Термодинамический цикл когенерационной установки TEDOM серии QUANTO
Описана когенерационная установка, работающая на заводе «Фиолент» в г. Симферополе. Приведены основные технические характеристики установки и описаны принципы ее работы. Определены основные термодинамические параметры и их влияние на эффективность цикла. Описано когенераційну установку, що працює на...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Промышленная теплотехника |
|---|---|
| Дата: | 2004 |
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут технічної теплофізики НАН України
2004
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61615 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Термодинамический цикл когенерационной установки TEDOM серии QUANTO / Д.А. Коломейко // Промышленная теплотехника. — 2004. — Т. 26, № 6. — С. 202-204. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859875493094883328 |
|---|---|
| author | Коломейко, Д.А. |
| author_facet | Коломейко, Д.А. |
| citation_txt | Термодинамический цикл когенерационной установки TEDOM серии QUANTO / Д.А. Коломейко // Промышленная теплотехника. — 2004. — Т. 26, № 6. — С. 202-204. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Промышленная теплотехника |
| description | Описана когенерационная установка, работающая на заводе «Фиолент» в г. Симферополе. Приведены основные технические характеристики установки и описаны принципы ее работы. Определены основные термодинамические параметры и их влияние на эффективность цикла.
Описано когенераційну установку, що працює на заводі "Фіолент" в м. Сімферополі. Наведено основні технічні характеристики установки та описано принципи її роботи. Визначено основні термодинамічні параметри та їх вплив на ефективність циклу.
The co-generation installation of Simferopol factory "Fiolent" is described in given paper. The basic technical data of the installation and principle of its operation are described. The basic thermodynamic parameters and their influence on efficiency of a cycle are determined.
|
| first_indexed | 2025-12-07T15:51:12Z |
| format | Article |
| fulltext |
термодинамика и процессы переноса
УДК 621.311.68
КО
ны
МИЧЕСКИЙ ЦИ АЦИОННОЙ
M
ципи її роботи. Визначено
динамічні параметри та їх
вплив на ефективність
ра
аво
Приве
тер
описаны принципы
Определены
инамические
ияние на эффективнос
e are
l – работа ци
, кВт;
р –
то обусловлено недостатками совместного
при помощи больших п
ту
плопунктов для обеспечения теплом
заций, небольш
ний. Как показывает анализ, наиболее целесооб-
разно задача децентрализации теплоснабжения
вок.
ания
ЛОМЕЙКО Д.А.
Ин-т технической теплофизики НАН Украи
ТЕРМОДИНА
КЛ КОГЕНЕР
УСТАНОВКИ TEDO
Описано когенераційну установку,
що працює на заводі "Фіолент" в
м. Сімферополі. Наведено основні
технічні характеристики установки та
описано прин
основні термо
Описана когене
работающая на з
г. Симферополе.
технические харак
СЕРИИ QUANTO
циклу. термод
вл
ционная установка,
де «Фиолент» в
The co-generation installation of
Simfer
дены основные
истики установки и
ее работы.
основные
параметры и их
opol factory "Fiolent" is described
in given paper. The basic technical data
of the installation and principle of its
operation are described. The basic
thermodynamic parameters and their
influence on efficiency of a cycl
ть цикла. determined.
T – температура, К;
S – энтропия, кДж/кг К;
ср – изобарная теплоемкость, кДж/кг К;
сv – изохорная теплоемкость, кДж/кг К;
k – коэффициент адиабаты;
G – расход среды, кг/час;
L0 – стехиометрический коэффициент;
кла, кДж/кг; водоснабжениц
N – электрическая мощность
Q – тепловая мощность, кВ;
давление, Па;
α – коэффициент избытка воздуха;
ε – степень сжатия;
πк – степень повышения давления;
ГВС – горячее е;
КПД – коэффициент полезного действия;
КУ – котел-утилизатор;
ТЭЦ – теплоэлектроцентраль.
Введение
решается при помощи когенерационных устано-
Цели исследов
Для повышения коэффициента полезного
действия когенерационных установок необходимо
определить оптимальные параметры, влия ие ющ
на эффективно сть работы установок таког па, о ти
В последнее время в Украине ускоренными
темпами внедряетя производство электрической и
тепловой энергии малыми энергетическими пунк-
тами. Э
производства энергии аро-
рбинных теплоцентралей, которые рассчитаны
на обеспечение теплотой большого количества
потребителей. Централизация теплоснабжения
привела к большим транспортным потерям тепло-
ты, повышению эксплутационных затрат трубо-
сети, что приводит к подорожанию те-
пловой и электрической энергии. Все эти причины
и привели к необходимости строительства не-
больших те
проводной
а также построить цикл когенерационной
установки и провести термодинамический .
ерационной
серии Quanto
анализ
Описание коген
установки TEDOM
Когенерационные установки TEDOM ерии с
Quanto являются агрега ми среднейотдельных промышленных предприятий, органи-
их районов и даже отдельных зда-
та и высшей
мощности (от 190 кBт) на базе промышленных га-
з ателей всемирно известных марок. овых двиг
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2004, т. 26, № 6 7
термодинамика и процессы переноса
Данная установк иобретена фирмой а была пр
«Налим» и установлена на заводе «Фиолент» в
городе Симферополе.
Блочная конструкция когенерационной уста-
новки Quanto C1000 содержит: агрегат − двига-
тель-генератор, теплотехническое оборудование,
глушитель выхлопа и звукоизоляционный кожух.
Основные характеристики установки и ее схема
приведены в табл. 1 и на рис. 1.
Установка работает следующим образом. Газ
поступает в модуль подготовки 1 и далее в газо-
вый двигатель внутреннего сгорания 2 с электро-
генертором 4, где происходит выработка электри-
ческой мощности ия топлива. Вы-
хлопные газы по гателя утилизи-
ни
сн
тем дымовую трубу.
ра
ту -
По ность за счет ох-
оды ее решения
ци
технические характеристики
Максимальная электрическая мощность
КПД электрический
Расход газа при 100% мощности
1030
37,6
292,1
кBт
%
м3/час
за счет сжиган
сле газового дви
руются в теплообменнике 3. За счет теплоты вы-
Т а б л . 1 . Основные
хлопных газов можно получить до 903 кВт допол-
тельной тепловой мощности для горячего водо-
абжения. Далее отработавшие уходящие газы с
пературой 473 К поступают в
Охлаждение газового двигателя внутреннего сго-
ния реализовано при помощи вторичного кон-
ра, в котором в качестве охлаждающей жидко
сти используется смесь воды и этиленгликоля.
лучаемая дополнительная мощ
лаждения двигателя может достигать 608 кВт.
Постановка задачи
и мет
Двигатель внутреннего сгорания 2 работает по
клу Дизеля, для термодинамического анализа
его цикла необходимо знать:
Тух = 473 К
2
1
Q = 903 кВт
G= 750 кг/час
9 К
3
Tпар = 41
N = 1030 кВт
5
4
Q = 608 кВт
цио ,
т опных газов
электрогенератор, 5 – те смеси.
Рис. 1. Упрощенная тепловая схема когенера
– газовый двигатель внутреннего сгорания, 3 –
ор), 4 –
нной установки: 1 – модуль подго
еплообменник утилизации выхл
товки газа
2
(котел-утилизат плообменник охлаждения наполняющей
202 ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2004, т. 26, № 6
термодинамика и процессы переноса
- степень сжатия в дизельном двигателе;
мпературу - те смеси воздуха и газа на входе
Э л. 2.
двигателя;
- температуру выхлопа двигателя.
ти параметры приведены в таб
Основным топливом является природный газ,
ко как идеальный газ.
огда справедливо соотношение для изобарной
теплоемкости:
сp = k cv. (1)
т ый рассматриваетсяор
Т
Определим температуры для построения T-S
диаграммы, представленной на рис. 2.
Температура после сжатия
1
2 1ε 778kT T −= = К. (2)
Температура в зоне горения
3 2ρ 1732T T= = К. (3)
На основании (2, 3) можно определить работу
цикла, которая описывается ура нением из [1]:
ц 1 2( ) 359l q q= − = кДж/кг, (4)
где q
в
1 − подведенная теплота, определяемая по
формуле:
954)( 231 =−= TTcq p кДж/кг, (5)
q2 − отведенная теплота:
595)( 142 =−⋅= TTcq v кДж/кг. (6)
Для построения T-S диаграммы необходимо
определить энтропии в характерных точках цикла.
Энтропия газовоздушной смеси на входе в ди-
зельный двигатель определяется из работы [2]:
0
0 0,
1
0,
2
0,
3
0,
4
0,
5
0,
6
0,
7
0,
8
0,
9
1 1,
1
1,
2
1,
3
1,
4
1,
5
1,
6
053,0ln
0
1
1 ==
T
TcS p кДж/кг·К, (7)
где Т0 = 273 К – температура газовоздушной сме-
си, при которой ее энтропия равна 0.
Энтропия газовоздушной смеси после сжатия в
двигателе
053,0ln 1
2
2 =+ S
T
T
a
кДж/кг·К
– температура адиабатического сжатия
[3]:
2 = cS p , (8)
где Та2 из
работы
1
2 1π 778k
kT= = К, (9)
так как Т
k
aT
−
2 ≈ Та2, то процесс сжатия поршнем в
двигателе можно считать адиабатическим.
После сгорания топливовоздушной смеси про-
Т а б л . 2 . Исходные параметры для термодина
Обозначение Значение
мического расчета
Наименование параметра
Температура смеси воздуха и газа на входе двигателя Т1 288 К
Температура выхлопа двигателя Т4 883 К
Степень сжатия Ε 12
Степень повышения давления (р2 / р1) πк 32.4
Степень предварительного расширения ρ 2.226
Характеристика топлива
Коэффициент адиабаты газа k 1,4
Изобарная теплоемкость смеси воздуха и газа cp 1.031 кДж/кг·К
500
1000
T,
К
1500
S кДж/кг К
1
3
4
2
5
Рис. 2. T-S диаграмма когенерационной
установки, на базе двигателя,
работающего по циклу Дизеля.
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2004, т. 26, № 6 203
термодинамика и процессы переноса
исходит изменение теплоемкости смеси. Найти
значение теплоемкости можно при помощи соот-
ношения из работы [3]:
0 1Lc c+
=pcm 1
01 рL
+
+ α
304.1)1( 0 =
− L
1 2
0+
+ pсLα
α Дж/кг·К, (10)
гд
ср1
определяет
е α = 1,1 – коэффициент избытка воздуха;
L0 = 17 кг/кг – стехиометрический коэффициент
для метана; ср1 – изобарная теплоемкость
продуктов сгорания; ср2 – изобарная теплоемкость
окислителя.
Изобарные теплоемкости продуктов сгорания и
окислителя можно определить при помощи
полиномов первой степени:
= а01 + а11Т2, (11)
ср2 = а02 + а12Т3, (12)
где а01 = 1,0015 кДж/ (кг·К),
а11 = 0,85 · 10 кДж/ (кг·К ) – для воздуха
и а
–4 2
02 = 1,1011 кДж/ (кг·К),
а12 = 1,3 · 10 –4 кДж/ (кг·К2) – для метана.
Энтропия продуктов сгорания и избыточного
воздуха после изобарного подвода теплоты
ся из соотношения:
3
3 cm 2
2
ln 1,096T S
T
= + = кДж/кг·КpS c . (13)
Энтропия продуктов сгорания и избыточного
воздуха при расширении в двигателе
4
4 cm 3
4
ln 1,515p
a
T S
T
= + = кДж/кг·К
Та4 – температура адиабатического
я:
S c , (14)
где
расширени
3
1 640k
k
k
T
−= = К.
Определим энтропию смеси проду
и избыточного воздуха на выхо
илизационного теплообменника при
уре смеси в этой точке Т5 = 473 К.
4
π
aT (15)
ктов
сгорания де из
ут заданной
температ
5
5 cm 4
4
ln 0,701vc S
T
= + = кДж/кг·К. (16)TS
Термический кла определяется по со-КПД ци
отношению [1]:
1
(ρ 1)η 1 0,555
[ ε (ρ 1)]
k
t kk −
−
= − =
−
. (17)
Выводы
Когенерационная установка TEDOM Quanto
С1000 относится к парогазовым установкам малой
энергетики. Данная установка является
маневренной (набор номинальной нагрузки 5-8
минут) и экономичной (электрический КПД
37,6%).
Так как термический КПД цикла Дизеля
увеличивается с возрастанием степени сжатия ε и
уменьшается с возрастанием степени
предварительного расширения ρ, то при
проектировании подобных когенерационных
установок необходимо закладывать максимальное
значение степени сжатия. Подчеркнем, что
новка утилизационного теплообменника за
котлом-утилизатором, приведет к значительному
росту тепловой щности когенерационной
установки.
уста
мо
Работа выполнена при частичной поддержке
Фонда исследований фундаментальных
министерства образования и науки Украины
(проект
1.
к.- М.:
2. Аль-зубі,
екологічних
згоряння
с.
3. . Юре-
, 1975.-
Т
02.11.2004 г.
№ 040700066)
ЛИТЕРАТУРА
Андрющенко А.И. Основы термодинамики
циклов теплоэнергетических установо
Высш. школа, 1977.- 280 с.
Любчик Г.М., Кравчук О.Є., Ід
Варламов Г.Б. Експертиза
характеристик пальників та камер
ГТУ і ПГУ.- К.: НТУУ ”КПІ”, 1997.- 52
Теплотехнический справочник. Под ред
нева В.Н., Лебедева П.Д.- М.: Энергия
. 1.- 744 с.
Получено
204 ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2004, т. 26, № 6
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-61615 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0204-3602 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T15:51:12Z |
| publishDate | 2004 |
| publisher | Інститут технічної теплофізики НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Коломейко, Д.А. 2014-05-08T08:34:19Z 2014-05-08T08:34:19Z 2004 Термодинамический цикл когенерационной установки TEDOM серии QUANTO / Д.А. Коломейко // Промышленная теплотехника. — 2004. — Т. 26, № 6. — С. 202-204. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. 0204-3602 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61615 621.311.68 Описана когенерационная установка, работающая на заводе «Фиолент» в г. Симферополе. Приведены основные технические характеристики установки и описаны принципы ее работы. Определены основные термодинамические параметры и их влияние на эффективность цикла. Описано когенераційну установку, що працює на заводі "Фіолент" в м. Сімферополі. Наведено основні технічні характеристики установки та описано принципи її роботи. Визначено основні термодинамічні параметри та їх вплив на ефективність циклу. The co-generation installation of Simferopol factory "Fiolent" is described in given paper. The basic technical data of the installation and principle of its operation are described. The basic thermodynamic parameters and their influence on efficiency of a cycle are determined. Работа выполнена при частичной поддержке Фонда исследований фундаментальных министерства образования и науки Украины (проект № 040700066) ru Інститут технічної теплофізики НАН України Промышленная теплотехника Термодинамика и процессы переноса Термодинамический цикл когенерационной установки TEDOM серии QUANTO Thermodynamic cycle of co-generation device TEDOM of QUANTO series Article published earlier |
| spellingShingle | Термодинамический цикл когенерационной установки TEDOM серии QUANTO Коломейко, Д.А. Термодинамика и процессы переноса |
| title | Термодинамический цикл когенерационной установки TEDOM серии QUANTO |
| title_alt | Thermodynamic cycle of co-generation device TEDOM of QUANTO series |
| title_full | Термодинамический цикл когенерационной установки TEDOM серии QUANTO |
| title_fullStr | Термодинамический цикл когенерационной установки TEDOM серии QUANTO |
| title_full_unstemmed | Термодинамический цикл когенерационной установки TEDOM серии QUANTO |
| title_short | Термодинамический цикл когенерационной установки TEDOM серии QUANTO |
| title_sort | термодинамический цикл когенерационной установки tedom серии quanto |
| topic | Термодинамика и процессы переноса |
| topic_facet | Термодинамика и процессы переноса |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61615 |
| work_keys_str_mv | AT kolomeikoda termodinamičeskiiciklkogeneracionnoiustanovkitedomseriiquanto AT kolomeikoda thermodynamiccycleofcogenerationdevicetedomofquantoseries |