Разработка и исследование энергетических схем предприятий по термической переработке отходов с парогазовым циклом энергопроизводства

• Автор: Щепилло, Леонид Валерьевич
• Шифр специальности: 05.17.08, 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 169 с. : ил.

1.1. Предпосылки и задача повышения эффективности энергопроизводящих комплексов мусоросжигательных заводов

1.2. Тврдые бытовые отходы как энергетическое топливо.

1.3. Энергетическая переработка отходов

1.4. Анализ исследований применения энергопроизводств МСЗ в системах тепло и энергоснабжения.

1.5. Научнометодический подход к задаче создания энергоэффективного

предприятия на базе заводов по термической переработке отходов

1 .б.Особенности основных технологий термической переработки отходов

1.6.1 .Определение рациональных технологий термической переработки

отходов для создания энергоэффективных мусоросжигательных заводов.

1.7.0сновные способы утилизации тепла на мусоросжигательных заводах.

1.8. Способы повышения эффективности утилизации тепла на мусоросжигательных заводах

Глава 2. Разработка методики анализа эффективности энергопроизводящих предприятий по термической переработке отходов.
2.1. Теоретические основы моделирования процессов энергетической переработки отходов
2.2. Программная реализация методики
2.2.1. Разработка компьютерной системы для моделирования энергетических схем мусоросжигательных заводов.
2.2.2. Выбор и обоснование физикоматематических моделей элементов энергопроизводящих комплексов мусоросжигательных заводов.
2.2.2.1. Исходные уравнения.
2.2.2.2. Математические модели элементов энергетических комплексов МСЗ
2.2 Математическое моделирование установок энергетических
систем МСЗ
2.2.2А. Методика определения эффективности энергоиспользования отходов при комбинированном производстве электрической и тепловой энергии на
мусоросжигательных заводах
2.2.2.5. Методика определения основных показателей эффективности энергопроизводящих установок мусоросжигательных заводов.
Глава 3. Экспериментальные и численные исследования показателей эффективности энергопроизводств предприятий термической переработки отходов.
3.1. Экспериментальное исследование процессов газообразования и показателей энергетической эффективности паровой турбины действующего предприятия по термической переработке отходов на примере МСЗ
3.1.1. Описание экспериментальной схемы.
3.1.2. Исследование процессов газообразования при термической переработке отходов.
3.1.3. Экспериментальное исследование энергетической характеристики паротурбинного оборудования МСЗ
3.1.3.1. Методика измерения энергетической эффективности паротурбинного агрегата при различных режимах эксплуатации.
3.2. Численное исследование процессов газообразования и основных показателей энергетической эффективности МСЗ
3.2.1. Расчетная технологическая схема.
3.2.1.1. Методика численного эксперимента
3.3. Численное исследование процессов газообразования предприятия по термической переработке отходов на примере реактора газификатора отходов ИХФ РАН
3.3.1. Расчетная технологическая схема.
3.3.2. Методика численного эксперимента
3.4. Анализ применимости расчтных моделей для оценки параметров отходящих топочных газов и эффективности энергопредприятий заводов
по термической переработке отходов
Глава 4. Разработка и моделирование перспективных схем энергопредприятий МСЗ с применением парогазовых энергетических установок
4.1. Исследование основных показателей эффективности парогазовой энергетической установки реактора термической переработки отходов
4.1.1. Моделирование схемы энергопредприятия МСЗ с ПГУКУ на базе реактора термической переработки с вихревым кипящем слоем.
4.1.2. Моделирование технологической схемы энергопроизводящего комплекса МСЗ с ПГУКУ на базе реакторагазификатора органических отходов
4.2. Расчетно теоретический анализ переспективных схем энергопроизводств мусоросжигательных заводов
4.3. Определение граничных параметров газотурбинной установки в технологиях утилизации тепла отходящих топочных газов предприятий термической переработки отходов.
4.4. Исследование зависимости эффективности газотурбинной установки энергопроизводящего комплекса МСЗ от параметров
рабочего тела.
4.5. Определение области рационального использования энергетических газотурбинных установок в технологиях утилизации тепла на мусоросжигательных заводах.
4.6. Инженерная методика определения эффективности энергопроизводящих комплексов предприятий по термической переработке отходов.
4.7. Разработка перспективных схем производства электрической и тепловой
энергии на базе предприятий по термической переработке отходов
Библиографический список
Приложение
ВВЕДЕНИЕ


Определены граничные параметры и области рационального использования теплофикационной газотурбинной установки в технологиях утилизации тепла отходящих топочных газов предприятий по термической переработке отходов. Основные результаты диссертационной работы докладывались на Междуна родной конференции Инженерная защита окружающей среды г. Международном симпозиуме молодых учных, аспирантов и студентов Техника и технология экологически чистых производств г. Москва, , гг. Круглом столе РАН Экология города Москва г. Международном конгрессе ВЭЙСТЭК Москва, г. Международном конгрессе ЭТЭВК Ялта г. Экологическая безопасность московской области Мытищи, . По теме диссертационной работы опубликовано 5 статей и тезисы 3 докладов получено два положительных решения на выдачу патента Российской Федерации на изобретение. Результаты работы использованы при разработке перспективных схем энергопроизводства на проектируемых МСЗ ГУП Экотехпром в соответствии с Постановлением Правительства Москвы 4 от г. Глава 1. В условиях, когда растет стоимость добычи и транспортирования топливно энергетических ресурсов к энергопредприятиям, все более актуальной становится задача поиска резервов экономии первичных энергоресурсов, а также определения способов повышения эффективности энергопроизводства и энергоиспользования на действующих предприятиях, в том числе и предприятиях по термической переработке отходов. Уменьшение потребления первичных энергоресурсов за счет вовлечения в производственный цикл энергии отходов способствует решению одновременно двух задач снижению затрат на добычу первичных энергоресурсов и улучшению экологической обстановки в целом. Экономия и эффективное использование энергоресурсов, получаемых на предприятиях коммунального сектора, таких как МСЗ, в конечном счете, снижает зависимость внутригородского рынка энергообеспечения потребителей от внешних источников, способствуя оздоровлению внутренней экономики города. Тврдые бытовые отходы как энергетическое топливо. Вопрос использования отходов в качестве топлива рассматривается с тех пор, как началось их сжигание. Периодическое возвращение к этому вопросу связано с тем, что, вопервых, разрабатываются новые методы промышленной переработки ТБО, вовторых, постоянно совершенствуются методы сжигания и использования тепла и, в третьих, периодически меняется конъюнктура топлива на рынке, причем в разных странах складываются свои особенности. Методы переработки ТБО, приемлемые в одной стране, зачастую неприемлемы в другой. Нетрудно видеть, что твердые бытовые и промышленные отходы, наилучшим образом, отвечают этому условию ввиду их неисчерпаемости вследствие массового воспроизводства населением и предприятиями и, значит, могут являться местным топливом, удовлетворяя первому обязательному условию. Еще одним условием, которому должно отвечать топливо, является достаточная химическая активность топлива, которая обеспечивает возникновение его горения в кислороде воздуха. Третьим обязательным условием, которому должно отвечать топливо, является наличие достаточно значительных тепловыделений на единицу массы сжигаемого вещества. Морфологический состав отходов, образующихся в г. Москве, по данным АКХ им. Памфилова , следующий бумага, картон ,2 пищевые отходы ,6 дерево, листья 1,8 текстиль 4,9 кожа, резина 0,6 полимерные материалы 7,0 кости 1,0 металл черный 3,2 металл цветной 0,5 стекло 4,4 камни, керамика 0,7 отсев менее мм 9,1 . Данные по составам тврдых бытовых отходов из различных отечественных и зарубежных литературных источников , , , , , , , , , , , . Анализ показывает, что при пересчете на горючую массу состав отходов практически идентичен по основным элементам и изменяется в пределах Сг ,. Нг 6,. Ог ,. Г 0,. С1Г 0, 1,. Как показывает исследование, теплотворная способность подготовленных бытовых отходов примерно соответствует бурому углю, а е величина зависит от тех компонентов, которые заключены в этих отходах. Чем больше в них доля пластиковых и других горючих отходов, тем больше теплотворная способность бытового мусора. В последние годы в развитых странах наблюдается именно такая тенденция в образовании бытовых отходов. Следует также отметить, что теплота сгорания ТБО и ТПО постоянно возрастает.