Уважаемые читатели! Ничто в мире не стоит на месте и, развиваясь и совершенствуясь, все движется вперед, преследуя свою цель. Руководствуясь законами жизни, наша команда пришла к выводу, что час "Х" настал, что привело к кардинальным изменениям в "облике" электронного журнала Города в 21 веке. Архивные материалы прошлых выпусков остаются для Вас, читатели, в свободном доступе на нашем прежнем ресурсе journal.esco.co.ua Надеемся, что новая подача журнала полюбится и приглянется Вам, друзья. Ведь мы стараемся именно для Вас. С уважением, редакционный коллектив журнала Города в 21 веке. Read more...
   |   

Опыт использования теплонасосной установки в коммунальном теплоснабжении Украины

Три года назад в городе Краматорске Донецкой области (Украина) была запущена в работу теплонасосная установка (ТНУ) для горячего водоснабжения потребителей 12-ти многоэтажных жилых домов (4,4 тыс. чел.). 

Проект подготовлен на основе разработок Института технической теплофизики НАН Украины.

До реализации проекта источником тепловой энергии для системы ГВС была котельная «1 Мая», оборудованная тремя котлами КВГ-6,5 (единичная тепловая мощность - 6,5 Гкал/ч). Греющий теплоноситель направлялся на два ЦТП, где в теплообменниках обеспечивался подогрев воды из системы ХВС. Учитывая, что подключенная средняя нагрузка ГВС не превышала 1,24 Гкал/ч, загрузка котла КВГ-6,5 в летний период составляла всего 18,5%. В результате такой загрузки КПД котлов был занижен, что отражалось в увеличении относительного потребления природного газа и электроэнергии котельной (увеличении удельных расходов) на выработку и транспортировку греющего теплоносителя.

Для исправления сложившейся ситуации было решено вместо котельной в качестве теплоисточника использовать теплонасосное оборудование. В соответствии с проектом в помещении ЦТП, расположенного на территории котельной, были установлены два парокомпрессионных тепловых насоса зарубежного производства тепловой мощностью 640 кВт каждый (рис. 1). Источником низкопотенциального тепла являются неочищенные канализационные стоки.

 Реализация проекта предусматривала два этапа. В конце 2008 г. были выполнены работы по монтажу, обвязке и наладке основного и вспомогательного оборудования и переключены на новую схему работы потребители переоборудованного ЦТП. На следующем этапе в 2010 г. была выполнена прокладка сетей ГВС с применением гибких полимерных теплоизолированных труб российского производства и переведены на новую схему подключения потребители второго ЦТП.

Количество замещаемого природного газа при условии круглогодичной работы установки на полной мощности - 1,56 млн м3/год. Срок окупаемости проекта с учетом перепрофилирования одного и закрытия второго ЦТП - 4,8 лет.

 

Особенности работы ТНУ

В соответствии с принципиальной схемой ТНУ (рис. 2), утилизация низкопотенциального тепла канализационных стоков происходит в подземном теплообменнике «труба в трубе». В качестве промежуточного теплоносителя выступает 10%-ый раствор этиленгликоля. После теплового насоса теплоноситель (дистиллированная вода) с температурой 60 ОС поступает в теплообменники системы ГВС. Для покрытия пиковых нагрузок установлены два бака-аккумулятора горячей воды объемом 60 м3 каждый (рис. 3).

Циркуляционные насосы сточных вод находятся в помещении канализационной насосной станции (рис. 4), находящейся на расстоянии 70 м от действующей котельной. Забор стоков с температурой 10-18 ОС осуществляется из приемного резервуара насосной станции. Неочищенные сточные воды канализационными насосами подаются в теплообменник, где отдают теплоту промежуточному теплоносителю, после чего, охлажденные на 5-10 ОС, сбрасываются в существующий напорный коллектор (давление охлажденных стоков превышает давление в напорном коллекторе). Нагретый в теплообменнике-утилизаторе до 10-12 ОС промежуточный теплоноситель подается в испаритель теплового насоса, где охлаждается до температуры 8 ОС, отдавая теплоту хла- дону парокомпрессионного контура, и вновь направляется в теплообменник-утилизатор.

Проектом предусмотрена регулировка производительности тепловых насосов в зависимости от температуры охлаждаемых канализационных стоков во избежание уменьшения температуры стоков ниже 5 ОС.

Подземный теплообменник «труба в трубе» представляет собой змеевиковую конструкцию суммарной длиной 330 м. Наружная труба с пенополиуретановой теплоизоляцией имеет размеры 273x7 мм; внутренняя - 194x7 мм. Канализационные стоки движутся по внутренней трубе. В межтрубном пространстве циркулирует промежуточный теплоноситель; схема движения - противоток.

Монтаж теплообменника осуществлялся на песчаное основание. Трубы теплообменника, уложенные в два уровня по высоте, также засыпаны песком. Во избежание продавливания поверх конструкции уложены железобетонные плиты. Для обслуживания теплообменника и выполнения профилактических работ в верхней и нижней зонах предусмотрены подземные камеры, которые оборудованы вентиляцией и освещением (рис. 5).

 Циркуляция раствора этиленгликоля в контуре «тепловой насос - наружный теплообменник» осуществляется специальными насосами, установленными в помещении ЦТП. Подпитка контура этиленгликоля осуществляется подпиточным насосом из бака аварийного запаса этиленгликоля (рис. 6).

  Максимальная суммарная потребляемая электрическая мощность тепловых насосов составляет 560 кВт (по 280 кВт каждый). Для сглаживания пусковых токов тепловые насосы оборудованы частотно-регулируемыми электроприводами.

Все сигналы о работе оборудования выведены на щит КИП в тепловом пункте. Сигнализация об аварийных ситуациях выведена в помещение оператора котельной «1 Мая».

Подогрев горячей воды осуществляется в пластинчатых теплообменниках, один из которых по греющему контуру подключен к тепловым насосам, второй - к котельной. Обвязка теплообменников по нагреваемой воде выполнена последовательно. Это позволяет, в случае, когда температура горячей воды «не выходит» на требуемые параметры, догревать воду теплоносителем от котельной.

Подобная ТНУ мощностью 2 МВт, работающая с использованием теплоты канализационных стоков и предназначенная для подогрева водопроводной воды перед котлами районной тепловой станции, была введена в эксплуатацию в г. Зеленограде в 2004 г. (подробнее см. статью И.М. Абуева «Системы теплоснабжения с применением тепловых насосов», журнал НТ, № 12, 2006, с. 24-26 - прим. ред.).

 

Безусловно, утилизация низкопотенциальной энергии в ТНУ - экологически чистый и перспективный способ производства тепловой энергии.

На сегодняшний день практика эксплуатации существующего оборудования ТНУ в Краматорске доказала ее эффективность. Фактически подтвержден коэффициент преобразования, значение которого в зависимости от сезонного колебания находится в пределах 2,5-3,5.

Можно с уверенностью сказать, что такие установки со временем займут свою нишу и в коммунальной теплоэнергетике Украины.

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Виджет Фейсбук

 

Мы в соцсетях:

rss   фейсбук   твиттер   

 
 
Города в 21 веке
000970931
Сегодня
Вчера
Этот месяц
Всего
108
1108
16423
970931

Ваш IP: 54.226.34.209
Server Time: 2017-12-14 02:25:49