Сравнительная оценка энергетической и экономической эффективности парокомпрессионных тепловых насосов при модернизации крупного химического и нефтеперерабатывающего производства. Часть 1

Рассмотрен вопрос целесообразности повышения энергоэффективности крупного химического и нефтеперерабатывающего производства путем замены печных нагревателей технологических теплоносителей и сырья на парокомпрессионные тепловые насосы. Выполнен анализ взаимосвязи технической конфигурации парокомпрессионных тепловых насосов, режимных параметров их эксплуатации (определяющих величину коэффициента преобразования энергии) и соотношения стоимости различных энергоносителей. Представленные результаты сравнительного анализа энергоэффективности различных вариантов замены печь–парокомпрессионный тепловой насос отражают определяющее влияние технического уровня и конструктивной конфигурации парокомпрессионного теплового насоса на выбор предпочтительного варианта модернизации. Однако существенное различие в коммерческих ценах на энергоносители значительно изменяет предпочтительное ранжирование этих вариантов.

1. Шесть ключевых задач в экономике России на 2023 год. Стенограмма выступления Владимира Путина на заседании Совета по стратегическому развитию и национальным проектам. URL: https://rg.ru/2022/12/15/stenogramma/ (дата обращения: 16.12.2022).

2. Плотникова Л. В., Чиликова И. И., Валиев Р. Н. [и др.]. Организация системы преобразования вторичной тепловой энергии с использованием теплонасосного оборудования для нефтегазоперерабатывающего предприятия Восточной нефтяной компании // Территория «НЕФТЕГАЗ». 2018. № 11. С. 86–90.

3. Янтовский Е. И., Левин Л. А. Промышленные тепловые насосы. Москва: Энергоатомиздат, 1989. 125 с.

4. Захаров М. К. Сравнение эффективности применения различных вариантов теплового насоса // Химическая промышленность. 2002. № 8. С. 1–7.

5. Шомова Т. П. Повышение энергетической эффективности газоперерабатывающих предприятий на основе применения тепловых насосов: автореф. дис. … канд. техн. наук. Иваново, 2014. 20 с.

6. Рей Д., Макмайл Д. Тепловые насосы. Москва: Энергоиздат, 1982. 224 с.

7. Trott A. R., Welch T. Refrigeration and Air-Conditioning. 3rd ed. Butterworth Heinemann, Oxford, 2000. 377 p.

8. 13th IEA Heat Pump Conference 2021 / Conference Proceedings — Full Papers. URL: https://heatpumpingtechnologies.org/publications/13th-iea-heat-pump-conference2021-conference-proceedings-full-papers/ (дата обращения: 18.10.2022).

9. Елистратов С. Е. Комплексное исследование эффективности тепловых насосов: автореф. дис. … канд. техн. наук. Новосибирск, 2011. 40 с.

10. Дуванов С. А. Исследование тепловых насосов на режимах, отличных от номинального, при сохранении выходных параметров: автореф. дис. … канд. техн. наук. Астрахань, 2006. 21 с.

11. Кошкин Н. Н.,Ткачёв А. Г., Бадылькес И. С. [и др.]. Холодильные машины. Ленинград: Машиностроение, 1973. 521 с.

12. Гашо Е. Г., Козлов С. А., Пузаков В. С. [и др.]. Тепловые насосы в современной промышленности и коммунальной инфраструктуре. Информационно-методическое издание. Москва: Изд-во Перо, 2016. 204 с.

13. Юша В. Л., Громов А. Ю., Ушаков П. В. Анализ влияния температурных режимов поршневой длинноходовой компрессорной ступени на термодинамическую эффективность теплового насоса // Омский научный вестник. Сер. Авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение. 2023. Т. 7, № 1. С. 18–25. DOI: 10.25206/2588-0373-2023-7-1-18-25.

14. Бучко Н. А., Гоголин А. А., Латышев В. П. [и др.]. Теплофизические основы получения искусственного холода. Справочник. Москва: Пищевая промышленность, 1980. 232 с.

15. Галимова Л. В. Абсорбционные холодильные машины и тепловые насосы. Астрахань: Изд-во АГТУ, 1997. 226 с.

16. Горшков В. Г., Паздников А. Г., Мухин Д. Г. [и др.]. Промышленный опыт и перспективы использования отечественных абсорбционных бромистолитиевых холодильных машин и тепловых насосов нового поколения. URL: http://teplosibmash.ru/ (дата обращения: 20.01.2023).

17. Романюк В. Н., Бобич А. А., Муслина Д. Б. [и др.]. Абсорбционные тепловые насосы в теплоэнергетических системах промышленных предприятий для снижения энергетических и финансовых затрат // Энергия и менеджмент. 2013. № 2 (71). С. 32–37.

18. Пластинин П. И. Поршневые компрессоры. В 2 т. Т. 1. Теория и расчёт. Москва: КолосС, 2006. 456 с. ISBN 5-9532-0428-0.

19. Юша В. Л., Чернов Г. И. Термодинамический анализ эффективности мобильных компрессорных установок с рекуперацией тепловых потерь. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2014. 102 с.

20. Луканин В. Н., Алексеев И. В., Шатров М. Г. [и др.]. Двигатели внутреннего сгорания. В 3 кн. Кн. 1. Теория рабочих процессов. 3-е изд., перераб. и испр. Москва: Высшая школа, 2007. 479 с.

21. Архаров А. М., Архаров И. А., Афанасьев В. Н. [и др.]. Теплотехника. Москва: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2004. 712 с.

22. Цанев С. В., Буров В. Д., Ремезов А. Н. Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электростанций. Москва: Изд-во МЭИ, 2009. 580 с.

23. Селиверстов В. М. Утилизация тепла в судовых дизельных установках. Ленинград: Судостроение, 1973. 256 с.

24. Бажан П. И., Каневец Г. Е., Селиверстов В. М. Справочник по теплообменным аппаратам. Москва: Машиностроение, 1989. 366 с.

25. Справочник по теплообменникам. В 2 т. / Пер. с англ. под ред. О. Г. Мартыненко [и др.]. Москва: Энергоатомиздат, 1987. Т. 2. 352 с.

26. Сазанов Б. В., Ситас В. И. Промышленные теплоэнергетические установки и системы. Москва: Издат. дом МЭИ, 2004. 275 с.

27. Нефтегазовое оборудование. URL: https://salus-ural.ru/wp-content/uploads/2016/10/catalog (дата обращения: 21.01.2023).

28. Каталог технологических печей производства ООО НПП «НОУПром» URL: http://nouprom-npz.ru (дата обращения: 21.01.2023).

29. Малафеев И. И., Ильин Г. А., Крысанов К. С. Рабочие тела высокотемпературных тепловых насосов. Современное состояние вопроса и направления развития // Известия МГТУ «МАМИ». 2014. T. 3, № 3 (21). С. 53–58.

30. Bosnjakovic F., Knoche K. F. Technische Thermodynamik. Teil I. Darmstadt; Steinkopff, 1998. 543 s.