Оптимизационные исследования комбинированных теплопроизводящих установок с тепловыми насосами

• Автор: Маринченко, Андрей Юрьевич
• Шифр специальности: 05.14.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 120 с.

ВВЕДЕНИЕ

1. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ КОМБИНИРОВАННЫХ ТЕПЛОПРОИЗВОДЯЩИХ УСТАНОВОК И ИХ ЭЛЕМЕНТОВ

1.1. Технологические схемы комбинированных

теплопроизводящих установок.

1.1.1. Технологическая схема КТУ с электроприводом. компрессора теплового насоса и пиковым источником
тепла.

1.1.2 Технологическая схема КТУ, состоящей из теплового насоса

и газотурбинной установки .

1 Математические модели комбинированных

теплопроизводящих установок.

1.2. Математические модели элементов теплового насоса

1.2.1. Расчет термодинамических и транспортных свойств рабочего тела тепловых.насосов
1.2.2 Математическая модель компрессора.теплового насоса
1.2.3. Математическая модель конденсатора теплового насоса
1.2.4. Математическая модель испарителя теплового насоса, использующего в качестве источника низкопотенциального тепла сбросную воду
1.2.5. Математическая модель испарителя теплового насоса, использующего в качестве источника низкопотенциалыюго тепла наружный воздух.
2. ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ КОМБИНИРОВАННЫХ ТЕПЛОПРОИЗВОДЯЩИХ УСТАНОВОК С УЧЕТОМ ПЕРЕМЕННОГО ХАРАКТЕРА ТЕПЛОВОЙ НАГРУЗКИ .
3. ОПТИМИЗАЦИОННЫЕ ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КОМБИНИРОВАННЫХ ТЕПЛОПРОИЗВОДЯЩИХ УСТАНОВОК РАЗЛИЧНЫХ
ТИПОВ.
3.1. Исходные данные для техникоэкономических исследований комбинированных теплопроизводящих установок.
3.2. Техникоэкономические исследования комбинированной теплопронзводящей установки с приводом от газовой турбины.
3.2.1 КТУ с приводом компрессора теплового насоса о г газовой
турбины, работающая на сбросной воде. 5Г
3.3.
4.
4.1.
.
г
4.3.3.
к.1. 4.3.4.
КТУ с приводом компрессора теплового насоса от газовой
турбины, работающая на наружном воздухе.
Результаты оптимизации КТУ с электроприводом компрессора ТНУ, использующей в качестве источника
низкопотенциального тепла сбросную воду.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДИКИ ОПТИМИЗАЦИОННЫХ ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ КТУ С УЧЕТОМ ПЕРЕМЕННОГО ХАРАКТЕРА ТЕПЛОВОЙ НАГРУЗКИ ДЛЯ ВЫБОРА ВАРИАНТА ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ МИКРОРАЙОНА ПЕРЕВАЛ
г. СЛЮДЯНКА.
Исходные данные.
Техникоэкономические исследования теплопроизводящих установок на базе ТНУ для
теплоснабжения мр Перевал
Сопоставление экономической эффективности вариантов
теплоснабжения мр Перевал г. Слюдянка
Вариант 1. Теплоснабжение от ТНУ в сочетании с
электрокотельной
Вариант 2. Теплоснабжение от ТНУ в сочетании с
котельной на жидком органическом топливе
Вариант 3. Теплоснабжение от электрокотельной
Сопоставление вариантов теплоснабжения мр Перевал.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Это обусловлено тем, что энергетическая политика в нашей стране длительное время ориентировалась на централизованное электро и теплоснабжение. ГНУ. Однако сближение мировых и внутренних цен на топливо и рост тарифов на тепло, отпускаемое потребителям из систем централизованного теплоснабжения, является причиной возросшего интереса к ТНУ, который, наблюдается в последние годы в нашей стране ,, . Вопросам исследования теплонасосных установок различных типов и их функционирования в составе систем теплоснабжения посвящено значительное количество работ, выполненных как в нашей стране, так и за рубежом. Наибольшее число этих работ посвящено вопросам оценки термодинамической эффективности ТНУ и определению экономии топлива и электроэнергии в системах теплоснабжения при включении в их составтеплонасосных установок 1, , , , , , , . В ряде работ рассмотрены вопросы экономической эффективности использования ТНУ в системах теплоснабжения , ,. При этом учитывается экономия затрат за счет снижения расхода топлива и необходимость дополнительных капиталовложений в достаточно дорогое теплонасосное оборудование. Следует подчеркнуть, что в указанных выше работах обоснование конструктивных характеристик тепловых насосов не производится, а все расчеты осуществляются для тепловых насосов с заранее известными характеристиками. Разработки методов математического моделирования и оптимизации теплоэнергетических установок ТЭУ ведутся как в нашей стране, так и за рубежом на протяжении нескольких десятилетий. Здесь в первую очередь следует отметить работы таких ученых, как Г. Б. Левенталь, Л. С. Попырин, Палагин, Л. А. ШубенкоШубин, Г. Б. Усынин, В. П. Бубнов, Ю. В. Наумов, А. М Клер, Н. П. Деканова, М. А. i, , V. Были созданы эффективные методы оптимизации параметров энергоустановок, подходы к оптимизации схем, методы автоматизированного построения математических моделей. Предложены методы декомпозиции, позволяющие поэтапно проводить оптимизацию параметров технологических связей и внутренних параметров элементов ТЭУ. В Институте систем энергетики Сибирского отделения Российской Академии наук ИСЭМ СО РАН на протяжении длительного времени разрабатывались методы построения математических моделей сложных ТЭУ и методы оптимизации их схем и параметров. В работах Г. Б. Левенталя, Л. С. Попырина, Ю. В. Наумова, С. М. Каплуна , , , , , разработаны методы комплексной оптимизации теплоэнергетических установок и схем. Выполнены многочисленные исследования паротурбинных и парогазовых установок, атомных электростанций. В.Г. Карпова, Л. С. Попырина, В. И. Самусева, В. В. Эпельштейна , . Был создан программновычислительный комплекс Система машинного построения программ СМПП, позволяющий автоматически генерировать программу расчета сложной ТЭУ на основе графического изображения технологической схемы и архивов математических моделей ее элементов, формировать задачи оптимизации параметров ТЭУ назначить целевую функцию, а так же оптимизируемые параметры и ограничениянеравенства, задавать возможные границы их изменения. Достаточно детально вопросы математического моделирования тепловых насосоврассматриваютсявряде работ. Вработах , , авторы уделяют значительное внимание разработке математических моделей элементов теплонасосных установок компрессоров, испарителей и т. С помощью этих моделей проводятся исследования по улучшению термодинамической эффективности, как отдельных элементов, так и ТНУ в целом. В работах , , с помощью методов математического моделирования проводятся энергоэкономические исследования различных типов теплонасосных установок, использующих различные источники низкопотенциального тепла, и эксплуатируемых в различных климатических зонах. Следует отметить, что в указанных выше работах, расчет теплонасосных установок проводился без оптимизации схемнопараметрических решений по экономическим критериям. В ряде работ по исследованию комбинированных теплопроизводящих установок, имеющих в своем составе ТНУ, авторы активно использовали методы математического моделирования и оптимизации для техникоэкономических исследований. В работах Л.