Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук. Специальность 05.14.14 – Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты. — Краснодар: на правах рукописи, 2015. — 178 с.
Цель работы – повышение эффективности производства электрической энергии на газотурбинных и парогазовых установках путем совершенствования тепловых схем и оптимизации параметров.
Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:
Анализ существующих методов повышения эффективности газотурбинных и парогазовых установок, а также методик оценки и оптимизации эффективности энергоустановок.
Разработка обобщенной тепловой схемы ГТУ и ПГУ смешения, сочетающей в себе известные методы повышения эффективности и ступенчатый подвод теплоты в дополнительной параллельной камере сгорания.
Разработка методики расчета обобщенной тепловой схемы ГТУ и ПГУ смешения с использованием систем уравнений для вычисления термодинамических свойств воды, пара и воздуха на ЭВМ.
Проведение промышленных испытаний по оценке режимных параметров ГТУ, полученных экспериментально и расчетным путем.
Реализация алгоритма расчета обобщенной тепловой схемы ГТУ и ПГУ смешения в виде программы для ЭВМ с возможностью проведения оптимизации рабочих параметров в автоматическом режиме.
Разработка математической модели, основанной на теории графов, для проведения комплексной оценки взаимного влияния энергетических потоков в обобщенной тепловой схеме ГТУ и ПГУ смешения.
Термодинамическая оценка схем ПГУ с впрыском водяного пара из котла-утилизатора, а так же ГТУ и ПГУ с применением ступенчатого подвода теплоты в основной и дополнительной параллельной камере сгорания.
Научная новизна.
Разработана обобщенная тепловая схема ГТУ и ПГУ смешения, отличающаяся тем, что она сочетает в себе известные методы повышения эффективности и ступенчатый подвод теплоты в дополнительной параллельной камере сгорания.
Разработана методика расчета обобщенной тепловой схемы ГТУ и ПГУ смешения, отличающаяся использованием систем уравнений для вычисления термодинамических свойств воды, пара и воздуха на ЭВМ.
Впервые разработана математическая модель обобщенной тепловой схемы ГТУ и ПГУ смешения, основанная на теории графов.
Установлено, что применение впрыска сухого насыщенного пара в регенератор высокого давления в схеме ПГУ с двух ступенчатым сжатием позволяет значительно повысить КПД (с 36,50 до 47,76 %) и полезную мощность (с 20,0 до 33,45 МВт).
Установлено, что применение ступенчатого подвода теплоты в дополнительно установленной параллельной камере сгорания в схеме ПГУ с двухступенчатым сжатием воздуха и впрыском сухого насыщенного пара в регенераторы высокого и низкого давлений позволяет значительно увеличить полезную мощность установки до 56,76 МВт при эффективном КПД порядка 42 %.
Теоретическая и практическая значимость работы.
Результаты работы доведены до практического применения в виде технических решений и программ для ЭВМ: получено 3 патента на полезную модель и зарегистрированы 7 программ для ЭВМ. Это позволяет использовать их при проектировании энергетических ГТУ и ПГУ смешения и прогнозировать характеристики газотурбинного оборудования.
|