Математическое моделирование и оптимизация элементов тепловой схемы энерготехнологического блока (стр. 3 из 3)
Газопарогенераторная часть, в том числе:
- парогенераторные установки,
-плазмотермическиереакторные установки,
- плазмотроны,
- системы снижения производства оксидов азота,
- системы сероочистки
- оборудование очистки синтез-газа от золы,
- топливное хозяйство,
- дымовые трубы
- системазолошлакоудаления и отпуска потребителю золошлаков,
транспортное хозяйство, внешние коммуникации и прочее
Рассмотрим в качестве примера один из параметров объекта оптимизации.
Выбор единичной мощности.
Разработанный алгоритм предусматривает выбор более предпочтительной (знак < ) единичной мощности при одинаковых мощности энергосистемыN и условиях Ghи при оптимальных (для каждого
варианта) параметрах, т.е.
Nh+1 более предпочтительна, чем Nh, если вероятные минимальные удельные приведенные затраты 3min(w)h+1более предпочтительны, чем 3min(w)h , и одновременно-вероятная экологическая зона функционирования всех энергоблоков с единичной мощностью, Nh+1 энергосистемы(включая резервные установки) FТЭС(Nh+1) более предпочтительна, чем FТЭС(Nh+1).
На рис.1. приведены в зависимости
от единичной мощности показатели ППТУ с плазмотермическим реактором при 30-процентномотпуске синтез-газа потребителям. Из этих данныхследует, что энергоблоки 500 и 800 МВт болеепредпочтительны, чем 300 МВт. В основном это обусловлено меньшимудельными капиталовложениями
Рис.1 Зависимость показателей ППТУ с плазмотермическим реактором от единичной мощности энергоблока: 1 — относительные вероятные удельные приведенные затраты (Зmin) на отпускаемую электроэнергию; 2,3 —
эксергетический КПД на отпускаемые электроэнергию и синтез-газ; 5 — структурный коэффициент (
); 6 — вероятная суммарная экологическая зона функционирования энергоблоков (FТЭС), 7 — вероятные коэффициенты резерва в энергосистеме (Up)в эти энергоблоки по сравнению с энергоблоками 300МВт. Оптимальная эксергетическаяитехнико- экономическая (3min) эффективностиэнергоблоков 500 и 800 МВт, вероятная экологическая зона их функционирования практически одинаковы (с учетом доверительного интервала). Однако энергоблоки 800 МВт обеспечиваютболее высокие темпы ввода генерирующих мощностей.С учетом экономико-экологической равноценности энергоблоков 500 и 800 МВт и отмеченных выше обстоятельств целесообразно принять в качестве более предпочтительного ППТУ-800 с плазмотермическим реактором.
Заключение.
При выполнены вероятностных системных исследований энерготехнологических блоков электростанции КАТЭКа с новыми технологиями использования угля впервые былиполученные результаты системных исследований паротурбинных и парогазовых энерготехнологических блоков с плазмотермической газификацией КАУ в составе конденсационных и теплофикационных электростанций КАТЭКа, позволившие разработать и сформировать рекомендации по масштабам их применения в составе электростанций КАТЭКа и оптимальным схемам и параметрам.
Экологически перспективный энерготехнологический блок — паротурбинный мощностью 500...800 МВт на начальные параметры пара 17,5...23,5 МПа, 510...540 С (соответственно при 30..10-процентном отпуске потребителю синтез-газа) при температуре промперегрева 540 С, температуре питательной воды 270...275 С, с парогенератором на синтез-газе, с системой технического водоснабжения ссухими вентиляторными градирнями при давлении пара в конденсаторе 0,007...0,010 МПа; в технологической части — с паровым плазмотермическим реактором при температурах реакции 1480.. .1510 К, перегрева плазмообразующего пара 1010...1070 К, при степени газификации 0,82...0,84, с газоаккумуляторов40...110 тыс.м3 (при 10... 30-процентном отпуске потребителю синтез-газа); или — парогазовый на базе оптимального паротурбинного энерготехнологического блока 500...800 МВт и газотурбинного — ГТЭ-150 со сбросом отработавших газов в топку парогенератора с дожиганиемсинтез-газа; для ТЭЦ — паротурбинный энерготехнологический блок 135/165...250/300 МВт на начальные параметры пара 13...17 МПа, 510 С при температуре питательной воды 200...275 С (при отпуске 0,08...0,16 млрд.м3 /год синтез-газа) и коэффициенте теплофикации 0,6..0,7, с плазмотермическим реактором в технологической части при температурах реакции 1440...1500 К, перегрева плазмообразующего пара 800...1070 К, со степенью газификации 0,72...0,86, без газоаккумуляторов.
Вероятная удельная экономия приведенных затрат от реализации на КАТЭКе экологически перспективных энерготехнологических блоков с плазмотермической газификацией КАУ, отнесенная к затратам на тонну рядового угля, составит (по сравнению с пылеугольными энергоблоками) 30...40 % Для ГРЭС и 40...50 % для ТЭЦ.
Совокупность полученных результатов составляет научную основу системных исследований многоцелевых энерготехнологических комплексов с новыми технологиями использования угля.
Список литературы
Ноздренко Г.В. «Эффективность применения в энергетике КАТЭКа экологически перспективных энерготехнологических блоков электростанций с новыми технологиями использования угля». НГТУ-1992,250с.
Журнал «Энергетика», №4,5/99, №8/2000, №11/2000.
Попырин Л.С. «Математическое моделирование и оптимизация теплоэнергетических установок»- M.:Энергия-1978.