Разработка, исследование новой технологии использования на ТЭС кавитационного жидкоугольного топлива

• Автор: Цепенок, Алексей Иванович
• Шифр специальности: 05.14.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 173 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ГОТОВНОСТЬ НОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НА ТЭС КАВИТАЦИОННОГО ЖИДКОУГОЛЬНОГО ТОПЛИВА

1Л Предпосылки использования КЖТ на ТЭС

1.2 Перспективные схемы использования КЖТ на ТЭС

1.3 Технологическая готовность оборудования схемы использования

1.4 Выводы и задачи исследования

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Методика экспериментального исследования сжигания КЖТ

2.1.1 Материальные балансы
2.1.2 Энергобалансы
2.1.3 Принципиальная схема измерений
2.1.4 Оценка погрешностей
2.2 Методика численного исследования сжигания КЖТ
2.2.1 Формирование исходных данных растопочного топлива и КЖТ..
2.2.2 Методика расчета
2.2.3 Методика анализа результатов
2.3 Методика оценки технико-экономических показателей новой
технологии использования КЖТ на ТЭС
2.3.1 Капиталовложения в котлоагрегат
2.3.2 Оценка капиталовложений в технические системы и
сопутствующее оборудование
2.4 Выводы
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ЦИКЛОННОГО ПРЕДТОПКА, ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ И ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СЖИГАНИЯ КЖТ
3.1 Выбор и обоснование конструктивно-компоновочных параметров циклонного предтопка для сжигания КЖТ
3.2 Описание экспериментальной установки с циклонным предтопком для сжигания КЖТ
3.3 Выбор и обоснование конструктивно-компоновочных и расходнотермодинамических параметров циклонного предтопка
3.4 Выводы
ГЛАВА 4. ОЦЕНКА ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КЖТ НА ТЭС
4.1 Результаты расчета капиталовложений в КА
4.2 Результаты расчета капиталовложений в технические системы и агрегаты и энергоблок в целом
4.3 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 (Установки по сжиганию водоугольных топлив и
муфельные предтопки)
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 (Порядок подготовки и проведения экспериментальных
исследований)
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 (Акты об использовании результатов работы)

ВВЕДЕНИЕ
По мнению большинства специалистов, уголь в XXI веке сохранит и укрепит позиции основного источника производства электроэнергии [1...3]. Мировые запасы угля позволяют обеспечить потребности человечества в энергии на протяжении, по крайней мере, 250 лет. Запасы газа оцениваются на 35...60 лет, нефти - на 25...50 лет [4...6]. В соответствии с данными EIA International Energy Outlook (1998 г.) среди всех источников производства электроэнергии в мире уголь составляет 36 %, являясь во многих странах основой крупной энергетики [1], при этом ведется работа по повышению эффективности угольных ТЭС и снижению их воздействия на окружающую среду.
В России, как и во всем мире, наметилась тенденция в энергетике по перераспределению топливного баланса в пользу угля относительно нефти и газа. В соответствии с энергетической стратегией на период до 2020 г. производство и потребление энергетических ресурсов в России, несмотря на намечаемые меры в сфере энергосбережения, будут возрастать. При общем росте энергопотребления на 13...35 %, потребление угля увеличится на 21...54 % [7, 8]. Предполагается новый ввод мощностей на угольных ТЭС 10716 МВт с КПД не менее 38%. Новый ввод мощностей ТЭС в Восточной Сибири до 2020 г. прогнозируется на уровне 4,9М2,2 млн. кВт, из них до 6,0 млн. кВт экспортных ТЭС, основной прирост потребления топлива будет происходить за счет угля [9].
В такой ситуации логичным решением должно являться полномасштабное техническое перевооружение энергетики, основанное на замещении оборудования, выработавшего свой ресурс, оборудованием нового поколения. Экологические проблемы, возникающие при использовании угольного топлива, требуют разработки и внедрения новых технологий, которые вместе с экономической эффективностью обеспечивали бы существенный экологический эффект с максимально высокой полнотой использования добытого топлива [10, 11].

Г]к - коэффициент полезного действия котла, %.
Полезное тепло определяется по известной формуле [89]:
бк — б^пе ~ ^обв— К.в) ^обвб^пе ~ ^обе)
+2Ашрб1п.в - Кпр) + &н.п(К ~ К.в) + Агр(К - К.в ) + > (2-19)
+Х °ЧП СКп - Кп ) + 2 ®впр (Кп - Кпр ) + бот.в + бизб где Впе - количество выработанного первичного перегретого пара,
кг/с;
О обе - расход питательной воды мимо регенеративных подогревателей, кг/с (обычно равен нулю);
кпе - энтальпия перегретого пара, кДж/кг; кпв - энтальпия питательной воды, кДж/кг;
Овпр ~ расходы впрысков в первичный тракт, кДж/кг;
Ивпр - энтальпия впрыскиваемой воды, кДж/кг;
Опп — отбор насыщенного пара, кг/с, с энтальпией к/', отданного до перегревателя (обычно равен нулю);
Эпр - расход воды на продувку котла, кг/с, с энтальпией к/, отданного до перегревателя (при величине менее 2% может не учитываться);
Опп — расходы пара на входе в промежуточные перегреватели, кг/с, с начальной к 'пп и конечной к "пп энтальпией;
Авпр ~ расходы впрысков во вторичный тракт, кДж/кг, с энтальпией
боте.в ~~ отбор подогретой воды на сторону, кВт (обычно равен нулю); 8изб~ отбор подогретого избыточного воздуха, кВт (обычно равен
нулю).
С учетом исключения части малозначимых членов формула для определения полного количества тепла, полезно использованного в котле: