Совершенствование выбора тепловых схем и параметров одноцелевых утилизационных парогазовых установок

• Автор: Мельников, Юрий Викторович
• Шифр специальности: 05.14.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 207 с. : ил.

1.1. Анализ исторического развития парогазовой технологии

1.2. Термодинамические основы парогазовых циклов

1.3. Обзор существующих тепловых схем конденсационных

парогазовых установок с котломутилизатором.

1.4. Обзор работ по исследованию и оптимизации схем и

параметров ПГУКЭС с КУ.

1.5. Постановка задачи и цели исследования

Глава 2. Анализ технических решений по внедрению ПГУ

утштзационного типа в России

2.1. Анализ путей модернизации и реконструкции оборудования

действующих ТЭС на основе парогазовых технологий

2.2. Оценка эффективности замены блоков мощностью 0 МВт
блоками ПГУ5.
2.2.1. Методика расчетов тепловых схем ПГУ
2.2.2. Анализ результатов балансовых расчетов схемы ПГУ5.
2.2.3. Результаты проектирования котлаутилиза гора.
Компоновочные решения
2.3. Оценка создания трхвалыюго дубльблока ПГУ0 при
реконструкции блоков 0 МВт
2.3.1. Опенка возможности применения ГТУ фирм i, , iii, i.
2.3.2. Анализ технических ограничений при использовании паровой турбины К0,5.
2.3.3. Компоновочные решения
2.4. Одновальные блоки ПГУ0 на основе ГТУ i
и .
2.4.1. Анализ результатов балансовых расчетов схемы ПГУ0.
2.4.2. Компоновочные решения
2.5. Выводы по главе.
Глава 3. Численное исследование переменных статических режимов
работы ПГУ
3.1. Постановка задачи.
3.2. Алгоритм исследования показателей ПГУ на частичных
нагрузках.
3.3. Разработка климатических и разгрузочных характеристик
ГТУ по данным фирмпроизводителей.
3.3.1. Расчет характеристик ГТУ 5 i на основе имеющейся регрессионной модели аналогичных ГТУ.
3.3.2. Расчет характеристик ГТУ 5 i на основе регрессионных моделей
3.3.3. Расчет характеристик на основе регрессионных моделей
3.4. Разработка модели парового котлаутилизатора
3.5. Разработка модели ПТУ и синтез моделей ГТУ, ПТУ и КУ в
модель единого энергоблока.
3.5.1. Особенности интеграции модели КУ в модель ПГУ.
3.5.2. Алгоритм построения тепловой схемы энергоблока
3.6. Расчет тепловой схемы энергоблока на номинальный и
переменные режимы работы.
3.7. Результаты исследования режимов работы моноблоков ПГУ
3.7.1. Анализ режимов работы ПГУ0 с ГТУ
3.7.2. Анализ режимов работы ПГУ0 с ГТУ .
3.7.3. Сравнение эффективности работы моноблоков ПГУ
на базе ГТУ фирм i и
3.7.4. Оценка применения дожигания для ПГУ с 5.
3.7.5. Сравнение показателей ПГУ и ПТУ в режимах сниженных нагрузок.
3.8. Исследование режимов работы дубльблоков ПГУ.
3.8.1. Особенности регулирования нагрузки на дубльблоках ПГУ по сравнению с моноблоками.
3.8.2. Анализ режимов работы ПГУ5.
3.9. Выводы по главе
Глава 4. Оптимизация параметров и схем ПГУ
4.1. Задачи выбора оптимальных параметров ПГУ.
4.2. Оптимизация параметров двухконтурньтх ПГУ
4.2.1. Двухкотггурпая ПГУ с ГТУ
4.2.2. Двухконтурная ПГУ с ГТЭ0 V.2.
4.2.3. Выводы
4.3. Результаты выбора оптимальных параметров грехконтурных ИГУ с учетом режимных и технических ограничений
4.4. Сравнительная оценка результатов оптимизации параметров трехконтурных ГТГУс результатами оптимизации параметров паротурбинных блоков на суперсверхкритические давления пара.
4.5. Выводы и рекомендации
Основные результаты и выводы
Сп исок л итературы.
Приложения
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Результаты расчетов тепловых схем ПГУ0 на
основе мощных ГТУ фирм . i, iii
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Результаты исследований показателей ПГУ5 на частичных нагрузках при изменении температуры наружного воздуха
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Результаты оптимизации двухконтурных ПТУ с
ГТУ i и ОАО Силовые машины.
4.5.1. ПГУ с i схема без промперегрева
4.5.2. ПГУ с i схема с промперегревом
ПГУ0 с ГТЭ0 ОАО Силовые машины.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ


Было признано целесообразным развивать генерацию в электроэнергетике на основе масштабного строительства мощных конденсационных и теплофикационных блоков сверхкритических параметров е годы XX в. РБМК и ВВЭР, особенно в европейской части ЕЭС е годы XX в. Среди перспективных технологий в генерации на органическом топливе был отдан приоритет МГДгенераторам . Наряду с определенными положительными последствиями такого решения , специалисты отмечают и целый ряд отрицательных проблема снижения маневренности ЕЭС, нарастающая физическая изношенность оборудования большинства ТЭС и др. К числу последствий этого решения относится и явное отставание СССР в развитии ГТУ и ПГУ, особенно ярко проявившееся в х годах XX в. СССР. В результате, КПД лучшей советской газовой турбины ГТЭ0 I3 находился на уровне , что хуже показателей современных ей турбин или i примерно на 3. Как следствие, по словам В. Я. Рыжкина . ПТУ имеют КПД до , а проектируемые до . Лучшие мировые показатели КПД ПГУ в то время находились на уровне . Важнейшим импульсом к развитию ПГУ и ГТУ в других странах мира послужил глобальный энергетический кризис х годов. В условиях резко возросших цен на энергоносители парогазовая технология как и многие другие энергосберегающие стала востребованной на мировом рынке, что побудило энергомашиностроительные компании к значительным вложениям в НИОКР в этой области. За с годы в мировом газотурбостроении сменилось несколько поколений агрегатов. Начальная температура газа выросла с С до С и выше. В результате этого была преодолена граница С, за которой наиболее эффективным типом парогазовой установки становится не ПГУ с ВПГ или НПГ, а ПГУ с котломутилизатором КУ. По указанным выше причинам отечественная энергетика, как и ЦКТИ, оказались не готовы к смене направления развития высокоэкономичных ГГГУ с КУ, по которым имевшийся в те годы теоретический и практический задел был подкреплен проектами установок . В течение х годов XX века развитие ГТУ и ПГУ в мире пережило настоящий бум. Рис. С. Другие крупнейшие энергомашиностроительные компании совершили аналогичный технологический рывок , , , . В качестве примера на рис. В целом, как отмечает ведущий американский специалист Мейерван Бойс , за последние лет XX века КПД ГТУ вырос с до . АСУТП с прямым измерением температур в начале цикла повышение надежности эксплуатации. В настоящее время на мировом рынке широко представлены , , стационарные мощные энергетические ГТУ нового поколения с КПД и конвертированные мощностью до МВт с КПД выше с температурой газа перед ротором турбины более С в ГТУ фирм США и С в ГТУ европейских производителей. Максимальная мощность новых перспективных ГТУ составляет 0 0 МВт для работы с частотой Гц и 5 0 МВт с частотой Гц. Эти ГТУ при работе на газе в составе ПТУ обеспечивают КПД конденсационных ПГУ до при воздушном охлаждении лопаточных аппаратов ГТУ и около при их паровом охлаждении. Такие ГТУ и ПГУ на мировом рынке появились, а работы по созданию еще более эффективных ПГУ с КПД, превышающим , были продолжены вследствие острой конкуренции, стремления к расширению рынков сбыта, тенденции ресурсосбережения, повышения стоимости топлива и введения экологических законов. В табл. ГТУ. Таблица . Производитель Количество выпушенных I ТУ, Стоимость выпушенных ГТУ. Высокие техникоэкономические показатели газовых турбин и ПГУ нового поколения фирм США достигаются прежде всего за счет применения сверхвысоких начальных температур газа до С. Г ТУ и ПГУ v i . Технические характеристики мощных зарубежных ГТУ и ПГУ нового поколения приведены в табл. Дальнейшее повышение начальной температуры газа и некоторое усложнение парового контура открывают перспективы повышения экономичности ПГУ с ГТУ этого типа до . Крупного успеха в создании и внедрении в коммерческую эксплуатацию высокоэкономичных парогазовых установок большой мощности с показателями, близкими к планируемым программой, добилась известная европейская компания объединенная с АВВ. Таблица . КПД ГТУ, . Расход газа за ГТУ. Таблица . КПД ГТУ, .