Разработка и исследование теплообменных поверхностей ПГУ с улучшенными энергетическими характеристиками

• Автор: Прохоров, Михаил Иванович
• Шифр специальности: 05.14.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 176 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава I АНАЛИЗ СХЕМ И СПОСОБОВ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

ГТУ И ЛГУ НА ДЕЙСТВУЮЩИХ ТЭЦ

1.1 Основные задачи при выборе схем реконструкции и

модернизации действующих ТЭЦ

1.2 Использование различных схем парогазовых установок на электростанциях

Глава II РАСЧЕТ И АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ

ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕПЛОВЫХ СХЕМ ГТУТЭЦ И ПГУТЭЦ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭКОНОМИЧНОСТИ ДЕЙСТВУЮЩИХ ТЭЦ

2.1 Краткое описание программного комплекса расчета тепловых схем ГТУ ТЭЦ и ПГУ ТЭЦ

2.2 Проблемы модернизации оборудования ТЭЦ ОАО Мосэнерго

2.2.1 Оборудование ТЭЦ и возможные варианты его
модернизации
2.2.2 Тепловые нагрузки
2.2.3 Выбор ГТУ
2.2.3.1 Определение основных данных для расчета
показателей ГТУ ТЭЦ
2.2.3.2 Выбор типа и числа ГТУ
2.2.4 Основные технические характеристики газовых турбин
У.3а и ГТЭ
2.3 Расчеты ГТУТЭЦ
2.3.1 Показатели парогазовых ТЭЦ
2.3.2 Общие данные для рассчитанных ГТУТЭЦ
2.3.3 Результаты расчета ГТУ ТЭЦ
2.3.4 ГТУТЭЦ с паровой промышленной и тепловой нагрузками.
2.4 Парогазовая установка со сбросом газов в котел ПГУПК
2.5 Вытеснение регенерации
2.6 Покрытие тепловых нагрузок с помощью ГТУТЭЦ
2.6.1 Возможность покрытия фактических нагрузок
2.6.2 Расчет годовой выработки тепловой и электрической энергии на I ТУТЭЦ при заданной производственной нагрузке
2.7 Выводы
Глава III СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ
ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТРУБЧАТЫХ ТЕПЛООБМЕННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
3.1 Обзор литературы. Предмет и задачи исследования
3.2 Обзор методик сопоставления теплообменных поверхностей
3.3 Методы интенсификации теплообмена поперечнообтекаемых пучков труб
3.4 Повышение энергетической эффективности путем создания неоднородности давления
3.5 Анализ влияния компоновки труб пучков на теплоаэродинамические характеристики и
эффективность теплообменных поверхностей
3.5.1 Шахматные и коридорные пучки
3.5.2 Конфузорно диффузорные и извилистые пучки из 0 спаренных труб
3.6 Задачи исследования
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА ПО
ИССЛЕДОВАНИЮ ТЕПЛОАЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПУЧКОВ ТРУБ. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБРАБОТКИ ОПЫТНЫХ ДАННЫХ
Описание экспериментального стенда и методики исследования
Методика измерений и обработка опытных данных теплоаэродинамических характеристик теплоотдача, аэродинамическое сопротивление, статическое
давление, поверхностное трение АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
Результаты исследования телоаэродинамических характеристик гладкотрубной модели пучка труб Аэродинамические характеристики
Средняя теплоотдача
Эксперементальное исследование теплоотдачи
шахматно диффузорных и шахматно конфузорных компоновок оребренных трубных пучков Экспериментальное исследование аэродинамического сопротивления шахматнодиффузионных и шахматно конфузорных компоновок оребренных трубных пучков
Анализ энергетической эффективности исследованных пучков оребренных труб
Синтез поверхностей теплообмена на основе ШД и ШК компоновок
Расчет и проектирование диффузорно
конфузонных пучков оребренных труб
Методика проектирования оребренных пучков ДК
компоновок
Выводы по диссертации
Литература


Анализ различных схем реализации ПТУ и ГТУ ТЭЦ показывает, что таким условиям в большей степени отвечают бинарные ПГУТЭЦ, которые обладают достаточно высокой экономичностью при номинальной нагрузке, а также сохраняют высокие показатели в широком диапазоне изменения электрической и тепловой мощности. К ним также можно отнести схемы реконструкции с вытеснением системы регенерации. Необходимость учета этого фактора обусловлена тем, что для отдельных схем, например, для ГГ УТЭЦ или бинарных ПГУТЭЦ, снижение электрической мощности приводит к снижению отпуска тепла, а увеличение электрической мощности при сохранении отпуска тепла на неизменном уровне приводит к резкому снижению экономичности. Особенно резко экономичность снижается для ГТУТЭЦ и ПГУТЭЦ бинарного цикла, в то же время для ГТГУ сбросного типа, это сказывается в меньшей степени, если регулирование электрической мощности на энергоблоках такого типа производится за счет разгружения или останова газотурбинной установки, при этом тепловая нагрузка остается неизменной, а работа паротурбинной теплофикационной установки с полностью закрытой диафрагмой обеспечивает высокую экономичность. Затраты же топлива на пуск ГТУ невелики благодаря ее высоким маневренным качествам. Следующим фактором, который в значительной степени определяет единичную мощность ГТУ и схему надстройки, является единичная мощность, параметры, тип паровых турбин и технологическая схема действующей ТЭЦ блочная или с поперечными связями. Следует отметить, что при выборе технологической схемы включения ГТУ для повышения надежности необходимо учитывать целесообразность автономной работы паротурбинной и газотурбинной частей. Однако, обеспечение автономной работы агрегатов, приводит к усложнению схемы, введению дублирующих элементов например, резервная дымовая труба для отвода выхлопных газов ГТУ, при обеспечении ее автономной работы. Совместная, одновременная работа ГТУ и ГГГУ, а также включение или отключение одной из установок в процессе эксплуатации в значительной мере усложняет систему управления и снижают ее надежность. Таким образом, усложнение технологической схемы и соответствующее ей снижение надежности необходимо учитывать при выборе схемы реконструкции. В настоящее время все более жесткие требования предъявляются энергетическим установкам по экологическим показателям. Поэтому, в процессе реконструкции ТЭЦ, которая сопровождается увеличением выработки электрической и тепловой энергии, необходимо учитывать возможные ограничения, связанные с экологическими показателями, что скажется на себестоимости отпускаемой электрической энергии и теплоты. Следующим фактором, который зачастую определяет выбор технологической схемы, является наличие свободной площадки для размещения вновь устанавливаемого оборудования на территории ТЭЦ. Поэтому при выборе наиболее эффективного варианта реконструкции необходимо учитывать вероятную величину ущерба в энергосистеме, связанную с продолжительностью простоя оборудования в процессе реконструкции, которая зависит как от выбранной технологической схемы реконструкции, так и от степени стесненности площадки ТЭЦ. Таким образом, выбор оптимального варианта реконструкции ТЭЦ с применением парогазовых технологий является многоплановой и многофакторной задачей. ПГУ ив нашей стране. Самое широкое распространение за рубежом получили парогазовые установки с котламиутилизаторами, вырабатывающими пар одного давления, двух давлений, что позволяет более эффективно использовать тепло уходящих газов в паровом цикле. Возможно использование котловутилизаторов и на три давления 1. ПГУ, предназначенные для работы в базовом режиме, как правило, выполняются по схеме дубльблока. В состав такого блока входят две газовые турбины, каждая со своим котломутилизатором, и одна паровая турбина. Такая схема обеспечивает высокую надежность и экономичность не только в базовом режиме, но и при участии ГТУ в регулировии графика нагрузки. В этом случае при снижении мощности разгружается и останавливается только одна газовая турбина, вторая газовая турбина несет полную нагрузку, а мощность паровой турбины снижается приблизительно на . На реально действующих станциях КПД отдельных ПГУ с котламиутилизаторами уже достигает . В работах 1. ПГУ с паровыми турбинами типа Т и ТР.