Kot rezultat aerodinamičnih izračunov je bila določena specifična poraba zraka, ki je potrebna za določitev padca temperature vode pri njenih različnih temperaturah na vstopu v hladilni stolp. Zato lahko nadaljujemo s toplotnim izračunom. Dl

Danes metalurški obrat ArcelorMittal Temirtau JSC vključuje:
- proizvodnja stranskega koksa;
- plavžna proizvodnja sintra;
- proizvodnja jekla;
- valjarska proizvodnja;
- enoten oddelek za popravilo in montažo;
- Oddelek glavnega energetika;
- Oddelek za promet.

Proizvodnja stranskega koksa

Objekt za proizvodnjo stranskega koksa, sestavljen iz šestih koksnih baterij s proizvodno zmogljivostjo 3,5 milijona ton koksa na leto.
Premog za koksanje v premogovnem bazenu Karaganda se uporablja kot surovina za proizvodnjo stranskega koksa.

KHP vključuje tudi:
- Delavnice za zajemanje kemikalij
- Trgovina s koksom
Pri koksanju nastane glavni produkt - koks ter spremljajoči plin in katran, ki se dovajata v delavnice za kemično predelavo, rektificiranje, destilacijo katrana, kjer se pridobivajo spremljajoči kemični proizvodi.

Proizvodnja sintranih plavžev

Načrtovana zmogljivost proizvodnje sintra je 6 milijonov ton na leto. Vključuje drobilnico in sortirnico z mešalnimi skladišči, oddelki za pripravo polnilne mase in blata, sintrarno, plavž in predel za predelavo žlindre. Obrat za drobljenje in sortiranje zagotavlja sprejem, drobljenje, skladiščenje in homogenizacijo materialov, namenjenih za proizvodnjo sintra. Trije stroji za sintranje s skupno površino sintranja 1008 m2. proizvajajo aglomerat za potrebe plavžne peči.
Kot surovine se uporabljajo rude in koncentrati Orken LLP, pa tudi koncentrat in peleti SSGPO JSC. Kot tokovi - kupljeni apnenec, dolomit in apno lastne proizvodnje.

Trgovina za plavže tali surovega železa in livarne za konverterske in livarne. Delavnica plavža vključuje štiri peči s prostornino DP1 - 1719m3, DP2 - 2291m3, DP3 - 3200m3, DP4 - 3200m3.
DP-2 je po tehnični opremljenosti, zanesljivosti in vplivu na okolje nove generacije. Rekonstrukcija plavža je bila eden največjih in najdražjih investicijskih projektov ArcelorMittal Temirtau. Projektna zmogljivost peči je 1,3 milijona ton surovega železa na leto.
Kot rezultat rekonstrukcije se je prostornina peči povečala za 300 kubičnih metrov, njena produktivnost pa za 15%. Poleg tega je sama pečica po remontu skladna z evropskim nivojem.
Edinstvenost projekta je v vgradnji sodobne opreme v vse odseke peči, uporabi komponent, predvsem zahodne proizvodnje. Projektno dokumentacijo je razvil PAUL WURTH, del ArcelorMittala, skupaj z oddelkom za oblikovanje in razvoj metalurškega obrata. Vgrajena je bila nova polnilna naprava brez zvona, od katere je odvisna tako vzdržljivost plavža kot produktivnost ter poraba koksa. Poleg tega so med rekonstrukcijo zgradili nove peči sistema Kalugin. Omogočajo vam, da ohranite temperaturo piha pri 1230 stopinjah. Podobni grelniki zraka so že nameščeni v najboljših metalurških podjetjih na svetu, tudi v obratih podjetja ArcelorMittal. Skupno je to približno 230 naprav.
Za čiščenje izpušnih plinov iz regala bunkerja in livnice sta bila nameščena dva elektrostatična filtra nove generacije. Dva zabojnika, ki ju je zasnoval Kalugin, zagotavljata temperaturo piha 1250 stopinj. Ravna livarna zagotavlja varnejše in boljše delovno okolje za kovačnice na delovišču. Za odpiranje in poganjanje litoželeznih lukenj so bili nameščeni majhni stroji nove zasnove. Žlebovi, skozi katere prehajata surov železo in žlindra, so pokriti, izpušni plini pa se zajamejo, očistijo in šele nato spustijo v ozračje. Presežek plavžnega plina bo sedaj služil za proizvodnjo pare v novi kotlovnici.
Za pridobivanje surovega železa se uporabljajo sodobne tehnologije taljenja v plavžih.

Proizvodnja jekla

Proizvodnja jekla obsega kisikovo konvertersko delavnico in 3 linije za kontinuirano litje (stroj za kontinuirno litje). Stroj za neprekinjeno litje - CCM-3 je zasnovan za proizvodnjo gredic dimenzij 130 x 130 in 150 x 150 milimetrov na ozemlju obstoječe konverterske delavnice. Produktivnost stroja je zasnovana za 1,2 milijona ton gredic na leto, kar bo zadostilo potrebam valjarnice profilov. CCM-3 je bil v celoti prilagojen obstoječi delavnici.
Konverterska delavnica ima tri pretvornike kisika s kapaciteto 300 ton in dva mešalnika po 2000 ton, dve peči za lonce, dva radialna stroja za kontinuirano litje, vsak z zmogljivostjo 2,6 milijona ton plošč na leto. Pri proizvodnji pretvorniškega jekla iz fosforjevega litega železa se uporablja kompleks sodobnih metod taljenja kovin.

Proizvodnja valjanja

Valjarska proizvodnja obsega toplo valjano delavnico, dve hladno valjani in delavnico vročega cinkanja in aluminizacije, linijo polimernih premazov.

Vroče valjanje:

Selektivno odstranjevanje plošč pred vročim valjanjem zagotavlja kakovost površine valjane kovine, brez ujetja, nekovinskih vključkov in drugih površinskih napak, ki lahko neposredno vplivajo na kakovost pocinkanega in pocinkanega jekla. S strogim nadzorom temperature valjanja in zvijanja traku so mehanske lastnosti enake v vseh smereh. Linija ima tudi neprekinjen nadzorni sistem, ki zagotavlja dosleden profil.

Hladno valjanje:

Pred hladnim valjanjem površino toplo valjanega kovinskega traku jedkamo z raztopino klorovodikove kisline na dveh jedkanih linijah. Nato, odvisno od zahtevane končne debeline, gre trak skozi 5- ali 6-stopenjski mlin za hladno valjanje. Na tej stopnji so robovi obrezani.
Projektna zmogljivost 5-stojalnega mlina je 1300 tisoč ton, 6-stojnega mlina je 850 tisoč ton na leto.

Bela pločevina

Tehnološki proces vključuje naslednje faze obdelave:
- hladno valjanje ogljikovega jekla;
- elektrolitsko čiščenje površine pred mehansko kontaminacijo traku - žarjenje in kaljenje;
- razmaščevanje in priprava traku za glavni postopek - kositrnje;
- elektrolitsko konzerviranje (načrtovana zmogljivost treh vodov je 375 tisoč ton na leto);
- rezanje na obrobe listov.

Trgovina za vroče cinkanje in aluminiziranje (TsGCA)

Glavne enote delavnice:
- 2 enoti za neprekinjeno vroče cinkanje s skupno zmogljivostjo 620 tisoč ton na leto;
- enota za razrez na dolžino;
- enota za oblikovanje zvitkov;
- linija polimernih premazov s projektno zmogljivostjo 85 tisoč ton na leto.
Tehnologija vročega pocinkanja vključuje tehnološke operacije: kemično čiščenje kovinske površine, termokemično obdelavo jeklenega traku, prevleko, regulacijo debeline prevleke, kaljenje, hlajenje, kaljenje in ravnanje kovine, pasiviranje in oljenje valjanega jekla s premazi.

Jeklo, prevlečeno s polimerom

Tehnologija polimernega premaza je sestavljena iz kemične priprave traku, nanašanja barve na trak in toplotne obdelave traku za polimerizacijo (fiksiranje) barve. Izziv je enakomerno nanašanje premaza, da dobimo enakomerno površino in zahtevano debelino premaza.
Zvito jeklo je barvano na avtomatiziranih linijah z uporabo valjčne metode. Za barvanje valjanih izdelkov se uporablja polimerna prevleka.

Dolgi izdelki

Proizvodnja dolgih izdelkov se izvaja z vročim valjanjem na valjarnici z uporabo navadnega kakovostnega ogljikovega jekla ali nizko legiranega jekla. Valjarnica profilov je zasnovana za proizvodnjo različnih vrst kovinskih izdelkov za gradbeništvo in strojništvo: armatura, krog, kvadrat, trak, kotnik, kanal. Zmogljivost mlina je 400 tisoč ton izdelkov na leto.
Valjarna sekcij vključuje grobo, vmesno in zaključno skupino stojal, sistem toplotne obdelave valjanih izdelkov, hladilnik, odsek za rezanje in oblikovanje končnih valjanih izdelkov za pošiljanje.

Enotno upravljanje popravil in namestitve

Enotni oddelek za popravila in namestitev je neodvisna strukturna enota vodstva JSC "ArcelorMittal Temirtau" in je neposredno podrejena direktorju popravil.
Glavni cilj ERMU je:
-zagotavljanje zanesljivega delovanja mehanske opreme divizij ArcelorMittal Temirtau JSC, potrebne za proizvodnjo konkurenčnih izdelkov z najnižjimi stroški dela, materiala in finančnih sredstev.
Načrti ERMU:
-tekoča in remontna popravila opreme in enot;
- število polizdelkov, rezervnih delov in nadomestne opreme, potrebnih za zagotavljanje delovanja opreme oddelkov ArcelorMittal Temirtau JSC;
- izvajanje popravil, potrebnih za zagotovitev delovanja opreme oddelkov JSC "ArcelorMittal Temirtau";
-proizvodnja kovine za potrebe popravil in vzdrževanja oddelkov ArcelorMittal Temirtau JSC.
ERMU razvija urnike za načrtovano preventivno vzdrževanje glavnih enot in opreme ter prilagaja ustaljene čase popravila v povezavi s proizvodnimi potrebami.

Oddelek glavnega energetika

Oddelek glavnega energetika vključuje:
- SPTE-PVS;
- SPTE-2;
- Parna elektrarna (PSC);
- trgovina s kisikom;
-Plinarna;
-Vodovodna delavnica (TsVS);
-Trgovina hidravličnih objektov in hidrotransporta (GTSiG);
- delavnica čistilnih naprav (DSP);
-Trgovina za popravilo energetske opreme metalurških delavnic (EnRT);
-Trgovina za popravilo električne opreme metalurških delavnic (TsREMTs);
-Električarska (ERC);
-Trgovina omrežij in postaj (CSP);
-Trgovina tehnološkega dispečerstva (TsTD);
-Prezračevalna delavnica;
-centralni tovarniški elektrotehnični laboratorij (TsZ ETL);
-Laboratorij za centralno toplotno tehniko (CTTL);
CHPP-PVS - zagotavljanje delavnic elektrarne z električno in toplotno energijo, plavžnim plavžem in kemično prečiščeno vodo. Instalirana moč SPTE-PVS je 192 MW/h.

SPTE-2- oskrba delavnic z električno in toplotno energijo, kemično prečiščeno in demineralizirano vodo. Poleg tega CHPP-2 zagotavlja toploto in električno energijo mestu Temirtau. Instalirana zmogljivost SPTE-2 je 435 MW / h.

Trgovina s parno energijo je zasnovan tako, da oskrbuje delavnice in proizvodne prostore obrata z nosilci energije (para, stisnjen zrak, kemično prečiščena voda) različnih parametrov.

Trgovina s kisikom zagotavlja proizvodnjo s produkti ločevanja zraka (kisik, dušik, argon), proizvaja pa tudi surov in posušen stisnjen zrak za potrošniške delavnice. Zmogljivost proizvodnje kisika je 144 tisoč kubičnih metrov na uro.

Oddelek za promet

Prevozne storitve vključujejo:
-oddelek za transportno logistiko, tovor in komercialno delo;
-organizacija zunanjih prevozov, tovora in komercialnih del;
-avtomobilska delavnica, ki zagotavlja proizvodni cikel tovarne s cestnim prevozom, zagotavlja prevoz osebja tovarne, tekoča popravila in vzdrževanje vozil in DST,
- vodenje železniškega prometa.
UZhDT vključuje:
-Trgovina za tekoče vzdrževanje in popravila tira, ki opravlja vzdrževanje in popravila železniških tirov, zgradb in objektov, obratovanje tirne in snežne opreme.
-Vožna delavnica izvaja redna popravila in vzdrževanje lokomotiv, vagonov v specializiranih depojih in postajah.
- Operativna delavnica organizira notranje, vključno s tehnološke, prevoze tovora, pa tudi nakladanje in razkladanje na tovornih frontah delavnic in proizvodnih objektov.
  • A.P. Tsygankov. Sodobni politični režimi: struktura, tipologija, dinamika. (študijski vodnik) Moskva. Interprax, 1995.
  • AK. Struktura beljakovin, fizikalne in kemijske lastnosti (192 vprašanj)
  • Vprašalnik - struktura, glavna merila za izdelavo vprašalnika
  • Uvod

    Energija je eden vodilnih sektorjev nacionalnega gospodarstva naše države, ki zajema energetske vire, proizvodnjo, pretvorbo, prenos in uporabo različnih vrst energije.

    Državno gospodarstvo v bistvu potrebuje dve vrsti energije - električno in toplotno, za proizvodnjo katerih je zasnovana sodobna energija.

    Za razvoj elektroenergetike v 20. stoletju je bila značilna visoka stopnja izgradnje elektrarn in širitev električnih omrežij, vzpostavitev elektroenergetskih sistemov, elektroenergetskih povezav in na koncu enotnega energetskega sistema (EES) država. Trenutno ima ruski elektroenergetski kompleks instalirano moč elektrarn 216 GW s proizvodnjo električne energije 916 GWh na leto. Dolžina omrežij je približno 2,5 milijona km, vključno z vodovi 220 - 1150 kV - 157 tisoč km.

    Avgusta 2003 je vlada Ruske federacije potrdila "Energetsko strategijo Rusije za obdobje do leta 2020" (odl. z dne 28. 8. 03 št. 1234-r).

    Med najpomembnejšimi nalogami Energetske strategije Rusije so določitev glavnih kvantitativnih in kvalitativnih parametrov za razvoj elektroenergetike in posebnih mehanizmov za doseganje teh parametrov ter usklajevanje razvoja elektroenergetike. z razvojem drugih sektorjev gorivnega in energetskega kompleksa in potrebami gospodarstva države.

    Strateški cilji razvoja domače elektroenergetike v prihodnosti do leta 2020 so:

    Zanesljiva oskrba gospodarstva in prebivalstva države z električno energijo;

    Ohranjanje celovitosti in razvoj enotnega energetskega sistema Rusije, povezovanje UES z drugimi energetskimi združenji na evroazijski celini;

    Izboljšanje učinkovitosti delovanja in zagotavljanje trajnostnega razvoja elektroenergetike na podlagi novih sodobnih tehnologij;

    Zmanjševanje negativnega vpliva industrije na okolje.

    Po optimističnem scenariju je razvoj ruske elektroenergetike osredotočen na scenarij gospodarskega razvoja države, ki pomeni pospešeno izvajanje socialno-ekonomskih reform s stopnjo rasti bruto domačega proizvoda do 5-6% na leto in temu primerno enakomerno rast porabe električne energije od 2 do 2,5 % letno. Posledično naj bi letna poraba električne energije dosegla do leta 2020: v optimističnem scenariju - 1290 milijard kWh; v zmernem - 1185 milijard kWh.

    Kljub tako optimističnim napovedim pa se je v zadnjem desetletju pojavil in še vedno obstaja problem zaradi velikega fizičnega in moralnega staranja že davno zagnane električne opreme.

    V zvezi s tem se je Oddelek za znanstveno in tehnično politiko in razvoj RAO "UES Rusije" odločil: povečati povpraševanje po proizvodnih zmogljivostih in posodobiti opremo z izvajanjem naslednjih glavnih ukrepov:

    Podaljšanje življenjske dobe obstoječih hidroelektrarn, jedrskih elektrarn in znatnega števila termoelektrarn z zamenjavo le glavnih enot in delov opreme elektrarn;

    Dokončanje elektroenergetskih objektov, ki so v visoki stopnji pripravljenosti;

    Gradnja novih objektov v energetsko pomanjkljivih regijah;

    Tehnična prenova TE z zamenjavo opreme s podobno novo ali z uporabo naprednih tehnologij.

    Struktura delavnice PVS

    I. Splošne določbe

    1. Trgovina je samostojna strukturna enota.

    2. Trgovina je ustanovljena in likvidirana z odredbo generalnega direktorja OJSC "Soda".

    3. Delavnica je podrejena glavnemu energetiku.

    4. Neposredno upravljanje trgovine izvaja vodja trgovine, imenovan z odredbo generalnega direktorja OJSC Soda.

    II. Struktura.

    1. Strukturo in kadrovsko zasedbo delavnice odobri generalni direktor OJSC Soda na podlagi pogojev in posebnosti dejavnosti podjetja po nasvetu glavnega energetika in vodje delavnice ter v soglasju z Oddelkom za zdravje in varnost. .

    2. Trgovina PVS obsega pet popravil in obratov ter štiri tehnološke izmene, vključno z:

    Odsek za oskrbo s toploto, plinom in zrakom

    Odsek komunikacij in industrijske kanalizacije

    Odsek črpalnih postaj in enot za kroženje vode

    Odsek za mehanizacijo

    Območje električnih popravil

    Izmena številka 1

    Premik številka 2

    Izmena številka 3

    Izmena številka 4

    III. Naloge.

    1. Naloga delavnice PVS je zagotavljanje nemotene in zanesljive oskrbe

    delavnice s paro, zemeljskim plinom, zrakom, tehnično, pitno in ogrevalno vodo ter odvajanje odplak iz delavnic.

    PVS trgovina zagotavlja industrijsko (rečno) vodo tudi industrijskim podjetjem v severni industrijski coni mesta.

    2. Izpolnjevanje gospodarskih nalog vodstva za proizvodnjo proizvodov.

    3. Uporaba sodobnih tehnologij.

    4. Varčevanje sredstev podjetja zaradi skladnosti s proizvodno tehnologijo in zmanjšanje zavrženih izdelkov.

    IV. Funkcije.

    1. Delavnica PVS izvaja delovanje, vzdrževanje in popravila inženirskih omrežij, opremljanje črpalnih postaj, vodnih tokokrogov, toplotnih mest, pa tudi stavb in objektov, ki so del delavnice.

    1.1. Ureditev obremenitve oskrbe s toploto, plinom in vodo delavnic in industrij ter tretjih porabnikov v skladu z uveljavljenimi tehnološkimi normativi in ​​omejitvami. Nadzor nad racionalno rabo energetskih virov JSC "Soda".

    1.2. Zagotavljanje energetskih virov delavnicam in proizvodnim objektom Soda OJSC in tretjim potrošnikom je posledica spoštovanja obveznih standardov za parametre (pretok, tlak, temperatura).

    1.3. V primerih, ko se standardni parametri plina, pare, pitne vode ne vzdržujejo zaradi krivde dobaviteljev FAO Gaz-service, Sterlitamakskaya CHPP in CHPP OAO Soda, Mezhrayvodokanal - trgovina PVS skupaj z oddelkom za glavne parametre.

    2. Operativno in proizvodno načrtovanje.

    3. Izvedba vseh del v strogem skladu z risbami, specifikacijami, navodili.

    4. Zagotavljanje zahtevane tehnične ravni proizvodnje.

    5. Povečanje učinkovitosti proizvodnje in produktivnosti dela.

    6. Ustvarjanje varnih delovnih pogojev in izboljševanje tehnične kulture

    proizvodnje.

    7. Racionalna uporaba proizvodnih virov.

    8. Zmanjšanje stroškov (materialnih, finančnih, delovnih)

    9. Izračun proizvodne zmogljivosti.

    10. Sestavljanje poročila o izrabi proizvodnih zmogljivosti.

    11. Sodelovanje pri razvoju in izvajanju ukrepov za obnovo in posodobitev

    proizvodnje.

    12. Zagotavljanje učinkovitosti proizvodnje.

    13 Spremljanje spoštovanja tehnološke discipline, pravil in predpisov o varstvu dela, varnosti, industrijskih sanitarijah in požarni varnosti, sanitarnih standardih.

    14. Priprava poročil o dejavnosti trgovine.

    15 Izvajanje popisov.

    16. Ekonomska upravičenost potrebe po nadgradnji opreme trgovine.

    17. Priprava vlog pri ustreznih strukturnih oddelkih podjetja za potrošni material, gospodinjski inventar in opremo.

    18. Usklajevanje dejavnosti med strukturnimi deli trgovine.

    19. Usklajevanje načrtov postavitve opreme.

    20. Organizacija interakcije z raziskovalnimi inštituti, organizacijami.

    V. Pravice.

    1. Delavnica ima pravico:

    1.1. Sodelujte pri splošnem načrtovanju podjetja.

    1.2. Sklenite pogodbe za proizvodnjo izdelkov po risbah izvajalcev.

    2. Vodja trgovine ima tudi pravico:

    2.1. Vodstvu podjetja predložite predloge o spodbudah za ugledne zaposlene in o kaznih za zaposlene, ki kršijo proizvodno in delovno disciplino.

    2.2. Pooblastiti ali preklicati tehnološke ali proizvodno-tehnične odločitve podrejenih zaposlenih.


    1 | | | | | |

    Povzetek disertacije na temo "Povečanje učinkovitosti CHPP-PVS metalurške tovarne pri uporabi parnih plinskih naprav"

    Kot rokopis

    JAVOROVSKI JURI VIKTOROVIČ

    POVEČANJE UČINKOVITOSTI SPTE-PVS METALURGIČNE RASTLINE PRI UPORABI PARNIH IN PLINSKIH RASTLIN

    Posebnost 05.14.04. - Industrijska toplotna energija

    Moskva - 2007

    Delo je bilo opravljeno na Oddelku za industrijske toplotnoenergetske sisteme (PTS) Moskovskega elektroenergetskega inštituta (Tehnična univerza).

    Nadzornik:

    Doktor tehničnih znanosti, profesor Galaktionov Valery Vitalievich

    Uradni nasprotniki:

    Doktor tehničnih znanosti, profesor Sergievsky Eduard Dmitrievich

    Doktor tehničnih znanosti, profesor Okhotin Aleksander Sergejevič

    Vodilna organizacija

    JSC "Združenje VNIPIenergoprom"

    Zagovor bo 16. marca 2007 ob 15.30 na seji disertacijskega sveta D 212.157.10 na Moskovskem inštitutu za energetiko (Tehnična univerza) na naslovu: Moskva, Krasnokazarmennaya st., 17, soba G-406.

    Disertacijo lahko najdete v knjižnici Moskovskega elektroenergetskega inštituta (Tehnična univerza).

    znanstveni sekretar

    svet za disertacijo D 212.157.10 ---

    dr., izredni profesor Popov S.K.

    SPLOŠNI OPIS DELA

    Nujnost problema. Eden najbolj perečih problemov v črni metalurgiji je izboljšanje energetske učinkovitosti in okolju prijaznosti proizvodnje v metalurških podjetjih. V okviru postopnega naraščanja cen goriv in energentov postaja poraba energije v proizvodnji jekla vse pomembnejši dejavnik. Velika metalurška tovarna s polnim ciklom ima lahko zmogljivost približno 10 milijonov ton jekla na leto in porabi ogromno goriva - več kot 10 milijonov ton ekvivalenta goriva. v letu. Podjetja črne metalurgije po vsej državi porabijo približno 15 % vsega proizvedenega naravnega goriva in več kot 12 % električne energije. Delež podjetij črne metalurgije v celotnem obsegu industrijske proizvodnje Ruske federacije je pomemben - več kot 12%.

    Po ocenah, ki so na voljo v literaturi, je potencial prihranka energije ruskih metalurških podjetij 20-30%. Delež kupljenih energetskih virov - premoga, koksa, zemeljskega plina in električne energije - v strukturi stroškov valjanih izdelkov je 30-50%, kar kaže na visoko energetsko intenzivnost proizvodnje. Pomembne prihranke energije je mogoče doseči predvsem z racionalno gradnjo in optimizacijo gorivno-energetske bilance metalurške tovarne ter z optimizacijo porabe energije v določenih tehnoloških procesih.

    SPTE-PVS metalurške tovarne kompenzira neravnovesje proizvodne pare, hkrati pa izkorišča notranje gorljive energetske vire (VGER) in zagotavlja proizvodnjo določenih količin stisnjenega zraka, toplote in električne energije, torej je najpomembnejša povezava, ki zapira gorivno in energijsko bilanco metalurške tovarne za te nosilce energije. Zato je treba vprašanja optimizacije porabe energije v posameznih tehnoloških procesih obravnavati v celoti in vključevati vprašanja, povezana z energijo podjetja.

    Za reševanje teh problemov je potrebno uporabiti sistemsko analizo energetsko-tehnološkega kompleksa metalurške tovarne, ki je kompleksen sistem.

    V mnogih metalurških obratih je oprema CHPP-PVS fizično in moralno zastarela, v zvezi s čimer je treba izvesti njeno tehnično prenovo z uporabo sodobne ali razvojne nove energetske opreme.

    Povečanje ekonomičnosti porabe goriva in energije, zmanjšanje emisij škodljivih snovi in ​​toplogrednih plinov ter posledično povečanje ekonomske učinkovitosti metalurške tovarne zaradi razvoja optimalnih vezno-parametričnih rešitev za CHPP-PVS na osnovi enote CCGT in povezovanje gorivno-energetske bilance metalurške tovarne je zelo nujna naloga.

    Namen dela. Namen diplomske naloge je povečati učinkovitost CHPP-PVS na podlagi razvoja in izbire optimalnih parametrov vezja za CHPP-PVS na osnovi PTU v povezavi z gorivno-energetsko bilanco celotne metalurške tovarne.

    Za dosego tega cilja potrebujete:

    Razviti matematični model CHPP-PVS, vključno z modelom STP (GTU) na VGER, modelom parne turbine CHPP-PVS, ki omogoča izračun in optimizacijo shem in parametrov CHPP-PVS ob upoštevanju popolna bilanca goriva in energije celotnega metalurškega obrata;

    Razviti metodo za ocenjevanje optimalnih področij uporabe STU in GTU, PTU-CHP, ki delujejo na VGER metalurške tovarne;

    Razviti orodje za izbiro optimalne strategije za razvoj CHPP-PVS na podlagi matematičnih modelov in metod, ob upoštevanju celotne bilance goriva in energije v metalurškem obratu.

    Znanstvena novost dela je naslednja:

    1. Razvit je bil enoten matematični model CHPP-PVS, vključno z modelom parne turbinske elektrarne na VGER, modelom parnoturbinske SPTE in PVS, ki omogoča izračun in optimizacijo shem in parametrov CHPP-PVS ob upoštevanju celotne bilance goriva in energije metalurške tovarne.

    2. Dobljene so bile značilnosti enote CCGT s kotlom na odpadno toploto (CCGT-KU), ki deluje na VGER metalurške tovarne, pri čemer je bilo ugotovljeno, da pri enakih začetnih parametrih GTU na njihove lastnosti vpliva volumetrična vsebnost CO, H2, COg, CH4, N20, 02, N2 (po padajočem vplivu).

    3. Identificirane so skupine nizkokaloričnih in visokokaloričnih mešanic VGER z značilnimi lastnostmi, ki določajo parametre in vezne rešitve GTU in CCGT, ki delujejo na VGER.

    4. Dobljeni so bili pogoji za zamenljivost VGER za CCGT-KU in pokazalo se je, da bi morala biti njegova agregatna in vezna izvedba glede na sestavo goriva VGER GTU (CCGT) različna. Za skupino nizkokaloričnih mešanic (do 12 MJ / m3) na osnovi plavžev, pretvornikov in zemeljskih plinov je treba uporabiti plinskoturbinski kompresor z dinamičnim delovanjem; za skupino visokokaloričnih mešanic (več kot 17 MJ / m3) na osnovi koksarne in naravnih plinov-plinski turbinski kompresor na plin.

    5. Teoretično je bilo ugotovljeno, da je za naloge povečevanja samo električne energije optimalno uporabiti CCGT, za naloge zamenjave opreme z visokim deležem toplotne obremenitve - STU, za naloge zamenjave opreme s povečanjem električne energije in z visokim deležem proizvodne toplotne obremenitve - kombinacija STU in GTU (ISU) na VGER metalurškega obrata, odvisno od strukture proizvodnje metalurškega obrata.

    6. Ugotovljeno je bilo, da glede na parametre oskrbe s toploto obstajajo različna optimalna področja uporabe v SPTE-PVS metalurške tovarne PTU-CHPP (pri nizkih toplotnih obremenitvah) in GTU-CHPP (pri visoki obremenitvi s paro) ki delujejo na VGER goriva.

    Praktična vrednost dela je v tem, da metode, razvite v njem, in njegovi rezultati omogočajo reševanje zapletenega problema oblikovanja energetske strategije za metalurško industrijo. Razvita tehnika se lahko uporablja za tehnično preopremo in posodobitev CHPP-PVS metalurških obratov v Rusiji in državah CIS.

    Zanesljivost in veljavnost rezultatov dela sta posledica uporabe sodobnih metod termodinamične analize, preizkušenih metod matematičnega modeliranja, zanesljivih in preizkušenih metod sistemskih študij v industrijski toplotni energetiki, uporabe široko uporabljenih metod izračuna toplote. energetskih enot in zanesljivih referenčnih podatkov, primerjava teoretičnih rezultatov s podatki drugih avtorjev in podatki, pridobljeni pri energetskem pregledu toplotno-energetskih sistemov metalurške proizvodnje.

    Razvita metodologija) "in optimizacijski matematični model za izračun parametrov in veznih rešitev CHPP-PVS, vključno z GTU- in CCGT-VGER, integriran v optimizacijski matematični model metalurške tovarne;

    Rezultati računalniških študij značilnosti in kazalnikov energetske učinkovitosti kombiniranih in plinskoturbinskih naprav, ki delujejo na VGER metalurške tovarne, ki odražajo njihove značilnosti v primerjavi z napravami, ki delujejo na zemeljski plin;

    Rezultati optimizacijskih študij strukture CHPP-PVS, vključno z GTU- in CCGT-VGER, ob upoštevanju celotne bilance goriva in energije metalurške tovarne.

    Pri razvoju metodologije in optimizacijskega matematičnega modela za SPTE-PVS, vključno z GTU- in CCGT-VGER, integriran v optimizacijski matematični model metalurškega obrata;

    Pri izvajanju računalniških študij značilnosti in energijskih kazalnikov učinkovitosti parnega plina in

    plinskoturbinske enote, ki delujejo na VGER metalurškega obrata;

    Pri izvajanju optimizacijskih študij strukture energetskega vira metalurške tovarne, zgrajene na podlagi tradicionalne parne turbine, pa tudi plinske turbine in parno-plinske opreme, ob upoštevanju celotne gorivne in energetske bilance metalurške tovarne .

    Potrditev in objava. Rezultati dela so bili predstavljeni na VIII-XII mednarodnih znanstveno-tehničnih konferencah študentov in podiplomskih študentov "Radio elektronika, elektrotehnika in energija" (Moskva, 20022006), II in III vseslovenskih šolah-seminarjih mladih znanstvenikov in specialistov "Varčevanje z energijo - teorija in praksa "(Moskva, 2004 in 2006), III mednarodna znanstvena in praktična konferenca" Metalurška toplotna tehnika: zgodovina, trenutno stanje, prihodnost "(Moskva, MISiS, 2006), na tehničnih srečanjih OJSC" Kosogorsk Metalurški obrat "(avgust 2003) in JSC" Severstal "(marec 2004 in oktober 2006).

    Struktura in obseg dela. Diplomsko delo je sestavljeno iz uvoda, 4 poglavij in zaključka ter seznama literature. Delo je predstavljeno na 167 straneh tipkanega besedila, vsebuje 70 slik, 9 tabel. Seznam uporabljenih virov je sestavljen iz 136 postavk.

    Uvod utemeljuje relevantnost teme in praktično vrednost dela ter podaja njegove splošne značilnosti.

    Prvo poglavje vsebuje pregled in analizo znanstvene in tehnične literature. Podan je opis znanih del s področja sistemske analize metalurške proizvodnje. Dokazano je, da je preučevanje takšnih sistemov možno na podlagi uporabe nelinearnih matematičnih modelov in daje dobre rezultate. Osnova za proučevanje delovanja tovrstnih sistemov in njihovih elementov v medsebojni povezavi je izgradnja popolne gorivno-energetske bilance celotnega metalurškega obrata. Pokazalo se je, da je usmerjenost matematičnega modela k reševanju optimizacijskih problemov pomemben pogoj za uspešno izvajanje takšnih študij. Izvedena je analiza publikacij, posvečenih matematičnemu opisu značilnosti opreme industrijskih SPTE in izdelavi njenega matematičnega modela. Je podan

    pregled del, posvečenih metodam za določanje optimalne strukture in profila opreme, toplotne in električne moči parne turbine v industrijski SPTE. Analiza različnih vrst shem parno-plinskih naprav, primerjava energetskih in ekonomskih kazalnikov opreme za parno turbino in parno-plin (plinska turbina) ter ugotavlja značilnosti metod za izračun kazalnikov STP. Ugotovljeno je bilo, da je treba izvesti celovito študijo o možnosti uporabe CCGT in GTU kot opreme za proizvodnjo električne energije na SPTE-PVS metalurškega obrata.

    Prvo poglavje se zaključi s formulacijo raziskovalnega cilja in nalog, ki jih je treba rešiti za dosego tega cilja.

    Vnos začetnih podatkov Sestava plina v Parametri za izračun nazivnega načina plinske turbine Vnos tetofizičnih lastnosti plinov

    Izračun tellofizikalnih lastnosti mešanice goriv Začetno

    približek ay _ in plinov

    Poraba goriva)

    Izračun zračnega kompresorja Izračun kompresorja goriva

    Izračun materialne bilance 1 zgorevanja Izračun delovanja turbine) brez hlajenja [

    Določanje porabe plina v zgorevalni komori, porabe goriva, učinkovitosti plinske turbine in

    izračun 1-1

    Izračun hladilnega sistema po nazivni rheya.im

    izračun 1 = 2

    Izračun spremembe upora izpušnih plinov kotla v načrtovalnem načinu

    Zapomnite si rezultate izračuna nominalnega načina, 1 = 1 + 1

    "Izračun hladilnega sistema GTU v načrtovalnem načinu, ponovni izračun značilnosti GTU ob upoštevanju hladilnega sistema. Določitev sestave, pretoka, temperature plina na izstopu iz ohlajenega GTU

    Vnos začetnih podatkov Sestava plinov Pretok, temperatura plinov Določanje termofizičnih lastnosti plinov Začetni približek ustvarjenih pretokov pare

    Izračun šotorske sheme GTU Določanje deleža porabe plina za proizvodnjo

    "energijska" para __ ♦ ______

    Izračun toplote kotla na odpadno toploto |

    Določitev pretoka I

    "energična" para s;

    podani parametri:

    Poraba pare je enaka začetnemu približku

    Pojasnitev porabe pare

    Izračun toplotne sheme parne turbine CCGT

    Določanje termodinamičnih ~] lastnosti vode in pare ■

    Izračun toplote izmenjevalnika odpadne toplote, Določanje pretoka I

    tetifikacija (tehnološka) združim z danimi parametri "

    Slika 1. Povečan blokovni diagram matematičnega modela CCGT-VGER. Drugo poglavje disertacije je namenjeno razvoju

    optimizacija nelinearnih matematičnih modelov za izračun kazalnikov GTU- in CCGT-VGER, osredotočena na izračun naprav, ki delujejo na notranje gorljive vire energije (VGER) metalurške tovarne. Poudarjena je optimizacijska ideologija tovrstnih modelov.

    Podan je opis univerzalnega matematičnega modela CHPP-PVS-EVS na osnovi parne turbine, plinske turbine in parno-plinske opreme. Podan je opis metode in strukture njene integracije v splošni optimizacijski nelinearni matematični model metalurške tovarne, implementiran v programsko-informacijskem sistemu "OptiMet".

    Integracija matematičnega modela CHPP-PVS, ki vključuje CCGT-VGER, GTU in opremo parne turbine, v matematični model metalurške tovarne je bila izvedena po naslednji shemi:

    dE ^ / Гя * "7, Kda, Pkkp, L

    vig ^ yy ^ w1at)

    d> tehnologija _ pKHP, pLgDP, gzStPl + rProk t> drugo

    VGER ~ VGER VGER VGER VGER VGER t> TPP _ nE t> tehnologija ° VGER ~ p VGER 13 VGER

    QI / ■ [UST K GTKKP GT valjani t-g drugo |

    VTER "J [^ koksa> 11 OKG> 11SIO + KU" 11SIO + KU)

    (LTES_P1 PE) _S) LTU-CHPP, PPGU (GTUUTETS

    Votp ~ V MK U< ВТЭР ^ВТЭР 1~к<отп + Ус

    T.TES _ G (rTES P2 13 PG ~ J V3 VGER "" s

    ^ "HE _ cTPP + dTPP =% STU - CHP + DPGU (GTU) - CHP VGER" str

    t> b _ t> tehnologija, p HE SG ~ SG SG

    ■ ^ TPP _ ^ ¡fTPP rHPP G ^ PTU-CHP + ^ CCGT (GTU) -TEC

    VEDNO _ A0E Pdp) ~ J K<ВТЭР>11 GBT I

    2oes _ -Vedno

    Vmk = B yg _ shikhm + ^ PG + ■ E0ES -> kos

    y! = uP1U [vPTU-CHPP ^ + ultGTU) (rPP "(PUuTETs) + yr,

    31 „= TsSH" V + TsPG-V * + Tse.Eoes

    MK ^ ush y? mešanica ^ PG m MK

    kjer je V1Vger proizvodnja VGER (plavž, koksarna, konverterski plini), ki je funkcija režima, strukturnih in tehnoloških parametrov metalurške proizvodnje; vkhp poraba premoga

    napolniti; Кдп je poraba koksa v plavžu; Pkkp - zmogljivost

    proizvodnja pretvornika kisika; В ^ ryugia je poraba VGER za tehnologijo; W ^ p je poraba VGER v sistemu toplote in električne energije; О ^^ "Ц - oskrba s toploto iz toplotno-energetskega sistema metalurške tovarne; -

    povpraševanje metalurške tovarne po toploti; 0 ~ voda ~ notranji viri toplotne energije (VTER) metalurške tovarne; 0_shp ~ SPTE - oskrba s toploto iz parnih turbinskih enot SPTE metalurške tovarne; - dopust

    toplota iz parnih in plinskih (plinske turbine) enot SPTE metalurške tovarne; В ™ с - poraba zemeljskega plina v toplotno-energetskem sistemu (TE); Blf.jp - vir VGER za termoelektrarne; Wtp je poraba goriva v sistemu za ogrevanje in elektriko; В ";! Г - poraba zemeljskega plina v metalurški tovarni; dmyatkgsh. Poraba zemeljskega plina za tehnološko

    proizvodnja; Etes - proizvodnja električne energije s toplotno-energetskim sistemom; Eoes - količina porabe električne energije od zunaj; skupne potrebe metalurške tovarne po električni energiji; Eper - električna energija, ki jo proizvajata elektrarna z rekuperacijo toplote (TUES) in GUBT. Proizvodne oznake: KHG1 - koks-kemični, AgDP - plavž, StPL - taljenje jekla, Valjanje, USTK - enote za suho gašenje koksa, KKP - proizvodnja kisikovih pretvornikov. Druge oznake: B - ekvivalentna poraba goriva, V - emisije škodljivih snovi, C - cena energenta, P - produktivnost, 0 - toplota, E - električna energija, L - specifična poraba ekvivalenta goriva.

    Podane so utemeljitve izbire in uporabe optimizacijske metode ter kratek opis uporabljene kombinirane metode optimizacije OBI). Podan je opis ciljnih funkcij, uporabljenih pri optimizacijskih izračunih: minimum zmanjšanih gorivnih in energetskih virov v metalurški tovarni, minimalni

    stroški nabavljenih goriv in energentov

    plus škoda zaradi škodljivih emisij 3 £, pa tudi ekonomsko merilo,

    vključno z £ in ob upoštevanju razlik v kapitalskih stroških v različnih

    vrste električne opreme.

    V tretjem poglavju je na podlagi predlaganega matematičnega modela izvedena računalniška in teoretična študija značilnosti plinskoturbinskih in kombiniranih obratov, ki delujejo na VGER metalurške tovarne.

    Upošteva se delo na plavžu, koksarni, konverterskih plinih in njihovih mešanicah, opravljena je primerjava s kazalniki plinskih turbin pri delu na zemeljski plin, bistvena razlika v njihovih lastnostih od značilnosti plinskih turbin, ki delujejo na zemeljski plin. je prikazano.

    V primeru uporabe VGER z relativno nizko kurilno vrednostjo (plavž in pretvorniški plin) prehod na višje začetne temperature pred turbino (nad 1200 ° C) ne vodi do občutnega povečanja učinkovitosti plina turbine in celo njeno zmanjšanje opazimo že pri temperaturah okoli 1300 ° C.

    Učinkovitost GTU, neto

    zemeljski plin koksni plin

    konverterski plin

    Slika 2. Koeficient učinkovitosti enostavnega cikla plinske turbine pri delovanju na različne pline VGER in pri isti temperaturi pred

    plinska turbina.

    1000 stopinj C -1200 stopinj C -1400 stopinj C -1600 stopinj C

    Stopnja povečanja tlaka v kompresorju plinske turbine

    Slika 3. Odvisnost neto električne učinkovitosti GTU od začetnih parametrov cikla pri delovanju na plavžni plin.

    Glavni razlogi za razliko v lastnostih plinskih turbin, ki delujejo na različna goriva, so naslednji:

    Razlika v termofizikalnih in termodinamičnih lastnostih plinov, ki sestavljajo mešanico goriva za plinsko turbino. Entalpija, plinska konstanta, adiabatski indeks plinov, ki sestavljajo mešanico goriva

    bistveno razlikujejo med seboj. To, pa tudi različna dinamika odvisnosti teh vrednosti od temperature, vodi do razlike v delu kompresije plina v kompresorju in temperaturah plina na izstopu iz kompresorja. Tako obstaja učinek na toplotno bilanco zgorevalne komore plinskoturbinske enote (potrebna oskrba s toploto goriva) in s tem na porabo goriva v plinskoturbinski enoti.

    Različna sestava produktov zgorevanja, ki vstopijo v turbino plinske turbine med zgorevanjem goriv različnih sestav, vpliva na delovanje plinske turbine. Vendar, kot kažejo izračuni, je ta učinek razmeroma majhen, saj je ne glede na sestavo goriva in parametre plinske turbine prevladujoča sestavina produktov zgorevanja dušik (72-75%). GTU z visokimi temperaturami pred turbino ima nižjo vsebnost dušika. Skupna vsebnost kisika, ogljikovega dioksida in kisika v produktih zgorevanja se spreminja v mejah preostalih (25-28%).

    Odvisno od vrste goriva, ki se uporablja v plinski turbinski napravi, in njegovih parametrov se razmerje med volumsko porabo goriva in volumskim pretokom zraka giblje v širokih mejah: od 0,03 za zemeljski plin do 0,40,5 za plavžni plin.

    Glede na sestavo mešanice goriva bodo plinskoturbinske enote imele različna razmerja notranjih zmogljivosti in pretokov plina za kompresorje zraka in goriva pri isti električni moči plinskoturbinske enote.

    V zvezi s tem tradicionalna vključitev moči kompresorja pospeševalnega goriva v vrednost pomožnih naprav, določena v%, v tem primeru ni uporabna. Ker je moč kompresorjev goriva in zraka Г "ТУ-ВГЭР močno odvisna od sestave mešanice goriva, je koristno delo Лпо" določeno z naslednjim izrazom (v primeru razporeditve z eno gredjo).

    ^ tla = ^ T ~>

    kjer je 1.t notranje delovanje plinske turbine GTU; 2Хк je skupno notranje delo kompresorjev za zrak in gorivo plinske turbine.

    Delovanje na gorivne mešanice plinov VGER različne sestave lahko privede do pomembnih razlik v agregatni izvedbi GTU. Tehnično je težko ustvariti univerzalno plinsko turbinsko enoto, ki deluje na mešanici goriv katere koli sestave, hkrati pa ohranja dosledno visoko energetsko in okoljsko učinkovitost ter sposobnost nadzora moči. Razmerje zraka in goriva pri različnih mešanicah goriv se razlikuje do 20-krat. Zato so plinske turbine in naprave s kombiniranim ciklom, ki uporabljajo VGER, lahko zasnovane le za določene mešanice goriv.

    V GTP, ki delujejo na goriva VGER, je pogosto potrebna uporaba dinamičnih kompresorjev za gorivo (turbopolnilniki). To je posledica dejstva, da je prostorninska poraba goriva v takšnih plinskih turbinah lahko v

    desetkrat višje kot pri plinskih turbinah, ki uporabljajo zemeljski plin, z enako električno močjo.

    ¿500 £ 400 “300 200 100 0

    33% 32% 31% 30%

    zemeljski plin

    konverterski plin

    Plin iz plavžev

    Slika 4. plin

    konstanta mešanice goriv VGER I, kJ / (kg K).

    5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 30.000 35.000 40.000 Nizka toplota zgorevanja goriva, kJ / nm3

    naravno haa /

    ^ \ konverterski plin ^ plavžni plin

    Slika 5. Učinkovitost plinske turbine pri delovanju na različne mešanice goriv plinov VGER.

    0 6000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 Nizka toplota zgorevanja goriva, kJ / nm3

    Za mešanice goriv z nizko kalorično vrednostjo 5000-10000 kJ / m3 (razen mešanic plavžnih in koksnih plinov) se plinska konstanta spreminja v majhnem območju 270-310 J / (kg K). To omogoča tvorjenje mešanice goriv za plinske turbine iz plinov VGER in zemeljskega plina (razen koksarnega plina) z dano toploto zgorevanja z namenom njihove medsebojne redundance. V tem primeru bo vpliv na značilnosti kompresorja goriva minimalen.

    Volumetrična vsebnost kisika v izpušnih plinih GTU z enakimi začetnimi parametri, ki delujejo na različnih mešanicah goriv, ​​se bo razlikovala v širokem razponu (za 3-4%). Ker se vsebnost kisika med delovanjem GTU na plavžni plin močno zmanjša, nastanejo tehnične omejitve za delovanje izpustnih tokokrogov CCGT in tokokrogov uporabe CCGT enote z naknadnim zgorevanjem. Pri delu na plavžni plin se njihova učinkovitost močno zmanjša.

    Slika 6. Volumetrično

    zgorevanje goriva D - plavžni plin, K - koksarni plin, KN - konverterski plin, Pr - zemeljski plin.

    10000 15000 20000 25000 30000 35000 Nizka toplota zgorevanja goriva, kJ / nm3

    Izračuni so pokazali, da obstaja objektivna odvisnost električne učinkovitosti obrata s kombiniranim ciklom s shemo izrabe od sestave mešanice goriva, na kateri deluje plinskoturbinska enota kot del CCGT-KU. Poleg tega se razmerje moči parne turbine in plinske turbine enote CCGT spreminja glede na sestavo mešanice goriva. Pri delovanju na VGER z nizko kalorično vrednostjo je delež zmogljivosti parne turbine CCGT enote večji.

    Slika 7. Učinkovitost enote CCGT pri delovanju na različne mešanice goriv VGER plinov.

    Približno 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 Kalorična vrednost, kJ / nm3

    Odvisno od začetnih parametrov plina pred turbino GTU se vrednost električne učinkovitosti CCGT-KU razlikuje za 1-3% (abs.) Pri delovanju na različnih mešanicah VGER. Velika razlika je pri višjih parametrih GTU. Učinkovitost CCGT-KU, ki deluje na mešanico nizkokaloričnih plinov - plavž in pretvornik - se praktično ne spremeni, ko se ti plini mešajo v kakršnem koli razmerju.

    Četrto poglavje analizira strukturo gorivne in energetske bilance ruskih in tujih metalurških obratov in obratov.

    Na podlagi informacijsko-analitičnega sistema "Optimet" skupaj z I.A. Sultanguzin in A.P. Yashin je razvil matematični model povprečne metalurške tovarne s tehnološko strukturo, značilno za večino ruskih metalurških obratov in

    energetsko bilanco, v katero je avtor na osnovi parne turbine, plinske turbine in parno-plinske opreme integriran matematični model univerzalne CHPP-PVS, ki ga je razvil avtor. Podan je kratek opis matematičnega modela povprečne metalurške tovarne, pri razvoju katerega je avtor aktivno sodeloval. Glede na strukturo proizvodnje valjanih izdelkov v Povprečni metalurški tovarni (UMK) je za osnovo vzet referenčni obrat celotnega cikla Mednarodnega inštituta za črno metalurgijo. Struktura porabe kupljenih goriv in virov energije v UMK z velikim deležem zemeljskega plina (28% celotne porabe goriv in virov energije) in električne energije (50% potrebe po električni energiji) je značilna za večino ruskih metalurgij rastline.

    Na matematičnem modelu povprečne metalurške tovarne so bili izvedeni izračuni za naslednje možnosti razširitve CHPP-PVS:

    1. Kondenzacijska parna turbina z električno močjo 220 MW. Gorivo je zemeljski plin. To različico STU je mogoče zgraditi na podlagi licenciranega ruskega GTE-160 (JIM3 - Siemens V94.2).

    2. Parna turbina kondenzacijskega tipa s 160 MW električne energije. Gorivo je plavžni plin.

    3. Parnoturbinski agregat K-160 kondenzacijskega tipa z električno močjo 160 MW. Gorivo je zemeljski plin.

    4. GTU-SPTE z električno močjo 52 MW. Gorivo je zemeljski plin. Agregat je mogoče zgraditi na podlagi preizkušene in zanesljive plinskoturbinske enote proizvajalca Alstom GT-8C.

    5. PTU-SPTE z električno močjo 140 MW. Gorivo je zemeljski plin. PTU je mogoče zgraditi na podlagi ruskega GTU-110.

    6. Kondenzacijska parna turbina z električno močjo 53 MW. Gorivo - pretvornik plina.

    7. GTU-SPTE z električno močjo 35 MW. Gorivo - pretvornik plina.

    riž. 8. Varčevanje pri kupljenih energentih (zemeljski plin in električna energija) za različne možnosti razvoja sistema oskrbe z energijo.

    riž. 9 Zmanjšanje porabe energije jeklarn za različne možnosti razvoja sistema oskrbe z energijo

    8. Parna turbinska enota kondenzacijskega tipa z električno močjo 30 MW. Topleo je pretvornik plina.

    S pomočjo podane metode izračuna in ocenjevanja je mogoče upoštevati zelene možnosti, vendar le omejeno število. Formulacija, matematični opis in rešitev optimizacijskega problema so red velikosti bolj zapleteni. Toda le to vam omogoča, da v skladu z izbrano ciljno funkcijo in obstoječimi tehničnimi omejitvami najdete resnično optimalno strukturo energetskih zmogljivosti metalurškega obrata.

    Nadalje je problem shematsko-parametrične optimizacije energenta metalurške tovarne formuliran po kriterijih minimalne porabe danih gorivnih in energijskih virov ter stroškov nabavljenih gorivnih in energijskih virov. Izvedena je shematsko-parametrična optimizacija parne turbine CHPP-PVS, prikazana so protislovja pri reševanju optimizacijskega problema za te ciljne funkcije.

    Na podlagi merila minimalne porabe danih gorivnih in energetskih virov bi bila optimalna rešitev proizvodnja električne energije na lastni SPTE z velikim deležem proizvodnje daljinskega ogrevanja. Preostanek električne energije bo kupoval iz omrežja. Za kriterij stroškov nabavljenih goriv in energentov bi bila nasprotno optimalna rešitev največja možna lastna proizvodnja električne energije.

    Kot je pokazala analiza, bo ob obstoječem razmerju cen zemeljskega plina in električne energije to ekonomsko upravičeno tudi pri termodinamično najbolj neučinkovitih metodah pridobivanja električne energije.

    Analiza stabilnosti rešitve v primeru napovedane spremembe cen za kupljene energente - elektriko in zemeljski plin. Analiza je pokazala, da je mejno razmerje med cenami plina in električne energije, pri katerem se še vedno znižujejo stroški goriva in energije s povečanjem proizvodnje električne energije, za povprečne parametre parne turbine SPTE UMK približno 2.

    ki vključuje GTU in CCGT-VGER. Stopnja vpliva različnih optimiziranih spremenljivk na rezultat rešitve se lahko bistveno razlikuje, kot je prikazano na sliki 10.

    > Delež električne zmogljivosti GTU "Zima;

    I Delite električno zmogljivost GTU | Poletje I

    L-Delež toplotne moči kotlov>

    CHPP-PVS Zima-X "Delež toplotne moči kotlov | CHPP-PVS Leto I

    F Delež toplote plinov GTU v kotlovski enoti | energijski parametri Zima - ♦ - Delež toplote plinske turbine v kotlovski enoti!

    energijski parametri Poletje \ -I-pretvornik plinske frakcije pri GTU

    Delež konverterskega plina na GTU! poletje

    Stopnja uporabe (

    konverterski plini na KKTs-O-Delež plavžnega plina v [TU Zima "

    O-Delež plavžnega plina v GTU Leto

    riž. 10. Vpliv optimiziranih spremenljivk na ciljno funkcijo

    Ugotovljeno je bilo, da ima ob prisotnosti omejitev, kot so neenakosti (na primer za dobavo električne energije iz lastne SPTE v elektroenergetski sistem), funkcija ciljnih stroškov za kupljena goriva in energente več lokalnih optimumov. Za zmanjšanje količine izračunov je predlagano, da se izpostavijo močno vplivne spremenljivke z monotonim učinkom na ciljno funkcijo in v prvi fazi iskanja izvedemo optimizacijo za to omejeno število spremenljivk. V drugi fazi iskanja so v optimizacijski problem dodatno vključene manj pomembne spremenljivke, ki jih je treba optimizirati. Iskanje globalno optimalne rešitve temelji na večkratnem lokalnem iskanju optima iz niza izhodišč na možni domeni rešitve. Pri velikem številu enakomerno porazdeljenih iskalnih izhodišč je velika verjetnost, da se najde globalni optimum.

    Za CHPP-PVS, ki vključuje CCGT-VGER, se izkaže, da je rezultat optimizacije po kriterijih: "minimalna poraba danih goriv in energentov" in "stroški za kupljene vire goriva in energije" skoraj enak. To pomeni, da uporaba CCGT-VGER dejansko "uskladi" ta merila.

    Rezultati analize stabilnosti rešitve s predvideno spremembo cen nabavljenih energentov - električne energije in zemeljskega plina - kažejo, da ima rešitev optimizacijskega problema veliko mejo stabilnosti. Mejno razmerje cen plina in električne energije, pri katerem se še vedno znižajo stroški goriv in energentov s povečanjem proizvodnje električne energije, za UMK SPTE z opremo s kombiniranim ciklom je približno 3.

    Spreminjanje parametrov iz sredine v meje

    kupljeni premog

    |zemeljski plin |

    ¡Plaži 17"

    1005 1 kavč

    GORIVO IN ENERGETSKA BILANCA METALURŠKEGA KOMBINATA, PORABA FER - 7 473,8 TISOČ. T UL.

    OGREVANJE CCGT VMIN-> ZMIN (OPTIMALNO RAVNOTEŽJE)

    KUPLJENE ENERGIJE URS; PREMOG 6.006,6 tisoč ton ZEMELJSKI PLIN 1 929,5 MLN - MZ ELEKTRIČNA ENERGIJA 52,1 MLN KW * h

    PRIPRAVA OGLJIKOV

    NOV TEHN.

    koksarne baterije 4097

    Ločevalni BLOKOVI

    17. v y kisik

    koksni plin

    plavžni plin

    PLAŽNI PLIN

    mesto-20.8 mesto-133 || 1

    riž. 1!. Optimalna bilanca goriva in energije (kriterij je minimalni strošek goriva in virov energije).

    Tabela 1. Rezultati optimizacije za CHPP-PVS s CCGT-VGER.

    Parameter Začetna varianta Parna turbina SPTE Optimizacija po kriteriju minimalnih stroškov za kupljeno gorivo in energente Optimizacija po kriteriju minimalne porabe goriv in energentov Optimizacija po kriteriju minimalnih stroškov za kupljeno gorivo in energente

    Poraba danih virov goriva in energije, tis. toe. 8362 8502 7464 7474

    Prihranek danih gorivnih in energetskih virov v primerjavi z začetno različico, tisoč toe. -141 898 888

    Prihranki pri nakupu goriv in energentov, milijon rubljev - 1124 2071 2073

    Poraba zemeljskega plina, mio ​​m3 1986 2838 - 1923 1929

    Stroški nakupa zemeljskega plina, milijon rubljev 2200 3143 2130 2137

    Delež lastne proizvodnje električne energije, % 51 % 100 % 99 % 99 %

    Stroški za nakup električne energije, milijonov rubljev. 2019 0 54,3 49,5

    1. Razvita je bila metoda za izračun CCGT-VGER, integrirana v matematični model toplotnega in energetskega sistema metalurškega obrata.

    2. S pomočjo razvitega matematičnega modela CHPP-PVS-CCGT in razvitega programskega paketa je prikazano, da je uporaba CCGT v SPTE-PVS za razmere povprečne metalurške tovarne z zmogljivostjo 8 milijonov ton jeklo na leto daje ocenjeni prihranek goriva in energije za več kot 800 tisoč ton ekvivalenta goriva.ton/leto.

    3. Ugotovljeno je bilo, da so VGER polnopravno gorivo za CCGT in GTU, zmanjšanje električne učinkovitosti CCGT v primerjavi z enotami zemeljskega plina je 2-3%. Visoka energetska učinkovitost ter bistveno nižji kapitalski stroški v primerjavi s STP omogočajo, da takšne naprave uspešno konkurirajo parnoturbinski opremi SPTE-PVS.

    4. Identificirane so skupine nizkokaloričnih in visokokaloričnih mešanic VGER z značilnimi lastnostmi, ki določajo parametre in vezne rešitve GTU in CCGT enot, ki delujejo na VGER.

    5. Dokazano je, da za mešanice goriv z nizko kalorično vrednostjo 500010000 kJ / m3 (na osnovi plavža, pretvornika in zemeljskega plina) plinska konstanta variira v majhnem območju 270-310 J / (kg K) . Tako je mogoče iz plinov VGER in naravnih tvoriti mešanice goriv za plinsko turbino

    plin (razen plina iz koksnih peči) z dano kalorično vrednostjo za namen njihove medsebojne redundance. V tem primeru bo vpliv sestave goriva na značilnosti kompresorja goriva minimalen.

    6. Ugotovljeno je bilo, da je za koksarniške pline in mešanice koksarniške peči in zemeljskega plina najbolj učinkovita uporaba kompresorjev s premikom. V tem primeru se lahko GTU -ji, zasnovani za delovanje na zemeljski plin, uporabljajo brez pomembnih strukturnih sprememb v zgorevalni komori in zračnem kompresorju.

    7. Ugotovljeno je bilo, da se vsebnost kisika v izpušnih plinih plinskoturbinske enote pri delovanju na plavžni plin močno zmanjša (do 10-11%), medtem ko obstajajo tehnične omejitve za delovanje izpustnih krogov enote CCGT in uporabna vezja enote CCGT z naknadnim izgorevanjem. Pri delu na plavžni plin se njihova učinkovitost močno zmanjša.

    9. Pokazalo se je, da je za naloge povečanja električne energije SPTE metalurškega obrata optimalno uporabiti CCGT, zamenjati opremo z visokim deležem ogrevalne obremenitve - STU, zamenjati opremo s povečanjem v električni energiji in z visokim deležem proizvodne toplotne obremenitve - kombinacija STU in CCGT (GTU) na VGER metalurške tovarne.

    10. Ugotovljeno je bilo, da kombinacija STU in CCGT povečuje splošno učinkovitost SPTE zaradi dejstva, da CCGT izpodriva nastanek kondenzacije v SPTE, medtem ko se skupna proizvodnja električne energije v STU močno povečuje.

    1. Yavorovskiy Yu.V., Khromchenkov V.G. Optimizacija porazdelitve obremenitve kotlovskih enot na podlagi matematičnega modeliranja. // Radio elektronika, elektrotehnika in energetika: Povzetki. poročilo Osma mednarodna znanstveno-tehnična konferenca študentov in podiplomskih študentov. -M., 2002. -T.Z.-S.180-181.

    2. Sitas V.I., Sultanguzin I.A., Yavorovsky Yu.V., Evseenko I.V. Izračun energetskih kazalnikov in ocena učinkovitosti industrijske SPTE // Vestnik MPEI. - 2003. - Št. 6. -Z. 123-127.

    3. Yavorovsky Yu.V., Ivanov G.V., Khromchenkov V.G. Optimizacija obremenitve industrijske SPTE. // Radijska elektronika, elektrotehnika in energetika: Povzetki. poročilo Deveta mednarodna znanstveno-tehnična konferenca študentov in podiplomskih študentov. 4-5. Marec 2003 - M., 2003. - T.2. - S. 344-345.

    4. Yavorovsky Yu.V., Sultanguzin I.A., Sitas V.I., Galaktionov V.V.,

    Baranov B.B. Matematično modeliranje in optimizacija oskrbe z energijo za metalurško tovarno na podlagi bilance goriva in energije in v okviru sistematičnega pristopa. In varčevanje z energijo - teorija in praksa: Tr. 2. vseruska šola-seminar za mlade znanstvenike in specialiste. - M., 2004. - S. 79-81.

    5. Yavorovsky Yu.V., Sultanguzin I.A., Galaktionov V.V. Izboljšanje učinkovitosti oskrbe metalurškega obrata z energijo z uporabo matematičnega modela. // Radijska elektronika, elektrotehnika in energetika: Povzetki. poročilo Enajsta mednarodna znanstveno-tehnična konferenca študentov in podiplomskih študentov. - M., 2005. - T.2. - S.446-447.

    6. Yavorovsky Yu.V., Sultanguzin I.A., Sitas V.I., Yashin A.P. Povečanje učinkovitosti CHPP-PVS metalurške tovarne pri uporabi parno-plinskih naprav. // Varčevanje z energijo in obdelava vode. - 2006. - št. 6. - S. 51-53.

    7. Yavorovsky Yu.V., Sultanguzin I.A., Sitas V.I., Yashin A.P. Povečanje učinkovitosti CHPP-PVS metalurške tovarne z uporabo obratov s kombiniranim ciklom. // Varčevanje z energijo - teorija in praksa: Tr. 3. vseruska šola-seminar za mlade znanstvenike in specialiste. - М „2006. - С.137-142.

    8. Yavorovsky Yu.V., Sultanguzin I.A., Galaktionov V.V. Izboljšanje učinkovitosti oskrbe z energijo v metalurškem obratu z optimizacijo energetske bilance podjetja ob hkratnem izboljšanju njegovega vira energije. // Radijska elektronika, elektrotehnika in energetika: Povzetki. poročilo Dvanajsta mednarodna znanstveno-tehnična konferenca študentov in podiplomskih študentov. 2-3. Marec 2006. - M., 2006. - T.2. - S.490-491.

    9. Yavorovsky Yu.V., Sultanguzin I.A., Sitas V.I., Galaktionov V.V. Izboljšanje učinkovitosti oskrbe metalurške tovarne z električno energijo z uporabo gorljivih plinov v paro-plinskih napravah. // Metalurška toplotna tehnika: zgodovina, trenutno stanje, prihodnost: Tr. III Mednarodna znanstveno-praktična. konf. - M .: MISiS, 2006 .-- S.659-662.

    10. Kurganov S.Yu., Yavorovskiy Yu.V., Khromchenkov V.G. Izboljšanje uporabe pretvorniških plinov v vezju s toplotnimi akumulatorji. // Radijska elektronika, elektrotehnika in energetika: Povzetki. poročilo Dvanajsta mednarodna znanstveno -tehnična konferenca študentov in podiplomskih študentov. 2.-3. marec 2006. - M., 2006. - T.2. - S.469-470.

    Podpisan za pečat Zaka. do Tyr. št. 0 p.l.

    Poligrafski center MPEI (TU) Krasnokazarmennaya st., 13

    UVOD

    POGLAVJE 1. Analitični pregled in dodelitev problema

    1.1. Trenutno stanje problematike izgradnje, raziskovanja in optimizacije gorivno-energetske bilance metalurške kombinacije

    1.2. Sodobna rešitev problema matematičnega modeliranja in optimizacije vira oskrbe z energijo industrijskega podjetja

    1.3. Kombinirani plinski tehnologi na trenutni stopnji razvoja 21 elektroenergetika

    1.4. Formulacija problema

    POGLAVJE 2. Konstrukcija matematičnih modelov CCGT-VGER, TPP-32 PVS in matematičnega modela povprečne metalurške tovarne

    2.1. Opis matematičnega modela CCGT-VGER

    2.1.1. Opis matematičnega modela GTU

    2.1.2. Opis matematičnega modela kotla na odpadno toploto

    2.1.3. Simulacija 1 toplotno-fizikalnih lastnosti vode in 44 vodne pare

    2.1.4. Matematični opis delovne sheme 48 parne turbine CCGT-VGER

    2.1.5. Metodologija za poenostavljene izračune kazalnikov 50 shem krčenja in praznjenja CCGT-VGER

    2.2. Vključitev matematičnega modela SPTE-PVS s CCGT-VGER v 55 izračun energetske bilance metalurškega obrata

    2.3. Postavitev problema vezno-parametrične optimizacije 60 CHPP-PVS v okviru obravnavanja celotne energetske bilance metalurške tovarne

    2.4. Optimizacijski kriteriji za energetsko-tehnološki sistem, 63 vključno s SPTE-PVS, v okviru celotne energetske bilance megagalurske elektrarne

    2.5. Značilnosti uporabe meyudoi optimizacije pri problemih 64 optimizacija metalurških in toplotnoenergetskih procesov

    2.6. Kratek opis uporabljene optimizacijske metode DSFD 65 (Metoda neposrednega iskanja možnih smeri)

    2.7. Poiščite globalni optimum na podlagi večstranskega iskanja 67 lokalnih optimumov

    POGLAVJE 3. Računsko-teoretična študija značilnosti GTU in CCGT, ki delujeta v VGER \ ieiajuiypi ichical tovarni

    3.1. Značilnosti uporabe parno-plinskih tehnologij v pogojih metalurške tovarne

    3.2. Značilnosti plavžnega plina

    3.3. Značilnosti koksarnega plina

    3.4. Značilnosti pretvorne medenice

    3.5. Značilnosti enostavnega cikla plinske turbine pri delovanju na 77 različnih gorivih

    3.6. Značilnosti CCGT s kotlom za rekuperacijo toplote (CCGT-KU) pri 100 obratovanjih na različna medenična goriva

    POGLAVJE 4. Optimizacija vezno-parametričnih rešitev metalurške tovarne CHPP-PVS 105

    4.1. Struktura ravnotežja goriva in energije v obratu za megalurt

    4.2. Bilanca goriva in energije 111 tujih metalurških obratov

    4.3. Bilance goriva, energije in materiala 115 povprečen metalurški obrat

    4.4. Shematsko-parametrična optimizacija napajanja 126 povprečne metalurške tovarne na osnovi tradicionalnih parnih turbin po kriteriju minimalne porabe gorivnih in energijskih virov

    4.5. Shematično-parametrična optimizacija oskrbe z energijo 131 povprečne metalurške tovarne na osnovi tradicionalnih parnoturbinskih agregatov po kriteriju minimalnih stroškov goriva in energentov

    4.6. Shematsko-parametrična ošimizacija napajanja 136 povprečne metalurške tovarne na osnovi CCGT-VGER glede na minimalni rez gorivnih in energijskih virov.

    4.7 Shematsko-parametrična optimizacija oskrbe z električno energijo 141 povprečnih metalurških obratov na osnovi CCGT-VGER po kriteriju minimalnih stroškov za gorivo in energetske vire.

    4.8 Shematsko-parametrična optimizacija oskrbe z električno energijo 147 povprečne megagalurške elektrarne na podlagi CCGT-VGER po kriteriju minimalnega jaiparja za gorivo in energetske vire v pogojih povečanja stroškov zemeljskega plina.

    4.9. Shematsko-parametrična ošimizacija napajanja povprečne metalurške tovarne na osnovi CCGT-VGER po kriteriju minimalnih skupnih (integralnih) stroškov. sklepi

    Uvod 2006, disertacija o energiji, Yavorovsky, Yuri Viktorovich

    Eden najbolj perečih problemov v črni metalurgiji je povečanje energetske učinkovitosti in okoljske uspešnosti v metalurških podjetjih. V okviru postopnega naraščanja cen goriv in energentov postaja poraba energije v proizvodnji jekla vse pomembnejši dejavnik. Velika metalurška tovarna s polnim ciklom ima lahko zmogljivost približno 10 milijonov ton jekla na leto in ogromno količino goriva - več kot 10 milijonov ton ekvivalenta goriva. v letu. Podjetja črne metalurgije po vsej državi porabijo približno 15 % vseh proizvedenih naravnih virov in več kot 12 % električne energije. Delež podjetij črne metalurgije v celotnem obsegu industrijske proizvodnje Ruske federacije je pomemben - več kot 12%.

    Po ocenah je potencial prihranka energije ruskih metalurških podjetij 20-30%. Delež kupljenih energetskih virov - premoga, koksa, zemeljskega plina in električne energije - v eipyKiype stroškov valjanih izdelkov je 30-50%, kar govori o visoki energetski intenzivnosti proizvodnje. Pomembne prihranke energije je mogoče doseči predvsem z racionalno gradnjo in optimizacijo gorivno-energetske bilance metalurške tovarne ter z optimizacijo porabe energije v posameznih tehnoloških procesih.

    SPTE-PVS metalurške tovarne kompenzira neravnovesje proizvodne pare, hkrati pa zagotavlja izrabo VGER, dobavlja določene količine stisnjenega zraka in električne energije. "Go je najpomembnejša povezava, ki za te nosilce energije zapira energetsko-energetsko bilanco metalurškega obrata, zato je treba vprašanja optimizacije rabe energije v posameznih tehnoloških procesih obravnavati skupaj, ne le med seboj, ampak vključevati tudi vprašanja, povezana z energije podjetja.

    Za reševanje teh problemov je treba uporabiti sistemsko analizo za energetsko-tehnološki kompleks metalurške tovarne, ki je os kompleksnega sistema.

    V mnogih metalurških obratih je oprema CHPP-PVS fizično in moralno zastarela, v zvezi s čimer je treba izvesti njeno tehnično preoblikovanje z uporabo sodobne ali celo razvijajoče nove energetske opreme.

    Povečanje ekonomičnosti porabe goriva in energije, zmanjšanje emisij škodljivih snovi in ​​toplogrednih plinov ter posledično povečanje ekonomske učinkovitosti metcombipata, zaradi razvoja optimalnih vezij in parametričnih rešitev za CHPP-PVS na osnovi ISU in s povezovanjem bilanca goriva in energije metalurške tovarne je zelo nujna naloga.

    Namen dela. Cilj dela je razviti in izbrati optimalne vezijne in parametrične rešitve za 1ET-PVS na osnovi CCGT pri povezovanju gorivne in energetske bilance metalurške tovarne. PVS, ki omogoča izračun in optimizacijo shem in parametrov "1ETs-PVS , ob upoštevanju celotne gorivne in energetske bilance obrata Mei; razviti metodo za ocenjevanje optimalnih področij uporabe CCGT in GTU, PTU-CHP, ki delujejo na VGER metalurške tovarne; razviti orodje za izbiro optimalna strategija razvoja CHPP-PVS, ki temelji na matematičnih modelih in metodah, ob upoštevanju celotne gorivne in energetske bilance metcombipata.

    Pauchpai, novost dela je naslednja:

    1. Prvič je bil razvit enoten matematični model CHPP-PVS, vključno z modelom CCGT na VGER, modelom parne turbine SPTE in PVS, ki omogoča izračun in optimizacijo shem in parametrov odvzema CHPP-PVS. upoštevati celotno gorivno in energijsko bilanco metalurške tovarne.

    2. Dobljene so bile značilnosti CCGT-KU na VGER gorivo metalurške tovarne, ugotovljeno je bilo, da pri enakih začetnih parametrih plinske turbine na njihove lastnosti vpliva volumetrična vsebnost CCb, CH4, HiO, CO, bb. , O2, N2 v gorivu (po padajočem vrstnem redu vpliva).

    3. Dobljeni so pogoji za zamenljivost plinskih turbin VGER za CCGT-KU; Za skupino nizkokaloričnih mešanic (do 12 MJ / m3) na osnovi plavžev, pretvornikov in zemeljskih plinov je treba uporabiti plinskoturbinski kompresor z dinamičnim delovanjem; za skupino visokokaloričnih mešanic (več kot 17 MJ / m3) na osnovi koksarne in zemeljskih plinov - plinski turbinski kompresor.

    4. Ugotovljeno je bilo, da je za naloge povečanja le električne energije optimalna uporaba CCGT, za naloge zamenjave opreme z visokim deležem ogrevalne obremenitve - STU, za naloge zamenjave opreme s povečanjem električne energije in z visok delež proizvodne toplotne obremenitve - kombinacija STU in CCGT (GTU ) na VGER metalurške tovarne, ki je odvisna od strukture proizvodnje metalurške tovarne.

    5. Sprejeto je bilo, da so obstoječa optimalna področja uporabe pri SPTE-PVS metalurške tovarne CCGT-TETE in GTU-TEK, ki delujejo na VGER gorivih, odvisno od parametrov oskrbe s toploto.

    Praktična vrednost dela je v tem, da metode, razvite v njem, in njegovi rezultati omogočajo reševanje kompleksnega problema oblikovanja energetske strategije metalurške industrije. Razvita tehnika je priporočljiva za uporabo pri tehnični prenovi in ​​posodobitvi metalurških obratov 1ETs-PVS v Rusiji in državah CIS.

    Zaupanja vreden!!" in utemeljeni rezultati dela so posledica uporabe sodobnih metod termodinamične analize, preizkušenih metod magmatskega modeliranja, zanesljivih in preverjenih metod sistemskih študij v industrijski toplotni energiji, uporabe široko uporabljenih metod izračuna za enote toplotne energije in zanesljive referenčne podatke, primerjavo rezultatov z drugimi podatki! njihove avtorje in podatke, pridobljene pri energetskem pregledu toplotno-energetskih sistemov metalurške industrije.

    Razvita metodologija in optimizacijski matematični model za CHPP-PVS, vključno z GTU- in CCGT-VGER, integriran v optimizacijski matematični model metalurške tovarne;

    Rezultati računalniških študij lastnosti in kazalnikov energetske učinkovitosti parno-plinskih in plinskih turbin, ki delujejo v metalurški tovarni VGER a

    Rezultati optimizacijskih študij in iskanje strukture CHPP-PVS, vključno z GG- in CCGT-VGER, ob upoštevanju celotne gorivne in energetske bilance metalurške tovarne.

    Osebni prispevek "jure" je sestavljen iz:

    Pri razvoju metodologije in optimizacijskega matematičnega modela CHPP-PVS, vključno z GTU- in CCGT-VGER, ponovljen v optimizacijski matematični model metalurške tovarne;

    Pri izvajanju glavnih študij značilnosti in kazalnikov energetske učinkovitosti parnih plinskih in plinskih turbin, ki delujejo na VGER metalurške tovarne

    Pri izvajanju optimizacijskih študij strukture energetskega vira metalurške tovarne, zgrajene na podlagi tradicionalne parne turbine, pa tudi plinske turbine in parno-plinske opreme, ob upoštevanju celotne gorivne in energetske bilance metalurške tovarne .

    Odobritve in objave. Rezultati dela so bili predstavljeni na VIII-XII mednarodnih znanstvenih in tehničnih konferencah študentov in podiplomskih študentov "Radioelektronika, elektrotehnika in energetika" (MPEI; 2002-2006), II in III vseruskih šol-seminarjih mladih znanstvenikov in Specialisti "Varčevanje z energijo - teorija in praksa" (MPEI; 2004 in 2006), III mednarodna znanstvena in praktična konferenca "Metalurško toplotno inženirstvo: zgodovina, sedanje stanje, prihodnost" (MISiS, 2006).

    Struktura in obseg dela. Diplomsko delo je sestavljeno iz uvoda, 4 poglavij, zaključka in seznama literature. Delo je predstavljeno na 167 straneh tipkanega besedila, vsebuje 70 slik, 9 tabel. Seznam uporabljenih virov je sestavljen iz 136 postavk.

    Zaključek disertacija na temo "Povečanje učinkovitosti CHPP-PVS metalurške tovarne pri uporabi paroplinskih naprav"

    ZAKLJUČKI O DELU

    1. Ugotovljeno je bilo, da je VGER popolno gorivo za CCGT in GTU, zmanjšanje električne učinkovitosti CCGT v primerjavi z enotami zemeljskega plina je 2-3%. Visoka energetska učinkovitost in bistveno nižji kapitalski stroški v primerjavi z GGGU bodo takšnim napravam omogočili uspešno konkurenco parnoturbinski opremi CHPP-PVS.

    2. S pomočjo razvitega magmatskega modela CHPP-PVS-CCGT in razvitega programskega paketa je prikazano, da je uporaba CCGT v CHPP-PVS za razmere povprečne metalurške tovarne z zmogljivostjo 8 milijonov ton jekla na leto daje ocenjeno ekonomičnost porabe goriva in energije nad 800 I s. tu.t./leto.

    3. Opredeljene so skupine nizkokaloričnih in visokokaloričnih mešanic VGER z značilnimi lastnostmi, ki določajo parametre in rešitve vezij, ki delujejo v VGER GTU in CCGT,

    4. Za mešanice goriv z nizko kalorično vrednostjo 5000-10000 kJ / m3 (na osnovi plavža, pretvornika in zemeljskega plina) se plinska konstanta spreminja v majhnem območju 270-310 J / (kg K). To omogoča tvorbo mešanic goriv HG iz plinov VGER in zemeljskega plina (razen koksnega plina) z določeno toploto zgorevanja z vso njihovo medsebojno redundanco. V tem primeru bo vpliv na značilnosti kompresorja goriva minimalen.

    5. Mešanice na osnovi koksarnega plina imajo bistveno višjo plinsko konstanto 600-800 J / (kg K). Za plin iz koksarniških peči in mešanice plina iz koksarniške peči in zemeljskega plina je najučinkovitejša uporaba kompresorjev s premikom. V tem primeru se lahko plinska turbina, zasnovana za zemeljski plin, uporablja brez bistvenih strukturnih sprememb zgorevalne komore in zračnega kompresorja.

    6. Ker se vsebnost kisika med delovanjem GTU na plavžni plin močno zmanjša (do 10-11%), nastanejo tehnične omejitve za delovanje izpustnih shem CCGT in shem uporabe enote CCGT z naknadnim zgorevanjem. Pri delu na plavžni plin se njihova učinkovitost močno zmanjša.

    7. Razvita je metodologija za izračun CCGT-VGER, integrirana v matematični model toplotno-energetskega sistema metalurške tovarne.

    8. Razvita je bila metoda za poenostavljene izračune kazalnikov shem izrabe in praznjenja CCGT-VGER.

    9. Za naloge povečanja električne moči SPTE MK je optimalna uporaba CCGT, za zamenjavo opreme z visokim deležem ogrevalne obremenitve - STU, za zamenjavo opreme s povečanjem električne moči in z visokim deležem proizvodnje. toplotna obremenitev - kombinacija STU in CCGT (GTU) na VGER metalurške tovarne ...

    Pri združevanju enote STU in enote CCGT se skupna učinkovitost obrata SPTE poveča zaradi dejstva, da enota CCGT izpodriva nastanek kondenzacije v SPTE, medtem ko se skupna proizvodnja električne energije pri 11TU močno poveča.

    Bibliografija Yavorovsky, Jurij Viktorovič, disertacija na temo Industrijska toplotna energija

    1. Nikiforov G.V., Zaslavets B.I. Varčevanje z energijo v metalurških podjetjih: Monografija. - Mag niyugorsk: MSTU, 2000. - 283 str. 2. www.nlmk.ru.

    2. Sazanov B.V. Rešitev glavnih vprašanj upravljanja energije v obratih črne metalurgije. // Jeklo 1978.- №1. - str.3-8.

    3. Sazanov B.V., Sitas V.I. Toplotni sistemi industrijskih podjetij. M.: Energoatomizdat, 1990.297 str.

    4. Zaitsev A.I., Mitnovitskaya E.A., Levin L.A., Knigin A.E. Matematično modeliranje virov napajanja za industrijska podjetja. Moskva: Energoatomizdat, 1991. 152 str.

    5. Demchenko F.N., Gornostaev L.S., Baklagg O.V., Drachenin E.A., Kornfeld V.N. Sistemska analiza energetsko-tehnološkega kompleksa kot osnova za izbiro načinov za zmanjšanje energetske intenzivnosti metalurških izdelkov. // Jeklo -1984. št. 3 - S.83-87.

    6. Sitas V.I., Sultanguzin I.A., Shomov A.P. in drugi Programsko-informacijski sistem "OptiMet" za upravljanje z energijo in surovinami metalurškega obrata // Vestnik MPEI. -2003.-№5.-str. 114-119.

    7. Vishnevsky B.N., Kheifets R.G., Tsukanov A.A. Energotehnološko modeliranje kotalnega drsnika // Metallurgicheskaya teplotehnika. Zbirka znanstvenih člankov Nacionalne metalurške akademije Ukrajine. Dnepropetrovsk. 1999. - Zv. 2. - S. 123-126.

    8. Sitas V.I., Sultanguzin I.A., Yavorovsky Yu.V., Evseenko I.V. Izračun energetskih kazalnikov in ocena učinkovitosti industrijske SPTE. // Bilten MEI. 2003.- Št. 6.- S. 123-127.

    9. N. Sazonov S.I. Zmanjšanje porabe goriva v metalurškem obratu na podlagi izboljšanja načinov energetske tehnologije plavžev. Avtorji f. dis. ... Kand. tech. znanosti-Dnepropetrovsk, 2006.-20 str.

    10. Sitas VI, Sultanguzin IA Matematično modeliranje toplotnega in energetskega sistema metalurškega obrata na računalniku. tr. in-ta / Mosk. energ. in-t 1989. - Sob. št. 198. - S. 13-19.

    11. Sitas V.I., Sultanguzin I.A., Anokhin A.B. Sistematični pristop k reševanju problemov varčevanja z energijo in ekologije za metalurške obrate // Novi procesi v črni metalurgiji: Povzetki. poročilo srečanje Sci. Svet Državnega odbora za znanost in tehnologijo ZSSR M., 1990. - str. 34-35.

    12. Anokhin A.B., Sitas V.I., Suliashuzin I.A., Khromchenkov V.G. Struktura programske opreme za optimizacijski problem energetsko-tehnološkega sistema metalurškega obrata // Izvestiya VUZov. Črna metalurgija. 1992. - Št. 4. - S. 91-94.

    13. Anokhin A.B., Sitas V.I., Sultashuzin I.A. et al Matematično modeliranje in optimizacija kot metoda za reševanje problemov varčevanja z energijo in ekologije industrijskih območij // Teploenergetika. 1994. - Št. 6. - S. 38-41.

    14. Borodulin A.V., Gizatullin H.N., Obukhov A.D., Sovetkin B.JI., Shklyar F.R., Yaroshenko Yu.G. Matematični modeli optimalne rabe virov v plavžni proizvodnji. Sverdlovsk: Založba UC AN SSSR, 1986. - 148 str.

    15. Demchenko N.F., Kornfeld V.I., Shashkova M.N., Polunina I.

    16. Uporaba ekonomskih in matematičnih modelov za optimizacijo kompleksov energetske tehnologije v metalurških obratih. 1991.-№6. -Z. 87-91.

    17. Metode optimizacije načinov elektroenergetskih sistemov / V.M. Gornstein, B.P. Mirošničenko, A.V. Ponomarev in drugi; Ed. V.M. Gornstein. M .: Energoizdat, 1981.-336 str.

    18. Popyrin L.S. Matematično modeliranje in optimizacija toplotnih in elektrarn. Moskva: Energiya, 1978 .-- 416 str.

    19. Popyrin L.S., Samusev V.N., Epelstein V.V. Avtomatizacija matematičnega modeliranja toplotnih elektrarn. Moskva: Nauka, 1981.-236 str.

    20. Melentjev L.A. Sistemske raziskave v energetiki. Elementi teorije, smeri razvoja. Moskva: Nauka, 1983.- 456 str.

    21. Stepanova T.B. Razvoj metod za kompleksno energetsko analizo tehničnih sistemov. Povzetek diplomske naloge. diss. ... dokt. tech. Znanosti-Novosibirsk, 2001.40 str.

    22. Claire A.M. Metode matematičnega modeliranja in tehnično-ekonomskih raziskav kompleksnih termoelektrarn. Avuref. diss. dr. tech. znanosti Irkutsk, 1992 .-- 40 str.

    23. Bazhenov M.I., Ivanov G.V., Romanov V.I., Bazhenova N.M. Energetske značilnosti kogeneracijskih parnih turbin. M.: MEI, 1996.

    24. Palagin A.A. Avtomatizacija načrtovanja toplotnih krogov turbinskih naprav. Kijev: Nauk, Dumka, 1983.- 159 str.

    25. Fridman M.O. Izbira optimalne strukture in zmogljivosti industrijskih ogrevalnih parnih01 turbinskih SPTE. Povzetek diplomske naloge. diss. ... dr. tech. Znanosti M., 1970 - 20 str.

    26. Khlebalin Yu.M. Optimizacija shem, parametrov in načinov delovanja industrijskih SPTE naprav. Povzetek diplomske naloge. dis. ... dr. tech. nauk-, Saratov, 1984.-40 str.

    27. Claire A.M. Optimizacija sestave glavne opreme in toplotnega kroga pri tehnični zasnovi SPTE. Povzetek diplomske naloge. dis. ... Kand. tech. znanosti Irkutsk, 1978 .-- 20 str.

    28. Andryushchenko A.I., Aminov R.Z. Optimizacija načinov delovanja in parametrov termoelektrarn. Moskva: 1983,255 s.

    29. Andryushchenko A.I., Aminov R.Z., Khlebalin Yu.M. Toplarne in njihova uporaba. M .: Višja šola, 1989.-256 str.

    30. Sazanov B.V., Ivanov G.V. Izbira turbinske opreme za industrijske toplotne in elektrarne. M.: MEI, 1980.-101 str.

    31. Sokolov E.Ya., Korneichev A.I. Izbira optimalne električne in toplotne moči SPTE. // Teploeper1etics. 1965. - Št. 5. - S.54-59.

    32. Sokolov E.Ya., Korneichev A.I., Sklovskaya E.G., Fridman M.O. Izbira optimalne sestave opreme za industrijske toplotne elektrarne. // Toplotna energija. 1970. - št. 10 - str.5-8.

    33. Khrilev JI.C., Smirnov I.A. Optimizacija daljinskega ogrevanja in sistemov daljinskega ogrevanja / Ed. E. Ya. Sokolov. Moskva: Energiya, 1978.-264 str.

    34. Dekanova P.P. Matematične metode za optimizacijo načinov delovanja TPP. Povzetek diplomske naloge. dis. ... Dr. Tech. znanosti-Irkutsk, 1997.-40 str.

    35. Aminov R.Z. Vektorska optimizacija načinov delovanja elektrarne. -M .: Energoatomizdat, 1994.-303 str.

    36. Industrijske termoelektrarne. / Bazhenov M.I., Bogorodsky A.S., Sazanov B.V. et al. M.: Energiya, 1979. - 296 str.

    37. Nazmeev 10.G., Konakhina I.A. Sistemi toplotne energije in energetske bilance industrijskih podjetij. Moskva: Založba MPEI, 2002.-407 str.

    38. Rubinstein Ya.M., Shchepetilnikov M.I. Študija realnih toplotnih krogov TE in NEK. M .: Energoizdat, 1982.-271 str.

    39. Termalne in jedrske elektrarne. Imenik. / Ed. Grigorieva V.A. in Zorina V.M. M .: Energoizdat, 1982 .-- 624 str.

    40. Ryzhkin V.Ya. Termoelektrarne. M .: Energoatomizdat, 1987. -328 str.

    41. Ryzhkin V.Ya., Kuznetsov A.M. Analiza toplotnih tokokrogov močnih kondenzacijskih enot. Moskva: Energija, 1972.-271 str.

    42. Sokolov E.Ya., Martynov V.A. Metode za izračun glavnih energetskih kazalnikov parnih turbin, plinskih turbin in plinskih kurilnic s kombiniranim ciklom. Moskva: MEI, 1997.

    43. Tsanev S.V., Burov V.D., Remezov A.1I. Plinskoturbinske in kombinirane elektrarne termoelektrarn. M .: Založba MEI, 2002.-584 str.

    44. V.P. Bezlepkin Parne plinske in parnoturbinske elektrarne. SPb .: Založba SPbSTU, 1997 .-- 295 str.

    45. Kerzelli LI, Ryzhkin VL Termoelektrarne. Moskva: Gosenergoizdat, 1956.556 str.

    46. ​​Termoelektrarne in jedrske elektrarne: Učbenik za univerze v smeri "Termoenergija" / JI.C. Sterman, V.M. Lavygin, S.G. Tišina. M .: Energoatomizdat, 1982.-456 str.

    47. Turbine termo in jedrskih elektrarn. / Spodaj. izd. A.G. Koetyuk, V.V. Frolov. M .: Založba MEI, 2001 .-- 488 str.

    48. Trukhny A.D., Pegrunin S.V. Izračun toplotnih diagramov paro-plinskih naprav za recikliranje blata. M.: Založba MEI, 2001.

    49. Dudko A.II. Razvoj metodoloških podlag za določanje energetskih kazalnikov kombiniranih SPTE s kotli na odpadno toploto in raziskovanje njihovih načinov delovanja. Povzetek diplomske naloge. dis. ... Kand. tech. Znanosti Moskva, 2000.-20 str.

    50. Dorofejev S.N. Raziskave in ošimizacija uporabe plinskoturbinskih SPTE v elektroenergetiki. Povzetek diplomske naloge. dis. Kand. tech. Znanosti Moskva, 1997.-20 str.

    51. Andreev D.A. Učinkovitost plinskih turbin in elektrarn kombiniranega cikla majhne moči. Povzetek diplomske naloge. dis. Kand. tech. znanosti Saratov, 1999.-20 str.

    52. Konakotin B.V. Razvoj, raziskave in optimizacija toplotnih shem za odpadne parno-plinske naprave s parnimi kotli na prah. Povzetek diplomske naloge. dis. Kand. tech. nauk-Moskva, 1999.-20 str.

    53. Kachan S.A. Strukturna in paramefična optimizacija soproizvodnje CCGT. Povzetek diplomske naloge. dis. ... Kand. tech. znanosti Minsk, 2000.-20 str.

    54. Osipov V.N. Termodinamična optimizacija shem in parametrov binarnih paroplinskih naprav. Povzetek diplomske naloge. dis. ... Kand. tech. Znanosti-Saratov, 2001.-20 str.

    55. N. V. Levšij. Razvoj metod za analizo tehnično-ekonomskih značilnosti in primerjalne sistemske učinkovitosti shem za obrate s kombiniranim ciklom. Povzetek diplomske naloge. dis. ... Kand. tech. znanosti Minsk, 2002.-20 str.

    56. Novichkov S.V. Izbira učinkovitih tipov kondenzacijskih paroplinskih naprav v pogojih omejitve goriva. Povzetek diplomske naloge. dis. ... Kand. tech. znanosti Saratov, 2002 .-- 20 str.

    57. Shchegoleva T.P. Matematično modeliranje in tehnično-ekonomska optimizacija paro-plinskih naprav na premog in plin. Povzetek diplomske naloge. dis. Kand. 1techn. znanosti Irkutsk, 1995.-20 str.

    58. Shchegoleva T.P. Matematično modeliranje in tehnične in ekonomske študije IGU-CHPP // Zbornik konference mladih znanstvenikov Sibirskega elektroenergetskega inštituta Sibirske podružnice Akademije znanosti ZSSR. -Irkutsk: SEI SO AN SSSR, 1990.

    59. N.V. Starostenko Izbira strukture in optimizacija značilnosti industrijskih in ogrevalnih GTU-SPTE majhne in srednje moči. Povzetek diplomske naloge. dis. Kand. tech. znanosti M., 1996 .-- 20 str.

    60. Tsanev S.V., Burov V.D., Dorofeev S.II. Izračun indikatorjev toplotnih krogov in elementov plinskoturbinskih in kombiniranih elektrarn. Moskva: Založba MEI, 2000 .-- 72 str.

    61. Khodak E.A., Romakhova G.A. Plinskoturbinske inštalacije termoelektrarn. SPb .: Založba SPbSTU, 2000.

    62. Shinnikov P.A., Nozdrenko G.V., Lovtsov A.A. Učinkovitost rekonstrukcije parne turbine na premog "1EC" v parno-plinske s pomočjo nadgradnje plinske turbine in študija indikatorjev njihovega delovanja -11 Novosibirsk: 11auka, 2002.

    63. V. V. Zykov. Optimizacija parametrov in shem mini-SPTE plinskih turbin na premog s tehnologijo zunanjega zgorevanja. Povzetek diplomske naloge. dis. ... Kand. tech. znanosti Novosibirsk, 1999 .-- 20 str.

    64. Kavalerov B.V. Matematično modeliranje mini-energetskih sistemov s plinskoturbinskimi napravami. Povzetek diplomske naloge. dis. ... Kand. tech. znanosti. Perm, 2000.20 str.

    65. Patrikeev M.Yu. Optimalna uporaba malih industrijskih SPTE na osnovi letalskih plinskoturbinskih motorjev. Povzetek diplomske naloge. dis. ... Kand. tech. Znanosti-Saratov, 2000.-20 str.

    66. Matematični model obrata s kombiniranim ciklom s kotlom na odpadno toploto. / Komissarchik T.N., Gribov V.B., Goldstein A.D. // Toplotna energija, 1991. št. 12. S.63-66.

    67. Dekanova N.P., Claire A.M., Schegoleva T.P. Optimizacija obratov s kombiniranim ciklom v fazi tehničnega načrtovanja. // Celovite študije elektrarn in sistemov. M.: EPIN, 1989. S. 81-91.

    68. V.E. Toržkov. Raziskave in optimizacija lastnosti kombiniranih elektrarn male in srednje moči z enokrožnimi kotli na odpadno toploto. Povzetek diplomske naloge. dis. ... Kand. tech. znanosti. Moskva, 2002. 20 str.

    69. Optimalni načini obratov s kombiniranim ciklom z vbrizgavanjem pare / Stepanov I.P. // Toplotna tehnika. 1994. št.9. str. 25-29.

    70. Golub A.F. 11 dolga življenjska doba in povečanje učinkovitosti staranja "hidroelektrarn z navzkrižnimi povezavami (metode odločanja in njihova izvedba na primeru Novgorodske TE). 20 str.

    71. Verevkin S.I., Korchagin V.A. Posoda za plin. Moskva, Založba literature o gradnji, 1966. - 240 str.

    72. Safaryan M.K. Kovinski rezervoarji in držala za plin. Moskva, "Nedra", 1987. -200 str.

    73. Meherwan P. Vose. Plinska turbina Engineerig 1 landbook. Gulf Professional Publishing, 2002.-816 str.

    74. Svet plinskih turbin. 2003 1 zemljiška knjiga. Pequot publikacija.

    75. Shchurovsky B.A. Energetski sistemi za kompresorske postaje: možnosti uporabe // Tehnologije plinskih turbin. 2005. - Št. - S.12-14.

    76. Toplotni izmenjevalci za plinskoturbinske in kombinirane naprave. // P.D. Gryaznov, V.M. Epifanov, VL. Ivanov in drugi M: Strojništvo, 1985. - 360 str.

    77. Melentiev JI.A. Sistemske raziskave v energetiki. Elementi teorije, smeri razvoja. Moskva: Nauka, 1983 .-- 456 str.

    78. Mesarovich MD, Mako D., Takahara I. Teorija hierarhičnih večstopenjskih sistemov: Per. iz angleščine M .: Mir, 1973.-344 str.

    79. Moiseev N.N. Matematični problemi sistemske analize. Moskva: Nauka, 1981.-488 str.

    80. Pappas M., Moradi J. Izboljšan algoritem neposrednega iskanja za probleme matematičnega programiranja // Proceedings of the American Society of Engineering Mechanics: Ser. В, Oblikovanje in tehnologija strojništva. 1975. - Št. 4. - S. 158-165.

    81. Razvoj predprojektovnih predlogov za posodobitev toplotno-energetskih objektov Metalurške tovarne Čerepovec (CherMK): Poročilo o raziskavah / Mosk. energ. in-t. št GR 01910053466.-M., 1992.-164 str.

    82. Razvoj programske opreme in sistema za upravljanje informacij za surovinske vire JSC "Severstal": Poročilo o raziskavah in razvoju / STC "LAG Engineering". Zvezek I. M., 2001.95 e.; Opis programa. - Tom P.M., 2001.- 75 str.

    83. Razvoj programske opreme in informacijskega sistema za upravljanje energetskih virov OJSC Severstal "OptiMet-Energia": Poročilo o R&R / 1 GHC "LAG Engineering". M., 2001 .-- 114 str.

    84. Rekleitis G., Reyvindran A., Ragsdal K. Optimizacija v tehnologiji: V 2 knjigah: Per. iz angleščine M .: Mir, 1986. - Knj. 1. - 349 str.; - knjiga 2. - 320 str.

    85. Stacionarne plinske turbine. / Ed. L.V. Arsenjev, V.G. Tyryshkin. L.: Mashinos1 se roji. Leningrad. oddelek, 1989. - 543 str.

    86. Aleksandrov A.A., Grigorijev B.A. Tabele termofizikalnih lastnosti vode in pare: Priročnik. Rec. Država storitev standardnih referenčnih podatkov. GSSSD R-776-98 M .: Založba MEI. 1999.

    87. IAPWS Industrial Formulation 1997 za termodinamične lastnosti vode in pare. Mednarodno združenje za lastnosti vode in pare / izvršni sekretar R.B. Dooley. Raziskave električne energije /

    88. Sazanov B.V., Palobin L.V. Izračun toplotnega diagrama plinskoturbinskih naprav. M .: MEI, 1974 .-- 90 str.

    89. Samoilovich G.S., Troyanovsky B.M. Spremenljivi in ​​prehodni načini v parnih turbinah. M.: Energoizdat, 1982 .-- 494 str.

    90. Shcheglyaev A.V. Parne turbine. Teorija toplotnega procesa in načrtovanje turbin: Učbenik za univerze. V 2 knjigah. M .: Energoatomizdat, 1993.

    91. Shlyakhin GSh., Bershadsky M.J1. Kratek vodnik za namestitev parnih turbin. M .: Energija, 1970.-215 str.

    92. Toplotni izračun kotlovskih enot (standardna metoda). / Ed. N.V. Kuznetsova et al. M.: Energiya, 1973. - 296 str.

    93. Bensson EI, Ioffe JI.C. Ogrevanje parnih turbin. D.P. Starešina. M .: Energoatomizdat, 1986 .-- 272 str.

    94. A. I. Kornejčev. Izračun in optimizacija sistemov za oskrbo s toploto z uporabo računalnika. M.: MEI, 1979.-40 str.

    95. A. I. Kornejčev. Izračun ogrevalnega koeficienta z uporabo računalnika - Moskva: MPEI, 1980. -40 str.

    96. Delo SPTE v združenih energetskih sistemih / Ur. V.G1. Korytnikov. M.: Ener1 iya, 1976.

    97. Gill F., Murray W., Rye G. M. Praktična optimizacija: Per. iz angleščine - M .: Mir, 1985.-509 str.

    98. Grosmann I., Sitas V.I., Sultashuzin I.A. Optimizacija oskrbe z energijo v metalurškem obratu v skladu z energetskimi in okoljskimi merili // Industrijska energija. 1989. - št. 8. -S. 49-51.

    99. Razvoj predprojektnih predlogov za posodobitev toplotno-energetskih objektov Metalurške tovarne Čerepovec (CherMK): Ogcheg o raziskavah / Mosk. energ. in-t. št GR 01910053466.-M., 1992.-164 str.

    100. Razvoj programske opreme in sistema za upravljanje informacij za surovine JSC "Severstal": Poročilo o R&R / STC "LAG Engineering". Zvezek I. M., 2001.95 e.; Opis programa. - zvezek II. M., 2001.- 75 str.

    101. Razvoj programske opreme in informacijskega sistema za upravljanje energetskih virov OJSC Severstal "OptiMet-Energia": Poročilo o 11IR / 1GP \ "LAG Engineering". M., 2001.-- 114 str.

    102. Sitas V.I., Sultanguzin I.A. Matematično modeliranje toplotno-energetskega sistema metalurške tovarne na računalniku // Nauchn. ip. in-ta / Mosk. energ. in-t. - 1989. Sob. št. 198.-S. 13-19.

    103. Sitas V.I., Sultanguzin I.A., Shomov A.II. in dr. Programsko-informacijski sistem "OptiMet" za upravljanje z energetskimi in surovinskimi viri metalurškega obrata // Vestnik MPEI. -2003.-№5.-str. 114-119.

    104. Sitas V.I., Sultanguzin I.A., Anokhin A.B. Sistematični pristop k reševanju problemov varčevanja z energijo in ekologije za metalurške obrate // 11ovye procesi v črni metalurgiji: Povzetki. poročilo srečanje Sci. Svet Državnega odbora za znanost in tehnologijo ZSSR M, 1990. - P.34-35.

    105. Pappas M. Izboljšan postopek numerične optimizacije neposrednega iskanja: poročilo / New Jersey Institute of Technology. št. AD-A037019. - ZDA, 1977.-55 str.

    106. Shen Yut yin. Matematično modeliranje v toplotni energiji. - Peking: Založba Qinhua Un-ta, 1988.393 str. (v kitajščini).

    107. Bazara M., Shetty K. Nelinearno programiranje. Teorija in algoritmi: Per. iz angleščine M .: Mir, 1982 .-- 583 str.

    108. Shup T. Reševanje inženirskih problemov na računalniku: Per. iz angleščine M .: Mir, 1982.-237 str.

    109. Pappas M., Moradi J. Izboljšan algoritem neposrednega iskanja za probleme matematičnega programiranja // Proceedings of the American Society of Engineering Mechanics: Ser. В, Oblikovanje in tehnologija strojništva. 1975. - št. 4. S. 158-165.

    110. Zoytendijk G. Metode možnih smeri: Per. iz angleščine Moskva: IL, 1963.- 176 str.

    111. Toplotna tehnika metalurške proizvodnje. / Krivandin V.A., Belousov V.V., Sbornikov G.S. et al. M.: MISIS, 2001.-736 str.

    112. Berezhinsky A.I., Zimmerman A.F. Hlajenje in čiščenje kisikovih konverterskih plinov. Moskva: Metalurgija, 1983 .-- 272 str.

    113. Mihajlov A.K., Vorošilov V.P. Kompresorski stroji. M.: Energoatomizdat, 1989.- 288 str.

    114. Cherkassky VM, Kalinin II.V., Kuznetsov Yu.V., Subbotin V.I. Puhala in motorji s toplotnim zgorevanjem. M.: Dnepi oatomizdat, 1997.- 384 str.

    115. Rice V.F. Stroji s centrifugalnim kompresorjem. L .: Strojništvo. Leningrad. oddelek, 1981.-351 str.

    116. Rice V.F. Pridobivanje lastnosti kompresorskih strojev, ki delujejo na plin, s testiranjem na zraku. // Energetika. 1970. - št. 6. - str.4-9.

    117. Bukharin N.N., Den G.N., Evstafiev V.A., Kayelkin D.A., Firyulin A.M. O vplivu razmerja med specifičnimi zmogljivostmi jeter in na značilnosti stopnje podzvočnega centrifugalnega kompresorja. // Energetika. 1978. - Št. 6. - S. 16-18.

    118. Zysin V.A., Rekstin F.S. in drugi Delovanje stopnje centrifugalnega kompresorja na pline z različnimi fizikalnimi lastnostmi. // Kemijsko in naftno inženirstvo. 1971. -št.1. - S.23-25.

    119. Barenboim A.B., Levit V.M., Gerner G.A. Vpliv kriterijev M, Re in k na značilnosti stopnje CKM. // Energetika. 1973. -№2. - S.20-22.

    120. Rice V.F. Upoštevanje abrazivne prašne obrabe koles pri zasnovi CKM. // Energetika. 1978. - Št. - S. 1921.

    121. Dobrohotov V.D., Charny Yu.S., Kravtsova L.F. Erozivna obraba plinskih črpalnih enot. M.: VNIIEgazprom, 1973.-33 str., 132. www.worIdsteel.org 133. www.severstal.ru 134. www.mechel.ru 135. www.mmk.ru

  • Integrirana energetska tehnologija poraba goriva
  • O nekaterih ljudeh pravijo: nadarjen vodja, dober organizator. In kaj vse vsebujejo te besede, malo ljudi razume. Celo psihologi so glede tega razvili vsaj ducat zelo različnih teorij, ki pa se strinjajo glede glavnega. Pri nadarjenem voditelju ločijo kakovost, imenovano karizma, z drugimi besedami, to je posebna volja, ki ljudem omogoča, da se združijo okoli sebe. Druga je sposobnost sprejemanja pravih odločitev v težkih situacijah. Tretji je visoka strokovnost in brez tega seveda ne bi bilo zaupanja v vodjo. In morda je najpomembnejša sposobnost prevzeti odgovornost, o kateri navaden človek niti v sanjah ne bi sanjal. "Tulachermet" ima v tem pogledu srečo - med našimi voditelji so večinoma ljudje, ki v celoti ustrezajo takšnim značilnostim. Razveseljivo je, da eno najpomembnejših proizvodov tovarne - CHPP-PVS - vodi ravno takšna oseba - Vladimir Ivanovič Kvačenko. Danes obiskuje naš časopis. - Vladimir Ivanovič, vem, da je bila CHPP -PVS pod vašim vodstvom izpadla. Povejte nam o tem obdobju.
    - Nisem nagnjen k temu, da bi si pripisoval vse lovorike. Za delo, ki je bilo v SPTE-PVS opravljeno v zadnjem desetletju, imata zasluge tako vodstvo in delničarji elektrarne kot tudi ekipa SPTE. Od mene se je zahtevalo, da zberem ekipo pododdelka, discipliniram, postavim naloge in zahtevam njihovo izpolnjevanje. V CHPP-PVS nisem prišel kot začetnik. Pred tem je 24 let delal v Sibiriji, najprej v Zahodnosibirski metalurški tovarni v Novokuznetsku, nato v Kemerovu pri OAO Koks. Vsa leta v energetiki je šel skozi faze od delovodja do namestnika vodje trgovine in tehnologa. V Tulo je prišel leta 2001, bil imenovan za namestnika vodje CHP in kmalu za predstojnika.
    - Ste pravzaprav že od prvih dni sodelovali pri obnovi proizvodnje s prihodom novega vodstva v Tulachermet?
    - Takrat so izpadle največje težave. Ni kaj skrivati, do začetka 2000-ih je bila proizvodnja, kot pravijo, pripeljala do ročaja. Pa ne samo v SPTE, ampak praktično v vseh oddelkih elektrarne. Kakšna je disciplina, nihče ni vedel, razbojniki so cveteli, površnost, alkohol se je skoraj odkrito prodajal na ozemlju tovarne. Proizvodne zmogljivosti so upadale. Ozemlje je bilo posejano, ceste uničene - jarek v jarku, zgrajenih je bilo veliko nekakšnih ogrevalnih naprav. Amortizacija opreme na SPTE je presegla 80 odstotkov.
    Za preobrat je bilo potrebno veliko truda. Začeli so vzpostavljati disciplino, se lotili preopremljanja in na koncu dosegli dobre rezultate. Na primer, pred mano je bil kotel št. 8 na SPTE zgrajen enajst let. Veljalo je, da je treba gradnjo popolnoma ustaviti, kotel razstaviti. Toda potem smo se po posvetovanju s strokovnjaki z Rostekhnadzorjem odločili, da ga obnovimo. Zgrajena v 4 mesecih. Rad bi poudaril njen zagon, saj kotel ne oskrbuje le lastnih potreb elektrarne, ampak tudi oskrbuje s toploto Proletarski okraj. Toda v Proletarskem živi veliko metalurgov.
    Danes se je odstotek dotrajane opreme v SPTE-PVS znižal na 64, kar je že sprejemljivo. Čeprav ta številka ni zadnja, bomo kazalnik še naprej izboljševali. In celoten obrat se je skozi leta popolnoma spremenil. Obiskal sem metalurške tovarne v Nemčiji. Tako danes Tulachermet ni slabši od najboljših evropskih metalurških obratov, ne le po proizvodnji in okoljskih lastnostih, ampak tudi po estetiki proizvodnje. Vse je asfaltirano, povsod so tlakovci, trate, objekti v dobrem stanju. Izgleda bolj kot mestne ulice.
    Le v zadnjih letih je bilo v SPTE veliko narejenega za odpravo pripomb strokovnjakov za industrijsko varnost. Vir je bil podaljšan za 4 leta po remontu turbogeneratorja št. 5. Zamenjani so bili parni obvodni cevovodi istega TG-5, prenosni in napajalni cevovodi ter hitro delujoča redukcijska in hladilna enota. Zaključili smo prenos tehnološke opreme z napetosti 3,15 na 6 kilovoltov. In to je zmanjšanje izgub v električnih tokokrogih in poenostavitev popravil. V letu 2009 je začel obratovati turbogenerator št. 3 s sodobnim krmiljenjem. Pred kratkim se je začela demontaža in naknadna prenova turbopolnilnika 1700.
    - Poslali so vas v druge dele tovarne in tam ste tudi dosegli uspeh.
    - 10 let sem imel priložnost iti skozi skoraj vse glavne produkcije. Bil je vodja plavže, vodja proizvodnje sintranja, vodja proizvodnega oddelka, namestnik vodje za kapitalsko gradnjo in direktor proizvodnje. Toda na koncu je bil ponovno imenovan za vodjo CHPP-PVS.
    - CHPP-PVS je sama po sebi spodobna elektrarna glede na obseg proizvodnje. Ni čudno, da velja za srce Tulachermeta. Kakšna je struktura vaše proizvodnje danes?
    - V zadnjem desetletju je CHPP-PVS doživela nekaj sprememb v organizacijski strukturi in kadrovski politiki. Z rotacijo in optimizacijo proizvodnje se je število zaposlenih zmanjšalo na 253 ljudi. Produktivnost dela se je močno povečala. Danes ekipa v celoti oskrbuje elektrarne in potrošnike drugih proizvajalcev z energijo. Organizirana tako rekoč proizvodnja po naročilu. Trenutno ima SPTE štiri glavne sekcije, ki so se prej upravičeno imenovale delavnice. Prva v tehnološki verigi je kemična. Tam se izvaja filtriranje, bistrenje, mehčanje in demineralizacija vode. Vodi ga zelo izkušen specialist - Galina Vasilievna Bodrova. Struktura lokacije vključuje laboratorij za kemijske analize, laboratorij za olja in ekspresni laboratorij. Elena Vladimirovna Spiridonova vodi to kmetijo. Naslednji je odsek kotla. Tukaj so nameščeni električni kotli: toplovodni, srednjetlačni in visokotlačni kotli. Vodja mesta - Mihail Aleksandrovič Rumjancev, višji delovodja - Aleksander Evgenijevič Romanov. Oba sta visoko profesionalna delavca. Enako pomemben je tudi turbinski odsek. Tu poteka proizvodnja električne energije, v turbinskem prostoru delujejo puhala, kompresorji in generatorji. Tam je vodja Valerij Aleksandrovič Terehov, nekdanji častnik podmorničarja. In končno, električni odsek, kjer poteka distribucija in merjenje električne energije, sinhronizacija toka z zunanjimi omrežji, nadzor in upravljanje delovanja generatorjev in transformatorjev. Vodi ga Nikolaj Ivanovič Sashilin, eden najbolj izkušenih električarjev Tulachermeta.
    - Pravijo, da ste strog vodja. Slikovito rečeno, da bi železo dobro delovalo, morajo biti ljudje tudi železni?
    - Metalurgija je metalurgija. To je podobno vojaški proizvodnji. Disciplina mora biti železna. Od tega imajo vsi koristi – tudi vestni delavec. Toda hkrati se matice ne smejo zategniti do konca. Spodbuda bi morala biti, pri tem pa ni pomembna le prijazna beseda, ampak predvsem dobra plača.
    - Verjetno so obeti za razvoj CHPP-PVS že vidni v prihodnjih letih?
    - Letos nameravamo zaključiti remont turbopolnilnika TK-1700, začeli smo že z demontažo temeljev, nova oprema čaka v skladišču. Poleg tega se je začela preiskava temeljev generatorja št. 2. Predvidena sta zasnova in postavitev temeljev. Lahko rečete tudi o prihajajočih večjih popravilih glavne stavbe SPTE. Za te namene je vodstvo tovarne namenilo 11 milijonov rubljev. Nadaljnji načrti: zamenjava dveh srednjetlačnih kotlov, ki sta že izčrpana - pregled za razširitev je treba opraviti letno. To je zelo pomemben sektor proizvodnje, ki zagotavlja energijo za puhala.
    - Vso srečo vam in vaši ekipi.

    Aleksandr Kuznjecov.

    Pošljite svoje dobro delo v bazo znanja je preprosto. Uporabite spodnji obrazec

    Študenti, podiplomski študenti, mladi znanstveniki, ki pri svojem študiju in delu uporabljajo bazo znanja, vam bodo zelo hvaležni.

    Objavljeno na http://www.allbest.ru

    Objavljeno na http://www.allbest.ru

    Uvod

    Večina industrijskih procesov zahteva pravilno delovanje hladilne vode. Rafinerije, petrokemični in kemični predelovalni obrati, metalurški obrati, gospodarske javne službe za oskrbo z električno energijo - vsi morajo za svoje delo uporabljati hladilno vodo. Vodno hlajeni sistemi nadzorujejo temperature in tlake s prenosom toplote iz vročih procesov v hladilno vodo, ki odstranjuje toploto. To segreje hladilno vodo in jo je treba pred ponovno uporabo ohladiti ali zamenjati s svežo vodo za dopolnjevanje.

    Večina sistemov za kroženje vode za industrijsko hlajenje je bila zgrajena pred 30-50 leti in je do danes precej dotrajana. Na SPTE je prevladoval krožni sistem oskrbe s tehnično vodo s hladilnimi stolpi, zlasti na SPTE-PVS v JSC Severstal se uporabljajo stolpni hladilni stolpi. Stolpni hladilni stolpi se uporabljajo v sistemih za oskrbo z reciklirano vodo, ki zahtevajo stabilno in globoko hlajenje vode pri visokih specifičnih hidravličnih in toplotnih obremenitvah. Tehnično-ekonomski kazalniki njihovega dela - proizvodnja električne energije in poraba goriva - so v veliki meri odvisni od učinkovitosti stolpnih hladilnih stolpov v elektrarnah.

    Cilj diplomskega projekta je razviti tehnične rešitve za rekonstrukcijo oskrbe s tehničnim vodo v SPTE-PVS JSC Severstal. Izvedena bo analiza dejanskega stanja sistema in njegovih elementov ter izvedeni aerodinamični, toplotni in hidravlični izračuni hladilnega stolpa.

    1. Teoretični del

    1.1 Splošne značilnosti CHPP-PVS

    Namen kombinirane toplotne in elektrarne-parno-zračne postaje CHPP-PVS-1 JSC "Severstal":

    Sežiganje metalurških odpadkov: plinov iz plavžev in koksa ter industrijskih izdelkov (odpadki iz obrata za pripravo premoga JSC Severstal po predelavi premoga: Pečorski bazen 1 ZhR, GZhO, 2 ZhR, Kuznetsk bazen razreda KSR, GZhO, KR, K , ZhR),

    Proizvodnja električne energije za OJSC Severstal,

    Sprostitev toplote s paro za metalurško proizvodnjo,

    Oskrba s toploto s toplo vodo za daljinsko ogrevanje JSC Severstal in mesta Čerepovets,

    plavž iz parnozračne postaje,

    Proizvodnja kemično obdelane vode za tehnološke potrebe.

    Instalirane zmogljivosti CHPP-PVS-1 so: električna 286 MW, toplota parnih kotlov - 1232 Gcal / h, vključno s toplotno zmogljivostjo turbinskih agregatov 574 Gcal / h. Toplotna moč toplovodnih kotlov - 540 Gcal / h.

    Število ur uporabe povprečne letne inštalirane električne moči doseže 5560 ur na leto.

    Trije električni kotli TP-170-1 st. št. 1,2,3, dva električna kotla TP-21 st. 4,5, pet močnih kotlov BKZ-210-140FD st. 6,7,8,9,10 in tri vršne toplovodne kotle PTVM-180 st. št. 1,2,3. Instalirana toplotna moč desetih močnostnih kotlov je 1232 Gcal / h in treh vršnih toplovodnih kotlov - 540 Gcal / h, normalna parna zmogljivost električnih kotlov je 1900 t / h. Število ur uporabe povprečne letne inštalirane toplotne moči električnih kotlov v obravnavanem obdobju ne presega 6000 ur/leto.

    Toplotni krog CHPP-PVS je izdelan z navzkrižnimi povezavami in je glede na obratovalne parametre nameščene glavne opreme razdeljen na dve stopnji.

    Na prvi stopnji je bilo nameščenih pet energetskih kotlov in pet parnih turbin (postaja VR-6-2 UTMZ št. 1; postaja VPT-25-4 LMZ št. 2; postaja 3 PT-30-8,8 LMZ; VT- 25 -4 BMZ postaja št. 4; VPT-50-2 LMZ postaja št. 5) Na drugi stopnji SPTE je nameščeno: pet električnih kotlov in tri parne turbine: VT-50-2 LMZ st. # 5; VT-50-1 UTMZ st. # 6; T-100-130 UTMZ st. št. 7.

    Para iz kotlov 1. in 2. stopnje vstopi v ustrezne zbiralnike splošnih postaj, od koder se porazdeli do ustreznih turbinskih generatorjev. Parni zbiralniki so med seboj povezani preko LRK.

    Oprema turbinske delavnice ima tudi prečne tehnološke povezave za glavni kondenzat, napajalno vodo, paro za pomožne potrebe, dopolnilno vodo, obtočno in tehnološko vodo.

    Glavni porabniki pare na SPTE-PVS in zunanji porabniki se napajajo s paro iz splošnih tlačnih vodov naprave: 3.2; 0,8-1,3 in 0,12 MPa.

    CHPP-PVS ima petnajst odzračevalnih enot, sedem atmosferskih odzračevalnikov (0,12 MPa) in 8 visokotlačnih odzračevalnikov (0,6 MPa). Odzračevalniki atmosferskega tipa st. Št. 1, 4, 10, 11 so namenjeni odzračevanju kondenzata iz turbin plavžnih kompresorjev, povratnega kondenzata industrijske pare, demineralizirane vode, ki se dovaja v kotle. Druga skupina atmosferskih deaeratorjev st. št. 12, 13 zagotavlja odzračevanje kemično obdelane vode za sekundarne vire energije, v deaeratorju st. Št. 7 se kemično prečiščena voda odzračuje za napajanje ogrevalnih omrežij. Visokotlačni deaeratorji st. Št. 2, 3, 5, 6, 8, 9, 16, 17 se uporabljajo za odzračevanje napajalne vode za parne kotle.

    Za pokrivanje maksimalne ogrevalne obremenitve v SPTE-PVS so nameščeni trije vršni toplovodni kotli tipa PTVM-180.

    Električni kotli so prilagojeni za ločeno ali skupno zgorevanje plavžev, koksarnikov in naravnih plinov ter prahu industrijskih izdelkov iz bituminoznega premoga Vorkuta. Toplovodni kotli delujejo samo na zemeljski plin. V SPTE-PVS so tri čistilne naprave: razsoljevalnica za napajanje električnih kotlov z zmogljivostjo 340 m3 / h; kemična obdelava vode za sekundarne vire energije z zmogljivostjo 450 m3 / h; kemična obdelava vode za napajanje ogrevalnega omrežja z zmogljivostjo 180 m3 / h.

    SPTE-PVS vključuje parno pihalno postajo (PVS), ki zagotavlja plavže s plavžem. Na PVS je nameščenih osem kompresorjev različnih tipov, od tega šest st. št. 1-6, jih poganjajo kondenzacijske parne turbine, in dva kompresorja st. Št. 7, 8 sta na električni pogon. Para za turbopolnilnike st. Št. 1, 5, 6 se napajajo iz kotlov prve stopnje iz zbiralnika sveže pare splošne postaje s tlakom 100 kg / cm2 in temperaturo 510 ° C.

    Parne kondenzacijske turbine kompresorjev st. št. 2, 3, 4 delujejo na paru povprečnih parametrov, ki se napajajo iz protitlaka turbinskega generatorja st. Št. 1 (VR-6-2 UTMZ) in iz dveh ROU 100/33. Kondenzat iz kondenzatorjev pogonskih turbin se črpa v atmosferske deaeratorje st. Št. 4, 10, 11.

    SPTE-PVS ima krožni sistem tehnične oskrbe z vodo. Kot hladilniki vode se uporablja sedem protitočnih hladilnih stolpov.

    1.2 Sistemi oskrbe z reciklažno vodo SPTE PVS

    Obstajajo tri glavne vrste sistemov vodnega hlajenja. Zasnova hladilnega sistema je odvisna od namestitve, ki jo uporablja, učinkovitost in zmogljivost inštalacije pa sta odvisna od vrste procesa, ki ga je treba hladiti, lastnosti vode in okoljskih vidikov. Voda je najpogosteje uporabljen medij za prenos toplote, ker je običajno v izobilju, enostavno se uporablja in je poceni, voda je sposobna prenesti velike količine toplote na enoto prostornine, v pogojih običajnih temperaturnih območij je širitev in krčenje vode zanemarljiva. , voda se ne razgradi.

    Čeprav si dva vodna hladilna sistema nista enaka, dejansko obstajajo tri osnovne zasnove.

    Odprti recirkulacijski sistem je najpogostejša zasnova industrijskega hladilnega sistema. Sestavljen je iz črpalk, toplotnih izmenjevalcev in hladilnega stolpa. Zaradi prisotnosti izhlapevanja se osnovna kemična sestava vode v odprtih recirkulacijskih sistemih spreminja.

    V pretočnih sistemih hladilna voda preide skozi toplotni izmenjevalnik samo enkrat.

    Recirkulacijski sistemi z zaprto zanko uporabljajo isto hladilno vodo večkrat v neprekinjenem ciklu. Voda najprej odvzame toploto iz procesne tekočine in jo nato odda v drugem toplotnem izmenjevalniku. V takih sistemih se hladilni stolp ne uporablja.

    CHPP-PVS trgovina ima odprt recirkulacijski sistem, za ta tip pa so značilne težave, kot so korozija, onesnaženje, vodni kamen, mikrobiološka kontaminacija in razgradnja lesa.

    Trenutno se oskrba z vodo, potrebno za hlajenje kondenzatorjev, oljnih in zračnih hladilnikov PVA turbokompresorjev in turbinskih generatorjev SPTE, izvaja v dveh obratovalnih ciklih.

    Sistem oskrbe z obtočno vodo CHPP-PVS vključuje naslednje strukture in opremo:

    1. Hladilniki obtočne vode - hladilni stolpi, sedem kos.

    2. Dva podzemna armiranobetonska gravitacijska kanala ohlajene vode (1600x2000 mm), razdeljena med turbinske generatorje pri st. 4, 5 vtiči in vstopajo v obtočni krog št. 1 in 2.

    3. Štirje jekleni podzemni zbiralniki ohlajene vode na PVS, DN 1200 mm.

    4. Dva jeklena podzemna cevovoda ogrevane vode DN 1200 mm in DN 1400 mm, razdeljena med generatorje st. št. 4 in 5 z vtiči in vstopoma v obtočni krog št. 1 in 2.

    5. Štirje podzemni cevovodi ogrevane vode iz PVS, DN 1200 mm.

    6. Obtočne črpalke turbogeneratorjev in turbopuhalov, po dve za vsako turbino.

    7. Vodna pot turbinskih kondenzatorjev.

    8. Črpalke tehnične in surove vode za lastne potrebe postaje.

    9. Površinski toplotni izmenjevalci: oljni hladilniki turbinskih generatorjev in mehanizmov; generatorski plinski hladilniki, vzbujevalniki, elektromotorji 6000 V.

    10. Postajalni zbiralnik tehnične vode Du Z00 mm. Dopolnitev kolektorja se lahko izvede iz tlaka obtočnih črpalk; preko ustreznih mostov, iz glavnega vodovoda DN 1400 mm in iz črpalk surove vode.

    Prvi krog oskrbe z obtočno vodo vključuje štiri stolpne hladilne stolpe št. 1, 2, 3 in 7 in zagotavlja delovanje turbinskih generatorjev št. 2, 3, 4 in opreme PVS.

    Drugi krog oskrbe z obtočno vodo vključuje stolpne hladilne stolpe št. 4, 5, 6 in zagotavlja delovanje turbinskih generatorjev na st. št. 5, 6, 7.

    Izpihovanje sistema za oskrbo z vodo ni urejeno in praktično ni organizirano.

    Vir tehnične oskrbe z vodo za CHPP-PVS je: reka Šeksna (enotna filtrirna postaja (EFS) JSC Severstal in tovarniški vodovod).

    Polnjenje obtočnega sistema oskrbe s tehnično vodo SPTE-PVS, kot tudi oskrba z izvorno vodo za kemično delavnico, se izvajata iz reke Šeksne neposredno pri vodovodni delavnici, vzdolž glavnega vodovoda DN. 1400 mm.

    Priprava obtočnega sistema iz filtrirne postaje vodovodne trgovine se izvaja po glavnem vodovodu DN 1000 mm. Največja skupna projektna poraba vode za kemično ločevanje in dopolnitev za sistem oskrbe z reciklažno vodo CHPP-PVS iz oddelka za oskrbo z vodo JSC Severstal je 3400 m3 / h, vključno z ocenjeno porabo surove vode za potrebe kemičnega oddelka je 800 m3 / h.

    Oskrba s pitno in gasilno vodo za vse objekte SPTE-PVS se izvaja iz vodovodnega omrežja celotne naprave. Za potrebe hidravličnega sistema za odstranjevanje pepela se uporablja bistrena voda v količini do 680 m3 / h.

    Vsi hladilni stolpi so izdelani v obliki poligonov s kovinskim zunanjim okvirjem in so do sedaj obloženi s pocinkanimi profiliranimi ploščami.

    Povodni bazen in spodnji podporni obroč sta izdelana iz montažnega betona. Dovod zraka v hladilni stolp je urejen z zavesami, nameščenimi vzdolž oboda predprostora hladilnega stolpa proti zaledenitvi. Zavese tvorijo ročno upravljani vodoravni vrtljivi ščitniki, možno je hkrati spreminjati položaj treh ščitov.

    Diplomski projekt bo obravnaval izboljšanje druge faze oskrbe z reciklirano vodo.

    1.3 Razvrstitev hladilnih stolpov

    Hladilno vodo, segreto v opremi za proizvodnjo toplote, je mogoče odstraniti na različne načine, dejansko pa obstajajo tri možnosti in vse so znane. Po prvem se voda odvaja v kanalizacijo, t.j. uporablja na kanal. Očitno je, da je to trenutno nesprejemljivo ne le iz okoljskih, ampak tudi iz ekonomskih razlogov. Po drugi možnosti se v tehnologiji podjetja uporablja ogrevana (pogojno čista) voda. Ta rešitev je najbolj privlačna, saj se hkrati izkorišča tudi toplota, ki jo prejme od opreme. Vendar je možnost celo delne uporabe ogrete hladilne vode izjemno redka in znaša tisočinke odstotka celotne mase njene porabe. Zadnja stvar, ki jo je treba storiti, je ohladiti ogreto vodo in jo ponovno uporabiti, torej organizirati sistem kroženja vode. Ta možnost je prevladujoča v svetovni praksi, prizadevanja strokovnjakov pa so usmerjena v izboljšanje tehnike in tehnologije takšnih sistemov.

    Hladilni stolpi so glavna vrsta umetnih hladilnikov, ki so zelo razširjeni v termoelektrarnah in so trenutno najbolj razširjeni.

    Hladilni stolp je kompleksna visoka konstrukcija in hkrati kompleksna naprava za izmenjavo toplote, ki je vez med turbino in atmosfero. Glavni delovni del hladilnega stolpa je namakalna naprava, v kateri se voda za hlajenje po turbinskih kondenzatorjih razdeli na curke in kaplja ali teče po ščitih v obliki filmov. Voda v obliki kapljic ali filmov se ohladi zaradi izhlapevanja in stika z zrakom, ki vstopa skozi namakalno napravo skozi okna. Ogret zrak, nasičen z vodno paro, se z naravnim vlekom odvaja navzgor skozi izpušni stolp.

    Po načinu prenosa toplote na atmosferski zrak lahko hladilne stolpe razdelimo na:

    Izhlapevanje, pri katerem se prenos toplote iz vode v zrak izvaja predvsem z izhlapevanjem;

    Radiatorski ali suhi, pri katerem se prenos toplote iz vode v zrak izvaja skozi steno radiatorjev zaradi toplotne prevodnosti in konvekcije;

    Mešano, ki uporablja prenos toplote z izhlapevanjem, toplotno prevodnostjo in konvekcijo.

    Teoretična meja za vodno hlajenje v izhlapevalnih hladilnih stolpih je temperatura mokrega zraka iz okolja, ki je lahko nekaj stopinj pod temperaturo suhega merilnika.

    Teoretična meja za vodno hlajenje v hladilnih stolpih radiatorjev je temperatura zunanjega zraka po suhem merilniku.

    V kombiniranih radiatorsko-izhlapevalnih hladilnih stolpih, pa tudi v suhih, se voda hladi skozi stene radiatorjev, ki jih od zunaj namakamo z vodo. Prenos toplote z vodo, ki teče skozi radiatorje, na zrak poteka zaradi toplotne prevodnosti skozi stene in izhlapevanja vode za namakanje. Ti hladilni stolpi so zaradi neprijetnosti med delovanjem manj razširjeni kot izhlapevalni in radiatorski stolpi.

    Glede na način ustvarjanja zračnega vleka so hladilni stolpi razdeljeni na:

    Prostori za ventilatorje, skozi katere se zrak črpa s puhalom ali sesalnim ventilatorjem;

    Stolp, v katerem prepih zraka ustvarja visok izpušni stolp;

    Odprti ali atmosferski, pri katerem se za pretok skozi njih uporabljajo naravni zračni tokovi - veter in delno naravna konvekcija.

    Glede na zasnovo namakalne naprave in način, kako se doseže povečanje površine stika vode z zrakom, se hladilni stolpi delijo na filmske, kapalne in razpršilne hladilne stolpe.

    Vsaka od teh vrst hladilnih stolpov ima lahko različne izvedbe posameznih elementov namakalne naprave, se razlikuje po velikosti, razdaljah med njimi in je lahko izdelana iz različnih materialov.

    Izbira vrste hladilnih stolpov je treba opraviti po tehnoloških izračunih, ob upoštevanju pretokov vode, določenih v projektu, in količine toplote, odvzete iz izdelkov, aparatov in hlajene opreme, temperature ohlajene vode in zahteve glede stabilnosti hladilnega učinka, meteorološki parametri, inženirsko-geološki in hidrološki pogoji gradbišča hladilnega stolpa, pogoji za postavitev hladilnika na mestu podjetja, narava razvoja okolice in transportne poti , kemijsko sestavo dodatne in obtočne vode ter sanitarne in higienske zahteve zanjo, tehnične in ekonomske kazalnike procesa gradnje teh objektov.

    V CHPP-PVS se uporabljajo samo stolpni hladilni stolpi, zato se bomo na njih podrobneje opredelili.

    1.4 Hladilni stolpi

    Splošne določbe.

    Stolpni hladilni stolpi se uporabljajo v sistemih za oskrbo z reciklirano vodo, ki zahtevajo stabilno in globoko hlajenje vode pri visokih specifičnih hidravličnih in toplotnih obremenitvah. Hladilni stolpi se uporabljajo predvsem v jedrskih in termoelektrarnah.

    Hladilni stolpi so lahko hlapni, radiatorski ali suhi in mešani - hlapno-suhi. Suhi hladilni stolpi se imenujejo izhlapevalni suhi hladilni stolpi, v katerih se voda (običajno demineralizirana) razprši na radiatorje, da se poveča globina hlajenja.

    Slika 1.1 prikazuje protitočni hladilni stolp.

    Slika 1.1 - Hladilni stolp protitokovnega stolpa: 1 - izpušni stolp; 2 - lovilec vode; 3 - sistem za distribucijo vode; 4 - naprava za namakanje; 5 - naprava za regulacijo zraka; 6 - drenažni bazen

    Stolpni hladilni stolpi so praviloma zasnovani izhlapevalno in s protitočnim krogom gibanja vode in zraka.

    Konstruktivne značilnosti hladilnega stolpa št. 4.

    V diplomskem projektu bo izdelan izračun stolpnega hladilnega stolpa št. 4, ki se nanaša na drugo stopnjo za zamenjavo namakalne naprave in vodovodnega sistema.

    Hladilni stolp št. 4 je bil zagnan leta 1963. Hladilni stolp št. 4 je zasnovan za hlajenje vode v sistemu za oskrbo z obtočno vodo SPTE-PVS, v katerem je voda sredstvo za odvzem velikih količin toplote iz energetskih enot. Po metodi hlajenja pregledani hladilni stolp spada v stolpni, kjer zaradi prisotnosti izpušnega stolpa nastane naravni pretok atmosferskega zraka. Po načinu ustvarjanja razvite kontaktne površine vodnega hlajenja sodi hladilni stolp med filmski. Načelo hlajenja je, da se voda pri prehodu skozi hladilni stolp razdeli na tanke filme, zaradi katerih se hladilna površina poveča in jo prepiha zračni tok.

    Glavni elementi hladilnega stolpa št. 4 so:

    Izpušni stolp, ki ustvarja kroženje zraka in odstranjuje nasičene hlape na zadostno višino za njihovo razpršitev v ozračju;

    Naprava za distribucijo vode, ki razporedi vodo vzdolž osrednjega dvižnega voda na delovne pladnje, čemur sledi brizganje skozi šobe;

    Namakalna naprava, ki zagotavlja potrebno hladilno površino;

    Povodni bazen, ki se uporablja za zbiranje ohlajene vode v obtočnem sistemu.

    V hladilnem stolpu ni lovilca vode.

    V tlorisu ima armiranobetonski okvir namakalnih in vodnih naprav hladilnega stolpa št. 4 obliko poligona in je z desetimi radialnimi osemi razdeljen na deset sektorjev s kotom 360 in štiri krožne vrstice "A". "," B "," C "in" D "po pravokotni shemi. Premer zunanje vrste je 40, 240 m, višina okvirja 8,61 m. Prostornina stavbe je 11000 m3.

    Škropilni ščiti so položeni v dveh nivojih na nosilno armiranobetonsko konstrukcijo. Nosilno konstrukcijo sestavljajo radialni nosilci, nameščeni na 3,55 m in 5,60 m.

    Naprava za distribucijo vode hladilnega stolpa je zasnovana kot žleb. Armiranobetonski pladnji: glavni žarek in delovni obroč. Delovni pladnji so opremljeni s brizgalnimi šobami. Pladnji razdelilnika vode so podprti z radialnimi in vmesnimi nosilci, nameščenimi na nadmorski višini 8,30 m.

    Ščitniki brizgalk so med projektiranjem izdelani iz lesa.

    Med obratovanjem hladilnega stolpa št. 4 so bila izvedena naslednja popravila v zvezi z okvirjem namakalnih in distribucijskih naprav:

    Montaža spodnjega nivoja brizgalke, namestitev škropilnih plošč, čiščenje bazena hladilnega stolpa (1979);

    Rekonstrukcija vodovodnega sistema z zamenjavo lesenih brizgalk s polietilenskimi bloki, čiščenje bazena hladilnega stolpa (1994-1995);

    Čiščenje pladnjev, delna zamenjava brizgalk (1997).

    Pri pregledu gradbenih konstrukcij je bilo ugotovljeno, da so v delujočem stanju in zamenjava ni potrebna. Posledično se zmanjšajo stroški obnove hladilnega stolpa št.

    Namakalna naprava.

    Škropilniki so glavni konstrukcijski element hladilnega stolpa, ki določa njegovo hladilno zmogljivost. Zasnova brizgalke mora zagotavljati zadostno površino hlajenja z optimalno aerodinamično odpornostjo.

    Glede na naravo prevladujoče hladilne površine so lahko škropilniki:

    Film;

    Kapljični film;

    Kapljanje;

    brizganje;

    Kombinirano.

    V filmskih razpršilnikih voda teče okoli hladilne površine v obliki tankega filma. Ti razpršilci zagotavljajo najučinkovitejše hlajenje, ki ga lahko povečamo za 1,5-2 krat ali več s povečanjem hrapavosti, poroznosti ali valovitosti polnilne površine. Na žalost porozni škropilniki hitro odpovejo, če so v vodi prisotne netopne nečistoče. Zato, če koncentracija oljnih produktov v obtočni vodi presega 25 mg / l in suspendiranih trdnih snovi - 50 mg / l, je priporočljivo uporabiti kapalne ali mrežaste kapalne filmske brizgalke. Razpršilniki se uporabljajo, če skupna koncentracija oljnih proizvodov, maščob, suspendiranih trdnih snovi in ​​drugih presega 120 mg / l.

    Trenutno je večina brizgalk izdelana iz različnih polimerov: nizkotlačnega polietilena, polivinilklorida, poliestrskih smol itd. Ti materiali so praktično nejedki, trpežni in imajo nizko gostoto. Poleg tega je iz njih enostavno dobiti cevi, rešetke ali mreže zapletene konfiguracije. Hkrati je treba spomniti, da se nekateri polimeri (na primer polistiren) ob stiku z različnimi ogljikovodiki razgradijo.

    Za udobje namestitve namakalnih naprav v hladilni stolp so njihovi posamezni elementi nameščeni v blokih. Dimenzije blokov v načrtu ne smejo presegati 1 × 1,5 m2, njihova višina pa je vzeta iz načrtovalnih razlogov ob upoštevanju skupne višine namakalne naprave. Bloke je mogoče pritrditi na obešalnike ali pritrditi na nosilne nosilce.

    Če je v obtočni vodi velika količina agresivnih kemikalij, je priporočljivo organizirati predhodno obdelavo vode za podaljšanje življenjske dobe brizgalke. Polnjenje delujočega hladilnega stolpa se nenehno izpira z vodo, verjetnost požara pa je nič. Med dolgotrajnimi zaustavitvami hladilnih enot in popravili se lahko brizgalke iz polietilena ali druge zelo vnetljive plastike vnamejo in enakomerno gorijo s sproščanjem velikih količin toplote in dima. Zato jih je priporočljivo izdelati iz negorljivih polimerov. Tudi pri izbiri materiala za škropilnico je treba upoštevati, da se pri nizkih temperaturah mehanske lastnosti nekaterih vrst polimerov poslabšajo.

    Izboljšanje obstoječih brizgalk in razvoj novih konstrukcij je ena izmed glavnih nalog, ki je namenjena povečanju učinkovitosti hladilnih stolpov z ustvarjanjem razvite površine odvajanja toplote, povečanjem specifične porabe zraka, izboljšanjem procesa prenosa toplote in mase ter posledično povečanje hladilne zmogljivosti.

    Polimerni škropilniki v nasprotju z naravnimi materiali, kot sta les in azbestni skrilavec, nimajo visoke omočljivosti površine konstrukcij, kar spodbuja nalaganje vodnega filma, t.j. povečanje površine stika vode z zrakom. V polimernih škropilnih napravah je mogoče zahtevano intenzivnost prenosa toplote in mase zagotoviti s povečanjem površine odvzema toplote zaradi večkratnega drobljenja razpršenih vodnih kapljic in povečanjem porabe zraka zaradi koeficienta aerodinamičnega upora.

    Svetovna praksa je ugotovila, da je v ekonomskih, toplotnih in aerodinamičnih kazalcih največji učinek dosežen pri škropilnikih z razvito mrežno strukturo.

    Toplota, ki jo voda odstranjuje iz kondenzatorjev in drugih toplotnih izmenjevalcev, se prenaša v okolje v hladilnikih obtočnih sistemov. Hlajenje vode poteka tako zaradi njenega delnega izhlapevanja kot s konvekcijo, t.j. s kontaktnim prenosom toplote. V topli sezoni prevladuje prenos toplote z izhlapevanjem.

    Tako delovanje hladilnih sistemov, t.j. Na temperaturo hladilne vode, ki zapušča hladilni stolp, vplivata dva glavna dejavnika:

    Delovanje elementov hladilnega stolpa;

    Meteorološki parametri okolja.

    Hladilni sistem, ki temelji na izhlapevalnem hladilnem stolpu, ima številne pomanjkljivosti:

    1. Slaba kakovost vode, njena kontaminacija zaradi stika s prahom zraka, ki obdaja hladilni stolp;

    2. Kontaminacija sistema s solmi, ki se nenehno kopičijo zaradi nenehnega izhlapevanja vode. Iz vsakega kubičnega metra vode iz pipe, ki izhlapi v sistemu, se nabere vsaj 100 gramov. usedline soli. To vodi do močnega zmanjšanja koeficienta prenosa toplote na površinah izmenjave toplote in s tem učinkovitosti prenosa toplote;

    3. Razvoj alg in mikroorganizmov v sistemu, vključno z nevarnimi bakterijami zaradi aktivnega prezračevanja;

    4. Nenehna oksidacija in korozija kovine;

    5. Zaledenitev hladilnih stolpov v zimski sezoni;

    6. Brez fleksibilnosti in natančnosti regulacije temperature;

    7. Fiksni stroški za vodo in kemikalije za čiščenje;

    8. Velike izgube tlaka v sistemu.

    Kar zadeva varovanje okolja, so glavni nevarni dejavniki, ki jih povzročajo hladilni stolpi, hrup in izpostavljenost aerosolom, ki se sproščajo iz hladilnih stolpov v okolje.

    Škodljivi učinek nastane kot posledica sproščanja kapljic krožeče vode v ozračje, odlaganja kapljic na tla in na površino okoliških predmetov.

    Kapljice lahko vsebujejo zaviralce korozije, zaviralce vodnega kamna in kemikalije proti obraščanju, dodane v krožečo vodo.

    Poleg tega lahko kapljice vsebujejo patogene mikroorganizme, bakterije, viruse, glive. Nekateri mikroorganizmi v hladilnih stolpih se lahko razmnožujejo pod ugodnimi pogoji za njihovo življenje.

    Vodne kapljice se širijo v ozračju v območju hladilnih stolpov in navlažijo površino zemlje in bližnjih objektov, pozimi pa povzročijo njihovo zaledenitev, zato SNiP II-89-80 zagotavlja dovoljene minimalne razdalje od hladilnih stolpov do najbližje strukture.

    Območje odlaganja kapljic vlage na zemeljski površini ima obliko elipse z veliko osjo, ki poteka skozi središče hladilnega stolpa v smeri vetra. Največja intenzivnost kapljic, ki padajo na zemeljsko površino v tem območju, je na veliki osi elipse na razdalji približno dveh višin hladilnega stolpa. Velikost cone je odvisna od višine hladilnega stolpa, hitrosti vetra, stopnje turbulence zraka v površinski plasti, koncentracije in velikosti kapljic ter temperature in vlažnosti atmosferskega zraka.

    V prisotnosti plinastih nečistoč v atmosferskem zraku lahko vlaga, ki uhaja iz hladilnih stolpov, deluje z njimi in tvori okolju škodljive spojine. Na primer, ko vlaga komunicira z žveplovimi oksidi, se žveplov dioksid oksidira v sulfate, ki so bolj škodljivi za ljudi.

    Lovilec vode.

    Delujoči hladilni stolp v ozračje oddaja zrak, nasičen z vodno paro, ki vsebuje vodne kapljice velikosti 100-500 mikronov.

    Vsi znani dizajni vodnih lovilcev delujejo po istem principu - odlaganje vodnih kapljic, ki letijo navzgor na oviro zaradi vztrajnosti, ko se zračni tok odkloni, da obkroži oviro. Kot oviro se uporabljajo lovilci vode, ki se med seboj razlikujejo ne le po materialu, temveč tudi po obliki teh elementov.

    Vodni lovilci so potrebni, da čim bolj zmanjšajo odnašanje kapljic iz hladilnega stolpa s pretokom zraka z minimalnim aerodinamičnim uporom. Te zahteve izpolnjujejo zasnove vodnih pasti, katerih diagrami so prikazani na sliki 1.2.

    Priporočljivo je namestiti lovilnike vode na razdalji približno 2 m nad sistemi za distribucijo vode, ki omogočajo dostop do brizgalnih šob za vodo. Če je potrebno zmanjšati skupno višino hladilnega stolpa, tega pogoja morda ne bomo upoštevali, vendar mora biti razdalja od lovilcev vode do sistemov za distribucijo vode v tem primeru najmanj 0,5 m.

    Hitrost zraka v odseku pred lovilcem vode ne sme biti večja od 3 m / s, da se prepreči znatno povečanje vnosa kapljic.

    Slika 1.2 prikazuje diagrame vodnih pasti

    Slika 1.2 - Sheme vodnih pasti

    Trenutno v hladilnem stolpu št. 4 ni nameščen lovilec vode. Pri izbiri vodne pasti je treba upoštevati, da ima vsaka od njih svoje prednosti in slabosti. Razlikujejo se po materialu, shemi sestavljanja blokov in mehanski trdnosti ter vrednosti aerodinamične odpornosti proti prehodu zraka.

    Naprava za distribucijo vode.

    Naprava za distribucijo vode je tehnološki element hladilnega stolpa, ki v veliki meri določa njegovo učinkovito in zanesljivo delovanje. Zagotavljati mora enakomerno porazdelitev vode po brizgalki pri nizki porabi energije, ne da bi ustvaril oprijemljive ovire za prehod in porazdelitev zračnega toka.

    Naprave za distribucijo vode v hladilnem stolpu lahko razdelimo v tri glavne skupine: razpršilne, nepršilne in premične. Naprave za distribucijo škropilne vode pa se delijo na breztlačne, ki so sistemi odprtih korit in korit, in tlačne, izdelane iz zaprtih korit ali cevi s šobami ali brizgalkami, v katere se voda dovaja z višjim ali nižjim tlakom. .

    Pri načrtovanju in povezovanju hladilnih stolpov je treba šobe izbrati ob upoštevanju njihove prepustnosti, velikosti razpršilnega gorilnika, nezamašitve z vodnimi nečistočami v obtoku in premera kapljic.

    Na eksperimentalni stojnici JSC "VNIIG im. B.E. Vedenejeva je bil za testiranje brizgalk modeliran del distribucijskega sistema hladilnega stolpa. Na podlagi rezultatov hidravličnih preizkusov razpršilnih šob različnih izvedb so bile določene vrste šob, ki zagotavljajo največji polmer brizganja vode.

    Diplomski projekt predvideva zamenjavo koritnega razvoda vode s cevnim z zamenjavo šob in izbiro njihovega optimalnega števila.

    1.5 Kondenzatorji parnih turbin

    Toplotna energija proizvede 85 % vse proizvedene električne energije v naši državi in ​​se razvija zaradi zagona močnih elektrarn z velikimi agregati, ki delujejo pri visokih in ultravisokih parametrov pare.

    Učinkovitost turbine se lahko poveča s povečanjem temperature in tlaka pare, ki vstopa v turbino, ali z znižanjem temperature in tlaka nasičene pare, ki izstopa iz turbine. Slednje dosežemo s kondenzacijo pare, ki zapušča turbino, kar nastane v za to nameščenem kondenzatorju, ko se vanjo dovaja hladilna voda.

    Površinski kondenzator je sestavljen iz snopov cevi premera 17-25 mm, dolgih več metrov, ki so izdelane iz kovin, ki dobro prevajajo toploto (medenina, bakronikelj). Konci cevi so zviti v kovinske cevne pločevine, nameščene v ohišje kondenzatorja, ki je kovinska posoda. Prostori med cevnimi listi in konci telesa tvorijo vodne komore. Pri enosmernih kondenzatorjih voda vstopi v sprednjo vodno komoro, prehaja skozi cevi in ​​izstopa v zadnjo komoro, iz katere se odvaja po odtočnih ceveh. V dvosmernih kondenzatorjih voda dvakrat preide vzdolž dolžine ohišja in se izprazni iz sprednje komore. V trosmernih kondenzatorjih voda trikrat prehaja skozi telo.

    Para, ki zapusti turbino, vstopi v parni prostor kondenzatorja, zaprt med cevnimi listi, in kondenzira na zunanji površini cevi, znotraj katere teče hladilna voda. Kondenzirana para (kondenzat) se zbira v spodnjem delu ohišja kondenzatorja in jo kondenzatna črpalka odstrani za ponovno uporabo.

    Znano je, da temperatura hladilne vode, ki se dovaja v kondenzator, neposredno vpliva na temperaturo kondenzacije pare, porabljene v turbini, in posledično na globino vakuuma v kondenzatorju in izkoristek turbine. Poleg tega, ko se temperatura hladilne vode dvigne nad določeno vrednost, se moč, ki jo oddaja turbina, zmanjša. Mejna temperatura hladilne vode, pri kateri lahko turbina deluje pri minimalni moči, je običajno 33 ° C, za turbine, izdelane za regije s tropskim podnebjem, pa -36-40 ° C.

    Vrednost temperaturne glave kondenzatorja je odvisna od koeficienta prenosa toplote njegovih cevi, na kar močno vpliva stanje površine cevi – njihova čistoča. Na stenah cevi se lahko tvorijo usedline mehanskega, biološkega in kemičnega izvora, kar je povezano s kakovostjo hladilne vode. Zaradi tvorbe takšnih usedlin se koeficient toplotne prehodnosti cevi močno zmanjša, temperaturna glava kondenzatorja pa se poveča. Na primer, prisotnost organskih usedlin debeline le 0,1 mm lahko privede do povečanja temperaturne višine kondenzatorja za 10 ° C. Poleg tega usedline v kondenzatorskih ceveh in obtočnih ceveh povečajo hidravlični upor sistema .

    Iz navedenega izhaja, da čeprav se za hlajenje kondenzatorjev uporablja industrijska voda, katere kakovost ni standardizirana, je treba sprejeti vse možne ukrepe za znižanje njene temperature in izboljšanje njene kakovosti.

    1.6 Sklepi poglavja in opis problema

    Tako se bo s celovitim programom ukrepov za izboljšanje hladilnega stolpa, in sicer z zamenjavo brizgalke, distribucijske naprave in vgradnjo lovilca vode, povečala hladilna zmogljivost hladilnega stolpa, kar bo posledično povzročilo povečanje v ustvarjeni moči.

    Pred izvedbo ukrepov za izboljšanje hladilnega stolpa je treba izbrati vrsto opreme z optimalnimi lastnostmi, kar zahteva številne inženirske izračune, in sicer aerodinamične, toplotne izračune za utemeljitev izbrane vrste brizgalke in lovilca vode.

    Za določitev količine dopolnilne vode je potrebno izračunati izgubo vode v hladilnem stolpu.

    Prav tako je treba narediti hidravlični izračun sistema za distribucijo vode, da izberemo premer glavnih cevi ter število in vrsto šob.

    Med nadaljnjim delom bodo izvedene vse zgoraj navedene vrste izračunov, na podlagi katerih je bil določen obseg ukrepov za izboljšanje hladilnega stolpa. Določen je tudi ekonomski učinek tega projekta.

    2. Izračun hladilnega stolpa

    2.1 Metodologija izračuna hladilnega stolpa

    Izbira izvornih podatkov.

    Tehnološko - toplotni in aerodinamični - izračun je potreben pri načrtovanju novih, posodobitvi in ​​povezovanju obstoječih projektov hladilnih stolpov z lokalnimi meteorološkimi razmerami ob upoštevanju zahtev glede temperature ohlajene vode in hidravličnih obremenitev.

    Končni cilj izračuna stolpnih hladilnih stolpov je običajno določiti temperaturo ohlajene vode t2 pri danih vrednostih brizgalne površine za, specifično hidravlično obremenitev qzh, temperaturo in relativno vlažnost zraka c1.

    V priročniku za SNiP za načrtovanje hladilnih stolpov (k SNiP 2.04.02-84 "Oskrba z vodo. Zunanja omrežja in strukture") je priporočljivo izvesti aerodinamične izračune stolpov za hladilne stolpe v skladu z urniki, ki so jim priloženi. Ti grafi so bili sestavljeni na podlagi laboratorijskih študij, izvedenih na klinastih modelih stolpnih hladilnih stolpov z namakano površino 500-3000 m2. S pomočjo grafov določimo skupni koeficient aerodinamičnega upora hladilnega stolpa in njegovo odvisnost od površine (višine) pihalnih oken. kot tudi koeficient upora namakalne naprave. Analiza pogojev, pod katerimi so bili ti grafi razviti, je pokazala, da je njihova uporaba: prvič, težka, drugič, ni pravilna, ker zasnovani so za distribucijo vode skozi korito in ne upoštevajo upora vodnega lovilca. Zato je treba razviti matematični model za izračun zahtevanih načinov.

    Revija "Hladilna tehnika in tehnologija" št. 1 za leto 2011 ponuja izboljšan način tehnološkega izračuna hladilnega stolpa, katerega posebnost je upoštevanje razmerja med količino toplote, odvzeto iz vode z izhlapevanjem in konvekcijo s toplotno prevodnost.

    Izračunane odvisnosti, ki odražajo ali določajo delovanje hladilnega stolpa, vključujejo naslednje količine:

    Poraba vode in zraka;

    temperature vstopne in izstopne vode;

    Izračunani atmosferski parametri (podnebne razmere), ki določajo entalpijo in gostoto vstopnega zraka, pa tudi mejo vodnega hlajenja v hladilnem stolpu;

    Tehnološke značilnosti škropilnice;

    Območje namakanja hladilnega stolpa.

    Glede na težavo izračuna je lahko ena od navedenih vrednosti želena, ostale pa so podane. V tem primeru je treba vedno navesti podnebne razmere (izračunane atmosferske parametre).

    Pretok vode (hidravlična obremenitev Gzh) običajno nastavijo proizvodni tehnologi na podlagi toplotnotehničnih izračunov vodno hlajene opreme - kondenzatorjev, hladilnikov, kompresorjev, različnih tehnoloških naprav, metalurških enot itd. ventilatorja. Za določitev pretoka skozi hladilni stolp, ki je potreben za toplotno zasnovo, se izračuna aerodinamični upor hladilnega stolpa. Hitrost zraka je določena s količino gravitacije, ki se porabi za premagovanje upora.

    Temperaturo vstopne vode t1 in izhodne vode t2 določijo proizvodni tehnologi na podlagi izračunov toplotne tehnike ob upoštevanju značilnosti ohlajene opreme. Upoštevati je treba, da lahko temperature obtočne vode, zlasti t2, zelo pomembno vplivajo na parametre tehnološkega procesa, dimenzije hladilnega stolpa, premere cevi, pretok črpalk in zmogljivosti druge opreme, kot tudi o porabi električne energije. Zato je priporočljivo določiti t2 in pretok ohlajene vode Gzh s pomočjo tehničnih in ekonomskih izračunov skupnega dela vseh struktur kroženja vode. Vendar ti izračuni niso vedno izvedljivi. V tem primeru je pri načrtovanju priporočljivo vzeti izračunano vrednost t2, ki izhaja iz pogoja, da je bila razlika t2-f najmanj 5 ° C, najnižje vrednosti pa je mogoče sprejeti le, če to narekuje stroga proizvodne zahteve.

    Določitev projektnih parametrov atmosferskega zraka.

    Toplotna zasnova hladilnih stolpov je narejena za atmosferske razmere, ki so neugodne za delovanje teh objektov v poletnih mesecih leta. Vendar pa je nepraktično izračunati za višje temperature in vlažnost atmosferskega zraka, saj jih lahko med letom opazujemo le kratek čas in višje kot so izračunane temperature in vlažnost, večji bo hladilni stolp in s tem tudi višji so stroški njegove gradnje. Po drugi strani pa lahko prenizka konstrukcijska temperatura in zračna vlaga povzročita dejstvo, da dejanska temperatura vode, ki dalj časa zapušča hladilni stolp v poletni (vroči) sezoni, ne bo zagotovila hlajenja tehnoloških izdelkov na zahtevano temperaturo. tp.

    Zato je treba pri izbiri projektnih parametrov atmosferskega zraka upoštevati dopustnost povečanja temperature vode t2 nad izračunano iz pogojev tehnološke proizvodnje, vendar omejiti obdobje tega povečanja.

    Izračun hladilnih stolpov v skladu s SNiP 2.04.02-84 je treba izvesti na podlagi povprečnih dnevnih temperatur atmosferskega zraka s suhimi in mokrimi termometri (ali relativne zračne vlage) glede na dolgoletna opazovanja z varnostjo 1-10%. za poletno obdobje leta (junij, julij, avgust). Izbira oskrbe je možna glede na kategorijo porabnika vode po tabeli 2.1, v kateri so vsi porabniki vode pogojno razdeljeni v tri kategorije glede na raven zahtev za temperature ohlajene vode.

    Tabela 2.1 - Zagotavljanje meteoroloških parametrov glede na kategorijo porabnikov vode

    Odvisnost tehnološkega procesa proizvodnje ali delovanja opreme od presežka temperature ohlajene vode (ali ohlajenega izdelka) nad izračunano

    Razpoložljivost meteoroloških parametrov za poletno obdobje leta (junij, julij, avgust) pri izračunu hladilnih stolpov, %

    Kršitev proizvodnega procesa kot celote in posledično znatne izgube

    Dovoljena začasna motnja tehnološkega procesa posameznih instalacij

    Začasno zmanjšanje učinkovitosti tehnološkega procesa proizvodnje kot celote in posameznih inštalacij

    Določeno v tabeli. 2.1 rezervacije 1 % za tri poletne mesece ustreza rezervaciji v višini približno 0,25 % v okviru enega leta. Podobno 5-odstotna varščina ustreza 1,25-odstotni vrednosti, 10-odstotna pa 2,5-odstotna vrednost.

    Pri izbiri razpoložljivosti meteoroloških parametrov za izračune hladilnih stolpov je treba upoštevati učinek presežka temperature ohlajene vode nad izračunano na delovanje tehnološke opreme. Obravnavani hladilni stolp spada v kategorijo II.

    Metode izračuna.

    Pri razvoju novih konstrukcij, izbiri in obdelavi projektov (standardnih ali drugih že pripravljenih) je treba izvesti tehnološke (toplotne in aerodinamične) izračune, ki jih je treba povezati s pogoji posameznega podjetja, pri ocenjevanju delovanja obstoječega hladilnega stolpa med delovanje in rekonstrukcija.

    Najpogosteje se izvajajo tri vrste izračunov: določitev temperature vode, ohlajene na hladilnem stolpu t2, gostote namakanja qzh in namakalne površine hladilnega stolpa F. Glede na namen izračuna se sestava začetnih podatkov in uporabljene formule za izračun se spremenijo.

    V prvem primeru so nastavljeni: podnebni pogoji (x, f, c, Pb), tehnološke in oblikovne značilnosti škropilnice (A, m, zhor, Kor, h, qzh), namakalna površina odseka ali hladilni stolp. Želeno temperaturo t2 najdemo po formuli:

    .(2.1)

    V drugem primeru so nastavljeni: podnebni pogoji (x, f, c, Pb), tehnološke in oblikovne značilnosti škropilnice (A, m, zhor, Kor, h, qzh), temperatura vode (t1, t2) . Gostoto namakanja najdemo po formuli:

    .(2.2)

    V tretjem primeru se nastavijo: klimatske razmere (x, f, c, Pb), tehnološke in konstrukcijske značilnosti brizgalke (A, m, zhor, Cor, h, qzh), temperatura vode (t1, t2) , pretok ohlajene vode (Gzh) ... Namakana površina odseka ali hladilnega stolpa je enaka:

    . (2.3)

    Pomemben prispevek k razvoju metod za izračun hladilnih stolpov so dali F. Merkel, B.V. Proskuryakov, L.D. Berman, I. Lichtenstein in drugi avtorji. Najbolj razširjena v praksi izračunavanja hladilnih stolpov je bila metoda izračuna po zakonitostih procesov hlajenja izhlapevanja, ki jo je razvila Merklova.

    2.2 Izračun projektiranega hladilnega stolpa

    Začetni podatki.

    1. Ocenjeni parametri atmosferskega zraka.

    Parametri 5% dovoda atmosferskega zraka v Vologdi so bili izbrani kot izračunani podnebni podatki:

    Tabela 2.2 - Ocenjeni parametri atmosferskega zraka

    2. Tehnični podatki hladilnega stolpa.

    Hladilni stolp št. 4 je zasnovan za hlajenje vode v sistemu za oskrbo z obtočno vodo SPTE-PVS, v katerem je voda sredstvo za odvzem velikih količin toplote iz energetskih enot. Po metodi hlajenja pregledani hladilni stolp spada v stolpni, kjer zaradi prisotnosti izpušnega stolpa nastane naravni pretok atmosferskega zraka. Po načinu ustvarjanja razvite kontaktne površine vodnega hlajenja sodi hladilni stolp med filmski. Načelo hlajenja je, da se voda pri prehodu skozi hladilni stolp razdeli na tanke filme, zaradi katerih se hladilna površina poveča in jo prepiha zračni tok.

    Tehnične značilnosti hladilnega stolpa št. 4:

    vrsta - film;

    namakalna površina - 1280m2;

    projektna zmogljivost - 7000ch9000m3;

    dejanska produktivnost - 6000h8000m3;

    izračunana temperaturna razlika obtočne vode - Дt = 8х10єС;

    dejanski padec temperature obtočne vode - Дt = 6єС;

    dejansko podhladitev - 2h4êC;

    količina dodatne vode - 270ch360 m3 / h;

    vrsta naprave proti zmrzovanju - tečajni ščiti, predprostor proti zmrzovanju;

    rezultat nadzora kakovosti hladilne vode - pH 7,1 h 7.6.

    Splošni pogled na hladilni stolp je prikazan na sliki 2.3.

    Poraba vode za hladilni stolp Gzh = 7150 m3 / h

    Slika 2.4 prikazuje splošni pogled na hladilni stolp

    Slika 2.4 - Splošni pogled na hladilni stolp

    Škropilnik tipa Brix 63 je nameščen na hladilnem stolpu št. 4, priporoča se brizgalna tipa PR50, lastnosti so podane v tabeli 2.3. Značilnosti hladilne zmogljivosti brizgalke A in m, ki niso odvisne od hidravlične obremenitve in temperaturnih pogojev njenega delovanja ter podnebnih dejavnikov.

    Tabela 2.3 - Značilnosti hladilne zmogljivosti brizgalke

    Lovilnik vode ni nameščen, priporočljivo je namestiti rešetkasti lovilnik vode iz elementov PR50 (5 plasti), iz HDPE med posodobitvijo, pri čemer se predpostavlja, da je upor enak.

    Aerodinamični izračun.

    Za določitev pretoka zraka skozi hladilni stolp, ki je potreben za toplotni izračun, se izračuna aerodinamični upor hladilnega stolpa.

    Revija "Hladilna tehnika in tehnologija" št. 1 za leto 2011 ponuja izboljšano metodologijo tehnološkega izračuna hladilnega stolpa. Za določitev pretoka skozi hladilni stolp, ki je potreben za toplotno zasnovo, se izračuna aerodinamični upor hladilnega stolpa. Hitrost zraka je določena s količino gravitacije, ki se porabi za premagovanje upora.

    Materiali terenskih in laboratorijskih študij omogočajo, da se skupni upor hladilnega stolpa določi po formuli:

    (2.4)

    kjer je c - gostota zraka, kg / m3; u je hitrost gibanja zraka v prostem delu hladilnega stolpa, m / s;

    - skupni uporni koeficient hladilnega stolpa:

    (2.5)

    - koeficient upora vhoda v hladilni stolp, - koeficient upora brizgalke, m-1, - koeficient upora razdelilnika vode, - koeficient upora lovilca vode, - koeficient dežja, - koeficient trenja površine stolpa hladilnega stolpa, H - višina brizgalke, m.

    Vrednosti so odvisne od vrste polnila in razdelilnika vode. Vrednost = 0,4 za običajne cevne strukture. Vrednote:

    določena na podlagi študij na modelih ob upoštevanju terenskih meritev.

    Vrednost se določi:

    kjer je 0,2 koeficient upornosti dežja pod brizgalno, ki se nanaša na hitrost zraka v prostem vodoravnem odseku hladilnega stolpa na enak način kot vsi drugi uporni koeficienti v formulah; l - polovica dolžine razdelilnika zraka, enaka polovici polmera brizgalne naprave, m; - koeficient porazdelitve dežja v napravi za distribucijo vode, sprejet za konvencionalni cevni razdelilnik vode s tangencialnimi plastičnimi šobami VODGEO, je po terenskih študijah enak 0,1; - višina dežja v razdelilniku vode, s šobami, ki so nagnjene navzdol, enaka 0,2 ... 0,6; 0,8 m - če je gorilnik usmerjen navzgor; - koeficient dežja v škropilnici, vzet v skladu s podatki v tabeli 2.4; - specifična hidravlična obremenitev hladilnega stolpa, m3 / (m2 · h).

    Tabela 2.4 - Značilnosti škropilnika

    Premer hladilnega stolpa v namakalnem delu:

    Polovica dolžine difuzorja:

    Za PR50:

    m

    Koeficient upora stolpa je določen s formulo:

    kje je hidravlična velikost (premer hladilnega stolpa):

    - Reynoldsova številka:

    - koeficient kinematične viskoznosti zraka, ki ga lahko določimo z izrazom:

    m2/s.

    - hrapavost površine (za armirani beton se vzame 0,5 mm).

    Analiza izračunov je pokazala, da ima majhna vrednost in nepomemben vpliv na skupni uporni koeficient hladilnega stolpa. Pri določanju sile potiska je zračni stolpec v hladilnem stolpu razdeljen na dva dela, ki ustrezata brizgalki in izpušnemu stolpu, in se določijo na naslednji način:

    (2.6)

    kjer je pogojna višina škropilnice, m;

    (2.7)

    in - povprečna gostota zraka na izstopu;

    - višina škropilnice, m;

    - učinkovita z vidika potiska, višina hladilnega stolpa, m:

    - višina stolpa nad škropilnico, m;

    Po ustrezni zamenjavi najdemo težo hladilnega stolpa:

    kjer je začetna in končna gostota zraka, kg / m3;

    - zračni tlak, kPa; relativna vlažnost; - 0,28828 KJ / (kg K) - plinska konstanta za zrak; - gostota nasičene vodne pare, kg / m3, kPa; - temperatura zraka na vstopu in izstopu iz hladilnega stolpa.

    Iz enakosti gravitacije in upora najdemo hitrost zraka v prostem delu hladilnega stolpa:

    Pretok zraka je določen z enačbo kontinuitete:

    kg/h

    Posebna poraba zraka:

    Kot rezultat aerodinamičnih izračunov je bila določena specifična poraba zraka, ki je potrebna za določitev padca temperature vode pri njenih različnih temperaturah na vstopu v hladilni stolp. Zato lahko nadaljujemo s toplotnim izračunom.

    Toplotni izračun.

    Osnovne oblikovalske odvisnosti.

    Hladilni stolpi spadajo v kategorijo toplotnih izmenjevalnikov, pri katerih hladilno sredstvo – voda – oddaja toploto hladilnemu sredstvu – zraku z neposrednim stikom. Za zagotovitev zahtevane kontaktne površine je hladilni stolp opremljen s posebnim elementom - namakalno napravo.

    Zaradi kompleksnosti procesov prenosa toplote in mase v hladilnih stolpih je njihov toplotni izračun dolgo časa temeljil na tako imenovanih empiričnih »hladilnih razporedih«. V zadnjem času so vse bolj razširjene metode toplotnega oblikovanja hladilnih stolpov po formulah teorije hlajenja z izhlapevanjem.

    Količina toplote, ki jo hladilno sredstvo odda hladilnemu sredstvu v hladilnih stolpih, tako kot pri običajnih toplotnih izmenjevalnikih, je sorazmerna s površino izmenjave toplote. Pod toplotno izmenjevalno površino v hladilnem stolpu razumemo celotno površino vseh kapljic in filmov vode, ki pridejo v stik z zrakom. Za filmske hladilne stolpe je dovoljena določena konvencija: stranska površina brizgalnih ščitnikov se vzame kot površina za izmenjavo toplote, ob predpostavki, da je ta del površine za izmenjavo toplote največji delež.

    Za pridobitev osnovnih zakonov hlajenja z izhlapevanjem se upošteva stacionarni proces prenosa toplote in mase v enostavnem filmskem hladilnem stolpu, pri katerem se voda in zrak po shemi protitoka pripeljeta v neposreden stik.

    Podobni dokumenti

      Teoretične osnove in načrtovanje metalurških peči, vgrajenih kesonov in hladilnega sistema za vgrajene kesone v viseči talilni peči. Značilnosti oskrbe z vodo v industrijskem podjetju. Analiza vloge in pomena hlajenja metalurških peči.

      seminarska naloga, dodana 20. 11. 2010

      Primerjalna analiza tehničnih značilnosti tipičnih konstrukcij hladilnega stolpa. Elementi vodovodnih sistemov in njihova razvrstitev. Matematični model procesa oskrbe z obtočno vodo, izbor in opis opreme za avtomatizacijo in krmilnih elementov.

      diplomsko delo, dodano 04.09.2013

      Razvrstitev in obseg hladilnih stolpov. Indikatorji vodnega hlajenja opreme turbinske trgovine. Analiza tehničnega stanja hladilnega stolpa in rešitve za rekonstrukcijo. Aerodinamični izračun, določitev toplotne in materialne bilance hladilnega stolpa.

      diplomsko delo, dodano 15.07.2015

      Dejavniki, ki vplivajo na človeško življenje med letom. Učinkovitost hladilnih sistemov letal glede na višino in hitrost leta. Zasnova in princip delovanja turbo-hladilnika. Hladilni sistem za opremo v srednjem in zadnjem tehničnem predelu.

      diplomsko delo, dodano 14.11.2017

      Opis dejavnosti SPP PAO "Severstal". Imenovanje valjarnice odsekov, opis glavne opreme. Naprava in načelo delovanja letečih škarij. Opis rekonstrukcije pogona z zamenjavo zobate sklopke z elastičnim prstom.

      diplomsko delo, dodano 13.07.2015

      Opis asortimana trgovine. Določanje produktivnosti mlina 1700 PKhL JSC "Severstal". Glavni prometni tokovi. Zasnova stroja za ravnanje. Naprava za čiščenje ostankov. Rekonstrukcija zanke in pogona bobnov vrvi.

      diplomsko delo, dodano 16.05.2017

      Sestavni deli transportnega in tovornega kompleksa za razsuti in razsuti tovor, njihova medsebojna interakcija. Razvoj delovnih urnikov za nakladalno-skladiščni kompleks. Določitev tehnične opremljenosti skladišča. Izračun nakladalne in razkladalne fronte.

      seminarska naloga, dodana 11.12.2014

      Uporaba hladilnikov v industrijskih in gospodinjskih sferah. Namen, uporaba, vrste in naprava kompresorjev. Hladilni sistem hladilnega kompresorja: opis funkcije, področje uporabe, diagram hladilnega cikla, fitingi za komponente.

      seminarska naloga, dodana 2. 11. 2009

      Razvoj in utemeljitev glavnih tehničnih rešitev za rekonstrukcijo mlina. Energetsko-kinematični izračun pogona. Izračun in načrtovanje vmesne gredi. Priprava shematskega diagrama hidravličnega pogona. Analiza produktivnosti zasnove dela.

      diplomsko delo, dodano 22.03.2018

      Opredelitev tehnične ustvarjalnosti kot pomembnega področja človekove intelektualne dejavnosti. Klasifikacija metod za iskanje novih tehničnih rešitev. Analiza seznama vprašanj A. Osborna za izumitelja. Bistvo popolne tehnične rešitve.