Исследование влияния климатических условий и типа ГТУ на выбор структуры тепловых схем парогазовых ТЭЦ утилизационного типа

• Автор: Дудолин, Алексей Анатольевич
• Шифр специальности: 05.14.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 190 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПО СОЗДАНИЮ ПГУТЭЦ С КУ И РАБОТ ПО ОПТИМИЗАЦИИ СТРУКТУРЫ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ

1.1. Актуальность создания парогазовых энергоблоков с котламиутилизаторами .

1.2. Проблемы и особенности работы тепловых схем теплофикационных парогазовых энергоблоков с котламиутилизаторами

1.3. Опыт разработок и применения парогазовых теплофикационных энергоблоков.

1.4. Обзор работ по методикам расчета и оптимизации структуры схем ПГУТЭЦ с котламиутилизаторами

1.5. Постановка задачи и цели исследования

ГЛАВА 2. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ УЧЕТА КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ПРИ РАСЧЕТЕ СХЕМ ПГУТЭЦ С КОТЛАМИУТИЛИЗАТОРАМИ

2.1. Исследуемые типы тепловых схем ПГУТЭЦ с КУ и обоснование их выбора

2.2. Выбор климатических регионов и влияния их характеристик

на график тепловых нагрузок ПГУТЭЦ.

2.3. Способы покрытие графика тепловой нагрузки в схемах ПГУТЭЦ утилизационного типа.
2.4. Определение показателей тепловой экономичности теплофикационных ПГУ утилизационного типа с учетом влияния климатических факторов.
2.5. Алгоритм расчета тепловых схем утилизационных ПГУТЭЦ с учетом влияния климатических особенностей регионов
2.6. Основы методические положения и алгоритм сравнения вариантов парогазовых ТЭЦ
2.7. Описание программных продуктов
2.8. Выводы по второй главе
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ НА РАБОТУ ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СХЕМ ПГУТЭЦ С КОТЛАМИУТИЛИЗАТОРАМИ
3.1. Выбор типа ГТУ и анализ влияния климатических условий
на их характеристики.
3.2. Влияние типа ГТУ на работу котлаутилизатора
3.3. Исследование влияния климатических условий и типа ГТУ
на выбор режима проектирования котлаутилизатора
3.4. Анализ влияние климатических условий и типа ГТУ на работу паротурбинной установки
3.5. Влияние климатических условий на показатели тепловой экономичности парогазовых ТЭЦ утилизационного типа.
3.6. Выводы по третьей главе
ГЛАВА 4. ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМА ОТПУСКА ТЕПЛОТЫ ОТ ОБОРУДОВАНИЯ ПГУТЭЦ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТИПА ГТУ И КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ
4.1. Проблема оптимизации режима отпуска тепла ПГУТЭЦ
4.2. Номограмма годовых показателей работы вариантов ПГУ
ТЭЦ при различных режимах отпуска тепла
4.3. Основные методические положения построения номограммы годовых показателей работы вариантов ПГУТЭЦ при различных режимах отпуска тепла.
4.4. Использование номограммы годовых показателей работы вариантов ПГУТЭЦ
4.5. Выводы по четвертой главе.
ГЛАВА 5. ОЦЕНКА ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТЫ ПГУТЭЦ С КОТЛАМИУТИЛИЗАТОРАМИ ПРИ УЧЕТЕ ВЛИЯНИЯ КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ И ТИПА ГТУ
5.1. Особенности определения прибыли от строительства ПГУТЭЦ с котламиутилизаторами по системному эффекту
5.2. Оценка стоимости строительства вариантов ПГУТЭЦ утилизационного типа
5.3. Оценка экономической эффективности инвестиционного проекта
5.4. Анализ чувствительности показателей экономической эффективности вариантов строительства ПГУТЭЦ утилизационного типа
5.5. Выводы по пятой главе.
ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Выполненные к настоящему времени расчетные исследования по эффективности использования РТУ в системах теплоэлектроснабжения в зависимости от концентрации тепловых нагрузок и режимов работы энергоустановок показывает, что ПГУТЭЦ с КУ имеют большую эффективность использования тепла топлива по сравнению с ПТУ и ГТУТЭЦ на базе агрегатов одинаковых типов. При этом, по мере роста числа часов использования установленной мощности увеличивается преимущества ПГУТЭЦ возрастают. Вследствие этого парогазовые ТЭЦ предпочтительны для длительной тыс. Теплофикационные парогазовые энергоблоки с котламиутилизаторами, общая структурная схема которых представлена на рис. Рис. Общая структурная схема ПГУТЭЦ утилизационного типа ПВК пиковый водогрейный котел
термодинамической системой сочетающей в себе два термодинамических цикла Брайтона и Ренкина. Основными составляющими элементами парогазовой ТЭЦ с КУ являются газотурбинная установка, теплообменный аппарат, где утилизируется часть теплоты уходящих газов, паротурбинная установка и теплообменные аппараты для нагрева сетевой воды. Термодинамический процесс цикла парогазовой ТЭЦ показан на рис. Термодинамические процессы рабочих тел парогазовой установки образуют в совокупности парогазовый цикл, состоящий из двух частей газовой и паровой. Параметры давление и температура генерируемого пара напрямую зависят от температуры газов за газовой турбиной. Возникает зависимость параметров пара от параметров наружного воздуха и режима работы ГТУ нагрузки. Отсюда следуют некоторые особенности работы теплофикационных парогазовых энергоблоков утилизационного типа под которыми подразумеваются факторы влияющие как на количественные, так и на качественные показатели энергоблоков. Рис. А1ч и АГц работа теплофикационных частей газового цикла АК работа раздельной час
ти газового цикла Ьц ,ЬЦ работа паровых циклов, приведенная к 1 кг рабочего тела газового цикла. ТФЭ, Б1 и Б2. ПГУТЭЦ. Основным элементом тепловой схемы ПГУ является газотурбинная установка, которая определяет режим работы всего оборудования энергоблока и по отношению к которой оптимизируются все технические решения. Однако газотурбинная установка в силу своей специфики имеет некоторые особенности связанные с постоянным изменением характеристик под воздействием атмосферных факторов. В процессе эксплуатации ГТУ непрерывно изменяются параметры забираемого из атмосферы воздуха. В результате, в годовом разрезе при изменении прежде всего температуры наружного воздуха параметры выхлопных газов ГТУ мощность, расход, температура, энтальпия существенно меняются. Так на на рис. ГТУ зарубежного производства в широком
1. Рис. ГТУ 2 изменение расхода выхлопных газов ГТУ 3 изменение электрического КПД ГТУ 4 изменение температуры выхлопных газов. Из приведенных зависимостей видно, что некоторые характеристики ГТУ меняются более, чем на по сравнению с базовым режимом, за который принималась температура наружного воздуха равная С. Во всех случаях при изменении давления, влажности или температуры наружного воздуха изменяется его плотность. Уменьшение плотности снижает весовой расход воздуха, забираемого компрессором из атмосферы, в результате чего уменьшается мощность ГТУ и изменяются все ее характеристики. Дополнительные потери давления воздуха на входе в компрессор Дрвх также воздействуют на работу установки. К таким потерям относятся потери в воздушных фильтрах, шумоглушителях, элементах антиобледенительной системы и др. На рис. ГТЭ0 представлены относительные изменения параметров ГТУ в зависимости от аэродинамического сопротивления воздухоприемного устройства. При работе газотурбиной установки в составе ПГУ большое значение имеет аэродинамическое сопротивление котлаутилизатора, связанных с ним газоходов и т. Арвых. На рис. ПГУ. Следует отметить, что указанный фактор необходимо учитывать при рассмотрении работы энергетического модуля ГТУКУ в составе ПГУ в годовом разрезе, т. Арвых. Следующей особенностью ПГУТЭЦ является зависимость работы котлаутилизатора от характеристик ГТУ В отличии от паротурбинных ТЭЦ, где паровой котел позволяет путем регулирования подачи топлива обеспечить широкий диапазон изменения паропроизводительности при требуемых параметрах пара, котелутилизатор в составе ПГУТЭЦ играет достаточно пассивную роль. Стр.