автореферат диссертации по энергетике, 05.14.01, диссертация на тему:Эффективность и оптимизация функционирования энергоблоков ТЭЦ в комбинированных теплофикационных системах с абсорбционными теплонасосными установками

Новосибирский государственный технический университет

ПУГАЧ ЮРИИ ЛЬВОВИЧ

УДК 621.311

На правах рукописи

>Д

ЭФФЕКТИВНОСТЬ И ОПТИМИЗАЦИЯ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЭНЕРГОБЛОКОВ ТЭЦ В КОМБИНИРОВАННЫХ ТЕПЛОФИКАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ С АБСОРБЦИОННЫМИ ТЕПЛОНАСОСНЫМИ УСТАНОВКАМИ

специальность: 05.14.01 - Энергетические системы и комплексы (технические науки)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Новосибирск - 2000

Работа выполнена в Новосибирском государственном техническом университете и в ОЛО «Новосибирскэнерго».

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Г.В. Ноздренко

Научный консультант:

кандидат технических наук В.Г. Томилов

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор A.M. Клер

доктор технических наук JI.A. Огуречников

Ведущее предприятие:

ОАО «Сибтехэнерго», г. Новосибирск

Защита диссертации состоится « 02 » июня 2000 года в « 15 » часов на заседании диссертационного совета К 063.34.07 в Новосибирском государственном техническом университете по адресу: 630092, Новосибирск, tip. К. Маркса, 20. Факс: 8.838.2.461353.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Новосибирского государственного технического университета.

Автореферат разослан «_»_2000 года.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент

Ю.И. Шаров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Разработка и внедрение комбинированных теплофикационных систем на базе ТЭЦ и внутриквартальных теплоисточников - объективный процесс развития систем энергоснабжения, определяемый условиями рыночной экономики. Выбор типа внутриквартальных теплоисточников в значительной степени определяется сравнительной системной эффективностью при энергоснабжении потребителей. При комбинированной выработке электроэнергии и тепла одной из перспективных является схема энергоснабжения от ТЭЦ с ВТН (внутриквартапьными абсорбционными теплонасосными установками). ТЭЦ с ВТН это - технологии:

- энергосберегающие (из-за экономии топлива в энергосистеме);

- затратосберегающие (по сравнению с традиционным вариантом энергоснабжения от ТЭЦ);

- повышенной надежности (за счет структурного резервирования);

- экологосберегающие (из-за уменьшения выбросов вредных веществ вследствие экономии топлива в энергосистеме).

Вместе с тем системным исследованиям теплофикационных энергоблоков ТЭЦ с ВТН, оптимизации параметров энергоблоков ТЭЦ, работающих по новым тепловым графикам нагрузки, до настоящего времени не было уделено достаточного внимания в технической литературе.

В данной работе предпринята попытка в какой-то степени восполнить этот пробел.

Объект исследования: энергоблоки ТЭЦ в составе комбинированных теплофикационных систем с ВТН.

Цель работы: определение эффективности и оптимизация функционирования энергоблоков ТЭЦ в комбинированных теплофикационных системах с абсорбционными теплонасосными установками. Основные задачи исследования:

1. Разработка методики, оценка режимных параметров и определение системной экономии топлива при энергоснабжении потребителей от ТЭЦ-ВТН по сравнению с традиционным энергоснабжением от ТЭЦ.

2. Разработка методики технико-экономических расчетов и оптимизации теплофикационных энергоблоков, работающих в системе ТЭЦ-ВТН при комплексном учете обеспечения графиков электрических и тепловых нагрузок, заданной

надежности энергоснабжения, возможных режимов работы в системе энергоснабжения и современных требований к экологической, социальной и производственной инфраструктуре при неопределенности исходной информации.

3. Комплексная вероятностная оптимизация теплофикационных энергоблоков в системе ТЭЦ-ВТН с целью получения рекомендаций по выбору параметров и характеристик энергооборудования.

4. Определение вероятностной технико-экономической эффективности теплофикационных энергоблоков в системе ТЭЦ-ВТН.

Методы исследования: Методология экономико-эксергетических системных исследований в энергетике, математическое и компьютерное моделирование функционирования ТЭЦ в комбинированных теплофикационных системах с ВТН, методы экономико-эксергетического анализа и технико-экономической оптимизации функционирования энергоблоков ТЭЦ в комбинированных теплофикационных системах с ВТН при неопределенности исходной информации.

Научная новизна работы: Разработана методика определения экономии топлива в системе энергоснабжения потребителей от ТЭЦ с абсорбционными теплона-сосными установками.

Разработана методика технико-экономических расчетов и оптимизации функционирования энергоблоков ТЭЦ в комбинированных теплофикационных системах с абсорбционными теплонасосными установками при комплексном учете обеспечения графиков электрических и тепловых нагрузок, заданной надежности энергоснабжения, возможных режимов работы в системе энергоснабжения и современных требований к экологической, социальной и производственной инфраструктуре при неопределенности исходной информации.

Впервые выполнена комплексная вероятностная оптимизация функционирования энергоблоков ТЭЦ в комбинированных теплофикационных системах с ВТН и выявлены основные закономерности влияния системных факторов на оптимальные характеристики энергооборудования и технико-экономическую эффективность ТЭЦ в условиях обеспечения графиков нагрузок, надежности ТЭЦ и энергоснабжения при экологических и системных ограничениях.

На основе проведенных экономико-эксергетических системных исследований функционирования энергоблоков ТЭЦ в комбинированных теплофикационных системах с ВТН сформулированы рекомендации по выбору параметров и режимов работы энергооборудования.

Работа выполнялась в рамках Федеральной целевой программы «Интеграция высшей школы и академической науки» (проект № 330).

Практическая значимость. Результаты экономико-экссргетических системных исследований функционирования энергоблоков ТЭЦ в комбинированных теплофикационных системах с ВТН комплексно определяют:

- взаимосвязь технологических, режимных, экономических, надежностных, экологических и инфраструктурных факторов при производстве и отпуске электрической и тепловой энергии в реальных условиях функционирования ТЭЦ в комбинированных теплофикационных системах с ВТН;

- научно-методическую основу формирования исходной информации по определению рациональных путей создания и совершенствования комбинированных теплофикационных систем на основе ТЭЦ с ВТН;

Получены оптимальные характеристики энергооборудования ТЭЦ при функционировании в комбинированных теплофикационных системах с ВТН. Сформулированы рекомендации по выбору параметров и режимов энергооборудования.

Показана перспективность ВТН как для вновь проектируемых ТЭЦ в составе комбинированных теплофикационных систем, так и - для действующих в рамках реконструкции теплофикационных систем.

Достоверность результатов и выводов диссертационной работы обоснована использованием методики экономико-эксергетических системных исследований в энергетике, фундаментальных закономерностей технической термодинамики, теплопередачи, теории надежности и эксергетического подхода. Математические модели и компьютерное моделирование функционирования энергоблоков ТЭЦ в комбинированных теплофикационных системах с ВТН базируются на методах, апробированных и хорошо себя зарекомендовавших при решении ряда других задач подобного класса. При отработке моделей проведены сравнительные тестово-рассчетные компьютерные эксперименты. Выполнено сравнение параметров ТЭЦ при имитационном моделировании с реальными параметрами.

Внедрение результатов работы. Результаты диссертационной работы внедрены в проектной организации ОАО «Теплоэлектропроект» на стадии использования результатов по комбинированным теплофикационным системам на базе ТЭЦ и ВТН в проектной практике и при разработке программы развития теплоснабжения г. Новосибирска, на Новосибирской ТЭЦ-4 на стадии создания и экспериментального опробования ВТН типа АБТН-2000. Результаты исследований получили практическую реализацию в НГТУ: в Проблемной лаборатории теплоэнергетики и в учебном

процессе - при дипломном проектировании (по специальностям 550900 - Теплоэнергетика и 100500 - Тепловые электрические станции).

На защиту выносятся основные научные положения и результаты, сформулированные в ЗАКЛЮЧЕНИИ.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на семинарах Проблемной лаборатории теплоэнергетики НГТУ (Новосибирск, 1999, 2000 гг.), на семинаре по теплофизике и теплоэнергетике (Новосибирск, 1999 г.), на международной конференции «К01Ш5'2000» (Корея, 2000 г., принят доклад), на техническом совете в ОАО «Теплоэлектропроект», на семинарах международной кафедры ЮНЕСКО «Устойчивое развитие, науки об окружающей среде и социальные проблемы» (Новосибирск, 1999, 2000 гг.)

Публикации. Основные положения и результаты диссертации опубликованы в десяти печатных изданиях.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы (79 наименований) и приложения (акты о внедрении и использовании). Основной текст изложен на 130 е., содержит 36 рис., 6 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность проблемы, дано краткое обоснование работы, её апробация.

В первой главе изложены тенденции развития комбинированных теплофикационных систем на базе пылеугольных ТЭЦ. Рассмотрена концепция развития пыле-угольных ТЭЦ. Технологический аспект и технико-экономические особенности. Показано, что развитие комбинированных теплофикационных систем - объективная тенденция развития систем энергоснабжения в новых экономических условиях. В этой связи рассмотрены схемы ТЭЦ с внутриквартальными теплоисточниками, параметры и режимы при функционировании ТЭЦ в комбинированных теплофикационных системах. На основе проведенного анализа отмечается недостаточность исследований по такой перспективной схеме, как ТЭЦ с ВТН, и настоятельная необходимость заполнить этот пробел.

Сформулированы цели и задачи исследования.

Во второй главе изложена методика исследования. Рассмотрены условия сопоставимости вариантов. Основополагающие принципы методики исследования. Определение затрат. Обоснован критерий эффективности как отношение сумм, полу-

ценных от продажи электроэнергии и теплоэнергии, к полным затратам за тот же период

т

где Ц\>, Це - получаемая плата за электроэнергию и эксергшо тепла в данном т-м году, руб/(кВт-ч); N, Ет - отпущенные в т-м году потребителю электроэнергия и эксергия тепла, кВт-ч/год.

Приведенные к одному году эксплуатации затраты определяются как

где В - годовой расход топлива, т/год; Цт - стоимость топлива франко-бункер ТЭЦ, определяемая с учетом переработки, хранения и транспорта, руб/т; ^ЛЗ - поправка к годовым затратам, учитывающая приведение вариантов к сопоставимому виду, руб/год; К„ - капиталовложения, руб.

В диссертационной работе путем аналитических зависимостей определены все затратные и составляющие критерия технико-экономической эффективности, которые полностью определяются значениями термодинамических, расходных и конструктивных параметров, параметров вида технологической схемы энергоблока, а также значениями системных влияющих факторов.

В условиях неопределенности исходной информации критерий эффективности представлен в виде:

г|г=Мс[л2] + Дл2,

где Аг\7 = у.у£>с (г|г); Мс, £>с - математическое ожидание и дисперсия случайной функции; (7 - множество исходных данных с известными (принятыми вариантно) законами распределения случайных компонент; V - коэффициент, характеризующий расчетный уровень достоверности определения г\г.

При исследовании ТЭЦ, функционирующей в комбинированной теплофикационной системе, используются математические подходы экономико-эксергетического системного анализа. Развивая эти подходы к оценке эффективности энергоблоков ТЭЦ с ВТН, рассматривается методика такого анализа.

Теплофикационный энергоблок (или ТЭЦ) представляется в виде структурной схемы функционирующих частей. Детализация структурной схемы определяется глубиной системных исследований. Для ТЭЦ в комбинированных теплофикационных системах ВТН могут быть включены, например, в теплофикационную часть структурной схемы.

Каждая функционирующая часть рассматривается как преобразователь энергии (многомерный технологический оператор). Такой подход позволяет использовать единообразные математические приемы имитационного компьютерного моделирования функционирования энергоблоков ТЭЦ.

По каждой связи структурной схемы устанавливается эксергетическая производительность функционирующей части. При моделировании удобно полагать, что насчитанные таким образом затраты относятся к эксергии, производимой рассматриваемой функционирующей частью. Таким образом, эксергии, производимой каждой частью, ставятся в соответствие затраты, включающие в себя не только затраты собственно функционирующей части, но и переносимые с подводимой эксергией . Если формально считать, что эксергия с затратами 3,- «продается»

й функционирующей частью, то эксергия ^ Е*и с соответствующими затратами

кеУ(П

«покупается» 1-й функционирующей частью. Вводя эксергетические производительности каждой функционирующей части Е[, г е 12 как независимые переменные, Е* = Е^ , запишем уравнение связей

- тЦ[Е> + Е^, Х,)= 0, е /, (/,;) е

где Л} - множество характерных для /-й функционирующей части показателей (применяемых как комплекс решений по термодинамическим, расходным, конструктивным и схемным параметрам и показателям). Для каждой ¡-й функционирующей части

входными параметрами являются е К(г); Л',-, 3,. Поступающий поток эксергии к е И (г), затраты 3,- определяются через выходящие потоки эксергии Е? и показатели X, : 3, =3¡{еГ.Х,).

Термодинамическая эффективность функционирующей части определяется как

т) = —( е /2, где ¡2 б / - множество функционирующих частей; множество I

К

включает кроме этого множество источников топлива 1\ и энергопотребителей /3.

Компонентами множества X, будут только показатели термодинамической эффективности г);, г е I. Тогда функция Лагранжа

ЗДЕ/^ 4-Х, X E;{EJ)

1еУ(,)

£у

где из Зп выделена топливная составляющая, равная 3.6 • Цт • ; (?, - теплота сгорания условного топлива; - годовой расход эксергии условного топлива. Первая составляющая представляет собой затраты в собственно :'-ю часть. Вторая - учитывает полные затраты, связанные с производством эксергии Е?. Третья - учитывает распределение полных затрат ;'-го элемента между энергоносителями Е?, У е У(/).

Из решения системы уравнений

— = 0.123-КГ3-Цт - Х0 + = 0;

дЕ>0 4т 0 ЗЦ

8L _ д дЕ,у " дЕ]

\ z

¡eVIO

= iel, ' ÜB? 2

определяются множители Лагранжа, характеризующие удельные затраты на отпускаемую электро- и теплоэксергию

' дЕ?

\ s

. /6^0)

эз, ....

+ —i € /,, / е .

ад* 2 3

Математическое ожидание капиталовложений при распределении случайных переменных А!°г, Сц, riß по законам распределения f(Kr), f(cJ, f(n^ в интервале

И, ^Мч ')•("/?,• vj

г /

Кг=М Кг V

К7 I \СЧ

|*г0 •/(*,)<«, -П \са-Аса)<1са

| а/ -/{п^Пр

\

Ч"/»

Дисперсии г-х капиталовложений 2 (К,

йк, =м[к?]-кг = -/{К,)<ЖГ П ]сга-Аса)с1Са

/

Чс«| 2

-А:,.

Затраты в экологическую инфраструктуру (на ее восстановление и развитие в ареале функционирования ТЭЦ)

^-1.15 { \0.2

АЗЭ = |П^

ч /-1 Л

5 VI "тр

/1°

>1

Коэффициенты с, учитывают зольность топлива, тип систем газоочистки, отпуск вторичных товарных продуктов, очистку сточных вод, регион функционирования. Базовые параметры (А/,): окислы азота, серы, зола, дымовые газы, водяные лары (для систем с испарительными градирнями).

Затраты в резервные энергоблоки

ДЗР = ЦТ •10"3Ь1,Лггт^(1-^г)+аА:рС1с2с3//р,

где ¿>р - удельный расход топлива на резервном энергоблоке; Л'г - установленная мощность ТЭЦ; Тц - число часов использования установленной мощности; - коэффициент готовности; а - отчисления от капиталовложений; К0?- удельные капиталовложения в резервные энергоблоки; с - коэффициенты приведения, учитывающие район функционирования, вид резервного топлива, демонтаж резерва и компенсацию аварий; Ар - резервная мощность.

Коэффициент готовности определяется как

*г=*гТЬГК8'

У

где - базовое значение коэффициента готовности, г^ - коэффициент, характеризующий технологические особенности оборудования, влияющие на надежность по сравнению с базовым вариантом, юв - относительный В-й параметр (или режимный показатель), характеризующий изменение физико-технических свойств, влияющих на надежность, по сравнению с базовым вариантом, тв - соответствующие показатели степени.

Математическое ожидание при распределении к®, гь тв по равномерному закону в интервалах (а,0гД20г), {г,к,г2к), {т,в,т2в)

3.46-сттв1п(аг«(мв))

Дисперсия

Аг = к\ (1 + а1гГС2)]П (1 + о^Г} 1 -73 ■ атВ 1п (аЬ*(ав))-1]

где , стпь атв - соответствующие квадратичные погрешности.

Математическое ожидание (МО) коэффициента аварийного резерва энергосистемы (при линеаризации по Тейлору в точке математического ожидания случайных переменных)

иг = 1>Р

/ ч 05

Яэ) - °-5 зЧ +Чэ+ — > \>Ъ) "э

где V? - аргумент функции надежности энергоснабжения при нормальном законе распределения вероятностей отказов. Математическое ожидание количества эквивалентных энергоблоков

ШчМ-я,) •

МО аварийности эквивалентного энергоблока где = 1 — ¿бг , - мощность энергосистемы.

Дисперсия

£) -_______

где 0Чэ , Б„э - дисперсия (¡-,, пэ.

Для 1-й функционирующей части составляющие приведенных затрат, обусловленные у-ми учитываемыми факторами, в общем случае рассчитываются по формуле

где - удельные затраты, У,, - определяющие параметры, В:1 - соответствующие показатели степени.

Математическая модель функционирования энергоблоков ТЭЦ в комбинированной теплофикационной системе представлена как

|гшп'Пз1(со) ф,(и)=0, гел|,

где фДо) - вероятностный логико-числовой оператор функциональных отношений, Л - множество логико-числовых операторов, ы = (х,У,Г,С7,А/) - информационная структура, Х,У - матрицы независимых и зависимых числовых переменных, Г -

граф системы ТЭЦ-ВТН, С - множество внешних связей, М - множество логических параметров, определяющих режимы функционирования ТЭЦ.

Математическое моделирование выполнялось в два этапа. На первом находились аналитические выражения для фг(а). На втором - использовались детерминированные методы поиска экстремума нелинейной функции многих переменных (в частности, случайного направленного поиска).

Третья глава посвящена определению экономии топлива в системе энергоснабжения потребителей от ТЭЦ с ВТН (рис. 1) по сравнению с традиционной ТЭЦ.

Для ТЭЦ с двухмагистральной теплосетью и ВТН средняя удельная экономия топлива за отопительный период

Л6ср=— ]д*(т)А,

где ДЪ ■

0.123

-0.123^

n

г \ / \ -

1 1- \ А

т т' 'ср) <?т

0.123

+ 9пвк' ЛкЯ™

1--

Т*

ср/

а-

ТЭЦ

- эксергетический КПД замещающей электростанции; Г|тр, г|*р - КПД транспорта тепла; а^-зц - коэффициент теплофикации в системе ТЭЦ-ВТН; Т., Тср, Т'р - температура окружающего воздуха и средние температуры сетевой воды по температурным графикам; q'{, дпвк - относительные тепловые нагрузки (по сравнению с традиционной ТЭЦ) для ТЭЦ в комбинированной теплофикационной системе с ВТН и для ПВК; Т0т - продолжительность отопительного периода.

Рис. I. Тепловая схема комбинированной теплофикационной системы с ТЭЦ и теплонасосными установками:

/У, £? - потребители электро- и теплоэксергии соответственно; У, Г - пылеугольное и газовое топливо соответственно; I - генератор внутриквартального пико-регулирующего абсорбционного бромистолитиевого теплового насоса (ВТН); 2, 3, 4 - испаритель, абсорбер, теплообменник ВТН; 5 — бромистолитиевый контур; 6 - теплофикационный контур; 7 - линия добавочной воды; 8,9 - линии прямой и обратной сетевой воды от ТЭЦ; 10, 11 - тепловые сети подключений ВТН к сетевой воде; 12 - жалюзийная решетка; 13 - конденсатор ВТН

от о

Получено выражение для определения экономии топлива для ТЭЦ с одномаги-стральной теплосетью и В ГН, а также - с компрессионной ВТН (КВТН). Показано, что системная годовая экономия топлива ТЭЦ с ВТН в 1,5...2,0 раза выше, чем для ТЭЦ с КВТН, а эффективность ТЭЦ с ВТН при двухмагистральной теплосети на 10...30 % выше по сравнению с ТЭЦ и ВТН при одномагистральных теплосетях. Представлены экспериментальные параметры и режимные показатели для ВТН (типа АБТН-2000), установленной на НТЭЦ-4.

Экспериментальные параметры режима работы АБТН-2000 на НТЭЦ-4

Наименование параметра Размерность Значение

Температуры прямой и обрагной сетевой воды в системе АБТН - потребитель °С/°С 58 / 38,6

Средняя температура сетевой воды в системе АБТН -потребитель К 321

Температура окружающей среды К 253

Пониженные температуры прямой и обратной сетевой воды в системе ТЭЦ-АБТН °С/°С 27/24

Теплофикационная нагрузка ТЭЦ, приходящаяся на АБТН МВт 0,34

Теплофикационная нагрузка АБТН МВт U

Коэффициент теплофикации в системе ТЭЦ-ВТН - 0,283

Расход условного топлива на АБТН кг у.т./с 0,0293

Эксергетический КПД АБТН - 0,28

Четвертая глава посвящена экономико-эксергетическим системным исследованиям ТЭЦ в составе комбинированных теплофикационных систем с ВТН. Рассмотрены энергоблоки с оптимальными параметрами в составе ТЭЦ с ВТН для одно- и двухмагистральных теплосетей.

Показано, что применение технологий ТЭЦ-ВТН ведет к снижению температуры острого пара (г0) до 500°С при росте единичной мощности теплофикационных энергоблоков до 250 МВт, что вызывает перераспределение капиталовложений в аг-

регаты технологического оборудования, то есть доля парогенерирующего энергооборудования (3|) снижается при увеличении доли системы регенерации (35) (рис. 2). Давление острого пара (Р0) л-чя технологий ТЭЦ-ВТН остается на уровне стандартных значений (рис. 3).

35, % 50

40 30 20 10

_____

■ 2 N .

// ч

/

3 \

50 100 150 200 МВт

0

50 100 150 200 МВт

Рис. 2. Сравнение теплофикационных энергоблоков с оптимизируемыми параметрами по распределению затрат в агрегаты технологического оборудования:

1 - ТЭЦ-ВТН 1 (с однотрубной магис тральной теплосетью);

2 - ТЭЦ-ВТН2 (с двухтрубной магистральной теплосетью); J - ТЭЦ-ПВК (с традиционной системой отпуска теплоты)

Р0, МПа

. <*тэц

/>о, МПа

атэц

100 150 200 МВт

а)

100 150 200 МВт

б)

Рис. 3. Оптимальные параметры теплофикационных энергоблоков ТЭЦ с ВТН: а) - ТЭЦ-ВТН 1 (с одномагнстральпой теплосетью); б) — ТЭЦ-ВТН2 (с двухмаги-стральной теплосетью); а-гоц - коэффициент теплофикации; /пв — температура питательной воды

Технико-экономическая эффективность технологий ТЭЦ-ВТН1 и ТЭЦ-ВТН2 сопоставима с учетом дисперсии и несколько выше, чем эффективность традиционного энергоблока (рис. 4) главным образом за счет лучших экологических показателей (рис. 5) технологий ТЭЦ-ВТН, что говорит о конкурентоспособности этих технологий.

г\г 0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

Ж / /

///

50

100 150 200 МВт

-ТЭЦ-ВТН 1

-ТЭЦ-ВТН2 -ТЭЦ-ПВК

Рис. -/- Функция цели для рассматриваемых технологий в зависимости от единичной мощности теплофикационных энергоблоков

50 100 150 200 МВт

----Зуд

-Зинф

Рис. 5. Приведенные к году эксплуатации затраты в удаление энергоблоков ТЭЦ (Зуд) и в восстановление экологической и социальной инфраструктуры (Зинф) для ТЭЦ-ВТН 1 (/), ТЭЦ-ВТН2 (2) и ТЭЦ-ПВК (3)

Для энергосистем мощностью 1 ГВт и более значения оптимальных параметров для технологий ТЭЦ-ВТН приобретают устойчивые значения при сопоставимости технико-экономической эффективности этих технологий. Лучшей устойчивостью оптимальных параметров (/0, Ра, О в условиях изменяющейся экологической обстановки в ареале функционирования обладает технология ТЭЦ-ВТН2, однако увеличение фоновой загазованности атмосферы до значений на уровне 0,8 ПДК требует более, чем 60-ти километрового удаления энергоблока в составе ТЭЦ от потребителей теплоты, что ограничивает эффективное применение технологии ТЭЦ-ВТН2 фоновыми

загрязнениями на уровне 0.5 ПДК. В то же время эффективное применение технологий ТЭЦ-ВТШ ограничено фоновыми загрязнениями на уровне 0,6 ПДК (рис. 6).

Показано, что капиталовложения в технологии ТЭЦ-ВТН сопоставимы с учетом вероятностного подхода с капиталовложениями в традиционную ТЭЦ-ПВК, при этом наибольшие изменения в капиталовложениях характерны для двухмагистраль-ной технологии ТЭЦ-ВТН2.

Технологии ТЭЦ-ВТН конкурентоспособны с традиционной технологией теплоснабжения для энергоблоков со стандартными параметрами в рамках их техперево-оружения, а их лучшая термодинамическая и технико-экономическая сбалансированность и лучшие экологические характеристики обусловливают более высокое значение матожидания функции цели (рис. 7) и неизменность (устойчивость) основных показателей в более широком диапазоне изменения схтэц-

Оптимальный коэффициент теплофикации для технологий ТЭЦ-ВТН обладает выраженным максимумом (на уровне 0,65 - для ТЭЦ-ВТН 1 и 0,6 - для ТЭЦ-ВТШ) в диапазоне мощностей энергоблоков 135... 180 МВт. Показана целесообразность применения технологий ТЭЦ-ВТН для мощных теплофикационных энергоблоков типа Т с одновременным увеличением коэффициента теплофикации до 0,6...0,8.

X, км 60 40 20 0

Зинф, млн. $/год

15

Зинф

X

0 0,2 0,4 0,6 0,8 лол и от ПДК

о)

Зуд, тыс. $/год

400

300

200

100

X, км

60 40 20

- X

0

Зинф>

млн. $/год 15 | 10

5 ■

ОС О 0,2

Зуд, тыс. $/год

0,4 0,6 0,8 доли от ПДК

б)

Рис 6. Удаление (X), затраты, связанные с ним (Зуд), затраты в восстановление инфраструктуры (Зинф) для теплофикационного энергоблока мощностью 135 МВт для технологий ТЭЦ-ВТШ (о) и ТЭЦ-ВТШ (б) в зависимости от изменяющейся фоновой загазованности атмосферы в ареале функционирования

0,6 0,4

0,0 0,4 0,8 a-гэц ТЭЦ-ПВК

0,6 0,4

0,0 0,4 0,8 сстэц ТЭЦ-ВТН2

С"

1

0,0 0,4 0,8 атзц ТЭЦ-ВТН 1

¿Z

Рис. 7. Значения функции цели для энергоблока ТЭЦ с Т-180 и стандартными параметрами при функционировании в системе ТЭЦ-ВТН и ТЭЦ-ПВК

В условиях изменения коэффициента теплофикации основные технико-экономические показатели для технологий ТЭЦ-ВТН 1, ТЭЦ-ВТН2 сопоставимы и устойчивы.

Личный вклад. Все разработки и результаты исследований, изложенные в основном тексте диссертации без ссылок на другие источники, получены автором.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработана методика определения экономии топлива в системе энергоснабжения потребителей от ТЭЦ с абсорбционными теплонасосными установками.

2. Разработана методика технико-экономических расчетов и оптимизации функционирования энергоблоков ТЭЦ в комбинированных теплофикационных системах с абсорбционными теплонасосными установками при комплексном учете обеспечения графиков электрических и тепловых нагрузок, заданной надежности энергоснабжения, возможных режимов работы в системе энергоснабжения и современных требований к экологической, социальной и производственной инфраструктуре при неопределенности исходной информации.

3. Впервые выполнена комплексная вероятностная оптимизация функционирования энергоблоков ТЭЦ в комбинированных теплофикационных системах с ВТН и выявлены основные закономерности влияния системных факторов на оптимальные характеристики энергооборудования и технико-экономическую

эффективность ТЭЦ в условиях обеспечения графиков нагрузок, надежности ТЭЦ и энергоснабжения при экологических и системных ограничениях.

4. На основе проведенных экономико-эксергетических системных исследований функционирования энергоблоков ТЭЦ в комбинированных теплофикационных системах с ВТН определена вероятностная технико-экономическая эффективность энергоблоков и сформулированы рекомендации по выбору параметров и режимов работы энергооборудования.

5. Применение технологий ТЭЦ-ВТН ведет к снижению температуры острого пара до 500 °С при росте единичной мощности теплофикационных энергоблоков до 250 МВт. что вызывает перераспределение капиталовложений в агрегаты технологического оборудования, т.е. доля парогенерирующего энергооборудования снижается при увеличении доли системы регенерации.

Давление острого пара для технологий ТЭЦ-ВТН остается на уровне стандартных значений.

6. Технико-экономическая эффективность технологий ТЭЦ-ВТН 1 и ТЭЦ-ВТН2 сопоставима с учетом дисперсии и несколько выше, чем эффективность традиционного энергоблока главным образом за счет лучших экологических показателей технологий ТЭЦ-ВТН, что говорит о конкурентоспособности этих технологий

Системная годовая экономия топлива на ТЭЦ-ВТН по сравнению с традиционной ТЭЦ составляет 150...430 (кг у.тУгод)/кВт отпускаемого тепла. Эта экономия на ТЭЦ с ВТН в 1,5...2,0 раза больше, чем для ТЭЦ с компрессионными тепловыми насосами и на 10...30% выше для ТЭЦ-ВТН2 (при двухмагистральных теплосетях) по сравнению с ТЭЦ-ВТН 1.

Для энергосистем мощностью 1 ГВт и более значения оптимальных параметров (/0, Ро, 'пв. Отэц) Для технологий ТЭЦ-ВТН 1 и ТЭЦ-ВТН2 приобретают устойчивые значения при сопоставимости технико-экономической эффективности этих технологий.

Лучшей устойчивостью оптимальных параметров (г0, Р0, /пв.) в условиях изменяющейся экологической обстановки ареала функционирования обладает технология ТЭЦ-ВТН2, однако увеличение фоновой загазованности атмосферы до значений на уровне 0,8 ПДК требует более, чем 60-ти километрового удаления энергоблока ТЭЦ от потребителей теплоты, что ограничивает эффективное применение технологии ТЭЦ-ВТН2 фоновыми загрязнениями на

уровне 0,5ПДК. В то же время эффективное применение технологии ТЭЦ-ВТН1 ограничено фоновыми загрязнениями на уровне 0,6ПДК.

Капиталовложения в технологии ТЭЦ-ВТН сопоставимы с учетом вероятностного подхода с капиталовложениями в традиционную ТЭЦ-ПВК, при этом наибольшие изменения в капиталовложениях характерны для двухмаги-стральной технологии ТЭЦ-ВТН2.

7. Технологии ТЭЦ-В ГН конкурентоспособны с традиционной технологией теплоснабжения для энергоблоков со стандартными параметрами в рамках их техперевооружения. а их лучшая термодинамическая и технико-экономическая сбалансированность и лучшие экологические характеристики обусловливают меньшие затраты на функционирование этих технологий по сравнению с традиционной.

Оптимальный коэффициент теплофикации для технологий ТЭЦ-ВТН обладает выраженным максимумом (на уровне 0,65 - для ТЭЦ-ВТН1 и 0,6 -для ТЭЦ-ВТН2) в диапазоне мощностей энергоблоков 135... 180 МВт.

Показана целесообразность применения технологий ТЭЦ-ВТН для мощных теплофикационных энергоблоков типа Т с одновременным увеличением коэффициента теплофикации до 0,6...0,8.

8. В условиях изменения коэффициента теплофикации основные технико-экономические показатели для технологий ТЭЦ-ВТН 1 и ТЭЦ-ВТН2 сопоставимы и устойчивы.

Совокупность представленных результатов составляет научную основу эко-номико-эксергетических системных исследований технологии ТЭЦ-ВТН и научную новизну диссертации.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОТРАЖЕНО В ПУБЛИКАЦИЯХ:

1. Овчинников Ю.В., Пугач Л.И., Томилов В.Г., Пугач Ю.Л. Эффективность применения на функционирующих ТЭЦ экологообеспечивающих технологий: Методический аспект. - Новосибирск: НГТУ, 1999.-21 с.

2. Томилов В.Г., Пугач Ю.Л. и др. Эффективность пылеугольных ТЭЦ с новыми эколгообеспечивающими технологиями. - Новосибирск: Наука, 1999. - 97 с.

3. Ноздренко Г.В., Томилов ВТ., Зыков В.В., Пугач Ю.Л. Надежность ТЭС. - Новосибирск: НГТУ, 1999.-63 с.

4. Ноздренко Г.В., Томилов В.Г., Щинников П.А., Пугач Ю.Л. Эффективность ТЭЦ в комбинированных теплофикационных системах с теплонасосными установками // КОЯи^ 2000, междунар. конфер., Корея, 2000 (принято в печать).

5. Томилов В.Г., Пугач Ю.Л. и др. Комплексное исследование систем централизованного теплоснабжения с использованием внутриквартальных абсорбционных тепловых насосов и одно- и двухмагистральных тепловых сетей II Теплоэнергетика. - Новосибирск: НГТУ, Сб. тр., 2000. (принято в печать).

6. Пугач Ю.Л. Некоторые доминантные технологические проблемы, новые технологии, технико-экономическая эффективность. Сб. тр. - Новосибирск, НГТУ, 1997. Вып. 1.-С. 5...9.

7. Пугач Л.И., Ноздренко Г.В., Зыков В.В., Пугач Ю.Л. Экологически перспективные технологии использования твердого топлива на ТЭС. ч. 2. Технологические способы снижения вредных выбросов. - Новосибирск, НГТУ, 1997. -114 с.

8. Пугач Ю.Л. Новые технологии теплоснабжения // Теплоэнергетика. Физико-технические и экологические проблемы, новые технологии, технико-экономическая эффективность. Сб. тр. - Новосибирск, НГТУ, 1998. - С. 18...21.

9. Томилов В.Г., Пугач Ю.Л., Николаев С.Ф. Эффективность природоохранных мероприятий // Теплоэнергетика. Физико-технические и экологические проблемы, новые технологии, технико-экономическая эффективность. Сб. тр. - Новосибирск, НГТУ, 1998.-С. 8...18.

10. Томилов В.Г., Пугач Ю.Л., Щинников П.А. и др. Системные исследования малозатратных технологий в энергетике // Теплоэнергетика. Физико-технические и экологические проблемы, новые технологии, технико-экономическая эффективность. Сб. тр. - Новосибирск, НГТУ, 1999. - С. 3...37.

Введение.

1. Тенденции развития комбинированных теплофикационных систем на базе пылеугольных ТЭЦ.

1.1. Концепция развития пылеугольных ТЭЦ.

1.1.1. Технологический аспект.

1.1.2. Технико-экономические особенности.

1.2. Комбинированные теплофикационные системы.

1.2.1. Предпосылки развития.

1.2.2. Перспективные схемы.

1.2.3. Развитие магистральных теплосетей.

1.3. Энергоснабжение потребителей от ТЭЦ с теплонасосными установками .;

А Л "V

Разработка и внедрение комбинированных теплофикационных систем на базе ТЭЦ и внутриквартальных теплоисточников - объективный процесс развития систем энергоснабжения, определяемый условиями рыночной экономики. Выбор типа внутриквартальных теплоисточников в значительной степени определяется сравнительной системной эффективностью при энергоснабжении потребителей. При комбинированной выработке электроэнергии и тепла одной из перспективных являются схема энергоснабжения от ТЭЦ с ВТН (внутри-квартальными абсорбционными теплонасосными установками). ТЭЦ с ВТН являются технологиями:

- энергосберегающими (из-за экономии топлива в энергосистеме);

- затратосберегающими (по сравнению с традиционным вариантом энергоснабжения от ТЭЦ);

- повышенной надежности (за счет структурного резервирования);

- экологосберегающими (из-за уменьшения выбросов вредных веществ вследствие экономии топлива в энергосистеме).

Вместе с тем системным исследованиям теплофикационных энергоблоков ТЭЦ с ВТН, оптимизации параметров энергоблоков ТЭЦ, работающих по новым тепловым графикам нагрузки, до настоящего времени не было уделено достаточного внимания в технической литературе.

В данной работе предпринята попытка в какой-то степени восполнить этот пробел.

Объект исследования: энергоблоки ТЭЦ в составе комбинированных теплофикационных систем с ВТН.

Цель работы-, определение эффективности и оптимизация функционирования энергоблоков ТЭЦ в комбинированных теплофикационных системах с абсорбционными теплонасосными установками.

Основные задачи исследования:

1. Разработка методики, оценка режимных параметров и определение системной экономии топлива при энергоснабжении потребителей от ТЭЦ-ВТН по сравнению с традиционным энергоснабжением от ТЭЦ.

2. Разработка методики технико-экономических расчетов и оптимизации теплофикационных энергоблоков, работающих в системе ТЭЦ-ВТН при комплексном учете обеспечения графиков электрических и тепловых нагрузок, заданной надежности энергоснабжения, возможных режимов работы в системе энергоснабжения и современных требований к экологической, социальной и производственной инфраструктуре при неопределенности исходной информации.

3. Комплексная вероятностная оптимизация теплофикационных энергоблоков в системе ТЭЦ-ВТН с целью получения рекомендаций по выбору параметров и характеристик энергооборудования.

4. Определение вероятностной технико-экономической эффективности теплофикационных энергоблоков в системе ТЭЦ-ВТН.

Методы исследования: Методология экономико-эксергетических системных исследований в энергетике, математическое и компьютерное моделирование функционирования ТЭЦ в комбинированных теплофикационных системах с ВТН, методы экономико-эксергетического анализа и технико-экономической оптимизации функционирования энергоблоков ТЭЦ в комбинированных теплофикационных системах с ВТН при неопределенности исходной информации.

Научная новизна работы. Разработана методика определения экономии топлива в системе энергоснабжения потребителей от ТЭЦ с абсорбционными теплонасосными установками.

Разработана методика технико-экономических расчетов и оптимизации функционирования энергоблоков ТЭЦ в комбинированных теплофикационных 6 системах с абсорбционными теплонасосными установками при комплексном учете обеспечения графиков электрических и тепловых нагрузок, заданной надежности энергоснабжения, возможных режимов работы в системе энергоснабжения и современных требований к экологической, социальной и производственной инфраструктуре при неопределенности исходной информации.

Впервые выполнена комплексная вероятностная оптимизация функционирования энергоблоков ТЭЦ в комбинированных теплофикационных системах с ВТН и выявлены основные закономерности влияния системных факторов на оптимальные характеристики энергооборудования и технико-экономическую эффективность ТЭЦ в условиях обеспечения графиков нагрузок, надежности ТЭЦ и энергоснабжения при экологических и системных ограничениях.

На основе проведенных экономико-эксергетических системных исследований функционирования энергоблоков ТЭЦ в комбинированных теплофикационных системах с ВТН сформулированы рекомендации по выбору параметров и режимов работы энергооборудования.

Работа выполнялась в рамках Федеральной целевой программы «Интеграция высшей школы и академической науки» (проект № 330).

Практическая значимость. Результаты экономико-эксергетических системных исследований функционирования энергоблоков ТЭЦ в комбинированных теплофикационных системах с ВТН комплексно определяют:

- взаимосвязь технологических, режимных, экономических, надежностных, экологических и инфраструктурных факторов при производстве и отпуске электрической и тепловой энергии в реальных условиях функционирования ТЭЦ в комбинированных теплофикационных системах с ВТН;

- научно-методическую основу формирования исходной информации по определению рациональных путей создания и совершенствования комбинированных теплофикационных систем на основе ТЭЦ с ВТН; 7

Получены оптимальные характеристики энергооборудования ТЭЦ при функционировании в комбинированных теплофикационных системах с ВТН. Сфрмулированы рекомендации по выбору параметров и режимов энергооборудования.

Показана перспективность ВТН как для вновь проектируемых ТЭЦ в составе комбинированных теплофикационных систем, так и - для действующих в рамках реконструкции теплофикационных систем.

Достоверность результатов и выводов диссертационной работы обоснована использованием методики экономико-эксергетических системных исследований в энергетике, фундаментальных закономерностей технической термодинамики, теплопередачи, теории надежности и эксергетического подхода. Математические модели и компьютерное моделирование функционирования энергоблоков ТЭЦ в комбинированных теплофикационных системах с ВТН базируются на методах, апробированных и хорошо себя зарекомендовавших на решении рядя других задач подобного класса. При отработке моделей проведены сравнительные тестово-рассчетные компьютерные эксперименты. Выполнено сравнение параметров ТЭЦ при имитационном моделировании с реальными параметрами.

Внедрение результатов работы. Результаты диссертационной работы внедрены в проектной организации ОАО «Теплоэлектропроект» на стадии использования результатов по комбинированным теплофикационным системам на базе ТЭЦ и ВТН в проектной практике и при разработке программы развития теплоснабжения г. Новосибирска, на Новосибирской ТЭЦ-4 на стадии создания и экспериментального опробования ВТН типа АБТН-2000. Результаты исследований получили практическую реализацию в НГТУ: в Проблемной лаборатории теплоэнергетики и в учебном процессе - при дипломном проектировании (по специальностям 550900 - Теплоэнергетика и 100500 - Тепловые электрические станции). 8

На защиту выносятся основные научные положения и результаты, сформулированные в ЗАКЛЮЧЕНИИ.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на семинарах Проблемной лаборатории теплоэнергетики НГТУ (Новосибирск, 1999, 2000 гг.), на семинаре по теплофизике и теплоэнергетике (Новосибирск, 1999 г.), на международной конференции «КСЖи8'2000» (Корея, 2000 г., принят доклад), на техническом совете в ОАО «Теплоэлектропроект», на семинарах международной кафедры ЮНЕСКО «Устойчивое развитие, науки об окружающей среде и социальные проблемы» (Новосибирск, 1999, 2000 гг.)

Публикации. Основные положения и результаты диссертации опубликованы в десяти печатных изданиях.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы (79 наименований) и приложения (акты о внедрении и использовании). Основной текст изложен на 130 е., содержит 36 рис., 6 таблиц.

4.4. Выводы

1. Применение технологий ТЭЦ-ВТН ведет к снижению температуры острого пара до 500 °С при росте единичной мощности теплофикационных энергоблоков до 250 МВт, что вызывает перераспределение капиталовложений в агрегаты технологического оборудования, т.е. доля парогене-рирующего энергооборудования снижается при увеличении доли системы регенерации.

Давление острого пара для технологий ТЭЦ-ВТН остается на уровне стандартных значений.

2. Технико-экономическая эффективность технологий ТЭЦ-ВТН1 и ТЭЦ-ВТН2 сопоставима с учетом дисперсии и несколько выше, чем эффективность традиционного энергоблока главным образом за счет лучших экологических показателей технологий ТЭЦ-ВТН, что говорит о конкурентоспособности этих технологий.

3. Для энергосистем мощностью 1 ГВт и более значения оптимальных параметров (/о, Р0, /Пв, «тэц) для технологий ТЭЦ-ВТН1 и ТЭЦ-ВТН2 приобретают устойчивые значения при сопоставимости технико-экономической эффективности этих технологий.

Лучшей устойчивостью оптимальных параметров (70, Р0, ?Пв,) в условиях изменяющейся экологической обстановки ареала функционирования обладает технология ТЭЦ-ВТН2, однако увеличение фоновой загазованности атмосферы до значений на уровне 0,8 ПДК требует более, чем 60-ти километрового удаления энергоблока ТЭЦ от потребителей теплоты, что ограничивает эффективное применение технологии ТЭЦ-ВТН2 фоно

118 выми загрязнениями на уровне 0,5ПДК. В то же время эффективное применение технологии ТЭЦ-ВТН1 ограничено фоновыми загрязнениями на уровне 0,6ПДК.

4. Капиталовложения в технологии ТЭЦ-ВТН сопоставимы с учетом вероятностного подхода с капиталовложениями в традиционную ТЭЦ-ПВК, при этом наибольшие изменения в капиталовложениях характерны для двухмагистральной технологии ТЭЦ-ВТН2.

5. Технологии ТЭЦ-ВТН конкурентоспособны с традиционной технологией теплоснабжения для энергоблоков со стандартными параметрами в рамках техперевооружения, а их лучшая термодинамическая и технико-экономическая сбалансированность и лучшие экологические характеристики обусловливают более высокое значение матожидания функции цели и неизменность (устойчивость) основных показателей в более широком диапазоне изменения аТэц

6. Оптимальный коэффициент теплофикации для технологий ТЭЦ-ВТН обладает выраженным максимумом (на уровне 0,65 - для ТЭЦ-ВТН 1 и 0,6 -для ТЭЦ-ВТН2) в диапазоне мощностей энергоблоков 135. 180 МВт.

Показана целесообразность применения технологий ТЭЦ-ВТН для мощных теплофикационных энергоблоков типа Т с одновременным увеличением коэффициента теплофикации до 0,6. .0,8.

7. В условиях изменения коэффициента теплофикации основные технико-экономические показатели (<%*, rjN, rjo, Sn, Sq) для технологий ТЭЦ-B ТН1 и ТЭЦ-ВТН2 сопоставимы и устойчивы.

119

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработана методика определения экономии топлива в системе энергоснабжения потребителей от ТЭЦ с абсорбционными теплонасосными установками.

2. Разработана методика технико-экономических расчетов и оптимизации функционирования энергоблоков ТЭЦ в комбинированных теплофикационных системах с абсорбционными теплонасосными установками при комплексном учете обеспечения графиков электрических и тепловых нагрузок, заданной надежности энергоснабжения, возможных режимов работы в системе энергоснабжения и современных требований к экологической, социальной и производственной инфраструктуре при неопределенности исходной информации.

3. Впервые выполнена комплексная вероятностная оптимизация функционирования энергоблоков ТЭЦ в комбинированных теплофикационных системах с ВТН и выявлены основные закономерности влияния системных факторов на оптимальные характеристики энергооборудования и технико-экономическую эффективность ТЭЦ в условиях обеспечения графиков нагрузок, надежности ТЭЦ и энергоснабжения при экологических и системных ограничениях.

4. На основе проведенных экономико-эксергетических системных исследований функционирования энергоблоков ТЭЦ в комбинированных теплофикационных системах с ВТН определена вероятностная технико-экономическая эффективность энергоблоков и сформулированы рекомендации по выбору параметров и режимов работы энергооборудования.

5. Применение технологий ТЭЦ-ВТН ведет к снижению температуры острого пара до 500 °С при росте единичной мощности теплофикационных

120 энергоблоков до 250 МВт, что вызывает перераспределение капиталовложений в агрегаты технологического оборудования, т.е. доля пароге-нерирующего энергооборудования снижается при увеличении доли системы регенерации.

Давление острого пара для технологий ТЭЦ-ВТН остается на уровне стандартных значений.

6. Технико-экономическая эффективность технологий ТЭЦ-ВТН 1 и ТЭЦ-ВТН2 сопоставима с учетом дисперсии и несколько выше, чем эффективность традиционного энергоблока главным образом за счет лучших экологических показателей технологий ТЭЦ-ВТН, что говорит о конкурентоспособности этих технологий

Системная годовая экономия топлива на ТЭЦ-ВТН по сравнению с традиционной ТЭЦ составляет 150. .430 (кг у.т./год)/кВт отпускаемого тепла. Эта экономия на ТЭЦ с ВТН в 1,5.2,0 раза больше, чем для ТЭЦ с компрессионными тепловыми насосами и на 10.30% выше для ТЭЦ-ВТН2 (при двухмагистральных теплосетях) по сравнению с ТЭЦ-ВТН1.

Для энергосистем мощностью 1 ГВт и более значения оптимальных параметров (¿0, Ро, ¿пв, «тэц) для технологий ТЭЦ-ВТН 1 и ТЭЦ-ВТН2 приобретают устойчивые значения при сопоставимости технико-экономической эффективности этих технологий.

Лучшей устойчивостью оптимальных параметров (¿о, Ро, ¿пв,) в условиях изменяющейся экологической обстановки ареала функционирования обладает технология ТЭЦ-ВТН2, однако увеличение фоновой загазованности атмосферы до значений на уровне 0,8 ПДК требует более, чем 60-ти километрового удаления энергоблока ТЭЦ от потребителей теплоты, что ограничивает эффективное применение технологии ТЭЦ-ВТН2 фоновыми загрязнениями на уровне 0,5ПДК. В то же время эф

121 фективное применение технологии ТЭЦ-ВТН1 ограничено фоновыми загрязнениями на уровне 0,6ПДК.

Капиталовложения в технологии ТЭЦ-ВТН сопоставимы с учетом вероятностного подхода с капиталовложениями в традиционную ТЭЦ-ПВК, при этом наибольшие изменения в капиталовложениях характерны для двухмагистральной технологии ТЭЦ-ВТН2.

7. Технологии ТЭЦ-ВТН конкурентоспособны с традиционной технологией теплоснабжения для энергоблоков со стандартными параметрами в рамках их перевооружения, а их лучшая термодинамическая и технико-экономическая сбалансированность и лучшие экологические характеристики обусловливают меньшие затраты на функционирование этих технологий по сравнению с традиционной.

Оптимальный коэффициент теплофикации для технологий ТЭЦ

ПТТТ -/ г\ г- гпгчтт от ооладает выраженным максимумом (на уровне и,оэ — для иц-ВТН1 и 0,6 - для ТЭЦ-ВТН2) в диапазоне мощностей энергоблоков 135.180 МВт.

Показана целесообразность применения технологий ТЭЦ-ВТН для мощных теплофикационных энергоблоков типа Т с одновременным увеличением коэффициента теплофикации до 0,6. .0,8.

8. В условиях изменения коэффициента теплофикации основные технико-экономические показатели (£$, щ, 71(2, для технологий ТЭЦ-ВТН 1 и ТЭЦ-ВТН2 сопоставимы и устойчивы.

Совокупность представленных результатов составляет научную основу эконмико-эксергетических системных исследований технологии ТЭЦ-ВТН и научную новизну диссертации.

122

1. Дьяков А.Ф. Перспективы использования угля в энергетике России // Энергетик, 1997, № 3. - С. 2.4.

2. Андрющенко А.И. Комбинирование теплофикационных систем способ повышения экономичности и надежности теплоснабжения // Энергетика. Изв. вузов СНГ, 1995, № 1 -З.-С. 12. 14.

3. Хрипев Л. С. Основные направления и эффективность развития теплофикации // Теплоэнергетика, 1998, № 4. С. 2. 12.

4. Андрющенко А.И. Комбинированные системы энергоснабжения // Теплоэнергетика, 1997, № 5. С. 2.6.

5. Смирнов И.А., Хрипев JI.C. и др. Определение экономической эффективности реконструкции ТЭЦ // Теплоэнергетика, 1999, № 4. С. 7. 13.

6. Федяев A.B., Федяева О.Н., Илъкевич З.А. Технико-экономические особенности развития теплоснабжающих систем в небольших городах Сибири // Теплоэнергетика, 1999, № 4. С.19.24.

7. Новая энергетическая политика России. М.: Энергоатомиздат, 1995.

8. Белов В.Д., Сляднев СЛ. О путях стабилизации финансового положения в топливно-энергетическом комплексе // Энергетик, 1997, № 3. С. 4.6.

9. Франк М.И. Выбор рациональной стратегии развития автономных энергосистем: Автореф. дис. к.т.н. Иркутск, 1999. - 23 с.

10. Ю.Образцов C.B., Эделъман В.И. Электроэнергетика России в 1998 году. Основные итоги // Электрические станции, 1999, № 5. С. 2. .9.11 .Молодцов С.Д. Электроэнергетика мира в 90-х годах // Электрические станции, 1999, №5.-С. 58.67.

11. Аминов Р.З., Доронин М.С. и др. О совершенствовании взаимодействия производителей и потребителей энергии при согласовании их интересов // Теплоэнергетика, 1999, № 4. С. 32.35.123

12. Саламов A.A. Удельные капитальные затраты на сооружение ТЭС за рубежом // Теплоэнергетика, 1997, № 2. С. 76. .79.

13. Леонтьев А.И., Доброхотов В.И. и др. Энергосберегающие и нетрадиционные технологии производства электроэнергии // Теплоэнергетика, 1999, № 4. С. 2.6.

14. Эдельман В.И., Говсиевич Е.Р. Определение соотношения стоимости электроэнергии и цен на различные виды топливных ресурсов // Энергетик, 1998, №7.-С. 12. 14.

15. Пугач Л.И., Ноздренко Г.В. Развитие теплофикации в рыночных условиях // Экологически перспективные системы и технологии: Сб. науч. тр. -Новосибирск, НГТУ, 1999. Вып. 3. - С. 44. .48.

16. Децентрализованное комбинированное производство тепла и электроэнергии в Дании // SAVE Copenhagen, nov., 1993. 56 с.

17. Хъ.Андрющенко А.И. Проблемы развития энергетики России /У Проблемы повышения эффективности и надежности систем теплоэнергоснабжения: Сб. науч. тр. Саратов, СГТУ, 1999. - С. 3. .6.

18. Андрющенко А.И. Экономия топлива от применения теплонасосных установок в системах теплоснабжения // Вопросы совершенствования региональных энергетических систем и комплексов: Сб. науч. тр. Саратов, СГТУ, 1999.-С. 4.9.

19. Николаев Ю.Е. Эффективность различных источников энергоснабжения для покрытия малых тепловых нагрузок // Проблемы повышения эффективности и надежности систем теплоэнергоснабжения: Сб. науч. тр. Саратов, СГТУ, 1999. -С. 35.38.

20. Николаев Ю.Е., Андреев Д. А. Технико-экономическое сравнение схем малых ТЭЦ // Вопросы совершенствования региональных энергетических систем и комплексов: Сб. науч. тр. Саратов, СГТУ, 1999. - С. 45. .47.124

21. И.Печников А.Ф., Ларин Е.А. и др. Методы повышения эффективности и обеспечение надежности систем теплоэнергоснабжения // Проблемы повышения эффективности и надежности систем теплоэнергоснабжения: Сб. науч. тр. Саратов, СГТУ, 1999. - С. 89. .91.

22. Печников А.Ф., Ларин Е.А. Методики расчета экономии топлива в комбинированных системах теплоснабжения // Вопросы совершенствования региональных энергетических систем и комплексов: Сб. науч. тр. Саратов, СГТУ, 1999. - С. 103.110.

23. Петрушкин A.B. Эффективность комбинированных систем теплоснабжения: Автореф. дис. к.т.н. Саратов, 1998. - 18 с.

24. Santini DJ. Destruct heating and cooling utilizing temperature differences of Chicago waters // Energy Use Manag Int. Conf. Fucson Aris, 1977, Vol. 2. P. 425.430.

25. Utility taps waste heat // Eng. News. Ree., 1981, № 11. P. 15.

26. Svedinger Björn, Simonsson Bengt. Effiktivare energisystem med ny metod för dimensionering av värmelager // WS och energy., 1986, 57, № 12. S. 48.52.

27. Ъ2.Петин Ю.М., Накоряков В.Е. Тепловые насосы // Проблемы энергосбережения и рационального использования энергоресурсов в сибирском регионе: Сб. науч. докл. Новосибирск, 1999. - С. 54.64.

28. ЪА.Андреев Д.А. Эффективность газотурбинных и парогазовых ТЭЦ малой мощности: Автореф. дис. к.т.н. Саратов, 1999. - 19 с.

29. Паршуков Н.П., Лебедев В.М. Источники и системы теплоснабжения города. Омск, 1999.- 168 с.3 б.Старостенко H.H. Перспективы развития систем транспорта тепла // Промышленная энергетика, 1998, № 1. С. 45.46.

30. Ковылянский Я.А., Умеркин Г.Х. Перспективы роста теплопотребления в России и возможные варианты размещения производств теплопроводов новых конструкций // Теплоэнергетика, 1998, № 4. С. 13.15.

31. Марченко М.Е. Некоторые проблемы систем теплоснабжения в России и пути их решения // Энергосбережение и водоподготовка, 1998, № 1. С. 10.19.

32. Корсунский В.Х., Стрижевский И.В. Бесканальная прокладка теплопроводов с пенополиуретановой изоляцией как наиболее надежный способ энергосбережения // Городское хозяйство и экология, 1995, № 4. С. 1.13.

33. Ноздренко Г.В. Алгоритм расчета показателей эффективности теплоэнергетических установок при эксергетическом анализе // Изв. СО АН. Техн. науки, № 3, вып. 1, 1982.-С. 127. 131.

34. Ноздренко Г.В. Эксергетический анализ теплоэнергетических установок.- Новосибирск: НЭТИ, 1985. 56 с.

35. Ноздренко Г.В. Эффективность применения в энергетике КАТЭКа экологически перспективных энерготехнологических блоков электростанций с новыми технологиями использования угля. Новосибирск: НЭТИ, 1992.- 249 с.

36. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. М.: Наука, 1978. - 400 с.

37. Овчинников Ю.В., Пугач Л.И., Томилов В.Г., Пугач Ю.Л. Эффективность применения на функционирующих ТЭЦ экологообеспечивающих технологий: методический аспект. Новосибирск: НГТУ. - 21 с.

38. Томилов В.Г., Пугач Ю.Л. и др. Эффективность пылеугольных ТЭЦ с новыми экологообеспечивающими технологиями. Новосибирск: Наука, 1999.-97 с.

39. Томилов В.Г. Эффективность пылеугольных ТЭЦ с новыми экологообеспечивающими технологиями: : Автореф. дис. к.т.н. Новосибирск, 1999. -23 с.

40. Ноздренко Г.В. Томилов В.Г., Зыков В.В., Пугач Ю.Л. Надежность ТЭС. -Новосибирск: НГТУ, 1999. 63 с.

41. Ноздренко Г.В., Зыков В.В. Экологически перспективные блоки электростанций. -Новосибирск: НГТУ, 1996. 85 с.51 .Попырин Л. С. Математическое моделирование и оптимизация теплоэнергетических установок. М.: Энергия, 1978. - 416 с.127

42. Мелентъев Л. А. Системные исследования в энергетике. М.: Наука, 1983. -455 с.

43. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. М.: Энергоиздат, 1982. -360 с.5А.Масленников В.В., Каекин B.C., Затуловский В.И., Павлов B.C. Система централизованного теплоснабжения. A.c. №1458653 SU, 1989.

44. Громов Б.Н., Ковылянский Я.А., Старостенко H.H., Смирнов H.A., Янков B.C. Способ использования теплоты водяной системы цетрализованного теплоснабжения. A.c. №1800235 SU, 1993.

45. Рузавин Г.С., Рузавин B.C. Тепловой пункт Г.С. Рузавина для системы теплоснабжения. A.c. №2002169 RU, 1993.

46. Бродянский В.М. Эксергетический метод термодинамического анализа. -М.: Энергия, 1973.-296 с.

47. Щинников П.А. Выбор экологически перспективного направления развития ТЭЦ на канско-ачинских углях в современных экономических условиях. / Автореферат дисс. к.т.н. Новосибирскк: Изд-во НГТУ, 1998. - 20 с.

48. Томилов В.Г., Пугач Ю.Л., Щинников П.А., Овчинников Ю.В., Пугач Л.И. Системные исследования малозатратных технологий в энергетике. / Теплоэнергетика: Сб. науч. трудов. Новосибирск: НГТУ, 1999. -С.3.37.

49. Шаргут Я., Петела Р. Эксергия. М., 1968. — 279 с.128

50. Трайбус М., Эванс Р. Термоэкономическое проектирование при условии переменной структуры стоимости // Эксергетический метод и его приложения: Сб. тр.-М., 1967. С. 202.232.

51. Хлебалин Ю.М., Николаев Ю.Е. Оптимальный профиль теплофикационного энергоблока для промышленных ТЭЦ Сибири // Изв. вузов. Энергетика.- 1987, № 5.-С. 66.70.

52. Типовой алгоритм расчета технико-экономических показателей мощных отопительных ТЭЦ. М., 1983. - Т. 2.-167 с.

53. Тепловые и атомные электрические станции: Справочник / Под ред. В.А. Григорьева, В.М. Зорина. — М., 1982. 624 с.

54. Тепловой расчет котельных агрегатов / Под ред. Н.В. Кузнецова. -М.,1973. 296 с.

55. Степанов B.C. Анализ энергетического совершенства технологических процессов. Новосибирск, 1984. - 273 с.

56. Соколов Е.Я., Зингер Н.М. Особенности гидравлического расчета тепловых сетей от мощных ТЭЦ // Теплоэнергетика, 1981, №3.-С.6.12.

57. Ю.Мелентъев JI.A. Оптимизация развития и управления больших систем энергетики. М., 1976. - 336 с.71 .Мелентьев JI.A. Основные итоги и задачи системных исследований в энергетике // Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт, 1985, № 5. С. 3.9.

58. Мелентьев JI.A. Современные задачи энергетической науки // Изв. вузов. Энергетика, 1986, № 7. С. 3. 9.

59. Меренков А.И О развитии математического моделирования в системных энергетических исследованиях // Изв. АН. Энергетика и транспорт, 1985, №6.-С. 58.64.

60. А.Беляев Л.С., Войцеховская Г.В., Савельев В.А. Системный подход при управлении развитием электроэнергии. Новосибирск, 1980. - 210 с.129

61. Палагин A.A. Имитационное моделирование энергетических установок // Изв. АН. Энергетика и транспорт, 1985, № 3. С. 107. 114.

62. Ольховский Г.Г. Пути развития мировой энергетики // Электрические станции, 1999, №6.-С. 10. 18.

63. Котлер В.Р. Уголь и его роль в мировой электроэнергетике // Электрические станции, 1999, № 4. С. 67.70.1. Утверждаю:

64. Проректор НГТУ по научной работе

65. Зам. заведующего лабораторией ТЭ,д.т.н ¿^йййай*)-уОвчинников Ю.В