В Китае пытаются максимально эффективно использовать тепловые насосы

Современные угольные электростанции с паровыми турбинами могут работать с КПД от 40% до 45%, это означает, что от 55% до 60% топлива в виде энергии, поступающего на станцию сбрасывается через конденсатор в атмосферу. В течении многих лет это оставалось практически аксиомой. Китайская электростанция Шенту пытается это опровергнуть.

Электростанция Шенту располагает четырьмя энергоблоками мощностью по 500 МВт каждый. Расположена в городе Шузу в северной провинции Шаньси,  регион известен тем, что здесь ведется большая добыча угля и других полезных ископаемых .Строительство станции началось в 1987 году, 1 и 2 энергоблоки были введены в эксплуатацию в июле 1992 года и октябре 1993 года соответственно. Несколько лет спустя, станция была расширена еще двумя энергоблоками, которые пустили в 2005 году.

Электроэнергия, произведенная на станции направляется в провинцию Шаньси и Пекин-Тяньцзинь-Таншань Электрические сети, которые поставляют электроэнергию в больших количествах в восточные территории Китая. Электростанция Шенту присоединена к электросетям через 500 кВ трансформаторы. Электростанция Шенту играет чрезвычайно важную роль в провинции Шаньси и вообще в Северном Китае. На любом производстве важно наличие качественного торгового оборудования. 

Сокращение выбросов, увеличение эффективности

Одна из основных задач 12-го пятилетнего плана Китая , начавшегося в 2012 году, является увеличение эффективности производства и использования электро, -и тепловой энергии. Городские власти Шузу активно содействовали повышению энергоэффективности и снижению выбросов в атмосферу региона, особенно во время зимнего отопительного сезона . В этом регионе было много мелких, неэффективных , и разбросанных котельных, которые использовались для отопления помещений, но они также и производили огромное количество не контролированных вредных выбросов в атмосферу. Модернизацию системы отопления останавливало то, что в регионе идет постоянное крупномасштабное строительство новых объектов, как жилых, так и промышленных. В основном, вновь вводимые объекты имели свои отопительные котельные. Все это еще и осложняло проблему резервирования источников тепла, так выход из строя обособленной котельной, оставлял без тепла всех её потребителей, что особенно опасно тем, что в Северном Китае очень холодные зимы.

Городские власти Шузу решили закрыть все эти разрозненные угольные отопительные котельные. Новым источников тепла для города стала Электростанция Шенту.

Соглашение о сотрудничестве между электростанцией Шенту и городом была достигнута в конце 2010 года. Соглашение предусматривало модернизацию каждой из четырех турбин, с целью организации допольнительного отбора пара на теплофикацию через тепловые насосы. Опытно-конструкторские работы по проекту были проведены компанией SSREIGC. В итоге планировалось значительно повысить эффективность самой станции, и значительно улучшить экологическую обстановку в городе и регионе в целом. Соглашение также предусматривало обновление всех тепловых сетей города.

SSREIGC завершила технико-экономическое обоснование и предварительные разработки проекта в начале 2011 года . Строительство проходило в два этапа. Первый этап, стоимостью 675 000 000 юаней (~ $ 110 300 000) начался 15 мая 2011 года, впервые началась поставки тепла в центральную часть города, площадью примерно шесть миллионов квадратных метров 25 октября 2011 года, и продолжалась до конца отопительного сезона, который закончился 15 апреля 2012 .

Второй этап реконструкции происходил в 2012 году. Муниципальные власти потратили еще 400 миллионов юаней (~ $ 65,3 млн.), чтобы провести тепло от тепловых насосов еще шести миллионам квадратных метров города.

К 2020 году планируется подключить всех оставшихся потребителей тепла в городе. В итоге будет подключено 20 млн. квадратных метров. Общая стоимость инвестиций в проект оценивается в 1,41 млрд. юаней (~ $ 230 млн.).

Модернизация энергоблоков

Ключевым элементов теплофикационной системы является тепловой насос, который извлекает низкопотенциальное тепло от охлаждающей воды после конденсатора и передает его в контур нагрева горячей вода.

В каждом из четырех тепловых насосов установлен компрессор, который приводится в движения небольшой турбиной, подключенной к новому отбору пара основной турбины с давлением 0,5 МПа. В новый отбор идет 550 т/час пара, при полном расходе пара основной турбины порядка 1650 т/час. В контуре теплового насоса циркулирует бромистый литий. Отбираемый пар с нового отбора конденсируется и конденсат опять поступает в цикл энергоблока.

Охлаждающая вода остывает после теплового насоса примерно с 30 градусов до 26 градусов Цельсия и также поступает в градирни. Так как температура воды стала меньше, то она меньше испаряется в атмосферу. Снижается расход добавочной воды в цикл.

Горячая вода в тепловых насосах нагревается не полностью, окончательный нагрев до 130 градусов происходит в сетевых подогревателях.

Было подсчитано, что на каждый 1 МВт отпускаемой со станции тепловой энергии, примерно 0,3 МВт берется от охлаждающей воды после конденсатора.