепловой потребитель" получается замкнутый круг, тепловые насосы не применяются потому -что на их нет спроса, и с другой стороны нет предложений потому, что нет спроса. Есть сбросное тепло в градирни, есть невостребованные тепловые мощности, (которые замещаются местными котельными, в зоне действия ТЭЦ), есть возможные технические решения, но нет экономической выгоды! Почему! Суть в том, что сбросное тепло от ТЭЦ продается по цене тепла, получаемое от котельной! Конечно, с таким уровнем цен никакой тепловой насос не будет конкурентоспособен.
Все вышеперечисленные парадоксы являются следствием того, что до настоящего времени нет логически обоснованного метода анализа затрат на производство энергии как на специфичный вид материи, качественно отличающиеся от других товаров неразрывностью по времени производства и потребления энергии.. топливо энергия теплофикация тарифный
Существующий технико-экономический анализ работы ТЭЦ совершенно не отвечает технологии производства низкопотенциального сбросного тепла и электрической энергии.. Метод ценообразования на сбросное тепло необходимо пересматривать. Ответы на эти и многие другие парадоксы в энергетике кроются в абсурдности существующего метода ценообразования на энергию, в оторванности тарифной политики от технологии производства тепловой и электрической энергии. История вопроса, о том как правильно оценивать стоимость тепловой и электрической энергии наглядно отражена в [1-5].
Методологические недостатки отечественной тарифной политики
В существующей тарифной политике на тепловую и электрическую энергию заложено 6 видов логических ошибок, определяющих недостатки сегодняшней тарифной политики применительно "Энергетики крупного города".
Мы пытаемся одной мерой оценить стоимость двух различных видов энергетической продукции - а) мощности во времени предоставляемой тепловой и электрической энергии, б) количество за период отпущенной тепловой и электрической энергии.
Отсутствует (неразвита) система классификация видов энергетической продукции по качеству, количеству
Отсутствуют (неразвит) принцип авансирования затрат на соответствующий вид энергетической продукции
При комбинированном производстве тепловой и электрической энергии на ТЭЦ принятый на сегодня метод разделения затрат топлива на тепловую и электрическую энергию не отвечает технологии производства энергии на ТЭЦ.
Мы не стимулируем экономичного потребителя за комбинированное потребление тепловой и электрической энергии, получаемой по комбинированному способу на ТЭЦ, а также не принуждаем неэкономичного потребителя к изменению технологии потребления энергии.(мы вынуждены принуждать все общество)
Мы не осуществляем анализ и нормирование расходов топлива закладываемых в тарифы для конкретного типа потребителей тепловой и электрической энергии.
Самым главным недостатком существующей тарифной политики является то, что тарифы не отражают технологическую суть производства энергии как по качеству, так и по количеству. Предметом рыночных отношений является не просто количество потребленной энергии, а предоставление мощности в определенное временя. На рынок энергетических услуг предоставляется две вида энергетической продукции: а) возможность использования заявленной энергетической мощности в определенное время; б) количество потребленной энергии. При этом методологически нет никакой принципиальной разницы, на какой вид энергии предоставляются услуги - тепловую или электрическую.
Недостаток существующего ценообразования заключается в том, что цена не отражает качества энергии. Если для электроэнергии разработан государственный стандарт, то, как ни парадоксально, мы находимся только на пороге формирования требований к качеству производства и продажи тепловой энергии. Согласно требованиям Гражданского кодекса поставлены и сформулированы задачи по определению качества и надежности теплоснабжения. Так, если для котельной нет принципиальной разницы, когда производится тепло - летом или зимой, то для ТЭЦ это различные технологии. Если летом для горячего водоснабжения можно использовать бросовое тепло, поступающее на градирни ТЭЦ, то зимой для отопления жилья отработанного тепла уже не хватает, и необходимо затрачивать дополнительные первичные источники энергии. Если же летом тепло от ТЭЦ не купят, то она все равно это тепло выбросит в окружающую среду, или же просто остановится в вынужденный резерв из-за отсутствия теплового потребления. Одна их основных ошибок существующего метода ценообразования заключается в том, что для простоты расчета рассчитываются не конкретные тарифы для характерных режимов энергоснабжения, а средневзвешенные, среднегодовые тарифы. Хотя среднегодовая цена тепла у ТЭЦ ниже чем у котельной, все равно она не стимулирует промышленных покупателей тепловой энергии пойти на то, чтобы не сжигать топливо на своих котельных и по обоюдовыгодной цене использовать сбросное тепло от ТЭЦ.
Абсурдность существующих тарифов заключается и в том, что цена не отражает количество потребленной энергии по времени. Так, при равномерном потреблении 1000 Гкал в течение года достаточно источника тепла с мощностью 0.11 Гкал/час. Для производства этого же количества тепла, требуемого для того, чтобы обеспечить зимний максимум нагрузок за расчетную пятидневку требуется уже 8.3 Гкал/час. Разница мощностей установленного оборудования составляет 73-кратную величину. Соответственно нужны дополнительные специалисты, площади, оборудование. Оборудование находится в резерве 97% времени и работает только 3% времени, а стоимость покупки энергии одинакова в обоих случаях! Но для общества нет никакой разницы в оплате затрат! Парадокс!
Законодателям, определяющим энергетическую стратегию региона необходимо полностью отказаться от услуг так называемого "физического метода" распределения экономии топлива и перейти на применение "эксергетического метода" анализа. Методические указания по составлению отчета электростанции о тепловой экономичности оборудования должны быть пересмотрены, и отвечать технологической сути комбинированного производства энергии. Вместо расчетного расхода топлива на тепло по существующей методике 120-170 кг/Гкал, реальный - же расход топлива, к примеру определенный по диаграммам режимов турбин Т-175/210 Омской ТЭЦ-5, составляет:
Главным выводом из приведенной таблицы является то, что чем ниже температура сетевой воды используемая тепловым потребителем, тем меньше требуется топлива на ТЭЦ для его дополнительного производства.
|
Температура сетевой воды С |
Удельный расход топлива на прирост тепла (кг.у.т./Гкал) |
|
|
120С |
Не более 75 |
|
|
90 |
Не более 42 |
|
|
45 |
0.0 |
Как раз это низко- температурное тепло на уровне 45С как раз и является той экономической нишей где применение тепловых насосов технически и экономически выгодно. Не надо строить дополнительных теплообменников, для забора тепла из циркуляционных систем! Достаточно забирать это тепло непосредственно в центре тепловых потребителей, непосредственно из обратной сетевой воды "захолаживая" обратную сетевую воду от 45-70С до температуры +10С. Цена на это тепло должна зависеть от числа часов использования сбросного тепла. Если же это тепло не будет забираться в часы максимума тепловых нагрузок, то цена должна быть в 10-20 раз дешевле цены пикового тепла. (смотри график).
Тепловые насосы и теплофикация являются взаимно исключающими и взаимно дополняющими энергосберегающими технологиями. Теплофикация является более эффективным технологическим решением, чем тепловые насосы. Применять тепловые насосы непосредственно на ТЭЦ, ГРЭС где имеется круглогодичные сбросы тепла в градирни, пруды охладители нет никакого смысла. Нагреть воду, получить пар необходимых параметров можно получить непосредственно с отборов паровых турбин, без сложной трансформации тепла с помощью тепловых насосов. Однако, если на ТЭЦ имеются сбросы тепла в атмосферу или в водоем, то можно применять тепловой насос для сверх балансовой нагрузки непосредственно забирая тепло из обратной сетевой воды у удаленного потребителя, по цене сбросного тепла. Это означает, что если на ТЭЦ имеется сбалансированная тепловая и электрическая нагрузка, то область применения тепловых насосов возможно только в те периоды, когда нет пиковых нагрузок. Для условий г Омска этот, внепиковый, период времени составляет порядка 7000 часов
Экономическая ниша в схеме балансов тепловой и электрической энергии на ТЭЦ позволяет сделать технологический прорыв в применении тепловых насосов в "Энергетике крупного города". Так с применением тепловых насосов можно и нужно
значительно расширить область комбинированного производства и комбинированного потребления тепловой и электрической энергии
пересмотреть концепцию теплоснабжения населения городов: а) базовая низкотемпературная нагрузка до 115С - от теплофикационных отборов ТЭЦ; б) пиковая нагрузка - от пиковых котельных, абсорбционных тепловых насосов, компрессионных тепловых насосов находящихся в центре тепловых нагрузок.
применять низкотемпературный транспорт базовой нагрузки тепловых сетей по графику: для полубазовых нагрузок ТЭЦ 65-10С, для пиковых нагрузок ТЭЦ 115-10С, для пиковых нагрузок тепловых сетей количественно- качественное регулирование .
применение полиэтиленовых труб для невысоких температур до 115с и невысоких давлений до 0.6Мпа
применение трехтрубных систем две трубы отопление, третья труба только для горячего водоснабжения
получения пара из сетевой воды и закрытия сотен низкоэффективных паровых котельных
Литература
Богданов А.Б. Маргинальные тарифы на тепловую энергию. «Энергия» №5, 1998.
Богданов А.Б. Теплофикация= национальное богатство России «Энергия» №10, 2001г.
Богданов А.Б. Теплофикация-золушка энергетики «Энергетик» №11, 2001г.
Малафеев В.А. Как правильно определять стоимость электрической и тепловой энергии, вырабатываемой на ТЭЦ “Энергетик” №9 2000г
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Экономичность и надежность энергосбережения. Общие сведения о теплоэлектроцентралях. Переход с раздельного производства энергии на теплофикацию. Виды теплоцентралей в Беларуси. Механизм модернизации производства энергии. Снижение тепловой нагрузки.
реферат [22,2 K], добавлен 20.11.2011Общее понятие теплофикации и когенерации. Условия эффективности использования газа в процессе теплофикации. Устройство теплофикационного прибора. Возникновение идеи централизованного теплоснабжения. Принцип работы и области применения теплового насоса.
реферат [26,0 K], добавлен 16.09.2010Тепловой насос как компактная отопительная установка, его назначение и принцип действия, сферы и особенности применения. Внутреннее устройство теплового насоса, оценка его главных преимуществ перед традиционными методами получения тепловой энергии.
реферат [83,3 K], добавлен 22.11.2010Характеристика котла ТП-23, его конструкция, тепловой баланс. Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания топлива. Тепловой баланс котельного агрегата и его коэффициент полезного действия. Расчет теплообмена в топке, поверочный тепловой расчёт фестона.
курсовая работа [278,2 K], добавлен 15.04.2011Определение объемов воздуха и продуктов сгорания, коэффициента полезного действия и расхода топлива. Расчет топки котла, радиационно-конвективных поверхностей нагрева, ширмового пароперегревателя, экономайзера. Расчетная невязка теплового баланса.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 15.11.2011Проблемы современной российской энергетики, перспективы использование возобновляемых источников энергии и местных видов топлива. Развитие в России рынка биотоплива. Главные преимущества использования биоресурсов на территории Свердловской области.
контрольная работа [1,1 M], добавлен 01.08.2012Принцип устройства и действия тепловой трубки Гровера. Основные способы передачи тепловой энергии. Преимущества и недостатки контурных тепловых труб. Перспективные типы кулеров на тепловых трубах. Конструктивные особенности и характеристики тепловых труб.
реферат [1,5 M], добавлен 09.08.2015Потребление тепловой и электрической энергии. Характер изменения потребления энергии. Теплосодержание материальных потоков. Расход теплоты на отопление и на вентиляцию. Потери теплоты с дымовыми газам. Тепловой эквивалент электрической энергии.
реферат [104,8 K], добавлен 22.09.2010Основные характеристики трубчатых печей. Тепловой баланс трубчатой печи. Расчет коэффициента полезного действия и расхода топлива. Выбор типоразмера трубчатой печи. Упрощенный расчет камеры радиации. Гидравлический расчет змеевика трубчатой печи.
реферат [6,7 M], добавлен 24.11.2012Расчет объема продуктов сгорания и воздуха. Тепловой баланс, коэффициент полезного действия и расход топлива котельного агрегата. Тепловой расчет топочной камеры. Расчет конвективных поверхностей нагрева и экономайзера. Составление прямого баланса.
курсовая работа [756,1 K], добавлен 05.08.2011Расчет тепловой схемы, коэффициента полезного действия, технико-экономических показателей ГТН–16. Определение расчётных зависимостей внутреннего КПД цикла от степени повышения давления при различных значениях начальных температур воздуха и газа.
контрольная работа [1,5 M], добавлен 07.02.2016Основы энергосбережения, энергетические ресурсы, выработка, преобразование, передача и использование различных видов энергии. Традиционные способы получения тепловой и электрической энергии. Структура производства и потребления электрической энергии.
реферат [27,7 K], добавлен 16.09.2010Закономерности переноса и использования теплоты. Сущность термодинамического метода исследования, решение инженерных задач по преобразованию тепловой и механической энергии, определение термического коэффициента полезного действия в физических системах.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 20.10.2012Производство электрической и тепловой энергии. Гидравлические электрические станции. Использование альтернативных источников энергии. Распределение электрических нагрузок между электростанциями. Передача и потребление электрической и тепловой энергии.
учебное пособие [2,2 M], добавлен 19.04.2012Расчет объемов воздуха, продуктов горения, жаропроизводительности топлива с учетом влаги в воздухе. Составление теплового баланса котлоагрегата по упрощенной методике теплотехнических расчетов Равича. Определение коэффициента полезного действия котла.
практическая работа [52,5 K], добавлен 04.12.2010Описание котлоагрегата до перевода на другой вид топлива. Характеристика принятых к установке горелок. Обоснование температуры уходящих газов. Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания при сжигании двух видов топлива. Тепловой баланс и расход топлива.
дипломная работа [3,3 M], добавлен 13.06.2015Проблема обеспечения электрической энергией многих отраслей мирового хозяйства. Основа современной мировой энергетики - тепло- и гидроэлектростанции. Идея использования тепловой энергии, тропических и субтропических вод океана. Энергия ветра и солнца.
реферат [22,0 K], добавлен 29.11.2008Роль электроэнергии в производственных процессах на современном этапе, метод ее производства. Общая схема электроэнергетики. Особенности главных типов электростанций: атомной, тепловой, гидро- и ветрогенераторы. Преимущества электрической энергии.
презентация [316,3 K], добавлен 22.12.2011Расчет потребности в тепловой и электрической энергии предприятия (цеха) на технологический процесс, определение расходов пара, условного и натурального топлива. Выявление экономии энергетических затрат при использовании вторичных тепловых энергоресурсов.
контрольная работа [294,7 K], добавлен 01.04.2011Тепловой баланс парогенератора и расход топлива. Основные конструктивные характеристика топки. Тепловой расчет парогенератора типа ТП-55У. Определение фестона, перегревателя и хвостовых поверхностей. Конструктивные размеры и характеристики экономайзера.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 25.08.2014
