Клер А.М.
Маринченко А.Ю.
В современных экономических условиях разработка и использование перспективных теплоэнергетических установок (ТЭУ) невозможна без подробного технико-экономического анализа их эффективности. Экономическая эффективность ТЭУ определяется необходимыми капиталовложениями и ее энергетической эффективностью, которая, в свою очередь, зависит от конструктивных и термодинамических параметров установки. Поэтому проведение полноценного анализа невозможно без знания характеристик установки, определяющих ее экономическую эффективность (капиталовложения в элементы установки, объем используемого топлива, количество производимой электрической и тепловой энергии и т. д.). С другой стороны, из-за сложности процессов, протекающих в элементах ТЭУ выбор конструктивных характеристик и параметров, определяющих режим ее работы, является весьма трудной задачей. Кроме этого, технико-экономические исследования перспективных теплофикационных установок связаны с неопределенностью исходной информации (цен на топливо, элементы оборудования и т. д.). Прежде всего, это касается установок малой мощности, осуществляющих энергоснабжение изолированных потребителей. Важной отличительной особенностью эксплуатации многих ТЭУ (в первую очередь теплофикационных) является то, что для них характерны переменные графики нагрузки. Так, тепловые нагрузки зависят от температуры наружного воздуха, т. е. для них характерны сезонные колебания. Электрические же нагрузки, помимо сезонных, характеризуются колебаниями в течение суток.
Эффективное решение этой задачи невозможно без применения современных методов математического моделирования и оптимизации.
Одним из наиболее рациональных способов повышения энергетической эффективности ТЭУ является использование теплонасосных установок (ТНУ). Применение теплонасосных установок, позволяющих трансформировать энергию низкотемпературного источника тепла до более высоких температур, пригодных для целей теплоснабжения является одним из наиболее эффективных способов экономии органического топлива в системах теплоснабжения. теплоэнергетический топливо экономический Наиболее перспективными для эффективного использования ТНУ являются отопительная нагрузка и нагрузка горячего водоснабжения. Однако, существующие тепловые насосы не могут поднять ее до требуемых потребителю параметров (как правило 95 °С) и обеспечивают 50 — 60 °C. Поэтому часть тепла необходимо производить с помощью более дешевого, хотя энергетически и менее эффективного теплоисточника. В качестве такого пикового источника тепла можно использовать выхлопные газы газовой турбины. Таким образом, весьма перспективной представляется комбинированная теплопроизводящая установка, состоящая из газовой турбины и теплового насоса.
В данной работе представлена методика, позволяющая проводить технико-экономические оптимизационные исследования перспективных теплоэнергетических установок с учетом переменных условий их функционирования. С помощью этой методики проведены технико-экономические исследования газотурбинной установки с тепловым насосом.
