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
Тепловые и ядерные энергоустановки

Диссертационная работа:

Девянин Алексей Вячеславович. Оптимизация параметров тепловых схем трехконтурных парогазовых установок : диссертация ... кандидата технических наук : 05.14.14 / Девянин Алексей Вячеславович; [Место защиты: Моск. энергет. ин-т].- Москва, 2009.- 178 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/1960

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ 7

ВВЕДЕНИЕ 8

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ВЫПОЛНЕННЫХ РАБОТ ПО ОПТИМИЗАЦИИ
СТРУКТУРЫ И ПАРАМЕТРОВ ТЕПЛОВЫХ СХЕМ ПГУ С
КУ 11

  1. Актуальность развития энергетики на базе парогазовых технологий 11

  2. Термодинамические основы парогазовых циклов 13

  3. Обзор работ по исследованию и оптимизации энергетических показателей ПГУ с КУ 19

  4. Обзор существующих тепловых схем парогазовых установок с котлом-утилизатором трёх давлений 23

  1. ПГУ фирмы General Electric 25

  2. ПГУ фирмы Siemens 27

  3. ПГУ фирмы АЫот 31

  4. Мощные теплофикационные ПГУ в России 32

  5. Краткие выводы по тепловым схемам мощных ПГУ 34

  1. Выбор расчетной тепловой схемы ПГУ с КУ трёх давлений 35

  2. Постановка задачи и цели исследования 36

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ОПТИМИЗАЦИИ
ПАРАМЕРТОВ И ОБОРУДОВАНИЯ КОНДЕНСАЦИОННЫХ И
ТЕПЛОФИКАЦИОННЫХ ТРЕХКОНТУРНЫХ ПАРОГАЗОВЫХ
УСТАНОВОК 39

  1. Основы технико-экономического выбора оптимальных параметров и оборудования тепловой схемы ПГУ 39

  2. Методики расчета тепловых схем и определения показателей тепловой экономичности трехконтурных ПГУ 40

  1. Расчёт тепловой схемы газотурбинной установки 41

  2. Расчёт котла-утилизатора 42

  3. Расчет потерь давления в паропроводах 47

  4. Расчёт тепловой схемы паротурбинной установки 48

  5. Расчет показателей тепловой экономичности ПГУ с котлами-утилизаторами 54

  6. Алгоритм расчета тепловой схемы трехконтурной ПГУ 57

  7. Описание программы расчета 59

2.3. Технико-экономическая оптимизация методом
Модифицированного Базового Варианта 60

  1. Описание метода Модифицированного Базового Варианта 60

  2. Расчет доходов от продажи электроэнергии и тепла 64

2.3.3 Оценка изменения стоимости строительства

трехконтурных ПГУ 65

2.4. Оценка эффективности инвестиций в строительство
трехконтурных ПГУ 70

ГЛАВА 3. ТЕРМОДИНАМИЧЕСІСАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ
ПАРАМЕТРОВ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ ТРЕХКОНТУРНЫХ
КОНДЕНСАЦИОННЫХ ПАРОГАЗОВЫХ УСТАНОВОК 73

3.1. Термодинамическая оптимизация параметров тепловой

схемы трехконтурных ПГУ 74

3.2. Влияние давления в контурах ПГУ на показатели тепловой
экономичности 77

  1. Конур высокого давления 77

  2. Контур среднего давления 81

  3. Контур низкого давления 85

  4. Влияние давления контура ВД на оптимальное давление контура СД 85

  1. Влияние температура острого пара и пара промперегрева на тепловую экономичность ПГУ 87

  2. Влияние температурного напора на холодном конце испарительной поверхности на тепловую экономичность

ПГУ 92

  1. Влияние недогрева питательной воды в экономайзерах до температуры насыщения в барабанах на тепловую экономичность ПГУ 94

  2. Влияние потерь давления в паропроводах на оптимальные параметры пара 97

  3. Влияние внутренних относительных КПД ПТУ на оптимальные параметры пара 99

  4. Влияние вакуума на оптимальные параметры пара 101

  5. Влияние площади выхлопа ЦНД на оптимальные параметры пара 102

  6. Выводы по Главе 3 104

5
ГЛАВА 4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ
ПАРАМЕТРОВ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ ТРЕХКОНТУРНЫХ
КОНДЕНСАЦИОННЫХ ПАРОГАЗОВЫХ УСТАНОВОК 105

  1. Исходные данные 105

  2. Оптимизация давления в контурах ПГУ 109

  1. Контур среднего давления 109

  2. Контур высокого давления 113

  3. Оптимизация давления в контурах ВД и СД ПГУ 117

4.3. Оптимизация температурных напоров в поверхностях
нагрева КУ 122

  1. Температурный напор на горячем конце пароперегревателя ВД и промежуточного пароперегревателя 122

  2. Температурный напор на холодном конце испарителя 124

  3. Недогрев до температуры насыщения в экономайзерах котла-утилизатора 126

  1. Оптимизация диаметров паропроводов острого пара и промперегрева 128

  2. Влияние температуры уходящих газов газовой турбины на оптимальные значения давления и температуры острого

пара и пара горячего промперегрева 130

4.6. Выводы по Главе 4 135

ГЛАВА 5. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ
ПАРАМЕТРОВ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ И РЕЖИМОВ
РАБОТЫ ТРЕХКОНТУРНЫХ ТЕПЛОФИКАЦИОННЫХ
ПАРОГАЗОВЫХ УСТАНОВОК 136

5.1. Методика расчета ПГУ с теплофикационной установкой 136

  1. Методика расчета ПГУ 136

  2. Методика расчета теплофикационной установки 139

  3. Расчет годовых показателей 142

5.2. Оптимизация теплофикационной установки 145

  1. Оптимизация схемы теплофикационной установки 147

  2. Оптимизация режима работы теплофикационной установки 150

  1. Оптимизация работы ГПК 153

  2. Оценка эффективности инвестиций в строительство трехконтурных ПГУ 158

  3. Модернизация существующих паросиловых теплофикационных энергоблоков с использованием парогазовой технологии 160

  4. Выводы по Главе 5 166

ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ 167

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 170

7 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ВД - Высокое давление

ГПК - Газовый подогреватель конденсата

ГТУ - Газотурбинная установка

ДК - Дожимной компрессор топливного газа

ИС - Испарительная поверхность котла-утилизатора

КИТ - Коэффициент использования тепла топлива

КПД - Коэффициент полезного действия

КУ - Котел-утилизатор

НД - Низкое давление

ОД - Охладитель дренажа

ПТУ - Парогазовая установка

ПГУ-КЭС - Парогазовая установка конденсационного типа

ПТУ-ТЭЦ - Парогазовая установка теплофикационного типа

ПЕ - Пароперегревательная поверхность котла-утилизатора

ПН - Питательный насос

1111 - Промежуточный перегрев пара

ПТУ - Паротурбинная установка

СД - Среднее давление

СН - Собственные нужды установки

СП - Сетевой подогреватель

РН - Насос рециркуляции

ТЭС - Тепловая электростанция

ТЭЦ - Теплоэлектроцентраль

ЦВД - Цилиндр высокого давления паротурбинной установки

ЦНД - Цилиндр низкого давления паротурбинной установки

ЦСД - Цилиндр среднего давления паротурбинной установки

ЭК - Экономайзерная поверхность котла-утилизатора

Введение к работе:

По данным за 2006 г. [79] установленная мощность тепловых электрических станций составляла 131,9 млн. кВт, из них 64,4 млн. кВт — ТЭЦ [52]. Из этого следует, что электроэнергетика страны тесно связана с теплоснабжением. На ТЭЦ производится около 50% электроэнергии, вырабатываемой тепловыми станциями, и практически все крупные тепловые нагрузки покрываются ими.

Большая доля ТЭЦ в общей мощности тепловых электростанций определяется их высокой термодинамической эффективностью в расчетных условиях. К сожалению, в настоящее время термодинамическая эффективность многих ТЭЦ далека от расчетных показателей. Причиной этого является спад в промышленности, что вызвало снижение на 30-40% потребности в тепловой энергии по сравнению с 1990г. Определенную роль играет также локальный характер сетей теплоснабжения, исключающий возможность передачи избыточной тепловой мощности ТЭЦ. Многие теплофикационные энергоблоки, в силу отсутствия отопительной нагрузки, до 6 месяцев в году вынуждены работать в конденсационном режиме, что сильно снижает их термодинамическую эффективность и делает не конкурентоспособными по отношению к КЭС.

На ряду с этим, наблюдается практическое отсутствие внедрения передовых разработок энергетических технологий, что привело к существенному отставанию нашей энергетики от энергетики развитых стран. Начавшийся в России экономически рост неизбежно повлечет за собой увеличение спроса на электроэнергию, что еще больше усугубит существующую проблему. Несмотря на временный приостанов роста спроса на электроэнергию, связанный с наступившим в 2008 г. финансовым и экономическим мировым кризисом, тенденция к выбыванию изношенного оборудования существует, а, следовательно, проблема дефицита электроэнергии остается на повестке дня.

Анализ мировой энергетики показывает, что развитие теплоэнергетики на базе газотурбинных и парогазовых технологий служит общемировой тенденцией [46] и обеспечивает повышение эффективности тепловых электростанций и снижение их негативного воздействия на окружающую среду. Полномасштабное внедрение газотурбинных и парогазовых технологий в отечественную энергетику может служить одним из способов осуществления качественных изменений в энергетике и повысить общий уровень эффективности выработки электрической энергии.

Для преодоления проблемы дефицита электроэнергии и повышения ее выработки в ходе выполнения инвестиционной программы РАО ЕЭС России были запланированы и реализуются ряд проектов строительства новых парогазовых установок [39]. Основной прирост мощности ожидается с вводом ПГУ условной мощностью 400 и 450 МВт. Трудности при проектировании таких установок связаны с тем, что часть основного оборудования — газотурбинные установки и паротурбинные установки с их вспомогательными системами, будут поставляться зарубежными фирмами, а остальное оборудование, в том числе котлы-утилизаторы, Российским Заказчикам необходимо выбрать самим. В отличии от блоков ПГУ-450, при сооружении которых в России уже накоплен большой опыт [54, 55, 62] и выбор основных параметров не вызывает у проектировщиков больших затруднений, для конденсационных и теплофикационных ПГУ-400 с тремя контурами давления пара информация по обоснованию оптимальных параметров крайне ограничена.

В связи с этим изучение вопросов, связанных со структурой тепловой схемы и параметрами трехконтурных ПГУ приобретает особую актуальность. Данная работа посвящена оптимизации структуры тепловой схемы и параметров пара в утилизационной части трехконтурных парогазовых установок.

Научная новизна работы заключается в разработанной методике оптимизации параметров паросиловой части ПТУ.

В рамках выполненной работы проанализировано влияние различных параметров тепловой схемы ПТУ на оптимальные параметры пара и показатели экономичности установки, проведена оценка экономической эффективности предложенных оптимизационных решений, рассмотрены вопросы модернизации существующих паросиловых энергоблоков с использованием парогазовой технологии.

Достоверность результатов подтверждает хорошая сходимость оптимальных параметров ПТУ полученных по разработанной автором методике с аналогичными параметрами, приводимыми в предложениях на поставку оборудования фирмами производителями.

Работа выполнена под руководством кандидата технических наук, профессора кафедры ТЭС МЭИ (ТУ) Цанева Стефана Васильевича, которому автор выражает глубокую благодарность.

Автор выражает благодарность кандидату технических наук профессору кафедры ТЭС МЭИ (ТУ), Бурову Валерию Дмитриевичу за ценные замечания и советы при выполнении диссертационной работы.

Автор выражает признательность кандидату технических наук Девянину Вячеславу Алексеевичу за ценные советы и проведенные дискуссии при выполнении расчетов и написании диссертации.

Автор благодарит коллектив НИЛ «ГТУ и ПТУ ТЭС» за помощь и ценные замечания при выполнении работы, а так же сотрудников кафедры ТЭС МЭИ (ТУ) за ряд сделанных важных и полезных рекомендаций.


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