Оценка показателей работы теплофикационной ПТУ при изменении внутреннего относительного КПД отсеков паровой противодавленческой турбины
Автор: Степанова Елена Леонидовна, Киреев Станислав Сергеевич
Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика @vestnik-susu-power
Рубрика: Теплоэнергетика
Статья в выпуске: 2 т.21, 2021 года.
Бесплатный доступ
Авторами выполнены схемно-параметрические оптимизационные исследования перспективной теплофикационной ПТУ, имеющей в своем составе паровую противодавленческую турбину и паровой котел, работающий на природном газе, с возможностью утилизации теплоты дымовых газов. С помощью математической модели теплофикационной ПТУ проведены исследования влияния внутреннего относительного КПД отсеков паровой турбины на ее основные показатели режимов работы и конструктивные характеристики теплообменного оборудования установки. Создание математической модели рассматриваемой установки и проведение схемно-параметрических оптимизационных расчетов осуществлялось с помощью разработанного в отделе Теплосиловых систем Института систем энергетики им. Л.А. Мелентьева Сибирского отделения Российской академии наук программно-вычислительного комплекса «Система машинного построения программ». Критерием оптимизации была выбрана цена электроэнергии, отпускаемой ПТУ при заданных ценах отпускаемого тепла и топлива с учетом внутренней нормы возврата капиталовложений. Результаты схемно-параметрических оптимизационных расчетов показали, что цена электрической энергии, отпускаемой теплофикационной ПТУ, практически линейно зависит от внутреннего относительного КПД отсеков турбины и при его изменении от 0,82 до 0,9 цена электрической энергии уменьшается на 0,03 цент/кВт. С учетом объема отпускаемой установкой электрической энергии экономический эффект от роста КПД может составить до 98,79 тыс. долл./год. Методический подход, примененный в данной работе, позволяет оценить целесообразность затрат для повышения внутреннего относительного КПД отсеков паровой турбины и может быть полезным как при рассмотрении вариантов проектирования, так и в процессе эксплуатации теплоэнергетических установок. Результаты оценки влияния внутреннего относительного КПД отсеков турбины на основные показатели режимов работы и конструктивные характеристики установки помогут определить уровень надежности и эффективности ее эксплуатации.
Теплофикационная паротурбинная установка, математическое моделирование теплоэнергетических установок, структурно-параметрическая оптимизация теплоэнергетических установок, паровая турбина с противодавлением, внутренний относительный кпд отсека турбины, утилизация теплоты дымовых газов
Короткий адрес: https://sciup.org/147234097
IDR: 147234097 | DOI: 10.14529/power210202
Список литературы Оценка показателей работы теплофикационной ПТУ при изменении внутреннего относительного КПД отсеков паровой противодавленческой турбины
- Hazell, D. Modeling and Optimization of Condensing Heat Exchangers for Cooling Boiler Flue Gas / D. Hazell. – 2011. – 108 p.
- Utilization of waste tire powder for gaseous fuel generation via CO2 gasification using waste heat in converter vaporization cooling flue / W. Song, J. Zhou, Y. Li, J. Yang // Renewable Energy. – 2021. – Vol. 173. – P. 283–296. DOI: 10.1016/j.renene.2021.03.090
- Анализ влияния отдельных составляющих потерь от влажности на экономичность ступени и отсеков паровых турбин / Г.А. Филипов, В.Г. Грибин, А.Р. Аветисян и др. // Теплоэнергетика. – 2015. – № 1. – С. 22–28.
- Татаринова, Н.В. Исследование расходных и мощностных характеристик последних отсеков теплофикационных паровых турбин / Н.В. Татаринова // Проблемы региональной энергетики. – 2019. – № 3 (44). – С. 79–90. DOI: 10.5281/zenodo.3562205
- Клер, А.М. Методы оптимизации сложных энергетических установок / А.М. Клер, Н.П. Деканова, Т.П. Щеголева. – Новосибирск: Наука, 1993. – 116 с.
- Клер, А.М. Математическое моделирование и оптимизация в задачах оперативного управления тепловыми электростанциями / А.М. Клер, Н.П. Деканова, С.К. Скрипкин. – Новосибирск: Наука, 1997. – 120 с.
- Клер, А.М. Оптимизационные исследования энергетических установок и комплексов / А.М. Клер, Э.А. Тюрина. – Новосибирск: Академическое издательство «Гео», 2016. – 298 с.
- Клер, А.М. Исследование эффективности теплофикационного энергоблока с противодавленческой паровой турбиной и утилизацией тепла уходящих газов / А.М. Клер, Е.Л. Степанова, А.С. Максимов // Теплофизика и аэромеханика. – 2018. – Т. 25, № 6. – С. 963–973. DOI: 10.1134 / S0869864318060136
- Щинников, П.А. Оптимальное распределение электрической и тепловой нагрузок между энергоагрегатами ТЭЦ / П.А. Щинников // Известия Российской академии наук. Энергетика. – 2018. – № 6. – С. 65–75. DOI: 10.31857/S000233100003520-6
- Optimal economic power and heat dispatch in Cogeneration Systems including Wind Power / A.M. Shaheen, A.R. Ginidi, R.A. El-Sehiemy, E.E. Elattar // Energy. – 2021. – 225. DOI: 10.1016/j.energy.2021.120263
- Basu, M. Combined heat and power economic dispatch by using differential evolution / M. Basu // Electric Power Components and Systems. – 2010. – No. 38 (8). – P. 996–1004. DOI: 10.1080/15325000903571574
- Yadegari, S. Risk-averse multi-objective optimal combined heat and power planning considering voltage security constraints / S. Yadegari, H. Abdi, S. Nikkhah // Energy. – 2020. – 212. – No. ar. 118754. DOI: 10.1016/j.energy.2020.118754
- Аронов, И.З. Опыт эксплуатации контактных экономайзеров на Первоуральской ТЭЦ / И.З. Аронов, Г.А. Пресич // Промышленная энергетика. – 1991. – № 8. – С. 17–20.
- Глубокая утилизация тепла отходящих газов теплогенераторов / Е.Г. Шадек, Б.И. Маршак, А.А. Анохин, В.Г. Горшков // Промышленные и отопительные котельные и мини-ТЭЦ. – 2014. – № 2. – C. 21–25.
- Стенников, В.А. Эффективные направления технической политики в энергоснабжении / В.А. Стенников, С.В. Жарков // Известия РАН. Энергетика. – 2017. – № 5. – C. 19–31.
- Степанова, Е.Л. Исследование эффективности дожигания топлива в дополнительной камере сгорания ГТУ, имеющей контактный теплообменник для подогрева подпиточной сетевой воды / Е.Л. Степанова, П.В. Жарков // Известия РАН. Энергетика. – 2020. – № 2. – С. 133–140. DOI: 10.31857/S0002331020020120
- Модернизация турбоустановок типа «Р» с целью их перевода с противодавления на работу по теплофикационному графику. Опыт эксплуатации модернизированных турбин / В.В. Божко, В.С. Шаргородский, С.Ш. Розенберг и др. // Новости теплоснабжения. – 2006. – № 2. – С. 24–27.
- Combined analysis of electricity and heat networks / X. Liu, J. Wu, N. Jenkins, A. Bagdanavicius // Applied Energy. – 2016. – P. 1238–1250. DOI: 10.1016/ j.energy.2015.01.102
- A method for technical assessment of power-to-heat use cases to couple local district heating and electrical distribution grids / B. Leitner, E. Widl, W. Gawlik, R. Hofmann // Energy. – 2019. – 182. – P. 729–738. DOI: 10.1016/j.energy.2019.06.016.
- Terhan, M. Design and economic analysis of a flue gas condenser to recover latent heat from exhaust flue gas / M. Terhan, K. Comakli // Applied Thermal Engineering. – 2016. – No. 100 (3). – P. 1007–1015. DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2015.12.122__
- A total heat recovery system between the flue gas and oxidizing air of a gas-fired boiler using a noncontact total heat exchanger / Sheng Shang, Xianting Li,Wei Chen, Baolong Wang // Applied Energy. – 2017. – Vol. 207. – P. 613– 623. DOI: 10.1016/j.apenergy.2017.05.169
- Investigation on a full-scale heat pipe heat exchanger in the ceramics industry for waste heat recovery / H. Jouhara, D. Bertrand, B. Axcell, et al. // Energy. – 2021. – Vol. 223. – No. ar. 120037. DOI: 10.1016/j.energy.2021.120037
- Чистович, С.А. О применении парогазовых ТЭЦ с турбинами противодавления в районах городской застройки / С.А. Чистович // Новости теплоснабжения. – 2011. – № 1. – С. 21–25.
- Клер, А.М. Учёт переменного характера тепловых нагрузок при оптимизации теплофикационных энергетических установок / А.М. Клер, Ю.М. Потанина, А.С. Максимов // Теплоэнергетика. – 2012. – № 7. – C. 63–69.
- Клер, А.М. Влияние котельных сталей на показатели угольного энергоблока / А.М. Клер, Ю.М. Потанина, Н.О. Епишкин // Известия РАН. Энергетика. – 2015. – № 5. – С. 106–111.
- Kler, A.M. Mathematical modeling and optimization of large thermal power installations / A.M. Kler, A.S. Maximov // Termotehnika. – 2010. – Vol. 26, no. 1. – P. 47–54.
