Энергосбережение и инновационные технологии в топливно-энергетическом комплексе: материалы Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов, молодых ученых и специалистов, посвященной 50-летию создания Тюменского индустриального институ

сельское хозяйство (свинофермы, фермы КРС, птицефабрики, растениеводческие предприятия, предприятия смешанного типа), перерабатывающие предприятия (мясокомбинаты, спиртовые, сахарные ветеринарносанитарные, молочные заводы, рыбные цеха), лесопромышленные предприятия (отходы производства), мусороперерабатывающие предприятия, а также коммунальные предприятия и городские очистные сооружения.

На рис. 1 и рис. 2 изображены структурная схема установки и электрическая схема асинхронного самовозбуждающегося генератора с двумя распределенными обмотками на статоре.

Рис. 1. Структурная схема работы устройства по преобразованию тепловой энергии в электрическую.

Рис. 2. Схема асинхронного самовозбуждающегося генератора с двумя распределенными обмотками на статоре

161

Что касается коммерческой стороны вопроса, были проведены предварительные расчеты и сравнительный анализ, на основании которого сделаны соответствующие выводы. Были выбраны следующие источники электрической энергии: дизель-генератор, подключение к удаленному источнику и автономный электротехнический комплекс на биотопливе. Системы выбирали по мощности и сравнивали по цене. Помимо того, что последний из перечисленных автономных источников электроэнергии оказался наиболее дешевым, он обладает рядом преимуществ по сравнению с ними. Это такие преимущества как: отсутствие зависимости от тарифов на электрическую энергию, ее низкая себестоимость, утилизация отходов, очищенные удобрения, которые можно использовать или продавать (экологическая сторона вопроса), возможна продажа электроэнергии сторонним потребителям, в случае ее избытка.

Литература

1.Сайт компании Biogas Energy. http://biogas-energy.ru/

2.Пат. RU 2355900, МПК F 02 C1/00. Способ преобразования тепловой энергии / С.В. Логачев, В.Г. Логачев, И.В. Логачев, В.Е.Костин – № 2007108133/06, заявл. 05.03.2007, опубл. 20.05.2009. Бюл. 14.

3.Пат. RU 2392098, МПК Н02К17/00. Асинхронный сварочный генератор с двумя распределенными обмотками на статоре для ручной дуговой электросварки с улучшенными тепловыми характеристиками / С.И. Кицис, Д.Н. Паутов. – № 2008147534/02; заявл. 01.02.2008; опубл. 20.06.2010. Бюл. 17.

4.Сайт института проблем естественных монополий. http://ipem.ru/

АНАЛИЗ СПОСОБОВ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ТЭЦ

Пятанов В.В.

г. Тюмень, ФГБОУ ВПО «Тюменский государственный нефтегазовый университет»

В данной статье рассмотрена проблема тепловых потерь в конденсаторах паровых турбин. Тепловые потери составляют больше половины от общего количества энергии поступающей на турбоустановку. Определены причины потерь. Рассматривается ряд способов для решения данной проблемы. Отображены преимущества и недостатки рассматриваемых способов.

Паровые турбины, конденсатор, потери тепла, причины, повышение эффективности.

162

Впаротурбинном цикле электростанций, необходим постоянный отвод тепла из конденсаторов паровых турбин. Наиболее распространенным способом является циркуляция охлаждающей воды через конденсатор турбины. Источниками охлаждающей воды являются реки, озера и пруды. При замкнутом цикле охлаждения конденсаторов осуществляется посредством градирен. По данным из разных источников [1, 2], потери от общего количества тепла поступающего на турбоустановку составлют около 60%.

Вопросы энергосбережения и повышения энергетической эффективности являются актуальными на сегодняшний день. Решение этих вопросов необходимо как с точки зрения появления конкурентного оптового рынка электроэнергии, так и с точки зрения сбережения природных ресурсов. Вопрос энергосбережения и энергоэффективности решается на государственном уровне, об этом свидетельствует «Федеральный закон от 23 ноября 2009 г. N 261-ФЗ "Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности…» [3].

Встатье рассмотрены некоторые способы снижения тепловых потерь в конденсаторах паровых турбин.

Вусловиях развития центрального теплоснабжения, совместное производство тепла и электроэнергии, является весьма привлекательным с точки зрения энерго- и ресурсосбережения. Применения этого подхода позволяет ежегодно сэкономить около 20 млн. т топлива, что составляет порядка 14% всего объема топлива, потребляемого на нужды теплоснабжения в России. В этом случае КПД использования топлива достигает по-

рядка 70-75% [4].

Сбросы низкопотенциального тепла на тепловых электростанциях, составляют весьма значительные объѐмы. Суть следующего метода заключается в применении тепловых насосов. Задача которых состоит в преобразовании низкого потенциала тепла в более высокий. Полученная энергия может быть использована для нужд отопления, горячего водоснабжения, нагрева технологических сред, или подогрева воздуха для отопления или вентиляции [1]. Недостатком данного подхода является потребление электроэнергии, которая необходима для работы тепловых насосов. С точки зрения универсальности и сложности получения электроэнергии, тепловая энергия является менее ценной.

Другой подход направлен на снижение потерь тепла отработавшего пара, уносимого охлаждающей водой в конденсаторе турбины. Принцип работы заключается в том, что отработавший пар подают в одну либо несколько вихревых труб, где происходит его разделение на два потока - холодный и горячий. Холодный поток, сконденсировавшийся внутри вихревой трубы, сливают в конденсатосборник. Горячий поток отводят в теплообменник, где его конденсируют и так же отправляют в конденсатосборник. Применение этой системы позволяет снизить тепловые потери, а так же уменьшить трудоемкость обслуживания паротурбинных установок [2].

163

Следующий метод основан на том, что вода, прошедшая конденсатор, имеет температуру 20-28 градусов Цельсия. Тепловая энергия, содержащаяся в воде, охлаждающей конденсатор, не имеет полезного применения. Суть метода заключается в извлечении, из потока охлаждающей воды, тепловой энергии в дополнительном теплообменнике путем воздействия на него снежной массы, преобразуемой в талую воду. Снег, возможно, собирать с территории города: дворы, площади и т.д. те части города, в которых не применяются противогололедные материалы. Это позволит снизить затраты города на уборку снега. Полученную талую воду возможно предварительно заморозить. В последствии еѐ можно использовать для охлаждения конденсаторов паровых турбин. А также после предварительной очитки – в качестве котловой воды [6].

Литература

1.Левин М.М., Яковлев А.И., Кобцев О.М., Панов В.В. О возможности применения парокомпрессионных тепловых насосов для утилизации низкопотенциальных тепловых сбросов с конденсаторов турбин ТЭС// Вестник национального технического университета «ХПИ». 2010. №2. С. 86-91.

2.Способ увеличения коэффициента полезного действия паротурбинной установки: пат. 2087724 Рос. Федерация. № 93039886/06; заявл. 05.08.93; опубл. 20.08.97.

3."Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации ": федер. закон Рос. Федерации от 23 ноября 2009 г. N 261-ФЗ: принят Гос. Думой 11 нояб. 2009 г.: одобр. Советом Федерации 18 нояб. 2009 г.// Рос. газ. – 2009. – 27 ноября.

4.В. Ф. Гуторов, Е. И. Эфрос, Л. Л. Симою. Повышение эффективности комбинированного производства тепла и электроэнергии // Энергосбережение. 2004. № 6. С. 64-71.

5.Способ получения энергии: пат. 2278280 Рос. Федерация. № 2002128752/06; заявл. 25.10.02; опубл. 20.06.06. Бюл. № 17. 6 с.

ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ ЗАПОРНОЙ АРМАТУРЫ ЭНЕРГОЭКОНОМИЧНЫМИ МАТЕРИАЛАМИ

Рочев Е.А.

г. Тобольск, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тюменский государственный нефтегазовый университет» Филиал ТюмГНГУ в г. Тобольске, e-mail: rochev-egor@yandex.ru

К числу приоритетных направлений развития науки, технологий и

164

техники в Российской Федерации относятся энергоэффективность и энергосбережение, при этом технологии создания энергосберегающих систем транспортировки, распределения и использования энергии входят в перечень критических технологий.

Вкачестве объекта исследования было взято крупнейшее предприятие города Тобольска ООО «Тобольск-Нефтехим», на котором существует ряд энергозатратных технологий, требующих инновационного подхода в целях обеспечения сокращения энергетических ресурсов.

Научно-практическая задача разработки технологий в области энергосбережения, предполагающая широкое использование возможностей инновационных технологий является весьма актуальной. К рассмотрению предлагаются такие решения, которые было бы наиболее эффективно использовать не только на ООО «Тобольск-Нефтехим», но и на других промышленных предприятиях разных отраслей.

При проведении обследования трубопроводов пара на промышленной площадке ООО «Тобольск-Нефтехим» специалистами предприятия выяснено, что на ряде позиций запорной арматуры отсутствует теплоизоляционное покрытие, что ведѐт к повышенным потерям тепловой энергии. В качестве примера рассмотрен трубопроводов пара П13, для которого предложены возможные варианты изоляции запорной арматуры.

Втаблице 1 и на рисунке 1 приведены параметры задвижки до установки термочехла. В таблице 2 и на рисунках 2 и 3 после его установки.

Таблица 1 – Расчет тепловых потерь до установки термочехла

Были рассмотрены варианты традиционной изоляции: минеральной ватой с облицовочным листом стали, однако данная конструкция громоздка и не долговечна, поэтому был проанализирован рынок изоляционных материалов, который растет с огромной скоростью, с каждым годом предлагая все более энергоэкономичные материалы и методики их применения. Рассмотрены следующие виды материалов: сверхтонкая изоляция; керамоволокно; термочехлы (изоляционные оболочки Ishell).

165

Рис. 1. Задвижка до установки термочехла

Каждый из рассмотренных материалов по своему уникален и в разы эффективней традиционного метода изоляции минеральной ватой, однако практическое применение каждого отдельно взятого материала ограничено, ввиду разных условий эксплуатации изолируемой поверхности.

Если рассмотреть сверхтонкую изоляцию, то она легко подвергается сосклабиванию и является одноразовой, следовательно, после технического обслуживания и ремонта будет необходимо повторное нанесение материала.

Композиция «Изоллат-Эффект»» предложенная компанией ООО

«Специальные технологии» г. Екатеринбург. Основными компонентами данной композиции являются Одеяло теплоизоляционное иглопробивное (Керамоволокно) и Изоллат 2, а также для придания конструкции прочности Высокотемпературная связка огнеупорная Марки СО-40 и Малярная сетка, серпянка. Данная композиция долговечна, является отличным изолятором, не соскалбивается. Однако также является одноразовой.

Конструктивные особенности запорной арматуры имеют свои сложности из-за нестандартных форм и габаритов, а также требуют регулярного доступа с целью технического обслуживания и ремонта. Тем самым нуждается в съемных и многоразовых теплоизоляционных конструкциях, поэтому рассмотренные ранее методы нам не подходят. Решение данной проблемы – быстросъѐмная тепловая изоляция, примером которой может служить термочехол. Термочехол легко может принять форму любой задвижки.

Рассмотрим термооболочки ishell. Они многоразовые, отлично держат внутреннее тепло и, согласно данным завода изготовителя не требует специальной обработки изолируемой поверхности.

166

Рис. 2. Задвижка после установки термочехла, левая (восточная сторона)

Рис. 3. Задвижка после установки термочехла, правая (восточная сторона)

Таблица 2 – Расчет тепловых потерь после установки термочехла

Расчеты тепловых потерь до и после установки термочехлов показали, что тепловые потери сокращаются в 6 – 7 раз, однако при таких затра-

167

тах на изготовление термочехлов данный проект является не самым рентабельным, и сроки окупаемости могли бы быть выше. Поэтому было решено рассмотреть варианты дополнительного сокращения тепловых потерь, с минимальными затратами.

Как выяснилось, термочехлы не ложатся плотно к изолируемой поверхности, что приводит к увеличенным тепловым потерям и возникновению коррозии. Щели при монтаже термочехлов видны на снимках тепловизора. И, как мы считаем, именно из-за щелей в термочехлах, резко повышаются тепловые потери.

Поэтому нами было рассмотрены методы комбинирования термочехлов, с уже ранее изученными нами сверхтнокой изоляцией или композицией изоллат-эффект [5, 6], результаты расчетов, в которых мы учли затраты на материал и работу, показали, что при нынешней стоимости материалов и тепловой энергии, наиболее выгодно использовать термочехлы, после обработки поверхности сверхтонкой изоляцией.

Литература

1.http://flagman-company.livejournal.com

2.isollat.ru

3.korund-nn.ru

4.teplopromproekt.ru

5.Рочев Е.А. Особенности реализации инновационных решений в сфере энергосбережения/ Материалы XLIV Региональной научнопрактической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых (15 марта 2013 г., г. Тобольск) – 2013– С. 111-112.

6.Рочев Е.А. Актуальность внедрения инновационных изоляционных материалов. Новые технологии нефтегазовому региону-2013-Том 2-

С.253-254.

АВТОНОМНАЯ ЛАМПОЧКА

Сагататдинов И.И.

г. Тобольск, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тюменский государственный нефтегазовый университет» Филиал ТюмГНГУ в г. Тобольске

e-mail: siljas@mail.ru

С каждым годом для современного общества актуальнее становятся проблема энергосбережения и экологии. Естественные ресурсы непрерывно дорожают, растут расценки на электричество и тепло, а экология на нашей планете только усугубляется. Казалось бы - где взаимосвязь между

168

энергосбережением и экологий? Однако на самом деле сейчас данная связь как невозможно лучше выслеживается. Специалисты отмечают, будто узкая взаимозависимость меж энергосбережением и экологией есть: если в индустриальных масштабах эту связь просто проследить, то на бытовом уровне владеет место косвенное взаимодействие.[1]

В современном мире функциональное внедрение энергосберегающих технологий приводит к вескому уменьшению затрат на электричество, что

всобственную очередность уменьшает плохое воздействие на окружающую нас среду. Неудивительно, что современные люди, желающие жить в неплохой природной ситуации, все чаще начинают думать и оценивать экологически чистые материалы, чистый воздух и воду, естественные продукты питания и здоровую экологию вокруг себя. Человек научился понимать, что от такого, каким воздухом он дышит и какую воду он пьѐт, находится в зависимости его самочувствие и благоденствие.

Любой человек, воспользовавшись раз в день современными благами цивилизации, оставляет свой энергетический отпечаток на планете. Так как фактически все инновационные блага цивилизации употребляют в том либо другом виде энергию. Одни лишь тепловые электростанции, которые вырабатывают электричество для наших электроприборов, считаются главными загрязнителями окружающей среды и наносят большой вред нашей природе и экологии. Поэтому, разумное внедрение электрической и солнечный энергии правомочно понизить неблаготворное действие на находящуюся вокруг среду. А неплохой проект электроснабжения, проделанный специалистами, дозволит улучшить электрическую составляющую

вжилище, квартире либо кабинете. [2]

Этим особо важным факторам (экологичность и энергосберегаемость) отвечают ряд современных технологий в освещении, одной из которых и являются автономные лампочки. В них используется экологическая чистая солнечная энергия, а также энергосберегающая светодиодная лампочка.

Они могут быть установлены в любом месте. Есть некоторое количество методик изъятия дармовой энергии у природы, один из них – солнечная активность. Автономная лампа – экологически чистый и неопасный продукт. Свет генерируется солнечной энергией через солнечную батарею и встроенную в систему аккумуляторную батарею. Солнечный элемент преобразует солнечную энергию в электрическую для заряда встроенного аккумулятора, который в ночное время работает для питания светодиода либо группы светодиодов, установленных в конструкции. Солнечная панель располагаться в верхней доли системы, т.е. над колпаком. Как правило, во почти всех системах поставлены тонкопленочные элементы, никак не боящиеся воды. Они наклеены на бесцветный пластик с внешней стороны. Вот он то и боится и воды и пыли и грязи, что, в конце концов, приводит к ослаблению пропускной способности солнечного «облучения».

169

Внутри фонаря располагаться повышающий преобразователь напряжения, методика которого исполнена по обычной технологии. Он нужен для работы, чаще 1-го светодиода, редко яркого, однако почаще белого. Для питания имеется батарея, часто с совсем маленькой емкостью. Он имеет штатное гнездо для подключения и удобное для частой подмены. Вся система располагается в герметичном корпусе, чтобы действие осадков никак не воздействовало на работу фонаря.

Преимущества:

-использует бесплатную солнечную энергию, экономит ваши деньги;

-заряжается даже в пасмурную погоду;

-простота в установке, не требует подключения проводов и подготовки мест для установки.[3]

Промышленностью уже налажен выпуск автономных ламп (пример на рисунке). Такие лампы идеально подходят для похода лес, их с легкостью можно установить в палатке.

Литература 1. Жуков Д.О. Автономное энергоснабжение

[http://blago3000.narod.ru/index/0-32] 2012г.

2.Сергеев Р.В «Умная электрика»: недорогие, но нужные решения

[http://el-sn.ru/articles-elektroproekt/53-pomeshenija/428-ymnaya- electrika] 2012г.

3.Васильева О. А. Садовый фонарь на солнечных батареях

[http://www.dizar.ru/fonari_sadovye_na_solnechnoj_bataree/sadovyj_fon ar_na_solnechnyh_batareyah_kos_sol720_konus] 2013г.

СНИЖЕНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ БИОЭТАНОЛА В КАЧЕСТВЕ ТОПЛИВА

Салимзянова А.А., Ор-Рашид Х. М., Шарипова Л.Д.

г.Уфа, ФГБОУ ВПО Уфимский Государственный Авиационный Техниче-

ский Университет. e-mail: nikaxa@inbox.ru

Обзор проблемы истощения ресурсов

Природные ресурсы, которые потребляет человечество, можно условно разделить на две части: возобновляемые и невозобновляемые. К

170