ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ МИКРОРАЙОНА НА БАЗЕ ЭЛЕКТРОГЕНЕРИРУЮЩЕЙ УСТАНОВКИ, РАБОТАЮЩЕЙ ЗА СЧЁТ ТЕПЛОТЫ СЕТЕВОЙ ВОДЫ

В статье рассматривается новая концепция конструирования автономных тепловых пунктов за счёт ис-пользования теплоты сетевой воды для генерации электроэнергии и привода необходимого оборудования, включая электропитание насосов, схем автоматики, водоподготовки, освещения и других потребителей. Новый поход позволит создать условия для безопасного функционирования всей системы энергоснабжения микрорайона в случае аварий или террористических атак. Новая энергоустановка не нуждается в подаче топлива, как, например, дизель электростанция, так как источником для производства электроэнергии служит горячая вода, поступающая на тепловой пункт от магистральных теплопроводов ТЭЦ. В качестве рабочей среды электрогенерирующего паросилового контура предложены низкокипящие пожаробезопасные рабочие тела типа фреонов. В качестве примера реализации данной концепции предлагается установка, включенная в состав центрального теплового пункта. Представлена тепловая схема модернизированного центрального теплового пункта; показаны основные элементы, позволяющие прояснить принцип функционирования установки и способ получения электроэнергии из горячей воды (источником теплоты является горячая вода, поступающая по подающему трубопроводу из теплосети в теплообменник-парогенератор рабочего тела). Дана оценка эффективности новой установки с помощью эксергетической диаграммы. Проведенные расчеты показали высокую эксергетическую эффективность новой энергоустановки.

Показано, что кроме повышения надежности и решения проблемы безопасности энергоснабжения района, новая энергоустановка является экономически выгодной, поскольку стоимость единицы электроэнергии, вырабатываемой для собственных нужд, в 3–4 раза ниже покупной ввиду отсутствия посредников и высокого эксергетического КПД установки.

1. Соколов, Е.Я. Теплофикация и тепловые сети / Е.Я. Соколов. – 7-е изд. – М.: МЭИ, 2001. – 433 с.

2. Бродянский, В.М. Термодинамический анализ низкотемпературных процессов / В.М. Бродянский. – М.: МЭИ, 1966. – 177 с.

3. Rant, Z. Exergie, ein Neues Wort für “Technische Arbeitsfähigkeit” [Text] / Z. Rant // Forschung Ing. – 1956. – No. 1. – P. 7–36.

4. Боняшкевич, Ф. Техническая термодинамика: в 2-х ч. / Ф. Боняшкевич. – М.: Гостехиздат, 1956. – 485 с.

5. Боняшкевич, Ф. Техническая работоспособность термодинамических систем / Ф. Боняшкевич. – М.: Гостехиздат, 1958. – 137 с.

6. Воскресенский, К.Д. Прикладная термодинамика и теплопередача / К.Д. Воскресенский, И.И. Новиков. – М: Атомиздат, 1977. – 336 с.

7. Янтовский, Е.И. Парокомпрессионные теплонасосные установки / Е.И. Янтовский, Ю.В. Пустовалов. – М.: Энергоиздат, 1982. – 141с.

8. Мартынов, А.В. Установки для трансформации тепла и охлаждения / А.В. Мартынов. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 197 с.

9. Field, A.A. Heat pump progress in Europe / A.A. Field // Heat. and Vent. Eng. – 1978. – Vol. 52. – No. 610. – P. 5–8.

10. Jacobowsky, H. Wärmepumpe zum Wärme und Kalteerzeugung / H. Jacobowsky //. Elektrowärme Techn. Aufbau. –1977. – Vol. 35. No. A3. – P. 132–141.

11. Wegmann, H. Abwärme. Fernwärme.Wärmepumpen / H. Wegmann // Energie. – 1978. –

12. Vol. 30. – No. 5. – P. 172–173.

13. Пат. 2484379 Российская Федерация, МПК 51 F24D 3/00 (2006.01). Автономная водяная закрытая система централизованного теплоснабжения / Систер В.Г., Иваникова Е.М., Поливода Ф.А., Величкина Л.А.; заявитель и патентообладатель ООО «Национальная Инновационная Компания» – № 2011139510/12; заявл. 28.09.2011; опубл. 10.06.2013, Бюлл. №16.

14. Поливода, Ф.А. Концепция автономного городского района энергоснабжения с системой распределенной электрогенерации на базе низкопотенциальных энергоустановок (НЭС) и малых гидротурбин [Текст] / Ф.А. Поливода, В.П. Щебаков, Ю.В. Морозова, А.И. Ямчук // Промышленная энергетика. – 2013. – № 7. – С. 5–8.

15. Термодинамические диаграммы i-lgP хладагентов. – М.: АВИСАНКО, 2003. – 50 с.

16. Пырков, В.В. Современные тепловые пункты. Автоматика и регулирование / В.В. Пырков. – Киев.: ІІ ДП «Такі справи», 2007. – 252 с.

17. СНиП 2.04.01-85. Внутренний водопровод и канализация зданий. – Введ. 1986-07-01. – М.: Стройиздат, 1986.

18. Систер, В.Г. Технология создания энергоэффективных тепловых сетей с устройствами генерации электроэнергии на сбросной теплоте [Текст] / В.Г. Систер, Е.М. Иванникова, Ф.А. Поливода, А.И. Ямчук // Научный вестник Московского государственного горного университета. – 2013. – № 12. – С. 30–35.

19. Систер, В.Г. Методика расчета и оптимизации КПД двухтрубной тепловой сети [Текст] / В.Г. Систер, Е.М. Иванникова, Ф.А. Поливода, А.И. Ямчук, В.П. Щербаков // Энергобезопасность и энергосбережение. – 2012. – № 5 (47). – С. 18–23.

20. Карно, С. Второе начало термодинамики. Сборник работ / С. Карно. – ГТТИ, 1934.

21. Поливода, А.И. Опыт разработки теплоизоляции из пенополиуретана марки «Бион». [Текст] / А.И. Поливода, Ф.А. Поливода, Р.И. Соколовский // Новости теплоснабжения. – 2009. – № 5. – С. 45–48.

22. Hoven, M. Energy Project and Management / M. Hoven. – The Economic Development Institute of the World Bank, 1993.