Выбор и расчет теплообменного оборудования для паротурбинных циклов на низкокипящих рабочих телах

Бічна панель сторінки статті

PDF (Русский)
DOI: https://doi.org/10.20998/%25x
Ключові слова:
енергозбереження, енергетична установка на біопаливі, математичне моделювання, низькокипляче робоче тіло, теплова схема, теплообмінне обладнання, масові та габаритні характеристики

Основний зміст сторінки статті

Aleksandr Shubenko
ІПМаш НАН України м. Харків
Aleksandr Senetskyi
ІПМаш НАН України м. Харків
Volodymyr Sarapin
ІПМаш НАН України м. Харків
Mykola Babak
ІПМаш НАН України м. Харків
Sergiy Rogoviy
ТОВ «Техенерго НВП», м. Харків

Анотація

Пропонується рішення задачі оцінки масогабаритних характеристик теплообмінного обладнання, що входить до складу теплової схеми на низькокиплячих робочих тілах. З метою зменшення витрат на проектування при реалізації теплової схеми розглянуто можливість використання наявного у нафтохімічній промисловості типоряду теплообмінного обладнання. Побудовано розрахункову модель теплообмінного обладнання, що входить до складу паротурбінного циклу на низькокиплячих робочих тілах і проведено розрахункові дослідження з визначення його основних характеристик. Отримано, що використання такого підходу дозволяє підібрати відповідний тип теплообмінника і оцінити його масогабаритні характеристики. Визначено основні показники теплообмінників, які служать для подальшої оцінки технічних та економічних можливостей реалізації теплових схем на різних робочих тілах

Блок інформації про статтю

Номер
№ 17(1293) (2018): Вісник Національного технічного університету "ХПІ". Серія: "Гідравлічні машини та гідроагрегати"
Розділ
Статті
Біографії авторів

Aleksandr Shubenko, ІПМаш НАН України м. Харків

член-кореспондент НАН України, доктор технічних наук, професор, завідувач відділу оптимізації процесів і конструкції турбомашин ІПМаш НАН України

Aleksandr Senetskyi, ІПМаш НАН України м. Харків

кандидат технічних наук, співробітник відділу оптимізації процесів і конструкції турбомашин ІПМаш НАН України

Volodymyr Sarapin, ІПМаш НАН України м. Харків

кандидат технічних наук, співробітник відділу оптимізації процесів і конструкції турбомашин ІПМаш НАН України

Mykola Babak, ІПМаш НАН України м. Харків

кандидат технічних наук, співробітник відділу оптимізації процесів і конструкції турбомашин ІПМаш НАН України

Sergiy Rogoviy, ТОВ «Техенерго НВП», м. Харків

провідний інженер ТОВ «Техенерго НВП»

Посилання

Андрижиевский А. А. Энергосбережение и энергетический менеджмент: учебное пособие. 2-е изд., перераб. / А. А. Андрижиевский, В. И. Володин. – М.: Высшая школа, 2005. – 294 с.

Суходоля О. М. Енергетична стратегія України на період до 2035 року. Біла книга енергетичної політики України «Безпека та конкурентоспроможність». Проект / О. М. Суходоля. – К. : Національний інститут стратегічних досліджень, 2014. – 41 с.

Павловський С. В. Теплоутилізаційна система котельної установки з силовим когенераційним контуром : автореф. дис. … канд. техн. наук : 05.03.23 / С.В. Павловський. – Х. : ХНУБА, 2015. – 24 с.

Жигурс А Утилизация тепла дымовых газов на теплоисточниках г. Риги / А. Жигурс, А. Церс, Ю. Голуновс [и др.] // Новости теплоснабжения. – 2010. – № 5. – С. 19–24.

Кудинов А. А. Энергосбережение в теплогенерирующих установках / А. А. Кудинов. – Ульяновск: УлГТУ, 2000. – 139 с.

Галустов В. С. Утилизация теплоты дымовых газов / В. С. Галустов // Энергия и менеджмент. – Минск : Беларусь. – 2004. – № 6. – С. 44–48.

Белов Г. В. Органический цикл Ренкина и его применение в альтернативной энергетике / Г. В. Белов, М. А. Дорохова // Наука и образование. – 2014. – № ФС77-48211. – C. 99–124.

Гелетуха Г. Г. Комплексний аналіз технологій виробництва енергії з твердої біомаси в Україні. Частина 1. Солома / Г. Г. Гелетуха, Т. А. Желєзна, О. І. Дроздова // Промислова теплотехніка. – 2013. – Т. 35, № 3. – С. 57–63.

Гнеушев В. А. Логика сооружения и обеспечения биотопливом мини-ТЕЦ в Украине / А. В. Гнеушев, А. С. Стадник, Ю. А. Крохмалюк // Энергосбережение. Энергетика. Энергоаудит. – 2012. – № 07 (101). – С. 44–52.

Lukawski M. Design and optimization of standardized Organic Rankine Cycle power plant for European conditions / M. Lukawski. – Akureyri : Тhe School for Renewable Energy Science in affiliation with University of Iceland & the University of Akureyri, 2009. – 87 р.

Quoilin S. Sustainable Energy Conversion Through the Use of Organic Rankine Cycles for Waste Heat Recovery and Solar Applications / S. Quoilin – Liege: Energy systems research unit Aerospace and mechanical engineering department university of Liege, 2011. – 183 р.

Walter de Freitas Pereira Marques M. Potential for ORC Application in the Portuguese Manufacturing Industry / M. Walter de Freitas Pereira Marques. – Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia do Ambiente, perfil Gestão e Sistemas Ambientais, 2014. – 133 р.

Ботштейн В. А Использование вторичных энергоресурсов на металлургических предприятиях Украины / В. А. Ботштейн, А. Л. Каневский, В. Г. Литвиненко, А. Л. Скоромный // Экология и промышленность. – 2011. – № 1. – C. 85–90.

Cенецький О. В. Реалізація когенераційного паротурбінного циклу на низькокиплячому робочому тілі для сільгосппідприємства / О. В. Cенецький // Вісник НТУСГ. Сер. Проблеми енергозабезпечення та енергозбереження в АПК України. Технічні науки. – Х. : ХНТУСГ, 2014. – № 154. – С. 10–11.

Редько А. А. Повышение эффективности теплоутилизационных энергетических установок / А. А. Редько, С. В. Павловский, А. И. Компан // Вісник КНУТД. – 2013. – № 6. – C. 231–237.

Сергиенко Р. В. Пути повышения эффективности рабочего цикла энергетических теплоутилизирующих установок с низкокипящими рабочими телами / Р. В. Сергиенко, Б. Д. Билека, В. Я. Кабков // Авиационно-космическая техника и технология. – 2012. – № 8 (95). – C. 38–42.

Редько А. А. Методы повышения эффективности систем геотермального теплоснабжения / А. А. Редько. – Макеевка: ДонНАСА, 2010. – 302 с.

Van der Waals J. D. On the Continuity of the Gaseous and Liquid States / J. D. Van der Waals. – New York: Dover, 2004. – 320 p.

Heidemann R. A. A van der Waals-type equation of state for fluids with associating molecules / R. A. Heidemann, J. M. Prausnitz // Proc. NatI. Acad. Sci. USA. – 1976. – Vol. 73. – № 6. – P. 1773–1776.

Garland C. W. Experiments in Physical Chemistry / C. W. Garland, J. W. Nibler, D. P. Shoe-maker. – New York: McGraw-Hill Higher Education, 2009. – 757 p.

Peng D. Y. A new two – constant equation of state / D. Y. Peng, D. B. Robinson // Industrial & Engineering Chemistry Fundamentals. – 1976. – № 15. – P. 59–64.

Abbas R. J. Thomson coefficients and Joule-Thomson inversion curves for pure compounds and binary systems predicted with the group contribution equation of state VTPR / R. J. Abbas // Fluid Phase Equilibria. – 2011. – № 306. – P. 181-189.

Poling B. E. The properties of gases and liquids / B. E. Poling, J. M. Prausnitz, J. P. O’Connell. – New York: McGraw-Hill Companies, 2001. – 803 p.

Pedersen K. S. Phase Behavior of Petroleum Reservoir Fluids / K. S. Pedersen, P. L. Christensen. – New York: Taylor & Francis Group, 2007. – 423 p.

Шубенко А. Л Когенерационные технологии в энергетике на основе применения паровых турбин малой мощности / А. Л. Шубенко, В. А. Маляренко, А. В. Сенецкий, Н. Ю. Бабак.‒ Х. : ИПМаш НАН Украины, 2014. – 320 с.

Шубенко А. Л Реализация каскадных тепловых схем с применением турбин на низкокипящих рабочих телах / А. Л. Шубенко, А. В. Русанов, А. В. Сенецкий, Р. А. Русанов // Вісник НТУ «ХПІ». Сер.: Енергетичні та теплотехнічні процеси й устаткування. – Х.: НТУ «ХПІ», 2013. – № 12(2013). – С. 24–29.

Русанов А. В. Математическое моделирование нестационарных газодинамических процессов в проточных частях турбомашин / А. В. Русанов, С. В. Ершов. – Х. : ИПМаш НАН Украины, 2008. – 275 с.

Lampart P. Validation of 3D RANS Solver With a State Equation of Thermally Perfect and Calorically Imperfect Gas on a Multi-Stage Low-Pressure Steam Turbine Flow / P. Lampart, A. Rusanov, S. Yershov // Journal of Fluids Engineering. – 2005. – Vol. 127. – P. 83–93.

ТУ 3612-144-13972650-2015. Теплообменные кожухотрубчатые аппараты серии ТКА. – Введ. 20.05.15. – Казань: ЗАО «ЭТАЛОН ТКС», 2015. – 88 с.

Испарители кожухотрубчатые с неподвижными трубными решетками и кожухотрубчатые с температурным компенсатором на кожухе. ГОСТ 15119-79. – Введ. 04.06.79. – М. : Изд-во стандартов, 1979. – 16 с.

Конденсаторы кожухотрубчатые с неподвижными трубными решетками и кожухотрубчатые с температурным компенсатором на кожухе. Основные параметры и размеры. ГОСТ 15121-79. – Введ. 04.06.79. – М. : Изд-во стандартов, 1979. – 20 с.

Шубенко А. Л Разработка каскадной тепловой схемы турбоустановки на низкокипящих рабочих телах для сельской энергетики / А. Л. Шубенко, В. А. Маляренко, Н. Ю. Бабак, А. В. Сенецкий, В. П. Сарапин // Вісник НТУ «ХПІ». Сер.: Енергетичні та теплотехнічні процеси й устаткування. – Х.: НТУ «ХПІ», 2017. – № 10(1232). – С. 13–24.

Шубенко А. Л Оценка технико-экономических показателей каскадной тепловой схемы турбоустановки на низкокипящих рабочих телах / А. Л. Шубенко, Н. Ю. Бабак, А. В. Сенецкий, В. П. Сарапин // Вісник НТУ «ХПІ». Сер.: Енергетичні та теплотехнічні процеси й устаткування. – Х.: НТУ «ХПІ», 2017. – № 11 (1233). – С. 6–15.