автореферат диссертации по строительству, 05.23.03, диссертация на тему:Повышение эффективности использования мини-ТЭЦ в системах децентрализованного теплоснабжения

ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО - СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

КИТАЕВ ДМИТРИЙ НИКОЛАЕВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МИНИ-ТЭЦ В СИСТЕМАХ ДЕЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Специальность: 05.23.03. - Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж - 2005 г.

Работа выполнена в Воронежском государственном архитектурно-строительном университете

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Турбин Владимир Сергеевич

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Шитов Виктор Васильевич

кандидат технических наук, доцент Лушникова Елена Николаевна

Ведущая организация Воронежский государственный техниче-

ский университет

Защита состоится 29 декабря 2005 г в 10 часов на заседании диссертационного совета Д212 033 02 в Воронежском государственном архитектурно-строительном университете по адресу 394006, г Воронеж, ул 20-лет Октября, 84, ВГАСУ, аудитория 20, корпус 3 тел факс (8-0732) 71-53-21

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного архитектурно-строительного университета (ВГАСУ)

Автореферат разослан 28 ноября 2005г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент

гооЪ-А 2263^3

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Традиционные централизованные системы теплоснабжения в настоящее время оказались не в состоянии обеспечивать расчетную тепловую и электрическую нагрузки потребителям. Особенно страдают отдаленные районы, где ситуация с энергоснабжением критическая: электроэнергией они обеспечиваются по графику, наблюдается «веерное» отключение потребителей.

На большинстве Российских ТЭЦ, построенных еще в советское время, износ оборудования составляет более 70%. Как показывают исследования, эффективно используется не более 40% производимой энергии, а остальное составляют тепловые и транспортные потери. В тепловых сетях теряется большое количество тепловой энергии, что сводит к минимуму преимущества комбинированной выработки тепла и электроэнергии.

При централизованном теплоснабжении магистральные сети имеют низкую надежность, при аварии отключаются целые жилые кварталы. Тепловые сети находятся в аварийном состоянии, они перекладываются каждые несколько лет, что требует больших капиталовложений.

Районные котельные, переданные в муниципальную собственность, из-за износа оборудования и отсутствия финансирования работают на неполную нагрузку. Реструктуризация, предпринимаемая крупнейшим производителем и поставщиком электрической и тепловой энергии - РАО «ЕЭС России», не ориентирована на потребителя и не приносит положительного эффекта.

В настоящее время актуальной является проблема тепло- и электрификации объектов от альтернативных источников энергоснабжения, в частности; от мини-ТЭЦ малой и средней мощности, обеспечивающих энергией микрорайон, отдельные жилые и административные здания, частные коттеджи. При аварии на таких объектах, от энергоснабжения отключаются лишь малая часть потребителей. Использование таких установок позволяет отказаться от протяженных тепловых и электрических сетей, что значительно увеличивает их надежность и снижает стоимость энергоснабжения.

В настоящее время отсутствуют надежно обоснованные методики, позволяющие рассчитывать тепловые и электрические параметры, не обосновано применение различных схем мини-ТЭЦ в зависимости от соотношения тепловой и электрической нагрузок потребителя. Поэтому разработка надежных математических моделей, методик проектирования мини-ТЭЦ и схем их работы является также актуальной задачей.

Данная работа выполнялась в соответствии с целевой программой ГКНТ и ГОССТРОЯ России, а также с межвузовскими программами «Строительство» по научному направлению: «Разработка систем теп-логазоснабжения с целью экономии ТЭР и защиты окружающей среды от тепловых и вредных газообразных выбросов-энергетических. установок».

РОС. НАЦИОНАЛЬНА;: БИБЛИОТЕКА СПстеуАфг О» М•?««/

А

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является повышение эффективности использования мини-ТЭЦ в системах децентрализованного теплоснабжения.

В связи с поставленной целью задачами исследования являются:

- на основе математического моделирования обосновать условия применения мини-ТЭЦ для режима совместного производства тепловой и электрической энергии;

- разработать математическую модель конвективного теплопереноса при использовании в установках мини-ТЭЦ бака-аккумулятора;

- разработать методику расчета тепловой части мини-ТЭЦ;

- создать лабораторную модель мини-ТЭЦ и получить ее стендовые экспериментальные характеристики;

- разработать перспективные тепловые схемы с применением мини-ТЭЦ для систем децентрализованного энергоснабжения;

- уточнить технико-экономическое обоснование эффективности применения мини-ТЭЦ для систем децентрализованного теплоснабжения.

Научная новизна заключается в следующем:

- разработана и экспериментально подтверждена математическая модель, описывающая процессы тепло - и массопереноса в элементах мини-ТЭЦ;

- разработана методика, позволяющая рассчитать энергетические показатели мини-ТЭЦ, а так же соотношение электрических и тепловых нагрузок;

- получены эмпирические зависимости, позволяющие описать процессы производства энергии на мини-ТЭЦ;

- разработаны схемы мини-ТЭЦ, работающие на нетрадиционных видах топлива;

- приведено экономическое обоснование эффективности использования мини-ТЭЦ.

На защиту выносятся:

- математические модели для описания процессов тепло - и массообмена при производстве тепловой энергии с использованием бака-аккумулятора;

- экспериментальные исследования и полученные в ходе их проведения эмпирические зависимости, позволяющие определять энергетические параметры мини-ТЭЦ при различных нагрузках поршневого двигателя;

- методика расчета мини-ТЭЦ;

- схемы, позволяющие использовать мини-ТЭЦ в зависимости от соотношений тепловой и электрической нагрузок потребителя.

Обоснованность и достоверность научных результатов, выводов и рекомендаций, содержащихся в работе, подтверждены следующими положениями:

-применением фундаментальных законов аэродинамики, тепло - и массообмена для газообразных и жидких сред, подтвержденных статистической теорией и экспериментом;

-соответствием результатов лабораторных и натурных исследований и численного эксперимента, выполненных с использованием современных приборов и методов испытаний со степенью достоверности 95%, в том числе теории математической статистики;

-одновременным использованием нескольких методов исследований, позволяющих с разных сторон изучить одни и те же процессы и явления, положенные в основу предлагаемых решений.

Практическое значение работы заключается в апробации и внедрении новой методики по разработке принципиальных энергетических схем с применением мини-ТЭЦ в проектных организациях при проектировании источников энергоснабжения.

На основе разработанной методики проектирования мини-ТЭЦ собрана установка, внедренная в Воронежских Тепловых сетях ОАО «Воронежская генерирующая компания».

Результаты диссертации используются в процессе обучения студентов по курсам: «Теплотехника», «Теплогенерирующие установки», «Охрана окружающей среды» и при дипломном проектировании на факультете инженерных систем и сооружений Воронежского государственного архитектурно-строительного университета.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены в 2002 - 2005 гг. на 57-60 научных конференциях и семинарах в Воронежском государственном архитектурно-строительном университете.

Публикации. По материалам исследований опубликовано 7 научных статей общим объемом 29 страниц. Из них лично автору принадлежит 19 страниц. В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, лично соискателю принадлежит: в /1/ - описание конструкции малогабаритных газовых турбин и обоснование применения в установках малой мощности; в /2/ - обоснование эффективности применения в децентрализованных системах теплоснабжения поршневых мини-ТЭЦ, принципы их работы, основные показатели; в /3/ - методы совершенствования турбин, работающих на выхлопных газах мини-ТЭЦ; в /5/ - использование поршневых мини-ТЭЦ в системах альтернативного теплоснабжения; в /6/ - математическая модель процессов теплообмена в элементах мини-ТЭЦ; в III - результаты экспериментальных исследований мини-ТЭЦ, схемы их использования.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов и библиографического списка литературы из 95 наименований. Диссертация изложена на 163 страницах машинописного текста и содержит 47 рисунков, 13 таблиц и 5 приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность и важность данной диссертационной работы. Дается краткая характеристика и оценка состояния рассматри-

ваемой проблемы, подчеркивается необходимость использования мини-ТЭЦ в системах децентрализованного теплоснабжения.

В первой главе проанализированы существующие схемы производства тепловой энергии в установках малой и средней мощности, рассмотрены методики расчета показателей традиционных установок. На основе анализа литературных источников и по результатам исследований, проводимых отечественными и зарубежными учеными, показано, что наиболее целесообразно в области мощностей менее 3,5 МВт использование мини-ТЭЦ на базе двигателей внутреннего сгорания. Эти установки в последнее время активно развиваются, однако требуется уточнение существующих методик расчета, обоснование применения схем работы в зависимости от нагрузок потребителя и условий эксплуатации. Сформулированы цель и задачи исследования.

Во второй главе представлено математическое моделирование тепловых процессов в элементах мини-ТЭЦ.

Дано обоснование применения в мини-ТЭЦ баков-аккумуляторов с целью расширения рабочего диапазона, сглаживания неравномерности суточного потребления, обеспечения работы установки в номинальном режиме эксплуатации и экономии топлива.

В отличие от стандартного подхода к моделированию в работе приведена идентификация математической модели, которая предполагает обязательность выполнении следующих операций: выполнение эксперимента с целью получения эмпирической связи между величинами, позволяющими доопределить граничные условия нагрева воды в трубках теплообменника или теплового аккумулятора; формулировку математической модели и получение ее решения в виде аналитической зависимости с учетом полученной эмпирической связи; выполнение расчетов по найденному решению при различных сочетаниях подлежащих идентификации параметров модели и минимизацию функционала Гаусса; проверку адекватности модели.

Построение математической модели зарядки бака-аккумулятора (рис.1) проводится в два этапа. Создается математическая модель нагрева воды в те-плопередающей трубе с течением времени, затем, используя ее, как условия на входе в бак, создается модель для зарядки бака-аккумулятора.

х-1 \х /г

2=0

бак

ч.

выхлопные газы

Рис. 1. Схема зарядки теплового аккумулятора

В качестве математической модели рассматривается уравнение теплопроводности:

Ят ЯТ* Л27~

1T + Uiz = al^> (9<х<1, г>0), (1)

от ах ах

где Г - температура, °С; т - время, с; а - коэффициент температуропроводности, м2/с; и - .скорость воды, м/с.

Ввиду неопределенности рассматривались три варианта граничных условий:

дТ дТ

1. Я— = а(Т-7^0) придс=0;— = 0придс=/; (2)

дх дх

2. Т = Тт при х=0; Я— = -аТ при хЧ; (3)

дх

ЙТ ат

3. Я— = а(Г-Тт) при х=0; Я— = -аТ при*=/. (4)

дх дх

Начальное условие для всех вариантов одинаково и имеет вид

7"(х,0) = 0 (0<дг</). (5)

В уравнениях (2-5) обозначено: 7оо - неизвестная температура стенки трубки в ее начале, "С; а - коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2 град); X - коэффициент теплопроводности, Вт/(м град). Т = Т(х,т) - температура в момент времени т на расстоянии х от нижнего конца вертикальной трубки, который подвержен нагреву проходящими дымовыми газами (рис.1).

Были получены аналитические решения для всех вариантов. Решение задачи по условиям первого варианта для Т(х,т) при х=1 имеет вид:

Т(!,г)=Тк

» ^ -««■)+иг) 1 - IpYf*---&-'-

(6)

где р - критерий Нуссельта.

Функционал Гаусса с учетом полученного решения имеет вид

Ф = 1[7»0>^С/)] , (7)

j' 1

где через F(y') обозначено выражение в квадратных скобках правой части (7).

Дифференцируя функционал (7) по Too и приравнивая производную нулю, получим

2Хс/жс/)

= Ч-• (8)

1><ЖО)

В работе для минимизации функционала Гаусса (7) применен метод наикратчайшего спуска Вычислительный процесс идентификации математической модели реализован на алгоритмическом языке (ЗшскВаБгс. В процессе идентификации были получены оптимальные значения Тт,р,и. Ввиду минимального значения функционала Гаусса в первом варианте, эта модель и была принята за расчетную.

Для расчета температуры воды в баке - аккумуляторе в зависимости от времени и координаты решим уравнение энергии

= а-

д%

Ы " & дг2 для полуограниченной среды (г > 0) при граничном условии

т.<?А =/с)'

(9)

(Ю)

где /(?) представляет собой температуру воды в трубке на входе в бак (г=0), отсчитанную от начальной температуры 7"0 и описываемую формулой (6).

С использованием функции влияния решение уравнения (9) при граничном условии (10) и начальном условии Т6 (2,0) = 0 имеет вид

1 ' П-т\ ['-»«('-О]1

г.(г.о-4-Р?« м'-г> -/м* (п)

2^1 яаЦ (?-т)

В работе была получена упрощенная модель нагрева воды.

На рис. 2 представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований процесса зарядки бака-аккумулятора.

О 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95

время, мин

Рис. 2. Изменение температуры воды в баке-аккумуляторе /-на входе в бак; II- на выходе из бака; А - теоретическая; ■ - приближенная

Из рис.2 видно, что экспериментальные и расчетные данные находятся в удовлетворительном соответствии, что подтверждает адекватность матема-

тической модели реальным условиям прогрева воды. Значения неизвестных параметров математической модели следующие: 7*оо= 12,64861, р=0,9997329, И|=0, и2=0,3059973, м3=0,1100073.

В третьей главе представлены результаты исследований мини-ТЭЦ малой мощности на лабораторной установке (рис. 3), смонтированной на базе двигателя УД-25. На рис.4 приведена схема циркуляции теплоносителя.

Рис. 3. Схема экспериментальной установки поршневой мини-ТЭЦ малой мощности 1 - двигатель внутреннего сгорания; 2 - генератор; 3 - рама; 4 -кожух; 5 -блок управления; 6 - рукоятка; 7 - амортизатор; 8 - ролик; 9 - бензобак; 10 - фланец; 11 - муфта; 12 - заземление; 13 - утилизатор выхлопных газов; 14 - насос; 15 - бак - аккумулятор; 16 - нейтрализатор

Рис. 4. Схемы циркуляции воды в системе: а) прямая; б) обратная; 1 -бак-аккумулятор; 2 - утилизатор выхлопных газов; 3 - расходомер; 4 - циркуляционный насос

В опытах был имитирован потребитель тепловой и электрической энергии: отопительный конвектор с алюминиевым оребрением и электродвигатель типа 4А100С2УЗ с потребляемой мощностью 4,5 кВт.

На основе планирования экспериментов и с учетом математической модели были определены основные экспериментальные параметры, подлежащие определению, разработаны методики проведения опытов и определения погрешности экспериментов.

На рис. 5 представлены экспериментальные зависимости температуры воды / в баке-аккумуляторе при естественной и принудительной циркуляции воды в системе, осуществляемой по прямой и обратной схемам при различных числах оборотов двигателя п с течением времени т. Эмпирические данные аппроксимируются зависимостями вида: при естественном режиме циркуляции:

/ = -0,0091т2 + 2,0716т -19,936, п=3000 об/мин, (12)

Г = -0,0058т2 +1,7494т-24,05, п=2500 об/мин, (13)

I = -0,0052г2 + 1,7773т-39,116, п=2000 об/мин, (14)

/ = -0,0093т2 + 2,6434т-9108, п=1500 об/мин. (15)

при принудительном режиме циркуляции:

? = 10"4 г3 - 0,018г2 +1,8005г +10,496, прямая схема; (16) / = 9~5 т3 - 0,0173т2 +1,703т +11,227, обратная схема. (17)

время нагрева, мин

Рис. 5. Зарядка аккумулятора: 1-4 - естественная циркуляция; 5,6 - принудительная циркуляция (п=3000 об/мин); 1 - п=1500 об/мин; 2 - п=2000 об/мин; 3 - п=2500 об/мин; 4 - п=3000 об/мин; 5 - обратная схема; 6 - прямая

Эмпирические уравнения для определения других режимных параметров мини-ТЭЦ имеют вид:

температура выхлопных газов /Ь°С в выхлопном патрубке цилиндра

г, = 126,52ехр (1,3046« / п^), (18)

температура выхлопных газов /2,°С на входе в теплообменник-утилизатор

/2=86,87ехр(0,7393я/иШ1Х), (19)

температура выхлопных газов /3,°С на выходе из утилизатора

/, = 15,501Ь1(я/яти) + 112,76, (20)

температура масла /6,°С в картере двигателя

^=55,038(и/Итлх) + 21,55, (21)

температура охлаждающего воздуха ¿5,°С

<5=173,91(«/«пих)2-181,99(«/и111ДХ) + 101,48, . (22)

скорости охлаждающего воздуха и2 ,м/с и газов ц ,м/с после утилизатора и2 = 18,785(и/«ИВ1) +1,183, (23)

ц=15,б14(л/ии)-0,017б, (24)

напряжение генератора и, В

и = 15701(«/Итх/ -66811(я/«1ШК)4 + П2844(я/итк)3 -

-94599(«/иоах)2 +39461(и/япж)-6370,5, (25)

полные давления выхлопных газов в выходном патрубке цилиндра ри Па и после прохода системы шумоглушения рг, Па соответственно:

р1 =7453(я/иПМ1)3 -14973(«/иШ1К)2 + 10237(и/яш1Х)-2127,2, (26)

р2 = 1793,7(я/иОИ1[)3-3205,5(я/ят„)2 + 2374,8(я/я11Мх)-411,05, (27) сила тока генератора А

./ = 21,8871п(»/Иш„)+24,75, (28)

расход топлива мини-ТЭЦ

С/Сш„ = 227,32(я/я1МХ)5-854,\Ь(п!п^ + 1248,5(я/Ипш[)3 --885,19(и/ипих)2 + 305,26(и/я1мх)-40,746. (29)

расход воды в системе при принудительной циркуляции, осуществляемой по прямой схеме *

=-0Д94(///ив)2 + 0>0466<///шж) +0,9985. (30)

Полученные эмпирические зависимости позволяют рассчитать режимные параметры поршневых мини-ТЭЦ малой мощности.

В четвертой главе разработана методика расчета параметров мини-ТЭЦ, дополненная аналитическими и эмпирическими формулами, полученными во 2 и 3 главе. Представлены разработанные тепловые схемы систем децентрализованного теплоснабжения на базе мини-ТЭЦ в зависимости от характера нагрузок потребителя и места его расположения. Проведена оценка экономической эффективности внедрения мини-ТЭЦ.

Тепловая мощность мини-ТЭЦ И^ц, кВт складывается из утилизированных потерь тепла с уходящими газами N г, системы охлаждения Ыш и масла Ым:

Общая мощность мини-ТЭЦ Ы7ЭЦ ,кВт, складывается из тепловой и электрической нагрузки

(33)

КПД мини-ТЭЦ, без учета энергии на собственные нужды, определялся по формуле

п" = . (34)

О

рася

Количество тепла, которое возможно получить утилизацией соответствующих потерь, определяется из теплового баланса:

где Q - располагаемая теплота топлива; <2е - теплота, эквивалентная полезной работе двигателя; Q - физическая теплота отработавших газов; -количество теплоты, теряемое с охлаждением двигателя; Ом - количество тепла, отводимое маслом; ()хт - остаточный член баланса, равный сумме всех других потерь теплоты, не вошедших в (35).

По предложенной методике были определены основные показатели мини-ТЭЦ, создаваемых на основе серийно выпускаемых двигателей. Определен характер зависимости максимального теоретического КПД таких установок от мощности, а так же соотношения тепловой и электрической нагрузок. На основе анализа полученных данных можно сделать выводы: интенсивное увеличение КПД мини-ТЭЦ происходит при мощностях менее 1,5 МВт, а дальнейшее увеличение мощности практически не влияет на его значение; В областях меньших 1,5 МВт возможно получение тепла в три раза больше, чем электроэнергии, а при большем значении отношение тепловой и электрической нагрузок изменяется слабо и приблизительно равно 2,5.

Было установлено, что в созданных на сегодняшний день установках мини-ТЭЦ, тепловой энергии в среднем производится в 1,5 раза больше чем электрической. Общий реальный КПД установок такого типа на превышает 86%. Наименьшие значения КПД находятся в области меньшей 800 кВт. При значениях мощности больше 1,5 МВт КПД установок практически не изменяется.

Важным фактором для выбора схемы работы мини-ТЭЦ является соотношение электрической и тепловой нагрузок потребителя. Исследования показали, что при работе поршневых установок (при использовании генератора и теплообменников-утилизаторов) в среднем производится тепловой энергии в 1,5 раза больше чем электрической. Поэтому можно выделить три характерных области работы мини-ТЭЦ: Ытеп /Ыэл <1; 1< Ытеп /Мэл >4; Мтеп >4. Работа во второй области нагрузок для мини-ТЭЦ на базе ДВС является предпочтительной, т.к. область максимума КПД находится именно здесь. В этом интервале номенклатура оборудования, установленного на мини-ТЭЦ будет минимальна.

При режиме работы мини-ТЭЦ в области Ы1СП /N,„=1,5-2 возможно применение схемы с минимальным количеством оборудования (рис.6). При использовании такой схемы должно обеспечиваться постоянное потребление электрической и тепловой энергии. Для регулирования тепловой нагрузки служит вентиль 3, который может часть газов выбрасывать в атмосферу. Но при этом КПД установки будет падать пропорционально количеству выпущенных в атмосферу газов. Это сужает область применения данной схемы для жилого фонда, но она может бьггь использована на промышленных объектах.

1 - поршневой двигатель внутреннего сгорания; 2 - электрогенератор; 3 -вентиль; 4,5 - теплообменники охлаждения масла и системы водяного охлаждения двигателя; 6 - теплообменник-утилизатор выхлопных газов; 7 - водяной насос

Для решения вопроса неравномерности потребления энергии в жилом фонде, создания запаса горячей воды, экономии топлива и для одновременного обеспечения максимального КПД установок мини-ТЭЦ, могут использоваться тепловые и электрические аккумуляторы. На рис.7 представлена схема такой установки. В этом случае мини-ТЭЦ работает в номинальном режиме, производя электрическую и тепловую энергию не потребляемая часть которой запасается в электрическом 3 и тепловом 8 аккумуляторах.

Рис. 7. Схема с электрическим и тепловым аккумулятором 3 - электроаккумулятор; 8 - бак-аккумулятор

Если преобладает тепловая нагрузка потребителя, то возникает необходимость использования устройств, преобразующих электрическую энергию в тепловую. Для этого можно использовать электродные котлы, электроконвекторы, инфракрасные системы, электрические водонагреватели, системы электрического воздушного отопления.

Перспективным топливом для производства энергии на мини-ТЭЦ является газ, полученный из органических отходов путем их переработки.

На рис. 8 представлена обобщенная схема мини-ТЭЦ, работающей на биогазе и предназначенной для энергоснабжения небольшого фермерского хозяйства.

Рис. 8. Схема мини-ТЭЦ на биогазе: 1 - животноводческая ферма; 2 -емкость - навозоприемник; 3 - насос; 4 - метантенк; 5 - каплеотделитель; 6 -газгольдер; 7 - теплообменник подогрева метантенка; 8 - ДВС; 9 - электрогенератор; 10-теплообменник.

Установка работает следующим образом. Из животноводческой фермы 1 отходы (навоз, остатки кормов) поступают в емкость навозоприемник 2, откуда насосом 3 подаются в метантенк 4, где подвергаются анаэробному сбраживанию. Для этого процесса необходима температура порядка 50 °С, которая создается путем обогрева метантенка охлаждающей водой рубашки двигателя. В процессе метановой ферментации образуется биогаз, который 1

отводится в устройство для влагоотделения 5 и после осушения попадает в газгольдер. Часть биогаза, полученного таким образом, направляется в газовый двигатель, а часть может отпускаться для нужд персонала фермы (приготовление пищи, нагрев воды в местных установках). Генератор, установленный на валу двигателя производит электроэнергию, часть которой затрачивается на привод насоса 3 и насоса циркуляции воды системы отопления. Вода для системы отопления нагревается в утилизаторе 10 выхлопными газами двигателя.

Основное преимущество такой схемы - способность производить газ, служащий топливом для ДВС. В результате установка способна работать автономно, она не нуждается в завозе топлива и способна обеспечить теплом и электроэнергией не только саму ферму, но и часть прилегающих домов.

Эффективность мини-ТЭЦ зависит от степени использования теплоты, вводимой с топливом. В данных установках повышение этого показателя

происходит за счет утилизации неиспользуемого тепла двигателя, количество которого достигает 75% в общем балансе тепла. Эффективность работы мини-ТЭЦ оценивается показателями:

термического КПД

(36)

Я' + ^сн

электрического КПД

= (37)

общего КПД установки

+ (38)

О" + N

си

где (Уух - теплота, переданная уходящими газами, кВт; (¿с0- теплота, отданная системой охлаждения, кВт; <2Ри - теплота, выделившаяся при сгорании топлива, кВт; - мощность генератора, кВт; Ыс н - энергия, затрачиваемая на собственные нужды мини-ТЭЦ, кВт.

Кроме утилизационного тепла, экономической выгодой в мини-ТЭЦ является отсутствие протяженных тепловых и электрических сетей, в которых теряется до 40 и 15% переносимой энергии.

В расчетах не учитывается экономический ущерб от частых аварий на обычных ТЭЦ и сетях, не оценивается выгода от быстрого ввода в эксплуатацию и возможности мобильного передвижения.

В работе проводилось сравнение экономических показателей существующих паротурбинных ТЭЦ мощностью 20 МВт (с учетом стоимости магистральных и распределительных сетей) и установок мини-ТЭЦ, работающих на газообразном топливе. Результаты показали, что стоимость 1 МВт полученной потребителем энергии при использовании газовых мини-ТЭЦ на базе ДВС оказывается меньше на 20-30% по сравнению с традиционными паротурбинными ТЭЦ средней мощности. Срок окупаемости энергоснабжения от мини-ТЭЦ составит 1,3 года при годовой инфляции в 11% и норме дисконта 0,1.

Установка поршневой мини-ТЭЦ электрической мощностью 4,5 кВт и тепловой - 14,5 кВт внедрена в ОАО «Воронежская генерирующая компания» Тепловые сети. Экономический эффект от внедрения такого типа мини-ТЭЦ составил 0,303р/кВт произведенной энергии.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. В зависимости от соотношений тепловой и электрической нагрузок потребителя определены зоны работы и разработаны эффективные схемы мини-ТЭЦ, работающие с максимальным КПД. В области N^/N„<1 целесообразна схема с использованием микротурбины; при 1 <Мтеп/М,л<4 - схема с минимальным составом оборудования, включающая только теплообменники-

утилизаторы; N«„/N,„>4 - схема с баком-аккумулятором, а также котлом-утилизатором. Установлено, что вторая область является предпочтительной для поршневых мини-ТЭЦ с точки зрения номенклатуры оборудования и значения КПД.

2. Разработана схема мини-ТЭЦ с баком-аккумулятором, позволяющая сглаживать неравномерность суточного потребления, иметь в запасе дополнительный объем воды, расходуемый при остановке мини-ТЭЦ.

3. Разработана математическая модель конвективного теплопереноса при нагреве воды в мини-ТЭЦ с использованием теплообменника-утилизатора выхлопных газов и баков-аккумуляторов различной формы и размеров. Модель позволяет определить распределение температур, процесс зарядки баков-аккумуляторов при естественной циркуляции воды в зависимости от времени нагрева.

4. Для проверки адекватности математической модели реальным граничным условиям прогрева воды в элементах мини-ТЭЦ составлена целевая функция в виде функционала Гаусса и разработана программа расчета его минимизации.

5. Разработана методика расчета параметров мини-ТЭЦ, дополненная аналитическими и эмпирическими формулами. Методика позволяет определить тепловую и электрическую нагрузку мини-ТЭЦ на базе двигателей различного типа и работающих на разных типах топлива и при различных нагрузках.

6. Экспериментальные исследования подтвердили математическую модель, описывающую процесс нагрева воды в элементах мини-ТЭЦ - теплообменник - утилизатор выхлопных газов — бак-аккумулятор. В ходе эксперимента получены эмпирические зависимости, позволяющие определить основные параметры процессов, происходящих в мини-ТЭЦ: процесс зарядки аккумулятора при различных нагрузках при естественной и принудительной циркуляции, а также изменение расхода топлива, температуры и скорости выхлопных газов на входе и выходе из утилизатора, температуры масла и воздуха после охлаждения цилиндров двигателя.

7. Общий КПД поршневых мини-ТЭЦ систем децентрализованного энергоснабжения на 25-35% выше существующих в настоящее время паро- и газотурбинных установок.

8. Разработана опытно-промышленная мини-ТЭЦ общей мощностью 19кВт, в том числе 14,5 кВт по выработке тепловой энергии и 4,5кВт по выработке электрической, которая была внедрена на предприятии Воронежские Тепловые сети ОАО «Воронежская генерирующая компания».

Основные результаты исследований отражены в работах:

I. Капошин И.С., Китаев Д.Н. Исследование и совершенствование малогабаритных сверхзвуковых газовых турбин. Вестник Воронежского государственного технического университета. Серия «Энергетика». Выпуск 7.4 2004.

2. Капошин И.С., Китаев Д.Н., Хренов A.A. Мини-ТЭЦ с газопоршневыми двигателями. Научный вестник ВГАСУ. Серия: Инженерные системы зданий и сооружений. Вып. №1 2003.

3. Капошин И.С., Китаев Д.Н. Исследование и совершенствование малогабаритных газовых турбин для мини-ТЭЦ. Научный вестник ВГАСУ. Серия: Инженерные системы зданий и сооружений. Вып. №2 2005.

4. Китаев Д.Н. Экспериментальная установка мини-ТЭЦ. Научный вестник ВГАСУ. Серия: Инженерные системы зданий и сооружений. Вып. №3 2005.

5. Мелькумов В.Н., Турбин B.C., Сотникова O.A., Китаев Д.Н. Энергосбережение в системах традиционного и альтернативного теплоснабжения АВОК 2004 №2.

6. Турбин B.C., Китаев Д.Н. Исследование энергетических параметров мини-ТЭЦ. Известия тульского государственного университета. Серия: Строительство архитектура и реставрация. №8 2005.

7. Турбин B.C., Сотникова O.A., Китаев Д.Н. Альтернативные источники от мини-ТЭЦ. АВОК №1 2005.

Подписало в печать 24 11 2005 Формат 60x84 1/16 Уч -изд 12л Уел-печ 1 1 л Бумага писчая Тираж 100 экз Заказ № 610

Отпечатано в отделе оперативной полиграфии Воронежского государственного архитектурно-строительного университета 394006, г. Воронеж, ул 20-летия Октября, 84

(

»24 98 7

РНБ Русский фонд

2006-4 29935

4

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ, ТЕПЛОВЫХ СХЕМ И МЕТОДОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ МИНИ-ТЭЦ СИСТЕМ ДЕЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ.

1.1. Состояние энергоснабжения в России.

1.2. Источники централизованного энергоснабжения.

1.3. Установки мини-ТЭЦ.

1.3.1. Общие сведения о мини-ТЭЦ.

1.3.2. Газотурбинные мини-ТЭЦ.

1.3.3. Мини-ТЭЦ на базе ДВС.

1.3.4. Альтернативные источники энергоснабжения.

1.4. Показатели теплофикационных установок.

1.5. Выводы по 1 главе.

1.6. Цели и постановка задач исследования.

2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ КОНВЕКТИВНОГО ТЕПЛОПЕРЕ-НОСА ПРИ ЗАРЯДКЕ ТЕПЛОВОГО АККУМУЛЯТОРА.

2.1. Использование баков-аккумуляторов в мини-ТЭЦ.

2.2. Процесс зарядки теплового аккумулятора.

2.3. Оценка максимального значения величины скорости естественной конвекции в трубке.

2.4. Математическая модель процесса нагрева воды в трубке.

2.5. Решение задачи по условиям первого варианта.

2.5.1. Вычисление констант.

2.5.2. Решение характеристического уравнения.

2.6. Структурная схема вычислительного процесса идентификации модели.

2.7. Программа идентификации математической модели на ЭВМ.

2.8. Методы покоординатного и наикратчайшего спуска.

2.9. Определение дисперсии воспроизводимости.

2.10. Результаты идентификации математической модели зависимости температуры на конце теплопередающей трубки от времени нагрева

2.11. Расчет температуры воды в баке-аккумуляторе.

2.12. Упрощенная модель нагрева воды в баке.

2.13. Выводы по 2 главе.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МИНИ-ТЭЦ.

3.1 Методика испытаний, описание экспериментальной установки, исследуемые параметры мини-ТЭЦ.

3.1.1. Методика проведения испытаний.

3.1.2. Экспериментальная установка мини-ТЭЦ.

3.1.3. Исследуемые параметры и схема измерений.

3.2. Методика обработки экспериментальных данных и планирование эксперимента.

3.2.1. Методика обработки экспериментальных данных.

3.2.2. Уравнения регрессии и проверка их адекватности.

3.3. Планирование эксперимента для определения тепловых и электрических параметров мини-ТЭЦ.

3.3.1. Исследование электрических характеристик мини-ТЭЦ.

3.3.2. Исследование тепловых характеристик мини-ТЭЦ.

3.4. Результаты экспериментальных исследований и их анализ.

3.5. Выводы по 3 главе.

4. РАЗВИТИЕ МЕТОДИЧЕСКОЙ БАЗЫ ПО РАЗРАБОТКЕ МИНИ-ТЭЦ И КОНСТРУКТИВНЫХ СХЕМ ДЕЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ.

4.1. Общая характеристика режимных параметров мини-ТЭЦ.

4.2. Методика расчета параметров мини-ТЭЦ.

4.2.1. Электрическая мощность мини-ТЭЦ.

4.2.2. Тепловая мощность мини-ТЭЦ.

4.2.3. Расчет состава и количества продуктов сгорания топлива.

4.3. Анализ опытной мини-ТЭЦ на основе разработанной методики.

4.3.1. Расчет по предложенной методике.

4.3.2. Анализ баланса и оценка возможности использования тепла.

4.4. Особенности работы ДВС.

4.5. Сравнительный анализ установок мини-ТЭЦ.

4.5.1. Анализ мини-ТЭЦ на базе газовых двигателей и газодизельгенера-торов.

4.5.2. Анализ систем охлаждения двигателей.

4.6. Оценка эффективности мини-ТЭЦ.

4.6.1. Максимальный теоретический КПД ТЭЦ.

4.6.2. Оценка реального КПД ТЭЦ.

4.7. Разработка схем децентрализованного теплоснабжения с использованием мини-ТЭЦ.

4.7.1. Области применения и схемы автономных мини-ТЭЦ.

4.7.2. Использование биотоплива для производства энергии на мини-ТЭЦ.

4.8. Технико-экономическая эффективность внедрения мини-ТЭЦ.

4.9. Промышленное внедрение мини-ТЭЦ.

4.10. Выводы по 4 главе.

Актуальность темы. Традиционные централизованные системы теплоснабжения в настоящее время оказались не в состоянии обеспечивать расчетную тепловую и электрическую нагрузки потребителям. Особенно страдают отдаленные районы, где ситуация с энергоснабжением критическая: электроэнергией они обеспечиваются по графику, наблюдается «веерное» отключение потребителей.

На большинстве Российских ТЭЦ, построенных еще в советское время, износ оборудования составляет более 70%. Как показывают исследования /34,73/, эффективно используется не более 40% производимой энергии, а остальное составляют тепловые и транспортные потери. В тепловых сетях теряется большое количество тепловой энергии, что сводит к минимуму преимущества комбинированной выработки тепла и электроэнергии.

При централизованном теплоснабжении магистральные сети имеют низкую надежность, при аварии на трубопроводе без отопления остаются целые жилые кварталы. Тепловые сети находятся в аварийном состоянии, они перекладываются каждые несколько лет, что требует больших капиталовложений.

Районные котельные, переданные в муниципальную собственность, из-за износа оборудования и отсутствия финансирования работают на неполную нагрузку. Реструктуризация, предпринимаемая крупнейшим производителем и поставщиком электрической и тепловой энергии - РАО «ЕЭС России», не ориентирована на потребителя и не приносит положительного эффекта.

В настоящее время актуальной является проблема тепло- и электрификации объектов от альтернативных источников энергоснабжения, в частности, от мини-ТЭЦ малой и средней мощности /87,41/, обеспечивающих энергией микрорайон, отдельные жилые и административные здания, частные коттеджи. При аварии на таких объектах от энергоснабжения отключаются лишь некоторые потребители. Использование таких установок позволяет отказаться от протяженных тепловых и электрических сетей, что значительно увеличивает их надежность и снижает стоимость энергоснабжения.

Российский рынок автономных источников электроэнергии и оборудования для мини-электростанций готов удовлетворить любые потребности. Тем не менее, остается проблема выбора и правильного формирования потребительских предпочтений, исходя из поставленных задач и возможностей оборудования.

В настоящее время отсутствуют надежно обоснованные методики, позволяющие рассчитывать тепловые и электрические параметры, не обосновано применение различных схем мини-ТЭЦ в зависимости от соотношения тепловой и электрической нагрузок потребителя. Поэтому разработка надежных математических моделей, методик проектирования мини-ТЭЦ и схем их работы является также актуальной задачей.

Данная работа выполнялась в соответствии с целевой программой ГКНТ и ГОССТРОЯ России, а также с межвузовскими программами «Строительство» по научному направлению: «Разработка систем теп-логазоснабжения с целью экономии ТЭР и защиты окружающей среды от тепловых и вредных газообразных выбросов энергетических установок». Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является повышение эффективности использования мини-ТЭЦ в системах децентрализованного теплоснабжения.

В связи с поставленной целью задачами исследования являются:

- на основе математического моделирования обосновать условия применения мини-ТЭЦ для режима совместного производства тепловой и электрической энергии;

- разработать математическую модель конвективного теплопереноса при использовании в установках мини-ТЭЦ бака-аккумулятора;

- разработать методику расчета тепловой части мини-ТЭЦ;

- создать лабораторную модель мини-ТЭЦ и получить ее стендовые экспериментальные характеристики;

- разработать перспективные тепловые схемы с применением мини-ТЭЦ для систем децентрализованного энергоснабжения;

- уточнить технико-экономическое обоснование эффективности применения мини-ТЭЦ для систем децентрализованного теплоснабжения.

Научная новизна заключается в следующем:

- разработана и экспериментально подтверждена математическая модель, описывающая процессы тепло - и массопереноса в элементах мини-ТЭЦ;

- разработана методика, позволяющая рассчитать энергетические показатели мини-ТЭЦ, а так же соотношение электрических и тепловых нагрузок;

- получены эмпирические зависимости, позволяющие описать процессы производства энергии на мини-ТЭЦ;

- приведены схемы мини-ТЭЦ, работающих на нетрадиционных видах топлива;

- приведено экономическое обоснование эффективности использования мини-ТЭЦ.

На защиту выносятся:

- математические модели для описания процессов тепло - и массообмена при производстве тепловой энергии с использованием бака-аккумулятора;

- экспериментальные исследования и полученные в ходе их проведения эмпирические зависимости, позволяющие определять энергетические параметры мини-ТЭЦ при различных нагрузках поршневого двигателя;

- методика расчета мини-ТЭЦ;

- схемы, позволяющие использовать мини-ТЭЦ в зависимости от соотношений тепловой и электрической нагрузок потребителя.

Обоснованность и достоверность научных результатов, выводов и рекомендаций, содержащихся в работе, подтверждены следующими положениями:

• применением фундаментальных законов аэродинамики, тепло - и мас-сообмена для газообразных и жидких сред, подтвержденных статистической теорией и экспериментом;

• соответствием результатов лабораторных и натурных исследований и численного эксперимента, выполненных с использованием современных приборов и методов испытаний со степенью достоверности 95%, в том числе теории математической статистики;

• одновременным использованием нескольких методов исследований, позволяющих с разных сторон изучить одни и те же процессы и явления, положенные в основу предлагаемых решений.

Практическое значение работы заключается в апробации и внедрении новой методики по разработке принципиальных энергетических схем с применением мини-ТЭЦ в проектных организациях при проектировании источников энергоснабжения.

На основе разработанной методики проектирования мини-ТЭЦ собрана установка, внедренная в Воронежских Тепловых сетях ОАО «Воронежская генерирующая компания».

Результаты диссертации используются в процессе обучения студентов по курсам: «Теплотехника», «Теплогенерирующие установки», «Охрана окружающей среды» и при дипломном проектировании на факультете инженерных систем и сооружений Воронежского государственного архитектурно-строительного университета.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены в 2002 - 2005 гг. на 57-60 научных конференциях и семинарах в Воронежском государственном архитектурно-строительном университете.

По материалам исследований опубликовано 7 научных статей общим объемом 29 страниц. Из них лично автору принадлежит 19 страниц.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов и библиографического списка литературы из 95

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. В зависимости от соотношений тепловой и электрической нагрузок потребителя определены зоны работы и разработаны эффективные схемы мини-ТЭЦ, работающие с максимальным КПД. В области NTen/N3JI<l целесообразна схема с использованием микротурбины; при l<NTen/Nai<4 - схема с минимальным составом оборудования, включающая только теплообменники-утилизаторы; NTen/N3jl>4 - схема с баком-аккумулятором, а также котлом-утилизатором. Установлено, что вторая область является предпочтительной для поршневых мини-ТЭЦ с точки зрения номенклатуры оборудования и значения КПД.

2. Разработана схема мини-ТЭЦ с баком-аккумулятором, позволяющая сглаживать неравномерность суточного потребления, иметь в запасе дополнительный объем воды, расходуемый при остановке мини-ТЭЦ.

3. Разработана математическая модель конвективного теплопереноса при нагреве воды в мини-ТЭЦ с использованием теплообменника-утилизатора выхлопных газов и баков-аккумуляторов различной формы и размеров. Модель позволяет определить распределение температур, процесс зарядки баков-аккумуляторов при естественной циркуляции воды в зависимости от времени нагрева.

4. Для проверки адекватности математической модели реальным граничным условиям прогрева воды в элементах мини-ТЭЦ составлена целевая функция в виде функционала Гаусса и разработана программа расчета его минимизации.

5. Разработана методика расчета параметров мини-ТЭЦ, дополненная аналитическими и эмпирическими формулами. Методика позволяет определить тепловую и электрическую нагрузку мини-ТЭЦ на базе двигателей различного типа и работающих на разных типах топлива и при различных нагрузках.

6. Экспериментальные исследования подтвердили математическую модель, описывающую процесс нагрева воды в элементах мини-ТЭЦ - теплообменник - утилизатор выхлопных газов - бак-аккумулятор. В ходе эксперимента получены эмпирические зависимости, позволяющие определить основные параметры процессов, происходящих в мини-ТЭЦ: процесс зарядки аккумулятора при различных нагрузках при естественной и принудительной циркуляции, а также изменение расхода топлива, температуры и скорости выхлопных газов на входе и выходе из утилизатора, температуры масла и воздуха после охлаждения цилиндров двигателя.

7. Общий КПД поршневых мини-ТЭЦ систем децентрализованного энергоснабжения на 25-35% выше существующих в настоящее время паро- и газотурбинных установок.

8. Разработана опытно-промышленная мини-ТЭЦ общей мощностью % 19кВт, в том числе 14,5 кВт по выработке тепловой энергии и 4,5кВт по выработке электрической, которая была внедрена на предприятии Воронежские Тепловые сети ОАО «Воронежская генерирующая компания».

1. Альтшуль А.Д. и др. Гидравлика и аэродинамика. М.: Стройиздат, 1987.-414с.

2. Амерханов Р.А. Совершенствование методов оценки сельскохозяйственных энергоустановок на основе возобновляемых источников энергии// Автореферат на соискание ученой степени доктора технических наук. Москва 2004. 40с.

3. Андрюшенко А.И. Основы термодинамики циклов теплоэнергетических установок. М.: Высшая школа., 1985.

4. Артамонов В.А., Латышев В.Н. Линейная алгебра и выпуклая геометрия. -М.: «Факториал Пресс» 2004, 160с.

5. Асатурян В.И. Теория планирования эксперимента: Учеб. пособие для втузов. М.: Радио и связь, 1983 - 248 с.

6. Ахназарова С.Л., Кафаров В.В. Оптимизация эксперимента в химии и химической технологии: Учебн. пособие для химико-технологических вузов. -М.: Высш. шк., 1978. -319с.

7. Ахтямов Ф.Г. Энергосберегающие технологии в деревоперерабаты-вающей отрасли. Промышленная энергетика. №1,2005г. с. 10-12.

8. Ашмарин И.П., Абрамов В.А., Васильев Н.Н. Быстрые методы статистической обработки экспериментальных данных, М.: Статистика, 1981, -77с.

9. А.С. Установка для обработки и использования биогаза. Н.В.Гвоздев, В.Д.Журавлев, Е.В.Дроздов, Е.М.Черных, В.М.Деев, О.М. Па-ринов, В.Н.Кузнецов и Д.И. Хатунцев. ВИСИ. 07.02.89. Бюл. № 5.

10. А.С. Устройство для обработки биогаза. В.М.Деев, Е.В.Дроздов, Н.В. Гвоздев, В.Д.Журавлев, О.М. Паринов, Н.А. Цуканов. ВИСИ. 15.07.92. Бюл. №26.

11. Бабе Г.Д. и др. Идентификация моделей гидравлики. «Наука», Новосибирск. -1980,161с.

12. Багиров Д. Д., Злато польский А.В. Двигатели внутреннего сгорания , строительных и дорожных машин. М.: Машиностроение, 1974, 220с.

13. Балакин В.И., Абрамов С.А. Дизели и газовые двигатели. Каталог-справочник. НИИИНФОРМТЯЖМАШ. 1973, 264с.

14. Беклемишев Д.В. Курс аналитической геометрии и линейной алгебры. М.: Высш. шк., 1998. - 320с.

15. Бермант А.Ф., Араманович И.Г. Краткий курс математического анализа: Учебник для вузов. СПб.: Издательство «Лань», 2003. 736с.

16. Богословский В.Н., Поз М.Н. Теплофизика аппаратов утилизации тепла систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. М.: стройиздат, 1983.

17. Большее Л.Н., Смирнов Н.В. Таблицы математической статистики. -М.: Наука, 1983,-416с.

18. Бродянский В.М. и др. Эксэргетический метод и его приложения. М.: Энергоатомиздат. 1988.

19. Будак Б.М. и др. Сборник задач по математической физике. «Наука», М., 1972. 688 с.

20. Буров А.Л. Тепловые двигатели. М.: МГИУ. 2003, 136с.

21. Бутузов В. А. Энергетическая и экономическая целесообразность использования биогаза канализационных очистных сооружений. Промышленная энергетика. 2002 №1. с. 12-14.

22. Бухаркин В.Н. Оценка работы конденсационного теплоутилизатора в условиях комплексного использования теплоты продуктов сгорания и вы-пара атмосферного деаэратора. Теплоэнергетика. 2002 №8.

23. Бухаркин В.Н. Обеспечение надежных условий эксплуатации газо-отводящего тракта котельных с конденсационными экономайзерами. Теплоэнергетика. 1997 №9.

24. Ваншейдт В.А. Дизели. Л. Машиностроение. 1977,480с.

25. Везиришвили О.Ш., Меладзе Н.В. Энергосберегающие теплонасос-ные системы тепло- и хладоснабжения. М.: МЭИ, 1994.

26. Винтер А.В. Вопросы определения КПД теплоэлектроцентралей. Сб. статей/ Под общ. Ред. акад. Винтера А.В. M.-JI. Госэнергоиздат. 1953.

27. Власова Е.А. и др. Приближенные методы математической физики. М.: МГТУ. 2001.-700с.

28. Воробьева А.Н., Данилова А.Н. Практикум по численным методам. М.: Высш. школа. 1979. 184с.

29. Генкин К.И. Газовые двигатели. М.: Машиностроение. 1977, 196с.

30. Гмурман В.Е. Теория вероятности и математическая статистика: Учеб. пособие для вузов 9-е изд., стер. М.: ВШ, 2003. - 479с.

31. Гордеев П.А., Яковлев Г.В. Развитие электростанций с поршневыми двигателями за рубежом./Элекгрические станции 2001 №10. с. 68-73.

32. Горшков А.С. Технико-экономические показатели тепловых электрических станций. М. —JL: Госэнергоиздат. 1948.

33. Григорьев В.А., Зорин В.М. Теплоэнергетика и теплотехника. Кн. 3. Тепловые и атомные электрические станции. М.: Энергоатомиздат. 1989.

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

35. Двайт Г.Б. Таблицы интегралов и другие математические формулы. М.: Наука. 1974.-228с.

36. Замоторин Р.В. Малые теплоэлектроцентрали поршневые или турбинные//Энергосбережение в Саратовской области 2001. №12.

37. Исаев С.И. и др. Теория тепломассобмена. Учебник для вузов. Под ред. А.И. Леонтьева. М.: В.Ш. 1979. 495с.

38. Капошин И.С., Китаев Д.Н. Исследование и совершенствование малогабаритных сверхзвуковых газовых турбин. Вестник Воронежского государственного технического университета. Серия «Энергетика». Выпуск 7.4 2004. С. 160-163.

39. Капошин И.С., Китаев Д.Н., Хренов А.А. Мини-ТЭЦ с газопоршневыми двигателями//Научный вестник ВГАСУ. Серия: Инженерные системы зданий и сооружений. Вып. №1 2003. с. 30-32.

40. Капошин И.С., Китаев Д.Н. Исследование и совершенствование малогабаритных газовых турбин для мини-ТЭЦ. Научный вестник ВГАСУ №2

41. Карасевич A.M., Сеннова Е.В., Федяев А.В., Федяева О.Н. Эффективность развития малых ТЭЦ на базе газотурбинных и дизельных энергоустановок при газификации регионов./Теплоэнергетика 2000 №12 с.35-39.

42. Карлслоу Г., Егер Д. Теплопроводность твердых тел. М.: Наука, 1964.-488с.

43. Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника. Учеб. для вузов. М.: Высш. шк., 2000. - 542с.

44. Кассандрова О.Н., Лебедев В.В, Обработка результатов наблюдений. М.: Наука, 1970. - 104с.

45. Китаев Д.Н. Экспериментальная установка мини-ТЭЦ// Научный вестник ВГАСУ. Серия: Инженерные системы зданий и сооружений. Вып. №3 2005. с. 48-52.

46. Коллеров JI.K. Энергетические установки с газовыми поршневыми двигателями. JL: Машиностроение. 1979, 248с.

47. Комаров Д.Т., Н.Ф. Молоснов. Резервные источники электроснабжения сельскохозяйственных потребителей. М.: Энергоатомиздат, 1990, 88с.

48. Кондалеев А.Н. и др. Когенерационные установки Caterpillar в контейнерном исполнении. Энергосбережение. 2004 №1.

49. Копылов И.П. Электрические машины. М.: Высш. шк., 2002 -607с.

50. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука. 1968. 720с.

51. Кубиков В.Б. и др. Оценка эффективности использования энергетического оборудования, работающего на древесных отходах. Лесная промышленность. № 2 2002. с.28-30.

52. Луканин В.Н. Шатров М.Г., Камфер Г.М. и др. Теплотехника.Под общ. ред. Луканина В.Н. -М.: 2000. 671с.

53. Луканин В.Н. Двигатели внутреннего сгорания. Кн. 1. Теория рабочих процессов. М.: 2005,478с.

54. Лыков А.В. Теория теплопроводности. М.: «В.Ш.» 1967.

55. Мартеновский B.C. Тепловые насосы. М.: ГЭИ, 1955

56. Мелентьев Л.А. Научные основы теплофикации и энергоснабжения городов и промышленных предприятий. М.: Наука. 1993.

57. Мелькумов В.Н., Турбин B.C., Сотникова О.А. и др. Энергосбережение в системах традиционного и альтернативного теплоснабжения// АВОК 2004 №2. с. 62-66.

58. Митропольский А.К. Техника статистических вычислений. М.: Физматгиз, 1961,-479с.

59. Мучник Г.Ф., Рубашов И.Б. Методы теории теплообмена. Теплопроводность. М.: В.Ш. 1970. - 288с.

60. Николаев Ю.Е. Основы повышения эффективности теплоснабжающих комплексов городов//Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. Саратов 2003. 32с.

61. Номенклатурный справочник. Дизели, дизель-генераторы, газовые двигатели, газомотокомпрессоры. М. 1970.

62. Ольховский Г.Г. Газотурбинные и парогазовые установки в России. /Теплоэнергетика. 1999 №1.

63. Орлин А.С. Двигатели внутреннего сгорания. М.: Машиностроение. 1985. 456с.

64. Орлин А.С. и др. Двигатели внутреннего сгорания. Рабочие процессы в двигателях и их агрегатах. М:. 1957. 397с.

65. Панцхава Е.С. и др. Преобразование энергии биомассы. Опыт России. Теплоэнергетика. №5 1996. с. 33-38.

66. Панцхава Е.С., Кошкин H.JI. Биоэнергетические установки по конверсии органических отходов в топливо и органические удобрения, с. 20-23.

67. Поспелов Д.Р. Двигатели внутреннего сгорания с воздушным охлаждением. М. Машиностроение. 1971. 536с.

68. Поспелов Д.Р. Конструкция двигателей внутреннего сгорания с воздушным охлаждением. М. Машиностроение. 1973. 352с

69. Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы. Учеб. для вузов. М.: «Энергия», 1978. - 704с.

70. Промышленное и строительное оборудование. Сборник №4 (41), 2004.

71. Пшеничников В.М. Использование электроэнергии для отопления. Энергосбережение, 2004. №2. с. 68-69.

72. Райков И .Я. Испытания двигателей внутреннего сгорания. Учебник для вузов. М., Высш. школа, 1975. 320с.

73. Реутов Б.Ф., Семенов В.Г., Наумов В.Г., и др. Теплоснабжение страны на грани./ Энергия: экономика, техника, экология. 2002 №1 с. 2-8.

74. Саламов А.А. Развитие ТЭЦ в европейских странах./ Теплоэнергетика 2001 №7. с. 75-77.

75. Сборник методических материалов «Энергоаудит и нормирование расходов энергоресурсов». Н. Новгород, ННТУ, 1998, с. 25-32.

76. Свиридов Н.В., Свиридов Р.Н., Ивуков И.Н. и др. Установка утилизации тепла дымовых газов. «Энергосбережение» 2002 №4. с 46-47.

77. СНиП И-35-76. Котельные установки.

78. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. М.: МЭИ, 1999 -472с.

79. Соколов Н., Новад И., Петрищев Ю., и др. Применение в жилищно коммунальном хозяйстве мини-ТЭС. Энергосбережение. 2004 №5. с. 36-37.

80. Соснин Ю.П., Бухаркин Е.Н. Высокоэффективные газовые контактные водонагреватели. М.: Стройиздат. 1988, 375с.

81. Стационарные малолитражные двигатели УД-15, УД-25 и их модификации. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. «Полиграфия», 1990г.-91с.

82. Стяжкин В.П. Энергопотребление древесины путь к удешевлению лесопродукции. Лесная промышленность. №3 2004. с. 4-6.

83. Тареев В.М. Справочник по тепловому расчету рабочего процесса двигателей внутреннего сгорания. М:. 1959, 402с.

84. Турбин B.C., Китаев Д.Н. Исследование энергетических параметров мини-ТЭЦ. Известия тульского государственного университета. Серия строительство архитектура и реставрация. №8 2005, с. 204-212.

85. Турбин B.C., Сотникова О.А., Китаев Д.Н. Альтернативные источники от мини-ТЭЦ. АВОК №1 2005, с. 42-46.

86. Турбин B.C., Курносов А.Т. Бесфитильные тепловые трубы. Воронеж: ВГУ, 1987.-112с.

87. Фаворский О.Н., Леонтьев А.И., Федоров В.А., и др. Эффективные технологии производства электрической и тепловой энергии. /Энергия: экономика, техника, экология. 2002 №7 с. 10-13.

88. Хайт Михаель. Разработка и исследование система автономного энергоснабжения при применении природного газа. Автореферат на соискание ученой степени кандидата тех. наук. Ростов-на-Дону 2003. 23с.

89. Чумаков А.Н. Использование органических отходов для производства энергии. Энергосбережение. 2003 №5, с.66-68.

90. Шаргут Я., Петела Р. Эксэргия. Пер. с польского под ред. В.М. Бродянского. М.: Энергия, 1968.

91. Шеффе Г. Дисперсионный анализ. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы. 1980. - 512с.

92. Эфрос В.В. и др. Дизели с воздушным охлаждением Владимирского тракторного завода. М.: Машиностроение. 1976, 277с.

93. Experience in creation using sunflowseedsswecping /L. Zyssing, I. Ma-rone, V. Morshin, A. Savus//Third Biomass conference of the American. Montreal. Canada. August 24-29, 1977.

94. Heinrich G., Najork H., Nestler W. Warmepumpenwendung in Industrie, Landwirtschaft, Gesellschafts- und Wohnungsbau. VEB Vergal Technik Berlin, 1985.

95. Peugeot drives forward on Cummins Wartsila cogent plant.//Energy News, 1999, №7