RU2364794C1 - Centralised heat supply system and method - Google Patents
Centralised heat supply system and method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2364794C1 RU2364794C1 RU2008109407/03A RU2008109407A RU2364794C1 RU 2364794 C1 RU2364794 C1 RU 2364794C1 RU 2008109407/03 A RU2008109407/03 A RU 2008109407/03A RU 2008109407 A RU2008109407 A RU 2008109407A RU 2364794 C1 RU2364794 C1 RU 2364794C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- network
- water
- heat
- heating
- heat transfer
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D10/00—District heating systems
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D18/00—Small-scale combined heat and power [CHP] generation systems specially adapted for domestic heating, space heating or domestic hot-water supply
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D2101/00—Electric generators of small-scale CHP systems
- F24D2101/10—Gas turbines; Steam engines or steam turbines; Water turbines, e.g. located in water pipes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D2103/00—Thermal aspects of small-scale CHP systems
- F24D2103/10—Small-scale CHP systems characterised by their heat recovery units
- F24D2103/17—Storage tanks
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D2200/00—Heat sources or energy sources
- F24D2200/04—Gas or oil fired boiler
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D2200/00—Heat sources or energy sources
- F24D2200/11—Geothermal energy
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D2200/00—Heat sources or energy sources
- F24D2200/13—Heat from a district heating network
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D2200/00—Heat sources or energy sources
- F24D2200/16—Waste heat
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/40—Geothermal heat-pumps
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/70—Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/17—District heating
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/52—Heat recovery pumps, i.e. heat pump based systems or units able to transfer the thermal energy from one area of the premises or part of the facilities to a different one, improving the overall efficiency
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
- Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к системам и способам централизованного теплоснабжения, использующим тепловые насосные установки.The invention relates to a power system, in particular to systems and methods for district heating, using heat pump units.
Известна система централизованного теплоснабжения, состоящая из теплофикационной энергоустановки, включающей основной паросиловой контур, контур охлаждающей воды, контур первичной сетевой воды с водоподогревателями горячей воды и отопления и контур системы отопления с элеватором и теплонасосной установкой, размещенной на тепловых пунктах и подключенной по тракту обратной сетевой воды первичного контура к входу-выходу испарителя, а по тракту обратной воды системы отопления к входу-выходу конденсатора [патент RU 2095581, опубл. 10.11.1997]. Недостатком известной системы отопления является низкая степень использования энергии топлива для подогрева теплоносителя и отсутствие глубокой утилизации тепла уходящих газов, поэтому температура захоложенной обратной сетевой воды, поступившей в конденсатор турбины и вышедшей из него, не превышает в среднем 20°С и для ее нагрева до стандартной температуры, среднее значение которой при выходе из отопительных приборов в трубопровод обратной воды должно составлять 70°С, необходима дополнительная установка сетевого подогревателя и дополнительный отбор пара из турбины, что снижает объем вырабатываемой электроэнергии и абсолютный КПД системы.A well-known district heating system, consisting of a cogeneration power plant, including a main steam power circuit, a cooling water circuit, a primary network water circuit with hot water and heating water heaters, and a heating system circuit with an elevator and a heat pump installation located at heating stations and connected via a return network water path the primary circuit to the input / output of the evaporator, and along the return path of the heating system to the input / output of the condenser [patent RU 2095581, publ. 11/10/1997]. A disadvantage of the known heating system is the low degree of use of fuel energy for heating the coolant and the lack of deep heat recovery of the flue gases, therefore, the temperature of the cooled return network water entering the turbine condenser and leaving it does not exceed an average of 20 ° C and for heating it to standard temperature, the average value of which when leaving the heating devices in the return water pipeline should be 70 ° C, additional installation of a network heater and additional additional steam extraction from the turbine, which reduces the amount of generated electricity and the absolute efficiency of the system.
Также известен способ централизованного теплоснабжения, согласно которому подогревают сетевую воду в сетевых подогревателях теплофикационных энергоустановок, подают горячую воду по подающему магистральному трубопроводу к системам отопления, охлаждают обратную сетевую воду и вторично подогревают воду системы отопления с помощью каскадной теплонасосной установки, размещенной на тепловом пункте, возвращают охлажденную воду по обратному магистральному трубопроводу в сетевые подогреватели и подогревают за счет теплоты конденсации отработавшего в турбине пара [патент RU 2266479, опубл. 20.12.2005]. Недостатком известного способа является невысокая степень использования энергии топлива для подогрева теплоносителя, отсутствие комплексной технологии утилизации тепла уходящих газов, очистки от продуктов горения, аккумулирования и сохранения полученного тепла.A method of district heating is also known, according to which the network water is heated in the network heaters of the heating power plants, hot water is supplied through the supply main pipe to the heating systems, the return network water is cooled and the heating system water is re-heated using the cascade heat pump installation located at the heating station, it is returned chilled water through the return main pipeline to the network heaters and heated due to the heat of condensation worked in the steam turbine [patent RU 2266479, publ. December 20, 2005]. The disadvantage of this method is the low degree of use of fuel energy for heating the coolant, the lack of a comprehensive technology for the utilization of heat of the exhaust gases, purification of combustion products, accumulation and storage of heat.
В качестве прототипа приняты система и способ централизованного теплоснабжения, в которых использован технический принцип теплового насоса и относящегося к нему оборудования [патент CN 1587825A, опубл. 23.09.2004]. Система централизованного теплоснабжения содержит паровой котел с топочной камерой и газоходами, в которых расположены поверхности нагрева пара, замыкающиеся на подогреватели сетевой воды, контур сетевой воды, контур системы отопления с теплонасосной установкой, размещенной на тепловом пункте, выход конденсатора которой соединен с конечной ступенью теплоотдачи контура системы отопления, а выход испарителя которого соединен с контуром охлажденной сетевой воды, возвращаемой в систему. Согласно способу централизованного теплоснабжения в топочной камере котла сжигают топливо, в поверхностях нагрева, расположенных в топочной камере и газоходах котла, получают пар, который используют для выработки тепловой энергии, для получения которой в подогревателях сетевой воды подогревают паром сетевую воду и подают ее в контур системы отопления; прошедшую основную ступень теплоотдачи в контуре системы отопления воду охлаждают в испарителе теплового насоса, а теплотой, отбираемой от обратной сетевой воды, в конденсаторе теплового насоса нагревают воду, которую подают в контур системы отопления для прохождения конечной ступени теплоотдачи, при этом охлажденную обратную сетевую воду возвращают в контур сетевой воды. Недостатком известной системы и способа является невысокая степень использования энергии топлива и отсутствие глубокой утилизации тепла уходящих газов, загрязнение окружающей среды вредными выбросами, а также низкий уровень теплоотдачи потребителю и отсутствие средств аккумулирования и сохранения теплоносителя, сезонность его потребления.As a prototype adopted a system and method of district heating, which used the technical principle of a heat pump and related equipment [patent CN 1587825A, publ. 09/23/2004]. The district heating system contains a steam boiler with a combustion chamber and flues, in which there are steam heating surfaces that are closed to the network water heaters, the network water circuit, the heating system circuit with a heat pump installation located at a heating station, the condenser output of which is connected to the final heat transfer stage of the circuit heating system, and the evaporator outlet is connected to the circuit of the chilled network water returned to the system. According to the centralized heat supply method, fuel is burned in the boiler’s combustion chamber, steam is generated in the heating surfaces located in the boiler’s combustion chamber and gas ducts, which is used to generate thermal energy, for which heating water is heated in the network water heaters and supplied to the system circuit heating; the main heat transfer stage that has passed in the heating system circuit is cooled in the heat pump evaporator, and the heat taken from the return mains water is used to heat the water that is supplied to the heating circuit to pass the final heat transfer stage, and the cooled return main water is returned into the network water circuit. A disadvantage of the known system and method is the low degree of use of fuel energy and the lack of deep heat recovery of flue gases, environmental pollution by harmful emissions, as well as the low level of heat transfer to the consumer and the lack of means of accumulation and storage of coolant, the seasonality of its consumption.
Технической задачей, для решения которой предлагается данное устройство, является повышение степени использования энергии топлива для подогрева теплоносителя на основе комплексной технологии, включающей в себя глубокую, с использованием теплоты парообразования, утилизацию тепла уходящих газов, их дополнительную очистку от вредных выбросов, повышение уровня теплоотдачи потребителю, накопление и сохранение низкотемпературного теплоносителя, а также аккумулирование и сохранение высокотемпературного теплоносителя в межотопительный период, устранение сезонной цикличности его потребления.The technical problem for which this device is proposed is to increase the degree of use of fuel energy for heating the coolant based on a comprehensive technology that includes deep, using the heat of vaporization, utilization of the heat of the exhaust gases, their additional purification from harmful emissions, increasing the level of heat transfer to the consumer , accumulation and preservation of low-temperature coolant, as well as accumulation and preservation of high-temperature coolant in the interheating period, elimination of the seasonal cyclicality of its consumption.
Данная техническая задача решается предлагаемой системой централизованного теплоснабжения, содержащей паровой котел с топочной камерой и газоходами, в которых расположены поверхности нагрева пара, замыкающиеся через паровую турбину или напрямую на сетевые подогреватели, контур прямой и обратной сетевой воды, контур системы отопления с теплонасосной установкой, размещенной на тепловом пункте, выход конденсатора которой соединен с конечной ступенью теплоотдачи контура системы отопления, а выход испарителя которой соединен с контуром обратной охлажденной сетевой воды, возвращаемой для нагрева в сетевые подогреватели. Новым является то, что контур обратной охлажденной сетевой воды оборудован по меньшей мере одной скважиной для накопления в толще грунтов избыточной охлажденной сетевой воды, а для предварительного нагрева охлажденной сетевой воды теплом уходящих газов, с использованием теплоты парообразования, в газоходе котла дополнительно установлен сетевой экономайзер, а также, для аккумулирования в межотопительный период нагретой в сетевом экономайзере и/или подогретой в сетевых подогревателях сетевой воды, контур прямой сетевой воды оборудован по меньшей мере одним теплоизолированным водоемом. Дополнительный сетевой экономайзер может быть установлен в газоходе котла за пределами топочной камеры. Теплоснабжение потребителя будет осуществляться эффективнее, если контур системы отопления будет оборудован по меньшей мере тремя ступенями теплоотдачи. Первая ступень теплоотдачи может быть выполнена по традиционной схеме. Потребитель будет обеспечен теплом в полной мере, если вторая ступень теплоотдачи будет выполнена с измененным скоростным режимом движения воды в трубопроводе, и/или увеличенной поверхностью теплоотдачи и/или измененным типом отопительных приборов. Третья ступень теплоотдачи может быть выполнена с использованием воды, подогретой в конденсаторе теплонасосной установки обратной сетевой водой, прошедшей первую и вторую ступени теплоотдачи, а также с измененным скоростным режимом движения воды в трубопроводе и/или увеличенной поверхностью теплоотдачи и/или измененным типом отопительных приборов. Рабочий режим будет соблюдаться оптимально, если теплоэнергетическое оборудование, скважина, водоем и трубопроводы будут оснащены соответствующими насосами, запорно-переключательной и регулирующей арматурой. Предлагается способ централизованного теплоснабжения, согласно которому в топочной камере котла сжигают топливо, в поверхностях нагрева, расположенных в топочной камере и газоходах котла, получают пар, который используют для выработки электрической и/или тепловой энергии, и для получения последней в сетевых подогревателях подогревают паром прямую сетевую воду и подают ее в контур системы отопления, где прошедшую начальные ступени теплоотдачи в контуре системы отопления сетевую воду охлаждают в испарителе теплового насоса, а теплотой, отбираемой у обратной сетевой воды, в конденсаторе теплового насоса нагревают воду, которую подают в контур системы отопления для прохождения конечной ступени теплоотдачи, при этом обратную охлажденную сетевую воду возвращают для подогрева в сетевые подогреватели. Новым является то, что избыточную обратную охлажденную сетевую воду накапливают по меньшей мере в одной скважине в толще грунтов, а при расходовании охлажденную сетевую воду предварительно нагревают теплом уходящих газов, с использованием теплоты парообразования, в сетевом экономайзере, дополнительно установленном в газоходе котла, после чего нагретую в сетевом экономайзере и/или подогретую в сетевых подогревателях сетевую воду подают в контур системы отопления, а в межотопительный период аккумулируют по меньшей мере в одном теплоизолированном водоеме контура прямой сетевой воды. Теплоснабжение потребителя будет осуществляться в полной мере, если нагретую в сетевом экономайзере и/или подогретую в сетевых подогревателях сетевую воду будут подавать в контур системы отопления, где она будет проходить три ступени теплоотдачи. На первой ступени теплоотдачу можно осуществлять по традиционной схеме. Потребитель будет обеспечен теплом в достаточном количестве, если на второй ступени теплоотдачу будут осуществлять за счет изменения скоростного режима движения воды в трубопроводе и/или увеличения поверхности теплоотдачи и/или изменения типа отопительных приборов. На третьей ступени теплоотдачу можно осуществлять водой, подогретой в конденсаторе теплонасосной установки сетевой водой, прошедшей первую и вторую ступени теплоотдачи в контуре системы отопления, а также за счет изменения скоростного режима движения воды в трубопроводе и/или увеличения поверхности теплоотдачи и/или изменения типа отопительных приборов. Для выравнивания параметров лучше, если перед аккумулированием в теплоизолированном водоеме температуру подогретой в сетевых подогревателях сетевой воды будут понижать до температуры нагретой в сетевом экономайзере сетевой воды. Температуру подогретой в сетевых подогревателях сетевой воды можно понижать путем смешивания с обратной охлажденной сетевой водой. Система будет функционировать оптимально, если режим работы теплоэнергетического оборудования, скважины и теплоизолированного водоема, а также направление и скорость движения воды в трубопроводах будут регулировать соответствующими насосами, запорно-переключательной и регулирующей арматурой.This technical problem is solved by the proposed district heating system, comprising a steam boiler with a combustion chamber and flues, in which there are steam heating surfaces that are closed through a steam turbine or directly to network heaters, a direct and reverse network water circuit, a heating system circuit with a heat pump installation located at a heat point, the condenser output of which is connected to the final heat transfer stage of the heating system circuit, and the evaporator output of which is connected to the circuit return chilled network water returned for heating to network heaters. What is new is that the return chilled network water circuit is equipped with at least one well for accumulating excess chilled network water in the soil stratum, and for pre-heating the chilled network water with the heat of the exhaust gases, using the heat of vaporization, a network economizer is additionally installed in the boiler flue, and also, for accumulation during the inter-heating period, heated in the network economizer and / or heated in network heaters of network water, the direct network water circuit is equipped with at least one insulated reservoir. An additional network economizer can be installed in the gas duct of the boiler outside the combustion chamber. Consumer heat supply will be more efficient if the heating system circuit is equipped with at least three heat transfer stages. The first stage of heat transfer can be performed according to the traditional scheme. The consumer will be fully provided with heat if the second heat transfer stage is performed with a changed high-speed regime of water movement in the pipeline, and / or an increased heat transfer surface and / or a changed type of heating devices. The third heat transfer stage can be performed using water heated in the condenser of the heat pump installation with return network water, which has passed the first and second heat transfer stages, as well as with a changed high-speed mode of water movement in the pipeline and / or an increased heat transfer surface and / or a changed type of heating devices. The operating mode will be observed optimally if the heat and power equipment, well, reservoir and pipelines are equipped with appropriate pumps, shut-off and control valves. A method of district heating is proposed, according to which fuel is burned in the boiler’s combustion chamber, steam is obtained in the heating surfaces located in the boiler’s combustion chamber and gas ducts, which is used to generate electric and / or thermal energy, and to produce the latter in network heaters, direct steam is heated network water and feed it into the circuit of the heating system, where the net water that has passed the initial stages of heat transfer in the circuit of the heating system is cooled in the heat pump evaporator, and with heat, taken from the return network water, the water is heated in the condenser of the heat pump, which is supplied to the heating system circuit to pass the final stage of heat transfer, while the return cooled network water is returned for heating to the network heaters. What is new is that excess reverse chilled network water is accumulated in at least one well in the soil stratum, and when consumed, the cooled network water is preheated with the heat of the exhaust gases, using the heat of vaporization, in a network economizer additionally installed in the boiler duct, after which heated in the network economizer and / or heated in the network heaters, the network water is supplied to the circuit of the heating system, and during the inter-heating period accumulated in at least one heat lirovannoy reservoir of direct water contour. The consumer will be fully supplied with heat if the network water heated in the network economizer and / or heated in the network heaters is supplied to the heating circuit, where it will pass three stages of heat transfer. At the first stage, heat transfer can be carried out according to the traditional scheme. The consumer will be provided with sufficient heat if at the second stage the heat transfer will be carried out by changing the speed regime of water movement in the pipeline and / or increasing the heat transfer surface and / or changing the type of heating devices. At the third stage, heat transfer can be carried out with water, heated in the condenser of the heat pump installation with network water that has passed the first and second stages of heat transfer in the heating system circuit, as well as by changing the speed of water in the pipeline and / or increasing the heat transfer surface and / or changing the type of heating appliances. To equalize the parameters, it is better if, before accumulating in a thermally insulated reservoir, the temperature of the network water heated in the network heaters will be reduced to the temperature of the network water heated in the network economizer. The temperature of the network water heated in the network heaters can be lowered by mixing with reverse chilled network water. The system will function optimally if the operating mode of the power equipment, the well and the heat-insulated reservoir, as well as the direction and speed of the water in the pipelines will be regulated by appropriate pumps, shut-off and control valves.
Изобретение поясняется графическими материалами. На чертеже показана принципиальная схема централизованного теплоснабжения от ТЭЦ, работающей на твердом топливе, с размещением теплонасосной установки на тепловом пункте контура системы отопления, а также скважины для накопления в толще грунтов обратной охлажденной сетевой воды, и теплоизолированного водоема для аккумулирования нагретой сетевой воды на территориях, прилегающих к ТЭЦ.The invention is illustrated in graphic materials. The drawing shows a schematic diagram of district heating from a solid fuel fired power plant with a heat pump installation at a heating point in the heating circuit, as well as a well for accumulating reverse chilled network water in the soil stratum, and a thermally insulated reservoir for accumulating heated network water in the territories adjacent to the CHP.
Предлагаемая система централизованного теплоснабжения включает в себя паровой котел 1 с топочной камерой и газоходами. В верхней части топочной камеры и на входе газохода котла 1 расположены поверхности нагрева в виде пароперегревателя 2, замыкающегося на паровую турбину 3. В нисходящей части газохода котла 1 между электрофильтром 4 и дымососом 5 расположен дополнительный сетевой экономайзер 6, предназначенный для предварительного нагрева обратной охлажденной сетевой воды теплом уходящих газов, с использованием теплоты парообразования. Турбина 3 содержит цилиндр высокого давления 7, цилиндр среднего давления 8, цилиндр низкого давления 9 и имеет механическое соединение с генератором электрического тока 10. Цилиндр низкого давления 9 замкнут на конденсатор 11 и на основной сетевой водоподогреватель 12, входящий в состав контура прямой сетевой воды. Цилиндр высокого давления 7 замкнут на пиковый сетевой водоподогреватель 13, также входящий в состав контура прямой сетевой воды. Контур системы отопления содержит три ступени теплоотдачи, где первая ступень 14 содержит традиционную схему отопления, вторая ступень теплоотдачи 15 содержит модернизированную схему отопления с увеличенным (до 30%) скоростным режимом движения воды в трубопроводе и/или увеличенной до (30%) поверхностью теплоотдачи отопительных приборов и/или измененным типом отопительных приборов, а третья ступень теплоотдачи 16 также содержит модернизированную схему отопления с теплоносителем, подогретой в конденсаторе теплонасосной установки 17 обратной сетевой водой, прошедшей первую 14 и вторую 15 ступени теплоотдачи в контуре системы отопления, а также с увеличенным (до 30%) скоростным режимом движения воды в трубопроводе и/или увеличенной до (30%) поверхностью теплоотдачи отопительных приборов и/или измененным типом отопительных приборов. Выход испарителя теплонасосной установки 17 соединен с контуром обратной охлажденной сетевой воды, который оборудован скважиной 18 для накопления в толще грунтов избыточной обратной охлажденной сетевой воды. Для аккумулирования в межотопительный период нагретой в сетевом экономайзере 6 и/или подогретой в сетевых подогревателях 12 и 13 сетевой воды контур прямой сетевой воды оборудован теплоизолированным водоемом 19. Все теплоэнергетическое оборудование, в том числе скважина 18, водоем 19 и трубопроводы, оснащены соответствующими насосами, запорно-переключательной и регулирующей арматурой.The proposed district heating system includes a steam boiler 1 with a combustion chamber and flues. In the upper part of the combustion chamber and at the inlet of the gas duct of the boiler 1, there are heating surfaces in the form of a superheater 2, which is closed to the steam turbine 3. In the downstream part of the gas duct of the boiler 1, between the electrostatic precipitator 4 and the smoke exhauster 5, there is an
Согласно предлагаемому способу централизованного теплоснабжения от ТЭЦ в топочной камере котла 1 сжигают твердое топливо, в поверхностях нагрева, выполненных в виде пароперегревателя 2, установленного в верхней части топочной камеры и на входе газохода котла 1 и омываемого горячими газами, получают пар, который подают в теплофикационную турбину 3, имеющую цилиндр высокого 7, среднего 8, низкого 9 давлений, механически связанным с генератором электрического тока 10. Отработавший пар от цилиндра низкого давления 9 сбрасывают в конденсатор 11, охлаждаемый циркуляционной водой, откуда конденсат вместе с питательной водой возвращают в котел 1. Регулируемый отбор пара из турбины 3 в сетевые водоподогреватели 12 и 13 производят в два этапа: на первом этапе пар от цилиндров низкого давления 9 подают на основной сетевой водоподогреватель 12, где сетевую воду подогревают до температуры 110°С, а на втором этапе пар от цилиндра высокого давления 7 подают на пиковый сетевой водоподогреватель 13, где сетевую воду подогревают до температуры 150°С. Подогретую прямую сетевую воду подают в контур системы отопления, где после прохождения первой ступени 14 теплоотдачи температуру воды понижают с 150°С до 70°С, после прохождения второй ступени 15 теплоотдачи температуру сетевой воды понижают с 70°С до 45°С. Прошедшую 14 и 15 ступени теплоотдачи в контуре системы отопления обратную сетевую воду при температуре 45°С охлаждают в испарителе теплового насоса 17 до температуры 5°С, а теплотой, отбираемой от обратной сетевой воды, в конденсаторе теплового насоса 17 нагревают воду до температуры 70°С, которую подают в контур системы отопления для прохождения конечной третьей ступени 16 теплоотдачи, после прохождения которой температуру воды понижают с 70°С до 45°С, а охлажденную до 5°С в испарителе теплонасосной установки обратную сетевую воду возвращают для подогрева в сетевые подогреватели 12 и 13. Избыточную обратную охлажденную сетевую воду накапливают в скважине 18 в толще грунтов, а при необходимости использования ее предварительно нагревают до температуры 95°С теплом уходящих газов с использованием теплоты парообразования в сетевом экономайзере 6, установленном в газоходе котла 1, после чего предварительно нагретую в сетевом экономайзере 6, а затем подогретую до температуры 150°С в сетевых подогревателях 12 и 13 сетевую воду подают в контур системы отопления. Нагретую сетевую воду также аккумулируют в теплоизолированном водоеме 19 контура прямой сетевой воды для использования в межотопительный период. Перед аккумулированием в теплоизолированном водоеме 19 температуру подогретой в сетевых подогревателях сетевой воды понижают до температуры нагретой в сетевом экономайзере сетевой воды путем смешивания с обратной охлажденной сетевой водой. Режим работы теплоэнергетического оборудования, скважины 18 и теплоизолированного водоема 19, а также направление и скорость движения воды в трубопроводах регулируют насосами, запорно-переключательной и регулирующей арматурой.According to the proposed method of district heating from the CHP in the furnace chamber of boiler 1, solid fuel is burned, in the heating surfaces made in the form of a superheater 2 installed in the upper part of the furnace chamber and at the inlet of the boiler duct 1 and washed by hot gases, steam is produced which is fed to the heating a turbine 3 having a cylinder of high 7,
Глубокая комплексная утилизация тепла позволит, в зависимости от вида топлива, повысить степень использования энергии топлива на 8-22%, а аккумулирование тепла в зависимости от региона и типа электроцентрали может дополнительно увеличить ее на 37-61%.Deep comprehensive heat recovery will allow, depending on the type of fuel, to increase the degree of fuel energy use by 8-22%, and heat storage, depending on the region and type of electric power station, can further increase it by 37-61%.
Пример. Тепло уходящих газов утилизируется с помощью сетевого экономайзера 6, установленного в нисходящем газоходе котла 1 между электрофильтром 4 и дымососом 5. При этом исходная температура сетевой воды составляет t'св=5°С, что достигается применением теплонасосной установки в контуре системы отопления на третьей ступени 16 теплоотдачи. Тепло сетевой воды срабатывается потребителем тепла при максимальной тепловой нагрузке и температурном графике на первой ступени 14 теплоотдачи tнач св/t''1с св=150°C/70°C по традиционной схеме. Тепловая доля потребителя на первой ступени 14 составляет α1с=0,55. Потребителем тепла на второй ступени 15 теплоотдачи тепло срабатывается при температурном графике t'2с св/t''2с св=70°C/45°C за счет изменения скоростного режима и наращивания поверхности нагрева отопительных приборов. Тепловая доля потребителя на второй ступени 15 составляет α2c=0,17. Потребителем тепла на третьей ступени 16 теплоотдачи тепло отрабатывается при температурном графике t'ТНУ св/t''ТНУ св=70°C/45°C за счет воды, подогретой теплотой, отбираемой в теплонасосной установке 17 у обратной сетевой воды, прошедшей первую 14 и вторую 15 ступени теплоотдачи в контуре системы отопления, а также за счет изменения ее скоростного режима движения в трубопроводе и увеличения поверхности нагрева отопительных приборов, с окончательным понижением температурного графика t'3с св/t''3с с=45°C/5°C.Тепловая доля потребителя нам третьей ступени составляет α3с=0,28.Example. The heat of the flue gases is utilized using the network economizer 6 installed in the downward gas duct of the boiler 1 between the electrostatic precipitator 4 and the smoke exhauster 5. The initial temperature of the network water is t ' sv = 5 ° C, which is achieved by using a heat pump installation in the heating system circuit in the
Вышеизложенное позволяет заключить о технической возможности и экономической целесообразности применения комплексной технологии, включающей в себя глубокую, с использованием теплоты образования, утилизацию тепла уходящих газов, их дополнительную очистку от золы, серы и окислов азота и аккумулирование полученного тепла.The above allows us to conclude about the technical feasibility and economic feasibility of applying a comprehensive technology that includes deep, using the heat of formation, utilization of the heat of the exhaust gases, their additional purification from ash, sulfur and nitrogen oxides and the accumulation of heat received.
Claims (15)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008109407/03A RU2364794C1 (en) | 2008-03-11 | 2008-03-11 | Centralised heat supply system and method |
PCT/RU2009/000086 WO2009113905A1 (en) | 2008-03-11 | 2009-02-24 | System and method for centralised heat supply |
CN2009800005110A CN101720410B (en) | 2008-03-11 | 2009-02-24 | central heating system and method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008109407/03A RU2364794C1 (en) | 2008-03-11 | 2008-03-11 | Centralised heat supply system and method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2364794C1 true RU2364794C1 (en) | 2009-08-20 |
Family
ID=41065443
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008109407/03A RU2364794C1 (en) | 2008-03-11 | 2008-03-11 | Centralised heat supply system and method |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN101720410B (en) |
RU (1) | RU2364794C1 (en) |
WO (1) | WO2009113905A1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012053937A1 (en) * | 2010-10-19 | 2012-04-26 | Petin Yury Markovich | Method for supplying hot water and heating method using said method |
RU2454608C1 (en) * | 2011-06-10 | 2012-06-27 | Юрий Маркович Петин | Hot water supply method and heating method applying it |
RU2526771C2 (en) * | 2012-10-03 | 2014-08-27 | Валентин Прокофьевич Проценко | Universal system of power and water supply |
RU2569781C1 (en) * | 2014-12-08 | 2015-11-27 | Василий Владимирович Даценко | Method of work regulation of heat generating steam-turbine plant with steam-compression heat pump |
EP3708915A1 (en) * | 2019-03-11 | 2020-09-16 | HögforsGST Oy | District-heating system and method for increasing consumer power |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
LT5778B (en) | 2010-02-24 | 2011-10-25 | Genadij Pavlovskij | Centralized heat and hot water supply system |
WO2012039662A1 (en) * | 2010-09-20 | 2012-03-29 | Ab Svenskt Klimatneutralt Boende | System for storing thermal energy, heating assembly comprising said system and method of manufacturing said system |
CN102997309A (en) * | 2012-12-26 | 2013-03-27 | 北京国电蓝天节能科技开发有限公司 | Classification heating system with high-temperature heat source heater bypass pipe |
CN103912908A (en) * | 2013-01-06 | 2014-07-09 | 孙霆 | Power station condensation heat recycling system and method |
CN114198800B (en) * | 2021-12-13 | 2022-12-23 | 西安热工研究院有限公司 | A heat supply system and method for a dual-unit coupled absorption heat pump |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1245808A1 (en) * | 1984-08-16 | 1986-07-23 | Одесский Филиал Всесоюзного Института По Проектированию Организаций Энергетического Строительства "Оргэнергострой" | Heat supply system |
RU2163703C1 (en) * | 2000-03-23 | 2001-02-27 | Томилов Виталий Георгиевич | Centralized heat supply system |
CN2562142Y (en) * | 2002-08-15 | 2003-07-23 | 陈成 | Heat pump central heat suppliers |
RU2266479C1 (en) * | 2004-05-31 | 2005-12-20 | Стенин Валерий Александрович | Heat supplying method |
CN100406807C (en) * | 2004-09-23 | 2008-07-30 | 冯太和 | System for central heating by applying heat pump technical principle and related equipment thereof |
RU2315914C1 (en) * | 2006-06-21 | 2008-01-27 | Виктор Иванович Колпаков | System of heat supply |
-
2008
- 2008-03-11 RU RU2008109407/03A patent/RU2364794C1/en not_active IP Right Cessation
-
2009
- 2009-02-24 WO PCT/RU2009/000086 patent/WO2009113905A1/en active Application Filing
- 2009-02-24 CN CN2009800005110A patent/CN101720410B/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012053937A1 (en) * | 2010-10-19 | 2012-04-26 | Petin Yury Markovich | Method for supplying hot water and heating method using said method |
EA021498B1 (en) * | 2010-10-19 | 2015-06-30 | Юрий Маркович ПЕТИН | Method for supplying hot water and heating method using same |
RU2454608C1 (en) * | 2011-06-10 | 2012-06-27 | Юрий Маркович Петин | Hot water supply method and heating method applying it |
RU2526771C2 (en) * | 2012-10-03 | 2014-08-27 | Валентин Прокофьевич Проценко | Universal system of power and water supply |
RU2569781C1 (en) * | 2014-12-08 | 2015-11-27 | Василий Владимирович Даценко | Method of work regulation of heat generating steam-turbine plant with steam-compression heat pump |
EP3708915A1 (en) * | 2019-03-11 | 2020-09-16 | HögforsGST Oy | District-heating system and method for increasing consumer power |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101720410A (en) | 2010-06-02 |
CN101720410B (en) | 2012-08-08 |
WO2009113905A1 (en) | 2009-09-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2364794C1 (en) | Centralised heat supply system and method | |
EP3064841B1 (en) | Gas steam combined cycle central heating device | |
RU2688078C2 (en) | Coaling welded electric installation with oxy-ignition with heat integrating | |
CN101788233B (en) | Heating-furnace cogeneration system and method thereof | |
CN113803706B (en) | Power generation system based on hot air recycling and utilizing waste heat of tail flue gas of boiler | |
RU2650232C1 (en) | Combined-cycle cogeneration plant | |
CN106121822A (en) | A kind of coal gasification distributed energy resource system and operation method thereof | |
US8584465B2 (en) | Method for increasing the efficiency of a power plant which is equipped with a gas turbine, and power plant for carrying out the method | |
US9151185B2 (en) | Steam power plant with steam turbine extraction control | |
RU2549743C1 (en) | Cogeneration gas-turbine plant | |
NL2003954C2 (en) | Solar power plant with integrated gas turbine. | |
US5435123A (en) | Environmentally acceptable electric energy generation process and plant | |
Özbek et al. | District heating and power generation based flue gas waste heat recovery | |
CN104594964B (en) | A kind of novel single shaft gas theory thermal power plant unit system | |
CN218154255U (en) | Self-balancing reheating system of waste incineration disposal power station | |
RU2605878C1 (en) | Turbo-expansion system of heat utilization of circulating water on condensation units of steam turbines of thermal power station | |
RU2349764C1 (en) | Combined heat and power plant overbuilt with gas turbine plant | |
RU121863U1 (en) | STEAM GAS INSTALLATION | |
RU2309261C2 (en) | Method of operation of thermal power station | |
CN108731022B (en) | White smoke plume treatment and energy recovery system | |
RU2280768C1 (en) | Thermoelectric plant with gas-turbine unit | |
RU2467179C1 (en) | Combined-cycle plant with afterburner | |
RU2656769C1 (en) | Thermal power plant gas turboexpander power unit operation method | |
RU2320930C1 (en) | Single pipe heat supply system | |
RU2261337C1 (en) | Power and heating plant with open power and heat supply system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140312 |