Повышение эффективности систем теплоснабжения путем замены паротурбинного оборудования ТЭЦ на газотурбинные и парогазовые установки

• Автор: Вдовенко, Иван Анатольевич
• Шифр специальности: 05.14.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 133 с. : ил.

Содержание
Введение
ГЛАВА 1 ОСНОВНЫЕ ПРОБЛЕМЫ СИСТЕМ ТЕП Л ОС Н АБЖ ЕИЯ ГОРОДОВ, ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Современное состояние и перспективы развития систем

теплоснабжения в Российской Федерации

1.2 Особенности энергопотребления городов, анализ масштабов и

графиков расхода энергоносителей

1.3 Обзор литературных источников по повышению эффективности

источников и систем теплоснабжения

1.4 Цель и задачи исследования

ГЛАВА 2 МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСТОЧНИКОВ И СИСТЕМ ТЕП ЛОС АБЖЕНИЯ
2.1 Критерии энергетической и экономической эффективности ТЭЦ
в системах энергоснабжения
2.2 Обеспечение надежности и защиты окружающей среды при
исследовании источников и систем теплоснабжения
2.3 Разработка аналитических зависимостей для расчета изменения
электрической и тепловой мощности, расхода топлива, массовых выбросов вредных веществ и достигаемой экономии от теплофикации при замене ПТУ на ГТУ и ПГУ
2.4 Алгоритм расчета показателей эффективности замены физически
изношенного оборудования ТЭЦ
2.4.1 Сооружение газотурбинных установок
2.4.2 Строительство парогазовых установок
ГЛАВА 3 ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЗАМЕНЫ ФИЗИЧЕСКИ ИЗНОШЕННОГО ПАРОТУРБИННОГО ОБОРУДОВАНИЯ ТЭЦ НА ГАЗОТУРБИННЫЕ И ПАРОГАЗОВЫЕ УСТАНОВКИ
3.1 Оценка эффективности комбинированной выработки электрической и тепловой энергии на газопоршневых, газотурбинных и парогазовых ТЭЦ
3.2 Расчеты экономических показателей вариантов замены ПТУ на ГТУ
3.3 Расчеты экономических показателей вариантов замены ПТУ на ПГУ
ГЛАВА 4 РЕКОНСТРУКЦИЯ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ПУТЕМ ДЕМОНТАЖА ИЗНОШЕННОГО ПАРОТУРБИННОГО ОБОРУДОВАНИЯ ТЭЦ И ПЕРЕДАЧИ ТЕПЛОВОЙ НАГРУЗКИ НА МАЛЫЕ ТЭЦ
4.1 Оценка изменения расхода топлива и выбросов вредных веществ
при реконструкции городских систем теплоснабжения
4.2 Анализ изменения стоимости транспорта теплоты в системах теплоснабжения
4.3 Эффективность передачи части тепловой нагрузки от районных
ТЭЦ на малые ТЭЦ
Выводы
Список использованной литературы


Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и списка использованной литературы. Общий объем 3 стр. Список литературы содержит 6 наименований, в том числе иностранных и 6 электронных адресов сайтов Интернета. Российская Федерация расположена в северо-восточной части евроазиатского континента, для которого характерными являются низкие температуры наружного воздуха и продолжительный отопительный период. Огромная территория и низкая плотность населения в небольших городах и поселках экономически оправдывают широкое распространение небольших (с тепловой нагрузкой менее МВт) децентрализованных систем теплоснабжения и индивидуальных теплогенераторов. Доля тепловых нагрузок, обеспечиваемых децентрализованными системами теплоснабжения с учетом индивидуальных теплогенераторов, составляет около % [1,2]. Основным источником тепловой энергии в децентрализованных системах являются котельные на органическом топливе. Теплоснабжение крупных городов и промышленных комплексов с нагрузкой более МВт производится централизованными источниками, на которые приходится до % производимой тепловой энергии. Структура производства тепловой энергии и электрической энергии на конец г. ЕЭС (Единая Энергетическая Система) приведены на рис. ВЭР . Рис. Рис. Системы централизованного теплоснабжения характеризуются протяженными и разветвленными магистральными, распределительными сетями, большим количеством присоединенных потребителей. В качестве источников в основном применяются паротурбинные ТЭЦ и котельные на органическом топливе, обеспечивающие соответственно и % суммарной тепловой нагрузки [1,4,5]. Современное состояние систем теплоснабжения характеризуется низкой тепловой экономичностью, вызванной моральным и физическим износом основного и вспомогательного оборудования источников и сетей, низкой надежностью и качеством теплоснабжения, высокой экологической нагрузкой на окружающую среду [1,6,7]. В работе находятся котельные, эксплуатируемые - лет и имеющие КПД котлов -% на газе и -% на угле [8,9,]. Многие действующие теплоэлектроцентрали с паротурбинными установками построены в х годах предыдущего столетия с начальными параметрами пара 9- МПа и 0-5°С, отдельные станции работают с х годов прошлого века с начальными параметрами 3-3,5МПа, 0-5°С, сжигают дорогой природный газ. Низкие начальные параметры пара обусловливают высокие удельные расходы топлива на отпуск электроэнергии 0,4-0,кг у . Вт-ч и теплоты -кг у. ГДж, увеличивая себестоимость производимой энергии. Средний процент износа по источникам теплоты достигает % и более. К г. В реальных условиях эксплуатации крупных действующих систем теплоснабжения КПД транзитных и магистральных тепловых сетей составляет 0, - 0, []. В сочетании с потерями в распределительных сетях и от «перетопа зданий» из-за разрегулированности систем все это приводит к суммарному превышению выработки теплоты на ТЭЦ над используемым количеством до -% [1,2]. По данным аудита систем централизованного теплоснабжения (СЦТС), количество повреждений на один километр тепловых сетей достигает 6,, а степень износа труб - до %. Частые повреждения трубопроводов приводят к увеличению тепловых потерь с утечками сетевой воды. Такое состояние тепловых сетей вызвано применением устаревших технологий подземной канальной прокладки, изоляции из минеральной ваты, отсутствием дренажей для отвода воды в местах прокладки теплотрасс, дефицитом финансовых ресурсов в своевременную замену труб. Теплопроводы стали ненадежным элементом систем теплоснабжения с низкими показателями эффективности, что привело к снижению качества теплоснабжения потребителей []. В условиях высоких тарифов на тепловую энергию и низкой надежности теплоснабжения от крупных систем теплоснабжения в -х годах появилась устойчивая тенденция промышленных потребителей к сооружению собственных высокоэкономичных котельных на газе с КПД -%. При точечной застройке зданий в городах в результате загруженности существующих тепловых сетей и затруднениях в их перекладке стали сооружаться блочные модульные и крышные котельные.