автореферат диссертации по энергетике, 05.14.04, диссертация на тему:Комплексный анализ эффективности автономных источников энергоснабжения, работающих на угле

На правах рукописи

АФАНАСЬЕВА ОЛЬГА ВАЛЕРЬЕВНА

КОМПЛЕКСНЫЙ АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ АВТОНОМНЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ, РАБОТАЮЩИХ НА УГЛЕ

Специальность 05.14.04 - Промышленная теплоэнергетика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

~ 9 ДЕК 2010

Казань-2010

004615787

Работа выполнена в Исследовательском центре проблем энергетики Учреждения Российской академии наук Казанского научного центра РАН

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

кандидат технических наук Мингалеева Гузель Рашидовна

доктор технических наук, профессор

Николаев Николай Алексеевич

кандидат технических наук, доцент

Ртищева Алена Сергеевна

Ведущая организация: ГУ «Центр энергосберегающих

технологий Республики Татарстан при Кабинете Министров Республики Татарстан»

Защита диссертации состоится «Г7» декабря 2010 г. в 16 00 ч. на заседании диссертационного совета Д 212.080.06 при ГОУ ВПО «Казанский государственный технологический университет» в зале заседаний Ученого совета Казанского государственного технологического университета по адресу: г. Казань, ул. К. Маркса, д. 68, зал заседаний.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью, просим направлять по адресу: 420015, г. Казань, ул. К. Маркса, д. 68.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Казанский государственный технологический университет» и на сайте www.kstu.ru.

Автореферат разослан « ноября 2010 г.

Ученый секретарь \ |

диссертационного совета Д 212.080.06, V

д.т.н., профессор ^ I Поникаров С.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

Современный уровень промышленного производства характеризуется непрерывным ростом потребления тепловой и электрической энергии. В настоящее время в качестве топлива преимущественно используются природный газ, мазут и уголь, которые обладают определенными достоинствами и недостатками. Так, природный газ является весьма перспективным видом топлива, который широко применяется в энергоустановках любой мощности. Однако, в силу современного геополитического состояния России, использование природного газа в качестве энергоносителя в ряде регионов России, таких как Дальний Восток, Сибирь, Север, является весьма проблематичным в связи с необходимостью прокладки газопроводов на огромные расстояния. Мазут широко применяется на отмеченных территориях путем доставки морским и речным транспортом, но при использовании требуется постоянное поддержание его в горячем состоянии, на что уходит значительная часть доставляемого топлива.

В связи с этим для России, особенно для северных и восточных территорий, наиболее перспективным и доступным топливом для энергоустановок является уголь, который может быть завезен в благоприятный для прохождения транспорта сезон и использоваться в течение нескольких отопительных периодов при незначительных затратах на его хранение.

Разработки в области малой энергетики (мощность энергетических объектов до 25 МВт), ориентированной на использование угля в качестве топлива, в России носят опытно-промышленный и экспериментальный характер, при этом полностью отсутствуют методические и нормативные материалы, позволяющие выбрать оптимальную комплектацию технологической схемы с учетом требуемой мощности и характеристик угля. В этой связи актуальной является разработка методики определения эффективности энергетических объектов, работающих на угле, на основе комплексного подхода.

Представленная диссертационная работа посвящена решению задачи анализа эффективности энергетических объектов, работающих на угле и предназначенных для автономного снабжения тепловой и электрической энергией промышленных предприятий и населенных пунктов.

Цель работы.

Разработка и обоснование комплексной методики определения эффективности автономных источников энергоснабжения, работающих на угле, обеспечивающих промышленные предприятия тепловой и электрической энергией, и алгоритма выбора оптимальной комплектации технологических схем в зависимости от мощности и типа угля.

Основные задачи исследований включают:

- выявление типовых схем и создание классификации автономных источников энергоснабжения, работающих на угле;

- разработку комплексной методики оценки их эффективности на основании определения эксергетических, экологических, технико-экономических и термоэкономических показателей;

- оптимизацию удельных затрат эксергии и технико-экономических показателей автономных энергетических объектов;

- моделирование технологических схем автономных источников энергоснабже ния, работающих на угле;

- создание и реализацию алгоритма расчета и выбора оптимальной технологи ческой схемы.

Научная новизна выполненных исследований:

- создана классификация энергетических объектов, работающих на угле и пред назначенных для автономного энергоснабжения;

- разработана комплексная методика определения эффективности технологиче ских схем автономных источников энергоснабжения, усовершенствована систем^ оценки технико-экономической показателей с учетом специфики объекта исследо вания;

- предложена математическая модель технологической схемы энергетическог объекта, использующего в качестве топлива уголь;

- разработан алгоритм выбора оптимальной комплектации и определения эф фективности автономного источника энергоснабжения.

Практическое значение результатов работ:

- создана комплексная методика расчета и оценки эффективности автономны источников энергоснабжения.

- разработаны рекомендации по выбору комплектации технологической схемь и определения ее эффективности.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1) классификация автономных источников энергоснабжения в зависимости о вида применяемого основного оборудования и возможности производства побочны продуктов;

2) комплексная методика определения эффективности энергетических объектов на основании проведения эксергетического, технико-экономического, термоэкономического анализа и вычисления экологических показателей;

3) математическая модель технологической схемы энергетических объектов, позволяющая оптимизировать затраты на подготовку угля к сжиганию;

4) алгоритм выбора оптимального варианта и расчета эффективности автономных источников энергоснабжения;

5) результаты оценки эффективности энергетических объектов различной мощности и рекомендации по выбору их комплектации в зависимости от необходимой мощности и качественных характеристик используемого угля.

Достоверность полученных результатов подтверждается использованием при математическом моделировании и формировании комплексной методики классических подходов, основанных на фундаментальных законах технической термодинамики.

Реализация работы.

Результаты работы использованы при реализации Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 - 2013 годы (государственные контракты №11763, № 02.740.11.0062), ФЦП «Исследования и разработка по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годы» (гос. контракт № 02.516.11.6040), а также гранта РФФИ (№ 08-08-00233).

Разработанная методика может быть использована при курсовом и дипломном проектировании и чтении лекционных курсов «Промышленная теплоэнергетика». Разработанная программа для ЭВМ (Свидетельство о государственной регистрации №2010616246) использована при проведении фундаментальных и прикладных ис-

следований в Учреждении Российской академии наук Казанском научном центре РАН по гос. контрактам №П763, № 02.740.11.0685.

Апробация работы.

Основные положения работы были представлены, доложены и обсуждены: на Российской конференции (с международным участием) «Глубокая переработка твердого ископаемого топлива - стратегия России в 21 веке», Звенигород, 21-23 ноября 2007 г.; VIII, IX, X Международном симпозиуме «Энергоресурсоэффективность и энергосбережение», Казань, декабрь 2007-2009 г.; 20-ой и 21-ой Всероссийской межвузовской научно-технической конференции «Электромеханические и внутрикамер-ные процессы в энергетических установках, струйная акустика и диагностика, приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий», Казань, май 2008-2009 г.; III Всероссийской школе молодых ученых «Математические методы в экологии», Петрозаводск, 24-29 августа 2008 г.; VI, VII Школе-семинаре молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН В.Е. Алемасова, Казань, 2008, 2010 г.; Четвертой международной школе-семинаре молодых ученых и специалистов «Энергосбережение-теория и практика», Москва, 2024 октября, 2008 г.; Международной конференции «Ресурсная экономика, изменение климата и рациональное природопользование», Красноярск, 1-7 июля, 2009 г.; Ежегодных итоговых научных конференциях Казанского научного центра Российской академии наук, Казань, 2007-2010 г.; Ежегодных научных аспирантских семинарах Исследовательского центра проблем энергетики КазНЦ РАН, Казань, 20062010 г.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 22 печатные работы, в том числе 9 статей, из них 4 опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК, зарегистрирована программа для ЭВМ, представлено 12 докладов на международных и всероссийских научных конференциях.

Объем и структура работы.

Диссертация изложена на 205 страницах и состоит из введения, четырех глав, заключения и приложения. Работа содержит 29 рисунков и 24 таблицы, библиографический список литературы из 124 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, дана ее общая структура, изложены цели и задачи исследований, определены основные научные положения диссертации, ее научная и практическая значимость.

В первой главе проведен обзор литературы по существующим схемам автономных энергетических объектов, работающих на угле, и применимому к ним современному энергетическому оборудованию отечественного и зарубежного производства. Обоснован выбор твердого топлива для автономных источников энергоснабжения промышленных предприятий, проведен анализ существующих технологий переработки твердого топлива (газификация, пиролиз) с целью получения генераторного газа, используемого впоследствии при производстве тепловой и электрической энергии. Рассмотрены варианты энергоснабжения промышленных предприятий на базе автономных источников энергии (основное, дополнительное и резервное). Создана классификация энергетических объектов, работающих на угле (рис. 1).

Во второй главе проведен анализ структурной организации существующн. автономных энергетических объектов, работающих на угле, и предназначенных дл> комбинированной выработки тепловой и электрической энергаи, определены и. тепловая, термодинамическая эффективность и основные экологические показатс ли. Для анализа структуры использован один из приемов системного анализа структурное (или топологическое) представление объекта исследования.

Рис. 1. Классификация автономных источников энергоснабжения, работающих на угле: ГТУ - газотурбинная установка, ПТ - паровая турбина, ДГ-дизель-геператор, КУ- котел-утилизатор, УТ- утилизациоияый теплообменник

На основании анализа технологической схемы энергетического объекта, работающего на угле, составлена информационная блок-схема, в виде ориентированного графа. Установлены внешние и внутренние связи между потоками, а также определена последовательность проведения теплового расчета.

В качестве объекта исследования выбраны схемы автономных источников энергоснабжения, работающих на угле, описанные в литературе и имеющие опытно-промышленное назначение. Выбор данных схем обоснован различными потребностями промышленных предприятий (максимальная выработка электрической энергии, возможность аккумулирования энергии либо наличие производства побочных продуктов). На основании структурного анализа и разработанной в 1 главе классификации, схемы разбиты на соответствующие блоки с учетом протекающих в них процессов (рис. 2). Деление на блоки необходимо для их последующей унификации с целью повышения эффективности каждого блока.

Оценка энергетической эффективности проведена на основании теплового и термодинамического анализа. Составлены материальные, тепловые и эксергетиче-ские балансы как для отдельных блоков, так и систем в целом. Такой подход позволяет рассматривать схемы комплексно, находить резервы повышения эффективности, а также сравнивать между собой различные типы. В ходе теплового ана-

6

лиза установлены балансовые зависимости для каждого аппарата и для схемы в целом 5 а также определены расхода теплоносителей для каждого процесса.

уголь — водяной-пар

воздух охлаждающая вода воздух электроэнергия

I I пнролизный газ I * rai активации

тяжелая фракция смолы!

блок подготовки топлива

золасушил ьныйсегсва ( агент вода

легкая

фракция

смолы

олок производства тепловой и электрической энергии

воздух— водяной— нар

блок получения активкроваиного угли

генераторный газ парогазовая смесь

зола

Г"

уголь-водяной^ пар

воздух сушильным агент

__«адкокс_____

воздух электроэнергия

активированный уголь

сетевая вода

блок подготовки топлива генераторный таз блок производства тепловой и электри- пар блок аккумулирования тепловой энергии

нар

II . зола сушильный а ■ент па 1 1 потребителям подг с иточнэя вода 1 стевая вода

а)

Г'

б)

сушильный агент сетевая вола воздух I

уголь— водяной_ пар

блок подготовки топлива

тт

воздух сетевая вода

генераторный газ

блок производства тепловой и электрической энергии

» электроэнергия

зола сушильным сетевая вода агент

сетевая вода

В)

Рис. 2. Схемы автономных источников энергоснабжения, работающих на угле: а - с ГТУ, КУ, ПТ с пиролизом и газификацией полукокса и производством активированного угля, б -с ГТУ, КУ, ПТ и с аккумулятором тепловой энергии, в - с ДГ без производства побочных продуктов

Оценка термодинамической эффективности проведена посредством эксергети-ческого анализа. Эффективность работы каждого аппарата (элемента схемы), так и объекта в целом, в работе оценена путем отношения полезной эксергии к затраченной, определены потери эксергии. Для схемы с пиролизом угля и газификацией полукокса эксергетический КПД г/щ предложено определять по следующей формуле

(все составляющие выражены в кДж/кг сырого угля):

¿ГТУ + ¿ПТ

(1)

' Еу+2Еъ+2Етр + 1 1+Е^+Е:/ где Ьпу, £пт - электрическая мощность газовой и паровой турбины; Е[ь - эксергия сушильного агента, поступающего в мельницу; Х^ау ~ суммарная эксергия активированного угля; Еу - эксергия сырого угля; - суммарная эксергия воздуха;

ар" суммарная эксергия водяного пара; суммарная электрическая мощ-

ность аппаратов; £ш - эксергия теплового потока, выделяющегося при работе мелющих органов мельницы.

Эксергетический КПД для схемы с аккумулированием тепловой энергии

вычисляется по следующей предложенной формуле:

Ату + ¿пт + £'пт + К, + Еш + Егк __(2)

Еу + 1£в + Ет? +1Ь + Е^ + Е'а + Е'а + Е'п' где Е"се - эксершя сетевой воды, идущей потребителям; Е'а - эксергия сетевой воды, поступающей в аккумулятор; ЕгЛ- эксергия пара, возвращающегося в турбину; Еш -эксергия пара, поступающего потребителям; Е'т- эксергия подпиточной воды для котлоагрегата; Еж- эксергия тепла, накопленного в аккумуляторе; остальные обозначения как в формуле (1).

Для схемы с дизель-генератором г) предлагается оценивать по формуле:

__¿ДГ+ХС_

3 + Ежх + + Е'а'

где £ - электрическая мощность дизель-генератора; Х-Е', - суммарная эксергия сетевой воды на входе; - суммарная эксергия сетевой воды на выходе; остальные обозначения как в формулах (1) и (2).

При расчете определены потоки эксергии подводимых теплоносителей (пар, воздух), физическая и химическая эксергия угля по известным зависимостям. Для наглядного представления преобразования потоков, происходящих в системе, построены эксергетические диаграммы (рис. 3).

Влияние автономных источников энергоснабжения, работающих на угле, на окружающую среду характеризуется выбросами загрязняющих веществ, образующихся при сжигании топлива. В настоящее время не разработано методик для расчета выбросов, поступающих от данных объектов. В этой связи расчет выполнен по действующим методикам с учетом ступенчатого сжигания угля.

Проведен анализ влияния выбросов, поступающих от автономных источников энергоснабжения, на атмосферу с учетом регионального (температура окружающей среды) и масштабного (мощность автономного источника) факторов. Согласно расчетам, удельная эксершя продуктов сгорания возрастает с увеличением мощности. Что касается регионального фактора, то меньший экологический вред наносится при строительстве автономных источников в регионах с более низкой температурой отопительного периода, что обусловлено меньшей эксергией продуктов сгорания.

В третьей главе представлена разработанная система технико-экономических показателей, отражающих специфику автономных энергетических объектов, работающих на угле, а также результаты оптимизации удельных затрат эксергии и технико-экономических показателей.

Основными технико-экономическими показателями в работе выступают: капиталовложения в строительство, основное и вспомогательное оборудование, эксплуатационные затраты, себестоимость вырабатываемой энергии с учетом инвестиционной составляющей, срок окупаемости, удельные затраты эксергии и удельные денежные затраты. Определение капиталовложений и эксплуатационных затрат проведено с использованием нормативных документов и существующих методик расчета. Срок окупаемости рассчитан как отношение капитальных затрат на разницу в стоимости энергии, производимой на автономном энергетическом объекте, и отпускаемой от централизованной энергосистемы.

II

Е\ )

Е\ >

Е пап р

ги

у

г« )

А,

ш

' ' в,

Реса!

^гТЦ1

/ПОЛ I

^ с

д„

АдГ

д

в)

Рис. 3. Диаграммы Сэпки для энергетических объектов, работающих на угле: а - с пиролизом и газификацией полукокса, б -с аккумулятором тепловой энергии, в - с ДГ; обозначения: Е"г, Е"т, Е"АУ, Е"л -эксергия пиролизного газа, полукокса, газов, отходящих из калорифера, активированного угля и газов активации;

-Елфс' £'фс-эксергия генераторного газа, легкой и тяжелой фракции смолы; Е'1п, Е'ш -эксергия воздуха, поступающего в ГТУ

и Дг; А-

внешние потери эксергии, уходящие с сушильным агентом, золой и дымовыми газами, внутренние потери эксергии; £',.1рА,

Е'гА - эксергия воздуха и пара в активатор; Е" , Е;;1ну - эксергия пара, выработанного в турбине, и пара, поступающего из те-плонасосной установки; остальные обозначения как в формулах (1)-(3)

I Цена на электроэнергию, вырабатываемую автономными источниками энергии, ! складывается из суммы инвестиционной составляющей и издержек производства и I вычисляется по известной формуле:

(4)

к(1 + аУ* -1

где к — удельные капиталовложения, руб./кВт; к - годовое число часов установленной мощности, ч/год; / - эксплуатационные издержки, руб./кВт; а - годовой процент, %; ТК - срок возврата инвестиций, лет. При расчетах принято, что инвестиции должны окупиться с годовым процентом за счет продажи электроэнергии, производимой данным объектом.

При проведении оптимизации использованы зависимости, предложенные в методике Е.И. Янтовского, однако для автономных источников энергоснабжения они имеют свою специфику и учитывают технологические особенности процесса, В качестве критериев оптимизации выбраны удельные затраты эксергии и денежные затраты. Удельные затраты эксергии определены согласно полученному выражению:

9

з„ =

(5)

1 , 1 _ 1 | finp 1eJ Ks 1Jex T-N '

где E^ - полная величина эксергии, затраченная на строительство и оборудование; г- срок эксплуатации; N - мощность объекта; rjex- эксергетический КПД; Кс- коэффициент «эксергии-нетто» {КЕ принимается 2,5).

Удельные технико-экономические затраты предлагается оценивать по следующей зависимости:

с-Цпл + -к

_Т

wцентр ^ центр.

(6)

где С - эксплуатационные расходы; Ц1Ш - стоимость побочных продуктов, производимых на энергетическом объекте, работающим на угле; К - капиталовложения; Сиен1р- эксплуатационные расходы, включающие в себя стоимость энергии при использовании природного газа в качестве топлива; К - капиталовложения, включающие в себя стоимость подключения к централизованным сетям.

Проведена оптимизация эксергетических и технико-экономических показателей посредством построения С-кривой в двумерной системе координат, где на оси у отложены удельные затраты эксергии, а на оси х - приведенные технико-экономические затраты (рис. 4).

зо п

Рис. 4. Сопоставление затрат эксергии и денежных затрат на С - кривых для автономных источников энергоснабжения

В качестве варьируемого показателя - параметра оптимизации. выбрана цена топлива, так как от данного показателя, главным образом, и зависит целесообразность строительства автономных источников энергоснабжения, которая определяется, в первую очередь, соотношением цены «газ-уголь». Минимальные значения получены для схемы с пиролизом и газификацией за счет производства и реализации активированного угля в качестве побочного продукта. Так, оптимальное соотношение удельных затрат эксергии и | технико-экономических показателей достигается при эксергетической эффективности схемы 35% и стоимости угля 2040 руб./тонну. Оптимум на кривых выпадает на 5 год эксплуатации объекта. Соотношение цен «газ/уголь» в этот год достигнет 3:1, поэтому строить и эксплуатировать автономные источники энергоснабжения, рабо-

о 10 20 зо

Удельные технико-экономические

показатели, руб/ГДж ■ с пиролизом, газификацией полукокса и производством активированного угля -*— с аккумулированием тепловой энергии

-А- с дизель-генератором

тающие на угле, в России будет экономически эффективно.

В четвертой главе приведена методика оценки эффективности автономных источников энергоснабжения, включающая математическую модель технологических

схем, и результаты математического моделирования. Представленная методика позволяет оценить работу объекта комплексно и учитывает наиболее значимые стороны функционирования энергетического объекта, такие как энергетическая эффективность, технико-экономические, термоэкономические критерии и экологические показатели. Математическая модель представлена уравнениями материального, теплового и эксергетических балансов для отдельных аппаратов и всей схемы с ограничениями по расходу, температуре сушильного агента, расходу окислителя и продуктов сгорания, поступающих из основного генерируемого оборудования с учетом производства побочных продуктов:

¡=1 м 1=1 М м М

где , ц], Е! - материальные, тепловые и эксергетические потоки на входе; д", д", Е" -тоже на выходе; цпуг - тепловые потери; Д, - внешние и внутренние потери эксергии.

На основании полученных уравнений составлена матрица смежности информационного графа системы уравнений математической модели, где строки соответствуют уравнениям, а столбцы - переменным, входящим в них. Полученная матрица позволяет проследить, какие параметры являются взаимозависимыми в уравнениях, и как варьирование одного из них скажется на изменении других переменных и теплового КПД г]т отдельных аппаратов и всей схемы.

В рамках диссертационной работы создана программа для ЭВМ, которая позволяет в зависимости от характеристик используемого угля и заданной потребителем электрической мощности, рассчитать основное энергетическое оборудование, оборудование для подготовки топлива и определить эффективность объекта. Общая концепция разработки технологической схемы автономного энергетического объекта малой мощности и определения его эффективности в виде алгоритма представлена на рис. 5. Выбор оптимальной схемы для конкретного потребителя осуществляется посредством определения термоэкономической эффективности (р, которая должна стремиться к своему максимальному значению:

9 ='7„/

2> + С) + Зд

В-Цу

=> шах, (8)

где к - удельные капитальные затраты, руб./год; Зд - затраты на доставку топлива, руб./год; В - годовой расход угля на объекте, т/год; Ц - стоимость угля, руб./т.

На основании разработанной программы для ЭВМ произведен расчет технологических схем различной комплектации при использовании в качестве топлива каменного угля марки Д Кузнецкого бассейна (таблица 1). Полученные результаты могут быть использованы при выборе оптимальной комплектации автономного источника энергоснабжения промышленного предприятия необходимой мощности при использовании конкретного типа угля. На основании выполненных исследований разработаны рекомендации, включающие в себя: различные комплектации технологических схем с маркировкой оборудования, входящего в их состав в зависимости от типа схемы и требуемой мощности; диапазон применения конкретного типа схемы в зависимости от ее мощности (рис. 6).

п

Начало расчета

I Выбор типа угля У| ¡=1? N ] | Выбор типа схемы Сд ¡=1:3 | Выбор системы подготовки топлива иь к=Н М~

"Ввод общих исходных данных: мощность, расход воздуха и пара для газификации, расход сушильного агента, температура окружающей среды, коэффициент загрузки основного оборудования, дальность и стоимость доставки угля, число штатных рабочих и /

Для 1 и 2 типа схем

Тепловои расчет ГТУ - „ _ N определение расхода ген. газа_Л <ф 1Г

ип схемы.

Для 3 типа схемы

3_

Тепловой расчет газоген.-определение расхода угля

Тепловой расчет дизель-генератора

й:.г.-0^>35(б'п+е'в.+6ши.)

Тепловой расчет мельницы

Для 1 и 2 типа схем

Тепловой расчет котла-утилизатора - определение расхода продуктов сгорания ^нр.сг." Епр.сг. £ гл-Рпр.сг

Для 3 типа схемы

Тепловой расчет УТ

Тепловой расчет всей схемы п Ох 1 .к .у + 6 н об.п род.

т Ее'в+е'п+й+ехи^еме

т\ехГ=-

Эксергетическни расчет газогенератора ¿Ггг^гг"*'гг

Для 3 типа схемы

Эксергетический

расчет дизель-генератора

А'нГ [свГСГвГ-ТЮ-Го^Пп^1

_ £тг • 6Д|М1Г__

_ аугснг-'о-^о^пг-щт_

- -

[ Эксергетический расчет мельницы'

Для 1 и 2 типа схем

X

Эксергетический расчет котла-утилизатора

|.ип схемы

Эксергетический расчет всей схемы п _ ¿эп.об+.Епоб.прод.+£'п.ку

Для 3 типа схемы

Эксергетический расчет утилизационного теплообменника

I Технико-экономический расчет всей схемы I Термоэкономический расчет всей схемы 1

Формирование таблицы коэффициентов термоэкономической эффективности

расчетов вариантов по у„ су и

Выбор шах ф</к

Конец расчета и вывод на печать

Рис. 5. Алгоритм расчета и выбора оптимального варианта энергетического объекта малой мощности, работающего на угле

Таблица 1. Результаты расчетов для автономных источников энергоснабжения

Мощность, ;7Т,% «7„,% Себестоим. эл. энергии Себестоимость тепл.

МВт С,л, руб/кВт-ч энергии Стспл, руб/Гкал

1 тип схемы (ГТУ+КУ+ПТ)

4,6 27 20 6,9 0,50 825,56

8,5 24 21 7,3 0,61 1093,02

11,5 36 25 8,5 0,36 360,47

13,5 36 24 8,4 0,35 345,84

18,5 23 21 8,9 0,36 709,30

22 35 14 9,1 0,36 965,12

2 тип схемы (ГТУ+КУ)

4,1 24 8 2 0,58 1453,49

6 29 11 3,4 0,59 1046,51

8,6 35 16 6,8 0,39 465,12

10 42 18 7 0,32 430,23

12 42 17,7 6,8 0,29 430,40

16 33 12 4,8 0,28 465,12.

18 42 14,6 6,4 0,28 465,12

20 18,7 6 2,8 0,24 1000,00

25 42 13 5.7 0,24 500, 00

3 тип схемы (ДГ+УТ)

0,2 11 10,3 2,6 4,70 3720, 00

0,35 12 9 3,2 2,70 3720, 00

0,4 17 12 3,3 2,29 3593,02

ДГ+УТ

1 I I I I I II I 1

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

25 N. МВт

Рис. 6. Диаграмма области

использования

технологических

схем автономных источников

энергоснабжения

различной мощности: п- тип

схемы, мощность объекта

Заключение содержит выводы по результатам выполненной работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Создана классификация автономных источников энергоснабжения промышленных предприятий, работающих на угле, в зависимости от применяемого энергетического оборудования и наличия производства побочной продукции.

2. Проведена оптимизация удельных затрат эксергии и технико-экономических показателей для автономных источников энергоснабжения.

3. Разработана и обоснована комплексная методика по оценке эффективности технологических схем энергетических объектов, включающая определение эксер-

13

гетической эффективности, технико-экономических показателей, а также оценку экологических показателей при сжигании угля.

4. Предложена математическая модель автономных источников энергоснабжения.

5. Разработан и реализован алгоритм выбора оптимальной комплектации энергетических объектов на основании обеспечения наибольшей термоэкономической эффективности.

6. Определена тепловая, термодинамическая и термоэкономическая эффективность автономных источников энергоснабжения различной мощности (N= 0,2-25 МВт) в зависимости от комплектации и качественных характеристик угля.

7. Представлены рекомендации по выбору технологической схемы автономных энергетических объектов, работающих на угле, в зависимости от мощности и запросов потребителей.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

Издания, входящие в перечень ВАК:

1. Афанасьева О.В., Мингалеева Г.Р. Экологические показатели угольных мини-ТЭС и анализ их эффективности // Альтернативная энергетика и экология. - 2008. -№8.-С. 47-51.

2. Афанасьева О.В., Мингалеева Г.Р. Эксергетическая эффективность угольных мини-ТЭС как критерий перспективности их широкого использования // Химия твердого топлива. - 2009. - №1. - С. 64-69.

О. V. Afanas'eva, G. R. Mingaleeva Exergy efficiency of small coal-fired power plants as a criterion of their wide applicability II Solid Fuel Chemistry. - Vol. 43. No. 1. - 2009. P. 55-59.

3. Афанасьева O.B., Шамсутдинов Э.В., Мингалеева Г.Р. Использование СОг в угледобывающих отраслях промышленности // Экология и промышленность России. 2009.-№7.-С. 2-5.

4. Афанасьева О.В., Вандышева С.С., Мингалеева Г.Р. Оценка эффективности мини-ТЭС, работающих на твердом топливе // Альтернативная энергетика и экология. -№6. 2010.-С. 122-126.

Программы для ЭВМ

5. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2010616246. Расчет технологической схемы мини-ТЭС, работающей на твердом топливе / Халитова Г.Р., Афанасьева О.В., Мингалеева Г.Р. 21.09.2010.

Другие периодические издания

6. Афанасьева О.В., Мингалеева Г.Р. Оценка тепловой эффективности системы подготовки топлива мини-ТЭЦ с пиролизом угля // Труды Академэнерго- 2006-№ 4 - С. 70-79.

7. Афанасьева О.В., Мингалеева Г.Р. Термодинамическая эффективность угольной мини-ТЭС с пиролизом и газификацией // Труды Академэнерго.-2007.-№3-С. 52-61.

8. Афанасьева О.В., Мингалеева Г.Р. Технико-экономические показатели угольных мини-ТЭС // Труды Академэнерго. 2009. - №2. - С. 54-63.

9. Афанасьева О.В., Мингалеева Г.Р. Оптимизация удельных эксергетических и технико-экономических показателей угольных мини-ТЭС // Труды Академэнерго. -2009.-№4.-С. 52-60.

10. Афанасьева О.В., Мннгалеева Г.Р. Тепловая эффективность производства вторичных продуктов на угольной мини-ТЭС // Фундаментальные исследования-2007,-№6.-С. 60-61.

Материалы научных конференций и симпозиумов

11. Афанасьева О.В. Определение экссргетичсских показателей угольной мини-ТЭС с аккумулированием тепловой энергии / Материалы докладов XIX Международной Интернет - конференции молодых ученых и студентов по проблемам машиноведения (Микмус-2007), г. Москва, 5-7 декабря 2007 г. - С. 101.

12. Афанасьева О.В., Мингалеева Г.Р. Обеспечение надежности энергоснабжения на базе угольных мини-ТЭС / Труды VIII Международного симпозиума «Энергоре-сурсоэффективность и энергосбережение». Часть 2- г. Казань, 4-6 декабря 2007 г. -С. 14-19.

13. Афанасьева О.В., Мингалеева Г.Р. Оценка эффективности работы электростанции малой мощности с дизель-генератором для обеспечения резервного и автономного энергоснабжения / Сборник материалов XX Всероссийской межвузовской научно-технической конференции «Электромеханические и внутрикамерные процессы в энергетических установках, струйная акустика и диагностика, приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий», г. Казань, 13-15 мая 2008 г.-С. 125-127.

14. Афанасьева О.В., Мингалеева Г.Р. Эксергетический анализ технологической схемы современной дизельной газогенераторной мини-ТЭС / Сборник докладов XIV Международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых «Современные техника и технологии», г. Томск, 24-28 марта, 2008 г. - С. 329-332.

15. Афанасьева О.В. Сравнительный анализ термодинамической эффективности мини-ТЭС различных типов / Материалы докладов VI Школы-семинара молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН В.Е. Алемасова, г. Казань, 16-18 сентября, 2008 г.-С. 362-365.

16. Афанасьева О.В., Мингалеева Г.Р. Комплексный анализ эффективности использования угольных мини-ТЭС для энергообеспечения промышленных предприятий / Труды IX Международного симпозиума «Энергоресурсоэффективность и энергосбережение» г. Казань, 2-4 декабря, 2008 г. - С. 33-40.

17. Афанасьева О.В. Анализ потерь эксергии в теплотехнологических схемах угольных мини-ТЭС / Труды четвертой международной школы-семинара молодых ученых и специалистов «Энергосбережение-теория и практика», г. Москва, 20-24 октября, 2008 г. - С. 51-57.

18. Афанасьева О.В., Мингалеева Г.Р. Использование угольных малых электростанций для автономного энергоснабжения / Сборник материалов XXI Всероссийской межвузовской научно-техническая конференции «Электромеханические и внутрикамерные процессы в энергетических установках, струйная акустика и диагностика, приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий», г. Казань, 12-14 мая, 2009 г. - С. 115-117.

19. Афанасьева О.В., Мингалеева Г.Р. Экономические аспекты внедрения угольных мини-ТЭС для обеспечения устойчивого развития промышленных предприятий / Сборник материалов международной конференции Ресурсная экономика, изменение климата и рациональное природопользование - 2009: 1-7 июля 2009 г. - Красноярск: Сибирский федеральный университет, 2009. - С. 462-473.

20. Афанасьева О.В., Шамсутдинов Э.В., Мингалеева Г.Р. Экономическая эффективность использования С02 на угольных месторождениях для извлечения метана / Сборник материалов международной конференции Ресурсная экономика, изменение климата и рациональное природопользование - 2009: 1-7 июля 2009 г. - Красноярск: Сибирский федеральный университет, 2009. - С. 474-483.

21. Афанасьева О.В., Мингалеева Г.Р. Определение инвестиционной составляющей в себестоимости энергии угольных мини-ТЭС // Труды X Международного симпозиума «Энергоресурсоэффективность и энергосбережение», г. Казань, 1-3 декабря, 2009 г.-С. 321-328.

22. Афанасьева О.В., Мингалеева Г.Р. Моделирование технологической схемы мини-ТЭС с газификацией твердого топлива // Материалы докладов VII школы-семинара молодых ученых и специалистов академика РАН В.Е. Алемасова, г. Казань, 15-17 сентября, 2010 г.- С. 430-433.

Соискатель

Афанасьева О.В.

Подписано в печать 10.11.2010. Формат 60x84 1/16. Тираж 100 экз. Гарнитура «Тайме». Бумага ксероксная. Усл. печ. л. 1,0. Заказ № 11/99. Печать ризографическая. Ф — »

Отпечатано с готового оригинал-макета в издательстве «ИГМА-пресс» ИП Маликовой И.Г. ОГРН 308169031500136 Казань, ул. Московская, д.31, офис 215. Тел. 526-03-69.

Введение.

Глава 1 Перспективы использования автономных источников энергоснабжения.

1.1 Роль автономных источников энергии в повышении надежности энергоснабжения.

1.2 Использование угля в качестве топлива и подбор основного оборудования для автономных источников энергоснабжения.

1.3 Энергоснабжение промышленных предприятий на базе автономных источников энергии.

1.4 Классификация и описание технологических схем автономных источников энергоснабжения, работающих на угле.

Глава 2 Показатели эффективности автономных источников энергоснабжения, работающих на угле.

2.1 Структурный, тепловой и термодинамический анализ теп л отехно логических схем.

2.2 Оценка экологических показателей.

2.3 Взаимосвязь эксергетических и экологических показателей автономных источников энергоснабжения, работающих на угле.

Глава 3 Технико-экономическая оценка автономных источников энергоснабжения, работающих на угле.

3.1 Технико-экономические показатели.

3.2 Результаты технико-экономической оценки.

3.3 Оптимизация удельных затрат эксергии и технико-экономических показателей.

3.4 Определение инвестиционной составляющей в себестоимости энергии, вырабатываемой от автономных источников энергоснабжения.

3.5 Анализ энергоснабжения промышленного предприятия на базе автономного источника энергии, работающего на угле.

Раздел 4 Моделирование технологических схем автономных источников энергоснабжения, работающих на угле и разработка методики оценки их эффективности.

4.1 Выбор и описание метода математического моделирования.

4.2 Математическая модель технологической схемы автономного источника энергоснабжения.

4.3 Создание комплексной методики расчета по определению эффективности автономных источников энергоснабжения, работающих на угле.

4.4 Алгоритм программы для ЭВМ «Расчет технологической схемы мини-ТЭС, работающей на твердом топливе».

4.5 Рекомендации по выбору комплектации технологической схемы автономных источников энергоснабжения в зависимости от мощности.

Актуальность работы.

Современный уровень развития промышленного производства как в России, так и за рубежом характеризуется высоким потреблением энергии, что отражается, в первую очередь, на себестоимости вырабатываемой продукции. Основными видами энергоресурсов в нашей стране выступают природный газ, мазут и уголь, использование каждого из них имеет свои преимущества и недостатки. В последние полтора-два десятилетия основным видом топлива являлся природный газ, использование которого является наиболее эффективным, но в тоже время связано с прокладкой газопроводов, что для отдаленных регионов России является дорогостоящим и не всегда возможным мероприятием. Кроме того, в настоящее время существует тенденция значительного удорожания природного газа. Мазут и уголь являются более доступными видами топлива, так как их можно доставить в любой регион различными видами транспорта. Однако к мазутным хозяйствам предъявляются довольно жесткие требования, которые, в первую очередь, касаются вопросов хранения мазута и подготовки его к сжиганию.

В этой связи, наиболее перспективным топливом при организации автономного энергоснабжения является уголь, который достаточно широко представлен на всей территории России, может быть завезен в благоприятный для прохождения транспорта сезон, и использоваться в течение нескольких отопительных периодов. Использование угля позволит совершенствовать энергообеспечение всех регионов России, включая Север и Дальний Восток, что очень важно при освоении и энергоснабжении малонаселенных территорий нашей страны. Автономное обеспечение электрической и тепловой энергией актуально для промышленных предприятий, расположенных в удаленных от централизованного энергоснабжения районах, продукция которых предназначена для удовлетворения региональных нужд (предприятия строительной индустрии, легкой, пищевой и перерабатывающей отраслей промышленности). Разработки в области малой энергетики (мощность энергетических объектов до 25 МВт), ориентированной на использование угля в качестве топлива, в России носят опытно-промышленный и экспериментальный характер, при этом полностью отсутствуют методические и нормативные материалы, позволяющие выбрать оптимальную комплектацию технологической схемы с учетом требуемой мощности и характеристик угля. В этой связи актуальной является разработка методики определения эффективности энергетических объектов, работающих на угле, на основе комплексного подхода.

Целью диссертационной работы является разработка и обоснование комплексной методики определения эффективности автономных источников энергоснабжения, работающих на угле, обеспечивающих промышленные предприятия тепловой и электрической энергией, и алгоритма выбора оптимальной комплектации технологических схем в зависимости от мощности и типа угля.

Основные задачи исследований включают:

- выявление типовых схем и создание классификации автономных источников энергоснабжения, работающих на угле;

- разработку комплексной методики оценки их эффективности на основании определения эксергетических, экологических, технико-экономических и термоэкономических показателей;

- оптимизацию удельных затрат эксергии и технико-экономических показателей автономных энергетических объектов;

- моделирование технологических схем автономных источников энергоснабжения, работающих на угле;

- создание и реализацию алгоритма расчета и выбора оптимальной технологической схемы.

Научная новизна результатов исследований:

- создана классификация энергетических объектов, работающих на угле и предназначенных для автономного энергоснабжения;

- разработана комплексная методика определения эффективности технологических схем автономных источников энергоснабжения, усовершенствована система оценки технико-экономической показателей с учетом специфики объекта исследования; предложена математическая модель технологической схемы энергетического объекта, использующего в качестве топлива уголь;

- разработан алгоритм выбора оптимальной комплектации и определения эффективности автономного источника энергоснабжения.

Практическое значение результатов работ: создана комплексная методика расчета и оценки эффективности автономных источников энергоснабжения. разработаны рекомендации по выбору комплектации технологической схемы и определения ее эффективности.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1) классификация автономных источников энергоснабжения в зависимости от вида применяемого основного оборудования и возможности производства побочных продуктов;

2) комплексная методика определения эффективности энергетических объектов на основании проведения эксергетического, технико-экономического, термоэкономического анализа и вычисления экологических показателей;

3) математическая модель технологической схемы энергетических объектов, позволяющая оптимизировать затраты на подготовку угля к сжиганию;

4) алгоритм выбора оптимального варианта и расчета эффективности автономных источников энергоснабжения;

5) результаты оценки эффективности энергетических объектов различной мощности и рекомендации по выбору их комплектации в зависимости от необходимой мощности и качественных характеристик используемого угля.

Достоверность полученных результатов подтверждается использованием при математическом моделировании и формировании комплексной методики классических подходов, основанных на фундаментальных законах технической термодинамики.

Реализация работы.

Результаты работы использованы при реализации Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 - 2013 годы (государственные контракты №П763, № 02.740.11.0062), ФЦП «Исследования и разработка по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годы» (гос. контракт № 02.516.11.6040), а также гранта РФФИ (№ 08-08-00233).

Разработанная методика может быть использована при курсовом и дипломном проектировании и чтении лекционных курсов «Промышленная теплоэнергетика». Разработанная программа для ЭВМ (Свидетельство о государственной регистрации №2010616246) использована при проведении фундаментальных и прикладных исследований в Учреждении Российской академии наук Казанском научном центре РАН по гос. контрактам №П763, №02.740.11.0685.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 22 печатные работы, в том числе 9 статей, из них 4 опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК, зарегистрирована программа для ЭВМ, представлено 12 докладов на международных и всероссийских научных конференциях.

Основные результаты и выводы по диссертационной работе следующие:

1. Создана классификация автономных источников энергоснабжения промышленных предприятий, работающих на угле, в зависимости от применяемого энергетического оборудования и наличия производства побочной продукции.

2. Проведена оптимизация удельных затрат эксергии и технико-экономических показателей для автономных источников энергоснабжения.

3. Разработана и обоснована комплексная методика по оценке эффективности технологических схем энергетических объектов, включающая определение эксергетической эффективности, технико-экономических показателей, а также оценку экологических показателей при сжигании угля.

4. Предложена математическая модель автономных источников энергоснабжения.

5. Разработан и реализован алгоритм выбора оптимальной комплектации энергетических объектов на основании обеспечения наибольшей термоэкономической эффективности.

6. Определена тепловая, термодинамическая и термоэкономическая эффективность автономных источников энергоснабжения различной мощности (N=0,2-25 МВт) в зависимости от комплектации и качественных характеристик угля.

7. Представлены рекомендации по выбору технологической схемы автономных энергетических объектов, работающих на угле, в зависимости от мощности и запросов потребителей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В рамках диссертационной работы проведен анализ автономных энергетических объектов, и обоснован выбор в качестве топлива угля. На основании литературного обзора создана классификация автономных источников энергоснабжения, работающих на угле.

Проведена оценка энергетической эффективности типовых схем с использованием эксергетического метода термодинамического анализа. Определены эксергетические КПД как отдельных аппаратов, так и схем в целом.

На основании руководящих документов и существующих методических указаний по определению вредных выбросов, поступающих от энергетических объектов в окружающую среду, рассчитаны основные экологические показатели, включающие в себя массовые выбросы и концентрацию оксидов азота, углерода, серы и твердых частиц.

Определены основные технико-экономические показатели с использованием метода приведенных затрат, а именно, вычислены капитальные затраты, эксплуатационные расходы и определена стоимость энергии, вырабатываемой автономных источниках энергоснабжения, работающих на угле. Выявлена взаимосвязь удельных затрат эксергии, технико-экономических показателей для автономных энергетических объектов, работающих на угле.

Создана математическая модель, которая представлена уравнениями материального, теплового и эксергетических балансов для отдельных аппаратов и всей схемы с ограничениями по расходу, температуре сушильного агента, расходу окислителя, продуктов сгорания, поступающих из основного генерирующего оборудования, и производимых на объекте побочных продуктов.

Создана программа для ЭВМ, позволяющая в зависимости от необходимой мощности и вида угля, выбрать оптимальный вариант компоновки как основного оборудования, так и оборудования для подготовки угля к сжиганию, скомпоновать технологическую схему, и определить ее эффективность.

На основании проведенных расчетов составлена комплексная методика по оценке эффективности технологических схем автономных источников энергоснабжения, работающих на угле. Разработаны рекомендации по выбору комплектации технологической в зависимости от требуемой мощности.

1. Закиров Д.Г. Проблемы и пути повышения надежности и экономичности энергоснабжения потребителей, снижение энергоемкости производства // Промышленная энергетика. 2007. №1. - С. 2-4.

2. Энергетическая стратегия России на период до 2020 года / Утв. распоряжением Правительства № 1234-р от 28 августа 2003 г.

3. Вагин Г.Я. К вопросу о повышении систем энергоснабжения промышленных предприятий // Промышленная энергетика. 2006. №3. -С. 12-14.

4. Вагин Г.Я., Лоскутов А.Б., Мамонов A.M. Автономные когенерационные установки (мини-ТЭЦ) модульного типа // Известия академии инж. наук России. 2005. №15. - С. 280-288.

5. Михайлов А., Агафонов А., Сайданов В. Малая энергетика России. Классификация, задачи, применение // Новости Электротехники. 2005. № 5(35).

6. Вагин Г.Я., Лоскутов А.Б., Головкин H.H. Технические и экономические критерии выбора мощности мини-ТЭЦ на промышленных предприятиях (часть 1) // Промышленная энергетика. 2006. № 4. - С. 38-43.

7. Данилевич Я.Б., Боченинский В.П., Кириченко Б.Э., Коваленко А.Н. Малые электростанции: Предпринт. №1. ОЭЭП РАН, 2002.- 32 с.

8. Быстрицкий Г.Ф. Установки автономного и резервного энергоснабжения // Промышленная энергетика. 2008. №2. - С. 13-23.

9. Борк Т.А., Вершинский В.П., Евтюхова И.П., Коробов Н.М., Сорокина З.П. Проблемы создания отечественных мини-ТЭЦ // Теплоэнергетика. 1991. №10.-С. 18-21.

10. Мини-ТЭЦ и эффективность тепло- и электроснабжения // Экономия энергии ВИНИТИ. 2003. №2. - С. 63-34.

11. Котлер В. Мини-ТЭЦ: Мировой опыт // Аква-Терм. 2004. №6. - С.34-37.

12. Филиппов С.П. Малая энергетика в России // Теплоэнергетика. 2009. №8.-С. 38-44.

13. Джапаридзе Н.Р. Малая энергетика и решение жилищно-коммунальных проблем // Турбины и дизели. 2005. №5. - С. 20-22.

14. Грицына В.П. Развитие малой энергетики естественный путь выхода из наступившего кризиса энергетики // Промышленная энергетика. - 2001. №8. -С. 13-15.

15. Аметистов Е.В., Клименко А.В., Леонтьев А.И., Мильман О.О. и др. Приоритетные направления перехода муниципальных образований на самообеспечение тепловой и электрической энергией // Известия АН. Энергетика. 2003. №1. - С. 107-117.

16. Данилевич Я.Б., Делюкин А.С., Кириченко Б.Э., Коваленко А.Н., Шилин

17. B.JI. Малая тепловая электростанция повышенной эффективности // Известия АН. Энергетика. 2003. №1. - С. 148-153.

18. Гейвандов И.А., Стоянов Н.И. Комбинированная выработка тепловой и электрической энергии на автономных малых электростанциях // Научн. школы и научн. направления. Сев. Кав. ГТУ. 2001. - С. 241-243.

19. Duffy Т.Е., Director Р.Е., Schneider Р.Н. Advanced combined-cycle from 8 MW to 23 MW // Proc. Amer. Power. Power. Conf. 55 Pt 2 55th Annu. Meet. Amer. Power. Conf. Chicago. 1993. III. - P. 1733-1741.

20. Андрющенко А.И. Энергетическая эффективность теплофикации от блок-ТЭЦ на базе районных котельных // Изв. вузов Энергетика. 1991. №6.1. C. 3-7.

21. Laurentiu Ghioca, Livia Panait, Silvia Pressel, Gabriella Prutu. Conditiile tehnice si economice de rentabilizare a unor centrale termice si de termoficare, mici, din cadtul RENEL // Energética. A. 1993. 41. №5. - P. 214-223.

22. Котлер B.P. Мини-ТЭЦ: зарубежный опыт // Теплоэнергетика. 2006. №8. -С. 69-71.

23. Носач В.Г., B.B. Капустин, Кривенко В.Д., Кривоконь A.A. и др. Мини дизель-ТЭЦ с термохимической переработкой топлива // Промышленная теплотехника. -1996. Т. 18.№ 6. С. 41-43.

24. Конрад А.Д. Методика определения тепловой эффективности миниТЭЦ с ГТУ // Изв. вузов Энергетика. 1991. №1. - С. 98-101.

25. Директор Л.Б., Попель О.С., Фрид С.Е. Анализ эффективности мини-ТЭЦ на базе ДВС при переменных графиках нагрузки // Новости теплоснабжения. -2005. №11.-С. 42-44.

26. Левин Л.И. О тепловой эффективности малых ТЭЦ на низкие параметры пара и некоторых элементах тепловой схемы турбин типа ТК // Промышленная энергетика. №4. 2008. - С. 49-51.

27. Пугач Л.И., Серант Ф.А., Сервант Д.Ф. Нетрадиционная энергетика -возобновляемые источники, использование биомассы, термическая подготовка, экологическая безопасность: Учебное пособие. Н: Изд. НГТУ, 2006. - 347 с.

28. Трухний А.Д., Макаров A.A., Клименко В.В. Основы современной энергетики: Курс лекций для менеджеров энергетических компаний. Часть 1.- М.: Издательство МЭИ, 2002.- 368 с.

29. Агафонов Г.В., Соколов А.Д. Долгосрочные тенденции развития угольной промышленности мира и России // Известия АН. Энергетика. -2004. № 1.-С. 26-33.

30. Саламов A.A. Развитие ТЭС, работающих на угле // Теплоэнергетика. -2000. № 8. С. 75-76.30. 28-я Международная конференция по использованию угля и топливным системам // Теплоэнергетика. 2004. №1. - С.73-75.

31. Инновации в угольной отрасли. Отчет. Изд. Эксперт.- Москва 2005 г.

32. Росляков П.В., Изюмов М.А. Экологически чистые технологии использования угля на ТЭС: Учеб. пособие. М.: Издательство МЭИ, 2003.- 123 с.

33. Российский рынок энергетических углей (издание 3-е) — М.: «Росинформуголь», 2007.- 42 с.

34. Дьяков А.Ф., Попырин JI.C., Фаворский О.Н. Перспективные направления применения газотурбинных и парогазовых установок в энергетике России // Теплоэнергетика. 1997. № 2. - С. 59-64.

35. Белосельский Б.С., Барышев В.И. Низкосортные энергетические топлива: Особенности подготовки и сжигания.- М.: Энергоатомиздат, 1989.- 136 с.

36. Исламов С.Р., Степанов С.Г. Глубокая переработка угля: введение в проблему выбора технологии // Уголь. 2007. №10. - С. 55-58.

37. Исламов С.Р., Кочетков В.Н., Степанов С.Г. Газификация угля: прошлое и будущее // Уголь. 2006. №8. - С. 69-71.

38. Шестаков С.М. Газификация твердого топлива для использования в котельных и ТЭЦ // Теплоэнергоэффективные технологии. 2004. №2. -С. 26-32.

39. Кантарович Б.В. Основы теории горения и газификации твердого топлива.- М.: Изд. Академии Наук СССР, 1958. 598 с.

40. Потапенко И.О. Перспективы производства экологически чистого топлива для электростанций на основе газификации углей // Химия твердого топлива. 2003. №6. С. 85-92.

41. Прутковский E.H., Позгалев Г.И., Гольдштейн А.Д., Грибов В.Б. Экологическая и тепловая эффективность модернизации ТЭС с установкой оборудования газификации твердого топлива // Труды ЦКТИ. 1997. №1. -С. 155-166.

42. Расчеты аппаратов кипящего слоя: Справочник под ред. И.П. Мухленова и др. JL: Химия. 1986. - 351 с.

43. Лева М. Псевдоожижение. М: Государственное научно-техническое издательство нефтяной и горно-топливной литературы. 1961. - 400 с.

44. Сыромятников Н.И., Волков В.Ф. Процессы в кипящем слое.- С.: Металлургиздат, 1959.- 246 с.

45. Агеева Т.В., Черненко И.И., Лазарев В.И., Буровцов В.М. Анализ продуктов и остатков газификации углей в кипящем слое под давлением // Химия твердого топлива. 1994. №2. - С. 37-42.

46. Власюк A.B., Зембицкий П.Ю., Кучин Г.П., Скрипко В.Я., Ефимов Г.В. и др. Опыт сжигания низкосортного твердого топлива в топках кипящего слоя отопительных котельных мощностью до 1 МВт // Новости теплоснабжения.2001. №10.- С. 15-16.

47. Сахаров E.H. Специфика работы и конструктивные особенности особенности слоевых топок с кипящим слоем // Новости теплоснабжения.2002. №6.-С 16.

48. Легенченко А. И., Рахманов В.Б., Робул А.Г. Снижение токсичности продуктов сгорания путем сжигания в кипящем слое // Проблемы энергосбережения. 1995. №4-6. - С. 128-131.

49. Gohla M., Borghardt R., Reimer H., Neidel W. Verbrennung von festen brennstoffen- kohlen, biomassen, abfallstoffen- in Wirbelschichtfeuerungen // BWK: Brenst-Warme-Kraft 1995. 47. №11-12. - P. 495-203

50. Mori Shigekatsu, Fujima Yukihisa. Fluidized bed combustion for highly efficient use of coal // J. Jap. Soc. Mech. Eng. 1996. 99. № 930. - P. 371-374.

51. Маринченко T.M. Оценка энергетической эффективности перспективных тепловых схем с внутрицикловой газификацией угля в кипящем слое // Тр. мол. учен. ИСЭМ СО РАН. 2000. №30. - С. 145-152.

52. Дьяков А.Ф., Нечаев В.Р., Ольховский Г.Г. Техническое перевооружение действующих ТЭС // Теплоэнергетика. 1996. №7. - С. 25-29.

53. Практикум по общей химической технологии под ред. Мухленова И.П. М.: Изд. Высшая школа, 1967.- 372 с.

54. Хвостов Л.А. Термохимическая переработка канско-ачинских углей // Химия твердого топлива. 2004. №5. - С. 49-51.

55. Гапонич Л.С., Чернявский Н.В. Качественные и количесвтенные характеристики углей в кипящем слое // Экотехнология и ресурсосбережение. 2003. №5. - С. 7-11.

56. Cai Zeng, Hongwei Wu, Jun-ichiro Hayashi, Chun-Zhu Li. Effects of thermal pretreatment in helium on the pyrolysis behaviour of Loy Yang brown coal // Fuel. -2008. 85. № 12-13. P. 1586-1592.

57. Rengui Guan, Wen Li, Baoqing Li. Effects of Ca-based additives on desulfiirization during coal pyrolysis // Fuel. 2003.82. № 15-17. - P. 1961-1966.

58. Рохман Б.Б. О некоторых особенностях технологии термохимической переработки углей в циркулирующем кипящем слое // Теплоэнергетика. -2007. № 6. С. 38-43.

59. Волчин И.А., Майстренко А.Ю., Яцкевич C.B. Сжигание углей в кипящем слое под давлением // Энергетика и электрификация. 1995. №6. - С 1-5.

60. Левченко Г.И., Новиков Ю.С., Федотов П.Н., Христич Л.М., Копелиович A.M. Перспективные технологии переработки и сжигания топлива в модернизируемых паровых котлах и котлах новых поставок // Тяжелое машиностроение. 2000. №7. - С. 8-15.

61. Борзов А.И., Детков С.П., Гончаров Н.В. К технологии приготовления ВТУС из бородинского термоугля // Уголь. 2004. №2. - С. 56-59.

62. Ольховский Г.Г. Газотурбинные и парогазовые установки в России // Теплоэнергетика. 1999. №1. - С. 2-9.

63. Фаворский О.Н., Длугосельский В.И., Петреня Ю.К., Гольдштейн А.Д., Комисарчик Т.Н. Состояние и перспективы развития парогазовых установок в энергетике России // Труды НПО ЦКТИ. 2002. №258. - С. 21-33.

64. Чубарь Л.С., Гордеев В.В., Петров Ю.В. Котлы-утилизаторы для парогазовых установок // Теплоэнергетика. 1999. №9. - С. 34-36.

65. Предтеченский Г.П. Газотурбинные установки М.: Госэнергоиздат, 1957.376 с.

66. Особов В.И., Особов И.В. К вопросу об инвестиционной привлекательности технических проектов газотурбинных и парогазовых энергетических установок // Конверсия в машиностроении. 2000. № 1. -С. 53-58.

67. Ольховский Г.Г. Развитие теплоэнергетических технологий // Теплоэнергетика. 1996. №7. - С. 7- 15.

68. Клер A.M. Потанина Ю.М., Щеголева Т.П. Сопоставление энергетической и экономической эффективности ПТУ с низкотемпературной и высокотемпературной газификацией угля // Теплоэнергетика (Новосибирск). 2001. №5. - С. 226-238.

69. Галушко В.Ф. Реконструкция промышленных ТЭЦ малой мощности газотурбинными установками: Материалы трудов Национальной конференции по теплоэнергетике. Казань, 5-8 сентября 2008 г. С. 73-75.

70. Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электростанций: Учебное пособие для вузов / C.B. Цанев, В.Д. Буров, А.Н. Ремезов / М: Изд. МЭИ, 2002.- 584 с.

71. Сулимов Д.Д. Газотурбинные установки ОАО «Авиадвигатель» для работы на синтез-газе, полученном в результате газификации угля // Теплоэнергетика. 2010. №2. - С. 27-29.

72. Гольдштейн А.Д., Комисарчик Т.Н., Лезнов A.C. Парогазовые установки на базе ГТУ малой и средней мощности // Тр. НПО ЦКТИ. 2002. №285. - С. 92-106.

73. Паровые и газовые турбины малой мощности Отраслевой каталог. М: Изд: ЦНИИТЭИТЯЖМАШ. 1993 г.

74. Турбинное оборудование для малой энергетики. Отраслевой каталог. М: ЦНИИТЭИТЯЖМАШ. 1991 г.

75. Земцов A.C. Основные направления при проектировании новых и реконструкции существующих электростанций с применением газотурбинных и парогазовых технологий // Теплоэнергетика. 2000. №10. -С. 19-22.

76. Колоколов О.В. Решение проблем бурого угля в комплексном использовании на основе газификации // Уголь Украины. - 2006. №4. -С. 5-6.

77. Рыжков А.Ф., Силин В.Е., Кузнецов A.A., Лазариди A.A. ПТУ на базе экологически чистых угольных технологий // Вестник УГТУ-УПИ. 2005. №4. - С. 219-230.

78. Гольдштейн А.Д., Позгалев Г.И., Доброхотов В.И. Состояние развития ПТУ на твердом топливе // Теплоэнергетика. 2003. № 2. - С. 16-23.

79. Буров В.Д., Конакотин Б.В., Цанев Б.В. Особенности применения парогазовой технологии на угольных электростанциях // Энергосбережение и водоподготовка. 1998. №1. - С. 37-43.

80. Ольховский Г.Г. Газовые турбины для энергетики // Вестник МГТУ. Серия Машиностроение. 1995. №1. - С. 11-20.

81. New generation coal utilization technology // Chem. Eng (USA).- 2003. 110. № 13. P. 15.

82. Шелудько Л.П. Методические особенности предпроектного анализа децентрализованных мини-ТЭЦ // Вопросы повышения эффективности теплоэнергетических установок и систем: Юбилейный сборник научных сообщений. Саратов: СГТУ, 1997.- С. 61-67.

83. Смирнов И.А., Молодюк В.В., Хрилев Л.С. Определение экономической эффективности применения газотурбинных теплофикационных установок средней и малой мощности // Теплоэнергетика. 1994. № 2. - С. 17-23.

84. Блохин А.И., Карев А.Н., Кенеман Ф.Е., Стельмах Г.П. Угольные мини-ТЭС с внутрицикловым пиролизом топлива // Электрические станции. 2005. № 7. - С. 25-33.

85. Хайлов Б.А. Газоугольная ТЭЦ небольшой мощности с применением ГТУ // Энергетик. 2003. №1. - С. 20-22.

86. Ноздренко Г.В., Овчинников Ю.В. Экологическая газотурбинная мини-ТЭЦ на угле // Физико-технические и экологические проблемы теплоэнергетики. 1993. С. 65-72.

87. Клер A.M., Маринченко А.Ю., Сушко С.Н. Оптимизация паротурбинного энергоблока угольной мини-ТЭЦ с учетом переменных графиков тепловых иэлектрических нагрузок // Теплофизика и аэромеханика. 2006. 13 №2. -С. 303-314.

88. Буянтуев СЛ., Бадмаев Л.Б., Зандаков П.Д. Плазменная газификация углей как способ увеличения КПД котлов малой мощности // Достижения ученых XXI века: Сб. материалов Международной научно-практической конференции. 2005 г. С. 115-116.

89. Данилевич Я.Б., Боченинский В.П., Евланов B.C. Малая тепловая электростанция с парогазовой установкой // Известия АН. Энергетика. 1996. №4.-С. 68-71.

90. Боровков В.М., Зысин Л.В. Основные направления развития мини-ТЭЦ на основе современных парогазовых технологий // Известия АН. Энергетика. -2001. №1.-С. 100-105.

91. Кафаров В.В., Перов В.Л., Мешалкин В.Г. Принципы математического моделирования химико-технологических систем . М.: Химия, 1974. - 344 с.

92. Попырин Л.С. Математическое моделирование и оптимизация теплоэнергетических установок. — М.: Энергия, 1978.

93. Назмеев Ю.Г., Мингалеева Г.Р. Система топливоподачи и пылеприготовления ТЭС: Справочное пособие. М.: Издательский дом МЭИ, 2005.- с. 479.

94. Расчет и проектирование пылеприготовительных установок котельных агрегатов. М.-Л.: ЦКТИ, 1971.

95. Бродянский В.М., Фратшер В., Михалек К. Эксергетический метод и его приложения М.: Энергоатомиздат, 1988.288 с.

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

97. ШаргутЯ., Петела Р. Эксергия /М.: Энергия, 1988.288 с.

98. Степанов B.C. Химическая энергия и эксергия веществ (2-е изд., перераб.). Новосибирск: Наука, 1990.

99. Латыпов Р.Ш., Шарафиев Р.Г. Техническая термодинамика и энерготехнология химических производств / Уч. для вузов: М.: Энергоатомиздат, 1998. 344 с.

100. Афанасьева О.В., Мингалеева Г.Р. Оценка тепловой эффективности системы подготовки топлива мини-ТЭЦ с пиролизом угля // Труды Академэнерго. 2006. № 4.- С. 70-79.

101. Афанасьева О.В., Мингалеева Г.Р. Тепловая эффективность производства вторичных продуктов на угольной мини-ТЭС // Фундаментальные исследования. 2007. № 6. - С. 60-61.

102. Афанасьева О.В., Мингалеева Г.Р. Термодинамическая эффективность угольной мини-ТЭС с пиролизом и газификацией // Труды Академэнерго. 2007.-№3.-С. 52-61.

103. Афанасьева О.В., Мингалеева Г.Р. Эксергетическая эффективность угольных мини-ТЭС как критерий перспективности их широкого использования //Химия твердого топлива. 2009.- №1. С. 64-69.

104. Тумановский А.Г. Котлер В.Р. Перспективы решения экологических проблем тепловых электростанций // Теплоэнергетика. — 2007. №6. — С.5-11.

105. Шевердяев О.Н., Кулиш О.Н., Шевердяева Н.В. Утилизация золоотходов и снижение выбросов оксидов азота основа создания экологически чистой угольной ТЭС // Промышленная энергетика. - 2007. - №2. - С. 44-47.

106. Кузьмичев Р.В. Улучшение экологической обстановки на объектах с ГТУ // Вестник Брянского гос. техн. университета. — 2005. №3. С. 39-44.

107. Росляков П.В., Изюмов М.А. Экологически чистые технологии использования угля на ТЭС: Учеб. пособие. М.: Издательство МЭИ, 2003.

108. Афанасьева О.В., Мингалеева Г.Р. Экологические показатели угольных мини-ТЭС и анализ их эффективности // Альтернативная энергетика и экология, №8, 2008 г. С. 47-51.

109. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети: Учебник для вузов.- М.: МЭИ, 2006. 472 с.

110. Ларионов B.C., Ноздренко Г.В., Щинников П.А., Зыков В.В. Технико-экономическая эффективность энергоблоков ТЭС: Учеб. пособие. -Новосибирск: Изд-во НГТУ, 1998. 31 с.

111. Делягин Т.Н., Лебедев В.И., Пермяков Б.А. Теплогенерирующие установки. -М.: Стройиздат, 1986. 559 с.

112. Домбровская, Г.П. Методические указания по выполнению экономической части выпускной работы. Образовательно-квалификационный уровень-бакалавр. Для студентов специальностей: 7.01.01.04.01. / Т.П. Домбровская, A.B. Кропотов.- Харьков: УИПА, 2007. -17 с.

113. Chang Н. Exergy analysis and exergoeconomic analysis of an ethylen process // Tamkang journal of science and engineering. 2010. Vol. 4. - No. 2. - P. 94-104.

114. Fani M., Mozafari, A. and Farhanieh, B. Coordination of process integration and exergoeconomic methodology for analysis and optimization of a pulp andpaper mill // Transaction B: Mechanical Engineering. 2009 Vol. 16. - No. 4. - P. 301-312.

115. Silveira J., Tuna C. Thermoeconomic analysis method for optimization of combined heat and power systems // Part 1. Progress in energy and combustion science. 2003. Vol. 29. - P.479-485.

116. Chen Q., Hua B. Application of exergoeconomics to the analysis and optimization of process systems // Journal of Thermal Science. 1995.- Vol. 5. No. l.-P. 1-10.

117. Valero A., Serra, L. Fundamentals of exergy cost accounting and thermoeconomics // Trans. ASME. J. Energy Resour. Technol., Pt 1 Theory. Center for Energy Resources and consumptions. — 2006. No. l.-P. 1-8.

118. Ozgur B. Exergoeconomic analysis of a combined heat and power (CHP) system // Int. J. Energy. 2008. -32. No. 4. - P. 273-289.

119. Литовский Е.И. Потоки энергии и эксергии. М.: Наука, 1988. 144 с.

120. Беляев Л.С., Подковальников С.В. Рынок в электроэнергетике: проблемы развития генерирующих мощностей. Новосибирск: Наука, 2004.220 с.

121. Белосельский Б.С. Технология топлива и энергетических масел: Учебник для вузов. 2-е изд. испр. и доп.- М: Издательство МЭИ, 2005. - 348 с.

122. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. М: Наука, 1972. 720 с.