автореферат диссертации по энергетике, 05.14.14, диссертация на тему:Исследование схем парогазовых установок на основе разработанных прикладных программ по свойствам рабочих тел

На правах рукописи

Орлов Константин Александрович

ИССЛЕДОВАНИЕ СХЕМ ПАРОГАЗОВЫХ УСТАНОВОК НА ОСНОВЕ РАЗРАБОТАННЫХ ПРИКЛАДНЫХ ПРОГРАММ ПО СВОЙСТВАМ РАБОЧИХ ТЕЛ

Специальность 05.14.14 - Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва, 2004 г.

Работа выполнена на кафедре Технологии воды и топлива Московского энергетического института (технического университета).

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Очков Валерий Федорович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Зорин Вячеслав Михайлович

кандидат технических наук Марченко Евгений Михайлович

Ведущая организация: Институт Высоких Температур РАН

Защита состоится «2£у> -¿¿Ш_ 2004' г. в t¿ час __££ мин. в

ауд. МАЗе на заседании диссертационного совета Д 212.157.07 при Московском энергетическом институте (техническом университете) по адресу г. Москва, Красноказарменная ул., д. 14.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МЭИ (ТУ).

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью организации, просим направлять по адресу: 111250, г. Москва, Красноказарменная ул., д. 14, Ученый совет МЭИ (ТУ).

Автореферат разослан 2004 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.157.07

кандидат технических наук, профессор т / В.М. Лавыгин /

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Одним из важных направлений развития энергетики в мире является применение комбинированных парогазовых установок, обеспечивающих высокие энергетические и экономические показатели тепловых электрических станций. Среди различных возможных типов этих установок в последние годы привлекают внимание парогазовые установки с впрыском водяного пара в газовый поток (контактного типа), имеющие ряд достоинств, а также позволяют увеличить эффективность охлаждения лопаток газовой турбины, и, следовательно, повысить температуру газов перед ней. Тепловая схема цикла с впрыском водяного пара в газовый тракт может иметь рад вариантных решений по параметрам циклов, по используемому оборудованию, в том числе включающих возможный отказ от паровой турбины. Поэтому вопросы рациональной организации схем парогазовой установки контактного типа подчеркивают актуальность проведения исследования схем и влияния различных параметров на эффективность ПТУ, выполненного в данной работе.

Для реализации исследования необходимо было разработать соответствующие методы, алгоритмы и подпрограммы для расчетов термодинамических свойств рабочих тел: воды, водяного пара, воздуха, топлива и продуктов сгорания, в том числе для параметров, по которым известны ограниченное число данных. Полученные функции позволяют легко встраивать их в научно-технические расчеты, как при проведении данного исследования, так и других аналогичных работ.

Цель работы

• исследование схем и циклов парогазовых установок контактного типа для выбора состава оборудования, режимных параметров и их оптимизации;

• разработка комплекса прикладных программ для вычисления термодинамических свойств веществ, используемых в теплоэнергетике в качестве рабочих тел и теплоносителей, на основе новых нормативных уравнений и уравнений, полученных в ходе

БИБЛИОТЕКА |

• разработка программы расчета характеристик тепловой схемы парогазовой установки контактного типа, учитывающей возможность применения различных вариантов пароводяного контура.

Научная новизна работы представлена:

• результатами расчетных исследований влияния расхода «энергетического» впрыска водяного пара на энергетические показатели ПТУ и анализом этого влияния;

• результатами расчетных исследований влияния наличия паровой турбины в схеме ПГУ на энергетические показатели ПГУ и анализом этого влияния;

• результатами расчетных исследований влияния наличия вторичного пароперегревателя в схеме ПГУ на энергетические показатели ПГУ, и анализом этого влияния;

• результатами расчетных исследований влияния давления в пароводяном контуре на энергетические показатели ПГУ, и анализом этого влияния;

• результатами расчетных исследований влияния доли расхода водяного пара, подаваемого на охлаждение, на энергетические показатели ПГУ, и анализом этого влияния;

• • разработкой программного обеспечения для расчета термодинамических свойств воды и водяного пара при давлениях до 1000 МПа и температурах до 5000К, включая область влажного пара, с целью его использования при проведении данного исследования и возможности встраивания в другие научно-технические расчеты;

• разработкой программного обеспечения для расчета термодинамических свойств 11-и газов и их смесей в диапазоне температур 200-2500К, обеспечивающее определение изобарной теплоемкости, энтальпии и энтропии продуктов сгорания топлив с учетом диссоциации при задании различных параметров с целью его использования при проведении данного исследования и возможности встраивания в другие научно-технические расчеты.

Степень достоверности и обоснованности научных положений, выводов и рекомендаций

Достоверность данных о свойствах и термодинамических производных воды и водяного пара, получаемых при использовании разработанных программ, обеспечена использованием аттестованных уравнений и применением надежных математических методов решения неявных уравнений.

Достоверность данных о термодинамических свойствах газов и их смесей обеспечена точностью созданных уравнений, полученных по аттестованным данным и положенных в основу разработанной программы, а также проведенным сравнением с некоторыми данными, имеющимися в литературе.

Обоснованность положений и выводов о влиянии параметров рабочих тел и особенностей реализации пароводяного тракта на энергетические характеристики парогазовых установок с впрыском водяного пара в газовый тракт обеспечивается надежностью алгоритмов расчета рабочих процессов агрегатов, входящих в тепловую схему, и тепловой, схемы в целом и подтверждается согласованием. с некоторыми результатами, имеющимися в литературе.

Практическая ценность работы состоит в следующем:.

Проведенное исследование позволяет более детально определить влияние проанализированных параметров схем и оборудования парогазовой установки контактного типа на ее энергетические показатели, что может быть использовано научно-исследовательскими и проектными институтами, занимающимися разработкой и внедрением ИГУ контактного типа.

Пакет расчетных программ по расчету схем «ПТУ контактного типа, выполненных в среде МаШсаё, выложен на Интернет-сайте http://twt.mpei.ac.ru/orlov/gases и может.быть востребован широким кругом пользователей для проведения научно-технических расчетов.

Пакет программ для расчетов термодинамических свойств воды, водяного пара, воздуха и продуктов сгорания выложен на Интернет-сайте http://www.wsp.ru и может быть востребован широким кругом пользователей

для проведения научно-техничесьсих расчетов в различных программных пакетах и средствах разработки.

Реализация и внедрение результатов работы

С результатами работы ознакомлены научно-технический персонал ряда организаций, занимающихся разработкой ПГУ, они также используются: 1) на ряде энергопредприятий России: ОАО «Нижновэнерго», Конаковской ГРЭС, ЭНИЦ ВНИИАЭС; 2) при подготовке студентов на некоторых кафедрах МЭИ.

Апробация работы

Результаты диссертационной работы докладывались на: X Российской Конференции по Теплофизическим Свойствам Веществ. Казань, 2002.; VIII Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов. Москва, 2002.

Личное участие автора в получении результатов исследований, представленных в данной работе, состоит в разработке алгоритмов и программ расчета элементов тепловых схем ПГУ с впрыском водяного пара в газовый тракт, проведении на их основе расчетов различных вариантов схем ПГУ и исследования влияния состава оборудования и параметров ПГУ на энергетические показатели ПГУ с объяснением этого влияния. Автором также разработаны алгоритмы и подпрограммы для расчета термодинамических свойств рабочих тел, использованные при проведении расчетов в данном исследовании.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 6 работах.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения - всего 167 страниц машинописного текста, списка литературы из 86 наименований, 77 рисунков и 10 таблиц.

На защиту выносятся следующие результаты выполненной работы: 1. Влияние состава оборудования, (паровой турбины, вторичного пароперегревателя) ПГУ контактного типа на энергетические показатели ПГУ.

-72. Влияние расхода «энергетического» пара, относительного расхода пара на охлаждение, давления в пароводяном контуре, на энергетические показатели ПГУ контактного типа.

3. Разработка и реализация алгоритмов и программ для расчета термодинамических свойств рабочих тел ПГУ контактного типа при различных необходимых в теплоэнергетических расчетах вариантов задания входных переменных с возможностью их использования в широком кругу приложений, применяемых при проведении научно-технических расчетов в энергетике.

СПИСОК ПРИНЯТЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ ?rK - степень повышения давления в компрессоре; ПГУ - парогазовая установка; ПГС - парогазовая смесь.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении раскрывается актуальность темы, научная новизна, практическая значимость работы, формулируются цели и задачи, дается характеристика структуры диссертации.

Первая глава посвящена обзору существующих - схем и циклов парогазовых установок. Особое внимание уделено циклам ПГУ контактного типа. Рассмотрены существующие отечественные и иностранные разработки в области парогазовых.установок с впрыском водяного пара в газовый тракт. Отражены преимущества впрыска пара в газовый тракт. Проанализированы современные циклы ПГУ контактного типа: цикл Ченга; цикл с предвключенной паровой турбиной; цикл ПГУ с паровой турбиной привода компрессора; цикл DRIASI («Dual-Recuperated Inter-cooled - After-cooled Steam-Injected»); цикл ПГУ с испарителем; цикл с HAT («Humid Air Turbine»); LOTHECO («LOw Temperature Heat Combined, Cycle»); цикл с влажным сжатием.

Приведен анализ существующих методик расчета термодинамических свойств рабочих тел ПГУ. Описаны их преимущества и недостатки, обосновано требование разработки подпрограмм для расчета свойств рабочих тел.

Вторая глава диссертационной работы посвящена разработке алгоритмов и подпрограмм по расчету свойств воды и водяного пара, построенных на основе двух систем уравнений состояния (ВР-95 и №-97), предложенных Международной ассоциацией по свойствам воды и водяного пара.

Разработанные подпрограммы позволяют вычислять в зависимости от бходных переменных: давления и температуры, давления и удельной энтальпии, давления и удельной энтропии, удельной энтальпии и удельной энтропии, температуры насыщения, давления насыщения, температуры насыщения и степени сухости, следующих величин: удельного объема, удельной внутренней энергии, удельной энтальпии, удельной энтропии, удельной изохорной теплоемкости, скорости звука, и их производных. по давлению и температуре. Помимо этого рассчитываются: коэффициент Джоуля-Томсона; показатель изоэнтропы; коэффициент поверхностного натяжения; давление на линии, сублимации; давление на линии плавления; теплопроводности; кинематическая и динамическая вязкость; число Прандтля.

Для каждого из наборов возможных входных переменных разработаны алгоритмы и подпрограммы для определения принадлежности рассчитываемой точки области действия уравнений.

Для определения значений базовых переменных областей при различных входных переменных использовался метод Ньютона. Для расчета значений плотности и температуры в области № 3 №-97 при входных переменных энтальпии и энтропии использовались следующие зависимости:

[аД Uvjr\dp}r~p*\ar);

(5)

P.A =P.~

(6)

det

(7)

det

Аналогичные уравнения были составлены для всех наборов входных переменных для всех областей исходных уравнений.

В качестве начальных приближений использовались как существующие уравнения, приведенные в IF-97, так и самостоятельно разработанные в тех случаях, когда необходимые зависимости отсутствовали в литературе.

Разработанный программный продукт позволяет рассчитывать теплофизические свойства воды и водяного пара как в важнейшей для техники области при давлениях до 100 МПа с использованием системы IF-97, так и при необходимости проведения научных расчетов в более широком диапазоне температур и давлений с использованием системы уравнений ISF-95. В него также добавлены оригинальные методики, упрощающие его использование и добавляющие в него новые функции. Функции пакета доступны во всех популярных компьютерных программах и средств разработки, используемых при проведении расчетов на персональном компьютере: Excel, Mathcad, Visual C++, Visual Basic, Delphi, Fortran и т.д. При этом набор функций, параметры их вызова и возвращаемый результат идентичны во всех случаях.

Третья глава диссертационной работы посвящена разработке прикладных программ по свойствам газов и их смесей, позволяющих рассчитывать свойства воздуха и продуктов сгорания. Создание подобных программ является актуальным; учитывая, что в нормативных материалах они приводятся в неудобном для компьютерных расчетов табличном виде, а в популярном у теплотехников справочнике содержатся уравнения для компонентов продуктов сгорания, применимые лишь для температур до 1500°С.

В главе также приводится описание разработанных программ для вычисления термодинамических свойств в идеально-газовом состоянии 11-ти веществ (азот N2; кислород О2; оксид углерода СО; диоксид углерода СО2; водяной пар Н2О; диоксид серы 50г; воздух; атмосферный азот; оксид азота N0; диоксид азота N02; аргон Аг; неон №; водород Нг) и смесей на их основе при температурах 200 - 2500 К, и определение на этой основе изобарной теплоемкости, энтальпии и энтропии воздуха и продуктов сгорания топлив с учетом их термической диссоциации.

Для описания термодинамических свойств веществ и их смесей в идеально-газовом состоянии применяется система уравнений, использующих единую форму уравнения для изобарной теплоемкости:

где - относительная температура; - массив

коэффициентов, специфичный для каждого газа; Л - абсолютная газовая постоянная, Дж/моль-К. Значения коэффициентов в массиве а для всех веществ, кроме водяного пара и одноатомных газов, определены методом наименьших квадратов по данным Гурвича для интервала температур от 200 до 2500 К.

Для водяного пара использовались данные Видлера и Теннисона. Для воздуха и атмосферного азота коэффициенты уравнения (8) определены суммированием коэффициентов для компонентов с учетом их концентрации по методике для расчета смесей идеальных газов.

В диссертационной работе произведено сравнение значений удельной изобарной теплоемкости, рассчитанных по (8) с рядом существующих уравнений.

В разработанном программном комплексе доступны функции для расчета как прямых зависимостей, так и обратных: удельной энтальпии в зависимости от температуры; удельной энтропии - от температуры, от давления и температуры; давления - от температуры и удельной энтропии; температуры -от удельной энтальпии, от удельной энтропии, от давления и удельной

(8)

энтропии. В разработанную программу также встроена возможность учета эффекта диссоциации при высоких температурах по упрощенному методу, позволяющему отказаться от итеративных расчетов. В качестве точки отсчета был принят абсолютный нуль температуры.

В главе 4 приведены. методики и результаты исследования нескольких вариантов схем ПГУ контактного типа и влияние различных параметров на энергетические показатели.

На рис. 1 показан один из основных вариантов исследуемой тепловой схемы парогазовой установки с впрыском пара в газовый тракт.

Рис. 1. Тепловая схема ПГУ контактного типа с паровой турбиной КУ - котел-утилизатор, состоящий из экономайзерного (ЭК), испарительного (И) и пароперегревательного трактов; ПТ - паровая турбина; СТ - силовая турбина; ТПК -турбина привода компрессора; КС - камера сгорания; К - компрессор; КВОУ - комплексное воздухоочистительное устройство; ТК- топливный компрессор; ПН - питательный насос;

КК - контактный конденсатор; ВП - вторичный пароперегреватель

На первом этапе исследования была оценена роль предвключенной паровой турбины, наличие или отсутствие (выделено на рис. 1 пунктирной линией) ее в схеме и влияние этого фактора на энергетические показатели ПГУ при различных температурах ПГС за КС и степени повышения давления в компрессоре.

х

КК

Экологический пар

На рис. 2 представлены расчетные зависимости КПД, мощности ПГУ и относительного расхода «энергетического» пара от степени повышения давления в компрессоре для случая отсутствия паровой турбины и ее наличия при давлении за питательным насосом рт =13 МПа для различных температур газов за КС при одинаковом температурном напоре в точке начала фазового перехода и одинаковом относительном расходе пара на охлаждение 50ХЛ = 0.05, равного отношению абсолютного расхода водяного пара на охлаждение к расходу воздуха через компрессор.

Степень повышения давления в компрессоре Степень повышения давления в компрессоре

Рис. 2. Зависимость КПД (а) и мощности (б) ПГУ от степени повышения давления в компрессоре при различных вариантах схем и температурах парогазовой смеси за КС

Пределы изменения степени повышения давления при различных температурах парогазовой смеси за КС зависят от следующих факторов (при принятом температурном напоре 10 К в точке начала испарительного тракта -см. рис. 5):

1) Минимальное значение соответствует условию обеспечения требуемого температурного напора на выходе парогазовой смеси из КУ (принятого равным 20 К). При меньших степенях повышения давления в компрессоре (т.е. при меньших давлениях в КС) температура парогазовой смеси на выходе из КУ будет ниже суммы температуры ПВ и требуемого температурного напора.

-132) Максимальное значение соответствует условию обеспечения требуемого температурного напора на выходе перегретого пара из КУ (принятого равным 30 К). При больших значениях л"к температура парогазовой смеси на входе в КУ будет слишком низкой для нагрева пара до 540°С. Это связано с большим «срабатыванием» температуры в ТПК и СТ из-за большей разности давлений на входе и выходе турбин.

Из рис. 2 видно, что установка паровой турбины практически всегда приводит к увеличению КПД и мощности установки. Причем увеличение более значительно при низких температурах парогазовой смеси за КС, что связано с более низким КПД установки без ПТ из-за малых значений степени повышения давления в компрессоре. Выработка дополнительной мощности в ПТ без затрат в компрессоре на сжатие приводит к увеличению КПД и мощности.

При больших значениях температуры парогазовой смеси КПД установки с ПТ может оказаться меньше КПД установки без ПТ (рис. 2, а), что связано с большими значениями степени повышения давления, большим расходом «энергетического» пара и меньшей температурой парогазовой смеси за ПП, что связано с более низкой температурой начала фазового перехода в ПТУ без ПТ.

Мощность ПГУ с ПТ при рассматриваемых параметрах практически всегда больше мощности ПГУ без ПТ (рис. 2, б), что связано с дополнительной мощностью, вырабатываемой ПТ.

На следующем этапе работы было проведено исследование влияния установки вторичного пароперегревателя (выделенного на рис. 1 штрихпунктирной линией) на энергетические показатели ПГУ.

На рис. 3 приведены зависимости КПД и мощности ПГУ от степени повышения давления в компрессоре при различных температурах парогазовой смеси за КС для случаев установки двух или одного пароперегревателей при давлении ПВ на выходе из ПН рш =13 МПа и относительном расходе пара на охлаждение

Из рис. 3 видно, что установка второго пароперегревателя приводит к снижению КПД ПГУ и уменьшению мощности при одинаковых степенях

повышения давления в компрессоре и температурных напорах в точке начала фазового перехода. Данный факт связан с тем, что при отсутствии ВП контур КУ при заданном температурном напоре в точке начала фазового перехода имеет «способность» к генерации большего количества водяного пара с заданной температурой. Т е. та теплота, которая «затрачивалось» на вторичный перегрев водяного пара после ПТ, стала затрачиваться на генерацию дополнительного количества водяного пара в ПП.

42 5 15 25 35 45 55 65 75 85 °®5 15 25 35 45 55 65 75 85 Степень повышения давления в компмссоов Степень повышения давления в компрессоре

Рис. 3. Зависимость КПД (а) и мощности (б) ПГУ от степени повышения

давления в компрессоре при одном и двух пароперегревателях при различных температурах ПГС за КС

Таким образом, установка вторичного пароперегревателя невыгодна - это приводит к уменьшению КПД и мощности ПГУ за счет генерации меньшего количества пара в КУ, чем при отсутствии ВП.

В следующей части главы 4 было исследовано влияние давления в пароводяном тракте, определяемого давлением за питательным насосом с учетом гидравлических потерь в трубопроводах, на энергетические характеристики ПГУ.

На рис. 4 показаны зависимости КПД, мощности ПГУ и температуры уходящих газов от степени повышения давления в компрессоре при различных давлениях в пароводяном контуре (за точку отсчета принято значение давления

ПВ за ПН) для температуры парогазовой смеси за КС 1200°С и относительном расходе пара на охлаждение 50ХЛ = 0.05.

Из рис. 4, б видно, что повышение давления в пароводяном контуре приводит к увеличению мощности ПТУ, особенно при малых значениях 7Т„ когда доля мощности ПТ в суммарной мощности ПГУ более значительна.

Влияние давления в пароводяном контуре на КПД ПГУ при фиксированных л* (рис. 4, а) носит более сложный характер. При малых значениях степени повышения давления в компрессоре увеличение давления в пароводяном контуре приводит к увеличению КПД. Однако при больших я, вначале происходит рост КПД, затем рост замедляется, далее КПД даже немного снижается, а затем КПД снова начинает расти.

Степень повышения давления в компрессоре Степень повышения давления в компрессоре

Рис. 4. Зависимость КПД (а) и мощности (б) ПГУ от степени повышения давления в компрессоре при различных давлениях ПВ за ПН для Тт = 1200оС

Такой характер зависимости КПД ПГУ от давления ПВ за ПН связан с влиянием различных факторов. Рассмотрим, что происходит в ПГУ при росте Повышение приводит к увеличению температуры испарения в КУ и уменьшению удельной теплоты парообразования. При этом происходит изменение температурного и теплового баланса (для рабочего тела пароводяного тракта) в поверхностях КУ: температурный перепад в экономайзере растет, в пароперегревателе - падает; перепад энтальпий в экономайзере и пароперегревателе увеличивается, а в испарителе -уменьшается. Уменьшение температурного перепада в пароперегревателе и

передаваемой теплоты в испарителе приводит к увеличению среднелогарифмического температурного напора в испарительной и пароперегревательной части КУ (см. рис. 5), что при высоких значениях 7Г„ когда ограничивающим фактором является «производительность» контура ПП, приводит к увеличению количества генерируемого в КУ пара, что, в свою очередь, приводит к росту КПД ИГУ. Это особенно заметно при больших значениях рт, когда происходит резкое уменьшение теплоты парообразования.

При малых же значениях когда ограничивающим фактором является «производительность» экономайзера, увеличение температурного перепада в ЭК также приводит к увеличению количества генерируемого в КУ пара, а, значит, и к росту КПД ПТУ. С другой стороны, повышение рт приводит к росту давления пара перед паровой турбиной при практически одинаковой его температуре. При одинаковом давлении за ПТ, т.е. при одинаковых рая, это приводит к увеличению срабатываемого теплоперепада в ПТ и, вследствие, к уменьшению энтальпии и температуры пара на выходе из ПТ. Что, в свою очередь, приводит к снижению температуры в основном парогазовом потоке после смешения с охлаждающим паром, параметры которого соответствуют параметрам пара на выходе из ПТ. Снижение температуры парогазового потока

после смешения приводит к снижению уровня температур греющего рабочего тела в КУ, что приводит к уменьшению паропроизводителыюсти всего КУ.

Такое влияние различных факторов и обуславливает отмеченный характер зависимости КПД ПГУ от давления в пароводяном контуре.

Одной из особенностей влияния давления в пароводяном контуре следует считать достижение при больших давлениях рт максимальных КПД ПГУ при минимально возможных значениях. При этом, мощность ПГУ при я-,, соответствующих максимуму КПД, будет больше (рис. 4).

На следующем этапе работы было исследовано влияние расхода охлаждающего пара на энергетические характеристики ПГУ и ее параметры.

На рис. 6 показано изменение рассчитанных максимальных значений КПД (при различных тс,) при температурах за КС от 1200 до 1600°С и относительном расходе пара на охлаждение от 0,05 до 0,2.

Из рис. 6 видно, что увеличение относительного расхода пара на охлаждение (т.е. при разных системах охлаждения горячих частей ТПК и СТ) приводит к снижению КПД и мощности ПГУ. Например, если на обеспечение температуры за КС 1400°С потребуется относительный расход охлаждающего пара = 0.2, а на обеспечение температуры 1200°С потребуется = 0.05, то эффективнее будет снизить температуру ПГС за КС и при этом повысить КПД и мощность ПГУ.

В четвертой главе были также рассчитаны зависимости энергетических показателей ПГУ от характеристик элементов, входящих в нее: внутренние относительные КПД турбин, компрессоров, избыточное давление топлива перед КС. Это позволяет вводить поправки на характеристики оборудования при его изменении.

В пятой главе проведен анализ использования пакета Mathcad при научно-технических расчетах в данной работе и в аналогичных разработках: Показано, что использование современных программ для проведения научно-технических расчетов, таких как Mathcad позволяют значительно упростить процесс разработки расчетных методик и представить сами алгоритмы расчета

-18в наиболее удобной для восприятия форме - общепринятой математической и физической нотации.

Новая технология «Открытых расчетов» на базе Mathcad Application Server позволяет знакомить с расчетными методиками и производить расчеты без установки пользователю дополнительного программного обеспечения - для этого достаточно иметь только современную операционную систему, Интернет-браузер и выход в глобальную сеть Интернет.

Часть работы, выполненной в диссертации, поддержана грантом РФФИ. ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ

1. На основе разработанной автором информационной базы создан комплекс программ для расчетов парогазовых установок контактного типа, с помощью которого выполнено моделирование процессов и схем этих установок.

2. В результате проведенного расчетного исследования выявлено влияние расхода «энергетического» пара на температуру уходящих газов, КПД и мощность ПГУ. При увеличении расхода пара температура уходящих газов уменьшается, а КПД и мощность растут.

3. Показано, что установка паровой турбины в схемах ПГУ контактного типа практически всегда приводит к повышению КПД установки и к увеличению вырабатываемой мощности при одинаковом температурном напоре в точке начала фазового перехода, а также к сдвигу характерных зависимостей энергетических показателей ПГУ.

4. При оценке влияния наличия вторичного пароперегревателя на энергетические показатели ПГУ обосновано положение о том, что установка вторичного пароперегревателя в исследуемой схеме невыгодна - наличие ВП приводит к уменьшению КПД и мощности за счет генерации меньшего количества пара в КУ, чем при отсутствии ВП. При одинаковых расходах «энергетического» водяного пара установка ВП приводит к снижению мощности и увеличению КПД ПГУ.

5. Установлено влияние давления в пароводяном контуре на энергетические характеристики ПГУ. Показано, что давление в пароводяном контуре

неоднозначно влияет на КПД ПГУ. Окончательный выбор давления в пароводяном контуре должен производиться с учетом как выявленного его влияния на КПД ПГУ, так и увеличения стоимости оборудования при его повышении.

6. Установлено влияние относительного расхода охлаждающего пара на энергетические характеристики установки. Показано, что при увеличении доли охлаждающего пара происходит снижение КПД и мощности ПГУ. Рассчитаны максимально возможные КПД для заданных температур и относительных расходов пара на охлаждением Показано, что может быть выгодно снижение температуры парогазовой смеси перед турбиной в случае значительного увеличения требуемой доли пара на охлаждение при более высоких температурах.

7. С целью использования при проведении расчетов схем парогазовых установок контактного типа на основе Международных систем уравнений №-97 и ISF-95 разработана программа для определения термодинамических свойств и коэффициентов переноса воды и водяного пара при давлениях до 1 ГПаи температурах до 5000К для различных необходимых в теплоэнергетических расчетах вариантов задания входных переменных: давление-температура; давление-энтальпия; давление-энтропия; энтальпия-энтропия; температура-степень сухости; давление-степень сухости.

8. Получены уравнения, разработаны алгоритмы и программа для расчета термодинамических свойств одиннадцати входящих в воздух и продуктов сгорания газов и их смесей при температурах от 200 до 2500 К с учетом диссоциации: Программа позволяет вычислять термодинамические свойства газов и продуктов сгорания при различных необходимых в теплоэнергетических расчетах вариантах задания входных переменных: температуры, энтальпии или энтропии.

9. Комплекс разработанных программ составляет компьютерную инфорхмационную базу, которая обеспечивает простое, надежное и быстродействующее определение термодинамических свойств рабочих тел в

различных теплоэнергетических расчетах, в том числе проведенных в данном исследовании, выполняемых в системах Mathcad, Excel и различных языках программирования. Использование комплекса возможно в виде компьютерного справочника, встраиваемых в программы потребителя модулей или в открытых расчетах в системе Интернет.

Основные результаты диссертации представлены в следующих публикациях:

1. Александров А.А., Орлов К.А., Очков В.Ф. Исследование схем парогазовых установок с впрыском водяного пара в газовый тракт // Новое в российской электроэнергетике. - 2004. -№ 4.

2. Орлов К.А., Александров А.А., Очков В.Ф., Кондакова Г.Ю., Очков А.В. Разработка современных программных средств для расчета термодинамических свойств воды и свойств водных растворов на основе системы уравнений ISF-95 // VIII Междунар. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов: тез. докл. - М., 2002. Т. 3.-С. 183-185.

3. Орлов К.А., Александров А.А., Очков В.Ф., Очков А.В. Программный комплекс «WaterSteamPro» для расчета теплофизических свойств воды и водяного пара // X Российская Конференция по Теплофизическим Свойствам Веществ: тезисы докладов. - Казань, 2002. - С. 187 - 188.

4. Орлов К.А. Программа «WaterSteamPro» // КомпьютерПресс. - 2001. -№ 4. -С. 2.

5. Орлов К.А. Теплофизические свойства воды и водяного пара в Mathcad Professional // КомпьютерПресс. - 1999. - № 12. - С. 2.

6. Очков В.Ф., Утенков В.Ф., Орлов К.А. Теплотехнические расчеты в среде Mathcad //Теплоэнергетика. - 2000. - № 2. - С. 73 - 78.

Подписано к печати /i. С Ч ' »•'*' Л— ^

Печ л. I Тираж {\j'j Заказ {'''{У

Типография МЭИ, Красноказарменная, 13

Список условных обозначений.

Список сокращений.

1. Обзор литературных данных.

1.1. Введение.

1.2. Цикл Ченга (Cheng cycle).

1.3. Впрыск пара с предвключенной паровой турбиной.

1.4. Схема ПГУ с паровой турбиной привода компрессора.

1.5. DRIASI цикл.

1.6. Цикл ПГУ контактного типа с испарителем (Evaporation cycle).

1.7. HAT цикл.

1.8. Цикл LOTHECO.

1.9. Цикл с влажным сжатием.

1.10. Расчет свойств рабочих тел ПГУ.

2. Расчет свойств воды и водяного пара.

2.1. Введение.

2.2. Описание Формуляции IF-95 для научных расчетов термодинамических свойств воды и водяного пара.

2.3. Программа расчета термодинамических свойств воды по научной Формуляции IF-95.

2.3.1. Основные характеристики программы.

2.3.2. Расчет при переменных: давлениир и температуре Т.

2.3.3. Расчет линии насыщения.

2.3.4. Расчет метастабильной области.

2.4. Описание технической Формуляции IF-97 для расчетов термодинамических свойств воды и водяного пара.

2.5. Программа расчета термодинамических свойств воды по технической Формуляции IF-97.

2.5.1. Основные характеристики программы.

2.5.2. Особенности использования программы.

2.5.3. Расчет в зависимости от переменныхр, Т.

2.5.4. Расчет в зависимости от переменныхр, h.

2.5.5. Расчет в зависимости от переменныхр, s.

2.5.6. Расчет в зависимости от переменных h, s.

2.5.7. Расчет дополнительных свойств, не входящих в IF-97.

2.5.8. Расчет линии насыщения.

2.5.9. Расчет двухфазной области.

3.2. Методика расчета термодинамических свойств отдельных газов.63

3.2.1. Перечень используемых газов.63

3.2.2. Расчетные зависимости.64

3.3. Программа расчета термодинамических свойств отдельных газов.71

3.3.1. Введение.71

3.3.2. Расчет обратных зависимостей.74

3.4. Методика расчета термодинамических свойств смесей газов.77

3.5. Программа расчета термодинамических свойств смесей газов.78

3.6. Методика учета диссоциации в смесях газов при высоких температурах82

3.7. Программа расчета свойств метана.85

3.8. Заключение.87

4. Исследование схем ПГУ контактного типа.88

4.1. Введение.88

4.2. Описание схемы ПГУ.88

4.3. Исходные данные для расчета.93

4.4. Алгоритмы расчета элементов тепловой схемы и свойств рабочих тел .94 4.4.1. Алгоритм расчета свойств наружного воздуха.94

-44.4.2. Алгоритм расчета свойств газообразного топлива и теоретических объемов продуктов сгорания.96

4.4.3. Алгоритм расчета топливного компрессора.97

4.4.4. Алгоритм расчета компрессора и КВОУ.99

4.4.5. Алгоритм расчета камеры сгорания.99

4.4.6. Алгоритм расчета смешения парогазовой смеси с охлаждающим паром.101

4.4.7. Алгоритм расчета турбины привода компрессора.102

4.4.8. Алгоритм расчета паровой турбины.102

4.4.9. Алгоритм расчета силовой турбины.102

4.4.10. Алгоритм расчета вторичного пароперегревателя.103

4.4.11. Алгоритм расчета котла-утилизатора.103

4.4.12. Алгоритм расчета энергетических показателей.104

4.4.13. Алгоритм расчета тепловой схемы ГТГУ.106

4.4.14. Сравнение расчетов по используемым алгоритмам с некоторыми данными, имеющимися в литературе.106

4.5. Анализ влияния расхода «энергетического» впрыска водяного пара на энергетические показатели ПГУ.110

4.6. Анализ влияния наличия паровой турбины на энергетические показатели ПГУ.114

4.7. Анализ влияния наличия вторичного пароперегревателя на энергетические показатели ПГУ.120

4.8. Анализ влияния давления в пароводяном контуре на энергетические показатели ПГУ.127

4.9. Анализ влияния расхода охлаждающего пара на энергетические характеристики ПГУ.133

4.10. Определение влияния характеристик оборудования на энергетические показатели ПГУ.135

4.11. Выводы по главе.144

5. Использование пакета Mathcad при проведении научно-технических расчетов

146

5.1. Введение.146

5.2. Характеристики работы с пакетом Mathcad при проведении научно-технических расчетов.147

5.3. Открытые расчеты на базе Mathcad Application Server.152

5.4. Заключение.154

6. Выводы по диссертации.156

Литература.158

Приложение 1. Список функций разработанного программного комплекса WaterSteamPro.168

П1.1. Список функций для расчета свойств воды и водяного пара по

Формуляции ISF-95.168

П1.2. Список общих функций для расчета свойств воды и водяного пара . 173 П1.3. Список функций для расчета свойств воды и водяного пара в метастабильной области по Формуляции IF-97.209

П1.4. Список исходных функций для расчета свойств воды и водяного пара

212

П1.5. Список функций для расчета свойств воды и водяного пара на линии насыщения.239

П1.6. Список функций для расчета свойств воды и водяного пара на линиях сублимации и плавления.248

П1.7. Список функций для расчета свойств воды и водяного пара в двухфазной области.248

П1.8. Список функций для расчета свойств газов и их смесей.255

П1.9. Список системных функций.261

П1.10. Список системных функций для использования пользовательских единиц измерения.266

Приложение 2. Рабочие документы.270

П.2.1. Листинг документа расчета топливного компрессора.270

П.2.2. Листинг документа с функциями для расчета свойств метана как идеального газа.272

П.2.3. Листинг документа расчета свойств влажного воздуха.275

П.2.4. Листинг документа расчета продуктов сгорания газообразного топлива

277

П.2.5. Листинг документа расчета тепловой схемы ПГУ контактного типа.282 П.2.6. Листинг документа с основными исходными данными при проведении расчетов ПГУ.303

П.2.7. Листинг документа сравнения данных расчета ГТУ с [6].306

П.2.8. Листинг документа сравнения данных расчета ГТУ с [31].312

Список условных обозначений ср - удельная изобарная теплоемкость, Дж/(моль-К), Дж/(кг-К); cv - удельная изохорная теплоемкость, Дж/(кг-К); h - удельная энтальпия, Дж/моль, кДж/кг; s - удельная энтропия, Дж/(моль-К) , Дж/(кг-К); s° - стандартная удельная энтропия при давлении р =■ 100 кПа, Дж/(моль-К), Дж/(кг-К); и — удельный объем, м3/кг; р - плотность, кг/м3; к - коэффициент изоэнтропы; и - удельная внутренняя энергия, Дж/кг;

Т— абсолютная температура, К; р — абсолютное давление, Па;

Рквх,Рк,вых -давление на входе и выходе из компрессора, Па; 7гк - степень повышения давления в компрессоре, лк = Рк'вых ;

Рк,вх рт - давление питательной воды на выходе из питательного насоса, Па; т — относительная температура;

7? = 8,31451 Дж/(моль-К) - универсальная газовая постоянная; d - массовая доля; г - объемная (мольная) доля; х — мольная (объемная) доля;

А, В, С, D, Е, а, Ь- коэффициенты; ф- удельная энергия Гельмгольца, Дж/кг; g - удельная энергия Гиббса, Дж/кг; v- кинематическая вязкость, м /с; л, DV- динамическая вязкость, Па-с;

Я, ТС -теплопроводность, Вт/(м К).

JT - коэффициент Джоуля-Томсона, К/Па;

Тг, Ггкс'вых - температура газов/парогазовой смеси перед турбиной (за камерой сгорания), К; j о

Qi - низшая объемная теплота сгорания топлива, МДж/м ;

Q[ - низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг; gB, изб - количество избыточного воздуха в КС, кг возд./кг топл.;

Vo" — теоретический объем воздуха при нормальных условиях, требуемого для

3 3 3 сгорания 1 м топлива, м /м ;

F0H2° - теоретический объем водяных паров при нормальных условиях,

3 3 3 образовавшихся при сгорании 1 м топлива, м /м ; у0СО2 - теоретический объем диоксида углерода при нормальных условиях,

3 3 3 образовавшегося при сгорании 1 м топлива, м /м ;

F0SO2 - теоретический объем диоксида серы при нормальных условиях,

Л 1 о образовавшегося при сгорании 1 м топлива, м /м ;

Voм - теоретический объем аргона при нормальных условиях в продуктах сгорания при сгорании 1 м3 топлива, м3/м3;

F0N2 - теоретический объем азота при нормальных условиях в продуктах

3 3 3 сгорания при сгорании 1 м топлива, м /м ;

Lq - теоретическая масса воздуха, требуемого для сгорания 1 кг топлива, кг/кг; go - теоретическая масса продуктов сгорания, образовавшихся при сгорании 1 кг топлива, кг/кг; в,эн - относительный расход «энергетического» пара, кг/кг топлива;

3в,ж ~ относительный расход «экологического» пара, кг/кг топлива;

Вт - абсолютный расход топлива, кг/с;

2\эн - абсолютный расход «энергетического» пара, кг/с; в,эк - абсолютный расход «экологического» пара, кг/с;

Д},охл - абсолютный расход пара на охлаждение, кг/с;

GK - абсолютный расход воздуха через компрессор, кг/с; охл - относительный расход пара на охлаждение, 8ош = .

Список сокращений

DRIASI - Dual-Recuperated Inter-cooled - After-cooled Steam-Injected цикл IF-95 - набор уравнений (Формуляция) МАСВП для научных расчетов 1995 г. IF-97 - набор уравнений (Формуляция) МАСВП для технических (промышленных) расчетов 1997 г.

ISTIG - Inter-cooled STeam Injection Gas turbine - газовая турбина с впрыском водяного пара и промежуточным охладителем HAT - Humid Air Turbine

LOTHECO - LOw Temperature Heat Combined Cycle

STIG - STeam Injection Gas turbine — газовая турбина с впрыском водяного пара ВП - вторичный пароперегреватель ГТУ - газотурбинная установка К - компрессор

КВОУ - комплексное воздухоочистительное устройство КПД - коэффициент полезного действия КС - камера сгорания КУ - котел-утилизатор

МАСВП - Международная Ассоциация по Свойствам Воды и Пара

ПВ - питательная вода

ПВК - пароводяной контур

ПГУ - парогазовая установка

ПГС - парогазовая смесь

ПН - питательный насос

ПТ - паровая турбина

ПТУ - паротурбинная установка

1111 - первичный пароперегреватель

СТ - силовая турбина

ТК - топливный компрессор

ТПК - турбина привода компрессора

Введение

Одной из важнейших задач теплоэнергетики является разработка оборудования, схем и циклов, позволяющих повысить КПД работы установок и их надежность. Одно из таких решений связано с созданием парогазовых установок контактного типа с впрыском водяного пара в газовый тракт, что позволяет увеличить эффективность охлаждения лопаток газовой турбины, и, следовательно, повысить температуру газов перед ней. Тепловая схема цикла с впрыском водяного пара в газовый тракт может иметь рад вариантных решений по параметрам циклов, по используемому оборудованию, в том числе включающих возможный отказ от паровой турбины. Поэтому вопросы рациональной организации схем парогазовой установки контактного типа подчеркивают актуальность проведения исследования схем и влияния различных параметров на эффективность ПГУ, выполненного в данной работе.

В данной работе проведено исследование нескольких вариантов схем ПГУ контактного типа: с предвютюченной паровой турбиной, вторичным пароперегревателем. Также проведено исследования влияния на энергетические показатели следующих параметров: расхода «энергетического» водяного пара, давления, создаваемого питательным насосом, относительного расхода пара на охлаждение. Описание схем и анализ результатов приведены в главе 4.

Для реализации исследования необходимо было разработать соответствующие методы, алгоритмы и подпрограммы для расчетов термодинамических свойств рабочих тел: воды, водяного пара, воздуха, топлива и продуктов сгорания, в том числе для параметров, по которым известны ограниченное число данных. Описание разработанных методик, алгоритмов и программ приведено в главах 2 (расчет свойств воды и водяного пара) и 3 (расчет свойств газов и их смесей). Разработанный программный продукт [1-3] зарегистрирован в Роспатенте. Часть программного продукта по расчетам свойств воды и водяного пара получила официальное свидетельство Госстандарта о соответствии воспроизводимых величин рекомендованным справочным данным. Разработанный программный продукт рекомендован Департаментом генеральной инспекции по эксплуатации электрических станций и сетей Российского акционерного общества энергетики и электрификации «ЕЭС России» для использования в энергетике (информационное письмо № ИП-14-27-2001 от 03.08.2001).

Разработанные методики расчета тепловой схемы ПГУ выполнены в пакете Mathcad и доступны в глобальной сети Интернет на основе технологии «открытых расчетов» для повсеместного использования. Описание данной технологии и анализ применения пакета Mathcad при проведении научно-технических расчетов дано в главе 5.

5.4. Заключение

Использование современных программ для проведения научно-технических расчетов, таких как Mathcad позволяют значительно упростить процесс разработки расчетных методик. Они также позволяют не только создать расчет как «вещь в себе», но и предоставить остальным пользователям сами алгоритмы расчета в наиболее удобной для восприятия форме -общепринятой математической и физической нотации, которая используется и без компьютеров.

Новая технология «Открытых расчетов» позволяет знакомить с расчетными методиками и производить сами расчеты без установки пользователю дополнительного программного обеспечения - для этого достаточно иметь только современную операционную систему, Интернет-браузер и выход в глобальную сеть Internet.

Опыт использования Mathcad Application Server показал, что с его помощью можно быстро и легко разрабатывать различные расчетные методики, которые будут простыми и наглядными. Разобраться с используемыми формулами и полученным результатом может даже человек без особой специальной подготовки.

- 1566. Выводы по диссертации

1. На основе разработанной автором информационной базы создан комплекс программ для расчетов парогазовых установок контактного типа, с помощью которого выполнено моделирование процессов и схем этих установок.

2. В результате проведенного расчетного исследования выявлено влияние расхода «энергетического» пара на температуру уходящих газов, КПД и мощность ПГУ. При увеличении расхода пара температура уходящих газов уменьшается, а КПД и мощность растут.

3. Показано, что установка паровой турбины в схемах ПГУ контактного типа практически всегда приводит к повышению КПД установки и к увеличению вырабатываемой мощности при одинаковом температурном напоре в точке начала фазового перехода, а также к сдвигу характерных зависимостей энергетических показателей ПГУ.

4. При оценке влияния наличия вторичного пароперегревателя на энергетические показатели ПГУ обосновано положение о том, что установка вторичного пароперегревателя в исследуемой схеме невыгодна - наличие ВП приводит к уменьшению КПД и мощности за счет генерации меньшего количества пара в КУ, чем при отсутствии ВП. При одинаковых расходах «энергетического» водяного пара установка ВП приводит к снижению мощности и увеличению КПД ПГУ.

5. Установлено влияние давления в пароводяном контуре на энергетические характеристики ПГУ. Показано, что давление в пароводяном контуре неоднозначно влияет на КПД ПГУ. Окончательный выбор давления в пароводяном контуре должен производиться с учетом как выявленного его влияния на КПД ПГУ, так и увеличения стоимости оборудования при его повышении.

6. Установлено влияние относительного расхода охлаждающего пара на энергетические характеристики установки. Показано, что при увеличении доли охлаждающего пара происходит снижение КПД и мощности 111 У. Рассчитаны максимально возможные КПД для заданных температур и относительных расходов пара на охлаждение. Показано, что может быть выгодно снижение температуры парогазовой смеси перед турбиной в случае значительного увеличения требуемой доли пара на охлаждение при более высоких температурах.

7. С целью использования при проведении расчетов схем парогазовых установок контактного типа на основе Международных систем уравнений IF-97 и ISF-95 разработана программа для определения термодинамических свойств и коэффициентов переноса воды и водяного пара при давлениях до 1 ГПа и температурах до 5000К для различных необходимых в теплоэнергетических расчетах вариантов задания входных переменных: давление-температура; давление-энтальпия; давление-энтропия; энтальпия-энтропия; температура-степень сухости; давление-степень сухости.

8. Получены уравнения, разработаны алгоритмы и программа для расчета термодинамических свойств одиннадцати входящих в воздух и продуктов сгорания газов и их смесей при температурах от 200 до 2500 К с учетом диссоциации. Программа позволяет вычислять термодинамические свойства газов и продуктов сгорания при различных необходимых в теплоэнергетических расчетах вариантах задания входных переменных: температуры, энтальпии или энтропии.

9. Комплекс разработанных программ составляет компьютерную информационную базу, которая обеспечивает простое, надежное и быстродействующее определение термодинамических свойств рабочих тел в различных теплоэнергетических расчетах, в том числе проведенных в данном исследовании, выполняемых в системах Mathcad, Excel и различных языках программирования. Использование комплекса возможно в виде компьютерного справочника, встраиваемых в программы потребителя модулей или в открытых расчетах в системе Интернет.

1. Набор программ для расчета теплофизических свойств воды и водяного пара («WaterSteamPro»). А.с. 2000610803 РФ / А.А. Александров, А.В. Очков, В.Ф. Очков, К.А. Орлов.

2. Орлов К.А. Программа «WaterSteamPro» // КомпьютерПресс. 2001. -№4. - С. 2.

3. Орлов К.А., Александров А.А., Очков В.Ф., Очков А.В. Программный комплекс «WaterSteamPro» для расчета теплофизических свойств воды и водяного пара // X Российская Конференция по Теплофизическим Свойствам Веществ: Тез. докл. Казань, 2002. - С. 187 - 188.

4. Карно С. Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу / Пер. с фр. Бурсиана В.Р., Круткова Ю.А. Париж, 1824.

5. Степанов И.Р. Парогазовые установки. Основы теории, применение и перспективы. Апатиты: изд-во Кольского научного центра РАН, 2000. -169 с.

6. Турбины тепловых и атомных электрических станций: Учебник для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. / А.Г. Костюк, В.В. Фролов, А.Е. Булкин, А.Д. Трухний; Под ред. А.Г. Костюка, В.В. Фролова. - М.: Изд-во МЭИ, 2001.-488 с.

7. Батенин В.М., Зейгарник Ю.А., Копелев С.З. и др. Парогазовая установка с вводом пара в газовую турбину перспективное направление развитых энергетических установок // Теплоэнергетика. - 1993. - №10. -С. 46 - 52.

8. Романов В.И., Кривуца В.А. Комбинированная газопаровая установка мощностью 16.25 МВт с утилизацией тепла уходящих газов и регенерацией воды из парогазового потока // Теплоэнергетика. 1996. -№4. - С. 27 - 30.

9. Batenin, V.M., Zeigarnik, Yu.A., Sokolov, Yu.N. Combined Cycle Installation with Steam Injection and Heat Supply // Dubrovnik conference on sustainable development of energy, water and environment systems: Тез. докл. Дубровник, 2002. - С. 90.

10. Фаворский О.Н., Батенин В.М. и др. Комплексная парогазовая установка с впрыском пара и теплонасосной установки (ПГУ МЭС-60) для АО «Мосэнерго» // Теплоэнергетика. 2001. - №9. - С. 50 - 58.

11. Стырикович М.А., Фаворский О.Н., Батенин В.М. и др. Парогазовая установка с впрыском пара: возможности и оптимизация параметров цикла // Теплоэнергетика. 1995. - №10. - С. 52 - 57.

12. Новиков А.С., Мешков А.С., Миронов Ю.Р. и др. Разработки АО «Рыбинские моторы» для стационарной энергетики // Теплоэнергетика. -1999.-№4.-С. 20-27.

13. Фаворский О.Н., Батенин В.М. и др. Комплексная парогазовая установка с впрыском пара и теплонасосной установки (ПГУ МЭС-60) для АО «Мосэнерго» // Теплоэнергетика. 2001. - №9. - С. 50 - 58.

14. Korobitsyn М.А. New and Advanced Energy Conversion Technologies. Analysis of Cogeneration, Combined and Integrated Cycles. Enschede: Febodruk BV, 1998. - 137 c.

15. Weston K.C. Energy conversion. St. Paul: West Publishing Company, 1992. - 633 c.

16. Poullikkas A. Mixed Air Steam Turbines Fired by Liquid Fuels / Cyprus: Electricity Authority of Cyprus, 2003. -58 c.

17. Bartlett M. Developing Humidified Gas Turbine Cycles: doctoral thesis. -Stockholm: Royal Institute of Technology, 2002. -91 c.

18. Dalili F. Humidification in Evaporative Power Cycles: doctoral thesis. -Stockholm: Royal Institute of Technology, 2003. 105 c.

19. Release on the IAPWS Formulation-1995 for the Thermodynamic Properties of Ordinary Water Substance for General and Scientific Use. International Association for the Properties of Water and Steam / Frederica, 1996 - 18 c.

20. Wagner W., Prub A. The IAPWS Formulation 1995 for the Thermodynamic Properties of Ordinary Water Substance for General and Scientific Use // J. Phys. Chem. Ref. Data. 2002. - №31. - C. 387 - 535.

21. Александров А. А. Международное уравнение состояния воды и водяного пара // Теплоэнергетика. 1997. - № 10. - С. 68 — 72.

22. IAPWS Industrial Formulation 1997 for the Thermodynamic Properties of Water and Steam. International Association for the Properties of Water and Steam / Erlangen, 1997. - 48 c.

23. Александров A.A. Система уравнений IAPWS-IF97 для вычисления термодинамических свойств воды и водяного пара в промышленных расчетах. Ч. 1. Основные уравнения // Теплоэнергетика. 1998. — № 9. -С. 69 - 77.

24. Александров А.А., Григорьев Б.А. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара. Справочник. Рек. Гос. службой стандартных справочных данных. ГСССД Р-776-98. М.: Изд-во МЭИ, 1999. - 168 с.

25. IAPWS Skeleton Tables 1985 for the Thermodynamic Properties of Ordinary Water Substance. International Association for the Properties of Water and Steam / Orlando, 1994. - 20 c.

26. Bucker D., Span R., Wagner W. Thermodynamic Property Models for Moist Air and Combustion Gases // ASME Journal of Engineering for Gas Turbines and Power. 2003. - № 125. C. 374 - 384.

27. Расчет показателей тепловых схем и элементов парогазовых и газотурбинных установок электростанций. Учебное пособие / С.В. Цанев, В.Д. Буров, С.Н. Дорофеев и др.; Под ред. В.В. Чижова. М.: Изд-во МЭИ, 2000. 72 с.

28. Ривкин СЛ. Термодинамические свойства газов. Справочник. 4-е изд., перераб. М.: Энергоатомиздат, 1987. — 288 с.

29. Тепловой расчет котлов (Нормативный метод). 3-е изд. перераб. и доп. СПб.: Изд-во НПО ЦКТИ, 1998. - 256 с.

30. Теплофизические свойства технических важных газов при высоких температурах и давлениях. Справочник / В.Н. Зубарев, А.Д. Козлов, В.М. Кузнецов и др. М.: Энергоатомиздат, 1989. 232 с.

31. Расчет на ЭВМ тепловых схем газотурбинных установок в составе парогазовых установок тепловых электростанций / Цанев С.В., Чухин И.М.; Под ред. И.Н. Тамбиевой. М.: МЭИ, 1986. - 40 с.

32. Орлов К.А. Теплофизические свойства воды и водяного пара в Mathcad Professional // КомпьютерПресс. 1999. - № 12. С. 2.

33. Очков В.Ф., Утенков В.Ф., Орлов К.А. Теплотехнические расчеты в среде Mathcad // Теплоэнергетика. 2000. - №2. - С. 73 - 78.

34. Теплоэнергетика и теплотехника: Общие вопросы: Справочник / Под общ. ред. чл.-корр. РАН А.В. Клименко и проф. В.М. Зорина. 3-е изд., перераб. - М.: Изд-во МЭИ, 1999. - 528 с.

35. Release on the Pressure along the Melting and the Sublimation Curves of Ordinary Water Substance. The International Association for the Properties of Water and Steam / Milan, 1993. - 5 c.

36. IAPS Supplementary Release: Saturation Properties of Ordinary Water Substance / St. Petersburg, 1992. -7 c.

37. Guideline on the Use of Fundamental Physical Constants and Basic Constants of Water. The International Association for the Properties of Water and Steam / Gaithersburg, 2001. - 7 C.

38. Supplementary Release on Backward Equations for Pressure as a Function of Enthalpy and Entropy p(h, s) to the IAPWS Industrial Formulation 1997 for the Thermodynamic Properties of Water and Steam / Gaithersburg, 2001. -13 c.

39. Supplementary Release on Saturation Properties of Ordinary Water Substance. IAPWS / Proc. 12th Int, Conf. Prop. Water and Steam. New York: Begell House, 1995. C. 143 - 149.

40. Александров A.A. Система уравнений IAPWS-IF97 для вычисления термодинамических свойств воды и водяного пара в промышленных расчетах. Ч. 2. Дополнительные уравнения // Теплоэнергетика. 1998. -№ 10.-С. 64-72.

41. Thermodynamic derivatives for water and steam / Solomon L. Rivkin, Aleksey A. Alexandrov, Elena A. Kremenevskaya. Washington, D.C.: V.H. Winston & Sons, 1978. - 264 c.

42. Release on The Surface Tension of Ordinary Water Substance. IAPWS / Proc. 12th Int, Conf. Prop. Water and Steam. New York: Begell House, 1995. C. 143 - 149.

43. Release on the IAPWS Formulation 1985 for the Thermal Conductivity of Ordinary Water Substance. IAPWS / Proc. 12th Int, Conf. Prop. Water and Steam. New York: Begell House, 1995. C. 49 - 70.

44. Release on the IAPS Formulation 1985 for the Viscosity of Ordinary Water Substance. IAPWS / Proc. 12th Int, Conf. Prop. Water and Steam. New York: Begell House, 1995. C. 33 - 48.

45. Revised Release on the IAPS Formulation 1985 for the Viscosity of Ordinary Water Substance / Erlangen, 2003. - 15 c.

46. Release on the ion product of water substance. International Association for the Properties of Steam / Munich, 1980. -9 c.

47. Computer Aided Thermodynamic Tables (CATT) 2. Version 1.0.- 16456. Icmprops. Thermodynamic Properties of Fluids. The Center for Applied Thermodynamic Studies. College of Engineering University of Idaho, Moscow, Idaho. Version 4.2.

48. Ivtanthermo for Windows. Database on thermodynamic properties of individual substances and thermodynamic modeling software. V.S. Yungman at al. Version 3.0. Glushko Thermocenter of RAS. 1992-2003.

49. Psyprops. Psychometric Properties of Moist Air. The Center for Applied Thermodynamic Studies. College of Engineering University of Idaho, Moscow, Idaho. Version 2.1.

50. Water and Steam Properties (WASP) for Windows. Katmar Software. http://www.chempute.com/wasp.htm.

51. Conan J. WATR VI.0.: Water Properties by Fee University of Waikato, New Zealand.

52. McBride B.J., Gordon S. Computer Program for Calculation of Complex Chemical Equilibrium Composition and Applications. NASA RP-1311 / -Washington, DC: National Aeronautics and Space Administration, 1996. -58 c.

53. McBride, B.J., Gordon, S. Computer Program for Calculation of Complex Chemical Equilibrium Composition and Applications Version 2 (CEA2). NASA RP-1311(2) / -Washington, DC: National Aeronautics and Space Administration, 2003. 184 c.

54. Lehrstuhl fur Thermodynamik. Software for the industrial formulation IAPWS-IF97. Ruhr-Universitat Bochum. Prof. Dr.-Ing. W. Wagner. 2000.

55. Set of subroutines and functions to calculate various derivatives of an equation for the normalized real and ideal part of the Helmholtz function F for water. Prof. Dr.-Ing. W. Wagner. Version 6.9.94.

56. Software for the calculation of thermodynamic properties for a great number of substances. Fluidcal. Prof. Dr.-Ing. W. Wagner.

57. Сычев B.B. Новое уравнение для показателя адиабаты влажного пара // Теплоэнергетика. 1961. - №3. - С. 67 — 70.

58. Комплекс прикладных и учебных интерактивных программ для вычисления термодинамических свойств рабочих тел и теплоносителей / В.В. Сычев, А.А. Александров, А.В. Матвеев, И.В. Царев, З.А. Ершова // Известия вузов. Энергетика. 1990, - № 9. - С. 126 - 128.

59. Термодинамические свойства индивидуальных веществ. Справочное издание: в 4-х т. / JI.B. Гурвич, И.В. Вейц, В.А. Медведев и др. 3-е изд., перераб. и расширен. Т. 1. Кн. 2. М.: Наука, 1978. - 328 с.

60. Cooper J.R. Representation of the Ideal-Gas Thermodynamic Properties of Water. // Int. J. Thermophys. 1982. - № 3. - C. 35-43.

61. Friedman A.S., Haar L. High Speed Machine Computing of Ideal Gas Thermodynamic Functions -I. Isotopic Water Molecules // Journal of Chemical Physics. 1954. - №22. - C. 2051 - 2058.

62. Vidler M. Tennyson J. Accurate partition function and thermodynamic data for water // Journal of Chemical Physics. 2000. - т. 113. - № 21. - С. 9766 -9771.

63. Woolley H.W. Ideal Gas Thermodynamic Functions for Water // Journal of Research of the National Bureau of Standards. 1987. - № 92. - C. 35 - 51.

64. Woolley H.W. Thermodynamic Functions for Carbon Dioxide in the Ideal Gas State // Journal of Research of the National Bureau of Standards. 1954. № 52.-C. 289.

65. Термодинамические свойства кислорода: ГСССД. Серия монографии / В.В. Сычев, А.А. Вассерман, А.Д. Козлов, Г.А. Спиридонов, В.А. Цымарный. М.: Изд-во стандартов, 1981. - 340 с.

66. Термодинамические свойства азота / Сычев В.В., Вассерман А.А., Козлов А.Д. и др. М.: Изд-во стандартов, 1977. - 352 с.

67. Термодинамические свойства воздуха / Сычев В.В., Вассерман А.А., Козлов А.Д., Спиридонов Г.А., Цымарный В.А. ГСССД. Серия монографии. -М.: Изд-во стандартов, 1978. - 276 с.

68. Александров А.А., Орлов К.А., Очков В.Ф. Исследование схем парогазовых установок с впрыском водяного пара в газовый тракт // Новое в российской электроэнергетике. 2004. - № 4.

69. Теоретические основы теплотехники. Теплотехнический эксперимент: Справочник / Под общ. ред. чл.-корр. РАН А.В. Клименко и проф. В.М. Зорина. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Изд-во МЭИ, 2001. - 564 с. -(Теплоэнергетика и теплотехника; Кн. 2).

70. Воронец Д., Козин Д. Влажный воздух: термодинамические свойства и применение. Пер. с сербохорв. М.: Энергоатомиздат, 1984. - 136 с.

71. Мухачев Г.А. Термодинамика парогазовых смесей: Учебное пособие/ -Казань: Изд-во КГТУ, 1995. 67 с.

72. Тепловые и атомные электрические станции: Справочник / Под общ. ред. В.А. Григорьева, В.М. Зорина. 2-е изд., перераб. - М.: Энергоатомиздат, 1989.-608 с.

73. Combined-cycle gas steam turbine power plants / Kehlhofer R.H., Warner J., Nielsen H., Bachmann R. Tulsa: PennWell publishing company, 1999. - 298 c.

74. МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (Технический Университет)1. На правах рукописи

75. Орлов Константин Александрович

76. ИССЛЕДОВАНИЕ СХЕМ ПАРОГАЗОВЫХ УСТАНОВОК НА ОСНОВЕ РАЗРАБОТАННЫХ ПРИКЛАДНЫХ ПРОГРАММ ПО СВОЙСТВАМ РАБОЧИХ ТЕЛ

77. Специальность 05.14.14 Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты