АБСОРБЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ BROAD: АСПЕКТЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ 

Татьяна Кузьмина
 кандидат технических наук доцент
Алина Алейникова
ведущий специалист ЗАО «Системы тепло- и хладоснабжения»

В июне 2007 г. на ОАО «Гродно Химволокно» введены в эксплуатацию две абсорбционные бромисто-литиевые холодильные машины (АБХМ) BROAD серии BDH 250 суммарной мощностью 5 МВт.

Диапазон мощностей АБХМ по производительности — от десятков кВт до десятков МВт. Электропотребление составляет 0,5—1,6% от номинальной холодопроизводительности.
В зависимости от температуры теплоносителя источника применяется одно- и двухступенчатое охлаждение.  В первом случае среднее значение ε (ε — холодильный коэффициент — основной параметр, характеризующий эффективность АБХМ, равен отношению холодопроизводительности к расходу теплоты) будет составлять 0,75, во втором — 1,39.
Эффект от внедрения применения абсорбционных технологий имеет как системные, так и локальные аспекты.

Системные аспекты
Надежность электроснабжения

Как известно, многие энергетические кризисы, вследствие которых отключаются целые районы мегаполисов, происходят именно в летний период, когда к обычной электрической нагрузке добавляется нагрузка систем кондиционирования воздуха. О каких мощностях идет речь?
Для упрощения примем, что расчетная потребность в холоде составляет 80 Вт/м2, а на одного жителя крупного города приходится 10 м2 кондиционируемых площадей (жилой сектор, торгово-развлекательные комплексы, бизнес-центры, промышленные предприятия и т.п.). Введем холодильный коэффициент ε = 0,3, учитывающий отсутствие систем кондиционирования у малообеспеченных слоев населения и неодновременность включения потребителей. Тогда жители района с населением 1 млн. человек в жаркий период потребляют 80 • 10 • 1000000 • 0,3 = 240 МВт холода, то есть при холодильном коэффициенте (для ПКХМ) равном 3, подключаются дополнительная нагрузка 240/3 = 80 МВт. В отдельных районах города (и именно в часы максимума) она может увеличиваться в разы. Электрические сети не всегда могут обеспечить такие дополнительные мощности, вследствие чего и развивается энергетический кризис.
Поскольку АБХМ практически не потребляют электроэнергию, можно с уверенностью утверждать, что АБХМ гармонизируют интересы инвесторов, общества и природы. К примеру, ввод на ОАО «Гродно Химволокно» только двух абсорбционных машин BROAD серии BDH 250 позволил снизить потребляемую мощность на 1,7 МВт.
Экономическая эффективность внедрения АБХМ значительно возрастает при новом строительстве, с учетом затрат на дополнительную электрическую мощность.

Таблица  Возможные энергетические ресурсы для работы АБХМ BROAD

Энергетический ресурс
Серия
Примечание
Выхлопные газы
BE 
> 400°С 
BDE 
230-350 °С 
Горячая вода
BDH 
75-120 °С 
BH 
140-200 °С 
Пар
BS 
0,3-0,9 МПа 
BDS 
< 0,2 МПа 
Природный газ
BZ 
Прямое потребление
Дизельное топливо
BZ 
Прямое потребление
 
Защита от глобального потепления и разрушения озонового слоя
 
Внедрение АБХМ, использующих водный раствор LiBr (не относящийся к категории опасных веществ) — эффективное решение проблемы вывода из обращения экологически вредных хладагентов (фреонов и фреонсодержащих смесей), применяемых в традиционных системах холодоснабжения в качестве рабочего вещества. Это более кардинальные меры, чем предусматриваемая международными соглашениями постепенная замена «вредных» фреонов менее опасными фреоновыми смесями.

Сырьевая безопасность
 
Сохранение и рациональное использование природных ресурсов — залог энергетической и сырьевой безопасности государства. При получении холода с использованием традиционных ПКХМ энергия первичного ресурса (газа) проходит целый ряд преобразований: сжигание с получением пара для вращения турбины; преобразование механической энергии в электрическую; передача ее к потребителю; преобразование электрической энергии в механическую (работа компрессора); преобразование механической энергии в холод, и все это к тому же сопровождается значительными потерями.
В указанном варианте лишь 10% энергии природного газа преобразуется в холод.
Наибольший эффект (90% и более) можно получить при использовании бросовой или «дешевой» теплоты, например выхлопных газов, когенерационной установки (серии  BE) или пара.
Источником теплоты для внедренных на ОАО «Гродно Химволокно» двух АБХМ компании BROAD, вырабатывающих холод для поддержания температурного режима в цехах и в технологическом цикле, служит бросовая теплота от когенарационных установок.
Наиболее высокими показателями эффективности обладают абсорбционные чиллеры BROAD: их коэффициент эффективности достигает величины ε = 1,39, то есть из единицы тепловой мощности вырабатывается 1,39 единицы холодильной.

   

 

Рис. 1. Двухступенчатая абсорбционная бромисто-
   литиевая  холодильная машина прямого горения
   марки BZ (ε=1,39) 

   

Рис. 2.  Двухступенчатая  абсорбционная бромисто-
   литиевая  холодильная машина на пару
   марки BS (ε=1,39)
 
Локальные аспекты
 
•  АБХМ не оказывают такого вредного воздействия на человека, как шум. Отсутствие компрессора и вращающихся частей (в отличие от ПКХМ) обеспечивает «нулевую» вибрацию и настолько низкий уровень шума абсорбционных машин, что они могут размещаться в непосредственной близости от мест постоянного пребывания людей.
•  Абсорбционные машины работают не с избыточным давлением, а под вакуумом, что обеспечивает высокий уровень безопасности в случае аварийной разгерметизации.
•  Высокая степень автоматизации обеспечивает поддержание заданных параметров и работу без постоянного присутствия персонала. Изменение настроек и контроль состояния оборудования может осуществляться с удаленного диспетчерского пульта или даже по сети Интернет. Техническая исправность контролируется более чем по 10 параметрам. Сообщение о возможных неисправностях поступает задолго до возникновения аварийной ситуации.
•  Абсорбционное оборудование BROAD поставляется в полной комплектности, в собранном виде и смонтированным на раме. Рабочий раствор LiBr приготовлен в заводских условиях. При монтаже машин BROAD требуется лишь точное соблюдение заводских инструкций. Пусконаладочные работы выполняются сертифицированной бригадой в течение не более одной рабочей смены.


Наладка машин BROAD на ОАО «Гродно Химволокно»
 
В комплект поставки входят запасные части для проведения сервисных и ремонтных работ на 4 года, раствор LiBr, присадки и ингибиторы (в полном объеме), комплект автоматики, модем, техническая документации на русском языке, в том числе паспорт и чертежи с габаритными и присоединительными размерами.
Компания BROAD  является единственным производителем в мире, который дает возможность своим покупателям знать, сколько денег они тратят каждую минуту — такая информация отображается на сенсорном экране. BROAD предлагает энергосберегающий режим работы с вычислением затрат на энергию и on-line менеджмент, позволяющий избегать перерасхода энергии и точно планировать сервис и ремонт.
Официальным представителем BROAD в Беларуси является компания «Системы тепло и хладоснабжения», сертифицированный персонал которой квалифицированно выполнит проектирование, поставку оборудования, монтаж и пусконаладочные работы, сервисное и гарантийное обслуживание.