Термодинамический анализ эффективности комбинированных теплоэнергетических технологий : В промышленной теплоэнергетике

• Автор: Ильин, Роман Альбертович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Астрахань
• Количество страниц: 133 с. : ил.

Условные обозначения
Общая характеристика работы
1. ПРОБЛЕМЫ ПРОМЫШЛЕННОЙ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКИ
1.1. Некоторые общие особенности теплоэнергетических технологий (получения и использования энергии)
1.2. Методы оценки эффективности технологий
1.3. Задачи исследования в области термодинамической
эффективности теплоэнергетических технологий (ТЭТ)
2. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ
2.1. Метод оценки по коэффициенту использования
первичной эксергии
2.2. Метод оценки по условной экономии

топлива в энергосистеме
2.3. Оценка по сроку окупаемости технологий
2.4. Выводы и рекомендации
3. АНАЛИЗ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ «ПРОСТЫХ» ТЕХНОЛОГИЙ «КОТЕЛ - ПОТРЕБИТЕЛЬ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ», В ТОМ ЧИСЛЕ
С ДОПОЛНИТЕЛЬНЫМИ ИСТОЧНИКАМИ
3.1. Теплоснабжение от парового (водогрейного) котла при
различных условиях эксплуатации, модернизации и т.п
3.2. То же - с дополнительным внешним источником,
в том числе - за счет возобновляемых источников энергии, тепловых насосов и др
3.3. Теплоснабжение от парового котла с подстройкой схемы
паровым турбогенератором (паровая мини-ТЭЦ)
3.4. Газовые детандер-генераторные установки - оценка эффективности использования
3.5. Выводы и рекомендации
4. АНАЛИЗ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ КОМБИНИРОВАННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ «ТЕПЛОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ - ПАРОВОЙ (ВОДОГРЕЙНЫЙ) КОТЕЛ»
4.1. ГТУ-электростанция без утилизационного котла
4.2. ГТУ-электростанция с утилизационным котлом
для теплоснабжения
4.3. Параллельная работа для теплоснабжения ГТУ-ТЭЦ
с утилизационным котлом и парового (водогрейного) котла
4.4. Параллельная работа для тепло- и электроснабжения ГТУ-ТЭЦ с утилизационным котлом и парового котла
с подстройкой схемы паровым турбоэлектрогенератором
4.5. Выводы и рекомендации
5. АНАЛИЗ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПАРОГАЗОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
5.1. Парогазовые установки ТЭС
5.2. Промышленные парогазовые установки
5.3. Выводы и рекомендации
6. СРАВНЕНИЕ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ
6.1. По эффективности использования эксергии
6.2. По условному перерасходу топлива в энергосистеме
6.3. По сроку окупаемости
7. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ РЕЗУЛЬТАТОВ
И НЕКОТОРЫЕ ПРИМЕРЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ (ВНЕДРЕНИЯ)
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ

Условные обозначения
И - источник теплоты,
К - паровой (водогрейный) котел,
П - потребитель тепловой энергии,
ГТУ - газотурбинная установка с электрогенератором,
ДВС - двигатель внутреннего сгорания,
КС - камера сгорания ГТУ (или ДВС),
ПТУ - парогазовая установка,
ПТ — паровая турбина с электрогенератором,
УК - утилизационный котел,
ТН - тепловой насос,
ТЭС - тепловая электрическая станция,
ДГА - детандер-генераторный агрегат,
Эл - электроэнергия.
Т0 — температура окружающей среды, К;
Тт — теоретическая температура горения топлива, К;
Тп, Ц, - температура теплоносителя, поступающего к потребителю теплоты, К, °С;
ТП], С] - температура теплоносителя, поступающего к 1-му потребителю теплоты, К, °С;
Т2, Ь - температура теплоносителя, идущего от дополнительного внешнего источника теплоты, К, °С;
Ттн, Сн ~ температура теплоносителя, идущего от теплового насоса, К, °С; Тт, Цп - температура пара, поступающего в паровую турбину, К, °С;
Тгт - температура газов перед газовой турбиной, К;
Ту,. - температура газов на выходе из газовой турбины, К;
Коэффициент эффективности использования располагаемой эксергии для рассматриваемого случая теплоснабжения от котла с частичным замещением тепловой энергии от дополнительного внешнего источника получен в виде:
§Л£ = (л к • Л пот] + V ■ Лпотг) • (1 - Л,) / [(1 - О +Ц1 ■ (1 - т2)], (25)
где лфг = Q2 / (В2 • <3„р) - доля тепловой энергии, поступающей в систему от дополнительного внешнего источника теплоты, в общем количестве поступающей тепловой энергии от основного источника теплоты, ()2 -количество теплоты, поступающее от дополнительного низкопотенциального источника, В2 - «новый» расход топлива на основной источник теплоты (котел) при подключении дополнительного низкопотенциального источника.
Для определения разницы в величине коэффициента эффективности использования эксергии при подключении дополнительного внешнего источника получено следующее отношение:
бг^/ бцх' = [1 + V • цпот2/ (г|к • Г|пот1)] / [1 + |/ • (1 - т2) / (1 - О], (26)
где 8г|х - по формуле (25),
5г|х - для основного источника без дополнительного источника.
Для анализа варианта проведены расчеты при следующих значениях параметров схемы: Т2 = 473 К, г|к = 0,90, т]пот1 = Г|пот2 = 0,95, Тп = 423 К, |/ = 0...1.
Результаты анализа по коэффициенту эффективности и отношению коэффициентов показаны на рис. 13.