Применение тепловых насосов в «большой» энергетике г. КРАСНОЯРСК, 2009 Основной и подробный материал описан в ~ 30 статьях журналах «Энергосбережение» «ЭнергоРынок», «Новости теплоснабжения» «Теплоэнергоэффективные технологии» раб (8391) сот Красноярск Омск Личный сайт Х всероссийская научно-практическая конференция «Эффективность систем жизнеобеспечения города» Красноярск 25÷26 ноября 2009года Начальник сектора энергоресурсосбережения ОАО «МРСК –Сибири» аналитик энергетики - Богданов Александр Борисович 1

Слайд 2 Неведанные для Российской энергетики Энергоресурсосберегающие технологии 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

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

Слайд 4 Основная ошибка топ менеджеров Электроэнергетики! 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!

Слайд 5 Основные ошибки аналитиков, рассматривающих схемы применения тепловых насосов в крупных схемах 5 1.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»! 2.Бездарное решение ~10 лет назад было устанавливать тепловые насосы в тепловых схемах теплофикационных турбин - Новосибирской ТЭЦ-5, Московской ТЭЦ-2** 3.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.

Слайд 6 Забор тепла от выносных маслоохладителей трансформаторов для отопления домов 6

Слайд 7 Пример экзотического для России использования тепла водоема в качестве аккумулятора тепла с тепловыми насосами 7

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 3.4 раза 2.9 раза 4.2 раза 4.47раза 4,38 раза 3.7 раза 7.8 раза

Слайд 9 Ниши 1 и 2 для включения тепловых насосов в теплоэнергетическую систему крупного города 9

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 годов) 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

Слайд 11 Площадь помещений отапливаемых сбросным теплом трансформаторов с применением компрессионных тепловых насосов с экономией Эл. Эн. до 75% 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*4мва2*6,8=13,62*59=118 м2 2*6,3мва2*9,5=192*82=164 м2 2 квартиры 2*10мва2*14=282*121=242м2 3 квартиры 2*16мва2*20=402*174=348м2 4 квартиры 2*25мва2*24=482*212=424м2 5 квартир 2*32мва2*30=602*261=522м2 6 квартир 2*40мва2*35=702*309=618м2 8 квартир 2*63мва2*51=1012*443=886м2 11 квартир 11

Слайд 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÷130 о или непосредственное топлива Экономия первичного топлива при переходе с ТЭНов в 4, 5 раза с 270% до 60% ТРОЙНОЙ ЭФФЕКТ абсорбционного теплового насоса 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 % 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, градС м 3 /ч11,615,723,2 Расход охлаждаемой воды на маслоохладитель 8- 13градС м 3 /ч 17,223,234,4 Расход охлаждающей воды м 3 /ч «ВЕСНА ОСЕНЬ» На отопление 55-65град. С «ЛЕТО»28-34градС на воздушный охладитель 2533,750 Потребляемая электрическая мощность, кВт0,650,91,3 Габаритные размеры, м - длина - ширина - высота 2,0 0,85 1,95 2,5 0,85 1,95 3,5 0,85 1,95 Масса (сухая/рабочая), т1,9/2,82,85/4,33,6/5,4 12

Слайд 13 Пример практического применения тепловых насосов на подстанции 330 «Алитус» Литовглавэнерго 1989г Мощность автотрансформатора 125 мВА Тип теплового насоса ИНТ 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

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 ° 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

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