Исследование эффективности применения на ТЭС энергоблоков с котлами циркулирующего кипящего слоя

• Автор: Русских, Евгений Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.14.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 127 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ КОТЛОВ С ЦИРКУЛИРУЮЩИМ КИПЯЩИМ СЛОЕМ И АКТУАЛЬНОСТЬ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ.

1.1. История создания и общие положения метода сжигания в ЦКС

1.2. Конструктивнокомпоновочные схемы котлов с ЦКС.

1.3. Влияние качества топлива на выбор конструктивных решений

для котлов с ЦКС .

1.4. Сравнение техникоэкономических и стоимостных показателей котлов с ЦКС и традиционных факельных котлов.

1.5. Цели и задачи исследования.

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Комплексный подход к анализу техникоэкономической эффективности энергоблоков с ЦКСкотлами.
2.2. Критерий эффективности.
2.3. Методика математического моделирования ЦКСкотла.
2.4.0собенности методики расчета ЦКСкотлоагрегатов и вспомогательных систем котла.
2.4.1. Особенности расчета ЦКСкотлоагрегатов.
2.4.2. Расчет вспомогательных систем ЦКСкотлов.
2.5. Методика оптимизации и вариантных расчетов.
Выводы к главе 2
ГЛАВА 3. ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ ЭНЕРГОБЛОКОВ С КОТЛАМИ ЦКС
3.1. Постановка задачи оптимизации
3.2. Учет влияния марки топлива.
3.3. Анализ термодинамических и расходных параметров
3.4. Оценка устойчивости оптимальных параметров.
3.4.1. Устойчивость оптимальных параметров в условиях
изменяющейся мощности энергосистемы.
3.4.2. Устойчивость оптимальных параметров в условиях изменяющейся экологической обстановки изменение фоновых концентраций
3.4.3.Устойчивость оптимальных параметров в условиях изменения числа часов использования установленной мощности
3.4.4. Устойчивость оптимальных параметров в условиях изменения стоимости топлива
Выводы к главе 3.
ГЛАВА 4. АНАЛИЗ ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЭНЕРГОБЛОКОВ С КОТЛАМИ ЦКС.
4.1. Определение эффективности применения ЦКСтехнологии
4.2. Стоимостные показатели строительства энергоблоков по ЦКСтехнологии
4.3. Примеры ввода генерирующих мощностей на базе ЦКСтехнологии
4.3.1. Проект строительства ГРЭС на кузнецких углях
мощностью МВт
4.3.2. Проект строительства Новосибирской ТЭЦ6 на отсевах
антрацита мощностью 0 МВт
Выводы к главе 4
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ


Проведена комплексная оптимизация ЦКС-технологии в составе энергоблоков широкого диапазоне мощностей и типоразмеров на различных марках топлива. На основе расчетов определены оптимальные параметры оборудования, выявлены основные закономерности влияния системных факторов при обеспечении всех требуемых показателей функционирования и с учетом экологических, финансовых и топливных ограничений. На основе полученных (в результате вероятностных оптимизационных расчетов) закономерностей по выбору параметров и характеристик оборудования и технико-экономической эффективности выработаны практические рекомендации по применению ЦКС-котлоагрегатов. Результаты диссертационной работы внедрены в учебный процесс НГТУ (при дипломном проектировании), а также использованы в работах ЗАО «Сиб-КОТЭС» при разработке технико-коммерческих предложений, ОАО «Новосибирскэнерго» и ОАО «Русал Ачинск», при оценке экономической эффективности строительства и выборе технологии сжигания, с учетом топливной базы предприятий. Основные положения диссертации вошли в отчет по работе, выполняемой в рамках государственного контракта №. РИ-. Научно-организационное, методическое и техническое обеспечение организации и поддержки научно-образовательных центров в области природоохранных технологий переработки и утилизации техногенных образований и отходов и осуществление на основе комплексного использования материально-технических и кадровых возможностей совместных исследований и разработок». В первой главе обоснована актуальность проблемы. Изложены принципиальные особенности ЦКС-технологии. Показано, что до настоящего времени не проведено обобщающего исследования, которое позволит комплексно оценить достоинства и недостатки данной технологии. Сформулированы цели и задачи исследования. Во второй главе изложена методика исследования ЦКС-технологии в составе энергоблоков ТЭС. Изложены основные положения подхода к техникоэкономической оптимизации, целями которой является определение наивыгоднейшего сочетания термодинамических параметров и вида технологической схемы ЦКС-энергоблока с учетом всех видов ограничений. При этом в качестве внутренних ограничений выступают начальные параметры энергоблока, режимные факторы технологических процессов, конструктивные особенности оборудования (в первую очередь котлов) и т. Ноздренко Г. В., Щинникова ПЛ. Овчинникова Ю. В., Томилова В. Г., Зыковой Н. Г, Боро-дихина И. В., Григорьевой O. Сформулирована целевая функция в вероятностной постановке, которая в современных условиях хозяйствования должна отражать как доходную, так и расходную составляющие. Предложены определяющие принципы и обобщающий математический подход для исследования ЦКС-котлоагрегатов в составе энергоблоков ТЭС. К термодинамическим независимым параметрам котла относятся: начальные и конечные параметры пара, параметры промежуточного перегрева, конечные параметры системы регенерации. Совокупность расходных параметров определяет материальные балансы и задает значения расходов рабочих тел и теплоносителей по всем технологическим связям энергоблока. Функционирование элементов энергоблока с ЦКС-котлом и зависимости между параметрами связей моделируются уравнениями энергетического, расходного, гидравлического (аэродинамического) балансов. Система уравнений балансов функционирующих элементов устанавливает такое соотношение между термодинамическими и расходными параметрами связей, которое обеспечивает получение заданной нагрузки ЦКС-котла и в целом энергоблока. Сформулированы ограничения на применяемые методы. Предложенные методики реализованы в вычислительном компьютерном комплексе, имитирующем работу ЦКС-энергоблоков в составе ТЭС. Приведены основы методики поверочно-конструкторского расчета ЦКС-энергоблоков. В третьей главе проведена оптимизация параметров энергоблоков и ЦКС-котлоарегатов в составе ТЭС. На основе расчетных экспериментов впервые выполнена структурная оптимизация энергоблоков с ЦКС-котлоагрегатами, включающая оптимизацию термодинамических и расходных параметров как ЦКС-котлов, так и энергоблока в целом.