Разработка и исследование тепловых схем парогазовых установок с использованием теплоты от мусоросжигательных заводов

• Автор: Штык, Оксана Александровна
• Шифр специальности: 05.14.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 151 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ С УТИЛИЗАЦИЕЙ ТБО. В МИРЕ.

ОБЗОР ТЕПЛОВЫХ СХЕМ. ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭКОНОМИЧНОСТИ И ПРИМЕНЯЕМЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПРИ УТИЛИЗАЦИИ ТБО.

1.1. Состояние с утилизацией ТБО в мире.

1.2. Обзор вариантов МСЗ, применяющих следующие технологии термической переработки ТБО сжигание ТБО в кипящем слое, пирогазификацию и термическую переработку в шлаковом расплаве
1.3. Особенности устройства современных МСЗ, использующих метод сжигания ТБО на колосниковой рештке.

1.4. Обзор тепловых схем МСЗ России.

1.5. Анализ традиционных технических решений, улучшающих экологические и технические показатели МСЗ, сжигающие ТБО в топках на колосниковых решетках

1.6. Опыт применения парогазовой технологии при утилизации ТБО на МСЗ зарубежом.

1.6.1. Обзор действующих МСЗ Японии, где используется парогазовая технология

1.6.2. Обзор параметров действующих МСЗ Европы, где используется парогазовая технология.
1.7. Обзор работ по исследованию энергетических показателей схем МСЗ ПГУ
1.8. Постановка задачи и цели исследования
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ТЕПЛОВЫХ СХЕМ МСЗ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПАРОГАЗОВОЙ
ТЕХНОЛОГИИ
2.1. Особенности расчта тепловых схем комбинированных установок МСЗПГУ
2.2. Тепловая схема и расчт электрического КПД базовой модели МСЗ.
2.3. Обоснование выбора тепловых схем МСЗ ПГУ
2.4. Выводы по второй главе.
ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ
ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПГУ, КОМБИНИРОВАННЫХ С УТИЛИЗАЦИЕЙ ТБО НА МСЗ
3.1. Схемы тепловых и энергетических потоков МСЗ ПГУ. Определение показателей тепловой экономичности МСЗПГУ.
3.2. Особенности определения показателей тепловой экономичности МСЗ ПГУ с учетом затрат энергии на собственные нужды
3.3. Выводы по третьей главе.
ГЛАВА 4. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА
ТЕПЛОВЫХ СХЕМ МСЗ ПГУ на ЭВМ
4.1. Алгоритм расчета тепловых схем МСЗ ПГУ с помощью компьютерных средств и его особенности
4.2. Алгоритм расчета газотурбинной установки.
4.2.1. Алгоритм расчета компрессора ГТУ.
4.2.2. Алгоритм расчета камеры сгорания ГТУ.
4.2.3. Алгоритм расчета газовой турбины.
4.3. Алгоритм расчета котла утилизатора.
4.3.1. Алгоритм расчета пароперегревателя.
4.3.2. Алгоритм расчета испарительной части котла
утилизатора
4.4. Алгоритм расчета паротурбинной установки
Алгоритм расчета парового котла МСЗ.
4.5. Алгоритм расчета энергетических показателей
4.6. Выводы по четвртой главе.
ГЛАВА 5 ИССЛЕДОВАНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭКОНОМИЧНОСТИ ПГУ, КОМБИНИРОВАННЫХ С МСЗ
5.1. Сравнительный анализ выбранных схем, основанный
на определении электрического КПД.
5.2. Сравнительный анализ выбранных схем, основанный
на определении КПД реконструкции
5.3. Анализ влияния характеристик элементов ПГУ на показатели тепловой экономичности блока МСЗПГУ
5.3.1. Исследование параметров и структуры схемы 1 комбинированной установки МСЗ ПГУ с КУ с перегревом утилизированного на МСЗ пара
5.3.2. Исследование параметров и структуры схемы 2 комбинированной установки МСЗ ПГУ с КУ с перегревом утилизированного на МСЗ пара, с впрыском пара в КС ГТУ.
5.3.3. Исследование параметров и структуры схемы 3, параллельной комбинированной установки МСЗ ПГУ с КУ без перегрева утилизированного на МСЗ пара с впрыском пара от КУ в КС ГТУ
5.4. Сравнение показателей тепловой экономичности различных схем МСЗПГУ
5.5 Выводы по пятой главе.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ
АК Аккумулятор конденсата
АСУ Автоматическая система управления
ВВ Вторичный воздух
ВП Воздухоподогреватель
Д Деаэратор
ДК Дожимной компрессор
ГПК Газовый подогреватель конденсата
гт Газовая турбина
ГТУ Газотурбинная установка
И Испарительная поверхность котлаутилизатора
ИВ Источник воды
ИНКВ Избирательное не каталитическое восстановление
ИКВ Избирательное каталитическое восстановление
к Конденсатор
КВОУ Комплексная воздухоочистительная установка
КН Конденсатный насос
КС Камера сгорания газотурбинной установки
кпд Коэффициент полезного действия
МПЗ Мусороперерабатывающий завод
мсз Мусоросжигательный завод
МСУ Мусоросжигательная установка
ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


МСЗ Средний объм ТБО на единицу МСЗ, тыс. Нормы выбросов по диоксинам, нгм3 за г. Япония И 0. Швеция 3. Германия . США 7 8 3 0. Голландия 5 0. Канада 5 0. Россия 3. Зарывание ТБО на полигонах не является экономически и экологически оправданным мероприятием. Один из перспективных путей решения проблемы утилизации ТБО в городах как показывает международный опыт это обезвреживание отходов термическими методами. В мире существует большое количество вариантов термического уничтожения отходов 2,4. Традиционное сжигание ТБО на колосниковых решетках занимает в некоторых странах существенное место в общем балансе обезвреживания ТБО. Менее распространенны другие термические методы обезвреживания бытового мусора сжигание в шлаковом расплаве, плазменное сжигание и пиролиз. Обзор вариантов МСЗ, применяющих следующие технологии термической переработки ТБО сжигание ТБО в кипящем слое, пирогазификацию и термическую переработку в шлаковом расплаве. Зарубежный опыт показывает, что для сжигания ТБО в кипящем слое и шлаковом расплаве пригодны не только твердые бытовые, но и отходы любого качества 5,. К положительным качествам данного типа утилизации отходов относится также возможность связывать некоторые виды вредных веществ, образующихся при сжигании, путем введения в слой различных добавок. Основным недостатком технологии сжигания ТБО в кипящем слое является более тщательная по сравнению со слоевыми топками подготовка отходов. На ряде опытных и полупромышленных установок в России, Германии, Великобритании, США и других странах изучается возможность использования пиролиза и газификации для термической переработки отходов. Пурвокс. Низкотемпературный пиролиз в настоящее время внедрен на некоторых мусороперерабатывающих заводах МПЗ отечественного производства. Опыт эксплуатации МПЗ и опытнопромышленных пиролизных установок показывает, что этот метод целесообразно применять для термической переработки ТБО лишь в том случае, если в результате получается ценное сырье пирокарбон, смолы, синтетические жидкие и газообразные топлива. Использование низкотемпературного пиролиза только для обезвреживания ТБО с последующей утилизацией тепла, получаемого от сжигания пиролизного газа, не столь эффективно, как непосредственное сжигание отходов. Вопервых, при пиролизе образуется приблизительно на больше отходов, подлежащих удалению на свалку, чем при сжигании. Ряд отечественных фирм и организаций предлагают проекты установок, в основе которых лежит идея переработки ТБО в шлаковом расплаве с использованием промышленной металлургической печи ,. Основное преимущество предлагаемых методов обезвреживания ТБО по сравнению с технологией МСУ, заключается в том, что процесс обезвреживания отходов происходит при высокой температуре С, в этом случае гарантируется отсутствие образования диоксинов и фуранов. Институтом Гинцветмст разработана и запатентована экологически чистая безотходная технология переработки ТБО, превосходящая по своим показателям зарубежные аналоги. Технология, основанная на переработке ТБО в барботируемом расплаве шлака, прошла практическую апробацию в виде крупномасштабных испытаний на специально переоборудованной печи. Проведенными испытаниями показано, что на выходе пылегазового потока из печи практически отсутствуют диоксины и другие высокотоксичные соединения. Строительство предлагаемых мусоросжигательных станций, широко распространенных во многих странах мира, может решить довольно трудную проблему обезвреживания бытового мусора, одновременно удовлетворяя энергетические нужды какоголибо района города. Однако необходимо отметить, что выбор способа технического перевооружения ТЭС должен осуществляться на основании глубокого детального анализа технических возможностей модернизируемого объекта, с учетом конкретных возможных условий проведения работ и, что важно, условий финансирования этих работ. Однако на сегодняшний день указанные способы термообработки ТБО требуют высоких энергозатрат и характеризуются выделением значительного количества вторичных ТБО табл.