DEVELOPMENT OF THE CHP-THERMAL SCHEMES IN CONTEXTS OF THE CONSOLIDATED ENERGY SYSTEM OF BELARUS

The paper deals with the structural specifics of the Belarus Consolidated Energy System capacities in view of their ongoing transfer to the combined-cycle technology, building the nuclear power plant and necessity for the generating capacity regulation in compliance with the load diagram. With the country’s economic complex energy utilization pattern being preserved, the generating capacities are subject to restructuring and the CHP characteristics undergo enhancement inter alia a well-known increase of the specific electricity production based on the heat consumption. Because of this the steam-turbine condensation units which are the traditional capacity regulators for the energy systems with heat power plants dominance are being pushed out of operation. In consequence of this complex of changes the issue of load diagram provision gains momentum which in evidence is relevant to the Consolidated Energy System of Belarus. One of the ways to alleviate acuteness of the problem could be the specific electric energy production cut on the CHP heat consumption with preserving the heat loads and without their handover to the heat generating capacities of direct combustion i.e. without fuel over-burning. The solution lies in integrating the absorption bromous-lithium heat pump units into the CHP thermal scheme. Through their agency low-temperature heat streams of the generator cooling, the lubrication and condensation heat-extraction of steam minimal passing to the condenser systems are utilized. As a case study the authors choose one of the CHPs in the conditions of which the corresponding employment of the said pumps leads to diminution of the fuel-equivalent specific flow-rate by 20−25 g for 1 kW⋅h production and conjoined electric energy generation capacity lowering. The latter will be handed over to other generating capacities, and the choice of them affects economic expediency of the absorption bromous-lithium heat pump-units installation decision

РАЗВИТИЕ ТЕПЛОВЫХ СХЕМ ТЭЦ В УСЛОВИЯХ ОБЪЕДИНЕННОЙ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ БЕЛАРУСИ

The paper deals with the structural specifics of the Belarus Consolidated Energy System capacities in view of their ongoing transfer to the combined-cycle technology, building the nuclear power plant and necessity for the generating capacity regulation in compliance with the load diagram. With the country’s economic complex energy utilization pattern being preserved, the generating capacities are subject to restructuring and the CHP characteristics undergo enhancement inter alia a well-known increase of the specific electricity production based on the heat consumption. Because of this the steam-turbine condensation units which are the traditional capacity regulators for the energy systems with heat power plants dominance are being pushed out of operation. In consequence of this complex of changes the issue of load diagram provision gains momentum which in evidence is relevant to the Consolidated Energy System of Belarus. One of the ways to alleviate acuteness of the problem could be the specific electric energy production cut on the CHP heat consumption with preserving the heat loads and without their handover to the heat generating capacities of direct combustion i.e. without fuel over-burning. The solution lies in integrating the absorption bromous-lithium heat pump units into the CHP thermal scheme. Through their agency low-temperature heat streams of the generator cooling, the lubrication and condensation heat-extraction of steam minimal passing to the condenser systems are utilized. As a case study the authors choose one of the CHPs in the conditions of which the corresponding employment of the said pumps leads to diminution of the fuel-equivalent specific flow-rate by 20−25 g for 1 kW⋅h production and conjoined electric energy generation capacity lowering. The latter will be handed over to other generating capacities, and the choice of them affects economic expediency of the absorption bromous-lithium heat pump-units installation decision. Рассмотрена специфика структуры мощностей Объединенной энергосистемы Беларуси в связи с происходящим их переводом на парогазовую технологию, строительством атомной электростанции и необходимостью регулировать мощность генерации в соответствии с графиком электропотребления. В результате изменяющейся структуры генерирующих мощностей и улучшений характеристик ТЭЦ, в частности общеизвестного увеличения удельной выработки на тепловом потреблении, при сохраняющейся структуре энергопотребления хозяйственного комплекса страны из работы вытесняются паротурбинные конденсационные блоки – традиционные регуляторы мощности для энергосистем, в которых доминируют тепловые электростанции. При этом обостряется проблема в обеспечении графика нагрузок, что имеет место в отношении Объединенной энергосистемы Беларуси. Одним из путей снижения остроты проблемы может быть уменьшение удельной выработки электроэнергии на тепловом потреблении ТЭЦ при сохранении тепловых нагрузок и без передачи их на теплогенерирующие мощности прямого сжигания, т. е. без пережога топлива. Таким решением является интеграция в тепловую схему ТЭЦ абсорбционных бромисто-литиевых тепловых насосов. С их помощью утилизируются низкотемпературные потоки теплоты охлаждения генератора, систем смазки и отвода теплоты конденсации минимального пропуска пара в конденсатор. В качестве конкретного примера выбрана одна из ТЭЦ, в условиях которой подобное использование указанных насосов приводит к уменьшению удельного расхода условного топлива на выработку киловатт-часа на 20−25 г и одновременному снижению мощностей генерации электроэнергии. Последние будут передаваться на другие генерирующие мощности, и от их выбора зависит экономическая целесообразность решения по установке абсорбционных бромисто-литиевых тепловых насосов.

ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ СХЕМ ТЭЦ С ПОМОЩЬЮ ИХ ТОПОЛОГИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ

Further improvement of natural gas usage in power industry is associated with transition to the combined-cycle gas technology, primarily at combined heat and power plants (CHP). Renovation of technology of conversion of fuel energy into heat and electricity flows is effective while it is performed simultaneously with the elaboration of thermal circuits of CHP by insertion heat accumulators and absorption lithium bromide heat pumps (ALBHP) in the structure of CHP; the mentioned insertion amends thermodynamic as well as economic and environmental indicators of CHP renovation and also develops CHP maneuverability. The ability of CHP to provide heat in required quantity, their capacity to change electricity generation output without excessive fuel consumption is extremely relevant for the energy system that incorporates thermal power plants as dominating component. At the same time the displacement of traditional electrical power regulators take place. Implementation of projects of this kind requires the elaboration of CHP flow diagram calculation methods and determining relevant indicators. The results of the numerical study of the energy characteristics of CHP with the aid of the topological models of the existing heat flow diagrams of CHP that incorporate ALBHP for recovery of low-temperature waste of heat flows of systems of cooling water circulating are presented in the article. An example of calculation, the results of the CHP thermodynamic efficiency evaluation, the change of the energy characteristics for different modes of operation of CHP caused by implementation of ALBHP are shown. The conditions for the effective application of lithium bromide absorption heat pumps are specified, as well as the rate of increase of thermodynamic efficiency; the changes of maneuverability of CHP with high initial parameters are identified, the natural gas savings in The Republic of Belarus are determined.Дальнейшее совершенствование использования природного газа в энергетике связано с переходом к парогазовой технологии, прежде всего на теплоэлектроцентралях. Модернизацию технологии преобразования энергии топлива во вторичные энергопотоки эффективнее производить совместно с развитием тепловых схем ТЭЦ путем введения в их структуру тепловых аккумуляторов, абсорбционных бромисто-литиевых тепловых насосов, что обеспечивает не только улучшение энергетических, экономических и экологических показателей модернизации, но и развивает ТЭЦ в плане маневренности. Способность ТЭЦ обеспечивать тепловую нагрузку в полном объеме и без перерасхода топлива изменять мощность потока генерации электроэнергии чрезвычайно актуальна для энергосистемы, в которой доминируют тепловые электростанции и при этом происходит вытеснение из генерации традиционных регуляторов ее мощности. Выполнение подобных проектов требует развития методов расчета тепловых схем ТЭЦ и определения соответствующих показателей. Приведены результаты численного исследования энергетических характеристик ТЭЦ с помощью топологических моделей существующих тепловых схем ТЭЦ, в которые интегрированы абсорбционные бромисто-литиевые тепловые насосы для утилизации вторичных низкотемпературных тепловых потоков систем циркуляционного охлаждения. Приведены пример расчета, результаты оценки термодинамической эффективности ТЭЦ и изменение их энергетических характеристик для различных режимов работы в результате внедрения абсорбционных бромисто-литиевых тепловых насосов в состав ТЭЦ. Определены условия эффективного применения таких насосов, степень повышения термодинамической эффективности, изменения маневренности ТЭЦ повышенных начальных параметров и системная экономия природного газа в условиях Беларуси

Потенциал комбинированной выработки энергопотоков на базе промышленных теплотехнологий Беларуси

The paper considers potential of power saving by the Belarusian industrial enterprises at transition to cogeneration power supply of heat technological processes.Рассматривается потенциал энергосбережения промышленных предприятий Республики Беларусь при переходе к когенерационному энергообеспечению теплотехнологических процессов

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРИРОДНОГО ГАЗА

The paper considers a decrease in consumption of natural gas by means of  stabilization of the GTU power characteristics in summer when their degradation is observed due to higher ambient temperature and also the possibility to use an excess of thermal energy which occurs in a non-heating period for preservation of the GTU power and efficiency that provides sufficient economy of the initial fuel.Рассматривается снижение потребления природного газа путем стабилизации энергетических характеристик ГТУ в летнее время, когда отмечается их ухудшение из-за повышения температуры окружающей среды, а также возможность использования избытка тепловой энергии, имеющего место в неотопительный период, для сохранения мощности и КПД ГТУ, что дает достаточную экономию первичного топлива.

К ВОПРОСУ РАЗВИТИЯ ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ТЕПЛОТЕХНОЛОГИЙ И СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ В БЕЛАРУСИ

Considers the current key energy problem – the rational and efficient use of energy resources, and the possibility of its solution, based on the concept of intensive energy conservation. As a result, the way of primary energy consumption reduction in Belarus is provided. The initial situation in the frame of program of further improvement of energy consumption until 2030 is estimated. It is shown, that for Belarus the first place in energy saving measures takes the efficiency improvement of natural gas consumption, what allows reducing the investment and saving energy resources.The possibility of usage of waste energy flows of medium-and low-temperature from industrial and municipal enterprises are discussed. To realize the described possibilities, some changes of heat supply system of enterprises and plants are required. Changes in heat supply system of the industrial enterprises, related with usage of low-temperature waste energy flows in a thermal energy generation process for heating, require the installation of additional equipment in existing heat energy supply system, such as absorption heat pumps, which are easily joint and successfully work at boiler Houses as well as at CHP. The numerous examples of fuel consumption reduction via heat industrial waste and sewage usage are shown in this article. It must be emphasized, that such an expansion of energy-saving framework not only reduce the primary energy consumption by heat generating sources, but also significantly improves the conditions of the Belarusian electrical grid operation under the conditions of nuclear power plant commissioning. The existing technical framework, that ensured the proposed changes, is also taking into account.Рассматриваются ключевая энергетическая проблема современности - рациональное и эффективное использование энергоресурсов – и возможность ее решения на базе концепции интенсивного энергосбережения. Выделяется один из путей решения задачи снижения потребления первичных энергоресурсов в Беларуси. Анализируется исходное состояние на пути дальнейшего совершенствования энергопотребления, который необходимо пройти до 2030 г. Для Беларуси показана ведущая роль в энергосбережении мероприятий по повышению эффективности потребления природного газа.Выносится на обсуждение возможность использования побочных энергопотоков промышленных предприятий средне- и низкотемпературных, коммунальных и промышленных канализационных стоков, что ставит задачу перехода к принципиально новой системе теплоснабжения предприятий и городов, использующей побочные тепловые потоки, в том числе и низкотемпературные тепловые потоки промышленных предприятий, коммунального хозяйства, рассеиваемые в настоящее время в окружающей среде. Затрагиваются системные изменения, связанные с вовлечением побочных низкотемпературных тепловых потоков в процесс генерации тепловой энергии для систем отопления и горячего водоснабжения при использовании для этого абсорбционных бромисто-литиевых тепловых насосов, сопрягаемых как с котельными, так и с ТЭЦ. Приведены многочисленные примеры возможного использования тепловых промышленных выбросов и канализационных стоков для снижения расхода топлива при генерации тепловой энергии для систем отопления и горячего водоснабжения.  Показано, что подобное расширение энергосберегающей базы не только обеспечивает снижение потребления  первичного энергоресурса теплогенерирующими источниками, но и существенно улучшает условия для работы энергосистемы Беларуси в части регулирования мощности и загрузки мощностей с вводом в строй АЭС. Рассматривается существующая техническая база, обеспечивающая предлагаемые изменения

Оценка термодинамической эффективности Объединенной энергетической системы Беларуси. Часть1

The energy system is one of the foundations of a modern state, so, the need for its successful development and functioning is beyond doubt. In this regard, an objective assessment based on a set of indicators (viz. economic, energy and thermodynamic) is relevant. However, the traditional assessment of the operation of the energy system is carried out on the basis of such characteristics as the specific consumption of conventional fuel for electricity generation and heat release, which does not provide a comprehensive picture and is not always applied correctly. In this article, for the first time on the basis of the exergetic method, the calculation of the exergetic efficiency is considered. The use of this indicator makes it possible to obtain an objective assessment of the thermodynamic efficiency of such a complex formation as the energy system of a modern country in the easiest way. As an example, the unified energy system of Belarus in general and condensing power plants in particular have been analyzed for a fairly long period (2000–2021) and in various characteristic time periods. The method of calculating the exergetic efficiency is described. The results obtained are presented graphically. Attention is paid to the issue of the acceptability of the error when generalizing data on the initial flows of primary energy resources and product flows of centralized generating sources of the energy system. The contribution of condensing power plants to the total volume of electricity generation is analyzed, the most advanced of them are determined from a thermodynamic point of view. The calculation of their energy and exergetic indicators was carried out; the changes associated with the commissioning of the Belarusian NPP were considered. The conclusion is made that further reconstruction of energy sources of the power system in order to reduce the relative weight of natural gas in the incoming part of the energy balance to 50 % is expedient. This can be achieved by increasing the thermodynamic efficiency.Энергосистема – одна из основ современного государства, и необходимость ее успешного развития и функционирования не подлежит сомнению. В этой связи актуален ее объективный анализ на базе комплекса показателей: экономических, энергетических и термодинамических. Вместе с тем традиционная оценка работы энергосистемы осуществляется на основе таких характеристик, как удельный расход условного топлива на выработку электроэнергии и отпуск тепловой энергии, что не дает полной картины и не всегда применяется корректно. В настоящей статье впервые на базе эксергетического метода рассматривается расчет эксергетического коэффициента полезного действия. Данный показатель позволяет наиболее простым способом получить объективную оценку термодинамической эффективности такого сложного формирования, как энергосистема современной страны. В качестве примера проанализированы Объединенная энергетическая система Беларуси в целом и конденсационные электростанции в частности за достаточно продолжительный срок (2000–2021) и в различные характерные периоды времени. Описана методика расчета эксергетического коэффициента полезного действия. Полученные результаты представлены в графическом виде. Уделено внимание вопросу приемлемости погрешности при обобщении данных об исходных потоках первичных энергоресурсов и продуктовых потоках централизованных генерирующих источников энергосистемы. Проанализирован вклад конденсационных электростанций в общий объем генерации электроэнергии, определены наиболее совершенные из них с термодинамической точки зрения. Проведен расчет их энергетических и эксергетических показателей, рассмотрены изменения, связанные с вводом Белорусской АЭС. Делается вывод о целесообразности дальнейшей реконструкции энергоисточников энергосистемы с целью снижения относительного веса природного газа в приходной части энергобаланса до 50 %. Достичь этого можно путем повышения термодинамической эффективности

Tissue culture of ornamental cacti

Cacti species are plants that are well adapted to growing in arid and semiarid regions where the main problem is water availability. Cacti have developed a series of adaptations to cope with water scarcity, such as reduced leaf surface via morphological modifications including spines, cereous cuticles, extended root systems and stem tissue modifications to increase water storage, and crassulacean acid metabolism to reduce transpiration and water loss. Furthermore, seeds of these plants very often exhibit dormancy, a phenomenon that helps to prevent germination when the availability of water is reduced. In general, cactus species exhibit a low growth rate that makes their rapid propagation difficult. Cacti are much appreciated as ornamental plants due to their great variety and diversity of forms and their beautiful short-life flowers; however, due to difficulties in propagating them rapidly to meet market demand, they are very often over-collected in their natural habitats, which leads to numerous species being threatened, endangered or becoming extinct. Therefore, plant tissue culture techniques may facilitate their propagation over a shorter time period than conventional techniques used for commercial purposes; or may help to recover populations of endangered or threatened species for their re-introduction in the wild; or may also be of value to the preservation and conservation of the genetic resources of this important family. Herein we present the state-of-the-art of tissue culture techniques used for ornamental cacti and selected suggestions for solving a number of the problems faced by members of the Cactaceae family