Содержание к диссертации
Введение
1. Основные методические положенияисследования эффективности систем теплоснабжения с ТНС . 31
1.1 Методика оценки тепловой экономичности ТНС 33
1.2. Критерии оценки технико-экономической эффективности схем ТНС 37
1.3. Обеспечение заданной надежности энергоснабжения изащиты окружающей среды 40
1.4. Разработка экономико-математической модели дляисследования источников и систем теплоснабжения 45
2. Обоснование схем и расчет топливной эффективности ТНС 54
2.1. Анализ схем ТНС с ТНУ и пиковыми котлами 54
2.2. Комбинированная схема источника теплоснабжения набазе малой ТЭЦ с ГТУ и ТНУ 61
2.3. Система однотрубного горячего и холодноговодоснабжения от удаленного источника низкопотенциальной теплоты с использованием ТНУ 71
2.4. Оценка надежности отпуска теплоты от ТНС и расчетзатрат на ее обеспечение 76
3. Оптимизация параметров систем теплоснабжения с ТНС 80
3.1. Методика оценки влияния типа источника теплоснабженияна выбор тепловой защиты сетей 80
3.2. Выбор оптимального температурного графика теплосети 87
4. Экономическая эффективность применения ТНС 100
4.1. Определение рациональных областей использования ТНС 100
4.2. Расчет интегральных показателей эффективности систем теплоснабжения с ТНС 108
Заключение 115
Список использованных источников 117
- Критерии оценки технико-экономической эффективности схем ТНС
- Комбинированная схема источника теплоснабжения набазе малой ТЭЦ с ГТУ и ТНУ
- Выбор оптимального температурного графика теплосети
- Расчет интегральных показателей эффективности систем теплоснабжения с ТНС
Введение к работе
Актуальность работы. Важнейшими задачами современного этапа развития энергетики страны является повышение тепловой, экономической эффективности, надежности и экологичности энергетического комплекса. Особое место в решении этих задач отводится дальнейшему развитию источников и систем теплоснабжения.
Анализ технико-экономических показателей систем теплоснабжения городов России за последние 10-15 лет показал на заметное их ухудшение. В результате сокращения промышленного производства уменьшился отпуск тепловой энергии от ТЭЦ и котельных, увеличилась себестоимость производства и транспорта теплоты. Возросли потери тепловой энергии при транспорте теплоносителей. Из-за дефицита финансовых ресурсов для замены теплосетей увеличилось количество аварий, что приводит к снижению надежности и качеству теплоснабжения. В конце прошлого века у Российских потребителей тепловой энергии появилась тенденция к строительству собственных источников теплоты, которая сохраняется и в настоящее время. Из-за низкой стоимости газа основным типом строящихся источников являются газовые котельные, как крупные (промышленных предприятий) так и мелкие (крышные, индивидуальные). Отказ от комбинированной выработки теплоты и электроэнергии в пользу раздельной схемы, как правило, приводит к увеличению расхода топлива в системе, ухудшает экологическую обстановку в городах и поселках. В сложившихся условиях необходимо находить рациональные и эффективные решения по организации теплоснабжения потребителей. Перспективным здесь является использование комбинированных систем теплоснабжения на базе крупных и малых ТЭЦ, котельных и тепловых насосов (ТНУ). Тепловые насосы, которые нашли широкое распространение за рубежом, в российских условиях имеют ограниченное применение по причине высокой стоимости электроэнергии и оборудования, однако их использование позволяет получить заметную экономию топлива. Отмеченные недостатки существующих систем теплоснабжения определили выбор предмета исследования диссертационной работы, заключающегося в повышении экономической эффективности систем теплоснабжения городов путем использования схем с тепловыми насосами.
Работа выполнена в рамках научного направления Проблемной научно-исследовательской лаборатории теплоэнергетических установок электростанций и систем энергоснабжения СГТУ в соответствии с межвузовской научно-технической программой основного научного направления развития науки и техники Российской Федерации «Топливо и энергетика», Федеральной программой фундаментальных исследований по направлению «Физико-технические проблемы энергетики» (раздел «Фундаментальные проблемы энергосбережения и эффективного использования топлива»),
Объектом исследования являются системы теплоснабжения с теплонасосными установками, передовые технологии их усовершенствования, обеспечивающие прирост экономической эффективности.
Целью исследования является теоретическое обоснование и разработка схемно-параметрических решений по повышению эффективности систем теплоснабжения с ТНС.
В соответствии с целью определены основные задачи исследования:
1.Разработка методики определения топливной эффективности систем теплоснабжения с ТНС.
2.Разработка экономико-математической модели для исследования оптимальных схем, параметров и экономической эффективности ТНС в системе источник-сети-потребитель.
3. Оптимизация тепловых потерь при транспорте сетевой воды. Выбор рационального температурного графика сети при усилении тепловой защиты зданий.
4.0пределение экономической эффективности систем теплоснабжения с ТНС и рациональных областей их применения.
Научную новизну диссертации составляют следующие положения, выносимые на защиту:
1. Методические подходы к исследованию систем теплоснабжения, заключающиеся в установлении взаимосвязей между отдельными звеньями комплекса, позволяющими получить новые результаты.
2. Методика оценки топливной экономичности систем теплоснабжения с ТНС, базирующаяся на критерии относительной экономии топлива и топливных затрат.
3. Математические модели для выбора экономически наивыгоднейших схем, параметров источников, сетей и потребителя с учетом системных факторов.
4. Новые схемы и результаты оптимизации теплопотерь при транспорте сетевой воды от различных источников.
5. Рекомендации по рациональным областям применения ТНУ и оценке топливной и экономической эффективности систем теплоснабжения на современном уровне и в перспективе.
Практическая ценность результатов работы заключается в использовании разработанных методик для выбора наивыгоднейших схем, параметров, областей рационального применения ТНС в системах теплоснабжения.
Внедрение методических разработок, рекомендаций и схемных решений в проектную практику позволит повысить эффективность систем теплоснабжения, поможет проектным организациям, региональным правительствам выбрать наиболее эффективные направления преобразования систем теплоснабжения. Результаты исследования использованы в учебном процессе кафедры теплоэнергетики СГТУ при чтении курса «Источники и системы теплоснабжения предприятий», организации научно исследовательской работы аспирантов и студентов, в дипломном проектировании.
На защиту выносятся. Методические положения и результаты расчета топливной экономичности ТНС в системах теплоснабжения. Математические модели элементов систем теплоснабжения с тепловыми насосами и результаты расчетно-теоретических исследований определения оптимальных параметров, схем, показателей экономической эффективности и рациональных областей применения ТНС.
Достоверность результатов и выводов обеспечивается использованием методологии системных исследований в энергетике, фундаментальных законов технической термодинамики, гидрогазодинамики, теплообмена, применением широко апробированных методик расчета энергетических и теплонасосных установок, систем транспорта и использования теплоты, апробацией полученных результатов и их хорошей сходимостью с подобными результатами других авторов.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались на: научных конференциях и семинарах Саратовского государственного технического университета (2003-2006гг.), 5 ой - Российской научно-технической конференции (Ульяновск, 2006).
Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 7 печатных работах [6, 14, 52, 54-57], из них 2 - статьи в центральных журналах, в том числе одна по рекомендуемому списку ВАК.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов и рекомендаций, списка использованной литературы и приложения. Общий объем 128 страниц, в том числе 42 рисунка и 20 таблиц. Список использованной литературы содержит 103 наименования, в том числе 10 иностранных.
Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю, доктору технических наук Николаеву Юрию Евгеньевичу за внимательное руководство и неоценимую помощь при выполнении работы, а также
Заслуженному деятелю науки и техники Российской Федерации, доктору технических наук, профессору Андрющенко Анатолию Ивановичу за постоянные консультации в процессе выполнения работы, коллективам кафедры "Теплоэнергетика" и Проблемной научно-исследовательской лаборатории ТЭУ и СЭ за советы и замечания, высказанные при подготовке и обсуждении диссертации.
Критерии оценки технико-экономической эффективности схем ТНС
С переходом России на рыночные отношения технико-экономическая эффективность вариантов источников и систем теплоснабжения определяется по методике [48]. В ней предложены следующие критерии: интегральный эффект (чистый дисконтированный доход), индекс доходности, внутренняя норма доходности и срок окупаемости капиталовложений. Принятие решения об эффективности проекта основывается на качественном анализе перечисленных показателей. Величина интегрального эффекта за расчетный период Тсл вычисляется по формуле, руб:где Rt=CQ-QnT -результат, представляющий выручку за реализованную продукцию (теплоту) в год t, руб/год; CQ - стоимость тепловой энергии, руб/ГДж; И( -эксплуатационные затраты в рассматриваемый объект проектирования в год t, руб/год; К- приведенные капиталовложения, руб; Е-норма дисконта; t- номер шага расчета (t=0, 1 ... Тсл); Тсл- срок службы, лет. Индекс доходности или рентабельность капиталовложений определяется выражением:где Kt - капиталовложения в объект в год t, руб.
Проект считается эффективным при условии JD 1.Внутренняя норма доходности (ВНД) представляет собой такую норму дисконта Ев„, при которой величина приведенных эффектов равна приведенным капиталовложениям и находится в результате решения уравнения:
Полученное значение Евн должно удовлетворять следующим условиям:ЕВН ЕД или Евн Екр или ЕЫ1 ЕИИ. Здесь Ед, Екр- средние ставки доходности банков по депозиту и кредитным операциям, Еип - требуемая инвестером норма доходности капитала.
Срок окупаемости (Ток) - минимальный временной интервал (от начала осуществления проекта), за пределами которого интегральный эффект остается неотрицательным, то есть первоначальные вложения и другие затраты, связанные с инвестиционным проектом, покрываются суммарным результатом его осуществления. Срок окупаемости рекомендуется определять с использованием дисконтирования в результате решения уравнения:сравнивается с требуемой инвестором сроком окупаемости.
Обязательным условием выполнения расчетов по приведенным показателям является экономическая сопоставимость рассматриваемых вариантов. Это условие означает: 1- обеспечение одинакового полезного отпуска тепловой энергии потребителям требуемых параметров; 2-оптимальность сравниваемых вариантов в одинаковых условиях развития систем энергоснабжения; 3- обеспечение требуемой надежности энергоснабжения потребителей; 4- обеспечение покрытия заданных графиков тепловой нагрузки; 5- не превышение предельно допустимых выбросов в окружающую среду. Выполнение этих условий предусматривает включение стоимостной оценки затрат в критерий экономической эффективности.
Весьма удобным способом определения эффективности ТНС или системы теплоснабжения является использование в качестве критерия величины абсолютного прироста интегрального эффекта по сравнению с базовым вариантом. В этом случае постоянные составляющие, входящие в показатель, исключаются из рассмотрения, а критерий примет вид, руб:где ARt, AHt, AK - абсолютные приращения результата, эксплутационных затрат и капиталовложений по сравнению с базовым вариантом, руб/год, руб.
В заключении следует отметить, что использование Эин, АЭин, JD целесообразно на первоначальной стадии предпроектного анализа эффективности различных установок, систем и мероприятий по их совершенствованию, когда выбираются наилучшие варианты. Окончательное технико-экономическое обоснование строительства нового объекта или его реконструкции должно сопровождаться расчетами всех показателей эффективности согласно [48].
При определении наивыгоднейших схемно-параметрических решений источников и систем теплоснабжения изменяются их показатели надежности по отпуску энергоносителей. Для выполнения требования по обеспечению заданного уровня надежности энергоснабжения необходимо предусмотреть резервирование отдельных элементов и агрегатов системы теплоснабжения. В зависимости от вида энергоносителей (электроэнергия, пар, горячая вода) способы резервирования существенно различаются, например, в системах электроснабжения широко используется внешнее системное резервирование за счет сооружения соответствующих энергоустановок. В локальных системах теплоснабжения применяются секционирование, кольцевание, дублирование трубопроводов и агрегатов, структурное резервирование на источнике или в системе. С учетом имеющейся практики учета факторов надежности при исследовании энергетических объектов [8, 33, 44, 61, 69] в качестве показателя принят коэффициент обеспечения тепловой
К б энергии, который характеризует вероятность заданного отпуска энергиипотребителям:где AQ - недоотпуск тепловой энергии, ГДж/год.
Для ТНС коэффициент обеспечения могет быть различным с учетом переменного графика нагрузок по [8]:где QnT,K - тепловая нагрузка по графику на к - режиме, кВт;Qmyy - тепловая мощность источника, находящегося в у - состоянии (полной или частичной рботоспособности), кВт,Ру - вероятность у - состояния,с - количество состояний источника теплоснабжения.
Комбинированная схема источника теплоснабжения набазе малой ТЭЦ с ГТУ и ТНУ
Анализируя полученные результаты следует отметить, что относительная экономия топлива от применения ТНС для теплоснабжения в зависимости от схемы составляет 19-43%.Наибольшая -достигается в схеме 3 по причине более высокой температуры холодного источника и как следствие коэффициента преобразования. В схеме 2 получается наименьший эффект в результате обеспечения ТНУ только нагрузки горячего водоснабжения. Изменение тепловой экономичности ТЭС при выработке электроэнергии (например при переходе от паротурбинных к парогазовым установкам) приводит к повышению относительной экономии топлива на 8-13% (абс). Учет различной стоимости топлива, сжигаемого в котельной (природного газа), и на ТЭС (угля) приводит к росту относительной экономии топливной составляющей затрат по сравнению с котельной в зависимости от схемы до 21-51%. Однако приоритетность схем между собой сохраняется такой же, как при сравнении но относительной экономии топлива. Относительное снижение стоимости угля по сравнению с газом (v) от 1 до 0/7 повышает экономию топливных затрат на 5-6%.Повышение тепловой экономичности выработки электроэнергии также приводит к увеличению эффекта. Таким образом, для достижения наибольшего топливного эффекта в системе энергоснабжения при применении ТНС необходимо использовать в испарителе теплоту наиболее высокого потенциала, которую однако невозможно применить для нагрева теплоносителя в теплообменниках, а электроэнергию для привода компрессора производить на базе высокоэкономичных ТЭС.
В последние годы в нашей стране для энергоснабжения небольших промышленных и коммунальных объектов осуществляется строительство малых ТЭЦ с газотурбинными установками на природном газе. Особый интерес представляет исследование эффективности применения ТНУ на таких ТЭЦ для снижения тепловых потерь с уходящими газами ГТУ. Дело в том, что около 80% годового времени сетевая вода на малой ТЭЦ нагревается до 70С, а в остальное время имеет температуру в пределах 70-95С. Здесь также возможно применять трехтрубные распределительные сети и осуществлять отдельный нагрев воды для горячего водоснабжения. Тем самым более глубоко охлаждать дымовые газы, чем при нагреве сетевой воды.
Рассмотрим эффективность применения на таких ТЭЦ ТНУ парокомпрессионного типа (рис. 2.7) по сравнению с охлаждением дымовых газов только сетевой водой (рис. 2.8) [4]. Назовем эти схемы 1 и 2.1 - первый подогреватель сетевой воды; 2- дроссель; 3 - испаритель; 4 -компрессор ТНУ; 5 - компрессор ГТУ; 6 - камера сгорания; 7 - газовая турбина; 8 - второй подогреватель сетевой воды, 9 - электродвигатель 63
Для этого сравним между собой расходы топлива в системе энергоснабжения при установке ТНУ и при ее отсутствии. Условиями сравнения являются одинаковое количество отпускаемой в сеть теплоты (Q0T) и электроэнергии (Эот).При этом электрическая мощность генератора в схеме 1 будет равна:а в схеме 2где Npj- - мощность газовой турбины;N{7 - мощность затрачиваемая на привод компрессора газовой турбины;N - мощность затрачиваемая на привод компрессора ТНУ;Из сравнения (2.1) и (2.2), видно что N 3 всегда будет больше N3, поэтому, надо дополнительно получать электроэнергию от других электростанций энергосистемы, в количестве, соответствующей мощности, расходуемой на привод компрессора ТНУ (N).
Соответственно этому на ТЭС энергосистемы в первом варианте потребуется дополнительный расход топлива,где /7МГ - произведение механического КПД механической группы на электрический КПД генератора,77эЭС - электрический КПД нетто замещаемой ТЭС энергосистемы, с учетом потерь в системе электропередачи,Qfl - теплота сгорания топлива.
Для обеспечения одинакового отпуска теплоты QQT В схемах, недостающее ее количество будем вырабатывать в отопительной котельной QKOT На это будет дополнительно расходоваться топливо в энергосистемегде 77 7. - КПД отопительной котельной.
Для упрощения сравнительных расчетов газотурбинные установки в схемах принимаем идентичными с одинаковыми расходами топлива В]ТУ.
В этом случае при осуществлении схемы 1 общий расход топлива составит В = Вгту + /1ВэЭС, а при работе по схеме 2 В" = Вгту + Z!BQ0T .
Отсюда следует, что достигаемая экономия топлива от использования теплового насоса составитПри сравнительном анализе схем 1 и 2 легко заметить, что при одинаковой отдаче теплоты сетевой воде в подогревателе в обоих схемах, приращение теплоты, отдаваемой в сеть в схеме 1, по сравнению со схемой 2, составит
Отсюда следует, что положительная величина экономии топлива в системе будет достигаться только в случае, еслиПри пользовании формулы (2.7) следует иметь ввиду, что результатырасчетов будут различными, в зависимости от того «закрытая» или «открытая»системы теплоснабжения, При закрытой системе вся сетеваявода, используемая для отопления или горячего водоснабжения, будет
Выбор оптимального температурного графика теплосети
Согласно [70] в России для строящихся и реконструируемых зданий предусмотрено снижение теплопотерь за счет применения дополнительных слоев из теплоизоляционных материалов. Уменьшение тепловой нагрузки можно осуществить как за счет сокращения расхода сетевой воды, так и за счет изменения температурного перепада теплоносителя в отопительных приборах потребителя. При теплоснабжении от котельной снижение нагрузки адекватно соответствующему расходу топлива. При этом изменение степени нагрева воды в котлах не влияет на экономию топлива. Тогда как понижение расхода теплоносителя ведет к экономии электроэнергии на перекачку. В условиях теплоснабжения потребителей от ТНС понижение температурного перепада или температуры подающей воды при постоянном расходе обусловливает повышение коэффициента преобразования ТНУ и сокращает расход электроэнергии на привод компрессора. На основании приведенных рассуждений, можно сделать вывод, что сокращение тепловой нагрузки при теплоснабжении от ТНС целесообразно изменением температурного перепада сетевой воды.
Сокращение отопительной нагрузки за счет наложения тепловой изоляции зданий влияет на тепловую мощность источника, расход топливно-энергетических ресурсов и их стоимостные показатели, обусловливая изменение критерия экономической эффективности. Соизмерение затрат на энергоносители, тепловую защиту и оборудование источника может привести к достижению максимума критериальной функции, по которому определяется оптимальная толщина изоляции. В качестве экономического критерия оптимизации принят прирост интегрального эффекта в системе, рубгде АИЭ,АИТ -экономия эксплуатационных затрат на электроэнергию и топливо,руб/год;РтноРиз -коэффициенты, учитывающие отчисления от капиталовложений на амортизацию, ремонт и обслуживание ТНС и изоляции, 1/год;АКТНС,АКИ,-изменение капиталовложений в ТНС и изоляцию, руб; Е -норма дисконта;Т -срок службы системы, год.
Выразим АИЭ,АИТ в виде, руб/год:где Сэ, Ст- стоимости электроэнергии и топлива, руб/кВт ч, руб/кг у.т.; AQ 3- годовое уменьшение тепловой нагрузки отопления зданий, кВт ч/год; ос у - доля теплоты, отпущенное ТНУ за год;ф ну - годовой коэффициент трансформации ТНУ; Л«,Лпк" КПД тепловой сети и пиковых котлов; QPH- теплота сгорания условного топлива, кДж/кг. Изменение годовой тепловой нагрузки зданий определим по формуле, кВт ч/год:где tBH- внутренняя температура воздуха в здании, С;tH- средняя температура воздуха отопительного периода, С; Fy- изолируемая поверхность i- элемента]- здания, м2; Ry- термическое сопротивление i- элемента]- здания, м К/Вт; топ - продолжительность отопительного периода, ч/год; n,m- количество утепляемых элементов и число зданий, присоединенных к ТНС.
Приращение капиталовложений определим как90 где ктну, кПК- удельные капиталовложения в ТНУ и пиковые котлы, руб/кВт; Qmy, QnK- тепловые нагрузки ТНУ и пиковых котлов, кВт; Х,й- коэффициент теплопроводности изоляционного материала для i элемента j- здания, Вт/м2К;Спс- стоимость покровного слоя, руб/м ; FCT- поверхность стен.
Проследим эти изменения на примере утепления 25 десятиэтажных блок-секций жилых зданий микрорайона с населением около 3 тыс. человек. Площади ограждающих конструкций, их термические сопротивления с утеплением и без него микрорайона приведены в таблице 3.3.Таблица 3.3 Поверхности ограждающих конструкций и термические сопротивления блок секции микрорайонагде tBH, tJB - расчетные температуры внутренняя и наружная воздуха, С;F - суммарная площадь ограждающих конструкций, м3;FCT, F0K, Fn0J1 ,Fnep - относительные площади ограждающих конструкций здания (стен, окон, покрытия, перекрытий).
Расчет интегральных показателей эффективности систем теплоснабжения с ТНС
Согласно [48] принятие решения о целесообразности сооружения энергообъекта производится на основе расчета и анализа показателей экономической эффективности Эт, JD, ЕШ, Ток. Рассмотрим определение этих показателей для системы теплоснабжения с ТНС, обеспечивающей нагрузки отопления и горячего водоснабжения (рис. 2.1). Величины нагрузок приняты с учетом оптимальной тепловой защиты зданий равными соответственно 6,7 и 2,7 МВт. Температурный график теплосети отопления принят 70/55 С, для горячего водоснабжения - 60С, система теплоснабжения четырехтрубная. Доля отпуска теплоты от ТНУ - 0,43, климатические условия Среднего Поволжья. Цены на энергоносители и оборудование взяты на уровне ноября 2006 г. (сэ=1,6 руб/кВт ч, ст= 1,2 руб/кг у.т., cQ= 0,43 руб/кВт ч, ктну= 4500 руб/кВт, кпк=1500 руб/кВт) и перспективные (сэ=2 руб/кВт ч, ст= 1,6 руб/кг у.т., ктпу= 6500 руб/кВт, кП1С=2000 руб/кВт), налог на прибыль принят в размере 24%, остальные величины приняты такими же, как в разд.4.1. Результаты расчетагодовых количественных показателей ТНС приведены в табл. 4.1, а себестоимости- в табл.4.2.
Из рассмотрения табл. 4.2 видно, что себестоимость отпущенной теплоты при современных уровнях цен составляет 87 руб/ГДж или 365 руб/Гкал. Это в 1,55 раза ниже установленного тарифа на тепловую энергию от котельных в г. Саратове.
Интегральные экономические показатели ТНС приведены в табл. 4.3. Тариф на отпускаемую теплоту принят 119,3 руб/ГДж (современный уровень цен) и 148 руб/ГДж - для перспективного уровня. Из анализа таблицы можно сделать заключение о возможности практического использования предложенной схемы теплоснабжения с ТНУ.
Экономические показатели комбинированной системы горячего и холодного водоснабжения (рис. 1.4) рассчитаны на примере обеспечения района города с населением около 100 тыс. чел. Теплонасосные установки расположены в 6 микрорайонах с примерно одинаковыми нагрузками. Суммарная тепловая нагрузка горячего водоснабжения района города принята 36 МВт. Расчетное количество воды, подаваемое на горячее водоснабжение 156 кг/с, на холодное водоснабжение- 234 кг/с. Температура сетевой воды, подаваемой от низкопотенциального источника, изменялась в пределах 25 -30 С, холодной воды - от 15 до 20 С. Длина тепловой сети принята 30 км. При расчете единовременных и эксплуатационных затрат учитывались стоимости отдельных элементов системы: магистральные и распределительные сети, насосные подстанции, водоочистка, теплонасосная станция, а также издержки на их функционирование. Цены, на энергоносители приняты такими же, как в предыдущем примере. Удельные стоимости стальных трубопроводов с изоляцией определены по данным [89] с учетом удорожания. Стоимость очищенной воды изменялась в пределах 10-15 руб/т. Результаты расчетов приведены в табл.4.4.оказались более высокими, чем в схеме с ТНС (см. табл. 4.3). Это можно объяснить получением дополнительной выручки от продажи охлажденной воды потребителю, увеличением числа часов использования тепловой мощности ТНУ в году. Как показывают дополнительные расчеты, имеется возможность повышения экономических показателей за счет применения для транспорта сетевой воды трубопроводов из неметаллических материалов, имеющих в 2 - 3 раза больший срок службы и меньшую стоимость. 1.Выполнено исследование тепловой и экономической эффективности применения теплонасосных станций в системах теплоснабжения с учетом взаимосвязей между источником, тепловыми сетями и потребителем.2.Разработана методика системного анализа топливной экономичности. ТНС в сравнении с котельными при условии сжигания на источниках различных видов топлива и разницы их цен.3.Разработана экономико-математическая модель для исследования оптимальных схем, параметров и экономической эффективности ТНС, включающая затраты источника, тепловых сетей и потребителя.4.Расчетно-теоретическими исследованиями установлено, что применение ТНС по схеме ТНУ и пиковый водогрейный котел в зависимости от потенциала холодного источника обеспечивает относительную экономию топлива 19-43%. Ожидаемое снижение соотношения цен на твердое топливо, используемое для выработки электроэнергии на ТЭС, и природного газа, может привести к увеличению эффективности применения ТНС на 21-51% по сравнению с теплоснабжением от газовой котельной.5.Проведена оценка топливной экономичности применения ТНУ для утилизации теплоты продуктов сгорания в схеме малой ТЭЦ с ГТУ и нагрева сетевой воды. Максимальная относительная экономия топлива 0,42-0,55 достигается при оптимальной глубине охлаждения 25-28С. Экономически оптимальная глубина охлаждения продуктов сгорания снижается до 15-17 С.б.Предложена новая комбинированная система горячего и холодного водоснабжения от удленного пизкопотенциального источника тепла с размещением ТНУ у потребителя, обеспечивающая до 40% экономии топлива по сравнению с холодным водоснабжением от городского водопровода и горячим водоснабжением от котельных. Наибольшая экономия топлива получается при оптимальном отношении расхода холодной воды к горячей 2,2-2,4 и температуре сетевой воды 30-32 С.
Похожие диссертации на Выбор рациональных схем и параметров систем теплоснабжения с теплонасосными установками
