Повышение эффективности систем энергообеспечения промышленных предприятий с использованием технологии газификации угля

• Автор: Тимофеева, Светлана Сергеевна
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 176 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1 Опыт и перспективы применения процесса газификации твердого топлива под давлением в системах энергообеспечения промышленных предприятий
1.1 Системы энергообеспечения промышленных предприятий
1.2 Применение систем газификации твердого топлива при реконструкции промышленных отопительных котельных для когенерационной выработки энергии
1.3 Современные технологии газификации твердых топлив в газогенераторах, работающих под давлением
1.4 Методы расчета процесса газификации под давлением
Глава 2 Физико-химические основы процесса газификации твердого топлива в поточном газогенераторе
2.1 Исследование влияния давления на состав генераторного газа
2.2 Расчет состава генераторного газа при изменении давления
2.3 Методика расчета основных параметров процесса газификации угля в газогенераторе поточного типа
2.3.1 Физико-химические процессы преобразования твердого топлива в поточном газогенераторе
2.3.2 Основные зависимости методики расчета основных параметров процесса газификации угля в газогенераторе поточного типа
2.4 Результаты численных исследований газификации различных углей в газогенераторе поточного типа
Глава 3 Разработка методики расчета и оценки эффективности технологической схемы газификации твердого топлива в газогенераторах, работающих под давлением
3.1 Алгоритм и основные этапы методики расчета
3.2 Методика расчета и оценки эффективности технологической схемы газификации твердого топлива в газогенераторах, работающих под
давлением
Глава 4 Разработка способа модернизации промышленной котельной с использованием газогенератора, работающего под давлением
4.1 Технологическая схема энергообеспечения промышленного предприятия с использованием поточного газогенератора,
работающего под давлением
4.2 Технико-экономическая оценка эффективности технологической схемы с использованием поточного газогенератора, работающего под давлением
4.3 Рекомендации по использованию поточного газогенератора при модернизации промышленной котельной
Заключение
Список использованной литературы
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы.
Современные промышленные предприятия являются крупнейшими потребителями топливно-энергетических ресурсов, вследствие чего затраты на энергоресурсы в структуре себестоимости выпускаемой продукции составляют более 20 %.
В настоящее время проблема надежного энергоснабжения промышленных предприятий или жилых районов в крупных и небольших городах может быть решена путем переоборудования котельных, отработавших свой ресурс или требующих реконструкции, в небольшие электростанции с газовыми турбинами. Модернизация котельной может проводиться путем установки отдельных систем ГТУ или надстройкой действующих котлов. При этом для обеспечения надежного энергоснабжения котельная может быть переведена на твердое топливо. В перспективе низкосортное твердое топливо может стать основным видом органического твердого топлива, поскольку наша страна обладает большими его запасами. Однако увеличение потребления ископаемых углей будет сопровождаться ростом экологической нагрузки на окружающую среду.
Основной проблемой при сжигании угля является образование гораздо большего количества вредных газообразных и твердых отходов по сравнению с использованием мазута и природного газа, а также необходимость тонкого измельчения угля и загрязнение поверхностей нагрева котла при сжигании. Современные угольные технологии должны обеспечивать более полное преобразование химической энергии твердого топлива в тепловую и электрическую энергию, компактность основного оборудования и иметь высокую эффективность. К таким технологиям можно отнести пиролиз, газификацию, коксование, технологии приготовления и использования композиционных топлив (водоугольные, мазутоугольные суспензии и др.). Широкие перспективы имеют способы газификации под давлением, поскольку

улавливанием С02 и возвращением его в цикл газификации в качестве компонента дутья [21, 30].
В настоящее время КПД установок с внутрицикловой газификацией достигает 40-42 %, в перспективных ПТУ, которые в настоящее время разрабатываются, возможно получение КПД, равного 55 %.
Важным аспектом применения внутрицикловой газификации являются капитальные затраты на 1 кВт установленной мощности. Сегодня данная величина в среднем составляет 1200-2000 долл/кВт. Необходимо отметить, что данный показатель с каждым годом снижается, и ожидается в ближайшем времени около 1000 долл/кВт [25].
Применение газификации для производства электроэнергии составе газотурбинных и парогазовых установок стало серьезно рассматриваться после появления газификационных систем, работающих под давлением и мощных газовых турбин [20-23]. Реализация процессов газификации при высоких давлениях позволяет увеличить их интенсивность, уменьшить габариты и стоимость оборудования. Отводимая при газификации угля теплота утилизируется в большинстве случаев внутри цикла ПТУ, из него же забираются необходимые для газификации воздух, пар и вода. Для эффективного использования систем газификации в энергетическом цикле необходимо применять эффективные системы очистки газа и подогревать топливо перед его использованием [13].
Таким образом, технология парогазовых установок с газификацией твердого топлива продолжает успешно развиваться. Благодаря снижению удельных капитальных затрат такие электростанции уже в настоящее время конкурируют с пылеугольными ТЭС и энергетическими объектами, оснащенными котлами с циркулирующим кипящим слоем (ЦКС).