Отправить эту статью по почте 
Открытый доступ
Доступ для подписчиков
Разработка и апробация методики внедрения и оценки эффективности тепловых насосов в составе ТЭЦ
Аннотация
Перспективным методом повышения эффективности тепловых электростанций является применение тепловых насосов для утилизации сбросной теплоты. Интеграция тепловых насосов в схему реальной ТЭС является комплексной задачей, требующей учёта множества факторов. Проводимые ранее исследования в этой области касались термодинамического или экономического анализа отдельных схемных решений. Комплексного методического подхода к решению задачи предложено не было. Цель данного исследования — разработка новой методики оценки эффективности внедрения тепловых насосов и апробация её в условиях реальной ТЭС. В основе методики лежит глубокий анализ структуры и характеристик оборудования ТЭС, а также определения допустимого диапазона мощности теплового насоса с учётом потенциала сбросных потоков, особенностей потребителей тепла и безубыточной работы на рынке. На базе этого формируется банк схемных решений, рассчитываются технико-экономические показатели и проводится оценка эффективности инвестиций. В экономических расчётах учитывается экологический аспект применения тепловых насосов в части снижения платы за водопользование. Апробация методики проведена на действующей ТЭС со сложной структурой и прямоточной системой технического водоснабжения. Наиболее перспективным вариантом использования теплового насоса является нагрев подпиточной воды теплосети с помощью теплового насоса, мощность 14,1 МВт, коэффициент преобразования 2,9 – 4,6. Достигнуто снижение расхода топлива на 1,5 – 5,7 % и воды — до 911,9 т/ч. Срок окупаемости — 8 лет.
DOI: 10.71527/EP.EN.2025.04.006
EDN: WVOTDT
Ключевые слова
Литература
World Energy and Climate Statistics. — Yearbook, 2023. URL: https://yearbook.enerdata.net/total-energy/world-consumption-statistics.html (accessed on 26 July 2023).
Jamil M. N. Critical Analysis of Energy Consumption and Its Impact on Countries Economic Growth: An empirical analysis base on Countries income level // Journal of Environmental Science and Economics. 2022. No 1. Pp. 1 – 12. DOI: 10.56556/jescae.v1i2.11.
Statistical Review of World Energy 2022. URL: https://www.bp.com/content/ dam/bp/business-sites/en/global/corporate/pdfs/energy-economics/statistical- review/bp-stats-review-2022-full-report. pdf (accessed on 26 July 2023).
Decree of the Government of the Russian Federation No. 1523-r Dated June 9, 2020 on the Approval of the Energy Strategy of the Russian Federation for the Period up to 2035. URL: https://minenergo.gov.ru/sites/default/ files/documents/11/10/1920/ document-66308.pdf (accessed on 27 July 2023).
State Report of Heat-Power and District Heating in the Russian Federation in 2020. URL: https://minenergo.gov.ru/node/ 22832 (accessed on 27 July 2023).
Report on the operation of the UES of Russia in 2022. URL: https://www.so- ups.ru/fileadmin/files/company/reports/ disclosure/2023/ups_rep2022.pdf (accessed on 1 August 2023).
State Report of Energy Saving and Energy Efficiency in the Russian Federation in 2021. URL: https://www.economy.gov.ru/ material/file/5a79eed92247fc7cb91873a10 7625372/Energy_efficiency_2022.pdf (accessed on 1 August 2023).
Methods for Estimating Water Consumption for Thermoelectric Power Plants in the United States. URL: https://pubs.usgs. gov/sir/2013/5188/pdf/sir2013-5188.pdf (accessed on 3 August 2023).
Zhang H. Optimization Potentials for the Waste Heat Recovery of a Gas-Steam Combined Cycle Power Plant Based on Absorption Heat Pump / H. Zhang, H. Zhao, Z. Li, et al. // J. Therm. Sci. 2019. No. 28. P. 283 – 293. DOI: 10.1007/s11630-018- 1055-7.
Risthaus K, Madlener R. Economic Analysis of Electricity Storage Based on Heat Pumps and Thermal Storage Units in Large-Scale Thermal Power Plants // Energy Procedia. 2017. No. 142. P. 2816 – 2823. DOI: 10.1016/j.egypro.2017.12.427.
Zhang H. Energy and exergy analysis of a new cogeneration system based on an organic Rankine cycle and absorption heat pump in the coal-fired power plant. Energy Convers / H. Zhang, Y. Liu, X. Liu, C. Duan // Manag. 2020. No. 223. P. 113293. DOI: 10.1016/j.enconman.2020.113293.
Vinnemeier P. Integration of heat pumps into thermal plants for creation of large-scale electricity storage capacities / P. Vinnemeier, M. Wirsum, D. Malpiece, R. Bove // Applied Energy. 2016. No. 184. P. 506 – 522. DOI: 10.1016/j.apenergy. 2016.10.045.
Li Y. Study of new cascade heating system with multi-heat sources based on exhausted steam waste heat utilization in power plant / Y. Li, W. Wang, Y. Ma, W. Li // Applied Thermal Engineering. 2018. No. 136. P. 475 – 483. DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2018.01.033.
Treshcheva M. Selection of Heat Pump Capacity Used at Thermal Power Plants under Electricity Market Operating Conditions / M. Treshcheva, I. Anikina, V. Sergeev, et al. // Energies. 2021. No. 14. P. 226. DOI: 10.3390/en14010226.
Wholesale Electricity and Capacity Market. URL: https://br.so-ups.ru/BR/IndicatorBR (accessed on 2 September 2023).
State Report of Heat-Power and District Heating in the Russian Federation in 2021. URL: https://minenergo.gov.ru/system/ download-pdf/24393/209145 (accessed on 2 September 2023).
Water Tax of Russian Federation. URL: https://www.nalog.gov.ru/rn78/taxation/ taxes/watertax/ (accessed on 3 August 2023).
Mammoth Climate Russia — Price Catalogue. URL: https://mammoth-russia.ru/ catalog/teplovye-nasosy/voda-voda/ (assessed on 16.10.23).
The Key Rate of Bank of Russia. URL: https://cbr.ru/hd base/KeyRate/ (accessed on 2 September 2023).
Ссылки
- На текущий момент ссылки отсутствуют.
© 1998 – 2025 НТФ «Энергопрогресс»
Адрес редакции:
129090, г. Москва, ул. Щепкина, д. 8
Телефон: +7 495 234-74-21
E-mail: energetick@mail.ru, energetik@energy-journals.ru
Наши партнеры
Выставки:
_(1)1.gif)
.jpg)
