Введение
Глава 1. Обзор и состояние вопроса по использованию вторичных энергоресурсов в газопаровых установках. Постановка задачи и цели исследования 11
1.1 Классификация и источники вторичных топливно-энергетических ресурсов (ВЭР) на промышленных предприятиях и транспорте .11
1.2 Обзор реализованных проектов по использованию ВЭР на промышленных предприятиях 14
1.3 Обзор реализованных проектов по использованию ВЭР на компрессорных станциях линейных газопроводов .16
1.3.1 Парогазовая установка компрессорной станции «Грязовец» .16
1.3.2 Блочный утилизационный энергокомплекс на компрессорной станции «Чаплыгин» 18
1.3.3 Газопаротурбинная установка «Водолей» на газоперекачивающей станции «Ставищенская» 22
1.3.4 Компрессорный агрегат с парогазовым приводом на компрессорной станции в Мальнове (Германия) 23
1.3.5 Теплоутилизационные установки на газопроводе «Northern Border Pipeline» США 26
1.3.6 Микротурбодетандерный генератор на газораспределительной станции «Сертолово» .29
1.4 Обзор современных паротурбинных установок малой мощности 32
1.4.1 Паровые турбины группы компаний ТУРБОПАР 32
1.4.2 Паровые турбины малой мощности Калужского турбинного Завода 34
1.4.3 Турбины Невского завода 35
1.4.4 Малые паровые турбины «Ютрон - паровые турбины» 36
1.4.5 Паровые турбины Электротехнического Альянса 36
1.4.6 Турбины малой мощности конструкции ЛПИ 38
1.5 Методики расчета комбинированных установок 41 1.6 Постановка цели и задачи исследований 46
Глава 2. Анализ располагаемой тепловой мощности уходящих газов и эмиссии загрязняющих веществ газоперекачивающих агрегатов единой системы газоснабжения России 48
2.1 Общие сведения о единой системе газоснабжения России 48
2.2 Структура парка газоперекачивающих агрегатов единой системы газоснабжения России 51
2.3 Оценка располагаемой тепловой мощности уходящих газов газоперекачивающих агрегатов газотранспортной системы России 58
2.4 Расчет мощности эмиссии загрязняющих веществ от единой системы газоснабжения России 63
2.5 Оценка роста тарифов на электроэнергию в России 77
2.6 Определение мощности необходимой для собственных нужд компрессорной станции «Северная» 79
2.7 Выводы по главе 2 80
Глава 3. Исследование режимных характеристик газотурбинной установки TAURUS 60 S по методике СПБГПУ 82
3.1 Технические характеристики газотурбинной установки TAURUS 60 S 82
3.2 Описание тепловой схемы ГТУ TAURUS 60 S 85
3.3 Расчет тепловой схемы ГТУ 86
3.3.1 Расчет тепловой схемы ГТУ со свободной турбиной 86
3.3.2 Тепловая схема ГТУ с охлаждаемой высокотемпературной турбиной .. 94
3.3.3 Определение параметров рабочего процесса в характерных сечениях проточной части ГТУ при использовании стандартного углеводородного топлива 100
3.3.4 Уточнение параметров рабочего процесса и характеристик ГТУ при учете зависимости теплоемкости рабочего тепла от температуры 103
3.4 Результаты расчета тепловой схемы ГТУ 106
3.5 Выводы по главе 3. 108
Глава 4. Выбор тепловой схемы, разработка методики расчета утилизационной паротурбинной установки и проведение численного эксперимента 109
4.1 Выбор и описание тепловой схемы ГПУ 109
4.2 Расчет тепловой схемы ГПУ 110
4.2.1 Выбор температурных напоров в пинч-пунктах 110
4.2.2 Составление математической модели ГПУ .111
4.2.3 Расчет основных параметров тепловой схемы ГПУ 113
4.2.4 Расчет тепловой схемы ГПУ по программе GateCycle и по программе морского технического университета 119
4.3 Результаты исследования тепловой схемы ГПУ с одноконтурным котлом утилизатором 123
4.3.1 Влияние температуры окружающей среды на показатели ГПУ 123
4.3.2 Влияние давления в конденсаторе на показатели ГПУ .125
4.3.3 Влияние минимального температурного напора на холодном конце испарителя котла-утилизатора на показатели ГПУ 126
4.3.4 Влияние относительного внутреннего КПД паровой турбины на показатели ГПУ .128
4.4 Гидравлический расчет котла-утилизатора 129
4.4.1 Расчет площади нагрева пароперегревателя 129
4.4.2 Компоновочный расчет пароперегревателя 134
4.4.3 Гидравлический расчет пароперегревателя 136
4.5 Выбор параметров парового контура ГПУ по результатам проведенных исследований 138
4.6 Выводы по главе 4 141
Глава 5. Утилизационная паротурбинная установка с органическим рабочим теплом 142
5.1 Выбор и описание тепловой схемы ГПУ с промежуточным контуром и органическим рабочим телом 142
5.2 Выбор теплоносителей промежуточного контура и органического рабочего тела парового контура 145 5.3 Расчет тепловой схемы ГПУ с промежуточным теплоносителем 148
5.3.1 Составление математической модели ГПУ с ОРТ 148
5.3.2 Выбор температурных напоров в пинч-пунктах 150
5.3.3 Расчет основных параметров тепловой схемы ГПУ с ОРТ 151
5.3.4 Результаты исследования тепловой схемы ГПУ с органическим рабочим телом 158
5.3.5 Построение в T-s диаграммы органического цикла Ренкина и h-s диаграммы процесса расширения пара органического рабочего тела 162
5.4 Выводы по главе 5 167
Глава 6. Сравнительный анализ утилизационной паротурбинной установки с пароводяным рабочим телом с характеристиками утилизационной паротурбинной установки с органическим рабочим телом и выдача рекомендаций 169
Заключение 174
Список литературы
