академик РАН, д.т.н., главный научный сотрудник.
111250, Россия, Москва, Красноказарменная ул., 14.
Academician of the Russian Academy of Sciences, Dr. Sci. (Eng.), Chief Researcher.
Moscow.
кандидат технических наук, доцент кафедры тепломассообменных процессов и установок .
111250, Россия, Москва, Красноказарменная ул., 14.
A.V. Koryagin, Cand. Sci. (Eng.), Assist. Professor of the Chair of Heat and Mass Transfer Processes and Units.
Moscow.
доктор технических наук, профессор кафедры тепловых электрических станций.
111250, Россия, Москва, Красноказарменная ул., 14.
Dr. Sci. (Eng.), Professor of the Chair of Thermal Power Plants.
Moscow.
На крупных металлургических предприятиях сжатый воздух производится на ТЭЦ-ПВС – комбинированных электрических и паровоздуходувных станциях, вырабатывающих электроэнергию, тепло и сжатый воздух для нужд производства. Электроэнергия и тепло производятся на паротурбинных установках теплофикационного типа. Для сжатия воздуха, как правило, применяются одноступенчатые и двухступенчатые компрессоры с паротурбинным приводом. При использовании двухступенчатых компрессоров охлаждение воздуха для снижения энергетических затрат обычно применяется только перед второй ступенью. Для этого используются теплообменники, хладоносителем в которых является вода. Понижение температуры воды после теплообменников происходит в обычных градирнях атмосферным воздухом. В первую ступень компрессора воздух поступает с температурой окружающей среды. При использовании такой системы температура охлажденного воздуха перед ступенями компрессора зависит, прежде всего, от температуры окружающей среды, что достаточно часто не дает возможности снизить температуру воздуха перед ступенями компрессора до желаемых величин, особенно, в летнее время. В работе приводится схема установки на комбинированной паровоздуходувной и электрической станции металлургического предприятия, в которой дополнительно используется работающий в режиме холодильной машины абсорбционный термотрансформатор (АбТТ). Для привода АбТТ потребляется отборный пар энергетической турбины. В предложенной схеме АбТТ предназначен для понижения температуры воздуха на входе и в первую, и во вторую ступени компрессора. Проведена оценка термодинамической эффективности вновь разработанной схемы. В качестве критерия эффективности принят общий расход топлива на ТЭЦ-ПВС при прочих неизменных показателях. Предложены зависимости для определения изменения общего расхода топлива на выработку электроэнергии, тепла и сжатого воздуха в схеме с АбТТ по сравнению с исходной схемой. Проведенная оценка показала, что использование АбТТ позволяет при снижении температуры воздуха перед ступенями компрессора на 10 °С уменьшить суммарный расход условного топлива на 0,15 т у.т./ч.
At large-scale iron and steel enterprises compressed air is generated at CHP (combined heat and power plant) – blowing house, that generates heat and compressed air to the needs of industry. Electri city and heat are generated at steam turbine plants (STP, cogeneration units). As a general thing a single-stage compressors and compounded steam turbine driven compressors are used to compress air. If using compounded compressors air cooling is conducted only before the se cond stage to reduce energy costs/consumption. In order to get that done heat exchangers are used and water is a cooling medium/heat-transfer fluid. Water temperature is reduced with the help of atmospheric air after heat exchangers in cooling towers. Decrease of temperature after heat exchangers is conducted in cooling tower by atmospheric air. Air of environment temperature goes to the compressor first stage. Putting to use this system, the temperature of cooled air before compressor stages depends mainly on environment temperature not to give an opportunity to decrease air temperature before compressor stages to required/ desired values, particularly in summer. In this paper there is a power cycle at CHP (combined heat and power plant) – blowing house of iron and steel enterprise, where in addition absorption thermotransformer as refrigerating machine has been used (AbTT). Extraction steam of power turbine is used to drive AbTT. In this power cycle AbTT is used to decrease air temperature in the inlet of the first and second compressor stages. Thermodynamic effectiveness of the newly developed system has been performed. Total fuel consumption at CHP (combined heat and power plant) – blowing house has been taken as a performance criterion with all else being equal. Functional connections to determine the change of total fuel consumption for power, heat generation and compressed air with AbTT in compare with the original one are presented. This estimation has presented that the use of AbTT gives the possibility to reduce air temperature before compressor stages by 10 °C and total overall fuel consumption in terms of reference fuel by 0.15 ton of reference fuel/h.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.