Improving the Energy Efficiency and Environmental Friendliness of a Combined Heat and Power Plant through the Use of Heat Absorption Transformers
DOI:
https://doi.org/10.24160/1993-6982-2020-4-89-97Keywords:
absorption heat transformer, combined heat and power plant, central heat supply station, harmful emissions, environmental impact, energy efficiency, Industrial Source Complex, ThermoflexAbstract
A process arrangement for improving the energy efficiency of combined heat and power plants (CHPPs) using absorption heat transformers (AHTs) is considered. The aim of the study is to improve the energy efficiency and environmental friendliness of using natural gas in power supply systems by applying steam turbine plants and absorption heat transformers.
For modeling the modernization of a CHPP and for estimating the dispersion of harmful emissions, the ISC Manager and the Thermoflex software systems were used. All calculations were carried for one power unit of the CHPP-21 in Moscow. The obtained data on improving the energy efficiency and decreasing harmful emissions were extended for the entire power system of Moscow, in which the CHPPs operated by PJSC Mosenergo serve as the main source of heat and electricity.
The applied computer programs are described, and the energy and environmental effect from the modernization of one power unit, one CHPP and the entire power system of Moscow has been estimated in a first approximation.
References
1. Sun J., Fu L., Zheng S. Experimental Study of Heat Exchanger Basing on Absorption Cycle for CHP System // Appl. Thermal Eng. 2016. V. 102. Pp. 1280—1286.
2. Tianle H., Xiaoyun X., Yi J. Simulation Research on a Variable-lift Absorption Cycle and Its Application in Waste Heat Recovery of Combined Heat and Power System // Energy. 2017. V. 140. Pp. 912—921.
3. Xiaoyun X., Yi J. Absorption Heat Exchangers for Long-Distance Heat Transportation // Energy. 2017. V. 141. Pp. 2242—2250.
4. Sun J., Fu L., Sun F., Zhang S. Experimental Study on a Project with CHP System Basing on Absorption Cycles // Appl. Thermal Eng. 2014. V. 73. Pp. 732—738.
5. Zhang H.S., Zhao H.B., Li Z.L. Performance Analysis of the Coal-Fired Power Plant with Combined Heat and Power (CHP) Based on Absorption Heat Pumps // J. Energy Institute. 2016. V. 89. Pp. 70—80.
6. Актуализация схемы теплоснабжения г. Москвы на период до 2032 г. [Электрон ресурс] www.mos.ru/dgkh/documents/skhemy/view/224419220 (дата обращения 02.04.2020).
7. Султангузин И.А. Экологическая безопасность и энергетическая эффективность промышленных теплоэнергетических систем. М.: Изд-во МЭИ, 2013.
8. Rabl A., Spadaro J., Holland M. How Much Is Clean Air Worth? Calculating the Benefits of Pollution Control. Cambridge: Cambridge University Press, 2014.
9. Султангузин И.А. Применение методологии последовательности воздействия на окружающую среду вредных выбросов в промышленной теплоэнергетике. М.: Изд-во МЭИ, 2013.
10. Подготовка исходной информации, необходимой для формирования сводного ТЭБ г. Москвы в рамках выполнения работ по государственному контракту № 9Р4/01/0173200001116000223 от 27.09.2016 г. [Электрон. ресурс] www.4science.ru/files/383f2eb66ecd46ecb8e0fbe051b920ab (дата обращения 02.04.2020).
11. Рыжкин В.Я. Тепловые электрические станции. М: Энергоатомиздат, 1987.
12. Бартенев А.И., Прищепова С.А., Султангузин И.А. Оценка эффективности применения АБТТ на ТЭЦ и ЦТП в системах теплоснабжения // Энергосбережение — теория и практика: Труды IX Междунар. школы-семинара молодых ученых и специалистов. М.: Изд-во МЭИ, 2018. С. 163—166.
13. Федюхин А.В. и др. Применение прикладных программных средств для решения задач промышленной теплоэнергетики. М.: Изд-во МЭИ, 2016.
14. THERMOFLEX. Fully-Flexible Heat Balance Engineering Software. THERMOFLEX User’s Manual. Jacksonville: Thermoflow Inc., 2013.
15. User’s Guide for the Industrial Source Complex (ISC3) Dispersion of Model Algorithms [Электрон. ресурс] www.epa.gov/scram001/userg/regmod/isc3v2.pdf (дата обращения 03.04.2020).
---
Для цитирования: Яворовский Ю.В., Султангузин И.А., Бартенев А.И., Прищепова С.А., Трушин Е.С., Алимгазин А.Ш. Акустическая эффективность экранов для снижения шума от газораспределительных пунктов и их газопроводов // Вестник МЭИ. 2020. № 4. С. 89—97. DOI: 10.24160/1993-6982-2020-4-89-97.
#
1. Sun J., Fu L., Zheng S. Experimental Study of Heat Exchanger Basing on Absorption Cycle for CHP System. Appl. Thermal Eng. 2016;102:1280—1286.
2. Tianle H., Xiaoyun X., Yi J. Simulation Research on a Variable-lift Absorption Cycle and Its Application in Waste Heat Recovery of Combined Heat and Power System. Energy. 2017;140:912—921.
3. Xiaoyun X., Yi J. Absorption Heat Exchangers for Long-Distance Heat Transportation. Energy. 2017;141: 2242—2250.
4. Sun J., Fu L., Sun F., Zhang S. Experimental Study on a Project with CHP System Basing on Absorption Cycles. Appl. Thermal Eng. 2014;73:732—738.
5. Zhang H.S., Zhao H.B., Li Z.L. Performance Analysis of the Coal-Fired Power Plant with Combined Heat and Power (CHP) Based on Absorption Heat Pumps. J. Energy Institute. 2016;89:70—80.
6. Aktualizatsiya Skhemy Teplosnabzheniya g. Moskvy na Period do 2032 g. [Elektron Resurs] www.mos.ru/dgkh/documents/skhemy/view/224419220 (Data Obrashche-niya 02.04.2020). (in Russian).
7. Sultanguzin I.A. Ekologicheskaya Bezopasnost' i Energeticheskaya Effektivnost' Promyshlennykh Teploenergeticheskikh Sistem. M.: Izd-vo MEI, 2013. (in Russian).
8. Rabl A., Spadaro J., Holland M. How Much Is Clean Air Worth? Calculating the Benefits of Pollution Control. Cambridge: Cambridge University Press, 2014.
9. Sultanguzin I.A. Primenenie Metodologii Posledovatel'nosti Vozdeystviya na Okruzhayushchuyu Sredu Vrednykh Vybrosov v Promyshlennoy Teploenergetike. M.: Izd-vo MEI, 2013. (in Russian).
10. Podgotovka Iskhodnoy Informatsii, Neobkhodimoy dlya Formirovaniya Svodnogo TEB g. Moskvy v Ramkakh Vypolneniya Rabot po Gosudarstvennomu Kontraktu № 9R4/01/0173200001116000223 ot 27.09.2016 g. [Elektron. Resurs] www.4science.ru/files/383f2eb66ecd46ecb8e0 fbe051b920ab (Data Obrashcheniya 02.04.2020). (in Russian).
11. Ryzhkin V.Ya. Teplovye Elektricheskie Stantsii. M: Energoatomizdat, 1987. (in Russian).
12. Bartenev A.I., Prishchepova S.A., Sultanguzin I.A. Otsenka Effektivnosti Primeneniya ABTT na TETS i TSTP v Sistemakh Teplosnabzheniya. Energosberezhenie — Teoriya i Praktika: Trudy IX Mezhdunar. Shkoly-seminara Molodykh Uchenykh i Spetsialistov. M.: Izd-vo MEI, 2018:163—166. (in Russian).
13. Fedyukhin A.V. i dr. Primenenie Prikladnykh Programmnykh Sredstv dlya Resheniya Zadach Promyshlennoy Teploenergetiki. M.: Izd-vo MEI, 2016. (in Russian).
14. THERMOFLEX. Fully-Flexible Heat Balance Engineering Software. THERMOFLEX User’s Manual. Jacksonville: Thermoflow Inc., 2013.
15. User’s Guide for the Industrial Source Complex (ISC3) Dispersion of Model Algorithms [Elektron. Resurs] www.epa.gov/scram001/userg/regmod/isc3v2.pdf (Data Obrashcheniya 03.04.2020).
---
For citation: Yavorovsky Yu.V., Sultanguzin I.A., Bartenev A.I., Prishchepova S.A., Trushin E.S., Alimgazin A.Sh. Improving the Energy Efficiency and Environmental Friendliness of a Combined Heat and Power Plant through the Use of Heat Absorption Transformers. Bulletin of MPEI. 2020;4:89—97. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2020-4-89-97.
2. Tianle H., Xiaoyun X., Yi J. Simulation Research on a Variable-lift Absorption Cycle and Its Application in Waste Heat Recovery of Combined Heat and Power System // Energy. 2017. V. 140. Pp. 912—921.
3. Xiaoyun X., Yi J. Absorption Heat Exchangers for Long-Distance Heat Transportation // Energy. 2017. V. 141. Pp. 2242—2250.
4. Sun J., Fu L., Sun F., Zhang S. Experimental Study on a Project with CHP System Basing on Absorption Cycles // Appl. Thermal Eng. 2014. V. 73. Pp. 732—738.
5. Zhang H.S., Zhao H.B., Li Z.L. Performance Analysis of the Coal-Fired Power Plant with Combined Heat and Power (CHP) Based on Absorption Heat Pumps // J. Energy Institute. 2016. V. 89. Pp. 70—80.
6. Актуализация схемы теплоснабжения г. Москвы на период до 2032 г. [Электрон ресурс] www.mos.ru/dgkh/documents/skhemy/view/224419220 (дата обращения 02.04.2020).
7. Султангузин И.А. Экологическая безопасность и энергетическая эффективность промышленных теплоэнергетических систем. М.: Изд-во МЭИ, 2013.
8. Rabl A., Spadaro J., Holland M. How Much Is Clean Air Worth? Calculating the Benefits of Pollution Control. Cambridge: Cambridge University Press, 2014.
9. Султангузин И.А. Применение методологии последовательности воздействия на окружающую среду вредных выбросов в промышленной теплоэнергетике. М.: Изд-во МЭИ, 2013.
10. Подготовка исходной информации, необходимой для формирования сводного ТЭБ г. Москвы в рамках выполнения работ по государственному контракту № 9Р4/01/0173200001116000223 от 27.09.2016 г. [Электрон. ресурс] www.4science.ru/files/383f2eb66ecd46ecb8e0fbe051b920ab (дата обращения 02.04.2020).
11. Рыжкин В.Я. Тепловые электрические станции. М: Энергоатомиздат, 1987.
12. Бартенев А.И., Прищепова С.А., Султангузин И.А. Оценка эффективности применения АБТТ на ТЭЦ и ЦТП в системах теплоснабжения // Энергосбережение — теория и практика: Труды IX Междунар. школы-семинара молодых ученых и специалистов. М.: Изд-во МЭИ, 2018. С. 163—166.
13. Федюхин А.В. и др. Применение прикладных программных средств для решения задач промышленной теплоэнергетики. М.: Изд-во МЭИ, 2016.
14. THERMOFLEX. Fully-Flexible Heat Balance Engineering Software. THERMOFLEX User’s Manual. Jacksonville: Thermoflow Inc., 2013.
15. User’s Guide for the Industrial Source Complex (ISC3) Dispersion of Model Algorithms [Электрон. ресурс] www.epa.gov/scram001/userg/regmod/isc3v2.pdf (дата обращения 03.04.2020).
---
Для цитирования: Яворовский Ю.В., Султангузин И.А., Бартенев А.И., Прищепова С.А., Трушин Е.С., Алимгазин А.Ш. Акустическая эффективность экранов для снижения шума от газораспределительных пунктов и их газопроводов // Вестник МЭИ. 2020. № 4. С. 89—97. DOI: 10.24160/1993-6982-2020-4-89-97.
#
1. Sun J., Fu L., Zheng S. Experimental Study of Heat Exchanger Basing on Absorption Cycle for CHP System. Appl. Thermal Eng. 2016;102:1280—1286.
2. Tianle H., Xiaoyun X., Yi J. Simulation Research on a Variable-lift Absorption Cycle and Its Application in Waste Heat Recovery of Combined Heat and Power System. Energy. 2017;140:912—921.
3. Xiaoyun X., Yi J. Absorption Heat Exchangers for Long-Distance Heat Transportation. Energy. 2017;141: 2242—2250.
4. Sun J., Fu L., Sun F., Zhang S. Experimental Study on a Project with CHP System Basing on Absorption Cycles. Appl. Thermal Eng. 2014;73:732—738.
5. Zhang H.S., Zhao H.B., Li Z.L. Performance Analysis of the Coal-Fired Power Plant with Combined Heat and Power (CHP) Based on Absorption Heat Pumps. J. Energy Institute. 2016;89:70—80.
6. Aktualizatsiya Skhemy Teplosnabzheniya g. Moskvy na Period do 2032 g. [Elektron Resurs] www.mos.ru/dgkh/documents/skhemy/view/224419220 (Data Obrashche-niya 02.04.2020). (in Russian).
7. Sultanguzin I.A. Ekologicheskaya Bezopasnost' i Energeticheskaya Effektivnost' Promyshlennykh Teploenergeticheskikh Sistem. M.: Izd-vo MEI, 2013. (in Russian).
8. Rabl A., Spadaro J., Holland M. How Much Is Clean Air Worth? Calculating the Benefits of Pollution Control. Cambridge: Cambridge University Press, 2014.
9. Sultanguzin I.A. Primenenie Metodologii Posledovatel'nosti Vozdeystviya na Okruzhayushchuyu Sredu Vrednykh Vybrosov v Promyshlennoy Teploenergetike. M.: Izd-vo MEI, 2013. (in Russian).
10. Podgotovka Iskhodnoy Informatsii, Neobkhodimoy dlya Formirovaniya Svodnogo TEB g. Moskvy v Ramkakh Vypolneniya Rabot po Gosudarstvennomu Kontraktu № 9R4/01/0173200001116000223 ot 27.09.2016 g. [Elektron. Resurs] www.4science.ru/files/383f2eb66ecd46ecb8e0 fbe051b920ab (Data Obrashcheniya 02.04.2020). (in Russian).
11. Ryzhkin V.Ya. Teplovye Elektricheskie Stantsii. M: Energoatomizdat, 1987. (in Russian).
12. Bartenev A.I., Prishchepova S.A., Sultanguzin I.A. Otsenka Effektivnosti Primeneniya ABTT na TETS i TSTP v Sistemakh Teplosnabzheniya. Energosberezhenie — Teoriya i Praktika: Trudy IX Mezhdunar. Shkoly-seminara Molodykh Uchenykh i Spetsialistov. M.: Izd-vo MEI, 2018:163—166. (in Russian).
13. Fedyukhin A.V. i dr. Primenenie Prikladnykh Programmnykh Sredstv dlya Resheniya Zadach Promyshlennoy Teploenergetiki. M.: Izd-vo MEI, 2016. (in Russian).
14. THERMOFLEX. Fully-Flexible Heat Balance Engineering Software. THERMOFLEX User’s Manual. Jacksonville: Thermoflow Inc., 2013.
15. User’s Guide for the Industrial Source Complex (ISC3) Dispersion of Model Algorithms [Elektron. Resurs] www.epa.gov/scram001/userg/regmod/isc3v2.pdf (Data Obrashcheniya 03.04.2020).
---
For citation: Yavorovsky Yu.V., Sultanguzin I.A., Bartenev A.I., Prishchepova S.A., Trushin E.S., Alimgazin A.Sh. Improving the Energy Efficiency and Environmental Friendliness of a Combined Heat and Power Plant through the Use of Heat Absorption Transformers. Bulletin of MPEI. 2020;4:89—97. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2020-4-89-97.
Downloads
Published
2019-12-19
Issue
Section
Industrial Power System (05.14.04)
