Аналіз теплових схем і динамічних властивостей когенераційної енергетичної установки за умови використання несиртифікованих видів палива

International Science Journal of Engineering & Agriculture Pub Date : 2023-10-01 DOI:10.46299/j.isjea.20230205.02

Ольга Тарахтій, Владислав Жуковський, Андрій Іванеєв, Олександр Яворський, Данило Шувалов

{"title":"Аналіз теплових схем і динамічних властивостей когенераційної енергетичної установки за умови використання несиртифікованих видів палива","authors":"Ольга Тарахтій, Владислав Жуковський, Андрій Іванеєв, Олександр Яворський, Данило Шувалов","doi":"10.46299/j.isjea.20230205.02","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"В статті проведений докладний аналіз існуючих теплових схем когенераційних енергетичних установок (КЕУ) з регенерацією тепла вихідних газів. Метою аналізу було встановлення найбільш ефективної з точки зору утилізації тепла схеми регенерації і подальше її дослідження. В якості показників ефективності схеми регенерації, насамперед, приймалися: коефіцієнт використання теплоти палива (ККД установки) і величини витрат палива на одиницю вироблення теплової енергії (тепловий ККД) і електричної енергії (електричний ККД). Для цього були проведені розрахунки енергетичних показників когенераційної енергетичної установки при різних варіантах схем регенерації тепла відхідних газів. Результати теплових та економічних розрахунків показали, що для когенераційних установок, в яких використовується в якості первинного двигуна газова турбіна, в першу чергу тепло вихідних газів слід використовувати для підігріву повітря після компресору, а вже потім – на потреби теплопостачання. Таким чином обрана схема дозволяє знизити витрату палива на 12,5 % і підвищити ККД установки до 91,22 %. Для обраної схеми витрата палива має найменше значення, а ККД – найбільше з усіх розглянутих схем. Також в роботі було проведено вдосконалення математичного опису динамічних властивостей теплових двигунів подібних енергетичних установок з метою отримання можливості урахування змін теплотворної здатності палива. В диференційне рівняння, яке описує динаміку камери згоряння теплового двигуна КЕУ введена похідна за теплотворною здатністю палива. Це дозволило провести аналіз впливу змінення теплотворної здатності палива на основні параметри енергетичної установки. Запропонована математична модель когенераційної енергетичної установки, що враховує зміну якості палива справедлива в області малих відхилень. Дана математична модель послугує основою для подальшого проведення синтезу комплексної системи автоматичного управління КЕУ.","PeriodicalId":495895,"journal":{"name":"International Science Journal of Engineering & Agriculture","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2023-10-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"International Science Journal of Engineering & Agriculture","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.46299/j.isjea.20230205.02","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"","JCRName":"","Score":null,"Total":0}

引用次数: 0

Abstract

В статті проведений докладний аналіз існуючих теплових схем когенераційних енергетичних установок (КЕУ) з регенерацією тепла вихідних газів. Метою аналізу було встановлення найбільш ефективної з точки зору утилізації тепла схеми регенерації і подальше її дослідження. В якості показників ефективності схеми регенерації, насамперед, приймалися: коефіцієнт використання теплоти палива (ККД установки) і величини витрат палива на одиницю вироблення теплової енергії (тепловий ККД) і електричної енергії (електричний ККД). Для цього були проведені розрахунки енергетичних показників когенераційної енергетичної установки при різних варіантах схем регенерації тепла відхідних газів. Результати теплових та економічних розрахунків показали, що для когенераційних установок, в яких використовується в якості первинного двигуна газова турбіна, в першу чергу тепло вихідних газів слід використовувати для підігріву повітря після компресору, а вже потім – на потреби теплопостачання. Таким чином обрана схема дозволяє знизити витрату палива на 12,5 % і підвищити ККД установки до 91,22 %. Для обраної схеми витрата палива має найменше значення, а ККД – найбільше з усіх розглянутих схем. Також в роботі було проведено вдосконалення математичного опису динамічних властивостей теплових двигунів подібних енергетичних установок з метою отримання можливості урахування змін теплотворної здатності палива. В диференційне рівняння, яке описує динаміку камери згоряння теплового двигуна КЕУ введена похідна за теплотворною здатністю палива. Це дозволило провести аналіз впливу змінення теплотворної здатності палива на основні параметри енергетичної установки. Запропонована математична модель когенераційної енергетичної установки, що враховує зміну якості палива справедлива в області малих відхилень. Дана математична модель послугує основою для подальшого проведення синтезу комплексної системи автоматичного управління КЕУ.

查看原文本刊更多论文

使用非合成燃料的热电联产发电厂的热力方案和动态特性分析

文章详细分析了废气热回收热电联产发电厂（CPP）的现有热能方案。分析的目的是找出热回收效率最高的再生方案，并对其进行进一步研究。再生方案的效率指标主要是燃料热利用率（发电厂效率）以及单位热量（热效率）和单位电量（电效率）的燃料消耗。为此，针对不同的废气余热回收方案，计算了热电联产发电厂的能效。热能和经济计算的结果表明，对于使用燃气轮机作为主发动机的热电联产发电厂，废气的热量应首先用于加热压缩机后的空气，然后才用于满足供热需求。因此，所选方案可将燃料消耗减少 12.5%，并将发电厂的效率提高到 91.22%。就所选方案而言，燃料消耗量是所有方案中最低的，效率也是最高的。本文还改进了对类似发电厂热力发动机动态特性的数学描述，以考虑燃料热值的变化。描述 CES 热机燃烧室动态的微分方程引入了燃料热值的导数。这使我们能够分析燃料热值变化对发电厂主要参数的影响。考虑到燃料质量的变化，所提出的热电联产发电厂数学模型在偏差较小的区域内是有效的。该数学模型将作为进一步合成热电联产发电厂综合自动控制系统的基础。

本文章由计算机程序翻译，如有差异，请以英文原文为准。

求助全文

约1分钟内获得全文求助全文

来源期刊

International Science Journal of Engineering & Agriculture

自引率

0.00%

发文量