Об этом сообщила пресс-служба вуза.
Для решения проблемы сезонного дисбаланса когенерации специалисты изучили несколько вариантов утилизации избыточного тепла в межотопительный период. Среди рассмотренных решений были системы накопления тепловой энергии, абсорбционные холодильные машины, двигатель Стирлинга и ORC-турбина.
Е. Насибова - автор исследования - пояснила, что системы накопления тепла ограничены высокими капитальными затратами и значительными потерями теплоты (до 50%) при сезонном хранении. Преобразование тепла в холод с помощью абсорбционных холодильных машин признано нецелесообразным из-за отсутствия во многих малых и средних городах централизованных потребителей холода.
По ее мнению, наиболее перспективным вариантом для утилизации низкопотенциального тепла и выработки электроэнергии является ORC-установка.
ORC-турбина (Organic Rankine Cycle)
ORC-турбины - компактное решение для преобразования тепловой энергии в электрическую с использованием органического цикла Ренкина.Технология работы: органический флюид с низкой температурой кипения испаряется, проходит через турбину и конденсируется.
Теплоноситель циркулирует по замкнутому контуру. Используется безопасная рабочая среда - органические теплоносители с низкой температурой кипения.
Температурный диапазон работы: 80-350оC.
Мощность установок: 800 кВт - 100 МВт.
КПД: до 48,6%.
Межремонтный период: 60 000 часов
Периодичность обслуживания: раз в 8000 часов
Источником тепла может быть горячая промышленная вода или отходящие газы когенерационных установок - продукты сгорания топлива, которые образуются в процессе выработки электрической энергии. Вместо обычного водяного пара в качестве рабочего тела в ORC-турбине используются легкокипящие органические жидкости, такие как фреон.
Главным достоинством такого метода использования тепловых выбросов является появление дополнительного источника электрической энергии, что дополнительно повышает надежность электроснабжения.
В дальнейшем разработанную методику планируется испытать на объектах коммунальной энергетики малых и средних городов.
Ученые определили предельное время работы ORC-турбины, необходимое для достижения топливного эффекта. Е. Насибова уточнила, что технология целесообразна, если экономия топлива на производстве электроэнергии превышает дополнительный расход топлива на выработку теплоты, требующейся для функционирования турбины.
Была выявлена зависимость: чем меньше соотношение спроса на тепловую и электрическую энергию в годовом выражении, тем больше допустимое время использования установки. Если тепла и электричества требуется в соотношении 1:1, установку можно эксплуатировать на протяжении восьми месяцев. Если потребность в тепле и электричества 2:1, ORC-турбину имеет смысл применять в составе мультиэнергетической инфраструктуры только в межотопительный сезон.
Новосибирцы последовательны в исследованиях перспективы использования отходящих газов, активно внедряют использование ORC. В 2024 году ученые НЭТИ поизучали техническую возможность использования теплоты уходящих газов от стекловаренных печей с использованием органического цикла Ренкина. В 2025 году ученые предложили строить небольших населенных пунктах Мини - ТЭЦ.
Автор: А. Шевченко
































