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:

Джураева Екатерина Владимировна. Исследование схем использования детандер-генераторных агрегатов в энергетике и системах газоснабжения : Дис. ... канд. техн. наук : 05.14.01 : М., 2005 155 c. РГБ ОД, 61:05-5/2207

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Стр.

Введение 6

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ. ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 10

1.1. Система газоснабжения. Детандер — генераторный

агрегат 10

1.2. Реализованные схемы работы ДГА на ГРС и ГРП 14

  1. Работа ДГА на ГРС 15

  2. ДГА, работающие на ГРП 16

1.3. Предлагаемые схемы 19

  1. Схемы выработки электроэнергии с привлечением постороннего источника 20

  2. Схемы подогрева газа с помощью теплового насоса 23

  1. Оценка эффективности работы схем 25

  2. Задачи исследования 33

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ РАСЧЕТА ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ
СВОЙСТВ ГАЗА. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
ПОДОГРЕВА ГАЗА 35

2.1. Сравнение методов расчета термодинамических
свойств газа 35

2.1.1. Сравнение расчетов по реальному газу и по

формулам для идеального газа 35

2.1.2. Сравнение расчетов, производимых для
чистого метана с расчетами для природного

газа 40

2.2. Термодинамические основы подогрева газа 47

2.2.1. Подогрев газа перед ДГА. Двухступенчатый

подогрев газа 47

2.2.2. Эксергетический анализ эффективности
подогрева газа 51

ГЛАВА 3. ВЫБОР РАБОЧЕГО ТЕЛА И ЦИКЛА ТЕПЛОВОГО

НАСОСА 57

3.1. Теоретические основы выбора рабочих тел в

тепловых насосах 57

  1. Однокомпонентные хладагенты 59

  2. Многокомпонентные хладагенты 61

3.2. Программа расчета. Циклы теплового насоса 63

  1. Программа расчета 63

  2. Базовый цикл теплового насоса 66

  3. Цикл с переохлаждением конденсата 68

  4. Регенеративный цикл работы теплового насоса 68

3.3. Результаты расчета 69

3.3.1. Результаты расчета базового цикла для чистых

веществ 69

3.3.2. Результаты расчета базового цикла для смеси

хладагентов 73

3.3.3. Результаты расчета цикла с переохлаждением

для чистых веществ 78

3.3.4. Результаты расчета цикла с переохлаждением

для смеси хладагентов 82

  1. Результаты расчета регенеративного цикла для чистых веществ 86

  2. Результаты расчета регенеративного цикла для смеси хладагентов 85

ГЛАВА 4. ЭКСЕРГЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОЦЕССОВ

ПОДОГРЕВА ГАЗА РАЗЛИЧНЫМИ ИСТОЧНИКАМИ

ТЕПЛОТЫ 91

  1. Общая схема 91

  2. Подогрев газа перед детандером с помощью теплового

насоса 92

4.2.1. Схема установки, включающей в себя

тепловой насос и ДГА 92

4.2.2. Термодинамическая эффективность работы ТН

при перепадах давлений метана 0,6/0,2 МПа

и 4,0/1,2 МПа 93

4.2.3. Термодинамическая эффективность работы ТН

при перепадах давлений 1,2/0,2 и 7,5/1,2 МПа 98

4.2.4. Эксергетическая эффективность работы ТН 102

4.3. Подогрев газа перед детандером с помощью

автономного котла 106

4.3.1. Схема установки, включающей автономной

котел и ДГА 107

4.3.2. Схема установки, включающая автономный

котел, ДГА и регенеративный теплообменник 108

  1. Подогрев газа перед детандером с помощью газотурбинной установки 111

  2. Подогрев газа перед детандером с помощью паротурбинной установки 112

  1. Подогрев газа паром из отборов турбины 112

  2. Влияние включения ДГА на ПТУ. Подогрев магистрального газа уходящими газами

котла 114

4.6. Сравнение способов подогрева газа 121

ГЛАВА 5. Схемы установок для производства электроэнергии с

помощью детандер - генераторных агрегатов 123

5.1. Установка ожижения природного газа 123

5.2. Газораспределительная станция с газотурбинным
двигателем 130

  1. Схема применения ДГА на ТЭЦ 132

  2. Схема применения ДГА на ПТУ 138

Выводы по диссертации 141

Список использованных источников 143

Введение к работе:

Энергосбережению в промышленности уделяется значительное внимание. Проблема энергосбережения, являясь одной из важнейших во всех развитых странах, приобретает особую остроту в России, где энергоресурсы дорожают и используются крайне неэффективно. В последние годы наблюдался спад производства, который не сопровождался адекватным снижением потребления электроэнергии. Сохранение высокого уровня энергоемкости народного хозяйства может привести к тому, что неудовлетворенный спрос составит до 25% нынешнего потребления энергии в стране. Покрыть этот спрос, учитывая изношенность основных фондов отечественной энергетики, ее высокую капиталоемкость и инерционность, без активизации работ в области экономии энергии будет невозможно. Так, в 1996 г. был принят Федеральный Закон Российской Федерации «Об энергосбережении», за которым последовали и другие законодательные акты, нормативные и программные документы, регулирующие отношения в области энергопроизводства, энергопотребления и энергосбережения.

Одно из направлений энергосбережения - это применение детандер-генераторных агрегатов (ДГА) для получения электроэнергии за счет использования технологического перепада давления газа в системах газоснабжения. При существующей в России системе газоснабжения снижение давления транспортируемого природного газа производится обычно в двух ступенях - на газораспределительных станциях (ГРС) и на газорегуляторных пунктах (ГРП) и осуществляется за счет дросселирования. Применение вместо дросселя ДГА позволяет полезно использовать этот перепад давлений для производства электроэнергии.

Детандер - генераторный агрегат - это устройство для получения электроэнергии за счет работы, совершаемой расширяющимся магистральным природным газом (без его сжигания). ДГА состоит из детандера, генератора, теплообменника, системы контроля и регулирования параметров процесса. В детандере энергия газового потока преобразуется в механическую работу, которая в свою очередь, может быть преобразована в электрическую энергию в соединенном с детандером генераторе. При работе таких установок есть возможность помимо электроэнергии получать теплоту и/или холод.

В мировой практике накоплен значительный опыт успешной эксплуатации ДГА. В зарубежной научно-технической периодической литературе дается высокая оценка эффективности ДГА, которая определяется прежде всего меньшими удельными капитальными затратами и удельными расходами топлива на выработку электроэнергии, чем на паротурбинных энергоблоках.

В России также эксплуатируются ДГА. Первый промышленный детандер - генераторный агрегат был внедрен в 1995 году на одной из московских ТЭЦ, где установлены два агрегата единичной мощностью по 5000 кВт каждый. За это время агрегаты показали себя надежными и удобными в эксплуатации. Они мобильны - с момента нажатия кнопки «Пуск» до полностью автоматизированного выхода турбины на режим холостого хода требуется 15 минут. Время выхода с режима холостого хода на режим с максимальной нагрузкой не превышает одного часа. Агрегаты не требуют большого количества обслуживающего и эксплуатационного персонала. Использование ДГА на электростанциях позволит получить около 1% дополнительной мощности, снизить расход топлива, улучшить экологические показатели.

В РАО ЕЭС «России» и системе ОАО «Газпром» развиваются работы по внедрению ДГА на ГРС и ГРП. Предварительные расчеты

показали, что установка детандер-генераторных агрегатов на объектах ОАО «Газпром» позволит вырабатывать около 500 МВт электрической мощности.

Промышленностью России и Украины за последние годы освоен выпуск турбодетандеров, которые могут быть использованы как составные части детандер - генераторных агрегатов. Удельная стоимость установленной мощности детандер — генераторных агрегатов, оборудование для которых выпускается на заводах России и Украины, колеблется в пределах от 250 до 350 долл. США / кВт.

На конструктивные особенности детандер - генераторных агрегатов оказывают влияние различия в условиях работы ДГА. Так, при наличии высокотемпературного источника вторичной теплоты, подогрев газа в ДГА достаточно проводить в одной ступени перед турбодетандером, при отсутствии же высокопотенциальной сбросной теплоты, может оказаться более эффективным промежуточный подогрев газа между ступенями турбодетандера, либо дополнительный подогрев газа после детандера. При резко переменных годовом и суточном графиках нагрузки необходимо обеспечить высокий внутренний относительный КПД работы детандера в широком диапазоне изменений расхода газа.

Из сказанного выше ясно, что для успешного внедрения детандер-генераторных агрегатов в промышленности России необходим широкий комплекс работ, включающий в себя как научные разработки, так и организацию производства. С уверенностью можно сказать, что все необходимые задачи могут быть решены силами российских научных учреждений и производственных объединений.

Настоящая работа посвящена разработке научных основ создания и принципов функционирования энергетических систем, включающих в себя электрогенерирующие комплексы и установки на базе ДГА.

Полученные в работе результаты позволяют расчетным путем определять, какова термодинамическая эффективность включения ДГА в схемы ГРС и ГРП при различных условиях эксплуатации.

Подобные работы
Штык Оксана Александровна
Разработка и исследование тепловых схем парогазовых установок с использованием теплоты от мусоросжигательных заводов
Илькевич Николай Иванович
Научно-методические основы многоуровневого моделирования и оптимизации развития систем газоснабжения
Карасевич Александр Мирославович
Методология и средства управления развитием региональных систем газоснабжения
Соколова Мария Александровна
Исследование структуры и режимов эксплуатации парогазовых установок с параллельной схемой работы на доктрических параметрах пара
Дудолин Алексей Анатольевич
Исследование влияния климатических условий и типа ГТУ на выбор структуры тепловых схем парогазовых ТЭЦ утилизационного типа
Алхасов Алибек Басирович
Теплофизика и теплопередача в системах геотермальной энергетики
Осипов Айрат Линарович
Исследование и разработка схем теплоснабжения для использования низкопотенциального тепла на основе применения теплонасосных установок
Мустафин Ульфат Мансурович
Комплексная система оценки остаточного ресурса трубопроводов системы газоснабжения, бывших в консервации
Джеллуль Абделькадер
Моделирование и расчет неустановившихся режимов в сложных системах газоснабжения АНДР
Меняйло Вячеслав Андреевич
Оперативное управление технологическими процессами городских систем газоснабжения

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