Авторы

Эксергетический метод оценки эффективности низкотемпературных энергетических установок, использующих низкопотенциальное тепло криопродукта

DOI: 10.17586/1606-4313-2024-23-3-18-24
УДК 62-97

Эксергетический метод оценки эффективности низкотемпературных энергетических установок, использующих низкопотенциальное тепло криопродукта

Тремкина О.В., Угланов Д.А., Карнаух В.В.

Ссылка для цитирования: Тремкина О.В., Угланов Д.А., Карнаух В.В. Эксергетический метод оценки эффективности низкотемпературных энергетических установок, использующих низкопотенциальное тепло криопродукта. // Вестник Международной академии холода. 2024. № 3. С. 18-24. DOI: 10.17586/1606-4313-2024-23-3-18-24. [Tremkina О.V., Uglanov D.A., Karnaukh V.V. An exergetic method for evaluating the efficiency of low-temperature power plants using low-potential cryoproduct heat. Journal of International Academy of Refrigeration. 2024. No 3. p. 18-24. DOI: 10.17586/1606-4313-2024-23-3-18-24]

Аннотация
Генерация электроэнергии – это самая распространенная область использования низкопотенциальной энергии сжиженного природного газа. Соответствующие технологии и схемные решения изучаются и усовершенствуются. В работе представлен термодинамический анализ с элементами эксергетического метода одноконтурной низкотемпературной энергетической установки для выработки электроэнергии, использующей низкопотенциальную теплоту криопродукта. Выполненный анализ позволил определить эксергетическую эффективность, потоки эксергии, потери в каждом элементе, и другие параметры, характеризующие работу установки. Результаты показали, что эксергетическая эффективностьη_епри начальной температуре криопродукта Т = 111,6 К составит 0,7. Предложенная методика и результаты термодинамического анализа одноконтурной низкотемпературной энергетической установки целесообразно использовать при решении проблемы оптимизации и прогнозирования работы одноконтурных и многоконтурных НЭУ для получения дополнительной электроэнергии.

Ключевые слова: эксергия, рабочее тело, сжиженный природный газ, криопродукт, низкопотенцальная теплота.

Список литературы

1. Qiang Wang, Li Yanzhong, Chen Xi. Exergy analysis of liquefied natural gas cold energy recovering cycles. // International Journal of Energy Research. 2005. no29.

2. IGU I.G.U. World LNG report // International Gas Union (IGU), Barcelona. 2017.

3. Uglanov D.A.LNG power complex integrated with air separation unit and low-temperature power plant / D.A.Uglanov, O.A. Manakova, O.V. Tremkina, D.V. Sarmin // Proceedings – 2021. 3rd International Conference on Electrical Engineering and Control Technologies, CEECT 2021. 2021. Pр. 187-190.

4. Pan J.Energy, exergy and economic analysis of different integrated systems for power generation using LNG cold energy and geothermal energy / J. Pan, M. Li, M. Zhu, R. Li, L. Tang, J. Bai // Renewable Energy. 2022. no 202. Рр. 1054-1070.

5. Архаров И.А.Оценка показателей эффективности схемных решений установок когенерации на базе ГТУ при использовании СПГ в качестве топлива / И.А. Архаров, А.И. Довгялло, Д.А. Угланов, О.В. Тремкина // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2023. № 1. С. 25-30.

6. Тремкина О.В.Энергетический комплекс на СПГ, интегрированный с воздухоразделительной установкой и низкотемпературными энергоустановками / О.В. Тремкина, Д.А. Угланов, О.А. Манакова, А.Б. Шиманова // Вестник Международной академии холода. 2022. № 3. С. 3-12.

7. Tereshchenko O.V.Comparative Analysis of Power Plants Using Low Potential Heat of Liquefied Natural Gas (LNG) / O.V. Tereshchenko, D.A. Uglanov, E.V. Blagin, R.A. Panshin, V.V. Biryuk // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019. Vol. 692. Issue 1.

8. Tremkina O.V.Calculation of energy parameters of LNG power plant with utilization its cold energy / O.V. Tremkina, D.A. Uglanov, D.V. Sarmin, O.A. Manakova, A.L. Lopatin // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 926. Issue 1.

9. Tremkina O.V.Comprehensive Solution to Improve the Efficiency of the LNG Energy Complex Through the Use Cold Energy of Cryoproducts / O.V. Tremkina, O.A. Manakova, R.A. Panshin // Proceedings – 2021 7th International Conference on Mechanical Engineering and Automation, ICMEAS 2021. 2021. Pp. 155-159.

10. Благин Е.В.Низкотемпературные энергетические установки, использующие низкопотенциальную энергию СПГ (Обзор публикаций по низкотемпературным энергетическим установкам с целью выявления схемных решений, состава и определения характеристик) / Е.В. Благин, О.А. Манакова, О.В. Тремкина, Д.А. Угланов; Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева. Самара, 2023. 485 с. Деп. в ВИНИТИ 10.04.2023. № 10-В2023.

11. Тремкина О.В.Совершенствование метода определения характеристик низкотемпературных энергоустановок летательных аппаратов // дисс. канд. техн. наук: защищена 8.12.2023 / Тремкина Ольга Витальевна; Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева. Самара. 2023. 178 с.

12. Тремкина О.В.Эксергетический метод оценки эффективности низкотемпературных энергетических установок, использующих низкопотенциальное тепло криопродукта / О.В. Тремкина, Д.А. Угланов, В.В. Карнаух // Международная научно-техническая конференция «Искусственный холод в XXI веке». 2024. Ч. 2. С. 139-144.

13. Бродянский В.М.Эксергетический метод и его приложения / В.М. Бродянский, В. Фратшер, К. Михалек. 1988. 286 c.

14. Дыскин Л.М., Грималовская И.П. Эксергетические характеристики сжатого воздуха. // Приволжский научный журнал. 2019. № 1 (49). С. 58-63.

15. Hassan A.Comparative exergoeconomic analyses of gas turbine steam injection cycles with and without fogging inlet cooling / A. Hassan, S. Saeed, A. Marc, Rosen Seyed Mohammad Seyed Mahmoudi, T. Morosuk. // Sustainability. 2015. no 7. Pp. 12236-12257.

16. Hamdy S. Exergetic and economic assessment of integrated cryogenic energy storage systems / S. Hamdy, T. Morosuk, G. Tsatsaronis // Cryogenics. 2019. Vol. Pp. 39-50.

17. Karakurt S.Exergetic and economic analysis of subcooling and superheating effect on vapor compression refrigeration system / S. Karakurt, U. Gunes, Y. Ust // Proceedings of the ASME 2016. Power Conference POWER 2016. Charlotte, North Carolina. 2016. Pp. 1-6.

18. Karnaukh V.V.Specifics of Calculation and Prediction of the Operation of Heat Pumps Working on Fourth Generation Refrigerants. // Journal of Siberian Federal University. Engineering and technologies. 2022. vol. 15. no 2. Pp. 202-215.