ОЦЕНКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТЫ ТЕПЛОФИКАЦИОННОЙ ПТУ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ ВНУТРЕННЕГО ОТНОСИТЕЛЬНОГО КПД ОТСЕКОВ ПАРОВОЙ ПРОТИВОДАВЛЕНЧЕСКОЙ ТУРБИНЫ
DOI:
https://doi.org/10.14529/power210202Ключевые слова:
теплофикационная паротурбинная установка, математическое моделирование теплоэнергетических установок, структурно-параметрическая оптимизация теплоэнергетических установок, паровая турбина с противодавлением, внутренний относительный КПД отсека турбины, утилизация теплоты дымовых газовАннотация
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.
Скачивания
Библиографические ссылки
Hazell D. Modeling and Optimization of Condensing Heat Exchangers for Cooling Boiler Flue Gas, 2011.108 p.
Song W., Zhou J., Li Y., Yang J. Utilization of Waste Tire Powder for Gaseous Fuel Generation Via CO2 Gasification Using Waste Heat in Converter Vaporization Cooling Flue. Renewable Energy, 2021, vol. 173, pp. 283–296. DOI: 10.1016/j.renene.2021.03.090
Filipov G.A., Grinin V.G., Avetisyan A.R., Lisya A.S. [Analysis of the Influence of Individual Components of Losses from Humidity on the Economy of the Steps and Compartments of Steam Turbines]. Heat Power Engineering, 2015, no. 1, pp. 22–28. (in Russ.)
Tatarinova N.V. [Study of the Expenditure and Power Characteristics of the Latest Compartments of Heat Steam Turbines]. Problemele Energeticii Regionale, 2019, no. 3 (44), pp. 79–90. (in Russ.) DOI: 10.5281/zenodo.3562205
Kler A.M., Dekanova N.P., Schegolev T.P. Metody optimizatsii slozhnykh energeticheskikh ustanovok [Methods for Optimizing Complex Power Plants]. Novosibirsk, Science, 1993. 116 p.
Kler A.M., Dekanova N.P., Skripkin S.K. Matematicheskoe modelirovanie i optimizatsiya v zadachakh operativnogo upravleniya teplovymi elektrostantsiyami [Mathematical Modeling and Optimization in the Tasks of Operational Management of Thermal Power Plants]. Novosibirsk, Science, 1997. 120 p.
Kler A.M., Tyurina E.A. Optimizatsionnye issledovaniya energeticheskikh ustanovok i kompleksov [Optimization Studies of Power Plants and Complexes]. Novosibirsk, Academic Publishing House Geo, 2016. 298 p.
Kler A.M., Stepanova E.L., Maksimov A.S. [Study of the Efficiency of a Cogeneration Power Unit with a Back-Pressure Steam Turbine and Waste Gas Heat Recovery]. Teplofizika i aeromekhanika [Thermophysics and Aeromechanics], 2018, no. 6, pp. 963–973. (in Russ.) DOI: 10.1134 / S0869864318060136
Schiannikov P.A. [The Optimal Distribution of Electrical and Thermal Loads between Power Plants of the CHPP]. Thermal Engineering, 2018, no. 6, pp. 65–75. (in Russ.) DOI: 10.31857/S000233100003520-6
Shaheen A.M., Ginidi A.R., El-Sehiemy R.A., Elattar E.E. Optimal Economic Power and Heat Dispatch in Cogeneration Systems Including Wind Power. Energy, 2021, 225. DOI: 10.1016/j.energy.2021.120263
Basu M. Combined Heat and Power Economic Dispatch by Using Differential Evolution. Electric Power Components and Systems, 2010, no. 38 (8), pp. 996–1004. DOI: 10.1080/15325000903571574
Yadegari S., Abdi H., Nikkhah S. Risk-Averse Multi-Objective Optimal Combined Heat and Power Planning Considering Voltage Security Constraints. Energy, 2020, 212, art. no. 118754. DOI: 10.1016/j.energy.2020.118754
Aronov I.Z., Pleashev G.A. [Experience of Operating Contact Economizers of the Pervoural CHP]. Promyshlennaja jenergetika [Industrial energy], 1991, no. 8, pp. 17–20. (in Russ.)
Shadek E.G., Marshak B.I., Anokhin A.A., Gorshkov V.G. [Deep Utilization of Heat from Waste Gases of Heat Generators]. Industrial and heating boilers and mini-CHP, 2014, no. 2, pp. 21–25. (in Russ.)
Stennikov V.A., Zharkov S.V. [Effective Directions of Technical Policy in Energy Supply]. Izvestiya Rossiyskoy akademii nauk. Energetika [Thermal Engineering], 2017, no. 5, pp.19–31. (in Russ.)
Stepanova E.L., Zharkov P.V. [Investigation of the Efficiency of Fuel Afterburning in an Additional Combustion Chamber of a Gas Turbine Unit with a Contact Heat Exchanger for Heating the Make-up Network Water]. Izvestiya Rossiyskoy akademii nauk. Energetika [Thermal Engineering], 2020, no. 2, pp. 133–140. (in Russ.) DOI: 10.31857/S0002331020020120
Bozhko V.V., Shargorodsky V.S., Rosenberg S.Sh., Leonova I.S., Khomenok L.A., Makarov A.N., Krotov K.V. [Modernization of Turbine Plants of the “P” Type with the Aim of Transferring them from Back Pressure to Work According to the Heating Schedule. Experience in Operating Modernized Turbines]. Heat Supply News, 2006, no. 2, pp. 24–27. (in Russ.)
Liu X., Wu J., Jenkins N., Bagdanavicius A. Combined Analysis of Electricity and Heat Networks. Applied Energy, 2016, pp. 1238–1250. DOI: 10.1016/ j.energy.2015.01.102
Leitner B., Widl E., Gawlik W., Hofmann R. A Method for Technical Assessment of Power-To-Heat Use Cases to Couple Local District Heating and Electrical Distribution Grids. Energy, 2019, 182, pp. 729–738. DOI:
1016/j.energy.2019.06.016
Terhan M, Comakli K. Design and Economic Analysis of a Flue Gas Condenser to Recover Latent Heat from Exhaust Flue Gas. Applied Thermal Engineering, 2016, no. 100 (3), pp. 1007–1015. DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2015.12.122
Sheng Shang, Xianting Li, Wei Chen, Baolong Wang, Wenxing Shi. A Total Heat Recovery System between the Flue Gas and Oxidizing
Air of a Gas-Fired Boiler Using a Non-Contact Total Heat Exchanger. Applied Energy, 2017, vol. 207, pp. 613–623. DOI: 10.1016/j.apenergy.2017.05.169
Jouhara H., Bertrand D., Axcell B., Montorsi L., Venturelli M. Investigation on a Full-Scale Heat Pipe Heat Exchanger in the Ceramics Industry for Waste Heat Recovery. Energy, 2021, vol. 223, no. ar. 120037. DOI: 10.1016/j.energy.2021.120037
Chistovich S.A. [About Application of Combined Cycle Plants with Back-Pressure Turbines in the City Building Areas]. Heat supply news, 2011, no. 1, pp. 21–25. (in Russ.)
Kler A.M., Potanina Yu.M., Maksimov A.S. [Accounting for the Variable Nature of Heat Loads when Optimizing Cogeneration Power Plants]. Teploenergetika [Thermal Engineering], 2012, no. 7, pp. 63–69. (in Russ.)
Kler A.M., Potanina Yu.M., Epishkin N.O. [Influence of Boiler Steels on the Performance of a Coal-Fired Power Unit]. Izvestiya Rossiyskoy akademii nauk. Energetika [Thermal Engineering], 2015, no. 5, pp. 106–111. (in Russ.)
Kler A.M., Maximov A.S. [Mathematical modeling and optimization of large thermal power installations]. Termotehnika, 2010, vol. 26, no. 1, pp. 47–54.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
