автореферат диссертации по энергетике, 05.14.04, диссертация на тему:Оптимизация состава оборудования и рабочих параметров газификации сернистых сланцев Поволжья для использования с ПГУ

На правах рукописи

ЯНОВ Алексей Владимирович

ОПТИМИЗАЦИЯ СОСТАВА ОБОРУДОВАНИЯ И РАБОЧИХ ПАРАМЕТРОВ ГАЗИФИКАЦИИ СЕРНИСТЫХ СЛАНЦЕВ ПОВОЛЖЬЯ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ С ПГУ

Специальность 05.14.04 - Промышленная теплоэнергетика

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Саратов - 2005

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Симонов Вениамин Федорович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Беляев Альберт Александрович

кандидат технических наук Осипов Валерий Николаевич

Ведущая организация: Всероссийский теплотехнический

научно-исследовательский институт (ОАО «ВТИ», г. Москва)

Защита состоится « 18 » октября 2005 г. в 14й1 на заседании диссертационного совета Д 212.242.07 при ГОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет» по адресу. 410054, г. Саратов, ул. Политехническая, 77, ауд. 319.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ГОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет».

Автореферат разослан «44 » е^и-иЯр« 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

2USJ

11H755

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. В соответствии с Энергетической стратегией России на период до 2020 года одним из приоритетных направлений является решение задач эффективного использования топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) и создание условий для перевода экономики на энергосберегающий путь развития. Согласно стратегии развития энергетики предполагается увеличение доли твёрдых видов топлива в топливно-энергетическом балансе страны. В настоящее время использование твёрдых топлив в энергетике страны находится на невысоком уровне по раду причин. Традиционной проблемой теплоэнергетики является обеспечение приемлемых экономических и экологических показателей топливоиспользования, что весьма трудно достичь при современной политике цен на природный газ и уголь, ужесточении экологических норм, техническом несовершенстве действующего оборудования и ухудшении качества топлива. Одним из наиболее перспективных направлений решения указанных проблем является широкое внедрение в энергетику прогрессивных парогазовых технологий. Наряду с этим в интересах региональной энергетики следует признать целесообразным вовлечение в топливно-энергетический баланс местных видов топлива. Для Поволжья актуальной является проблема использования многозольных сернистых горючих сланцев.

На территории России разведаны десятки месторождений горючих сланцев. Залежи сланцев только в европейской части страны составляют более 60 млрд. тонн. Наиболее перспективными и крупнейшими являются месторождения Волго-Печорской сланценосной провинции, простирающейся от Саратовской области до Республики Коми. Условия залегания благоприятствуют в ряде случаев открытому способу добычи сланцев, что обеспечивает относительно низкую себестоимость топлива.

Для использования горючих сланцев Поволжья в энергетике необходима разработка методов предварительной подготовки топлива, на основе которых возможно комплексное многоцелевое производство газового топлива для использования с парогазовой установкой (111 У), сланцевой смолы, ряда дефицитных химических продуктов (тиофен, метилтиофен, сланцевый бензин и др.), а также разнообразных строительных материалов. Одним из направлений применения твёрдых топлив является их газификация. В силу качественных особенностей газификация сланцев на паровоздушном (парокислородном) дутье под давлением методом Лурги (в плотном слое) наиболее полно отвечает условиям использования низкосортных многозольных топлив.

Использование газификации волжского сланца под давлением с ПГУ ставит ряд задач, связанных с оптимизацией схем и рабочих параметров установок, сопоставлением различных вариантов по экономическим критериям и показателям ^щёк»д«и^АЛЬН^Я)Ьюзированием

БИБЛИОТЕКА , 1 С Пет*pppr

L< J

09 «Ю/ мт/ ' '

конкурентоспособного производства при непрерывном росте цен на природный газ.

Цель работы: анализ и оптимизация схем и рабочих параметров газификации топлива для использования с ПГУ применительно к сернистым сланцам месторождений Саратовской области.

Объект исследования: теплотехнологические установки газификации сернистого сланца под давлением, очистки парогазовой смеси от смоляных продуктов, водяного пара и кислых газов.

Основными задачами исследования являются:

1. Математическое моделирование процесса газификации горючих сланцев в плотном слое под давлением, а также описание последующих установок для очистки генераторного газа от смоляных продуктов, сланцевого бензина и кислых газов с целью использования при общеэкономической оптимизации исследуемого комплекса.

2. Выбор и обоснование критерия общеэкономической оптимизации и сопоставления схем газификации горючих сланцев Поволжья для использования с ПГУ.

3. Разработка и программное оформление экономико-математической модели газификации горючих сланцев для использования с ПГУ, позволяющей рассчитывать установки с учетом особенностей взаимосвязей элементов системы и их влияния друг на друга.

4. Оптимизация схем и рабочих параметров, единичной мощности газогенераторного оборудования при различных вариантах исходных данных.

5. Прогнозная оценка экономической эффективности газификации сланцев Поволжья при использовании с ПГУ как альтернативы использованию природного газа.

Научная новизна:

1. Разработана и программно реализована математическая модель процесса газификации горючих сланцев Поволжья в плотном слое под давлением с учётом кинетики протекания процессов реагирования с газифицирующими агентами, термического разложения, сушки топлива при согласовании с условиями тепломассообмена.

2. Обоснован критерий общеэкономической оптимизации состава оборудования и рабочих параметров газификации сернистых сланцев Поволжья для использования с ПГУ, на основе которого разработаны методические положения оптимизации с использованием системного подхода, позволяющие учесть условия работы в энергосистеме, факторы надёжности и особенности совместной работы элементов комбинированных установок.

3. Разработана и программно реализована экономико-математическая модель газификации горючих сланцев для использования с

Ill У, позволяющая производить расчёты с учетом особенностей взаимосвязей элементов системы.

4. Определены оптимальные схемные решения и рабочие параметры комбинированной системы, единичные мощности газогенератора в зависимости от экономических факторов и показателей надёжности.

Практическая ценность:

1. Представленная математическая модель газификации сланцев под давлением может быть использована в перспективе при решении задач, связанных с газификацией других низкосортных топлив.

2. Разработана экономико-математическая модель газификации сернистых сланцев Поволжья для использования с ПГУ, позволяющая определять оптимальные схемные решения и рабочие параметры, единичную мощность комбинированных установок в зависимости от рыночных условий в регионе, цен на топливно-энергетические ресурсы и оборудование.

3. Результаты оптимизации состава оборудования и рабочих параметров газификации горючих сланцев для использования с ПГУ, показатели экономической эффективности могут быть использованы при создании и внедрении установок не только в Поволжье, но и для других регионов со своими особенностями экономической ситуации, качественными характеристиками местного топлива.

На защиту выносятся: результаты численных исследований и оптимизации состава оборудования и рабочих параметров газификации горючих сланцев для использования с ПГУ; методические положения оценки экономической эффективности газификации горючих сланцев Поволжья при использовании с ПГУ.

Достоверность результатов и выводов диссертационной работы обоснована использованием методологии системного подхода в энергетике, применением фундаментальных законов технической термодинамики, тепломассообмена при описании процессов газификации и сопутствующих установок, использованием методов, широко апробированных и подтвержденных инженерной практикой и экспериментальными исследованиями.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры «Промышленная теплотехника» Саратовского государственного технического университета, кафедры «Гидравлика и теплотехника» Тамбовского государственного технического университета, на Международной научно-практической конференции «Проблемы развития централизованного теплоснабжения» (г. Самара, 21-22 апреля 2004 г.), а также на Научно-техническом Совете отделения парогенераторов и топочных устройств Всероссийского теплотехнического научно-исследовательского института (ОАО «ВТИ», г. Москва).

Публикации. Основные положения и результаты диссертационного исследования опубликованы в 6 печатных работах.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованных источников. Работа изложена на 167 страницах, содержит 63 рисунка, 17 таблиц. Список использованных источников включает 124 наименования.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность вовлечения в топливно-энергетический баланс региона сернистых горючих сланцев Поволжья; сформулированы основные задачи исследования, отражены научная новизна полученных результатов, их практическая ценность и апробация.

В первой главе «Обзор направлений энергетического использования сернистых горючих сланцев Поволжья. Постановка задач исследования» анализируется текущее состояние топливно-энергетического баланса страны и перспективы развития энергетической отрасли. В настоящее время решение задач улучшения экологических показателей энергоустановок и повышение энергетической эффективности топливоиспользования связывают с внедрением прогрессивных парогазовых и газотурбинных технологий, обеспечивающих снижение валовых выбросов за счёт сокращения концентраций вредных веществ и повышения энергетической эффективности генерирующих мощностей. С другой стороны, в соответствии с Энергетической стратегией России на период до 2020 года общий объём производства энергоресурсов в 2020 году по сравнению с 2000 годом может увеличиться на 10-25 %, более высокие темпы роста прогнозируются для производства электроэнергии и добычи угля. Перспектива использования твёрдого топлива в энергетике страны будет определяться ценовой политикой на природный газ, нефть и твёрдое топливо. Для региональной энергетики актуальным является рассмотрение в качестве первичного источника энергии местных видов топлива. Для Поволжья определённое внимание следует уделить горючим сланцам, по запасам которых Россия занимает в мире третье место.

Обзор направлений использования сланцев в энергетике показал, что в силу качественных особенностей этого вида топлива в настоящее время неприемлемы традиционные методы сжигания его в топках, требуются методы, обеспечивающие соответствие топливоиспользующих энергоустановок современным требованиям по экологичности и экономичности. Наибольший интерес вызывают парогазовые установки с внутрицикловой газификацией сланца. В связи с этим созданию таких установок должны предшествовать исследования по комплексной оптимизации состава оборудования, рабочих параметров, единичной мощности оборудования с целью достижения наибольшего

экономического эффекта с учетом прогнозного изменения цен на первичное топливо, оборудование.

Во второй главе «Математическое моделирование процесса газификации горючих сланцев под давлением» проведён обзор экспериментальных исследований в области газификации твёрдых топлив. Рассмотрены различные условия газификации (в плотном, псевдоожиженном слое, в потоке) и выявлено весьма существенное влияние температуры и скорости подвода дутья, его состава, давления в газогенераторе, а также свойств перерабатываемого топлива на состав генераторного газа. Применение эмпирических зависимостей, описывающих различные механизмы и режимы газификации, неприемлемо для математического описания процесса газификации в широком диапазоне исходных данных.

Проведённый обзор работ по математическому моделированию позволил определить основные принципы создания математических моделей процессов переработки топлив, а также выявить наиболее существенные допущения в моделях. Показано, что в большинстве исследований авторы прибегают в моделях к описанию химического равновесия реакций газификации, стационарности процесса.

Горючий сланец

ЯП пмсушкя нстмиого товлм*

Генераторный газ (сырой)

зона термического разложения сланца

зольный остаток

НаО (пар) Ог Воздух

Рис. 1. Структурная схема газификации сланца под давлением

Математическую модель сложного физико-химического процесса можно представить как определённую последовательность подпроцессов, протекающих при газификации топлива. На рис. 1 представлена структурная схема газификации сланца под давлением.

При рассмотрении зоны собственно газификации проведены дополнительный обзор работ других авторов и промежуточные термодинамические исследования реакций газификации, которые позволили выявить число и последовательность основных реакций газификации:

С+02~С02 (1)

С+С02*~* 2СО (2)

С+2Н20(ЮР) <-» С02+2Н2 (3)

С+2Н2 *-* СН4 (4)

Обосновано и принято условие приближения системы в зоне собственно газификации к состоянию, близкому к химическому равновесию. Такой подход позволил смоделировать процессы в зоне собственно газификации на основе фундаментальных законов химической термодинамики и формальной кинетики.

В разделе также проведён анализ работ, посвящённых исследованиям термического разложения топлива. Показано, что термическое разложение топлива может быть с достаточной точностью представлено мономолекулярной реакцией:

ОВ^ОВ^+ОВ^, (5)

где ОВн - количество органического вещества в исходном топливе; OB^c -количество органического вещества, перешедшего в парогазовые продукты разложения (летучие); ОВ^ - остающаяся в твёрдом остатке часть органического вещества.

Макро кинетические параметры термического разложения (константа скорости, порядок реакции, энергия активации) наиболее точно определяются по экспериментальным данным (дериватограммам). Проанализированы различные режимы термической переработки сланцев Поволжья с построением в координатах Аррениуса экспериментальных точек. В интервале (700-1000)К значения энергии активации сравнительно близки и находятся в пределах (50-70) кДж/моль, в среднем значение предэкспоненты составляет 20000-3-106 с"1.

Протекание процесса термического разложения сланца зависит не только от скорости собственно химического превращения, но и от условий тепломассообмена между газовым теплоносителем и частицами топлива. Определяющими факторами теплообмена являются размер частиц, характеристики слоя, скорость газа, его температура и время пребывания частиц в реакторе. При моделировании процесса теплообмена в фильтрующем слое решаются 2 основные задачи: подвод тепла газовым

теплоносителем к поверхности частиц (внешняя задача) и распространение тепла внутри частицы (внутренняя задача). Внешняя задача теплообмена количественно характеризуется коэффициентом теплоотдачи. Вторая задача во многом определяется теплопроводностью топлива и размерами частиц. При определении времени нагрева частиц топлива расчёты по критериальным уравнениям проводятся при использовании максимального размера частиц в дисперсной системе, при этом скорость газа ограничена по условиям уноса и не должна превышать скорость уноса частиц минимального размера. По кинетическим зависимостям определяются время пребывания топлива, удельный расход сланца, выход и состав продуктов термического разложения. Затем по условиям тепломассообмена определяется время прогрева частицы максимального размера, которое методом последовательных приближений согласуется с кинетическим временем с уточнением температуры и расхода сланца. Результаты численного эксперимента на модели достаточно хорошо согласуются с экспериментальными данными по газификации сланца под давлением и раскрывают механизмы процесса, которые соответствуют и другим исследованиям в этой области (рис. 2). во •

"8

50

о 30 с

я

§

«20

МО

X :

1 с°з —— *

/

со ( А

+ ¡г*™ "1 к-

20 30 40 50 60 70 ВО Содержание кислорода в воздухе дутья, % об.

Рис.2.Изменение состава генераторного газа (сухого безазотного) в зависимости от содержания кислорода в воздухе дутья (результаты промышленных опытов отмечены маркерами)1

Хорошая сходимость результатов позволяет далее применять разработанную модель для оптимизации схем и рабочих параметров газификации сернистых сланцев для использования с ПГУ. На рис. 3 представлен обобщённый алгоритм математического моделирования процесса газификации горючих сланцев под давлением.

1 Каширский В. Г. Перспективы комплексного использования горючих сланцев Поволжья на основе газификации их под давлением/В. Г. Каширский//Химия твердого топлива, 1978.№4. С. 159-162.

начало

I

Иаадяш длннш:

производительность газогенератора, состав и параметры дутья, характеристики топлива (химический состав, данные ситового анализа), давление в реакторе

т

I

Вывод результатов: выход газа, смоляных продуктов и сланцевого бензина, состав парогазовой смеси, ее температура и

давление, размеры газогенератора.

- 1

конец

Рис. 3.Обобщённый алгоритм математического моделирования процесса газификации горючих сланцев под давлением

Кроме того, моделирование процесса газификации позволило провести термодинамический анализ газогенераторного процесса для получения более полной картины процессов преобразования энергии и вещества в агрегате. Термодинамическая эффективность данной системы оценивалась по составляющим балансов в топливном эквиваленте (кДж/кг сланца) с учётом соответствующих коэффициентов полезного действия производства энергоносителей (получение кислорода, выработка пара и электроэнергии).

В третьей главе «Обоснование структуры схемы подготовки генераторного газа для использования в парогазовой установке. Основы математического описания процессов» проведён анализ технологических схем различных способов переработки твёрдых топлив, который показал, что для технологии газификации сернистых сланцев в слоевых газогенераторах под давлением целесообразнее применять «мокрую» очистку генераторного газа.

Для расчёта основного оборудования отделения конденсации и выделения смоляных продуктов предложена Методика определения параметров смоляных продуктов в парогазовой смеси в широком диапазоне изменения температуры и давления парогазовой смеси.

Обосновано применение для очистки генераторного газа от кислых компонентов метода физической абсорбции холодным метанолом («Ректизол»). Представлены принципы расчёта процесса абсорбции с определением основных размеров колонны.

Рассмотрены основные вопросы использования низкокалорийного генераторного газа в энергетической 111 У. Представлены расчётные зависимости, описывающие процесс горения в камере сгорания турбины и выработку электроэнергии в ГТУ и ПТУ.

Четвёртая глава «Оптимизация состава оборудования и рабочих параметров газификации сернистых горючих сланцев для использования с ПГУ» посвящена вопросам комплексной оптимизации схемных решений и рабочих параметров газификации сланцев для использования с ПГУ.

Методика общеэкономической оптимизации и сопоставления установок на базе комбинирования газификации горючих сланцев с ПГУ должна основываться на использовании максимально объективного экономического критерия, в котором учитываются параметры надежности, экономическая ситуация в регионе и стране. Очевидно, что в современных условиях рынка должны, прежде всего, учитываться интересы товаропроизводителя. Инвестиционная привлекательность проекта определяется размером прибыли, остающейся в распоряжении предприятия. При этом должны учитываться изменение капитальных и эксплуатационных затрат, условия сопоставимости, финансирования и налогообложения, изменяющиеся условия окружающей среды. Поэтому критерием общеэкономической оптимизации является показатель

«изменяющаяся часть годовых расчетных затрат в систему газификации сернистых сланцев для использования с ПГУ».

Изменяющаяся часть годовых расчётных затрат в системе ДЗгод]

определяется следующим выражением:

ЛЗгод = I ЛЗЖЩ ■ (1-ун) + [(Рам + Ро6сл) ■ (1-ун) + рт\ ЛК +...

Г . С)

...-> + £ Д^эам] ~ И ^поб.пр., >/ у-У

где ДЗЖщ - изменяющаяся часть годовых эксплуатационных затрат в

период стояния Т; среднесуточной температуры Tj, руб./год; рт и р0дсл

- доля затрат на амортизацию и обслуживание оборудования, зависящие от объёма капиталовложений, 1/год; АК - изменяющаяся часть капитальных затрат, руб.; А3зам] - затраты энергосистемы на замещаемую мощность,

руб./год; Зпо6 пр; - прибыль от реализации побочных продуктов (золы, смолы, сланцевого бензина и серы), руб./год; к - число периодов стояния среднесуточной температуры .

Метанол

Карьер

Зольный остаток сланца* сланцевая смола, газовый бензин и серя на реализацию А

Кислородная станция

ттмрт

Цех

топливоподготовки

Н9ИКМЯ

Холодильная станция

Система очистки сточных вод

Выбросы уюдящнх газов в атмосферу

Рис. ^Принципиальная схема ПГУ с ВЦГ горючих сланцев Поволжья

Применительно к рассматриваемому объекту исследования разработана и программно реализована экономико-математическая модель системы (см. рис. 4), в которой учитываются особенности газогенераторного процесса, режимы предварительной очистки генераторного газа от смолы и водяного пара, режимы физической абсорбции и С02 метанолом в процессе «Ректизол», а также изменение вырабатываемой мощности 111У (в газотурбинной и паротурбинной частях) в зависимости от влияющих факторов.

Годовые эксплуатационные затраты в системе выражаются следующим образом, руб./год:

ЛЗжсщ = АЗтоп] + 43мат] + ^»ыб] > (7)

где АЗт0щ - затраты на топливо (карьерный сланец); АЗма^ - затраты на вспомогательные материалы (восполнение потерь абсорбента в процессе «Ректизол» и другие); АЗвы^ - плата за вредные выбросы (в пределах ПДВ).

Изменяющаяся часть капитальных затрат определяется, руб.:

АК = ЛК^ + АККя + АКтп + ЛКБХС + АКХС + ЛКВРУ, (8)

где АКдгр^ - капитальные затраты на технологическое оборудование по

тракту генераторного газа (от газогенератора (включительно) до ПТУ); ЛК^- капитальные затраты на установку производства серы методом Клауса; ЛКтп- капитальные затраты на отделение топливоподготовки; ЛКБХС- капитальные затраты в систему очистки сточных вод; АНекапитальные затраты на систему производства холода; АКВРУ-капитальные затраты на воздухоразделительные установки.

При определении капитальных затрат на газогенераторное оборудование и технологические аппараты системы очистки генераторного газа с учётом давления и характеристик парогазовой смеси целесообразно использовать металлоёмкость агрегатов, зависящую от габаритов и толщины стенки (в соответствии с требованиями к механической прочности основных узлов и деталей химических аппаратов). В общем виде капитальные затраты на эти агрегаты АКагр

могут быть выражены:

ЛКагр=кп-Магр-Цмат, (9)

где М^ - масса агрегата, т; Цшт- удельная стоимость применяемого материала, руб./т; поправочный коэффициент, учитывающий затраты на изготовление и неучтённое оборудование (корректируется по действующим ценам на оборудование), ед.

Выход побочных продуктов, направляемых на реализацию, также зависит от состава дутья и давления газификации. Удельные стоимости

продуктов принимаются по биржевым ценам. В общем виде прибыль от реализации побочных продуктов Зпо6пр может быть выражена, руб./год:

Xoenpj^ty^Unpi-U.npi, (10)

1»/

где v„pi - выход i-го продукта (золы, смолы, газового бензина и серы), кг/ч; Цпр, - удельная стоимость 1-го продукта, руб./кг.

При оптимизации схем и рабочих параметров газификации горючих сланцев для использования с 111У сравниваемые по предложенному критерию варианты должны приводиться в сопоставимый вид. Такое приведение осуществляется соблюдением условий энергетической и экономической сопоставимости. Экономическая сопоставимость обеспечивается использованием в расчётах экономических критериев сопоставимых цен на материалы, оборудование и тарифов на вырабатываемую электроэнергию. Энергетическая сопоставимость взаимозаменяемых вариантов состоит в получении потребителем одинакового расхода электроэнергии. При этом должны соблюдаться также равные условия по надёжности энергоснабжения и воздействию на окружающую среду. Таким образом, основными условиями энергетической сопоставимости являются:

1. Получение внешним потребителем одинакового количества полезной мощности Nmmp = idem. При несоблюдении этого условия необходимо в

расчётах предусмотреть затраты на создание дополнительной замещаемой мощности.

2. Сопоставимость по воздействию производства на окружающую среду заключается в том, что объёмы загрязняющих выбросов и сбросов в окружающую среду не превышают нормативные предельно допустимые выбросы (ПДВ и ПДС). В случае, когда выбросы получаются выше предельно допустимых, сопоставимость вариантов обеспечивается платой за сверхнормативное загрязнение.

3. Одинаковый уровень надёжности энергоснабжения достигается созданием резервной генерирующей мощности (ввиду невозможности аккумулирования электрической энергии).

Готовность системы ксгшт к безотказной работе выражается через показатели надёжности элементов схемы: t

ксгшт=п =к ■ кг ■ к° ■ ь"™ > (и)

где к™, kf, кс°, к"™ - коэффициенты готовности систем топливоснабжения, производства и очистки генераторного газа и 111У соответственно.

Требования к безотказности работы системы газогенераторов (как и любого другого элемента) выше заданного энергосистемой уровня надёжности. Повышение надёжности можно осуществить применением параллельной схемы соединения основных газогенераторов и их резервированием. Рассматривается схема, в которой несколько резервных газогенераторов в количестве г резервируют п рабочих агрегатов. В теории надёжности такая схема определяется как система со скользящим резервом. В нашем случае резервирование осуществляется с дробной кратностью, причём резервные газогенераторы имеют такую же производительность, что и основные (по условиям взаимозаменяемости и равнонадёжности).

Коэффициент готовности газификатора кI* производительностью <2, выражается:

о2)

где Q0 - отсчётная производительность газогенератора; к" - коэффициент готовности газогенератора производительностью Q0, Ъ - постоянный коэффициент.

Таким образом, при условии абсолютно надёжных связей коэффициент готовности подсистемы производства газа может быть выражен:

-¡-^■[¡-кгУ, (13)

где Сгг1'п = -^—щ^Г)!' число возможных сочетаний г+1 из п.

Изменение мощности ПГУ также влияет на затраты энергосистемы на замещаемую мощность (при сопоставимости вариантов установленная мощность на потребителя Иттр остаётся постоянной).

В соответствии с системным подходом мощность замещаемой энергоустановки Ызам определяется из выражения:

и,ам="потр -(Кпгу-КСПНГУ)-Ь:Ь (14)

где Nnomp- установленная мощность ПГУ; №пгу- мощность собственных нужд; NПгу- вырабатываемая мощность ПГУ.

Ниже приведены результаты оптимизации при различных исходных стоимостных и технологических характеристиках производства. На рис. 5 приводятся оптимальные давление в газогенераторе и содержание кислорода в воздухе дутья в зависимости от стоимости металла, из которого изготовляются газогенераторы и основное оборудование отделений конденсации парогазовой смеси и очистки генераторного газа от кислых компонентов при различных ценах на карьерный сланец. При этом использовались следующие исходные данные: средний состав сухого

сланца; Ас= 55%, 0ВС=Ъ5%, (СО^ырг" Ю%; годовое число часов использования установленной мощности: 7500 часов; удельные капитальные затраты на ПГУ: 800 у.е./кВт установленной мощности.

а б

Рис. 5. Оптимальные рабочие параметры газификации в зависимости от стоимости металла (сталь XI8Н10Т): а) //„=130 р /тонну; б) Д„=170 р./тонну;

1- %; 2- »*„=10 %

Из рис. 5 видно, что с увеличением стоимости металла оптимальное давление возрастает. При повышении давления в газогенераторе в реакционном объёме увеличивается плотность парогазовой смеси и уменьшаются габариты газогенератора, что сказывается на снижении капитальных затрат. Кроме того, при газификации сланцев для использования с ПГУ повышение давления в газогенераторе позволяет снизить расход электроэнергии на дожимной компрессор газа и положительно сказывается на процессе очистки генераторного газа от кислых компонентов. Из рис. 5 также видно, что оптимальным является применение паровоздушного дутья. С увеличением степени обогащения воздуха кислородом возрастает и расход пара в газогенератор (температура в зоне горения не должна превышать температуру жидкоплавкого состояния). Таким образом, при увеличении содержания кислорода в воздухе дутья электрическая мощность 11 ГУ снижается. Наконец, использование воздухоразделительной установки значительно повышает расход электроэнергии на собственные нужды (разделение воздуха и компримирование кислорода) и вызывает дополнительные капитальные затраты. В работе также определены интервалы изменения оптимального давления в газогенераторе в зависимости от изменяющихся удельных затрат на топливо и капитальных затрат в замещаемую мощность. В качестве замещаемой мощности принимается наиболее совершенная энергетическая установка - ПГУ на природном газе.

На рис. 6 представлена зависимость оптимальной единичной производительности газогенераторов от кратности резервирования

рабочего числа установок, которая показывает, что оптимальная единичная мощность газогенератора возрастает по мере увеличения кратности резервирования.

300 ------

200 ^------

0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,55 0,6 '

Кратность резервировании, ед.

Рис. 6. Зависимость оптимальной единичной производительности газогенераторов от кратности резервирования рабочего числа установок

Очевидно, что при повышении кратности резервирования рабочего числа газогенераторов затраты на замещаемую мощность снижаются. Однако при этом возрастают капитальные затраты на резервные газогенераторы. В системе из газогенераторов, производительность которых находится в диапазоне 200-300 т/ч, одинаковый уровень надёжности достигается меньшим числом газогенераторов, что позволяет снизить капитальные затраты в этой системе. Наряду с этим увеличение единичной производительности выше этих пределов вызывает необходимость в повышении кратности резервирования, поскольку коэффициент готовности таких газогенераторов существенно снижается. При уменьшении единичной мощности газогенератора ниже указанного диапазона возрастают капитальные затраты как по условиям надёжности, так и вследствие более высоких удельных капитальных вложений.

В .пятой главе «Экономическая эффективность газификации сернистых сланцев при использовании с ПГУ. Сопоставление с альтернативным вариантом» определены показатели экономической эффективности схемы газификации сланца при использовании с ПГУ и приводится сравнение с экономическими показателями альтернативного варианта. В качестве альтернативного варианта принимается ПГУ, работающая на природном газе. Инвестиции в осуществление проекта вносятся равномерно по годам проектирования и строительства. При этом принимается, что срок вложения инвестиций для ПГУ на природном газе составляет 5 лет, а для ПГУ с В ЦТ сланца - 7 лет.

Расчеты экономической эффективности проведены при следующих вариантах стоимостных характеристик: ПГУ на природном газе: ЛКПГУ=800 у.е./кВт; Цм=1 руб./кВтч; 3^Л=3000 руб./т.у.т., ПГУ с ВЦГ сланцев: ЛКПГУсВЦГ=1766,5 у.е./кВт; Цэ=1 руб./кВтч; 3^л=200 руб./т.у.т.

Результаты расчета экономической эффективности ПГУ на природном газе

и ПГУ с ВЦГ сланцев Поволжья (при норме дисконта £=0,2)

Варианты

№ п/п Показатели экономической эффективности проекта ПГУ на природном газе ПГУ с ВЦГ сланца

1. Чистый дисконтированный доход (ЧФП.млн.руб. 528,043 2082,28

2. Индекс доходности (ИД), руб./руб. 1,07

3. Внутренняя норма доходности (ВНД), доли ед. 0,5 0,64

4. Срок окупаемости с учетом дисконтирования, лет 7,5 7

Рост цен на природный газ обеспечивает благоприятные условия для внедрения системы газификации сланцев Поволжья при использовании с ПГУ и расширяет область их применения. При стоимости природного газа 3000 руб./т.у.т. и более ПГУ с ВЦГ сланцев Поволжья становятся конкурентоспособными при условии сохранения низкой стоимости карьерного сланца. Проведённый прогнозный анализ показал, что при пессимистическом прогнозе роста цен на природный газ в регионе ПГУ с ВЦГ могут быть востребованы в период 2024+2026 гг., а при оптимистическом - в 2040 гг.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ

1. В настоящее время в мировой энергетике наблюдаются тенденции к увеличению доли энергопроизводства на твёрдых видах топлива с внедрением современного энергоэффективного оборудования. Приоритетным направлением развития электроэнергетики на твёрдом органическом топливе является использование парогазовых циклов с внутрицикловой газификацией (ПГУ с ВЦГ). Для горючих сланцев Поволжья в силу качественных особенностей наиболее приемлемой является газификация в стационарном слое под давлением. В зависимости от характеристик топлива, его стоимости, требований надёжности в энергосистеме газификация сланца для использования с ПГУ может осуществляться по различным вариантам с оптимальными составом оборудования и рабочими параметрами применительно к конкретным

условиям с целью достижения такого уровня топливоиспользования, при котором обеспечивается максимальный экономический эффект.

2. Разработана математическая модель процесса газификации горючих сланцев в плотном слое под давлением, а также описание последующих установок для очистки генераторного газа от смоляных продуктов, сланцевого бензина и кислых газов с целью использования при общеэкономической оптимизации исследуемого комплекса.

3. Разработаны и уточнены методические положения общеэкономической оптимизации газификации твёрдого топлива для использования с ПГУ.

4. Разработана и реализована экономико-математическая модель системы газификации горючих сланцев для использования с ПГУ, позволяющая рассчитывать установки с учетом взаимосвязей элементов системы и их влияния друг на друга в реальной экономической ситуации.

5. Выполнена оптимизация схем и рабочих параметров, единичной мощности газогенераторного оборудования в зависимости от цен на оборудование, характеристик топлива и экономической ситуации. Показано, что при стоимости карьерного сланца 130-5-190 руб./тонну оптимальное давление находится в диапазоне 2,15+2,55 МПа в зависимости от стоимости материалов, удельных затрат на замещаемую мощность. Оптимизационные расчёты однозначно показали эффективность применения паровоздушного дутья. Определена область оптимальной единичной производительности по топливу- 220^-280 т/ч в интервале кратности резервирования 0,3+0,7.

6. С использованием интегральных показателей определена экономическая эффективность внедрения системы газификации сланцев Поволжья при использовании с ПГУ. Выполнена прогнозная оценка экономической эффективности ПГУ с ВЦГ сланцев Поволжья как альтернативы использованию природного газа: при пессимистическом прогнозе роста цен на природный газ в регионе ПГУ с ВЦГ могут быть востребованы период 2024+2026 гг.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих печатных работах:

1. Янов А. В. Применение генераторного газа горючих сланцев Поволжья в газотурбинных установках / А. В. Янов, В. Ф. Симонов, В. Г. Каширский // Электро- и теплотехнологические процессы и установки: межвуз. науч. сб. / Сарат. гос. техн. ун-т. - Саратов, 2003. - С.225-232.

2. Янов А. В. Моделирование процесса газификации горючих сланцев под давлением для использования при общеэкономической оптимизации / А. В. Янов, В. Ф. Симонов, В. Г. Каширский // Актуальные вопросы промышленной теплоэнергетики и энергосбережения: межвуз. науч. сб. / Сарат. гос. техн. ун-т. - Саратов, 2004. - С.46-56.

№18476

2006-4

3. Янов А. В. Горючие сланцы Поволжья и проблема

в топливно-энергетический баланс региона / В. Г. Каширски 21653 Проблемы развития централизованного теплоснабжени

Международной научно-практической конференции, 21-22_г___________

г. Самара. - Самара, 2004. - С.87-92

4. Янов А. В. Состав оборудования и теплотехнические показатели ПТУ с внутрицикловой газификацией волжского сланца под давлением / А. В. Янов, В. Г. Каширский // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2004. № 3 (4).-С.159-167.

5. Янов А. В. Моделирование процесса газификации горючих сланцев под давлением для использования при общеэкономической оптимизации / А. В. Янов, В. Г. Каширский // Энергосбережение в промышленности и теплоэнергетике: сб. науч. тр. / Сарат. гос. техн. ун-т. -Саратов, 2005. -С.12-24.

6. Янов А. В. Термодинамическая эффективность газификации горючих сланцев под давлением / А. В. Янов // Электро- и теплотехнологические процессы и установки - 2: сб. науч. тр. / Сарат. гос. техн. ун-т. - Саратов, 2005. - С. 128-133.

ЯНОВ Алексей Владимирович

ОПТИМИЗАЦИЯ СОСТАВА ОБОРУДОВАНИЯ И РАБОЧИХ ПАРАМЕТРОВ ГАЗИФИКАЦИИ СЕРНИСТЫХ СЛАНЦЕВ ПОВОЛЖЬЯ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ С ПГУ

Автореферат

Корректор Л. А. Скворцова

Лицензия ИД №06268 от 14.11.01 Подписано в печать 12.09 05 Формат 60x84 1/16

Бум. тип. Усл.-печ. л. 1,0 Уч.-изд. л. 0,9

Тираж 100 экз. Заказ 313 Бесплатно

Саратовский государственный технический университет 410054, Саратов, ул. Политехническая, 77 Копипринтер СГТУ, 410054, Саратов, ул. Политехническая, 77

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР НАПРАВЛЕНИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СЕРНИСТЫХ ГОРЮЧИХ СЛАНЦЕВ

ПОВОЛЖЬЯ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1.

ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ГАЗИФИКАЦИИ ГОРЮЧИХ СЛАНЦЕВ ПОД ДАВЛЕНИЕМ.

2.1. Обзор литературных источников по экспериментальному изучению процесса газификации твёрдых топлив.

2.2. Обзор литературных источников по математическому моделированию процесса газификации твёрдых топлив.

2.3. Моделирование процесса газификации горючих сланцев Поволжья в стационарном слое под давлением.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2.

ГЛАВА 3. ОБОСНОВАНИЕ СТРУКТУРЫ СХЕМЫ ПОДГОТОВКИ ГЕНЕРАТОРНОГО ГАЗА ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ПАРОГАЗОВОЙ УСТАНОВКЕ. ОСНОВЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОПИСАНИЯ ПРОЦЕССОВ.

3.1. Структура схемы очистки генераторного газа от смоляных продуктов.

3.2. Структура схемы очистки генераторного газа от кислых газов.

3.3. Использование генераторного газа в парогазовой установке.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3.

ГЛАВА 4. ОПТИМИЗАЦИЯ И СОПОСТАВЛЕНИЕ СХЕМ И РАБОЧИХ ПАРАМЕТРОВ ГАЗИФИКАЦИИ СЕРНИСТЫХ ГОРЮЧИХ СЛАНЦЕВ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ С ПГУ.

4.1. Обоснование выбора критерия оптимизации.

4.2. Особенности методики общеэкономической оптимизации состава оборудования и рабочих параметров газификации сланцев Поволжья для использования с ПГУ.

4.3. Надёжность системы газификации сланцев для использования с ПГУ.

4.4. Оптимизация состава оборудования и рабочих параметров газификации горючих сланцев для использования с ПГУ.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4.

ГЛАВА 5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ГАЗИФИКАЦИИ СЕРНИСТЫХ СЛАНЦЕВ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ С ПГУ.

СОПОСТАВЛЕНИЕ С АЛЬТЕРНАТИВНЫМ ВАРИАНТОМ.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 5.

Актуальность темы. В соответствии с Энергетической стратегией России на период до 2020 года одним из приоритетных направлений является решение задач эффективного использования топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) и создание условий для перевода экономики на энергосберегающий путь развития. Согласно стратегии развития энергетики предполагается увеличение доли твёрдых видов топлива в топливно-энергетическом балансе страны. В настоящее время использование твёрдых топлив в энергетике страны находится на невысоком уровне по ряду причин. Традиционной проблемой теплоэнергетики является обеспечение приемлемых экономических и экологических показателей топливоиспользования, что весьма трудно достичь при современной политике цен на природный газ и уголь, ужесточении экологических норм, техническом совершенстве действующего оборудования и ухудшении качества топлива. Одним из наиболее перспективных направлений решения указанных проблем является широкое внедрение в энергетику прогрессивных парогазовых технологий. Наряду с этим, в интересах региональной энергетики следует признать целесообразным вовлечение в топливно-энергетический баланс местных видов топлива. Для Поволжья актуальной является проблема использования многозольных сернистых горючих сланцев.

На территории России разведаны десятки месторождений горючих сланцев. Залежи сланцев только в европейской части страны составляют более 60 млрд. тонн. Наиболее перспективными и крупнейшими являются месторождения Волго-Печорской сланценосной провинции, простирающейся от Саратовской области до республики Коми. Условия залегания благоприятствуют в ряде случаев открытому способу добычи сланцев, что обеспечивает относительно низкую себестоимость топлива.

Для использования горючих сланцев Поволжья в энергетике необходима разработка методов предварительной подготовки топлива, на основе которых возможно комплексное многоцелевое производство газового топлива для использования с ПГУ, сланцевой смолы, ряда дефицитных химических продуктов (тиофен, метилтиофен, сланцевый бензин и др.), а также разнообразных строительных материалов. Одним из направлений применения твёрдых топлив является их газификация. В силу качественных особенностей газификация сланцев на паровоздушном (парокислородном) дутье под давлением методом Лурги (в плотном слое) наиболее полно отвечает условиям использования низкосортных многозольных топлив.

Использование газификации волжского сланца под давлением с ПГУ ставит ряд задач, связанных с оптимизацией схем и рабочих параметров установок, сопоставлением различных вариантов по экономическим критериям и показателям надёжности, прогнозированием конкурентоспособного производства при непрерывном росте цен на природный газ.

Цель работы: анализ и оптимизация схем и рабочих параметров газификации топлива для использования с ПГУ применительно к сернистым сланцам месторождений Саратовской области.

Объект исследования: теплотехнологические установки газификации сернистого сланца под давлением, очистки парогазовой смеси от смоляных продуктов, водяного пара и кислых газов.

Задачи исследования:

1. Математическое моделирование процесса газификации горючих сланцев в плотном слое под давлением, а также описание последующих установок для очистки генераторного газа от смоляных продуктов, сланцевого бензина и кислых газов с целью использования при общеэкономической оптимизации исследуемого комплекса.

2. Выбор и обоснование критерия общеэкономической оптимизации и сопоставления схем газификации горючих сланцев Поволжья для использования с ПГУ.

3. Разработка и программное оформление экономико-математической модели газификации горючих сланцев для использования с ПГУ, позволяющей рассчитывать установки с учетом особенностей взаимосвязей элементов системы и их влияния друг на друга.

4. Оптимизация схем и рабочих параметров, единичной мощности газогенераторного оборудования при различных вариантах исходных данных.

5. Прогнозная оценка экономической эффективности газификации сланцев Поволжья при использовании с ПГУ как альтернативы использованию природного газа.

Научная новизна:

1. Разработана и программно реализована математическая модель процесса газификации горючих сланцев Поволжья в плотном слое под давлением с учётом кинетики протекания процессов реагирования с газифицирующими агентами, термического разложения, сушки топлива при согласовании с условиями тепломассообмена.

2. Обоснован критерий общеэкономической оптимизации состава оборудования и рабочих параметров газификации сернистых сланцев Поволжья для использования с ПГУ, на основе которого разработаны методические положения оптимизации с использованием системного подхода, позволяющие учесть условия работы в энергосистеме, факторы надёжности и особенности совместной работы элементов комбинированных установок.

3. Разработана и программно реализована экономико-математическая модель газификации горючих сланцев для использования с ПГУ, позволяющая производить расчёты с учетом особенностей взаимосвязей элементов системы.

4. Определены оптимальные схемные решения и рабочие параметры комбинированной системы, единичные мощности газогенератора в зависимости от экономических факторов и показателей надёжности.

Практическая ценность:

1. Представленная математическая модель газификации сланцев под давлением может быть использована в перспективе при решении задач, связанных с газификацией других низкосортных топлив.

2. Разработана экономико-математическая модель газификации сернистых сланцев Поволжья для использования с ПГУ, позволяющая определять оптимальные схемные решения и рабочие параметры, единичную мощность комбинированных установок в зависимости от рыночных условий в регионе, цен на топливно-энергетические ресурсы и оборудование.

3. Результаты оптимизации состава оборудования и рабочих параметров газификации горючих сланцев для использования с ПГУ, показатели экономической эффективности могут быть использованы при создании и внедрении установок не только в Поволжье, но и для других регионов со своими особенностями экономической ситуации, качественными характеристиками местного топлива.

Автор защищает: результаты численных исследований и оптимизации состава оборудования и рабочих параметров газификации горючих сланцев для использования с ПГУ; методические положения оценки экономической эффективности газификации горючих сланцев Поволжья при использования с ПГУ.

Личный вклад автора заключается в следующем:

1. Разработаны математическая модель процесса газификации горючих сланцев в плотном слое под давлением, а также описание последующих установок для очистки генераторного газа от смоляных продуктов, сланцевого бензина и кислых газов с целью использования при общеэкономической оптимизации исследуемого комплекса.

2. Разработаны и уточнены методические положения оценки общеэкономической оптимизации и сопоставления схем газификации сернистых сланцев пир использовании с ПГУ

3. Разработана и реализована экономико-математическая модель газификации сернистых сланцев Поволжья для использования с ПГУ, позволяющая рассчитывать комбинированные установки с учетом особенностей взаимосвязей элементов системы и их влияния друг на друга.

4. Выполнена оптимизация состава оборудования и рабочих параметров, единичной мощности газогенераторного оборудования в зависимости от цен на оборудование, характеристик топлива и экономической ситуации.

5. С использованием интегральных показателей определена экономическая эффективность внедрения комбинированных установок на базе ПГУ с внутрицикловой газификацией сланцев Поволжья. Выполнена прогнозная оценка экономической эффективности газификации горючих сланцев Поволжья как альтернативы использованию природного газа в ПГУ.

Работа выполнена на кафедре «Промышленная теплотехника» в ГОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет» под руководством доктора технических наук, профессора Симонова Вениамина Федоровича.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры «Промышленная теплотехника» Саратовского государственного технического университета, кафедры «Гидравлика и теплотехника» Тамбовского государственного технического университета, на Международной научно-практической конференции «Проблемы развития централизованного теплоснабжения» (г. Самара, 21-22 апреля 2004 г.), а также на Научно-техническом Совете отделения парогенераторов и топочных устройств Всероссийского теплотехнического научно-исследовательского института (ОАО «ВТИ», г. Москва).

Публикации. Основные положения и результаты диссертационного исследования опубликованы в 6 печатных работах [117-122].

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 167 страницах и состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованных источников. Работа содержит 63 рисунка, 17 таблиц. Список использованных источников включает 124 наименования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ

1. В настоящее время в мировой энергетике наблюдаются тенденции к увеличению доли энергопроизводства на твёрдых видах топлива с внедрением современного энергоэффективного оборудования. Приоритетным направлением развития электроэнергетики на твёрдом органическом топливе является использование парогазовых циклов с внутрицикловой газификацией (ПГУ с ВЦГ). Для горючих сланцев Поволжья в силу качественных особенностей наиболее приемлемой является газификация в стационарном слое под давлением. В зависимости от характеристик топлива, его стоимости, требований надёжности в энергосистеме, газификация сланца для использования с ПГУ может осуществляться по различным вариантам с оптимальными составом оборудования и рабочими параметрами применительно к конкретным условиям с целью достижения такого уровня топливоиспользования, при котором обеспечивается максимальный экономический эффект.

2. Разработана математическая модель процесса газификации горючих сланцев в плотном слое под давлением, а также описание последующих установок для очистки генераторного газа от смоляных продуктов, сланцевого бензина и кислых газов с целью использования при общеэкономической оптимизации исследуемого комплекса.

3. Разработаны и уточнены методические положения общеэкономической оптимизации газификации твёрдого топлива для использования с ПГУ.

4. Разработана и реализована экономико-математическая модель системы газификации горючих сланцев для использования с ПГУ, позволяющая рассчитывать установки с учетом взаимосвязей элементов системы и их влияния друг на друга в реальной экономической ситуации.

5. Выполнена оптимизация схем и рабочих параметров, единичной мощности газогенераторного оборудования в зависимости от цен на оборудование, характеристик топлива и экономической ситуации. Показано, что при стоимости карьерного сланца 130-190 руб./тонну оптимальное давление находится в диапазоне 2,15-2,55 МПа в зависимости от стоимости материалов, удельных затрат на замещаемую мощность. Оптимизационные расчёты однозначно показали эффективность применения паровоздушного дутья. Определена область оптимальной единичной производительности по топливу- 220-280 т/ч в интервале кратности резервирования 0,3-0,7.

6. С использованием интегральных показателей определена экономическая эффективность внедрения системы газификации сланцев Поволжья при использовании с ПГУ. Выполнена прогнозная оценка экономической эффективности ПГУ с ВЦГ сланцев Поволжья как альтернативы использованию природного газа: при пессимистическом прогнозе роста цен на природный газ в регионе ПГУ с ВЦГ могут быть востребованы уже в 2024-2026 г.г.

1. Clean coal//Cogeneration. 1991. Vol.8, №2. Р.14

2. GE, Toshiba team up for IGCC//Elec. Power Int First quarter. 1997. P. 16.

3. Juneja M. R., Biswas D. K., Singh S. Research and developmental work on coal gasification/Chem. Age India, v. 31, №6, 1980. p. 663-668

4. Smoot L. D. Modeling of Coal-Combustion Processes//Progress in Energy and Combustion Science, v. 10, №2, 1983. p. 229-272

5. Stambler I. Calpine sees coal-based IGCC plants generating power for $40 per MWh//Gas Turbine World. 2002. Vol. 32.№4. P. 17-29

6. Альтшуллер В. С., Сеченов Г. П. Газификация бурых углей в кипящем слое под давлением с получением энергетических газов для тепловых электростанций/ Сб. «Газовые процессы», Изд-во «Наука», М.-1967. С. 49-54

7. Алынулер В. С. Газификация твёрдых топлив под давлением/ Газификация твёрдого топлива. Труды 3-й научно-технической конференции. Гостоптехиздат. М.-1957.-С. 163-176

8. Андреев Е. И. Расчёт тепло- и массообмена в контактных аппаратах.- Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1985., с. 58

9. Андрющенко А. И., Лапшов В. Н. Парогазовые установки электростанций (термодинамический и технико-экономический анализы циклов и тепловых схем), M.-JL, «Энергия», 1965, с.25

10. Андрющенко А. И., Попов А. И. Основы проектирования энерготехнологических установок электростанций: Учеб. пособие для студентов теплоэнергетических спец. вузов.- М.: Высш. школа, 1980. 240 с.

11. Арсеньев JT. В., Тырышкин В. Г. Комбинированные установки с газовыми турбинами.- Д.: Машиностроение, Ленингр. отделение, 1982.-247 е., ил.

12. Б. М. Дерман. Динамика газообразования при газификации электродного угля на паро-воздушном дутье/ Газификация твёрдого топлива. Труды 3-й научно-технической конференции. Гостоптехиздат. М.-1957.-С. 307-311

13. Бабий В. И. Перспективы и проблемы сооружения энергетических ПГУ на твёрдом топливе// «Теплообмен а парогенераторах», материалы Всесоюзной конференции, Новосибирск-1988.

14. Бабий. В. И. Исследование влияния давления на процесс газообразования в слое угля/ Газификация твёрдого топлива. Труды 3-й научно-технической конференции. Гостоптехиздат. М.-1957.-С. 301-306

15. Балыбердина И. Т. Физические методы переработки и использования газа: Учебник для вузов. М.: Недра, 1988.- 248 е., ил.

16. Безденежных А. А. Математические модели химических реакторов.-Киев.: «Техннса», 1970

17. Беляев А. А. Сжигание высокозольного топлива и возможности использования его на ТЭС / Химия твёрдого топлива, № 5, 2005. С. 44-53.

18. Беляев А. А. , Чистов С. Ф. Модель автотермической газификации высокозольного топлива при двухстадийном сжигании во взвешенном слое / Промышленная энергетика,, № 8, 1996. С. 28-35

19. Беляев А. А. , Малькова В. В. Лабораторное исследование процесса горения сланца Поволжья / Промышленная энергетика,, № 5, 2003. С. 40-43

20. Беличенко Ю. П. Замкнутые системы водообеспечения химических производств.- М.: Химия, 1990.- С. 200-202.

21. Бласяк Е., Лайдлер К., Павликовский С. и др. Технология связанного азота. Синтетический аммиак. Пер. с польск., Госхимиздат, М.-1961. С.38-40

22. Блохин А. И., Онуфриенко С. В., Петров М. С., Стельмах Г. П., Скляров А. В. Новые российские технологии использовония горючих сланцев//Энергетик, №8, 2004. с. 5-9.

23. Блохин А. И., Стельмах Г. П., Иорудас К.-А. А. Горючие сланцы для энергетики и химии России//Новое в российской электроэнергетике, №3, 2001. с. 8-15.

24. Варгафтик Н. Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. 2-е изд., перераб. и доп., «Наука», М.-1972

25. Введенский А. А. Термодинамические расчёты нефтехимических процессов. Гостоптехиздат. Л., 1960.

26. Влияние минеральной части горючих сланцев Туровского месторождения Белорусской ССР на выход и состав продуктов их термического разложения / Ю. И. Горький, 3. К. Лукьянова и др. //Горючие сланцы.-1987.-т.4-№ 1.-е.36-43

27. Высокотемпературные теплотехнологические процессы и устоновки: Учеб.для вузов/под ред. А. Д. Ключникова.-М.:Энергоатомиздат, 1989.

28. Гагарин С. Г., Смирнова Т. С., Маркина Т. И. и др. Кинетика изменения выхода остаточных летучих веществ при термической обработке ирша-бородинского угля в вихревых камерах// Химия твёрдого топлива.- 1979, №1. С. 87-91

29. Герасимов Г. Я., Богачёва Т. М. Моделирование процесса кислородной газификации пылевидного топлива в газификаторе циклонного типа/ Известия АН. Энергетика. № 6, 1999. С. 118-125

30. Гинзбург Д. Б. Газификация топлива и газогенераторные установки. Часть I. Гизлегпром, 1938.

31. Глущенко И. М. Теоретические основы технологии твёрдых горючих ископаемых: Уч. пос. для ВУЗов. Киев: Вища Школа, 1980 г.

32. Головина Е. С. Высокотемпературное горение и газификация углерода.-М.: Энергоатомиздат, 1983.-176 е., ил.

33. Головина Е. С., Кричевер И. М., Арабаджиев Б. Г. и др. Газификация водяным паром кокса ирша-бородинского угля/Новые способы использования низкосортных топлив в энергетике: Сб. науч. трудов//ЭНИН им. Г. М. Кржижановского.- М.-1989.-С. 53-61

34. Гольдштейн А. Д., Позгалёв Г. И., Доброхотов В. И. Состояние развития ПГУ на твёрдом топливе/ЛГеплоэнергетика, 2003. № 2. - С. 16-23.

35. Гребенщикова Г. В., Рогайлин М. И. Методы определения кинетических параметров процесса деструкции твёрдых горючих ископаемых// Химия твёрдого топлива.- 1982, №1. С. 86-90

36. Губергриц М. Я. Термическая переработка сланца-кукерсита. Изд-во «Валгус», Таллин.-1966, С. 27-33

37. Гудымов Э. А., Семенов В. П., Родионов Б. Н. Влияние различных факторов на процесс газификации угольной пыли в реакторе с жидким шлакоудалением/Топливоиспользование и охрана окружающей среды: Сб. науч. трудов, № 110. МЭИ.: М.-1986. С. 17-26

38. Дигуров Н. Г., Китайнер А. Г., Налётов А. Ю., Скудин В. В. Проектирование и расчёт аппаратов технологии горючих ископаемых: Учеб. пособие для ВУЗов/Под ред. Дигурова Н. Г.-М.: Химия, 1993, С. 288

39. Ефимов В. М. Доклад о предварительных исследованиях горючих сланцев Волжского бассейна: НИИсланцев, 1985.- 12 с.

40. Закгейм Ю. А. Введение в моделирование химико-технологических процессов.- 2-е изд., перераб. и доп.-М.: Химия, 1982.- (серия «Химическая кибернетика») 288 е., ил.

41. Захарин А. Г., Браилов В. П., Денисов В. И. Методы экономического сравнивания вариантов по принципу минимума приведённых затрат. М.: Наука, 1979

42. Земмельман Б. Я. Комплексная энерготехнологическая схема газификации твёрдых топлив под высоким давлением// Газовая промышленность, 1956, № 12, с. 7-9

43. Зубова А. Ф. Надежность машин и аппаратов химических производств. 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1978. - 215 с. -(Межиздательская серия «Надежность и качество»).

44. Канторович Б. В. О роли вторичных реакций в процессе газификации твёрдого топлива/ Газификация твёрдого топлива. Труды 3-й научно-технической конференции. Гостоптехиздат. М.-1957.-С. 254-271

45. Кафаров В. В. Основы массопередачи. М., «Высшая школа», 1962

46. Каширский В. Г. Исследование термического разложения пылевидного сланца месторождения Общий Сырт в потоке пара/Химическая переработка топлива С.333-340

47. Каширский В. Г. Перспективы комплексного использования горючих сланцев Поволжья на основе газификации их под давлением/ Химия твёрдого топлива, № 4, 1978. С. 159-162

48. Каширский В. Г. Термическая переработка горючих сланцев и их энерготехнологическое использование: Учеб. пособие. Саратов: СГТУ, 2001.64 с.

49. Каширский В. Г., Ерёмин В. В. Пути развития технологии использования высокосернистых сланцев России// Комплексное использование тепла и топлива в промышленности: Межвуз. науч. сб., Саратов- 2000, с. 9-15

50. Каширский В. Г., Смирнов В. В., Артемьев С. В. Энерготехно логическое использование многосернистого сланца на основе газификации под давлением: № 494-82 депонировано в ВИНИТИ, 1982.

51. Каштанов В. В. Регулирование тарифов естественных монополий на потребительском рынке Саратовской области// Энергосбережение в промышленности и теплоэнергетике: Межвуз. науч. сб., Саратов- 2005, с. 31-36.

52. Киреев В. А. Методы практических расчётов в термодинамике химических реакций. 2-е изд. испр. и доп. М.: «Химия», 1975

53. Клейменова И. И., Соболева JI.B., Сухова В. Н. Теплотехнические свойства горючих сланцев Чаганского, Перелюбского и Коцебинского месторождений Поволжья.//Горючие сланцы-1987.-т.4.№ 1-е.88-93

54. Клер А. М., Потанина Ю. М. Сопоставление эффективности перспективных теплоэнергетических установок на органическом топливе// Известия РАН. Энергетика, № 1, 2004.-С. 72-84.

55. Коллеров Д. К. Физико-химические свойства жидких сланцевых и каменноугольных продуктов. JL: «Гостоптехиздат», 1951.- 248 е., ил.

56. Лавров Н. В., Шурыгин А. П. Введение в теорию горения и газификации топлива. Изд. АН СССР, М.,1962.

57. Мадорский С. Термическое разложение органических полимеров. Пер. с англ., Изд. «Мир», М.,1967.

58. Маликов К. В. Газификация бурых углей Канско-Ачинского бассейна/Газовая промышленность, №9, 1959.С. 17-18

59. Морисэ М. Использование низкокалорийных горючих газов на электростанциях// Теплоэнергетика, №10, 1998

60. Нейумин В. М., Короткое В. А., Кондратьев В. Н. и др. Возможные перспективы использования газовых турбин при техническом перервооружении и реконструкции тепловых электростанций// Новое в российской электроэнергетике, 2002.-№3, С. 24-31.

61. Ольховский Г. Г., Тумановский А. Г. Перспективные технологии для тепловых электростанций// «Теплоэнергоэффективные технологии», информационный бюллетень №1, 2003, с. 18-20

62. Ольховский Г. Г., Тумановский А. Г. Парогазовые установки с газификацией угля: имеющийся опыт и перспективы// Новое в российской электроэнергетике, №5, 2001. с. 8-18.

63. Ольховский Г. Г., Тумановский А. Г. Применение новых технологий при техническом перевооружении угольных ТЭС//Теплоэнергетика, №9, 2003. с. 718

64. Ольховский Г. Г., Тумановский А. Г. Проблемы и перспективы использования угля в электроэнергетике России//Энергетик, №12, 2004. с. 9-22.

65. Орехов И. И., Тимофеевский JI. С., Караван С. В. Абсорбционные преобразователи теплоты -JL: Химия, 1989.-С.165-169.

66. Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по проектированию/ Под ред. Дытнерского Ю. И., М.: «Химия», 1983.-272 е., ил.

67. Отчёт о НИР «Разработать эффективную технологию и оборудование для комплексной энерготехнологической переработки сланцев перспективных месторождений Европейской части СССР, включая низкокалорийные и высокосернистые»(промежуточный), Саратов-1983.

68. Отчёт о НИР «Создание прогрессивных технологий и оборудования для тепловых электростанций на многозольном и высокосернистом топливе (уголь, сланцы), СПИ, Саратов-1991.

69. Очистка природного газа от сернистых соединений. Обзорная информация, серия ХМ-14, М.: ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1980.

70. Очистка технологических газов/ Под общ. ред. Семёновой Т. А. и Лейтеса И. Л., Изд.2-е, пер. доп.,М.: «Химия», 1977.-е. 270-279

71. Палта Р. С. Газификация подмосковного угля паро-кислородным дутьём под давлением/ Газификация твёрдого топлива. Труды 3-й научно-технической конференции. Гостоптехиздат. М.-1957.-С. 177-180

72. Печенегов Ю. Я.Теплообмен и теплоносители в процессах термической обработки измельчённого твёрдого топлива, изд. СГУ-1983.

73. Плановский А. Н., Николаев П. И. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: «Химия», 1972

74. Попов А. И., Симонов В. Ф., Попов Р. А. Критерии сопоставления и оптимизации энергосберегающих решений в рыночных условиях // Материалы межвузовского научного семинара по проблемам теплоэнергетики. Саратов: Изд-во СГТУ, 1996. - С. 87-91.

75. Попырин JL С. Математическое моделирование и оптимизация теплоэнергетических установок.- М.: Энергия, 1978.- 416 е., ил.

76. Прузнер С. JL, Златопольский А. Н., Некрасов А. М. Экономика энергетики СССР. М.: Высшая школа, 1984

77. Прутковский Е. Н., Дробот В. П., Позгалёв Г. И. Сравнительная эффективность различных схем парогазовых установок с внутрицикловой газификацией твёрдого топлива// Тр. ЦКТИ. 1982. Вып. 197. С. 20-30

78. Рабинович М. Комплексная энерготехнологическая схема газификации твёрдых топлив под высоким давлением// Газовая промышленность, 1957, № 6, с. 13-14

79. Резник Н. И., Иваненко В. В. Котлы-утилизаторы ОАО ТКЗ «Красный котельщик» для парогазовых и газотурбинных установок// Теплоэнергетика, №11, 2003.-С. 51-53.

80. Рекомендации по созданию технологической схемы переработки газового бензина пиролиза горючих сланцев с выделением ценного химического сырья, ИОХ РАН им. Н. Д. Зелинского, М., 1992.

81. Романовский С. А. Горючие газы. Производство, распределение и очистка- Киев: «Техшка», 1964., С.228-233.

82. Руденко Ю. Н., Ушаков И. А. Надёжность систем энергетики. М.: Наука, 1986.

83. Саламов А. А. Парогазовые установки с газификацией угля// Теплоэнергетика, №6, 2002. с. 74-77

84. Саламов А. А. Тепловые электростанции с газификацией топлива// Теплоэнергетика, №5, 2004. с. 75-77.

85. Саламов А. А., Фильков В. М. Парогазовые установки со сжиганием топлива в кипящем слое под давлением// Теплоэнергетика, №8, 1998. с. 71-74.

86. Симонов В. Ф., Прелатов В. Г. Исследование термической переработки сернистого сланца в псевдоожиженном слое/Межвуз. научн. сб. «Комплексное использование тепла и топлива в промышленности, СГТУ, Саратов, 2000.- С. 26-30

87. Синельников А. С. Опыты по переработке Кашпирского сланца в газогенераторе завода в г. Кохтла-Ярве/Сборник трудов «Химия и технология горючих сланцев и продуктов их переработки. № 3.- Л.:Гостоптехиздат, 1955. С. 209-218

88. Справочник коксохимика / Под ред. А. К. Шелкова, том 6, М.: «Металлургия», 1966 .-360 е., ил.

89. Стабников В. Н. Ректификационные аппараты, М.: Машиностроение, 1965.-353 е., ил.

90. Стельмах Г. П., Тягунов Б. И., Чикул В. И. и др. Энерготехнологическая установка для переработки мелкозернистого горючего сланца// Горючие сланцы, 1985, № 2,- с. 189-196

91. Степанов С. Г. Тенденции развития и новые инженерные решения в газификации угля// «Уголь» ,№11, 2002

92. Степанов С. Г., Исламов С. Р. Математическое моделирование газификации угля в прямоточном пылеугольном реакторе/ Химия твёрдого топлива, № 3, 1989. С. 87-92

93. Степанов С. Г., Исламов С. Р., Суслов В. А. Газификация Канско-Ачинского угля в прямоточном пылеугольном реакторе/ Химия твёрдого топлива, № 3, 1989. С. 93-98

94. Сучков С. И., Бабий В. И. Экспериментальная разработка системы газификации твёрдого топлива для ПГУ//Теплоэнергетика, № 6, 1998. С. 43-49

95. Теплотехнический справочник. Под общ. ред. В. Н. Юренева и П. Д. Лебедева. Том 2. Изд. 2-е, перераб. М.: «Энергия», 1976

96. Толбунский В. И., Рабинович Н. И. Газификация землистого бурого угля УССР под давлением с паровоздушным дутьём на полупромышленной установке/Газовая промышленность, №8, 1957, С. 7-11

97. Трифонова К. Б. О совместном протекании реакций взаимодействия углерода с двуокисью углерода и водяным паром на спектрально чистом угле/ Сб. «Газовые процессы», Изд-во «Наука», М.-1967. С. 55-59

98. Тумановский А. Г., Иванов Н. В., Толчинский Е. Н., Глебов В. П. Основные направления совершенствования угольных электростанций//Электрические станции, 2002. № 2. - С. 36-42.

99. Уров К.Э., Высоцкая В.В. Влияние глинистой породы на выход и состав продуктов полукоксования сланца-кукерсита //Горючие сланцы-1987.-т.4.№2-с. 170-175

100. Фаворский О. Н., Леонтьев А. И., Фёдоров В. А., Мильман О. О. Эффективные технологии производства электрической и тепловой энергии// Энергия: экономика, техника, экология, 2002, №7, С. 10-13

101. Фаворский О. Н., Леонтьев А. И., Фёдоров В. А., Мильман О. О. Эффективные технологии производства электрической и тепловой энергии с использованием органического топлива/ЛГеплоэнергетика, №9, 2002.-С. 19-21

102. Фомина В. Н., Станге А., Тейхгрюбер Ю. Эффективность инвестиций в рыночной экономике. М.: ГАУ, 1993

103. Химическая технология горючих ископаемых.: Учеб. для вузов / Под ред. Г. Н. Макарова и Г. Д. Харламповича.-М.:Химия, 1986.- 496 е., ил.

104. Цанев С. В., Буров В. Д., Ремезов А. Н. Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электростанций: Учеб. пособие для ВУЗов / Под ред. С. В. Цанева М.: Издательство МЭИ, 2002. - 584 с.

105. Чуханов 3. Ф. Механизм и кинетика взаимодействия двуокиси углерода с коксом/ Газификация твёрдого топлива. Труды 3-й научно-технической конференции. Гостоптехиздат. М.-1957.-С. 240-254

106. Эпик И. П. Влияние минеральной части на условия работы котлоагрегата. Таллин, 1961.

107. Янов, А. В. Применение генераторного газа горючих сланцев Поволжья в газотурбинных установках текст. / Янов А. В., Симонов В. Ф., Каширский В.

108. Г. // Электро- и теплотехнологические процессы и установки: Межвузовский научный сборник./Сарат. гос. техн. ун-т. Саратов, 2003- С. 225-232.

109. Янов, А. В. Термодинамическая эффективность газификации горючих сланцев под давлением текст./ Янов А. В. // Электро- и теплотехнологические процессы и установки-2: Сб. науч. сборник./Сарат. гос. техн. ун-т. Саратов, 2005-С. 128-133.

110. Яновский А. Б. Основные направления Энергетической стратегии России на период до 2020 года// Энергетик, №6, 2003, с.2-5

111. Яромир Илек Новые способы газификации топлива кислородом. Пер. с чешского. Гостоптехиздат, М.-1957. С. 60-62