Оптимизация параметров ПГУ и систем охлаждения наружного воздуха ПГУ и ГТУ для территорий с жарким климатом

• Автор: Альрави Аммар И. Ибрагим
• Шифр специальности: 05.14.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 108 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ СПОСОБОВ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ГТУ И ПТУ, РАБОТАЮЩИХ ПРИ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ НАРУЖНОГО ВОЗДУХА
1.1 Способы повышения эффективности ГТУ
1.2 Перспективность парогазовых установок со смешением рабочих

1.3 Впрыск воды/пара в энергетические ГТУ для повышения их
эффективности
1.4 Воздействие параметров воздуха на входе в компрессор на
характеристики

1.5 Охладители абсорбционного или компрессорного типа
1.6 Испарительное охлаждение
1.7 Охлаждение вторичным охладителем
1.8 Охлаждение впрыском
1.9 Методы математического моделирования и оптимизации
1.10 Выводы по разделу
2 ОПТИМИЗАЦИЯ ПГУ С УЧЁТОМ ПЕРЕМЕННОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ НАРУЖНОГО ВОЗДУХА
2.1 Постановка задачи оптимизации ПГУ с учётом переменной

температуры наружного воздуха
2.2 Оптимизация ПТУ-БТЮ для условий г. Мосул (Ирак)
2.3 Результаты оптимизационных расчетов

3 ОПТИМИЗАЦИОННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ СХЕМ ПТУ И ГТУ С ОХЛАЖДЕНИЕМ ВОЗДУХА НА ВХОДЕ В КОМПРЕССОР
3.1 Постановка задачи
3.2 Оптимизация систем охлаждения наружного воздуха ГТУ и ПТУ для условий г. Мосул (Ирак)
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы
Энергетические установки, базирующиеся на газотурбинных технологиях (ГТУ и ПТУ различных типов), находят широкое применение в электроэнергетике многих стран, в том числе и стран с жарким климатом.
Доля газотурбинных станций в энергетике Ирака составляет 77%, остальные мощности в большей степени приходятся на паровые турбины и гидроэлектростанции. Во время войны в Арабском заливе, в 1991г., было повреждено или уничтожено 85-90% национальной энергосистемы Ирака. Существующие в декабре 1990г. 9000 МВт генерирующих мощностей снизились до 340 МВт к марту 1991г. В программе ООН по Ираку указано, что генерирующие мощности в 2002г. составили 4300-4400 МВт [1], увеличились к лету 2009г. до 5000 МВт, благодаря ремонту и постройке нескольких газотурбинных станций, и составили 6500 МВт в 2011г [2]. Не смотря на ввод новых генерирующих мощностей в Ираке существует их нехватка, особенно в летний период, когда растет потребление и снижается
максимальная мощность ГТУ.
По состоянию на август 2010 г. 57% вырабатываемой на иранских ТЭС электроэнергии получается за счет природного газа, 41% - за счет мазута. Предполагается, что в ближайшие годы доля Ирана в совокупном производстве электроэнергии на Ближнем и Среднем Востоке и в Северной
Африке составит 17%.[3]
ТЭС Саудовской Аравии работают на жидком и газообразном топливе.
В структуре потребления топлива лидирующие позиции занимает природный газ - 65%, а 27% приходится на комбинированное топливо и 8% — на мазут. [4]
Энергетическая эффективность газотурбинной установки (ГТУ) достаточно сильно зависит от температуры воздуха, поступающего на вход компрессора этой установки. С ростом данной температуры происходит снижение КПД и максимальной мощности ГТУ. Указанные обстоятельства

фреоновые холодильные машины, также этот параметр значительно выше чем у абсорбционной машины с аккумулятором холода.
В работе [55] авторы из Electric Power Research Institute приводят данные по испытанию системы охлаждения воздуха впрыском. Они утверждают, что разработанная ими система испарительного охлаждения позволяет насытить воздух до 100% влажности. При этом, очистив его от тяжелых капель с помощью Large Droplet Eliminator (улавителя больших капель), можно повысить мощность газотурбинной установки до 17,7%. В то время как система испарительного охлаждения поднимает мощность до 14%.
1.9 Методы математического моделирования и оптимизации
В силу сложности технологических схем теплоэнергетических установок и разнообразия физико-химических процессов, протекающих в их элементах, основными способами их исследований при выборе оптимальных схем и параметров являются методы математического моделирования и оптимизации. Вопросами математического моделирования ТЭУ занималось значительное количество ученых в разных странах на протяжении нескольких десятков лет. Первые работы по моделированию паротурбинных энергоблоков с использование вычислительных машины были выполнены в нескольких странах с конца 50-х, начала 60-х годов 20-го века [56-59].
Лидерами работ по математическому моделированию энергетических установок в СССР были ИСЭМ СО РАН, ЦНИИКА и Институт проблем машиностроения УАН Украины. [63- 66]. В настоящее время среди работ по математическому моделированию ПТУ и ГТУ следует отметить работы Массачусетского технологического института[64,65], итальянских ученых Туринского политехнического университета[66,67], Работы ИСЭМ [68,69] и
работы НГТУ[70,71].
В ИСЭМ СО РАН была разработана система машинного построения
программ (СМПП), а также включенные в нее эффективные методы
оптимизации непрерывных параметров [68,72]. В основе методов