Схемно-параметрические исследования эксгаустерных пылеугольных газотурбинных ТЭЦ с внешним сжиганием

• Автор: Калошин, Антон Павлович
• Шифр специальности: 05.14.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 121 с. : ил.

Оглавление
Введение

ГЛАВА 1. ПРОБЛЕМЫ СОЗДАНИЯ ЭКСГАУСТЕРНОЙА

ГАЗОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ С ВОЗДУШНЫМ КОТЛОМ ЭГТУСВК.

1.1. Актуальность создания ЭГТУ с ВК.

1.2. Тепловые схемы ГТУ с внешним сжиганием угля

1.3.Технологическая готовность ГТУ

1.4. Технологическая готовность воздушных котлов

1.5. Выводы и задачи исследования.

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Расчет тепловых схем ЭГТУ с ВК и определение показателей

тепловой эффективности.
2.1.1.Определение внутреннего КПД турбины
2.1.2.Определение удельных расходов топлива по выработке
электро и теплоэнергии физический метод.
2.1.3. Определение удельных расходов топлива по выработке
электро и теплоэнергии эксергетический метод
2.2. Тепловой расчет воздушного котла на твердом топливе
и определение конструктивно компоновочных параметров
2.2.1. Расчет топки котла
2.2.2. Расчет радиационноконвективного подогревателя
2.2.3. Расчет водяного экономайзера
2.2.4. Методика расчета трубчатого воздухоподогревателя
2.2.5 Особенности расчета ЭГТУ ТЭЦ с применением камеры
сгорания.
2.3.Техникоэкономический критерий эффективности
2.3.1. Расчет техникоэкономических показателей оценки
эффективности энергоблока
2.3.2.Эксплуатационные издержки
2.3.3.Топливные издержки
2.3.4. Издержки на эксплуатационный и ремонтный персонал,
I издержки на ремонт
2.3.5.3атраты в экологическую инфраструктуру.
2.3.6. Затраты в резервные энергоблоки.
2.3.7. Техникоэкономический критерий эффективности
2.4. Оценка капиталовложений в ЭГТУТЭЦ.
2.4.1. Стоимость ГТУ.
2.4.2. Капиталовложения в ТВП1,2 и в воздушный котел.
2.4.3. Капиталовложения в технические системы и сопутствующее
оборудование.
2.5. Выводы.
ГЛАВА 3. КОМПЛЕКСНЫЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
ЭКСГАУСТЕРНОЙ ГАЗОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ С ВОЗДУШНЫМ КОТЛОМ.
3.1. Анализ показателей тепловой экономичности
3.1.1.Результаты расчета оптимального внутреннего КПД турбины
и параметров рабочего тела в характерных точках процесса
3.1.2. Результаты расчета удельных расходов топлива по выработке электро и теплоэнергии физический и эксергетический метод.
3.2. Исследование конструктивнокомпоновочных
характеристик воздушного котла
3.3. Оценка капиталовложений в ЭГТУ с ВК
3.4. Выводы.
ГЛАВА 4. КОМПЛЕКСНЫЙ ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКИЙ
АНАЛИЗ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭГТУ
4.1. Оптимальные техникоэкономические параметры ЭГТУ с ВК
4.2. Влияние единичной мощности энергоблока на критерий экономической эффективности.
4.3. Общие затраты и капиталовложения ЭГТУТЭЦ при оптимальных техникоэкономических показателях работы
4.4. Влияние внешних факторов на оптимальные параметры
работы энергоблока и на критерий экономической эффективности
4.4.1. Влияние стоимости топлива
4.4.2. Влияние стоимости отпускаемой энергии
4.4.3. Влияние стоимости поверхностей нагрева воздушного котла
4.4.4. Влияние фоновой концентрации в ареале функционирования.
4.4.5. Влияние ставки дисконтирования
4.5. Тепловая схема ЭГТУ ТЭЦ с применением дополнительной камеры сгорания
4.6 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


В третьей главе представлены результаты исследования ЭГТУ с ВК для энергоблоков мощностью . МВт. Показано, что при термодинамически оптимальных параметрах ЭГТУ с внешним сжиганием имеет высокую тепловую экономичность даже при относительно невысоких температурах рабочего тела перед турбиной. Выполнен расчет «воздушного» котла и, применительно к нему, определены компоновка, расходные и термодинамические характеристики. Выявлены основные особенности конструкции и характера работы «воздушного» котла. ЭГТУ с «воздушным» котлом будет наиболее оптимальной с точки зрения эффективности вложения денежных средств с учетом всего сопутствующего комплекса издержек и затрат по созданию и функционированию энергокомпании. В заключении даны результаты исследования и рекомендации по созданию ЭГТУ-ТЭЦ. Результаты работы докладывались на семинарах: проблемной лаборатории НГТУ (Новосибирск, . НАУКА, ТЕХНИКА, ИННОВАЦИИ» (Новосибирск, . Энергетика: ЭКОЛОГИЯ, НАДЕЖНОСТЬ, БЕЗОПАСНОСТЬ» (Томск, г. КОКиБ-, наука и технологии (Новосибирск, г. ЗАО «СибКОТЭС», международной научно-практической конференции «ИННОВАЦИОННАЯ ЭНЕРГЕТИКА» (Новосибирск, ИТ СО РАН, г. Основные положения и результаты диссертации опубликованы в 8 печатных изданиях: из них 4 научных статей, 4 тезисы и конференции. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка литературы ( наименований) и приложения. Основной текст изложен на 6 страницах, содержит рисунок, таблицу. ГЛАВА 1. Энергетика - одна из базовых отраслей мировой экономики, а органическое топливо продолжает доминировать в мировом топливно-энергетическом балансе. Если проанализировать данные по мировым запасам органического топлива [], то очивидно доминирующее положение запасов угля. Согласно последним данным МИРЭС, опубликованным в отчете «Энергия завтрашнего мира» [], доказанные извлекаемые запасы органического топлива в мире составляют млрд. Таблица 1. Доказанные запасы органического топлива в мире. Органическое топливо Совокупная добыча к г. Доказанные запасы Обеспеченность запасами по уровню добычи за г. Одной из основных тенденций в мировом топливно-энергетическом балансе является снижение доли нефти []. В первую очередь это связано со снижением использования нефтепродуктов в качестве энергетического топлива, за счет увеличения глубины переработки нефти с получением большего количества нефтепродуктов легких фракций. Кроме того, скачки мировых цен на нефть (. Лондонской Международной нефтяной бирже) ставят в зависимость производителей энергетической продукции, что неблагоприятно сказывается на экономике государств в целом. В то же время отмечена тенденция к снижению темпов роста доли атомной энергетики в мировом балансе: если с середины -х гг. АЭС удваивалась каждые 5 лет, то за последние лет увеличилась чуть более чем на % []. Например, такие страны, как Швеция, Германия, Италия, сворачивают свои атомные программы []. По данным World Coal Institute мировая добыча каменного угля составила в г. Кроме того, в том же г. Крупнейшими производителями каменного угля в г. Китай ( млн. США (4 млн. Индия (0 млн. Австралия (5 млн. ЮАР (4 млн. Россия (3 млн. Основные потребители угля — тепловые электростанции. На втором месте, с большим отрывом, идет металлургия: в г. Что касается электроэнергетики, то, несмотря на наметившийся в последние годы рост доли природного газа, уголь остается основным видом топлива на электростанциях. Его доля в топливном балансе ТЭС даже в г. ТЭС в суммарной выработке электроэнергии составит %, доля ГЭС — % и доля АЭС-%). Уже сейчас уголь — основа электроэнергетики во многих странах: в г. Польше при сжигании угля выработано % всей электроэнергии, в ЮАР — %, в Австралии — %, в Китае — %, в Чехии — %, в Ин-дии - %, в США - %. Основной причиной столь широкого использования угля в энергетике являются его доступность (уголь добывается более чем в 0 странах) и сравнительно низкая стоимость []. В США, например, в течение последних лет стоимость угля [] непрерывно снижается (рис. Рис. Ожидается, что к г. США. Расходы на транспортирование угля также уменьшаются: в период с по г.