Повышение эффективности работы энергогенерирующей установки на базе детандер-генераторного агрегата и теплового насоса за счет использования энергии возобновляемых источников

• Автор: Колосов, Антон Михайлович
• Шифр специальности: 05.14.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 133 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ.

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.
1 ОБЗОР НАУЧНОТЕХНИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ И ДРУГИХ МАТЕРИАЛОВ, ОТНОСЯЩИХСЯ К РАЗРАБАТЫВАЕМОЙ ТЕМЕ. ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Детандсргенсраторпые агрегаты.

1.2 Разработка схем новых бестопливных установок для производства электроэнергии на базе детандергеператорпых агрегатов и возобновляемых источников энергии.
1.3 Усовершенствованные бестопливные установки для производства электроэнергии на базе детандергенераторного агрегата и теплового насоса
1.4 Виды установок на базе возобновляемых источников энергии для подвода дополнительной теплоты в бестопливных ДГА.

1.5 Постановка цели и задач исследования

2 МОДЕРНИЗАЦИЯ СХЕМЫ. ПОЛУЧЕНИЕ АНАЛИТИЧЕСКИХ ЗАВИСИМОСТЕЙ ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССОВ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАБОТЫ УСТАНОВКИ.

2.1 Модернизация схемы установки

2.2 Получение аиалитичских зависимостей для определения доли электрической энергии, отдаваемой в электрическую сеть
2.2.1 Выбор критеория оценки эффективности
2.2.2 Постановка задачи.
2.2.3 Разработка математических моделей.
2.2.3.1 I случай энтальпии газа до и после детандера равны.
2.2.3.2 II случай энталыши газа до и после детандера различаются
2.2.2.3 III случай энтальпии газа до и после детандера различаются, имеется дополнительный подвод тепла к газу до теплового насоса
2.3 Анализ выведенной аналитической зависимости.
2.3.1 Анализ пределов изменения переменных
2.3.2 Анализ формулы для случая с равными энтальпиями газа на входе в установку и после детандера .
2.3.3 Анализ формулы для случая с равными энтальпиями газа па входе в установку и после детандера и дополнительным подводом тепла к газу до теплового насоса.
2.4 Анализ полученных зависимостей на примере конкретной установки
2.4.1 Подогрев за счет энергии солнечной установки отсутствует .
2.4.2 Подогрев антифриза в контуре низкопотенциального источника за счет энергии солнечной установки
2.4.3 Подогрев газа до конденсатора теплового насоса
2.4.4 Выводы
3 ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ И МЕТОДОЛОГИИ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
3.1 Экспериментальная установка.
3.2 Условия, примятые при разработке методологии проведения экспериментальных исследований
3.3 Особенности проведения экспериментов и обработки экспериментальных данных
4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ.
4.1 Краткое описание экспериментов.
5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТОВ.
5.1 Статистическая обработка экспериментов.
5.2 Обработка результатов экспериментов
ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ.
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Значительный вред окружающей среде наносится не только при сжигании топлива, но и при его добыче, обработке, транспортировке, захоронении его отходов. Затраты топлива на обеспечение населения теплом и на выпуск продукции в России наиболее высоки как по технологическим причинам, так и по климатическим условиям. Большими непроизводительными затратами энергии сопровождается транспортировка теплоносителей но тепло
вым сетям. По сравнению со странами западной Европы и Америки энергетические ресурсы используются недостаточно эффективно. По различным оценкам доля энергии, которую можно сэкономить, составляет от до топливноэнергетического баланса страны. Месторождения топлива в России сосредоточены в отдаленных и труднодоступных местах Западная Сибирь, Заполярье. В результате затраты на добычу топлива, его транспортировку, па освоение новых месторождений выше, чем в других нефтедобывающих странах. Старение и уменьшение эффективности энергетического оборудования. Недостаток средств на строительство новых энергетических объектов. Федеральный закон 1ФЗ Об энергосбережении и о повышении энергетической, эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации ог ноября года определяет основные требования к энергетической эффективности предприятий, организаций, в т. ФЗ1 Об энергосбережении. Сегодня энергоэффективность и энергосбережение входят в 5 стратегических направлений приоритетного технологического развития, названных Президентом РФ на заседании Комиссии но модернизации и технологическому развитию экономики России, которая состоялась июня года. Эта тема была продолжена Президентом на расширенном заседании президиума Госсовета 2 июля года в Архангельске. Среди основных проблем, обозначенных Президентом низкая энергоэффективность во всех сферах, особенно в бюджетном секторе, ЖКХ, влияние цен энергоносителей на себестоимость продукции и ее конкурентоспособность. Одна из важнейших стратегических задач страны, поставленной Президентом Указ 9 от 4 июня года О некоторых мерах по повыг шению энергетической и экологической эффективности российской экономики снижение энергоемкости отечественной экономики ВВП на к году. Одной из наиболее перспективных энергосберегающих технологий на современном этапе развития науки и техники является детандергеиераторная технология. Исследования в этой области знаний веду гея достаточно давно, однако и на сегодняшний день существуют как технологические, так и научные проблемы, требующие решения. В первую очередь это относится к создаваемым на базе дстандергенераторных агрегатов ДГА и теплоиасосных установок ТНУ бестопливным установкам для генерации различных видов энергии. В первую очередь электроэнергии. В настоящей работе проведено исследование возможностей применения возобновляемых источников энергии ВИЭ для повышения показателей эффективности бестопливной установки на базе ДГА и ТНУ. РАЗРАБАТЫВАЕМОЙ ТЕМЕ. ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Мировая энергетика уже около лет использует технологические перепады давления транспортируемого природного газа. Начиная с х годов прошлого столетия, на ряде газораспределительных станций и газорегуляторных пунктов промышленных предприятий Западной Европы, США, а также других стран, стали успешно эксплуатироваться установки, цель которых использование избыточного давления транспортируемого природного газа для получения электрической энергии. Эти установки получили название детандергенераторные агрегаты. На сегодняшний день некоторые западные фирмы , и др. Промышленность России и стран СНГ также начинает осваивать выпуск турбодетандеров. Детандеры были известны давно и широко использовались в криогенной технике для получения низких температур , однако их назначением в криогенных установках является именно получение низких температур, но не производство электроэнергии. Детаидергенераторный агрегат представляет собой устройство, в котором энергия потока транспортируемого природного газа преобразуется сначала в механическую энергию в детандере, а затем в электрическую энергию в генераторе.