Эффективность комбинированных систем теплоснабжения

• Автор: Петрушкин, Александр Викторович
• Шифр специальности: 05.14.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 196 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ
ВВЕДЕНИЕ
0.1. Состояние и тенденции развития теплофикационных систем
0.2. Схемы, параметры и характеристики мини-ТЭЦ на базе ГТУ малой и средней мощности
0.3. Анализ выполненных исследований по оптимизации и определению эффективности теплоснабжающих систем
0.4. Цель и задачи исследования
ГЛАВА 1. ОСНОВЫ МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Показатели тепловой и топливной эффективности мини-ТЭЦ на базе ГТУ в комбинированных системах теплоснабжения
1.1.1 Показатели эффективности установок комбинированной выработки электроэнергии и теплоты на базе ГТУ
1.1.2 Методика расчета экономии топлива в комбинированной системе теплофикации
1.2. Принципы определения и критерии эффективности комбинированных систем теплоснабжения
1.3. Учет факторов надежности теплоэнергоснабжения в технико-экономических расчетах
1.4. Выбор расчетных схем комбинированных систем теплоснабжения
ГЛАВА 2. ОБЕСПЕЧЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ КОМБИНИРОВАННЫХ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ
2.1. Выбор и обоснование показателей надежности комбинированных теплоснабжающих систем
2.2. Метод расчета структурной надежности комбинированных систем теплоснабжения
2.2.1. Расчет показателей надежности ТЭЦ по отпуску электрической и тепловой энергии

2.2.2. Расчет надежности магистральных теплосетей
2.2.3. Расчет показателей надежности мини-ТЭЦ
2.2.4. Расчет надежности комбинированных систем теплоснабжения
ГЛАВА 3. ОПТИМАЛЬНЫЕ СХЕМЫ ОТОПИТЕЛЬНЫХ МИНИ-ТЭЦ
3.1. Математическая модель оптимизации мини-ТЭЦ в условиях переменных режимов работы
3.2. Обоснование предельной тепловой мощности мини-ТЭЦ в комбинированных системах теплоснабжения
ГЛАВА 4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ КОМБИНИРОВАННЫХ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ
4.1. Топливная эффективность комбинированных систем теплоснабжения
4.2. Экономическая эффективность мини-ТЭЦ на базе утилизационных ГТУ в составе комбинированных систем теплоснабжения
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Предисловие
В настоящий период времени топливно-энергетический комплекс переживает кризисное состояние. Это связано с общим кризисом, охватившим все сферы экономики. Основное проявление кризиса в энергетике заключается в нарушении снабжения отдельных регионов топливом, электрической и тепловой энергией. Главной причиной этого является устойчивая, начиная с 1990 года, тенденция снижения объемов добычи нефти и угля, а также наметившаяся тенденция снижения объемов добычи природного газа. По сравнению с 1991 годом, к настоящему времени добыча нефти упала с 511,71 млн. т до 250 млн. т. Добыча природного газа за этот же период снизилась на 10-15 % /46/.
В энергетике положение усугубляется тем, что сокращение объемов промышленного производства на 50-60% по сравнению 1991 годом не сопровождалось адекватным снижением объемов потребления электрической и тепловой энергии. Сложилась ситуация, когда в условиях наличия большого резерва электрической мощности в региональных энергосистемах, невозможно его использовать вследствие падения потребления технологического пара. В результате противодавленческие турбоагрегаты фактически простаивают, а турбины типа ПТ являются незагруженными. Кроме того, в новых экономических условиях перехода к социально-ориентированным рыночным отношениям, высоком уровне инфляции, невозможности использования централизованных средств для восполнения отработавших свой ресурс и требующих замены генерирующих мощностей, ориентация на традиционное централизованное теплоэнергоснабжение от крупных источников нереальна. Традиционные теплофикационные системы не обеспечивают расчетной экономии топлива и общей эффективности. Это связано, в основном, с двумя причинами. Эффект экономии топлива от централизации теплоснабжения практически сведен к нулю вследствие того, что КПД котельных повышен до

Коэффициент использования теплоты топлива в такой установке в зависимости от параметров газа и доли утилизируемой теплоты составляет 80-90%. Существенным недостатком схемы является невозможность повышения тепловой мощности котла-утилизатора. Кроме того, в случае аварийного останова газовой турбины отпуск теплоты потребителям прекращается. Эти недостатки устраняются в схемах теплофикационных ГТУ с камерой дополнительного сжигания топлива перед котлом-утилизатором (см. рис. 0.2.).
При этом, утилизационные ГТУ могут быть выполнены по следующим схемам:
- дожигание топлива осуществляется в воздухе с последующим смешением продуктов сгорания с уходящими газами;
- дожигание топлива осуществляется в среде уходящих газов с добавлением воздуха;
- дожигание топлива осуществляется в уходящих газах.
На рис. 0.3. приведена принципиальная конструктивная схема котла-утилизатора ГТУ с дожиганием топлива. Выбор способа дожигания топлива в камере дожигания зависит от назначения установки, температуры газа перед турбиной и за ней, параметров теплоносителя и тепловой мощности котла-утилизатора. Для обеспечения автономной работы КУ необходимо его оснащения дутьевым вентилятором.
На рис. 0.4. показана конструкция дожигательного устройства, разработанного АО ТКЗ «Красный котельщик» для котлов-утилизаторов. Дожига-тельное устройство позволяет производить сжигание дизельного топлива или природного газа в потоке газов за газовой турбиной.
Специфические условия работы мини-ТЭЦ определяют особенности, отличающие их от традиционных ТЭЦ. К ним относятся: