Исследование термодинамической эффективности микроТЭЦ с газовой микротурбиной измененной очередности процессов

Инженерный журнал: наука и инновации

# 10·2016 1

УДК 621.438 DOI 10.18698/2308-6033-2016-10-1547

Исследование термодинамической эффективности

микроТЭЦ с газовой микротурбиной измененной

очередности процессов

МГТУ им. Н.Э. Баумана, Калужский филиал, Калуга, 248600, Россия

Рассмотрена когенерационная установка с газовой микротурбиной измененной

очередности процессов. Описана тепловая схема установки, принцип ее работы и

основные преимущества: высокий коэффициент использования теплоты топлива,

горение топлива при атмосферном давлении, отсутствие собственной камеры

сгорания и высокотемпературного газовоздушного теплообменного аппарата

микротурбины. Приведены результаты термодинамического расчета представ-

ленной схемы при работе на традиционную и низкотемпературную системы

отопления. Анализ полученных результатов показал, что данная когенерационная

установка реализуема и удовлетворяет потребностям в тепловой и электриче-

ской энергии при параметрах микротурбины, характерных для серийных турбо-

компрессоров двигателей внутреннего сгорания. Сделано заключение о выборе

оптимальной степени снижения давления в микротурбине π

=1,6…1,8, при кото-

рой достигается высокая тепловая мощность микроТЭЦ с приемлемыми пара-

метрами микротурбины.

Ключевые слова:

микроТЭЦ, обращенный цикл Брайтона, газовая микротурбина.

Введение.

Одним из приоритетных направлений развития энер-

гетики является создание высокоэффективных технологий когенера-

ции [1, 2]. Координатором технологической платформы «Малая рас-

пределенная энергетика» (ЗАО «Агентство по прогнозированию ба-

лансов в электроэнергетике») обосновано соответствие данного

направления требованиям государственной политики по повышению

энергетической эффективности России, отмечены большие экономи-

ческие перспективы автономных установок теплоэлектроснабжения

малой мощности (микроТЭЦ) [3].

Наиболее востребованными на рынке являются энергетические

установки малой мощности (электрическая —

эл

= 1…50 кВт, теп-

ловая —

тепл

= 50…500 кВт). Такие установки автономного тепло- и

энергоснабжения используются в индивидуальных жилых домах,

малых производственных, торговых и складских помещениях, бас-

сейнах, фитнес-центрах и т. п. [4]. В общем энергопотреблении боль-

шинства индивидуальных жилых домов, расположенных в централь-

ных и северных регионах РФ, преобладает тепловая нагрузка. Так,

для энергоснабжения относительно крупного частного жилого дома