Improving the Efficiency of Generating Compressed Air at Metallurgical Plant

Abstract

Национальный исследовательский университет «МЭИ» (Московский энергетический институт) (111250, Россия, Москва, Красноказарменная ул., 14) Аннотация. На крупных металлургических предприятиях сжатый воздух производится на ТЭЦ-ПВС-комбинированных электрических и паровоздуходувных станциях, вырабатывающих электроэнергию, тепло и сжатый воздух для нужд производства. Электроэнергия и тепло производятся на паротурбинных установках теплофикационного типа. Для сжатия воздуха, как правило, применяются одноступенчатые и двухступенчатые компрессоры с паротурбинным приводом. При использовании двухступенчатых компрессоров охлаждение воздуха для снижения энергетических затрат обычно применяется только перед второй ступенью. Для этого используются теплообменники, хладоносителем в которых является вода. Понижение температуры воды после теплообменников происходит в обычных градирнях атмосферным воздухом. В первую ступень компрессора воздух поступает с температурой окружающей среды. При использовании такой системы температура охлажденного воздуха перед ступенями компрессора зависит, прежде всего, от температуры окружающей среды, что достаточно часто не дает возможности снизить температуру воздуха перед ступенями компрессора до желаемых величин, особенно, в летнее время. В работе приводится схема установки на комбинированной паровоздуходувной и электрической станции металлургического предприятия, в которой дополнительно используется работающий в режиме холодильной машины абсорбционный термотрансформатор (АбТТ). Для привода АбТТ потребляется отборный пар энергетической турбины. В предложенной схеме АбТТ предназначен для понижения температуры воздуха на входе и в первую, и во вторую ступени компрессора. Проведена оценка термодинамической эффективности вновь разработанной схемы. В качестве критерия эффективности принят общий расход топлива на ТЭЦ-ПВС при прочих неизменных показателях. Предложены зависимости для определения изменения общего расхода топлива на выработку электроэнергии, тепла и сжатого воздуха в схеме с АбТТ по сравнению с исходной схемой. Проведенная оценка показала, что использование АбТТ позволяет при снижении температуры воздуха перед ступенями компрессора на 10 °С уменьшить суммарный расход условного топлива на 0,15 т у.т./ч. Ключевые слова: совместное производство электроэнергии, тепла и сжатого воздуха, компрессор с приводной турбиной, охлаждение воздуха перед ступенями компрессора, абсорбционный термотрансформатор, уменьшение общего расхода топлива.