WWW.LIBRUS.DOBROTA.BIZ
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - собрание публикаций
 

«Цибульский Святослав Анатольевич СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ УТИЛИЗАЦИОННОЙ ПАРОГАЗОВОЙ УСТАНОВКИ С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ГЕНЕРАЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ...»

На правах рукописи

Цибульский Святослав Анатольевич

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ УТИЛИЗАЦИОННОЙ

ПАРОГАЗОВОЙ УСТАНОВКИ С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ

ЭФФЕКТИВНОСТИ ГЕНЕРАЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

Специальность:

05.14.14 – Тепловые электрические станции, их энергетические системы и

агрегаты

Автореферат

диссертации на соискание степени кандидата технических наук

Томск – 2018

Работа выполнена в федеральном государственном автономном образовательном учреждении высшего образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет»

Научный Галашов Николай Никитович кандидат технических наук, доцент руководитель:

Богомолов Александр Романович, доктор Официальные технических наук, профессор, ФГБОУ ВО оппоненты:

«Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева», Институт энергетики, заведующий кафедрой теплоэнергетики, г. Кемерово .

Ларин Евгений Александрович, кандидат технических наук, доцент, Саратовский государственный технический университет (СГТУ имени Гагарина Ю.А.), профессор кафедры «Тепловая и атомная энергетика», г. Саратов .

Национальный исследовательский университет

Ведущая организация:

«Московский энергетический институт» (НИУ «МЭИ»), г. Москва .

Защита кандидатской диссертации состоится «27» 12. 2018 г. в «09 30» часов на заседании диссертационного совета Д 212.269.13 федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет», по адресу по адресу: 634050, г. Томск, ул. Усова, д. 7, уч. корпус 8, ауд. 217 .

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГАОУ ВО «НИ ТПУ» или на сайте http://portal.tpu.ru/council/2803/worklist Автореферат разослан __ ________ 2018 г .

Ученый секретарь диссертационного совета Матвеев А. С .

Д 212.269.13 к.т.н., доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы Снижение температуры отвода теплоты в цикле является одним из основных способов увеличения КПД и мощности теплоэнергетических установок .

При работе парогазовой установки (ПГУ) в условиях пониженных среднегодовых температур окружающей среды в отдаленных северных районах прохождения нефтегазовых магистралей появляется возможность более эффективной работы за счет применения циклов на трех рабочих телах, в которой нижний цикл работает на органическом рабочем теле (ОРТ), а его конденсация происходит в воздушном конденсаторе. Это позволяет отводить теплоту в нижнем цикле предложенной ПГУ при более низкой температуре, чем при работе цикла на воде .

Объект исследования – утилизационная ПГУ с циклами на трех рабочих телах и конденсацией ОРТ в воздушном конденсаторе (ВК) .

Целью работы является совершенствование тепловой схемы утилизационной ПГУ с циклами на трех рабочих телах для повышения КПД и мощности .

Для достижения указанной цели поставлены следующие задачи:

1. Обзор исследований по применению и совершенствованию ПГУ, ВК и ОРТ на ТЭС для выбора наиболее достоверных методик их расчета .





2. Выбор органического рабочего тела для работы в нижнем цикле утилизационной ПГУ при условии конденсации его в ВК .

3. Разработка методик расчета и параметрические исследования ПГУ, ВК и их комплекса .

3.1. Разработка методики расчета и параметрические исследования тепловой схемы утилизационной ПГУ с циклами на трех рабочих телах .

3.2. Разработка методики расчета ВК и исследование на ней эффективности конденсации разных видов ОРТ в широком диапазоне температур и скорости охлаждающего воздуха .

3.3. Разработка методики расчета и параметрические исследования комплекса ПГУ-ВК .

Научная новизна выполненных исследований заключается в следующем:

1. Впервые выведено уравнение взаимосвязи КПД ПГУ с циклами на трех рабочих телах от КПД циклов и КПД связывающих эти циклы элементов .

2. Разработаны оригинальные методики расчета двух тепловых схем утилизационной ПГУ с циклами на трех рабочих телах, отличающиеся способом подогрева конденсата ОРТ перед экономайзером низкого давления – рециркуляцией конденсата и регенеративным подогревом конденсата в смешивающем подогревателе. Показано, что регенеративный подогрев конденсата в смешивающем подогревателе более эффективен .

3. С учетом последних исследований по теплообмену в оребренном трубном пучке разработана методика расчета ВК для исследования конденсации в нем разных видов органических рабочих тел .

4. Впервые разработана методика расчета комплекса ПГУ-ВК, которая позволила провести параметрические исследования с изменением режимных параметров ВК и циклов ПТУ, а также определить наиболее эффективное ОРТ .

На защиту выносятся:

методика расчета и результаты исследований тепловой схемы ПГУ с циклами на трех рабочих телах и конденсацией ОРТ в ВК;

методика расчета и результаты параметрических исследований ВК при конденсации в нем различных рабочих веществ;

методика расчета и результаты параметрических исследований комплекса ПГУ–ВК с циклами на трех рабочих телах .

Теоретическая и практическая значимость

1. Выведено аналитическое уравнение связи КПД ПГУ с КПД отдельных циклов и связывающих циклы установок .

2. Программный продукт, реализующий методику расчета воздушного конденсатора, предназначен для проектирования промышленных воздушноконденсационных установок и может использоваться учебными, научными, промышленными и проектными организациями (свидетельство о гос. рег .

программ для ЭВМ № 2015615530) .

3. Методика и программа расчета тепловой схемы ПГУ на базе трех рабочих тел, позволяющая проводить исследования при изменении параметров рабочих тел в среднем и нижнем циклах ПГУ .

4. Методика и программа расчета системы ПГУ-ВК, позволяющая проводить комплексные исследования изменения характеристик ВК и ПГУ в зависимости от режимных параметров теплоносителей и окружающего воздуха .

5. Получено заключение о практическом использовани результатов работы на АО «Дальневосточная генерирующая компания» филиала «Приморская генерация» .

Достоверность полученных результатов подтверждается:

- их непротиворечивостью с существующими базовыми физическими законами и уравнениями термодинамики, с представлениями о процессах в ПГУ, которые описываются в работе основными уравнениями материальных и тепловых балансов, тепло- и массопередачи в элементах ВК, котле-утилизаторе (КУ), турбинах, испарителе ОРТ и прочих теплообменных аппаратах;

- использованием для получения основных параметров устройств апробированных и хорошо зарекомендовавших методик расчета газотурбинной и паротурбинной установки, которая работает на водяном паре и ОРТ;

- использованием параметров при расчете теплоотдачи в воздушном конденсаторе проверенных критериальных уравнений;

- оценкой погрешности расчетов с использованием теории приближенных вычислений и случайной вариации исходных параметров .

Личный вклад автора заключается:

в анализе существующих принципиальных схем ПГУ, формулировании подхода к их совершенствованию для условий пониженных температур окружающей среды путем введения в тепловую схему третьего цикла на органическом рабочем теле (ОРТ) с использованием воздушного конденсатора (ВК), в выборе методик определения основных параметров ПГУ и ВК, разработке на их основе объединенной методики расчета комплекса ПГУ-ВК и реализация данных методик в виде программ расчета на ЭВМ;

в верификации созданных программ расчета и использовании их для проведения параметрических исследований по определение диапазонов параметров циклов рабочих тел, охлаждающего воздуха, которые отвечают условиям получения наибольшего электрического КПД установки;

в обработке, анализе, обсуждении полученных результатов и выработке рекомендаций для практического использования на практике .

Апробация результатов работы Основные результаты работы докладывались и обсуждались на научных конференциях ТПУ с 2014 по 2017 гг., на Всероссийской научно-технической конференции «Энергетика: эффективность, надёжность, безопасность», Томск, 2014; Региональной научно-практической конференции «Теплофизические основы энергетических технологий», Томск, 2014; Международном молодёжном форуме «Интеллектуальные энергосистемы», Томск 2016, 2017; Международной молодежной научной конференции «Будущее науки», Курск, 2014;

Международной конференции «Современные проблемы теплофизики и энергетики», Москва, 2017. На международной молодежной научной конференции «Тепломассоперенос в системах обеспечения тепловых режимов энергонасыщенного технического и технологического оборудования», Томск,

2017. Получено свидетельство Российской Федерации № 2015615530 от 03 апреля 2015 года о государственной регистрации программы для ЭВМ «Расчет секции воздушного конденсатора». Получено заключение о практическом использовании результатов диссертационной работы на АО «Дальневосточная генерирующая компания» филиала «Приморская генерация» .

Публикации Основные положения, результаты и выводы диссертационных исследований опубликованы в 17 печатных работах, в том числе 4 – в рецензируемых журналах из списка, рекомендованного ВАК РФ: «Известия ТПУ» и «Электрические станции»; публикаций в международных рецензируемых журналах, индексируемых базами данных «Web of Science» и «Scopus»: MATEC Web of Conferences, EPJ Web of Conferences, Power Technology and Engineering .

Объем и структура работы Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения и списка литературы. Данная работа изложена на 120 страницах, диссертация содержит 40 рисунков, 20 таблиц, список использованных источников, который включает 191 наименование, 29 страниц приложений .

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении раскрывается актуальность диссертации, сформулированы цели и задачи, отражается теоретическая и практическая значимость, и научная новизна полученных результатов .

В первой главе диссертационной работы приведен аналитический обзор основных теоретических и экспериментальных работ по исследованию и совершенствованию ПГУ, анализу свойств рабочих веществ для цикла Ренкина, по особенностям конструкции и способам повышения теплообмена в ВК, анализ определения расчетных погрешностей .

Проанализировано состояние теоретических основ и условий повышения КПД ПГУ и газотурбинных установок (ГТУ): возможности повышения начальных и снижения конечных параметров рабочего вещества, снижения температуры воздуха на входе в компрессор, разработок по применению новых жаропрочных материалов, степени совершенствования теплообменного оборудования, введения дополнительных контуров в КУ, технологии утилизации низкопотенциального тепла, оптимизация тепловых схем, компоновочные решения оборудования, повышение мобильности установок, применение альтернативных видов топлива .

Выделены четыре группы органических рабочих тел, проанализированы и составлены требования к свойствам рабочих веществ. Проведен анализ проблем использования ВК на ТЭС при работе на воде и ОРТ. Выбрана методика определения коэффициента теплоотдачи от стенки оребренных труб к охлаждающему воздуху, позволяющая повысить точность расчета теплообмена в ВК. Проведенный анализ позволил определить пути совершенствования ПГУ и ВК с целью повышения эффективности их работы .

Во второй главе разработаны и сформулированы: методика расчета утилизационной ПГУ с циклами на трех рабочих телах, методика расчета ВК при конденсации в нем различных рабочих веществ, методика расчета комплекса ПГУ-ВК .

Произведен теоретический анализ по обоснованию тепловой эффективности ПГУ с циклами на трех рабочих телах.

Выведено уравнение, позволяющее оценить КПД такой ПГУ и определить пути ее совершенствования:

ПГУ = ГТУ + (1 – ГТУ)·КУ·[ПТУ + (1 – ПТУ)·ИОРТ ОРТ], (1) где ПГУ – КПД ПГУ, ГТУ – КПД ГТУ, КУ – КПД КУ, ПТУ – КПД паротурбинной установки (ПТУ) на водяном паре, ИОРТ – КПД испарителя ОРТ (ИОРТ), ОРТ – КПД ПТУ на ОРТ .

Для полного использования теплоты уходящих газов в КУ были разработаны две тепловые схемы ПГУ, отличающиеся способом подогрева конденсата ОРТ перед КУ, которые представлены на рисунке 1 .

Разработаны методика расчетов двух вариантов схемы ПГУ с циклами на трех рабочих телах: с рециркуляцией ОРТ перед КУ и с регенеративным подогревом (рисунок 1). Основные уравнения приведены в (2)-(8) .

Определяются: состав газов на входе в ГТ и параметры газов по тракту КУ:

сП.С. = f{N2;%; Ar;%; O2;%; H2O;%; CO2;%}, (2а) IВХКУ = f(cП.С.; ГТУВХ_КУ; pП.С.), кДж/кг, (2б) где ГТУВХ_КУ – температура газов на выходе из ГТУ, °С, pП.С – давление газов за ГТУ, МПа .

Электрическая мощность ЦВД и расхода водяного пара:

NЭЦВД = D0ЦВД·HiЦВД·ЭМ·10-3, МВт, (3а) D0ЦВД = GГ·(IВХКУ – IИ)/(h0П – (h/В)И), кг/с, (3б) где GГ – расход газов за ГТУ, кг/с, IИ – энтальпия газов перед испарителем, кДж/кг, h0П – энтальпия водяного пара на выходе из КУ, кДж/кг, (h/В)И – энтальпия воды перед испарителем, кДж/кг .

Рисунок 1 – Принципиальная тепловая схема ПГУ с циклами на трех рабочих телах: 1 – компрессор ГТУ, 2 – камера сгорания (КС), 3 – газовая турбина (ГТ), 4

– двухконтурный КУ, 5 –ЦВД, 6 – ЦНД, 7 – пароперегреватель (ПП) высокого давления, 8 – испаритель высокого давления, 9 – барабан высокого давления, 10 – экономайзер высокого давления, 11 – экономайзер низкого давления, 12 – испаритель ОРТ (ИОРТ), 13 – конденсатный насос высокого давления, 14 – охладитель пара, 15 – ВК, 16 – конденсатный насос низкого давления, 17 – насос рециркуляции ОРТ, 18 – отвод уходящих газов, 19 – электрогенератор, 20 – питательный насос ОРТ, 21 – регенеративный подогреватель ОРТ

Тепловой баланс для охладителя пара:

D0ЦНД·((hkПТ)ОРТ – hОПОРТ)·П = D0ЦНД·((hВЫХОП)ОРТ – hПН2), (4) где (hkПТ)ОРТ – энтальпия пара ОРТ после ЦНД, кДж/кг, hОПОРТ – энтальпия пара ОРТ после охладителя пара, кДж/кг, hВЫХОП)ОРТ – энтальпия конденсата ОРТ после нагрева в ОП, hПН2 – энтальпия ОРТ после питательного насоса, кДж/кг, D0ЦНД – расход пара ОРТ на ЦНД .

Тепло, передаваемое водяным паром в испарителе ОРТ:

QИОРТ = D0ЦВД·((hКЦВД – (h/ВП)ИОРТ)·ИОРТ/103, МВт, (5) где hКЦВД – энтальпия водяного пара после ЦВД, кДж/кг, (h/ВП)ИОРТ – энтальпия водяного конденсата за ИОРТ, кДж/кг, ИОРТ – КПД ИОРТ .

Тепловой расчет регенеративной системы подогрева ОРТ перед КУ:

D1·h1 – (D0ЦНД – D1) (hВЫХОП)ОРТ = D0ЦНД·hВХЭк2, (6) где h1 – энтальпия пара ОРТ в отборе на регенеративный подогрев, кДж/кг, D1 – расход ОРТ на регенеративный подогрев, кг/c, hВХЭк2 – энтальпия ОРТ на входе в экономайзер низкого давления КУ, кДж/кг .

Система уравнений для системы рециркуляции для подогрева конденсата перед КУ состоит из: уравнения теплового баланса для испарителя ОРТ, уравнение теплового баланса для системы рециркуляции конденсата ОРТ, уравнение теплового баланса для экономайзера низкого давления:

D0ЦНД = QИОРТ/((h//ОРТ)ИОРТ – hВЫХЭк2), кг/c, (7а) DP = D0ЦНД·(hВХЭк2 – (hВЫХОП)ОРТ)/(hВЫХЭК2 – hВХЭК2), кг/c, (7б) hВЫХЭк2 = hВХЭк2 + QЭК2/DЭК2, кДж/кг. (7в) где QИОРТ – тепловая нагрузка на ИОРТ, кВт, (h//ОРТ)ИОРТ = h0ОРТ, hВЫХЭк2 – энтальпия ОРТ на выходе из экономайзера низкого давления, кДж/кг, QЭК2 – тепловая нагрузка на экономайзер низкого давления, кВт, DЭК2 – суммарный расход ОРТ на экономайзер низкого давления .

Электрический КПД ПГУ брутто:

ЭПГУ = NЭПГУ·100/QKC, %. (8) Методика расчета ВК позволяет определить расход конденсируемого вещества, коэффициент теплопередачи и гидравлическое сопротивление секции ВК, необходимое число секций для заданного расхода ОРТ, а также мощность и число вентиляторов заданного типоразмера. В качестве исходных данных задаются: геометрические параметры секции и труб; режимные параметры теплоносителя; режимные параметры воздуха; принимаемые параметры и коэффициенты; материалы, форма труб и ребер .

Число Нуссельта для охлаждающего воздуха:

Nu2 = 1,13·СZ·Cq·Re2m·PrОПР0,33, (9)

–  –  –

62,5 63,5 61,5 62,5 61,5 60,5

–  –  –

Рисунок 15 – Выработка электроэнергии по месяцам для предлагаемой ПГУ и стандартной ПГУ для г. Сургут Среднемесячная электрическая мощность ПГУ с ВК выше, чем у стандартной ПГУ. Это объясняется более низкой температурой отвода тепла в цикле в холодные месяцы на ПГУ с циклами на трех рабочих телах относительно стандартной трехконтурной ПГУ за счет применения цикла на ОРТ и ВК .

Суммарная выработка электроэнергии для ПГУ с циклами на трех рабочих телах за год составила 7088,2 млн кВт·ч, для ПГУ с трехконтурным КУ и промперегревом – 6896,2 млн кВт·ч. При этом на предлагаемой ПГУ увеличение годовой выработки электроэнергии относительно стандартной составляет 191,9 млн кВт·ч .

На рисунке 16 приведен график зависимости электрического КПД брутто для ПГУ с ВК и для стандартной ПГУ от среднемесячной температуры для климатических условий г. Сургут .

КПД ПГУ с ВК выше, чем у стандартной трехконтурной ПГУ за счет более низких температур конденсации рабочего тела. С января по июль КПД брутто ПГУ с циклами на трех рабочих телах снижается с 65,46 % до 62,24 %, объясняется это повышением среднемесячной температуры воздуха с -21,3 до +18,6 °С, при этом температура конденсации ОРТ в воздушном конденсаторе изменяется от -12,73 до 29,94 °С. Снижение КПД брутто стандартной трехконтурной ПГУ менее заметно: c 62,51 % до 61,72 %, т.к. температура охлаждающей воды за этот период увеличивается с 5 до 12 °С. КПД предлагаемой ПГУ выше стандартной трехконтурной ПГУ за счет применения в ней цикла на органическом рабочем теле, который более эффективно использует низкопотенциальное тепло .

,% 65,5 65,0 64,5 64,0 63,5 63,0 62,5 62,0 61,5 Январь Февраль Март Апрель Май Июнь Июль Август Сентябрь Октябрь Ноябрь Декабрь ПГУ с циклами на 3-х рабочих телах Базовая ПГУ Рисунок 16 – Электрический КПД брутто для ПГУ с циклами на трех рабочих телах и ВК и стандартной трехконтурной ПГУ для г. Сургут

На основе проведенных исследований можно сделать следующие выводы:

1. Снижение температуры охлаждающего воздуха пропорционально увеличивает КПД и мощность ПГУ. Наилучшие показатели получены при работе нижнего цикла на фреоне R365mfc. При изменении температуры охлаждающего воздуха от 30 до –30 С КПД брутто изменяется от 61,1 до 66,1 %, а КПД нетто от 60 до 64,8 %. Откуда следует, что при температурах охлаждающего воздуха ниже 10 С исследуемая ПГУ будет иметь КПД нетто выше, чем трехконтурная ПГУ на базе ГТУ GE 9HA.02 .

2. Работа нижнего цикла на R365mfc позволяет повысить КПД нетто на 0,4 % по сравнению с работой на пентане и на 0,5 % по сравнению с работой на R245ca .

3. Работа нижнего цикла на R365mfc позволяет иметь электрическую мощность ПГУ нетто на 20 МВт выше по сравнению с работой на пентане и R245ca во всем диапазоне температур охлаждающего воздуха .

4. При изменении температуры охлаждающего воздуха от 30 до –30 С электрическая мощность ПГУ нетто при работе на R365mfc возрастает с 758 до 820 МВт, а мощность ЦНД с 58 до 121 МВт .

5. Показано, что выбор оптимального числа секций в ВК возможен только на основе технико-экономического анализа, т.к. увеличение числа секций ведет к росту КПД и мощности ПГУ брутто и падению КПД и мощности ПГУ нетто .

6. Показано, что годовая выработка электроэнергии на ПГУ с циклами на трех рабочих телах с ВК выше, чем на стандартной ПГУ фирмы General Electric на 191,9 млн кВт·ч .

В заключении приведены основные итоги диссертационной работы .

1. Проведен обзор современных научных исследований по применению и совершенствованию ПГУ, ВК и ОРТ на ТЭС для выбора наиболее достоверных методик их расчета .

2. Проанализированы свойства ОРТ для определения возможности их работы в нижнем цикле утилизационной ПГУ при условии конденсации в ВК .

3. Разработана тепловая схема ПГУ с циклами на трех рабочих телах в двух модификациях: с подогревом ОРТ перед экономайзером КУ: рециркуляцией конденсата и подогревом в регенеративном подогревателе. Представлено теоретическое обоснование тепловой эффективности ПГУ с циклами на трех ОРТ .

Получено уравнение, отражающее влияние КПД отдельных циклов и элементов, связывающих данные циклы на КПД ПГУ. Разработана методика расчета тепловой схемы ПГУ с циклами на трех рабочих телах, на основе которой написаны методика и программа расчета схемы ПГУ. Параметрические исследования показали, что схема ПГУ с регенеративным подогревом конденсата ОРТ перед экономайзером низкого давления КУ имеет КПД нетто на 0,41 % выше, чем схема с рециркуляцией. Определено, что наилучшим рабочим телом для нижнего цикла является фреон R365mfc. Исследовалось влияние начального давления водяного пара для КУ в диапазоне от 8 до 20 МПа на КПД ПГУ для двух вариантов подогрева конденсата ОРТ перед КУ: с регенеративным смешивающим подогревателем и рециркуляцией. Для ПГУ с регенеративным подогревом конденсата ОРТ во всем диапазоне исследуемых начальных давлений КПД нетто составляет от 61,39 % при 8 МПа до 62,32 % при начальном давлении 20 МПа, при этом электрическая мощность нетто изменяется от 777 МВт до 789 МВт. Для дальнейших исследований были приняты три начальных давления 6, 12, 18 МПа .

Оптимальным диапазоном давления водяного пара на выходе из ЦВД является 0,15-0,30 МПа. При снижении давления конденсации водяного пара в испарителе ОРТ ниже 0,10 МПа КПД нетто ПГУ снижается с 62,1 % до 61,9 %. Это связано со снижением температуры подвода тепла в нижнем цикле ОРТ. При давлении конденсации водяного пара в испарителе ОРТ 0,2 МПа достигаются наибольшие значения КПД нетто 62,1 % и электрической мощности ПГУ 786,5 МВт .

Температура конденсации ОРТ в ВК оказывает большее влияние на эффективность, чем начальное и конечное давление водяного пара. В интервале температур конденсации в конденсаторе ОРТ от -20 до +30 °С КПД нетто падает от 63,61 % до 60,75 %. При начальном давлении водяного пара 18 МПа, давлении конденсации в испарителе ОРТ 0,2 МПа, при работе нижнего цикла на фреоне R365mfc и температуре конденсации от 0 до +20 °С КПД нетто ПГУ с циклами на трех рабочих телах составляет от 61,74 % до 63,26 %. В то время как для ПГУ с ГТУ 9HA.02 с трехконтурным КУ и ПП максимальный КПД нетто составляет 61,8 % .

4. Разработана методика расчета ВК для условий конденсации в нем разных видов ОРТ. Параметрические исследования показали, что выбор вида ОРТ, скорости и температуры охлаждающего воздуха при проектировании ВК существенно влияют на его капитальные затраты и технико-экономические показатели. Выявлено, что пентан, R245ca и R365mfc обладают наилучшими термодинамическими и термо-физическими параметрами при условии конденсации в воздушном конденсаторе при изменении режимных параметров .

5. Разработана методика комплексного расчета системы ПГУ-ВК с циклами на трех рабочих телах и конденсацией ОРТ в ВК с регенеративным подогревом ОРТ перед КУ. Проведенные исследования для системы ПГУ–ВК при изменении температуры охлаждающего воздуха показали, что снижение температуры охлаждающего воздуха пропорционально увеличивает КПД и мощность ПГУ .

Наилучшие показатели получены при работе нижнего цикла на фреоне R365mfc .

При изменении температуры охлаждающего воздуха от +30 до -30 С КПД брутто изменяется от 61,1 до 66,1 %, а КПД нетто от 60 до 64,8 %. Откуда следует, что при температурах охлаждающего воздуха ниже 10 С исследуемая ПГУ будет иметь КПД нетто выше, чем ПГУ с трехконтурным КУ и промежуточным перегревом пара на базе ГТУ GE 9HA.02. Работа нижнего цикла на R365mfc позволяет повысить КПД нетто на 0,4 % по сравнению с работой на пентане и на 0,5 % по сравнению с работой на R245ca. Работа нижнего цикла на R365mfc позволяет иметь электрическую мощность ПГУ нетто на 20 МВт выше по сравнению с работой на пентане и R245ca во всем диапазоне температур охлаждающего воздуха. При изменении температуры охлаждающего воздуха от 30 до -30 С электрическая мощность ПГУ нетто при работе на R365mfc возрастает с 758 до 820 МВт, а мощность ЦНД с 58 до 121 МВт. Показано, что на ПГУ с ВК годовая выработка электроэнергии выше, чем на ПГУ с трехконтурным КУ и промежуточным перегревом. Годовая выработка электроэнергии в климатической зоне г. Сургут на ПГУ-ВК составляет 7088,2 млн кВт·ч против 6896,2 млн кВт·ч, и составляет 191,9 млн кВт·ч. Данный результат показывает эффективность использования схемы установки с тремя циклами, в которой нижний цикл работает на ОРТ, а его конденсация происходит в ВК .

Основное содержание диссертации отражено в публикациях:

статьи, опубликованные в изданиях из перечня, рекомендованного ВАК:

1. Цибульский С.А. Анализ влияния основных параметров паротурбинного цикла на эффективность тринарных парогазовых установок / Н. Н. Галашов, С. А .

Цибульский // Известия Томского политехнического университета, Томский политехнический университет (ТПУ). – 2013. –Т. 323, № 4: Энергетика. – с. 14-21 .

2. Цибульский С.А. Анализ эффективности парогазовых установок тринарного типа / Н.Н. Галашов, С.А. Цибульский // Известия Томского политехнического университета, Томский политехнический университет (ТПУ). – 2014. – Т. 325, № 4: Техника и технологии в энергетике. – с. 33-38 .

3. Цибульский С.А. Тепловая эффективность утилизационных ПГУ тройного цикла / Н.Н. Галашов, С.А. Цибульский // Электрические станции. – 2014. – №10(999). – с. 11–15 .

4. Цибульский С.А. Численное исследование характеристик конденсации различных теплоносителей в охлаждаемом воздухом аппарате / Н.Н. Галашов, С.А. Цибульский // Электрические станции. – 2015. – №8(1009). – с. 24-31 .

публикации в материалах баз данных SCOPUS и Web of Science:

5. Tsibulskii S.A. Thermal Efficiency of Three-Cycle Utilization-Type SteamGas Units / N.N. Galashov, S.A. Tsibulskii // Power Technology and Engineering:

Scientific Journal. – 2015. – Vol. 48, iss. 6. – p. 459-463 .

6. Tsibulskii S.A. Numerical study of the characteristics of the air condenser section / N.N. Galashov, S.A. Tsibulskiy // MATEC Web of Conferences. – 2015. – vol .

37. – iss. 01021.– p.1-6 .

7. Tsibul’ski S.A. Numerical Analysis of the Condensation Characteristics of Different Heat-Transfer Media in an Air-Cooled Condenser / N.N. Galashov, S.A .

Tsibul’ski // Power Technology and Engineering. – 2016. – 49(5). – с. 365-370 .

8. Tsibulskiy S. Analysis of the properties of working substances for the organic Rankine cycle based database "REFPROP" / N. Galashov, S. Tsibulskiy, T. Serova // EPJ Web of Conferences. – 2016. – №110. – 01068 .

9. Tsibulskii S. Numerical research of steam and gas plant efficiency of triple cycle for extreme north regions / N. Galashov, S. Tsibulskii, A. Matveev, V. Masjuk // EPJ Web of Conferences. – 2016. – №110. – 01019 .

10. Tsibulskiy S. Application of Evaporative Cooling for the Condensation of Water Vapors from a Flue Gas Waste Heat Boilers CCP / N. Galashov, S. Tsibulskiy, A. Kiselev // MATEC Web of Conferences.–2016. – 72. – 01029 .

11. Tsibulskiy S.A. Promising Direction of Perfection of the Utilization Combine Cycle Gas Turbine Units / A.I. Gabdullina, N.N. Galashov, S.A. Tsibulskiy, I.A .

Asanov, A.S. Kiselev// MATEC Web of Conferences. – 2016. – 91. – 01004 .

12. Tsibulskiy S. Research of efficiency of the organic Rankine cycle on a mathematical model / N. Galashov, S. Tsibulskiy, A. Gabdullina, D. Melnikov, A.S .

Kiselev // MATEC Web of Conferences. – 2016. – 92. – 01070 .

13. Tsibulskiy S. Efficiency of utilization of heat of moisture from exhaust gases of heat HRSG of CCGT / N. Galashov, S. Tsibulskiy, D. Melnikov, A. Kiselev, A .

Gabdullina // MATEC Web of Conferences. – 2017. – 110. – 01027 .

14. Tsibulskiy S. Flue gas moisture capacity calculation at the outlet of the condensation heat recovery unit / N. Galashov, S. Tsibulskiy, D. Melnikov, A. Kiselev, A. Gabdullina // MATEC Web of Conferences. – 2017. – 110. – 01029 .

15. Tsibulskiy S. Decision working medium for lower cycle CCGT trinary type / S. Tsibulskiy, N. Galashov, D. Melnikov, A. Kiselev, A.. Gabdullina // MATEC Web of Conferences. – 2017. – 141. – 01025 .

16. Tsibulskiy S. Improvement air condensers evaluation model / S. Tsibulskiy, N .

Galashov, D. Mel'nikov, A. Kiselev, A. Bannova // MATEC Web of Conferences. – 2018. – 194. – 01017 .

17. Tsibulskiy S. Algorithm for calculation of a CCGT of a trinary type with an air condenser / S. Tsibulskiy, N. Galashov, D. Mel'nikov, A. Kiselev, A. Bannova //



Похожие работы:

«ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИИ И ОСВОЕНИЯ НЕДР ОЦЕНКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ В ОКРЕСТНОСТЯХ НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЙ (ГГ. ОМСК, АЧИНСК, ПАВЛОДАР) Т.С. Шахова Научный руководитель профессор Е.Г. Язиков, доце...»

«ПОДЪЕМНО-СЕКЦИОННЫЕ ВОРОТА РУКОВОДСТВО ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ СОДЕРЖАНИЕ 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ 2. ОПИСАНИЕ ВОРОТ 2.1. Назначение 2.2. Общее устройство 2.3. Общие рекомендации по работе с воротами. 7 2.4. Условия нормальной эксплуатации ворот. 8 3. ПОРЯДОК РАБОТЫ С ВОРОТАМИ 3.1. Вручную 3.2. С использовани...»

«ОБЩЕСТВО "ЗНАНИЕ" РОССИИ ПРИВОЛЖСКИЙ ДОМ ЗНАНИЙ МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ СРЕДНЕВОЛЖСКОЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЩЕСТВО ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ V Международная научно-техническая конференция АНАЛИТИЧЕСКИЕ И ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНЫХ И СОЦИАЛЬНЫХ ПРОБЛЕ...»

«ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДОЛОГИИ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ФИЗИЧЕСКИХ И ДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ ПРИ ВВОДЕ В ЭКСПЛУАТАЦИЮ ЭНЕРГОБЛОКОВ АЭС С ВВЭР Ю.В. Саунин, А.Н. Добротворский, А.В. Семенихин ОАО Атомтехэнерго, Нововорон...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ГО С ТР СТАНДАРТ МЭК 6 1 8 8 3 -7 РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ АУДИО-/ВИДЕОАП ПАРАТУРА БЫТОВОГО НАЗНАЧЕНИЯ ЦИФРОВОЙ ИНТЕРФЕЙС Часть 7 Передача системы В ITU-R В0.1294 (IEC...»

«Профессионализм в сварке более 50 лет capilla® Каталог СПЕЦИАЛЬНЫЕ сварочные материалы capilla® Специальные сварочные материалы Capilla Schweimaterialien GmbH Westring 48-50 В-33818 Leopoldshoehe, Germany e-mail: info@capilla-gmbh.de Интернет: www.capilla-gmbh.d...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ НАУКИ РФ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ" В.В. Слепушкин, Б. М....»







 
2019 www.librus.dobrota.biz - «Бесплатная электронная библиотека - собрание публикаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.