Схемно-параметрическая оптимизация пылеугольных котлов с кольцевой топкой в составе энергоблоков ТЭС

• Автор: Зыкова, Наталья Геннадьевна
• Шифр специальности: 05.14.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 138 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПЫЛЕУГОЛЬНЫХ КОТЛОВ С КОЛЬЦЕВОЙ ТОПКОЙ И АКТУАЛЬНОСТЬ 1 ИХ СХЕМНОПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ ОПТИМИЗА1 ЩИ

1.1. Предпосылки к исследованию.

1.2. Технологические и режимные особенности котлов

с кольцевыми топками.

1.3. Технические решения по конструктивнокомпоновочным параметрам

1.4. Обзор методов схемнопараметрической оптимизации котлов.

1.4.1. Методы отыскания оптимума

1.4.2. Целевая функция

1.5. Выводы и задачи исследования

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ .
2.1. Комплексный эксергоэкономический подход .
2.2. Критерий эффективности
2.3. Методика математического моделирования КЦТкотла
2.4. Методика оптимизации и вариантных расчетов
2.5. Выводы .
ГЛАВА 3. ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ
ПАРАМЕТРОВ ЭНЕРГОБЛОКОВ И КОТЛОВ
С КОЛЬЦЕВОЙ ТОПКОЙ
3.1. Структурная оптимизация энергоблоков с КЦТкотлами
3.2. Оптимизация термодинамических и расходных параметров
4 3.3. Оптимизация конструктивнокомпоновочных параметров
КЦТкотлов.
3.4. Выводы .
ГЛАВА 4. ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ ОПТИМАЛЬНЫХ
ПАРАМЕТРОВ.
4.1. Устойчивость оптимальных параметров в условиях изменяющейся мощности энергосистемы
4.2. Устойчивость оптимальных параметров в условиях изменяющейся экологической обстановки
4.3. Устойчивость оптимальных параметров в условиях изменения стоимости топлива
4.4. Выводы .
ГЛАВА 5. ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ДЛЯ КОЛЬЦЕВЫХ КОТЛОВ
ТЭС С ЭНЕРГОБЛОКАМИ 0 МВТ.
ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ
5.1. КЦТкотел в составе энергоблока 0 МВт с
Тобразной компоновкой.
5.2. КЦТкотел в составе энергоблока 0 МВт
с подубашенной компоновкой.
5.3. Сравнение КЦТкотлов Тобразной и подубашенной компоновки .
5.4. Экономический эффект
5.5. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Изложены основные положения подхода к техникоэкономической оптимизации, целями которой является определение наивыгоднейшего сочетания термодинамических параметров и вида технологической схемы КЦТ-энергоблока с учетом всех видов ограничений. Разработанная модель технико-экономического исследования, в которой заложены принципы эксергетической методологии и теории агрегативных систем, по существу является дальнейшим развитием активно прорабатываемого в НГТУ в последние годы направления комплексных исследований энергетических установок, которое прослеживается в работах Ноздренко Г. В., Щинникова П. А., Овчинникова Ю. В., Томилова В. Г., Ловцова A. Сформулирована целевая функция в вероятностной постановке, которая в современных условиях хозяйствования должна отражать как доходную, так и расходную составляющие. Впервые предложены определяющие принципы и обобщающий математический подход для исследования КЦТ-котлов. При этом к термодинамическим 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. Конструктивные параметры включают формы, материалы элементов и типы конструкций. Для котла с кольцевой топкой это: схемы теплообмена, размеры кольцевой топки, диаметры и шаги труб поверхностей нагрева, их компоновка в котле, профиль котла (П-, Т-образный, барабанный, прямоточный, с наличием или отсутствием промперегрева и т. Система уравнений балансов функционирующих элементов котла устанавливает такое соотношение между термодинамическими и расходными параметрами связей, которое обеспечивает получение заданной нагрузки котла. Сформулированы ограничения на применяемые методы. Предложенные методики реализованы в вычислительном компьютерном комплексе, имитирующем работу КЦТ-энергоблоков в составе ТЭС. В третьей главе проведена оптимизация параметров энергоблоков и котлов с кольцевой топкой в составе ТЭС. При этом оптимизация КЦ'Г-котлов в составе энергоблоков состоит из двух этапов - оптимизации параметров энергоблока (граничных параметров котла) и оптимизации конструктивно-компоновочных параметров собственно КЦТ-котла, а оптимизируемые параметры можно разделить на две группы: технико-экономические и расходно-термодинамические. На основе расчетных экспериментов впервые выполнена структурная оптимизация энергоблоков с КЦТ-котлами, включающая оптимизацию термодинамических и расходных параметров как КЦТ-котлов, так и энергоблока в целом. Показано, что схемно-параметрическая оптимизация позволяет в среднем повысить технико-экономическую эффективность конденсационных энергоблоков на %, теплофикационных энергоблоков - на %. В четвертой главе проведена оценка устойчивости оптимальных решений при изменяющихся внешних факторах: включению КЦТ-технологии в энергосистемы различной мощности; в условиях изменения экологической обстановки в ареале функционирования; в условиях изменения стоимости топлива. В пятой главе на основе разработанных методических подходов и проведенных исследований предложены технические решения для кольцевых котлов ТЭС с энергоблоками 0 МВт. Для проектной задачи рассмотрены разные варианты компоновок котлов: Т-образная и полубашенная. Сравнение проведено как для котлов, так и для энергоблоков в целом. Показано, что энергоблок, оснащенный КЦТ-технологией позволяет получить доход больший, чем при традиционной компоновке котла на . КЦТ-котла. При этом дисконтированные сроки окупаемости КЦТ-энергоблоков сокращаются более, чем на полгода, при ставке дисконтирования %. В заключении сформулированы основные результаты работы и выводы. Приложение содержит акты о практическом использовании результатов диссертационной работы. Таким образом в диссертационной работе разработаны теоретические положения и методика исследования КЦТ-технологии, выполнены вероятностные комплексные исследования указанной технологии, позволяющие разработать и сформулировать практические рекомендации по ее применению для широкого спектра энергетического оборудования ТЭС. На практических примерах, показаны пути реализации технологии.