Оптимизация параметров и схем ТЭЦ с новой котельной технологией газификации угля в расплаве шлака

• Автор: Вихман, Олег Александрович
• Шифр специальности: 05.14.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 113 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. НАУЧНОТЕХНИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ПРИМЕНЕНИЯ НА ТЭЦ НОВОЙ КОТЕЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ГАЗИФИКАЦИИ УГЛЯ В РАСПЛАВЕ ШЛАКА

1.1. Предпосылки использования технологий газификации угля в составе

тепловых электростанций.

1.2. Технологическая схема ТЭЦ с ТГР в составе ТЭЦ.

1.3. Режимные и экологические параметры ТГР

1.4. Выводы и задачи исследования

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Системный эксергетический подход

2.2. Определение системной экономии топлива при приведении

вариантов ТЭЦ к одинаковому эксергетическому эффекту.
2.3. Учет надежностных и режимных показателей
2.4. Вероятностный критерий техникоэкономической эффективности
2.5. Определение расхода топлива на котел с ТГР
2.5. Выводы
ГЛАВА 3. СИСТЕМНЫЙ ЭКСЕРГ ЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ТЭЦ С ТГР.
3.1. Эксергетическая эффективность ТЭЦ с ТГР.
3.2. Режимные показатели.
3.3. Схемнопараметрические решения по энергоблокам ТЭЦ с ТГР
3.4. Анализ показателей экссргетической эффективности ТЭЦ С ТГР
3.5. Выводы
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТЭЦ С ТГР.
4.1. Техникоэкономическая эффективность теплофикационных энергоблоков с ТГР.
4.2. Влияние системных факторов на эффективность ТЭЦ с ТГР.
4.3. Оценка коммерческой эффективности энергоблоков с ТГР
4.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Использование схемы с предвключенными реакторами газификации для паротурбинных энергоблоков малоэффективно из-за дополнительных эксерге-тических потерь в реакторе (которые могут составлять . КПД энергоблока по сравнению с энергоблоком с традиционной схемой меньше на %. Поэтому для паротурбинного энергоблока более перспективна схема с совмещенным реактором газификации. Совмещенный реактор по сути является частью котла, а его материальный и энергетический балансы входят в материальный и энергетический балансы котла. КПД котла с таким реактором имеет значения, характерные для пылеугольных котлов, и может достигать . В совмещенной схеме в составе котла теплофикационного паротурбинного энергоблока, могут использоваться реакторы газификации угля в неподвижном и кипящем слое, потоке, золошлаковом расплаве. Технологическая готовность реакторов газификации достаточно высока. Реакторы разработаны фирмами Лурги [5, , , 2], Бритиш Газ Лурги [2, 2 - 4, 9], работают на ТЭС Келлерман [, ]. В качестве топлива используется слабоспекающийся уголь с зольностью до % и влажностью %. Уголь газифицируется в пяти реакторах (четырех рабочих и одном резервном), работающих под давлением 2 МПа. Производительность каждого реактора по углю т/ч. Кроме того, построено несколько реакторов Лурги производительностью по углю ,5. Процесс газификации в них идет при давлении 2,5 МПа []. В США эксплуатируются реакторы Лурги суммарной производительностью 0 т/ч (по углю) [2]. Реакторы типа Лурги разрабатываются фирмами Флюор (на воздушном дутье), Стоун и Вебстер (на кислородном дутье), Дженерал-Электрик (на воздушном дутье) []. Развитием реакторов этого типа является система Бритиш Газ Лурги с жидким шлакоуда-лением [4]. Такой реактор (производительностью т/ч по углю) эксплуатируется на ТЭС в Вестфилде (Шотландия) [2]. Реакторы Бритиш Газ Лурги устойчиво работают в пределах нагрузок . Их КПД составляет . В Западной Пенсильвании фирмой Всстингауз [5] пущен реактор кипящего слоя на воздушном дутье под давлением 1,8 МПа производительностью т/ч. Такие реакторы используются фирмами Рейнбраун, Келлог Раст-Вестингауз (KRW) [, 2, 6, 9]. В ФРГ эксплуатируется реактор Винклера с парокислородным дутьем [6]. В реакторе фирмы Бритиш Коал [0, 3, 8] газификация угля идет в кипящем слое с паровоздушным дутьем. В реакторе и-газ фирмы Тампелла [9] газификация дробленого угля производится в циркулирующем кипящем слое на воздушном дутье. На ТЭС Трэси используется реактор технологии Келлог Раст-Вестингауз производительностью т/ч (по углю). Процесс осуществляется в циркулирующем кипящем слое [, ]. Применительно к ТЭС проработаны реакторы газификации бурого, каменного угля, антрацитового штыба, на кислородном и воздушном дутье, в кипящем и насыщенном слое [6, , ]. По прямоточному принципу работают реакторы Копперс-Тотцека [, ]. В них используются все виды углей. Сегодня по методу Копперс-Тотцека в мире работают реакторов при атмосферном давлении. Наибольшая их производительность по углю - т/ч [8]. В году принят в эксплуатацию реактор Пренфло фирмы Крупп Коп-перс, где процесс идет при кислородном дутье под давлением 3 МПа[0]. Процесс газификации в потоке под давлением до 5 МПа разрабатывается фирмой Тексако. Еще в году в Моргентау был пущен реактор 3,7 т/ч (по углю) под давлением 2,5 МПа [5]. Реактор производительностью 6 т/ч по методу Тексако эксплуатируется с начала года в Оберхаузене []. Шелл, УЕУ [2, 3, 4]. Используется кислородное дутье. На ТЭС Буггенум (в Хьюстоне) в году пущен реактор фирмы Шелл [3]. Его КПД составляет . Дутье - парокислородное [, 1]. Такой же реактор работает на ТЭС Демколек [, 5]. Реактор Пренфло производительностью т/ч работает на ТЭС мощностью 4 МВт [5]. В реакторе вБР [0] газификация угольной пыли осуществляется на воздушном дутье. Технология газификации в прямоточных реакторах разрабатывается фирмой Тексако свыше лет [4]. В настоящее время в эксплуатации находятся более реакторов Тексако [5]. На ТЭС Кул Уотер [2, 4, 2, 4, 7] в реакторе газифицируется т/ч угля.