Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка системы рекуперации низкопотенциальной теплоты уходящих газов котлов, сжигающих природный газ.

Номер контракта: 14.577.21.0147

Руководитель: Зайцев Николай Конкордиевич

Должность: Начальник научного отдела Центра комплексной энергоэффективности и энергосбережения

Организация: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет"
Организация докладчика: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет информационных технологий, радиотехники и электроники"

Аннотация скачать
Постер скачать
Ключевые слова:
низкопотенциальная теплота, дымовые газы, энергоэффективность, топливосбережение, кпд тэс и котельных, природный газ, конденсация водяных паров, теплообмен, массообмен, теплопередача, гидрогазодинамика

Цель проекта:
Задача, на решение которой направлен реализуемый проект: повышение эффективности использования природного газа на ТЭС и котельных. Цель проекта: Разработка системы рекуперации низкопотенциальной теплоты (СРНТ) и создание экспериментальной установки рекуперации низкопотенциальной теплоты (ЭУРНТ) уходящих газов котлов, сжигающих природный газ, позволяющей сократить потребление топлива до 15% или добиться дополнительной выработки тепла до 15%.

Основные планируемые результаты проекта:
Результаты компьютерного моделирования совместной работы СРНТ с паровыми и водогрейными котлами.
Структурно-функциональная схема СРНТ.
Программне обеспечение для теплового и конструктивного расчетсчета СРНТ.
Экспериментальная установка системы рекуперации низкопотенциальной теплоты.
Результаты испытаний экспериментальнойя установки системы рекуперации низкопотенциальной теплоты.
Проект ТЗ на ОКР "Разработка и создание опытного образца системы рекуперации низкопотенциальной теплоты (СРНТ) уходящих газов котлов, сжигающих природный газ".
Рекомендации и предложения по внедрению СРНТ.

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
Конденсационные теплоутилизаторы широко применяются в зарубежной теплоэнергетике. Однако, несмотря на то, что в России около 70% топливного баланса составляет природный газ, для которого применение этой технологии наиболее эффективно, использование СРНТ не нашло широкого применения.
Разрабатываемая система рекуперации низкопотенциальной теплоты уходящих газов котлов, сжигающих природный газ, основывается на использовании контактного конденсационного теплоутилизатора. При этом получение дополнительной теплоты происходит не только за счет охлаждения уходящих дымовых газов, но и за счет скрытой теплоты парообразования, получаемой при конденсации части водяных паров, содержащихся в продуктах сгорания. Так как предполагается использование получаемой в результате применения СРНТ низкопотенциальной теплоты для подогрева обратной сетевой воды теплосети, то режим работы теплосети в значительной мере определяет эффективность процесса. В зимний период температура обратной сетевой воды в теплосетях многих городов близка или даже превосходит температуру точки росы водяных паров в продуктах сгорания природного газа. Поэтому, для обеспечения высокой эффективности, в разрабатываемой СРНТ предполагается использовать предварительный подогрев и увлажнение воздуха, подаваемого в котел на горение. Эффективность разрабатываемой СРНТ будет не хуже, чем у лучших мировых аналогов.
Достижение заявленных результатов обеспечивается современными методами исследования: компьютерным моделированием протекающих процессов, экспериментальными исследованиями на установке, подключенной к действующему паровому котлу, разработкой специализированного программного обеспечения.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Системы рекуперации низкопотенциальной теплоты уходящих дымовых газов планируется использовать на паровых и водогрейных котлах тепловых электростанций и котельных, сжигающих природный газ. Получаемая низкопотенциальная теплота может быть передана в централизованную теплосеть или использована в технологических процессах.

Применение СРНТ позволит сократить расход природного газа на 10-15% или получить аналогичное увеличение производства тепла. Также дополнительным эффектом разрабатываемой СРНТ является снижение выбросов оксидов азота до 40-50% (за счет предварительного увлажнения воздуха, подаваемого на горение, в СРНТ) и снижение выбросов углекислого газа (за счет повышения эффективности использования топлива).

Текущие результаты проекта:
1. Проведен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы по системам рекуперации низкопотенциальной теплоты и выполнены патентные исследования.
2. Разработана структурно-функциональная схема СРНТ.
3. Разработана технология создания компьютерной модели совместной работы СРНТ с паровым или водогрейным котлом.
4. Проведено компьютерное моделирование совместной работы СРНТ с паровыми котлами ТГМ-96Б, БМ-35РФ, БКЗ-420-140-НГМ и водогрейными котлами ПТВМ-120, ПТВМ-30М, и выбраны параметры работы экспериментальной установки.
5. Разработано программное обеспечение для выполнения тепловых расчетов и определения основных конструктивных параметров СРНТ.
6. Разработана принципиальная схема экспериментальной установки системы рекуперации низкопотенциальной теплоты.
7. Выполнены тепловые расчеты и определены основные конструктивные параметры экспериментальной установки.