Комплекс предложенных разработок соответствует приоритетным направлениям развития науки, технологий и техники РФ (производственные и энергосберегающие технологии), а также критическим технологиям РФ (производство электроэнергии и тепла на органическом топливе) из перечня, утвержденного президентом РФ 30.03.2002.
На основе результатов проведенных уникальных экспериментальных исследований разработана технология способы повышения эффективности энергоблоков ТЭС путем модификации функциональных поверхностей конденсаторов паровых турбин. Устранение «недовыработки» электрической мощности энергоблоками ТЭС применительно к основным типам конденсаторов паровых турбин обеспечивается путем использования поверхностно-активных веществ (ПАВ) за счет:
- перевода пленочной конденсации в капельную по паровой стороне;
- снижения гидравлического сопротивления трубопроводов оборотной системы охлаждения;
- удаления имеющихся и защите от образования новых термобарьерных отложений по водяной стороне.
Эффективность:
- устранение «недовыработки» электрической мощности энергоблоков ТЭС (ежегодная экономия для блока мощностью 300 МВт около 190 млн.руб. в год);
- сроки окупаемости капиталовложений при внедрении технологии – не более 1,5 лет;
- рост коэффициента теплоотдачи при переводе с пленочной конденсации пара в капельную – в 8-11 раз, а коэффициента теплопередачи конденсатора – в 2-3 раза;
- повышение энергоэффективности систем охлаждения турбоустановок (для проектируемых блоков мощностью 300 МВт экономия составит около 480 млн.рублей);
- повышение экологической безопасности.
Назначение технологии:
- перевод пленочной конденсации в капельную по паровой стороне;
- снижение гидравлического сопротивления трубопроводов по водяной стороне;
- повышение коррозионной стойкости функциональных поверхностей оборудования.
Физические основы и основные преимущества технологии:
наноразмерная модификация наружных и внутренних поверхностей трубок конденсатора с образованием гиброфобных пленок ПАВ;
совершенствование процесса производства электричества и тепла (повышение надежности и ресурса, снижение аварийности и издержек производства);
сопутствующий дополнительный эффект при инжекции водной эмульсии ПАВ в ЦНД турбины для поддержания пленки ПАВ по паровой стороне конденсатора – существенное снижение эрозионного износа рабочих лопаток паровых турбин (до 30%).
Области применения:
конденсаторы паротурбинных установок тепловых и атомных электростанций;
конденсаторы парокомпрессинных холодильных машин и теплонасосных установок.
Доказано, что для повышения технологической и экономической эффективности ГТС целесообразно переходить на теплоснабжение с пониженными температурами теплоносителя при количественном и качественно-количественном регулировании тепловой нагрузки на ТЭЦ. Применение таких технологий с параллельным включением основных сетевых подогревателей и пиковых водогрейных котлов на ТЭЦ тепловой мощностью 1240 МВт с тремя турбинами Т-100-130 и тремя водогрейными котлами КВГМ-180 увеличивает выработку электроэнергии на тепловом потреблении на 19,95 млн. кВтч в год. При этом экономится до 4980 т условного топлива, что при стоимости условного топлива 3200 руб./т составит 15,9 млн рублей в год.
Список литературы
- Беляев А. С. Повышение экономичности ТЭЦ при снижении температурного графика тепловых сетей / А. С. Беляев, Е. К. Горбатова, Н. В. Мухин // Энергосбережение и водоподготовка. – 2018. – № 4. – С. 55-60
- Галкина, А. А. Перспективы развития мировой энергетики в период до 2040 г. И их влияние на российский топливно-энергетический комплекс / А. А. Галкина, Д. А. Грушевенко, Е. В. Грушевенко, В. А. Кулагин, И. Ю. Миронова // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Экономические науки. – 2020. – № 1. – С. 59–70
- Саламов А. А. Состояние и перспективы развития ПГУ с газификацией угля и нефтяных остатков // Энергетика за руб.ежом. 2019. – № 2. – С. 28 – 29.
- Щинников, П. А. Эксергетические исследования и оптимизация режимов работы ТЭЦ / П. А. Щинников, О. В. Боруш, С. В. Зыков. – Новосибирск : Издво НГТУ, 2019. – 203 с.
