Выбор и расчетное обоснование характеристик утилизационной паротурбинной установки для выработки электроэнергии на собственные нужды газоперекачивающих компрессорных станций

• Автор: Лыков, Алексей Викторович
• Шифр специальности: 05.04.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 229 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Г лава 1. Обзор и состояние вопроса по использованию вторичных энергоресурсов в газопаровых установках. Постановка задачи и цели исследования
1.1 Классификация и источники вторичных топливно-энергетических ресурсов (ВЭР) на промышленных предприятиях и транспорте

1.2 Обзор реализованных проектов по использованию ВЭР на промышленных предприятиях

1.3 Обзор реализованных проектов по использованию ВЭР на компрессорных станциях линейных газопроводов

1.3.1 Парогазовая установка компрессорной станции «Грязовец»

1.3.2 Блочный утилизационный энергокомплекс на компрессорной станции «Чаплыгин»

1.3.3 Газопаротурбинная установка «Водолей» на газоперекачивающей станции «Ставищенская»
1.3.4 Компрессорный агрегат с парогазовым приводом на компрессорной станции в Мальнове (Германия)

1.3.5 Теплоутилизационные установки на газопроводе «Northern Border Pipeline» США

1.3.6 Микротурбодетандерный генератор на газораспределительной станции «Сертолово»
1.4 Обзор современных паротурбинных установок малой мощности
1.4.1 Паровые турбины группы компаний ТУРБОПАР
1.4.2 Паровые турбины малой мощности Калужского турбинного Завода
1.4.3 Турбины Невского завода
1.4.4 Малые паровые турбины «Ютрон - паровые турбины»
1.4.5 Паровые турбины Электротехнического Альянса
1.4.6 Турбины малой мощности конструкции ЛПИ
1.5 Методики расчета комбинированных установок
1.6 Постановка цели и задачи исследований
Глава 2. Анализ располагаемой тепловой мощности уходящих газов и эмиссии загрязняющих веществ газоперекачивающих агрегатов единой системы газоснабжения России
2.1 Общие сведения о единой системе газоснабжения России
2.2 Структура парка газоперекачивающих агрегатов единой системы газоснабжения России
2.3 Оценка располагаемой тепловой мощности уходящих газов газоперекачивающих агрегатов газотранспортной системы России
2.4 Расчет мощности эмиссии загрязняющих веществ от единой системы газоснабжения России
2.5 Оценка роста тарифов на электроэнергию в России
2.6 Определение мощности необходимой для собственных нужд компрессорной станции «Северная»
2.7 Выводы по главе
Глава 3. Исследование режимных характеристик газотурбинной установки TAURUS 60 S по методике СПБГПУ
3.1 Технические характеристики газотурбинной установки TAURUS 60 S
3.2 Описание тепловой схемы ГТУ TAURUS 60 S
3.3 Расчет тепловой схемы ГТУ
3.3.1 Расчет тепловой схемы ГТУ со свободной турбиной
3.3.2 Тепловая схема ГТУ с охлаждаемой высокотемпературной турбиной..
3.3.3 Определение параметров рабочего процесса в характерных сечениях проточной части ГТУ при использовании стандартного углеводородного топлива
3.3.4 Уточнение параметров рабочего процесса и характеристик ГТУ при учете зависимости теплоемкости рабочего тепла от температуры
3.4 Результаты расчета тепловой схемы ГТУ
3.5 Выводы по главе
Глава 4. Выбор тепловой схемы, разработка методики расчета утилизационной паротурбинной установки и проведение численного эксперимента
4.1 Выбор и описание тепловой схемы ГПУ
4.2 Расчет тепловой схемы ГПУ
4.2.1 Выбор температурных напоров в пинч-пунктах
4.2.2 Составление математической модели ГПУ
4.2.3 Расчет основных параметров тепловой схемы ГПУ
4.2.4 Расчет тепловой схемы ГПУ по программе GateCycle и по программе морского технического университета
4.3 Результаты исследования тепловой схемы ГПУ с одноконтурным котлом-утилизатором
4.3.1 Влияние температуры окружающей среды на показатели ГПУ
4.3.2 Влияние давления в конденсаторе на показатели ГПУ
4.3.3 Влияние минимального температурного напора на холодном конце испарителя котла-утилизатора на показатели ГПУ
4.3.4 Влияние относительного внутреннего КПД паровой турбины на показатели ГПУ
4.4 Гидравлический расчет котла-утилизатора
4.4.1 Расчет площади нагрева пароперегревателя
4.4.2 Компоновочный расчет пароперегревателя
4.4.3 Гидравлический расчет пароперегревателя
4.5 Выбор параметров парового контура ГПУ по результатам проведенных исследований
4.6 Выводы по главе
Глава 5. Утилизационная паротурбинная установка с органическим рабочим теплом
5.1 Выбор и описание тепловой схемы ГПУ с промежуточным контуром и органическим рабочим телом
5.2 Выбор теплоносителей промежуточного контура и органического рабочего тела парового контура

Основные технические характеристики конденсационных блочных турбогенераторов представлены в таблице 2 приложения
Турбогенераторы блочные конденсационные с отбором пара предназначены для выработки электроэнергии и пара для производственных нужд. Выпускаются 4 типов, один из которых - с воздушным конденсатором. Основные технические характеристики блочных конденсационных турбогенераторов представлены в таблице 3 приложения 1.
Турбогенераторы блочные с конденсатором — бойлером применяются для выработки электрической энергии и подогрева сетевой воды. Основные технические характеристики блочных турбогенераторов с конденсатором-бойлером представлены в таблице 4 приложения 1.
Турбогенераторы блочные с противодавлением предназначены для выработки электрической энергии и обеспечения паром производства, включая теплофикацию, а также для работы на речных и морских судах. Основные технические характеристики блочных турбогенераторов с противодавлением представлены в таблице 5 приложения 1.
1.4.3 Турбины Невского завода
Продукция "Невского Завода" поставляется на объекты газовой, нефтяной, энергетической, металлургической и химической отраслей промышленности [28].
Невский завод приступил к производству энергетических паровых турбин малой мощности для привода электрогенераторов [26]. Турбины подтвердили свои экономические и ресурсные показатели многолетней работой в России, в странах СНГ, на зарубежных предприятиях. Параметры представлены в таблице

Таблица 1.4.
Турбина Мощность, МВт Частота вращения, об/мин Начальное давление пара, МПа Начальная температура пара, °С Расход пара на теплофикацию, т/ч
РО,64,0/0,4 0,6 10800/1500 4,1