Сопоставление перспективных когенерационных технологий по критерию топливной эффективности

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Сделаны оценки энергетической эффективности комбинированной выработки электрической и тепловой энергии на базе газотурбинной и парогазовой технологий по сравнению с паросиловыми установками, а также раздельной выработкой на конденсационных электростанциях (КЭС) и в котельных, в действующих условиях и на обозримую перспективу. Показана эффективность теплофикации в современных технологических условиях. Согласно выполненным расчетам, в настоящее время реализация комбинированной выработки электроэнергии и тепла на базе современных энергоустановок при модернизации ТЭЦ даст экономию от 17 до 35% топлива по сравнению с раздельной выработкой. На перспективу, при достижении среднегодовой эффективности КЭС уровня 55% экономия топлива уменьшится, но сохранится и составит от 6 до 23%. Проведено сопоставление энергоустановок отечественного производства, которые могут быть широко использованы при модернизации паротурбинных ТЭЦ. Предложены интегральные технико-экономические показатели, учитывающие зависимость газотурбинных и парогазовых установок от температуры атмосферного воздуха в сочетании с режимом теплоснабжения. Оценки топливной эффективности когенерации выполнены для графиков тепловой нагрузки с долей базовой круглогодичной нагрузки в диапазоне от 7 до 25%, характерном для потребителей Российской Федерации (РФ). Показаны преимущества и ограничения разных когенерационных технологий в климатических условиях регионов РФ. Выполненные оценки охватывают широкий спектр климатических условий регионов РФ, в которых расположены крупные и средние ТЭЦ.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

М. Д. Дильман

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт
энергетических исследований Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: inei1985@mail.ru
Россия, Москва

С. П. Филиппов

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт
энергетических исследований Российской академии наук

Email: fil@eriras.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Филиппов С.П., Дильман М.Д. ТЭЦ в России: необходимость технического обновления // Теплоэнергетика. 2018. № 11. С. 5–22. doi: 10.1134/S0040363618110024.
  2. Дильман М.Д., Филиппов С.П. Требования к топливной эффективности перспективных когенерационных установок // Известия РАН. Энергетика. 2017. № 5. С. 102–111.
  3. Филиппов С.П., Дильман М.Д., Ионов М.С. Потребности электроэнергетики России в газовых турбинах: текущее состояние и перспективы // Теплоэнергетика. 2017. № 11. С. 53–65. doi: 10.1134/S0040363617110054.
  4. Фаворский О.Н., Батенин В.М., Филиппов С.П. Развитие энергетики: выбор стратегических решений и их реализация // Вестник Российской академии наук. 2020. Т. 90. № 5. С. 415–424. doi: 10.31857/S0869587320050023.
  5. Филиппов С.П., Дильман М.Д. Перспективы использования когенерационных установок при реконструкции котельных // Промышленная энергетика. 2014. № 2. С. 7–11.
  6. Филиппов С.П. Переход к углеродно-нейтральной экономике: возможности и пределы, актуальные задачи // Теплоэнергетика. 2024. № 1. С. 21–40. doi: 10.56304/S004036362401003X.
  7. Филиппов С.П. Экономические характеристики технологий улавливания и захоронения диоксида углерода. (Обзор) // Теплоэнергетика. 2022. № 10. С. 17–31. doi: 10.56304/S0040363622100022.
  8. Филиппов С.П., Жданеев О.В. Возможности использования технологий улавливания и захоронения диоксида углерода при декарбонизации мировой экономики (Обзор) // Теплоэнергетика. 2022. № 9. С. 5–21. doi: 10.1134/S0040363622090016.
  9. Свод правил СП 131.13330.2020 “СНиП 23-01-99* Строительная климатология” (с изменениями и дополнениями на 30.06.2023).
  10. Строительная климатология. Справочное пособие к СНиП 23-01-99 / под. ред. Савина В.К. – М.: НИИ строительной физики РААСН, 2006. 258 с.
  11. СО 153-34.30.716 (РД 34.30.716) Типовая нормативная характеристика турбоагрегата Т-100-130 ТМЗ: Утв. Главтехупр. Минэнерго СССР 27.07.70; Разраб. ВТИ, ОРГРЭС; Срок действ. не ограничен – М.: СЦНТИ ОРГРЭС, 1971. 24 с.
  12. Каталог газотурбинного оборудования 2009 г. – Рыбинск: Изд. дом “Газотурбинные технологии”, 2009. 392 с.
  13. Каталог энергетического оборудования 2010 г. Т. 1. Каталог газотурбинного оборудования 2010 г. – Рыбинск: Изд. дом “Газотурбинные технологии”, 2010. 384 с.
  14. Каталог газотурбинного оборудования 2014 г. – Рыбинск: “Изд. дом “Газотурбинные технологии”, 2014. 490 с.
  15. Типовая энергетическая характеристика водогрейного котла ПТВМ-180 при сжигании природного газа: ТХ 34-70-015-85 (утв. Гл. техн. упр. по эксплуатации энергосистем М-ва энергетики и электрификации СССР 17.07.85). – М.: Служба передового опыта ПО “Союзтехэнерго”, 1986. 13 с.
  16. ГОСТ Р 52200-2004 (ИСО 3977-2-1997) Установки газотурбинные. Нормальные условия и номинальные показатели. – М.: Госстандарт России, 2004. 7 с.
  17. Газовая турбина большой мощности ГТЭ-170 [Электронный ресурс]. Официальный сайт АО “Силовые машины”. URL: https://power-m.ru/customers/thermal-power/gas-turbines/ (дата обращения 30.01.2025).
  18. Газовая турбина F-класса ГТЭ-65 [Электронный ресурс]. Официальный сайт АО “Силовые машины”. URL: https://power-m.ru/customers/thermal-power/gas-turbines/ (дата обращения 30.01.2025).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Сопоставление раздельного производства электрической и тепловой энергии и когенерации на базе ПТУ, ГТУ и ПГУ, климатические условия Москвы, при g = 7% (а) и 25% (б).

Скачать (195KB)
3. Рис. 2. Визуализация дискретных зависимостей КИДМ(э) и экономии топлива от коэффициента теплофикации на примере ГТЭ-65 (климатические условия – г. Москва).

Скачать (93KB)
4. Рис. 3. Экономия топлива по сравнению с раздельной схемой при КПД ОЭС 42% при g = 7% (а) и 25% (б). Регион: 1 – Москва; 2 – Санкт-Петербург; 3 – Ростов-на-Дону; 4 – Сочи; 5 – Казань; 6 – Екатеринбург; 7 – Иркутск; 8 – Владивосток; 9 – Якутск. Энергоустановки – см. обозначения на рис. 1.

Скачать (153KB)

© Российская академия наук, 2025