Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Энергетические системы и комплексы

Диссертационная работа:

Гриценко Марина Викторовна. Комплексная оценка эффективности работы ТЭС при использовании различных видов углей : диссертация ... кандидата технических наук : 05.14.01 / Гриценко Марина Викторовна; [Место защиты: Ин-т систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН]. - Иркутск, 2008. - 141 с. : ил. РГБ ОД, 61:08-5/799

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 4

1. АНАЛИЗ ИЗМЕНЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ТЭС ПРИ
СЖИГАНИИ НЕПРОЕКТНОГО ТОПЛИВА 9

  1. Вопросы использования непроектных видов топлива на тепловых электростанциях 11

  2. Влияние качественных характеристик топлива на показатели

работы ТЭС 21

2. КОМПЛЕКСНАЯ МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ
РАБОТЫ ТЭС ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ

УГЛЕЙ 34

2.1. Оценка составляющих удельных затрат, связанных с составом

угля и его характеристиками 36

2.2. Определение условий равноэкономичности использования на ТЭС

альтернативных углей 45

3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПАРОВОГО КОТЛА Е 420-13,8 47

  1. Вопросы математического моделирования сложных теплоэнергетических установок 47

  2. Схема компоновки и краткое описание котла Е 420-13,8 49

  3. Расчетная технологическая схема котла 58

  4. Расчет величин, влияющих на абразивный износ конвективных

поверхностей нагрева 65

  1. Информационно-входные параметры математической модели 72

  2. Информационно-выходные параметры математической модели .... 77

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ТЭС ПРИ ИСПОЛЬ
ЗОВАНИИ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ УГЛЕЙ НА ПРИМЕРЕ
БЛАГОВЕЩЕНСКОЙ ТЭЦ 84

  1. Исходные данные для исследования 84

  2. Показатели энергетической эффективности котла Е 420-13,8 при работе на разных углях 90

  1. Определение затрат на покупку, складирование и подачу угля 91

  2. Определение затрат на ремонт основного и вспомогательного котельного оборудования 93

  1. Определение затрат на систему золошлакоудаления 106

  2. Определение платы за выбросы золы и окислов серы 107

  3. Определение равноэкономичных цен на угли 109

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 121

ЛИТЕРАТУРА 123

ПРИЛОЖЕНИЕ 133

Введение к работе:

Актуальность исследования

ТЭС на твердом топливе играют важную роль в обеспечении потребности восточных регионов нашей страны в электрической и тепловой энергии. Однако в последние 15-20 лет значительная часть этих ТЭС вынуждена сжигать непроектное топливо, а зачастую и топливо переменного состава. Это связано как с исчерпанием запасов ряда угольных месторождений, так и с переходом топливоснабжения электроэнергетики на рыночные отношения.

Перевод работы угольной ТЭС с одного вида топлива на другой часто приводит к существенному изменению эксплуатационных издержек в связи со следующим. Изменение химического состава горючей массы угля, а также его влажности и зольности приводит к изменению его теплотворной способности, объема продуктов сгорания, образующихся на единицу выделяемого тепла и концентрации золы в продуктах сгорания. В свою очередь это обуславливает изменение КПД котла, расхода электроэнергии на собственные нужды, объемов образующихся вредных выбросов и золы. Кроме того, могут значительно измениться абразивные свойства золы, ее температуры размягчения и плавления.

Все это приводит к изменению топливных издержек, затрат на золоудаление, издержек на ремонты котельного оборудования, связанных с эрозионным износом золой, платы за вредные выбросы и некоторых других затрат.

Следует отметить, что в последние годы, - в условиях рынка, появилась возможность выбирать наиболее эффективное топливо для электростанций, для чего следует оценить сравнительную эффективность использования углей с разными свойствами (теплотой сгорания, влажностью, зольностью, аб-разивностью угля и его золы и пр.) и экономическую целесообразность сжигания того или иного угля на конкретной ТЭС. В связи с этим актуальным является оценка равноэкономичных (с учетом как цены топлива, так и затрат на ТЭС) стоимостей различных видов углей. При определении затрат на ТЭС

следует учесть влияния топлива на работу оборудования по всему топливному тракту: от разгрузки и складирования угля до уровня выбросов вредных веществ в атмосферу, транспортирования и хранения (или утилизации) зо-лошлаковых отходов.

Вопросам определения эквивалентных затрат на топливо посвящены работы Эдельмана В.И., Говсиевича Е.Р., Мельникова А.П., Гаврилова А.Ф., Гаврилова Е.И. и др. Однако предлагаемые методики по определению соотношения цен между топливными ресурсами, не в полной мере учитывают качество топлива (оценивается лишь его теплота сгорания), а также последствия от использования на ТЭС данного вида угля (не учитываются затраты, связанные с абразивным износом оборудования и работой котлоагрегатов при частичных нагрузках).

Без комплексного учета эффекта от перехода ТЭС с одного вида твердого топлива на другой невозможно принять обоснованные решения по организации рационального топливоснабжения угольных электростанций. Этим и обусловлена актуальность решаемой в диссертации задачи.

Целью настоящей диссертационной работы является:

разработка комплексной методики определения эффективности работы ТЭС при использовании различных видов угля и оценки экономической целесообразности их использования;

разработка математической модели парового котла, позволяющей определять его тепловую эффективность (КПД), затраты электроэнергии на собственные нужды, а также параметры, требуемые для расчета абразивного износа поверхностей нагрева (температуры и скорости продуктов сгорания, концентрации золы и др.) при работе котла на разных видах топлива и различных нагрузках;

выполнение расчетов по комплексной оценке затрат, связанных с использованием различных видов углей, и определение равноэкономичной (по сравнению с проектным топливом) стоимости альтернативных углей на примере конкретной ТЭС.

Научная новизна работы состоит в том, что в ней впервые получены и вынесены на защиту следующие результаты:

  1. Комплексная методика определения эффективности работы ТЭС при использовании различных видов углей и оценки экономической целесообразности их использования. Методика учитывает затраты от изменения состава сжигаемого топлива на эксплуатацию оборудования по всему топливному тракту.

  2. Математическая модель парового котла, позволяющая проводить поверочные тепловой и аэродинамический расчеты при работе котла на разных видах топлива и различных нагрузках и определять золовой износ его поверхностей нагрева.

  3. Результаты исследований по определению эксплуатационных затрат ТЭС с котлами Е 42 0-13,8 при сжигании углей четырех месторождений Дальнего Востока и равноэкономичных цен для этих углей.

Практическая ценность заключается в возможности использования разработанного методического подхода для оценки целесообразности перевода ТЭС с проектного угля на альтернативные, с учетом как цен углей, так и затрат, связанных с их использованием на электростанции.

Апробация работы:

Результаты диссертационного исследования опубликованы в 5 печатных работах и обсуждались:

на IV семинаре вузов Сибири и Дальнего Востока по теплофизике и теплоэнергетике (Владивосток: ДВГТУ, 2005);

на IV Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Энергетика: управление, качество и эффективность использования энергоресурсов» (Благовещенск: АмГУ, 2005);

на Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Повышение эффективности производства и использования энергии в условиях Сибири» (Иркутск: ИрГТУ, 2007).

Структура и объем работы:

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения. Общий объем составляет 141 стр., в том числе 12 рисунков и 32 таблицы, список литературы включает 104 наименования, приложение- 13 стр.

В первой главе представлен аналитический обзор российских и зарубежных работ, посвященных влиянию изменения состава твердого топлива на эффективность работы ТЭС. Приведены подходы к определению изменения топливных издержек, платы за выбросы, затрат на топливоподачу и золоудаление. Рассмотрены работы, посвященные определению абразивного износа конвективных поверхностей нагрева котла.

На основе анализа аналитического обзора сформулирована необходимость разработки комплексной методики определения эффективности работы ТЭС при использовании различных видов углей, учитывающей как цены углей, так и затраты, связанные с их использованием.

Во второй главе представлена комплексная методика, позволяющая определить составляющие удельных затрат, связанные с заменой проектного угля на альтернативный*, и оценить экономическую целесообразность использования альтернативного угля. Методика разработана автором диссертации совместно с A.M. Клером и Е. Л. Степановой.

В качестве составляющих удельных затрат, связанных с физико-химическими свойствами топлива учитываются затраты на разгрузку, складирование и подачу угля, ремонт систем разгрузки, складирования и подачи угля, затраты на ремонт основного и вспомогательного котельного оборудования, затраты на золошлакоудаление и ремонт систем золоулавливания и систем золошлакоудаления, затраты на хранение золы и шлака, плата за выбросы золы и SO2. Предложенная методика позволяет получить стоимость условной (и/или натуральной) тонны альтернативных углей как функцию от стоимости условной (и/или натуральной) тонны проектного угля, при кото-

* В данном контексте под альтернативным понимается уголь, взаимозаменяемый для базового (проектного).

рой использование альтернативного угля будет равноэкономичным.

Третья глава посвящена описанию разработанной автором математической модели поверочного расчета парового котла Е 420-13,8.

Математическая модель разработана с применением программно-вычислительного комплекса «Система машинного построения программ». Особенностью модели является то, что она позволяет определять величину абразивного износа золой конвективных поверхностей нагрева котла с учетом его годового графика нагрузки и состава сжигаемого топлива. Рассмотрены технологическая и расчетная схемы парового котла. Приведены входные и выходные параметры математической модели, изложен принятый в работе метод расчета абразивного износа конвективных поверхностей нагрева котла.

В четвертой главе приведены расчеты по комплексной оценке эффективности работы ТЭС при использовании различных видов углей на примере конкретной ТЭС Дальнего Востока.

Для этого с использованием математической модели определен абразивный износ конвективных поверхностей с учетом характерных режимов работы парогенератора, а также срок службы этих поверхностей нагрева при работе котлоагрегата на разных углях. На основе разработанной методики и математической модели проведены исследования по определению коэффициента относительной энергетической эффективности углей Райчихинского, Ерковецкого, Харанорского и Ургальского месторождений Дальнего Востока, и оценки условий экономической целесообразности их использования на примере конкретной ТЭС. Определены равноэкономичные (по сравнению с проектным Райчихинским углем) цены с учетом эксплуатационных затрат для углей указанных месторождений.

В заключении кратко сформулированы основные результаты проведенного исследования.

Подобные работы
Федосеев Николай Дмитриевич
Разработка системы показателей для оценки эффективности энергоиспользования на промышленном предприятии
Сливко Владимир Михайлович
Системная оценка эффективности топливоснабжения потребителей региона (На примере Хабаровского края)
Коваленко Павел Юрьевич
Комплексная оценка повышения эффективности энергоблоков ТЭС путем утилизации теплоты уходящих газов в системах регенерации турбин
Тугузова Татьяна Федоровна
Оценка технико-экономической эффективности энергоснабжения изолированных потребителей (На примере Иркутской области)
Чащин Виктор Вячеславович
Повышение эффективности работы асинхронного тягового электродвигателя с учетом его теплового состояния
Криволуцкий Алексей Сергеевич
Повышение эффективности работы тепловых сетей за счет кавитационной обработки воды
Зайнагабдинов Ришат Рашитович
Повышение эффективности использования машинно-тракторных агрегатов совершенствованием их распределения по видам работ с учетом текущих условий функционирования
Манасян Марат Левонович
Модели, алгоритмы и комплекс программ оценки эффективности работы персонала
Коротков Алексей Владимирович
Оценка влияния закрутки потока на эффективность работы ступени холодильного центробежного компрессора при изменении его производительности
Смирнова Юлия Владимировна
Разработка метода оценки экологической эффективности жизненного цикла процесса авиатранспортной работы

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net