Особенности выбора и условий работы тепловых электростанций на базе газотурбинных энергетических установок совместно с системами промышленного электроснабжения

• Автор: Аксенов, Олег Алексеевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 159 с. : ил

Содержание
Введение
1. Работа газовых энергетических установок в качестве собственных источников энергии на промышленных предприятиях.
1.1 Актуальность и целесообразность применения газовых энергетических установок на промышленных предприятиях
1.2 Комбинированная выработка энергии на промышленных предприятиях с помощью ГТУ - ТЭС
1.3 Экономия топлива теплофикационной ГТУ-ТЭС
1.4 Надстройка водогрейных котельных газотурбинными установками
1.5 Технико - экономическая эффективность промышленной ГТУ -ТЭС малой мощности на базе реконструируемой водогрейной
котельной
1.6 Технико - экономическое обоснование внедрения ГТУ - ТЭС в системы промышленного электроснабжения.(С11Э)
2. Разработка условий согласования мощности ГТУ-ТЭС с СПЭ и координации токов короткого замыкания.
2.1 Проблемы, возникающие при подключении ГТУ - ТЭС к СПЭ
2.2 Определение предельной мощности собственной ГТУ - ТЭС
2.3 Исследование режимов коротких замыканий при работе ГТУ - ТЭС в 58 СПЭ
2.4 Реактирование в сетях промышленного электроснабжения с
собственными источниками питания
2.5 Гашение магнитного поля генератора ГТУ - ТЭС при КЗ в СПЭ
2.6 Технико-экономическое обоснование реактирования кабельных линий в сетях с ГТУ - ТЭС
3. Исследование особенностей действия релейной защиты систем
промышленного электроснабжения в условиях подключения ГТУ-ТЭС.
3.1 Постановка задачи
3.2 Согласование действия релейной защиты и оценка термической стойкости кабельных линий при КЗ в СПЭ с ГТУ - ТЭС
3.3 Согласование действия релейной защиты и оценка термической стойкости кабельных линий при КЗ за трансформатором в СПЭ с ГТУ -ТЭС
3.4 Защита от несинхронных включений генератора на параллельную работу с системой
4. Методика определения оптимальных технических характеристик
утилизационных газотурбинных установок (УГТУ) на предприятиях авиационного моторостроения.
4.1 Методика проведения и длительность испытаний авиационных газотурбинных двигателей
4.2 Принципиальная схема и конструктивное исполнение УГТУ
4.3 Выбор мощности генераторов утилизационной установки по
циклограмме испытаний двигателей
4.4 Оценка экономической эффективности инвестиционных
проектов
Заключение
Литература.

Введение
Актуальность проблемы. Последнее десятилетие характеризуется широко развернувшимися во многих странах мира процессами структурной перестройки электроэнергетики. Повышение эффективности
функционирования электроэнергетики, резкий рост инвестиций в нее, выбор стратегически правильных решений по ее развитию, механизмов и структуры управления имеют ключевое значение для будущего не только электроэнергетики, но и всей экономики страны.
Эксплуатация физически морально устаревшего оборудования централизованного тепло- и электроснабжения становится опасной. Происходившие в 2000 г. аварии убедили многих энергетиков и руководителей предприятий в актуальности развития малой автономной энергетики как дополнения централизованного энергоснабжения.
На совместном заседают научно - технического совета РАО “ЕЭС России” и научного совета РАН по проблемам надежности и безопасности больших систем энергетики под председательством член - корреспондента РАН, профессора А. Ф. Дьякова в июне 2000 г. была рассмотрена работа “Стратегия развития электроэнергетики России на период до 2015 года”, выполненная ОАО “Энергетический институт (ЭНИН) им. Г. М. Кржижановского”. На этом заседании были выработаны целый ряд стратегических направлений развития электроэнергетики страны, среди которых отмечено техническое преревооружение и развитие объектов электроэнергетики для производства, транспорта и распределения электрической и тепловой энергии на базе новых эффективных технологий и новой техники. Важным направлением в электроэнергетике для современных условий является развитие сети распределенных генерирующих мощностей путем строительства небольших электростанций, в первую очередь ТЭЦ небольшой мощности с парогазовыми и газотурбинными установками (ПТУ и ГТУ) [82].
тепловой энергии от противодавления турбины, кДж; щ- теплофикационный КПД; г]- общий КПД котельной; В - расход топлива котельной, т; Од- низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг.
С учетом данных уравнения (1.10) формируется топливная составляющая затрат на производство тепловой энергии, причем электроэнергия вырабатывается практически без затрат топлива, за исключением внутренних потерь в турбине.
Выработка электроэнергии за год на тепловом потреблении %, кВТ-ч, при работе реконструируемой котельной определяется из выражения:
где Э'т = к'шЫтп' и Э" ~.к’шЫтп" - выработка электроэнергии за отопительный и летний периоды, кВт-ч; к'ш и - коэффициенты использования электрической мощности; Ыг - электрическая мощность турбогенератора, кВт; п' и п’ - число часов отопительного и летнего периодов.
Электрическая мощность турбогенератора, кДж/ч, в общем виде определяется по формуле:
где Э - расход пара через турбину, кг/ч; Н0 - располагаемый теплоперепад на турбину, кДж/кг; Чоэ-ЧоЯмЧг' относительный электрический КПД турбоагрегата; г}д1 - относительный внутренний КПД данного типа турбины; г}м,
г]г- КПД генератора и механической турбины (принимаются по заводским данным).
(1.11)
Ит — ОНъПоэ >
(1.12)
Удельный расход условного топлива, г/(кВт-ч), определяется из
выражения:
Ьэ = 0Д 23-105/?7г, где г)т - ЩуЧтпЧмЧг' теплофикационный КПД,%.
(1.13)