Размещено на http://www.allbest.ru/

Автономный источник энергоснабжения

Ениватов А.В.,

Артемов И.Н.

Проблема повышения экономичности и надежности энергоснабжения любого производства является актуальной задачей. Существующие системы энергоснабжения (электро-, тепло-, холодоснабжения) предприятий не отвечают требования настоящего времени из-за снижения надежности данных систем. Снижение надежности обусловлено старением оборудования, недостаточным объемом проводимых в последнее время капитальных ремонтов и модернизаций. Попытка восстановить ситуацию привела к значительному увеличению эксплуатационных расходов при снижении объемов производимой продукции, что в конечном итоге отразилось на себестоимости энергоносителей. Кроме того ситуация усугубляется и ростом тарифов на первичное топливо (природный газ, мазут и т.п.). Особенно сильно это отразилось на энергоснабжении предприятий и организаций с протяженными распределительными сетями. В первую очередь к таким объектам относится АПК.

На энергоснабжение объектов сельскохозяйственной отрасли существенное влияние оказывают режимы их работы связанные с сезонностью производства и погодными условиями (системы отопления и вентиляции производственных и бытовых помещений в зимний период; системы кондиционирования животноводческих комплексов и холодоснабжение перерабатывающих производств, установки систем оборотного водоснабжения в летний период; резервные системы электроснабжения). Все это отражается на фактических нагрузках, потребляемых предприятиями. В частности это отражается на коэффициенте использования полезной мощности, который изменяется в широких пределах. Сети, запроектированные на максимальный коэффициент использования, большую часть времени работают в режимах 20-30% загрузки. Известно, при таких режимах потери уже соизмеримы с полезно используемой энергией, а часть сетей уже не подлежит восстановлению. Резервные источники электроснабжения на базе дизель-генераторов с выходом только электрической энергии мало эффективны.

Одним из выходов из сложившейся ситуации является использование автономных источников энергоснабжения в дополнение к централизованным источникам. С целью повышения эффективности их использования предлагается работа их по комбинированной схеме. Схема такого автономного источника состоит из комплекса взаимосвязанных и взаимодополняющих устройств электро-тепло и холодоснабжения. Использование таких системы в замен отдельных автономных и централизованных систем:электроснабжения (дизель-генераторов, газовых турбин,); теплоснабжения (водогрейных котлов, теплогенераторов); холодоснабжения (холодильных агрегатов, градирен), способствует решению как экономических так и экологических проблем предприятия. Ниже рассмотрена одна из таких схем автономного источника энергоснабжения (АИЭ).(рис.1). энергоснабжение ремонт автономный

Рис.1. Схема автономного источника энергоснабжения на базе двигателя внутреннего сгорания: 1 - теплообменник утилизации теплоты выхлопных газов ДВС; 2 - теплообменник утилизации теплоты системы охлаждения ДВС; 3 - водоэжектор второй ступени; 4 - насос второй ступени; 5 - водоэжектор первой ступени; 6 - перекачивающий насос низкопотенциального теплоносителя (воды); 7 - насос первой ступени.

Предлагаемая схема (рис.1) включает: ДВС (дизельные, газодизели, газовые, бензиновые и т.д.); синхронный генератор трехфазного переменного тока; трансформатор теплоты, состоящих из водоэжектора и насосов первой и второй ступени.

Низкопотенциальный источник, вода с температурой t=15 C (грунтовые и канализационные стоки), подается перекачивающим насосом 6 в водоэжектор первой ступени. Одновременно насосом 7 в водоэжектор первой ступени подается вода из оборотной системы теплоснабжения (отопление и вентиляция) с температурой t=25-30 °С или грунтовые воды с t=10-15 °С исходя из конкретного назначения установки, используемые в дальнейшем для горячего водоснабжения.

Суть трансформации теплоты в данной установке заключается в следующем. При прохождении двух потоков через сопла происходит адиабатное расширение до образования парожидкостной смеси. Затем они смешиваются в камере смешивания и завихряются. Далее поток со степенью насыщения Xc под действием центробежных сил делится на два потока: потока воды X1=0 и пароводяной смеси с X2>Xc. Потоки, проходя через конфузор и диффузор адиабатно сжимаются до необходимых давлений, что приводит к образованию холодного t=5°С и горячего t=30 °С теплоносителей.

Полученный таким образом горячая вода насосом 4 подается в водоэжектор второй ступени, где путем трансформации тепла от низкопотенциального источника (аналогично процессу первой ступени) подогревается до температуры t=60°С.

Повышение эффективности предлагаемой схемы достигается также за счет утилизации теплоты выхлопных газов и системы охлаждения двигателя. Теплоноситель, проходя последовательно теплообменник 2 и 1, подогревается до расчетной температуры.

Диапазон мощностей установки определяется типовым рядом электроагрегатов. В качестве примера произведен расчет схемы на базе бензоагрегата (с переводом на природный газ) типа АБ 16-Т 100-РУ 1. Комбинированная выработка тепловой, электрической энергии и холодной воды устанавливается расчетным образом от потребности в энергоносителе в том или ином технологическом процессе.

Технико-экономические показатели установки приведены ниже.

Расчетная мощность установки по видам энергии:

- электрическая мощность: кВт.

- тепловая мощность: кВт.

- холодопроизводительность: кВт.

Сопоставление технико-экономических показателей предлагаемого АИЭ со стандартными системами сопоставимыми по мощности и коэффициенту использования показывает, что приведенные затраты предлагаемой установки ниже в 1,75 раза (табл.1).

Таблица 1.

Технико-экономические показатели

Библиографический список

1. Соколов Е.Я., Бродянкий В.М. Энергетические основы трансформации тепла и процессов охлаждения. М.: Энергоиздат, 1981.

2. Соколов Е.Я., Зингер И.М. Струйные аппараты. М.: Энергия, 1970.

3. Левцев А.П.,Ениватов А.В. Повышение эффективности использования теплонасосных установок. // Роль науки и инноваций в развитии хозяйственного комплекса Республики Мордовия: Материалы республиканской научно-практической конференции 27-28 марта 2001 г., г. Саранск.-Саранск: Издательство Мордовского госуниверситета, 2001.

Размещено на Allbest.ru