Повышение эффективности ТЭЦ-ПВС металлургического комбината при использовании парогазовых установок

• Автор: Яворовский, Юрий Викторович
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 167 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Аналитический обзор и поаановка задачи

1.1. Современное состояние вопроса построения, исследования и

оптимизации топливноэнергобаланса металлургического комбинат

1.2. Современное сосюяние вопроса математического моделирования и оптимизации исючника энерюснабжения промышленного предприятия

1.3. Парогазовые технологии на современном этапе развития

энергетики

1.4. Постановка задачи

ГЛАВА 2. Построение математических моделей ПГУВГЭР, ТЭЦ ПВС и математической модели усредненного металлургического комбината

2.1. Описание математической модели ПГУВГЭР

2.1.1. Описание математической модели ГТУ
2.1.2. Описание матсмат ичсской модели котлаутилизатора
2.1.3. Моделирование еплофизических свойств воды и
водяного пара
2.1.4. Математическое описание рабош епловой схемы
паровой турбины ПГУВГЭР
2.1.5. Методика упрощенных расчетов показателей
ушлизационных и сбросных схем ПГУВГЭР
2.2. Интеграция математической модели ТЭЦПВС с ПГУВГЭР в
расчет энергобаланса металлургического комбината
2.3. Постановка задачи схемнопараметрической оптимизации
ТЭЦПВС в рамках рассмотрения полною энергобаланса металлур1 ического комбината
2.4. Критерии оптимизации энсрютехнологической системы,
включающей ТЭЦПВС, в рамках полного энергобаланса мегаллур1 ического комбината
2.5. Особенности применения мсюдон ошимизации в задачах
оптимизации металлургических и теплоэнергетических процессов
2.6. Краткое описание применяемого метода оптимизации ЭБРЭ
Метод прямого поиска возможных направлений
2.7. Поиск глобального оптимума на базе мноюкрагного поиска локальных оптимумов
Выводы
ГЛАВА 3. Расчетнотеоретическое исследование характеристик ГТУ
и ПГУ, работающих на ВГЭР металлург ическото комбината
3.1. Особенности применения парогазовых технологий в условиях
металлургического комбината
3.2. Характеристики доменно о аза
3.3. Характеристики коксового газа
3.4. Характеристики конвертерно о г аза
3.5. Характеристики простого цикла ГТУ при работе на различных топливах
3.6. Характеристики ГУ с котлом утилизатором ПГУКУ при 0 работе на различных азоньх топливах
Выводы
ГЛАВА 4. Оптимизация схемпопарамерических решений ТЭЦПВС 5 металлургичсскот о комбината
4.1. Структура топливноэнергетическою баланса
мегаллуртического комбината
4.2. Тонливноэнерютическис балансы зарубежных
металлургических заводов
4.3. Топливноэнергетический и материальный балансы 5 усредненного металлургическою комбинат
4.4. Схемнопараметрическая оптимизация энергоснабжения
усредненного металлургическою комбината на базе
традиционных паротурбинных установок по критерию
минимума потребления топливноэнерюшческих ресурсов
4.5. Схемнопараметрическая оптимизация энергоснабжения
усредненною металлур ического комбината на базе
традиционных паротурбинных уаановок по критерию
минимума затрат на топливноэнергетические ресурсы
4.6. Схемнопараметрическая ошимизация энергоснабжения
усредненного металлургическою комбинат на базе НГУВГЭР
по кртерию минимума пофсблспия топливноэнергетических ресурсов.
4.7 Схемнопараметрическая ошимизация энергоснабжения
усредненного металлургического комбинат на базе ПГУВГЭР
по критерию минимума затрат на топливноэнсрютические ресурсы.
4.8 Схемнопараметрическая оптимизация энерюснабжения
усредненною металлур ическою комбината на базе ПГУВГЭР
по критерию минимума зафаг па гонливноэиерютические ресурсы в условиях увеличения стоимости природною газа.
4.9. Схемнопараметрическая он I имизация энергоснабжения 9 усредненною металлургическою комбинат на базе ПГУВГЭР по критерию минимума суммарных интегральных затрат.
Выводы
Выводы по работе
Литература


При внедрении энерготехнологических мероприятий, позволяющих снизить энергомкость продукции, необходимо помнить, что металлургический комбинат полною цикла это сложная энерготехнологическая иерархически многоуровневая система 3, 4, с большим количеством внешних и внуфенних связей, которая не может непосредственно подвергаться эксперименту. Исследование таких систем возможно юлько на основе математического моделирования и последующего вычислительного эксперимента 5, 6, 7. Основой исследования таких систем является построение полного топливноiетического баланса всего металлургического комбината. Несмотря на то, что в настоящее время уже общепризнанно упзерждение о необходимости применения сиаемиою подхода при рассмотрении задач, связанных с формированием юнливноэнергетических балансов промышленных производств 1, каким является металлургический комбинат, рабог, посвященных анализу всей энерг о технологи ческой системы металлургического комбината как единою целою, практически нет. Известен ряд публикаций труды ученых Центрэнергочермет, МЭИ, УкрГИПРОМЕЗ, ПМстАУ, посвященных вопросам исследования топливноэнеретическою баланса металлургического комбината полного цикла на основе сиаемиою подхода 1,7, , ,. В работе 1 сделана попытка охватить все производства меаллургического комбината, иосроив единую картину производства на основе удельных показаелей. Наряду с мпожесвом интересных результатов и большим количеством данных, полученных с производств, работа имеет ряд недостатков на что указывают и сами авюры. Наиболее существенным недостатком является невысокая степень разработки детализации вопросов, связанных с математическим описанием произволе в и энергетики. Использование удельных показателей в настоящее время широко вошло в практику расчетов на предприятиях, и ем не менее, оно дает очень слабое представление о реальном функционировании производств металлургического предприятия и, как показывает опыт, приводит к существенным просчетам. Однако это нисколько не умаляет заслуги авторов работы. Безусловно, такую задачу трудно решить в рамках одной работы, а сама идея применения системною подхода для решения подобных задач абсолютно правильна. В работах 6, рассматриваются методы построения энергобаланса металлургического комбината на основе решения систем линейных уравнений. Ошибочность такого подхода в том, что делается попытка описать нелинейные процессы линейными математическими уравнениями. Время показало, что этот путь оказался тупиковым. Подход на основе статистического анализа энергетических характеристик отдельных производств и получения регрессионных зависимостей реализован в работе . Работы друюй научной группы под руководством Султангузина И. А. сотрудники научноисследовательской лаборатории кафедры Промышленных теплоэнергетических систем МЭИ и ЗАО ЛАГ Инжиниринг 7, , , , в состав которой входит автор, также базируются на системном анализе при рассмотрении производств металлургическою комбината. В.В. Сазановым, который возглавлял в эю время научноисследовательскую лабораюрию кафедры Промышленных теплоэнергетических систем и Ф. Н. Демченко, заместителем главного инженера ЦентроэнерючермеГ. Формулировка методологии и создание первых методик расчета и ошимизации были выполнены И. Л. Султангузиным. Первая профамма расчета и оптимизации энерююхнологической и теплоэнергетической систем металлургического комбината была создана совмесшыми усилиями Сулгангузина И. А и Ситаса В. И . Основным направлением работ Си Iаса В. ТЭЦ и паровоздуходувную станцию ПВС. К настоящему времени в лшера1урных иеючниках приведены различные варианты математических описаний практически всех технологических агрегатов и энергетических систем металлургическою комбинат. Точность расчтов по локальным моделям удовлегворяе фебованиям инженерных расчтов для анализа работы типовых афечагов и про нозирования работы существующего оборудования. Однако, для моделирования работы всего металлургического комбината локальные модели имеют существенный недостаток. В этих моделях не определены взаимосвязи одних технологических и энергетических агрегатов с другими. Эго не позволяет оценить их взаимное влияние. И в резульше приводит к тому, что оказывается невозможным провесIи сквозные расчты рабопл всею металлургического комбината.