Системный анализ когенераторных энергетических систем на основе применения газотурбинных технологий и использования энергоаккумулирующих веществ

• Автор: Козляков, Вячеслав Васильевич
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 268 с. : ил.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПО ПРИМЕНЕНИЮ ГАЗОТУРБИННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ПРОМЫШЛЕННОЙ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКЕ

1.1. Требования к энергетике в условиях устойчивого развития

1.2. Когснерация и се роль в решении проблем промышленной энергетики

1.3. Энергосберегающие технологии на основе применения газовых турбин.

1.4. Анализ состояния промышленности по производству теплоэнергетических установок газотурбинного типа .
1.5. Экологические проблемы вредного воздействия теплоэнергетики на окружающую среду.

1.6. Постановка задачи исследования

2. СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ КОГЕНАТОРНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ И НОВОЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ НА СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ПАРОГАЗОВОЙ ГТУ

2.1. Необходимость прогнозных технологических исследований в энергетике.

2.2. Классификация когенераторных энергетических систем и их сравнительный анализ.

2.3. Метод системного анализа когенераторных энергетических систем.

2.4. Новое техническое решение на способ получения пиковой мощности на парогазовой установке и парогазовая установка для осуществления способа
3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ ГАЗОТУРБИННОГО ТИПА
3.1. Применение математических моделей при проектировании тепловых схем теплоэнергетических установок
3.2. Математическая модель теплоэнергетического устройства газотурбинного типа
3.3. Тепловой расчет и термодинамической анализ теплоэнергетической установки газотурбинного типа с промохлажденнем и регенерацией тепла
4. ЭНЕРГОАККУМУЛИРУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКЕ
4.1. Использование энергоаккумулирующих веществ в теплоэнергетических установках .
4.2. Производство ЭАВ и токсилогическая оценка при его производстве .
4.3. Методика определения выхода пароводорода из реактора
5. ВЛИЯНИЕ ДОБАВОК ВОДОРОДА К УГЛЕВОДОРОДНОМУ ТОПЛИВУ НА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ
5.1. Перспективы внедрения водородной энергетики.
5.2. Методика учета добавок водорода на состав и энергетические характеристики углеводородного топлива
5.3. Влияние добавок водорода на экономические и экологические характеристики ТЭУ газотурбинного типа.
6. ВЛИЯНИЕ ВТОРИЧНОГО ПОДВОДА ТЕПЛА И ВПРЫСКА ВОДЯНОГО ПАРА НА ВЫРАБОТКУ ЭНЕРГИИ И ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ
6.1. Использование водяного пара для повышения эффективности выработки энергии ТЭУ газотурбинного типа.
6.2. Приближенный учет влияния впрыскивания водяного пара при вторичном подводе теплоты на характеристики ТЭУ
6.3. Влияние впрыскивания водяного пара при вторичном подводе теплоты на энергетические и экономические характеристики ТЭУ газотурбинного типа
7. НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ АККУМУЛИРОВАНИЯ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГИИ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КАМЕННОГО УГЛЯ
7.1. Применение газификации угля в теплоэнергетических установках газотурбинного типа.
7.2. Концепция водородной энергетики на основе применения газовых турбин и использования энергоаккумулирующих веществ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Таким образом, наиболее эффективная комбинированная выработка тепла и электрической энергии применяется очень ограниченно. С другой стороны, только комбинированная выработка тепла и электрической энергии обеспечит экономное использование газа и позволит реализовать Энергетическую стратегию России до года, разработанную специалистами Минэнерго и учеными РАН, без чего невозможно развитие экономики России. ГТУ. Все вышеизложенное определяет перспективность внедрения газотурбинных технологий непосредственно у потребителя, обеспечивая энергосбережение первичных энергетических ресурсов . Рис. Широкое применение ГТУ в промышленной энергетике заставляет разработчиков утилизировать тепловую энергию отработавшего газа. Например, все модели газовых турбин 2 с успехом могут применяться для установок данного типа, так как ГТУ имеют высокие параметры эффективности и температуру отработавшего газа. Эксплуатация газовой турбины в комбинации с котломутилизатором это простой способ, позволяющий перевести энергоустановку в режим когенерации, что не требует больших начальных инвестиций. Установка газовой турбиной вместо воздуходувки котла это еще один эффективный способ увеличения выработки электроэнергии и повышения электрической эффективности для существующих установок при небольших капиталовложениях рис. Например, газовая турбина фирмы специально предназначена для выработки электрической энергии и работы в составе теплофикационных установок. МВт. Эффективно и экономично работает на разнообразных видах топлива и оборудуется новейшими средствами снижения эмиссии. Одновазьная генераторная установка имеет компактную конструкцию, что существенно облегчает ее транспортировку как на объекты на суше, так и на морские платформы рис. Рис. Компактная планировка, возможность обслуживания на месте эксплуатации и надежность делают ее незаменимой для морских платформ и береговых терминалов, а также для комбинированного производства тепловой и электрической энергии. Турбина ТурЬооп особенно эффективна при эксплуатации в составе промышленных кооперационных установок, причем в этом случае ее вклад в общую эффективность установки превышает . Это достигается за счет высокого термического КПД, невысокого массового расхода рабочего тела и относительно высокой температуры отработавших газов. Кооперационные энергетические установки предназначены для совместной выработки электрической и тепловой энергии в виде пара или горячей воды. Электрическая мощность соответствует мощности газотурбинного двигателя, а величина тепловой мощности может изменяться в широких пределах за счет выбора схемы теплоутилизирующего контура парового или водяного, совместного парового и водяного, оснащенного дополнительной камерой сгорания рис. В таблице 1. НПП Машпроект3 когенерационных установок, оснащенных утилизационными приставками на давление пара бар. Ьприиу. Ьргоса. Газотурбинный двигатель. Котелутилизатор. Расходный бак питательной воды. Насос. Потребитель тепла. Рис. Таблица 1. Тип установки Мощность. КПД электрический, КИТ. ВОДОграйннм пзрз. Ы топяивн. СОО . СО0С С0 ,1 . ЮСООС ЭС0 . С 0 0 . СС 0С0 0 . С 5С0 0 0 . ОСОС 0 0 7 ООО . Одним из направлений эффективного использования топлива должны стать малые ТЭЦ, среди которых можно выделить следующие виды газотурбинные и парогазовые ТЭЦ ГТУ и ПГУ ТЭЦ и паротурбинные ТЭЦ ПТУ ТЭЦ на базе промышленных котельных. ГТУ и ПГУ ТЭЦ отличаются высокими экономическими показателями. Относительная выработка на тепловом потреблении на них в 2,5 раза больше, а удельный расход условного топлива на отпущенную электроэнергию в 1,3 раза меньше по сравнению с паротурбинной ТЭЦ. Срок окупаемости таких установок 3 4 года, а стоимость в 1,5 раза дешевле традиционных ТЭЦ. Эффективность ТЭЦ в сравнении с раздельной схемой на 1 Г кал присоединенной тепловой нагрузки для ПТУ составляет порядка 0 т. ГТУ 0 т. ПГУ т. С целью использования теряемого теплового перепада пара в котельных предусматривается установка модульных турбоагрегатов противодавленческая паровая турбина генератор различной мощности 0.