Transcript А. Б. Богданов. Применение тепловых насосов в
Slide 1
Х всероссийская научно-практическая конференция «Эффективность систем
жизнеобеспечения города» Красноярск 25÷26 ноября 2009года
Применение тепловых насосов
в «большой» энергетике
Начальник сектора энергоресурсосбережения
ОАО «МРСК –Сибири»
аналитик энергетики - Богданов Александр Борисович
Основной и подробный материал описан в ~ 30 статьях журналах «Энергосбережение»
«ЭнергоРынок», «Новости теплоснабжения» «Теплоэнергоэффективные технологии»
раб (8391) 226- 80- 90
сот. 8-913-831-00-17
[email protected] Красноярск
г. КРАСНОЯРСК,
[email protected]
Омск 2009
Личный сайт
www.exergy.narod.ru
1
Slide 2
Неведанные для Российской энергетики
Энергоресурсосберегающие технологии
Слайд №2
•
Утилизация до 50% тепла от силовых трансформаторов подстанций для отопления
служебных помещений обслуживающего персонала до 200м2 площади
• Тепловые насосы (абсорбционные и компрессионные) для использования низко
потенциального сбросного тепла , экономия до 60-30% от годовой потребности
• Аккумуляторы тепловой энергии (суточные, сезонные) работают вместе с тепловыми
насосами,
• Регуляторы температуры внутри помещений типа Данфосс -экономия до 40%,
• Автоматизированная система контроля теплоэнергетических ресурсов (АСКУТЭ),
• Тепловизионные системы контроля потерь тепла через окна стены, изоляцию
• Система инфракрасного (лучистого) обогрева рабочих мест. Замена «пиковой» части
отопления на местный управляемый нагрев. экономия «пикового» топлива до 45% ,
• Тригенерация - одновременное получение электроэнергии, тепла и холода приводит
к росту КПД топливоиспользования от 33-35% до 75-80%
• Многозонные двух, четырех и более, многотарифные теплосчетчики ГЛАВНОЕ
Причина не внедрения - 1) отсутствие реальной конкуренции в энергетике. 2) Самый
Главный Враг энергоресурсосбережения ПЕРЕКРЕСТНОЕ СУБСИДИРОВАНИЕ
потребителей электроэнергии (алюминиевая промышленность, железная дорога,
МРСК, сельские потребители и т.д.) за счет потребителей тепловой энергии,
2
Slide 3
Слайд №3
Потери тепла в атмосферу На
самой современной ГРЭС
не меньше 60% на самой современной ПГУ-450 на Северо-Западной до 45%
Термограмма теплового
сброса от ГРЭС в
водоем охладитель.
Температура воды в
водоеме
от 44,6-50,1°C 3
Slide 4
Основная ошибка топ
менеджеров Электроэнергетики!
Слайд № 4
Самая главная ошибка заключается в том, что топ менеджеры электроэнергетики , и
регуляторы РЭК, ФСТ не знают и не умеют считать энергоемкость валового
внутреннего продукта Российской Федерации в тоннах условного топлива [т.у.т.]
Незнание технологии производства и потребления энергии и расчеты приведенные в
[кВт], и в [Гкал] приводит к ошибкам отличающимся до 7,2 раз!
Slide 5
Основные ошибки аналитиков, рассматривающих
схемы применения тепловых насосов в крупных схемах
Слайд №5
1.
2.
3.
Абсолютное не понимание энергетических балансов и технологии
получения тепла от теплофикационных турбин. Зрительно, кажется
что если поставить тепловой насос и забирать тепло с градирен
то это здорово!! Глубочайшее заблуждение, ошибка, даже членов
НТС РАО «ЕЭС России»!
Бездарное решение ~10 лет назад было устанавливать тепловые
насосы
в
тепловых
схемах
теплофикационных
турбин
Новосибирской ТЭЦ-5, Московской ТЭЦ-2**
Когда то, лет 20 назад было бездарное предложение об установке
тепловых насосов на котельной Красноярской ТЭЦ-3.
Устанавливать тепловые насосы в теплоэнергетических сетях крупного города можно
только у удаленного потребителя, при условии замены части существующих котлов
при наличии газа или паровой котельной, и передачи сверхбалансового тепла ТЭЦ.
5
Slide 6
Забор тепла от выносных маслоохладителей
трансформаторов для отопления домов
Слайд №6
6
Slide 7
Пример экзотического для России
использования тепла водоема в качестве
аккумулятора тепла с тепловыми насосами
Слайд №7
7
Slide 8
Слайд №8 Соотношение цены на Электроэнергию в России и за рубежом
Не только низкая цена газа, но и перекрестное субсидирование не
позволяют создать быстро окупаемые инвестиционные проекты!
4.02раза
4.47раза
3.4 раза
4,38раза
2.9 раза
4.2 раза
3.7 раза
7.8 раза
8
Slide 9
Слайд №9 Ниши
№1 и №2 для включения тепловых насосов в теплоэнергетическую
систему крупного города
9
Slide 10
Слайд №10 «3+5
принципов» формирования топливосберегающей
политики для внедрения тепловых насосов
А) Три Западных принципа рыночной энергетики для коммунального предприятия –
монополиста (на западе работают с 1930-1950годов)
1. Удовлетворение спроса потребителей; - ясно, условно принято
2. Сведение к минимуму производственных затрат; - ясно, условно принято
3. Продажа по маржинальной цене (по предельным,1к 10 издержкам»)
.
.
Абсолютно не осмыслено и непринято российскими регуляторами ФСТ и РЭК
.
Б) Пять Российских принципов отражающие климатические особенности рыночной
энергетики Абсолютно не осмыслено и непринято в российскими ФСТ и РЭК
1. Потребление энергии (мощности) первично, производство энергии (мощности)
вторично;
2. Потребление и производство энергии неразрывно во времени;
3. Потребление и производство неразрывно в пространстве;
4. На конкурентный рынок предоставляется не один, а два вида энергетической
продукции: а) взаимозаменяемый товар субститут – энергия, и б) дополняемый к
энергии комплиментарный товар - мощность;
5. На конкурентном рынке не должно быть скрытого перекрестного субсидирования,
одних потребителей за счет других потребителей.
10
Slide 11
Площадь помещений отапливаемых сбросным теплом
трансформаторов с применением компрессионных тепловых
насосов с экономией Эл. Эн. до 75%
Слайд №11
Номинальная
мощность
трансформатора
мВа
45% мощности, которую можно
использовать для отопления (при
степени загрузки тр-ра 50%)
[кВт]
Площадь зданий и помещений,
отапливаемых от
трансформатора
[м2]
2*4мва
2*6,8=13,6
2*59=118 м2
2*6,3мва
2*9,5=19
2*82=164 м2 2 квартиры
2*10мва
2*14=28
2*121=242м2 3 квартиры
2*16мва
2*20=40
2*174=348м2 4 квартиры
2*25мва
2*24=48
2*212=424м2 5 квартир
2*32мва
2*30=60
2*261=522м2 6 квартир
2*40мва
2*35=70
2*309=618м2 8 квартир
2*63мва
2*51=101
2*443=886м2 11 квартир
11
Slide 12
Наиболее перспективное направление тепловых насосов ОКБ
ТЕПЛОСИБМАШ для утилизации тепла трансформаторов. В качестве теплового
источника вместо Эл. Эн используется Горячая вода с температурой 90÷130о или
непосредственное топлива
Экономия первичного топлива при переходе с ТЭНов в 4, 5 раза с 270% до 60%
ТРОЙНОЙ ЭФФЕКТ абсорбционного теплового насоса
Слайд №12
А) «ВЕСНА ОСЕНЬ» Утилизирует тепло трансформатора (40%) и отапливает помещения (60%)
Б) «ЗИМА» Тепла от трансформатора не хватает.(0-40%) Отапливает помещения как от газовой котельной 60-100%
С) «ЛЕТО»
Забирает тепло от трансформаторов и вырабатывает холод для кондиционирования помещений Все
тепло выбрасывает через сухую градирню в атмосферу
Холодильная мощность, кВт
Расход греющей воды, 80-130градС
м3/ч
Расход охлаждаемой воды на маслоохладитель 813градС
м3/ч
Расход охлаждающей воды м3/ч
«ВЕСНА ОСЕНЬ» На отопление 55-65град. С
«ЛЕТО»28-34градС на воздушный охладитель
Потребляемая электрическая мощность, кВт
Габаритные размеры, м
- длина
- ширина
- высота
Масса (сухая/рабочая), т
100
135
200
11,6
15,7
23,2
17,2
23,2
34,4
25
33,7
50
0,65
0,9
1,3
2,0
0,85
1,95
2,5
0,85
1,95
3,5
0,85
1,95
1,9/2,8
2,85/4,3
3,6/5,4
12
Slide 13
Пример практического применения тепловых
насосов на подстанции 330 «Алитус» Литовглавэнерго 1989г
Слайд №13
Мощность
автотрансформатора
125 мВА
Тип теплового насоса
ИНТ-80-1-1
Фактическая мощность
теплового насоса
123кВт
Потребление электроэнергии
39кВт
Коэффициент трансформации
насоса
3,15
Температура охлаждающего
масла
+21°С
Температура воды для
отопления зданий
+69°С
13
Slide 14
Слайд №14
Выводы, предложения.
С целью массового внедрения тепловых насосов на подстанциях ОАО «МРСК –
Сибири» необходима разработка и внедрение 5÷10 «пилотных» проектов
Для внесения в список пилотных проектов необходимо выбрать «Пилотные
подстанции» исходя из следующих условий:
1. Наличие потребителей тепловой энергии (релейные щиты, РУСН, здания, гаражи, отапливаемые
склады, баки масляных выключателей) с нагрузкой не меньше чем на слайде №11
2. Наличие принципиальной договоренностей с заводом изготовителем трансформаторов на
установку выносного маслоохладителя с циркуляционным маслонасосом.
Для установки абсорбционного теплового насоса дополнительно необходимо:
3. Наличие природного газа, либо котельной работающей на твердом топливе, мазуте с
постоянной тепловой нагрузкой и температуры горячей воды не ниже 90-130°С
Для проектирования системы аккумулирования сбросного тепла трансформаторов
4. Наличие свободной территории, где можно зарыть в землю трубопровод на глубину 3÷15метра
исходя из расчета - 400м длинны трубопровода или 40соток на 10 кВт тепловой мощности
14
Slide 15
С надеждой на понимание и осмысление
принципов формирования энергоэффективной
политики города Красноярска, МРСК-Сибири
и страны!
С уважением
Аналитик теплоэнергетики
А.Б.Богданов 22 ноября 2009года
15
Х всероссийская научно-практическая конференция «Эффективность систем
жизнеобеспечения города» Красноярск 25÷26 ноября 2009года
Применение тепловых насосов
в «большой» энергетике
Начальник сектора энергоресурсосбережения
ОАО «МРСК –Сибири»
аналитик энергетики - Богданов Александр Борисович
Основной и подробный материал описан в ~ 30 статьях журналах «Энергосбережение»
«ЭнергоРынок», «Новости теплоснабжения» «Теплоэнергоэффективные технологии»
раб (8391) 226- 80- 90
сот. 8-913-831-00-17
[email protected] Красноярск
г. КРАСНОЯРСК,
[email protected]
Омск 2009
Личный сайт
www.exergy.narod.ru
1
Slide 2
Неведанные для Российской энергетики
Энергоресурсосберегающие технологии
Слайд №2
•
Утилизация до 50% тепла от силовых трансформаторов подстанций для отопления
служебных помещений обслуживающего персонала до 200м2 площади
• Тепловые насосы (абсорбционные и компрессионные) для использования низко
потенциального сбросного тепла , экономия до 60-30% от годовой потребности
• Аккумуляторы тепловой энергии (суточные, сезонные) работают вместе с тепловыми
насосами,
• Регуляторы температуры внутри помещений типа Данфосс -экономия до 40%,
• Автоматизированная система контроля теплоэнергетических ресурсов (АСКУТЭ),
• Тепловизионные системы контроля потерь тепла через окна стены, изоляцию
• Система инфракрасного (лучистого) обогрева рабочих мест. Замена «пиковой» части
отопления на местный управляемый нагрев. экономия «пикового» топлива до 45% ,
• Тригенерация - одновременное получение электроэнергии, тепла и холода приводит
к росту КПД топливоиспользования от 33-35% до 75-80%
• Многозонные двух, четырех и более, многотарифные теплосчетчики ГЛАВНОЕ
Причина не внедрения - 1) отсутствие реальной конкуренции в энергетике. 2) Самый
Главный Враг энергоресурсосбережения ПЕРЕКРЕСТНОЕ СУБСИДИРОВАНИЕ
потребителей электроэнергии (алюминиевая промышленность, железная дорога,
МРСК, сельские потребители и т.д.) за счет потребителей тепловой энергии,
2
Slide 3
Слайд №3
Потери тепла в атмосферу На
самой современной ГРЭС
не меньше 60% на самой современной ПГУ-450 на Северо-Западной до 45%
Термограмма теплового
сброса от ГРЭС в
водоем охладитель.
Температура воды в
водоеме
от 44,6-50,1°C 3
Slide 4
Основная ошибка топ
менеджеров Электроэнергетики!
Слайд № 4
Самая главная ошибка заключается в том, что топ менеджеры электроэнергетики , и
регуляторы РЭК, ФСТ не знают и не умеют считать энергоемкость валового
внутреннего продукта Российской Федерации в тоннах условного топлива [т.у.т.]
Незнание технологии производства и потребления энергии и расчеты приведенные в
[кВт], и в [Гкал] приводит к ошибкам отличающимся до 7,2 раз!
Slide 5
Основные ошибки аналитиков, рассматривающих
схемы применения тепловых насосов в крупных схемах
Слайд №5
1.
2.
3.
Абсолютное не понимание энергетических балансов и технологии
получения тепла от теплофикационных турбин. Зрительно, кажется
что если поставить тепловой насос и забирать тепло с градирен
то это здорово!! Глубочайшее заблуждение, ошибка, даже членов
НТС РАО «ЕЭС России»!
Бездарное решение ~10 лет назад было устанавливать тепловые
насосы
в
тепловых
схемах
теплофикационных
турбин
Новосибирской ТЭЦ-5, Московской ТЭЦ-2**
Когда то, лет 20 назад было бездарное предложение об установке
тепловых насосов на котельной Красноярской ТЭЦ-3.
Устанавливать тепловые насосы в теплоэнергетических сетях крупного города можно
только у удаленного потребителя, при условии замены части существующих котлов
при наличии газа или паровой котельной, и передачи сверхбалансового тепла ТЭЦ.
5
Slide 6
Забор тепла от выносных маслоохладителей
трансформаторов для отопления домов
Слайд №6
6
Slide 7
Пример экзотического для России
использования тепла водоема в качестве
аккумулятора тепла с тепловыми насосами
Слайд №7
7
Slide 8
Слайд №8 Соотношение цены на Электроэнергию в России и за рубежом
Не только низкая цена газа, но и перекрестное субсидирование не
позволяют создать быстро окупаемые инвестиционные проекты!
4.02раза
4.47раза
3.4 раза
4,38раза
2.9 раза
4.2 раза
3.7 раза
7.8 раза
8
Slide 9
Слайд №9 Ниши
№1 и №2 для включения тепловых насосов в теплоэнергетическую
систему крупного города
9
Slide 10
Слайд №10 «3+5
принципов» формирования топливосберегающей
политики для внедрения тепловых насосов
А) Три Западных принципа рыночной энергетики для коммунального предприятия –
монополиста (на западе работают с 1930-1950годов)
1. Удовлетворение спроса потребителей; - ясно, условно принято
2. Сведение к минимуму производственных затрат; - ясно, условно принято
3. Продажа по маржинальной цене (по предельным,1к 10 издержкам»)
.
.
Абсолютно не осмыслено и непринято российскими регуляторами ФСТ и РЭК
.
Б) Пять Российских принципов отражающие климатические особенности рыночной
энергетики Абсолютно не осмыслено и непринято в российскими ФСТ и РЭК
1. Потребление энергии (мощности) первично, производство энергии (мощности)
вторично;
2. Потребление и производство энергии неразрывно во времени;
3. Потребление и производство неразрывно в пространстве;
4. На конкурентный рынок предоставляется не один, а два вида энергетической
продукции: а) взаимозаменяемый товар субститут – энергия, и б) дополняемый к
энергии комплиментарный товар - мощность;
5. На конкурентном рынке не должно быть скрытого перекрестного субсидирования,
одних потребителей за счет других потребителей.
10
Slide 11
Площадь помещений отапливаемых сбросным теплом
трансформаторов с применением компрессионных тепловых
насосов с экономией Эл. Эн. до 75%
Слайд №11
Номинальная
мощность
трансформатора
мВа
45% мощности, которую можно
использовать для отопления (при
степени загрузки тр-ра 50%)
[кВт]
Площадь зданий и помещений,
отапливаемых от
трансформатора
[м2]
2*4мва
2*6,8=13,6
2*59=118 м2
2*6,3мва
2*9,5=19
2*82=164 м2 2 квартиры
2*10мва
2*14=28
2*121=242м2 3 квартиры
2*16мва
2*20=40
2*174=348м2 4 квартиры
2*25мва
2*24=48
2*212=424м2 5 квартир
2*32мва
2*30=60
2*261=522м2 6 квартир
2*40мва
2*35=70
2*309=618м2 8 квартир
2*63мва
2*51=101
2*443=886м2 11 квартир
11
Slide 12
Наиболее перспективное направление тепловых насосов ОКБ
ТЕПЛОСИБМАШ для утилизации тепла трансформаторов. В качестве теплового
источника вместо Эл. Эн используется Горячая вода с температурой 90÷130о или
непосредственное топлива
Экономия первичного топлива при переходе с ТЭНов в 4, 5 раза с 270% до 60%
ТРОЙНОЙ ЭФФЕКТ абсорбционного теплового насоса
Слайд №12
А) «ВЕСНА ОСЕНЬ» Утилизирует тепло трансформатора (40%) и отапливает помещения (60%)
Б) «ЗИМА» Тепла от трансформатора не хватает.(0-40%) Отапливает помещения как от газовой котельной 60-100%
С) «ЛЕТО»
Забирает тепло от трансформаторов и вырабатывает холод для кондиционирования помещений Все
тепло выбрасывает через сухую градирню в атмосферу
Холодильная мощность, кВт
Расход греющей воды, 80-130градС
м3/ч
Расход охлаждаемой воды на маслоохладитель 813градС
м3/ч
Расход охлаждающей воды м3/ч
«ВЕСНА ОСЕНЬ» На отопление 55-65град. С
«ЛЕТО»28-34градС на воздушный охладитель
Потребляемая электрическая мощность, кВт
Габаритные размеры, м
- длина
- ширина
- высота
Масса (сухая/рабочая), т
100
135
200
11,6
15,7
23,2
17,2
23,2
34,4
25
33,7
50
0,65
0,9
1,3
2,0
0,85
1,95
2,5
0,85
1,95
3,5
0,85
1,95
1,9/2,8
2,85/4,3
3,6/5,4
12
Slide 13
Пример практического применения тепловых
насосов на подстанции 330 «Алитус» Литовглавэнерго 1989г
Слайд №13
Мощность
автотрансформатора
125 мВА
Тип теплового насоса
ИНТ-80-1-1
Фактическая мощность
теплового насоса
123кВт
Потребление электроэнергии
39кВт
Коэффициент трансформации
насоса
3,15
Температура охлаждающего
масла
+21°С
Температура воды для
отопления зданий
+69°С
13
Slide 14
Слайд №14
Выводы, предложения.
С целью массового внедрения тепловых насосов на подстанциях ОАО «МРСК –
Сибири» необходима разработка и внедрение 5÷10 «пилотных» проектов
Для внесения в список пилотных проектов необходимо выбрать «Пилотные
подстанции» исходя из следующих условий:
1. Наличие потребителей тепловой энергии (релейные щиты, РУСН, здания, гаражи, отапливаемые
склады, баки масляных выключателей) с нагрузкой не меньше чем на слайде №11
2. Наличие принципиальной договоренностей с заводом изготовителем трансформаторов на
установку выносного маслоохладителя с циркуляционным маслонасосом.
Для установки абсорбционного теплового насоса дополнительно необходимо:
3. Наличие природного газа, либо котельной работающей на твердом топливе, мазуте с
постоянной тепловой нагрузкой и температуры горячей воды не ниже 90-130°С
Для проектирования системы аккумулирования сбросного тепла трансформаторов
4. Наличие свободной территории, где можно зарыть в землю трубопровод на глубину 3÷15метра
исходя из расчета - 400м длинны трубопровода или 40соток на 10 кВт тепловой мощности
14
Slide 15
С надеждой на понимание и осмысление
принципов формирования энергоэффективной
политики города Красноярска, МРСК-Сибири
и страны!
С уважением
Аналитик теплоэнергетики
А.Б.Богданов 22 ноября 2009года
15