Термодинамический анализ эффективности комбинированных теплоэнергетических технологий

Ильин, Роман Альбертович

Термодинамический анализ эффективности комбинированных теплоэнергетических технологий тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.14 ВАК РФ

Ильин, Роман Альбертович АВТОР

кандидата технических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Астрахань МЕСТО ЗАЩИТЫ

2004 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.14 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Термодинамический анализ эффективности комбинированных теплоэнергетических технологий»

Автореферат диссертации на тему "Термодинамический анализ эффективности комбинированных теплоэнергетических технологий"

На правах рукописи

ИЛЬИН Роман Альбертович

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ КОМБИНИРОВАННЫХ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ (в промышленной теплоэнергетике)

Специальность: 01.04.14 - Теплофизика и теоретическая теплотехника

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Астрахань - 2004

Работа выполнена в Астраханском государственном техническом университете (кафедра теплоэнергетики и гидромеханики) и в Лаборатории нетрадиционной энергетики Отдела энергетики Поволжья СНЦ РАН (при АГТУ)

Научный руководитель: кандидат технических наук

Покусаев Михаил Николаевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук

Селиванов Николай Васильевич

кандидат технических наук Шишкин Николай Дмитриевич

Ведущая организация: ООО «Астраханьрегионгаз»

Защита диссертации состоится « •/ » 2004 г.

В 11-00 на заседании диссертационного совета Д.307.001.03 при Астраханском государственном техническом университете (АГТУ) по адресу: 414025, г.Астрахань, ул.Татищева, 16, АГТУ, Главный корпус (зал заседаний, ауд. 309). Тел. для справок: (8512) 559-282.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан

мая 2004 года

Ученый секретарь диссертационного

Виноградов СВ.

iLooff-.iL 1 М095У-

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

«943

Актуальность. На современном этапе развития энергетики все большее количество предприятий придерживаются децентрализованного принципа тепло- и электроснабжения. На стадии проектирования мини-ТЭЦ или при реконструкции уже существующих ТЭЦ используются новые технологии, такие как газотурбинные установки с УК, парогазовые установки, паровые турбогенераторы в котельных, детандер-генераторные агрегаты и т.д. Кроме того, идет привлечение низкопотенциальной тепловой энергии и возобновляемых источников энергии, путем комбинирования их с традиционными.

Существуют различные методы оценки эффективности теплоэнергетических технологий на основе различных коэффициентов, показателей и т.д., которые не всегда имеют ясный физический смысл и не сравнимы для технологий разных видов.

Одним из недостатков показателей эффективности является также то, что в них термодинамические потери, которые являются наибольшими, учитываются совместно с потерями механическими, гидро- и аэродинамическими, химическими, потерями через тепловую изоляцию, с затратами энергии на собственные нужды и др.

Тема диссертации актуальна, таким образом, вследствие необходимости адекватной оценки эффективности теплоэнергетических технологий, в том числе при их комбинировании.

Цель диссертационной работы. Разработать и применить термодинамический метод оценки эффективности теплоэнергетических технологий по степени (коэффициенту) использования эксергии теплоты, получаемой при сжигании топлива, и как следствие, - по условному перерасходу топлива в энергосистеме, и показать на этой основе, широкие возможности комбинирования теплоэнергетических технологий (установок) для более эффективного использования топливных ресурсов, особенно на стадии принятия решений при выборе технологий, их комбинирования, модернизации и др.

Объект исследования. Традиционные и современные теплоэнергетические технологии, в основном - в промышленной теплоэнергетике, используемые как автономно, так и при их широком комбинировании, и, в том числе, совместно с низкопотенциальными и возобновляемыми источниками энергии.

Методика исследований. Основой исследований является термодинамический (эксергетический) анализ процессов преобразования тепловой энергии и определенное его развитие, а также использование при этом известных из литературы практических и экспериментальных данных с целью подтверждения результатов теоретического анализа.

Достоверность и обоснованность. Достоверность и обоснованность результатов обеспечивается использованием в теоретическом анализе базовых термодинамических положений и зависимостей, сравнением термодинамических характеристик эффективности использования первичной эксергии, рассчитанных по предложенным в работе зависимостям, с реальными параметрами конкретных технологий. Это позволяет т а ре сЬмЗД^^Щ] ЛЭД^ЭД^йле т а т ы для

практического использования.

БИБЛИОТЕКА С. Пете О»

Научная новизна результатов работы:

1. Определены параметры, от которых зависит эффективность современных комбинированных технологий при многократном комбинировании.

2. Получены зависимости, определяющие эффективность использования тепловой эксергии топлива для теплоэнергетических технологий, в том числе, с использованием возобновляемых источников энергии.

3. На основе метода оценки эффективности использования первичной эксергии показана недопустимость использования промышленных и отопительных котельных только для отопления.

4. Показано, что важным направлением более полного использования тепловой эксергии топлива является двух- и трехкратное комбинирование источников энергии разных видов, работающих в разных диапазонах располагаемой разности температур.

5. Предложены для практического применения номограммы для определения суммарного коэффициента эффективности использования первичной эксергии для комбинированных схем использования источников энергии.

6. Предложены номограммы для конкретной оценки условного перерасхода топлива в энергосистеме, как критерия оценки и сравнения термодинамической эффективности различных теплоэнергетических технологий и их комбинаций.

7. Даны практические выводы об эффективности использования всех рассмотренных в диссертационной работе теплоэнергетических технологий при различных параметрах их работы.

Практическая ценность работы состоит в возможности использования разработанных критериев и формул для выбора наивыгоднейших теплоэнергетических технологий и их комбинаций, параметров, областей рационального применения в условиях создания, в том числе, мини-ТЭЦ, реконструкции и технического перевооружения уже существующих промышленных ТЭЦ.

Внедрение результатов работы, особенно при создании теплоэнергетических установок, повысит эффективность использования топлива в системах тепло- и электроснабжения, поможет проектным организациям и промышленным предприятиям выбирать наиболее эффективные технологии, существующие в данный момент на энергетическом рынке.

Результаты работы частично использованы при разработке Программы энергосбережения Астраханской области на период 2000-2005 гг., при энергетическом аудите производства №3 Астраханского газоперерабатывающего завода, а также 4 внедрения опубликованных результатов работы в следующих организациях: ООО «Астраханьрегионгаз», ОАО «ТЭЦ-Северная» г. Астрахани, ОАО «Дагэнер-го», Институт проблем геотермии Дагестанского научного центра РАН. (Имеются справки об использовании результатов)

Предметом защиты являются следующие основные результаты работы, определяющие ее научную и практическую ценность.

1. Теоретические термодинамические зависимости для расчета коэффициента эффективности использования первичной эксергии и условного перерасхода топлива в энергосистеме для рассмотренных в диссертационной работе новых теплоэнергетических технологий.

2. Результаты анализа эффективности технологий в виде графических зависимостей при воздействии различных параметров комбинирования источников энергии и сопоставления основных из них с практическими и экспериментальными данными.

3. Номограммы для практического определения суммарного коэффициента эффективности комбинированных технологий и условного перерасхода топлива при сравнении технологий.

4. «Рейтинг» комбинированных теплоэнергетических технологий по параметру «эффективность использования первичной эксергии».

5. Выводы и рекомендации по повышению эффективности для каждой из рассмотренных теплоэнергетических технологий.

6. Результаты практического использования отдельных результатов работы.

Личный вклад автора. В диссертацию включены результаты, полученные

лично автором, в том числе - с использованием консультаций научного руководителя.

Апробация работы. Результаты проведенной работы представлялись на ежегодных научных конференциях АГТУ (2001 - 2004 гг.), на семинарах кафедры теплоэнергетики и гидромеханики АГТУ. Основные положения работы также представлялись и докладывались: на 2-ой и 4-ой Всероссийских научных молодежных школах «Возобновляемые источники энергии» (Москва, МГУ, 2000, 2003), на Российских конференциях-выставках «Энергосбережение в регионах России» (Москва, ВВЦ, 2000, 2002), на Международном экологическом симпозиуме «Перспективы информационных технологий и проблемы управления рисками» (С.-Петербург, МАНЭБ, 2000), Всероссийской конференции «Энерго- и ресурсосбережение, нетрадиционные возобновляемые источники энергии» (Екатеринбург, ЕГТУ, 2000), Международном семинаре «Проблемы энерго- и ресурсосбережения в промышленном и жилищно-коммунальном комплексах» (Пенза, 2000), Международной конференции «Малая энергетика -2002» (Москва, 2002), 3 - Международной конференции «Проблемы энергосбережения и жилищно-коммунальных комплексах» (Пенза, 2002), Региональной конференции «Энергосбережение и энергообеспечение на базе возобновляемых источников энергии и нетрадиционных технологий» (Волжский, ВФМЭИ,

2002), Всероссийских конференциях «Экологичность ресурсо- и энергосберегающих производств на предприятиях народного хозяйства» (Пенза, 2002,

2003), Международной конференции «Инновации в науке и образовании -2003» (Калининград, КГТУ, 2003), 4 - Российской конференции «Эергосбере-жение в городском хозяйстве, энергетике, промышленности» (Ульяновск, Ул-ГТУ, 2003), Международной конференции «Малая энергетика - 2003» (Обнинск, 2003), Международной конференции «Проблемы централизованного теплоснабжения» (Самара, СмГТУ, 2004), 5-Минском международном форуме по тепло- и массообмену (Минск, 2004).

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 23 работы, в том числе - 4 отдельных издания, 2 свидетельства Роспатента на полезную модель, 2 в журналах по списку ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация содержит введение, 7 разделов, заключение, и содержит 130 страниц текста, 40 рисунков, 6 таблиц, список использованных источников из 142 наименований

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Условные обозначения

И - источник теплоты, К - паровой (водогрейный) котел, П - потребитель тепловой энергии, ГТУ - газотурбинная установка с электрогенератором, ПТ - паровая турбина с электрогенератором, УК - утилизационный котел, ТН - тепловой насос, ТЭС - тепловая электрическая станция, ДГА - детандер-генераторный агрегат.

Т0 - температура окружающей среды, К;

Тт - теоретическая температура горения топлива, К;

Тго ^ - температура теплоносителя, поступающего к потребителю теплоты, К, °С; Тщ, ^ - температура теплоносителя, поступающего к *-му потребителю теплоты, К, °С; Тг, 1г - температура теплоносителя, идущего от дополнительного низкопотенциального

источника теплоты, К, °С; Ттн, ^ - температура теплоносителя, идущего от теплового насоса, К, °С; Тщ, ^ -температура пара, поступающего в паровую турбину, К, °С; Тп- - температура газов перед газовой турбиной, К; Туг -температура газов на выходе из газовой турбины, К; Г|к - к.п.д. парового (водогрейного) котла; ■Ли - к.п.д. ьш парового (водогрейного) котла в схеме;

Лпот - к.п.д., учитывающий потери теплоты при передаче ее от источника тепловой

энергии к потребителю; Т1пот1 - то же при передаче ее от i - го источника тепловой энергии к I -му потребителю;

т]уК - к.п.д. утилизационного контура, учитывающий эффективность утилизации теплоты в УК и потери при ее передаче от УК к потребителю; - к.п.д. тепловой электрической станции;

- эксергетическая температурная функция в интервале температур Тт Тпара) Ттэс> т2> ^т ^пт - то же в интервалах температур, соответственно, Тп — То, Тпара-То, Ттэс-То, Т2 — Т0, Тте — Т0, Т^-То-

Структура работы

Введение

1. Проблемы промышленной теплоэнергетики

1.1. Некоторые общие особенности теплоэнергетических технологий (получения и использования энергии)

1.2. Методы оценки эффективности технологий

1.3. Задачи исследования в области термодинамической эффективности теплоэнер-

гетических технологий (ТЭТ)

2. Разработка методов оценки термодинамической эффективности ТЭТ

2.1. Метод оценки по коэффициенту использования первичной эксергии

2.2. Метод оценки по условному перерасходу (или экономии) топлива в энерго-

системе

2.3. Оценка по сроку окупаемости технологий

2.4. Выводы и рекомендации

3. Анализ термодинамической эффективности «простых» технологий «котел-потребитель

тепловой энергии», в том числе - с дополнительными источниками

3.1. Теплоснабжение от парового (водогрейного) котла при различный условиях эксплуатации, модернизации и т.п.

3.2. То же - с дополнительным внешним источником, в том числе - за счет во-

зобновляемый источников энергии, тепловых насосов и др.

3.3. Теплоснабжение от парового котла с подстройкой схемы паровым турбогенера-

тором (паровая мини-ТЭЦ)

3.4. Газовые детандер-генераторные установки - оценка эффективности использования

3.5. Выводы и рекомендации

4. Анализ термодинамической эффективности комбинированных технологий «тепловой двигатель - паровой (водогрейный) котел»

4.1. ГТУ без утилизационного котла

4.2. ГТУ с утилизационным котлом

4.3. Параллельная работа ГТУ с утилизационным котлом и парового (водогрейного) котла

4.4. Параллельная работа для тепло- и электроснабжения ГТУ с утилизацион-

ным котлом и парового котла с турбоэлектрогенератором

4.5. Выводы и рекомендации

5. Анализ термодинамической эффективности парогазовых технологий

5.1. Промышленные парогазовые установки

5.2. Парогазовые установки ТЭС

5.3. Выводы и рекомендации

6. Сравнение теплоэнергетических технологий

6.1. По эффективности использования эксергии

6.2. По условному перерасходу топлива в энергосистеме

6.3. По сроку окупаемости

7. Рекомендации по использованию результатов и некоторые примеры использования (внедрения)

Заключение Список источников

Актуальность дальнейшей разработки методов оценки теплоэнергетических технологий и применение их для комбинированны«: технологий кратко изложена выше.

В современных условиях эти методы получили развитие в работах Аминова Р.З., Андрющенко А.И., Бродянского В.М., Дубинина B.C., Дьякова А.Ф., Леонтьева А.И., Николаева Ю.Е., Ольховского Г.Г., Хлебалина Ю.М., Фаворского О.Н., Читашвили Г.П., Шпильрайна Э.Э. и др., в том числе и особенно - для мини-ТЭЦ, ТЭС и ПГУ. Они учитывают большое количество важный технических параметров энергоустановок, в том числе - параметры рыночного, коммерческого характера. В то же время появление в промышленной теплоэнергетике различный комбинаций технологий требует оценки эффективности энергетических установок непосредственно как источников тепловой и электрической энергии еще до поступления их на рынок и особенно - оценки с единых позиций, что может быть сделано на основе эксергетического анализа.

В работах автора [2, 6 и др.] предлагается оценивать термодинамическую эффективность теплоэнергетических технологий по степени (коэффициенту) использования эксергии теплоты, выделяющейся при сгорании топлива. На схеме показаны особенности использования располагаемой разности температур и потери располагаемой эксергии в основных теплоэнергетических технологиях. Потери эксергии в верхней части схемы объясняются недостаточными возможностями конструкционных материалов в тепловых двигателях. Потери в нижней, низкопотенциальной части схемы объясняются также слабым использованием утилизационных теплоэнергетических и теплоиспользующих установок. В этой области должны найти свое место вторичные энергоресурсы и нетрадиционные и возобновляемые источники энергии.

Однако потери в нижней части можно объяснить также и существовавшей (а на практике существующей и сейчас) неправильной концепцией использования промышленных и отопительных котлов только для отопления или для технологического теплопотребления.

Располагаемая температура (температура горения топлива)

Потери эксергии - до 25 % (Неиспользуемый интервал температур)

Температура начала использования в энергетике (ДВС, ГТУ)

(Недостаточно используемый интервал температур) Температура пара перед турбинами ТЭЦ и ГРЭС Температура (начальная) перед теплоутилизационными контурами

Температура теплоносителей промышленных и отопительных котлов Потери эксергии - до 65 %

Поэтому наиболее важной проблемой повышения эффективности использования топлива и энергосбережения в теплоэнергетических технологиях является разработка и реализация схем комбинирования энергетических установок различных видов для более полного использования располагаемой разности температур и распологаемой эксергии.

Автор разработал и применил для оценки и анализа эффективности теплоэнергетических технологий в промышленной теплоэнергетике и направлений их использования и комбинирования следующие показатели:

Коэффициент эффективности использования первичной эксергии источника тепловой энергии как отношение эксергии, необходимой для потребителя (на входе в потребитель, например - в аппараты системы теплоснабжения), к эксергии теплоты, выделяющейся при сгорании топлива при теоретической температуре горения Тт (принята равной 2500 К для всех вариантов анализа). Этот коэффициент, таким образом, учитывает степень использования всей располагаемой эксергии в температурном интервале в конкретных теплоэнергетических технологиях. Он принципиально отличается от эксергетическо-го к.п.д. отдельных устройств, работающих в пределах какой-то части указанного интервала, например - эксергетического к.п.д. котла.

Если топливо сжигается, например, только для обеспечения эксергией и

только одного потребителя с температурой , то этот коэффициент равен

где теплота, выделяющаяся при сгорании топлива при Тт, Qmm — все потери теплоты от момента сжигания топлива до входа в потребитель. Для различных технологий и схем их комбинирования выражение приобретает конкретные формы (см. ниже).

Условный перерасход топлива. На практике всегда, особенно для «простых» технологий (когда используется небольшая часть располагаемой эксергии в интервале температур с помощью только одного энергетического

устройства) коэффициент имеет небольшую величину. Однако и при комбинированном использовании теплоэнергетических технологий (применение двух или трех устройств в интервале температур значительная часть

располагаемой эксергии может оставаться неиспользованной.

Неиспользование эксергии вызывает перерасход топлива в энергосистеме (автономной, или региональной, или объединенной). Это предлагается учитывать относительным условным перерасходом топлива в энергосистеме

ЗВ = ЬВ1В = /{5т1г),

где В- та часть расхода топлива в энергосистеме, которая связана с работой данного потребителя по конкретной технологии, - условное уменьшение расхода топлива в системе, которое могло бы иметь место при более полном использовании располагаемой эксергии (в частности, путем совершенствования данной теплоэнергетической технологии или ее комбинирования с другими); однако в данной конкретной технологии эта возможность не использована.

Уменьшение срока окупаемости теплоэнергетических технологий при их комбинировании. Показатель введен на основе критерия доходности, предложенного ВНИПИЭнергопромом (1995 г.) с использованием относительного условного перерасхода (или экономии) топлива в энергосистеме.

Основное содержание работы составляет анализ эффективности простых и комбинированных теплоэнергетических технологий (в промышленной теплоэнергетике) с использованием указанных показателей. В число анализируемых включены практически все варианты применяемых технологий, предлагаемых технологий, комбинированных технологий (см. структуру работы).

Вначале рассмотрены простые варианты теплоснабжения от паровых (водогрейных) котлов, затем - варианты мини-ТЭЦ, ДГА, ГТУ в различных схемах, различные комбинации и схемы энергетических установок с потребителями тепловой и электрической энергии, парогазовые установки.

Для рассмотренных технологий на основе термодинамического анализа получены расчетные зависимости для определения трех указанных выше показателей эффективности как отдельных технологий, так и их комбинаций. Ниже приведены формулы, в том числе, для основного из этих показателей - коэффициента использования эксергии. На рисунках представлены также некоторые результаты анализа эффективности технологий при характерных для практики параметров.

Теплоснабжение от паровых (водогрейных) котлов. Коэффициент эффективности использования эксергии

= (Лк + Ал к) • Л пот • (1 - Тп) 10 - Тт), (1)

Дт|к - величина изменения к.п.д. котла вследствие его модернизации (см. также рис.1 и номограмму на рис.2).

Условная теоретическая относительная экономия топлива в энергосистеме при модернизации

= [(1-Тхэс) - 5т|е (1-Тт)], (2)

^ - начальная температура пара или газа на тепловой электростанции, °С (результаты анализа на номограмме рис.3.).

Теплоснабжение потребителя от двух и более котлов

5Л1 = (1 - Тп) / (1 - Тт) -X [(<& • Лк! • Л поп) ], (3)

- количество топлива, потребляемого -тым источником тепловой энергии в общем количестве топлива, идущего на всю систему, т.е. доля участия ьтого источника в общей системе (рис.4).

Теплоснабжение двух и более потребителей от одного котла

8Ле = Лк/(1 Лшт-(1-Тп0], (4)

С([ - доля теплоты, получаемой ьтым потребителем тепловой энергии, тп ; — эксергетическая температурная функция для ¡-того потребителя в интервале температур Т,и-То (рис.5).

Теплоснабжение от котла с частичным замещением тепловой энергии от дополнительного внешнего источника

8ЛЕ = (Лк * Лпоп + Ц1 ■ Лпотг) • (1 - тп) / [(1 - тт) • (1 - т2)], (5)

- доля тепловой энергии, поступающей в систему от дополнительного внешнего источника теплоты, в общем количестве поступающей тепловой энергии от основного источника теплоты (см. рис.6.).

0,32

ода.

0,26

0,241 ( ,Л1'

-10

0.80

0,85-

0,90

0,95

Рис.1. Влияние изменения теплового к.п.д. котла г), на коэффициент использования эксергии в системе «котел-потребитель» (при изменении температуры уходящих газов, установке экономайзера, переходе на другой вид топлива, при работе котла на частичных нагрузках и т.п.): номинальный = 0,9

Рис.2. К определению коэффициента системы «котел-потребитель» и эксергетического к.п.д. котла, и к оценке влияния на них всех параметров системы (номограмма)

0,6

0.5

0.4

0.3

0.2

Рис.3. Номограмма для определения условной теоретической относительной экономии топлива в энергосистеме по основным параметрам системы "котел - потребитель" - в интервале л к = 0,85...0,.95

8В

Тта: = П00К

моек1—^Л""*4-^

^"■^•■-^1100

• "»^✓вОО

>>^/500

J ■ . . I 1

100

/1 т

120

140

160

180

Бце 200

Рис.4. Коэффициент 5г|2; для системы "два котла - один потребитель" при различных параметрах котлов: г|К1 = 0,95, цкг = 0,85, Лпот 1 = 0,95, Т1пог2 = 0,85; 1 - <р, = 0;2-ф! = 0,.5;3-ф1 = 1

бтц

Рис.5. Коэффициент 5т);т для системы "один котел-два потребителя" при различных условиях: г)к =

°С, t„i = 150 °С, а2 - доля теплоты,

получаемой вторым потребителем

Рис.6. Влияние использования дополнительного источника теплоты (возобновляемых источников, ТН и др.) на эффективность системы "котел - потребитель" при различных V)/; ^ =150 °С, т|к = 0,90, \}/ - см. формулу (5)

Рис.7. Номограмма для определения условной теоретической относительной экономии топлива по (6) от основных параметров системы "котел - потребитель" при использовании дополнительного источника теплоты при условиях: Цк = 0,95, Ттэс = 800 К, 1П= 100...160 °С,

Рис.8. "Поверхность эффективности" системы тепло- и электроснабжения от промышленного парового котла при подстройке его паровой турбиной с электрогенератором для реальных условий: р!=уаг, р2=уаг, 1:пт = 194 "С, Р1 - давление пара перед турбиной, - то же после турбины

Рис.9. Зависимость коэффициента эффективности использования эксергии в системе "паровой котел - паровая турбина - потребитель" от давления пара на выходе из турбины при различных начальных температурах пара на входе в турбину, при начальном давлении пара р1=14 ата

Рис. 10. Величина электрической мощности парового турбогенератора (при расходе пара 10 т/ч) при его установке в котельных с котлами ДКВр, ДЕ и др. для условий рисунка 9

Рис11. Зависимость коэффициента эффективности 5т|е для ГТУ без УК от температуры газов перед турбиной: Туг = 823 К

Рис. 12. "Поверхность эффективности" по для систем ГТУ с УК в промышленной теплоэнергетике при условиях: Тп = 423 К, г|ук = 0,85. Диапазон мощностей: от 5 кВт

Рис.13. Зависимость коэффициентов использования первичной эксергии в ГТУ (производство электричества) и в УК (производство теплоты) в составе одной ГТУ+УК от температуры газа перед турбиной: Туг = 823 К, Тп= 423 К, т]у1[ = 0,85

Условная экономия топлива для этой системы (рис.7)

5В = [(1-т™) - у (1- т2) - 5лi (1-Тт)]. (6)

Теплоснабжение двух потребителей от работающих совместно парового (водогрейного) котла и дополнительного внешнего источника тепловой энергии

5т]£ - коэффициент эффективности использования первичной эксергии в данной схеме, когда дополнительный источник энергии отсутствует, а - доля теплоты от топливного источника, направляемой к первому потребителю, b - доля теплоты от дополнительного источника теплоты, направляемой к первому потребителю.

Теплоснабжение от котла с частичным замещением тепловой энергии за счет использования теплонасосной установки как дополнительного внешнего источника

5Л1 = [Olic ■ Tlnorl • (1 - Хя) + Vih • Лпот2 • (1 - Тта)] / [(1 - Тт) + у™ / ц], (8) \|/т„ - доля участия теплового насоса в общей системе теплоснабжения, ц коэффициент преобразования энергии в тепловом насосе.

Теплоснабжение от парового котла при установке (подстройке) в котельной паровой турбины с электрогенератором для получения электрической энергии

= [фтг • Пк • Лр + (1 - фтг) • (1 - Тп)] / (1 - хтX (9)

фтг - доля теплоты (от производительности котла), использованной в турбине для получения электроэнергии. Некоторые результаты анализа представлены на рис.8-10 при Г|р=0,6.

Комбинированная выработка электрической и тепловой энергии при использовании газотурбинной установки (ГТУ) или двигателя внутреннего сгорания (ДВС) с утилизационным котлом

8т1£ = ф-Лр/(1-тт) + (1-ф)- Пр-Пук-О-^/О-Тт), (10) в случае отсутствия УК

8Л1 = ф-Лр/(1-хт), (11)

ф - доля тепловой энергии, использованной в ГТУ. Результаты анализа - рис. 11-13 (здесь и далее

Теплоснабжение и электроснабжение от параллельно работающих ГТУ с утилизационным котлом и парового (водогрейного) котла

5тц= (Vi • [(1 - ф) • Лук -Лр • (1 --Сп) + ф • Лр] + W2 • Г|к • (1 -хп)} /(1 - Тт), (12)

- доля топлива, потребляемая первым топливным источником, в общем расходе топлива, потребляемого данной комплексной системой теплоснабжения, vj/2 = 1 - Vj/j. Анализ для частных случаев - см. рис.14, 15.

Теплоснабжение и электроснабжение потребителя от двух комбинированных источников электрической и тепловой энергии: ГТУ с утилизационным котлом и паровой котел с паровой турбиной

+ ¥2 • [фтг • Лк • Лр + (1 " фтг) • Лк -(1-Т„)]} / (1 - Тт). (13)

Рис.14. Эффективность сложной системы ГТУ+УК с параллельно работающим паровым (водогрейным) котлом при различной температуре газов перед газовой турбиной. К формуле (12).

Рис Л 5. То же (по рис. 14) при различных долях участия ГТУ+УК и котла в общей системе

Рис. 16. Зависимость коэффициента эффективности системы ГТУ+УК параллельно с промышленным паровым котлом, подстроенным паровой турбиной, от температуры газов перед газовой турбиной при различных долях участия ГТУ+УК в общей системе

Рис.17. Зависимость частных коэффициентов эффективности составляющих системы ГТУ+УК параллельно с паровым котлом и паровой турбиной от долей их участия в общей системе тепло- и электроснабжения, Трг= 1473 К

_I_1_I_I_1_:_1—,

1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700

Рис. 18. Зависимость коэффициента использования первичной эксергии в различных реальных ГТУ различных мощностей (5-180 МВт) и параметров от температуры газов перед и после газовой турбины

Рис.19. "Поверхность эффективности" парогазовой установки в составе ТЭС при различных температурах газа на входе в газовую турбину Трг и на выходе из нее Туг

Рис. 20. Зависимость коэффициентов эффективности для ПГУ и отдельно для ГТУ в составе ПГУ от температуры газов перед газовой турбиной. Для реальных ПГУ мощностью 120 — 540 МВт постройки 1980 - 2000 гг. в 9-ти странах

Рис.21. Номограмма для определения суммарного коэффициента эффективности использования первичной эксергии для комбинированных теплоэнергетических технологий (см. формулу 15)

Рис.22. "Рейтинг" комбинированных теплоэнергетических технологий по коэффициенту эффективности использования эксергии:

а - теплоснабжение потребителя от парового (водогрейного) котла или от двух котлов; Ь - теплоснабжение двух различных потребителей от котла; с - теплоснабжение потребителя от котла с замещением части тепловой энергии теплонасосной, солнечной установками; - тепло- и электроснабжение потребителя от котла, подстроенного паровой турбиной с электрогенератором; е - теплоснабжение двух потребителей от котла с замещением части тепловой энергии дополнительным внешним источником; f - теплоснабжение потребителя от котла совместно с ГТУ (или ДВС), надстроенной утилизационным котлом и, вырабатывающей электрическую энергию; g - теплоснабжение потребителя от двух комбинированных источников тепловой и электрической энергии, работающих параллельно: котел с паровым турбогенератором и ГТУ (или ДВС), надстроенная утилизационным котлом; - теплоснабжение

потребителя совместно с выработкой электрической энергии от ГТУ (или ДВС), надстроенной утилизационным котлом; - парогазовая

электростанция.

Некоторые свойства системы - на рис. 16-18, в том числе - сравнение с действующими ГТУ - электростанциями постройки с 1970-80 гг. по 2000 г. мощностью 5-180 МВт с умеренными и высокими температурами газа перед турбиной и с различными температурами газа за турбиной (фирмы США, Германии, Японии, России и др.).

Парогазовая электростанция или надстройка промышленного парового котла газотурбинной установкой с одновременной подстройкой паровой турбиной с генератором

St|2 = <р • rip / (1 - тх) + (1 - ф) • г|р • г|ук • (1 - Тщ) / (1 - Тт). (14) Анализ по формуле и сравнение с действующими ПГУ - на рис.19 и 20. Рис. 20 - с использованием параметров ПГУ постройки 1980-2000 гг. мощностью 120-540 МВт (США, Германия, Франция, Италия, Испания, Россия, Япония, Сингапур и др.).

Номограмма для определения суммарного коэффициента эффективности использования первичной эксергии в комбинированных схемах (рис.21)

5г]£ = 5r| 1 / (1+у) + \|/ 8г|2/ (l+v|/) = a + b, (15)

5t|i - коэффициент эффективности использования первичной эксергии для первой, основной ветки схемы энергоснабжения потребителя, 5г|2 - коэффициент для второй, дополнительной ветки, у - доля участи параллельной (второй, дополнительной) ветки энергоснабжения по отношению к основной ветке теплоснабжения потребителя;

Номограмма может использоваться для большинства сложных комбинированных схем теплоэнергетических установок (перечень- в диссертации)

На рис.22 приведен "рейтинг" рассмотренных теплоэнергетических технологий по коэффициенту из которого следует наличие большого резерва для совершенствования технологий. Максимальной величиной коэффициента является пока его значение для ПГУ.

В целом, в том числе на основе приведенных конечных зависимостей и рисунков 1-22, в работе получены следующие основные выводы и рекомендации.

При использовании топливного источника теплоты (котла) для обеспечения тепловой энергией потребителей в обычном диапазоне их температур коэффициент эффективности использования первичной эксергии в системе "котел-потребитель тепловой энергии" имеет весьма низкие значения, 0,25-0,39. При больших величинах потерь теплоты при ее передаче от источника к потребителю и при низком к.п.д. самого источника теплоты эффективность такой системы весьма мала, что говорит о нецелесообразности ее использования без комбинирования, в частности - с другими энергетическими устройствами в располагаемом интервале температур.

Вследствие существенного влияния эффективности котлов на использование эксергии и вследствие недостаточно высоких к.п.д. котлов в системе ЖКХ и больших реальных потерь теплоты через изоляцию теплопроводов, в современных условиях настоятельно рекомендуются различные модернизационные мероприятия.

С увеличением доли участия в системе топливного источника с худшими показателями общий коэффициент эффективности использования первичной эксер-гии может существенно уменьшаться. Поэтому необходимо либо модернизировать систему путем замены или реконструкции «плохого» источника теплоты, либо увеличивать долю участия «хорошего» источника в обеспечении потребителя.

При использовании топливного источника (котла и т.п.) его работа более эффективна, когда он обеспечивает потребитель с более высокими параметрами теплоносителя, т.е. с более высоким температурным уровнем. Подключение дополнительного потребителя с пониженной температурой снижает эффективность использования первичной эксергии.

Целесообразно для повышения эффективности стандартной схемы теплоснабжения от котлов использовать дополнительные низкопотенциальные источники тепловой энергии. Применение таких источников дает возможность замещения части тепловой энергии, идущей от котла к потребителю, что влечет за собой снижение расхода топлива котлом. Как видно из анализа, использование дополнительных низкопотенциальных источников тепловой энергии существенно повышает величину коэффициента использования располагаемой эксергии системы "котел-потребитель тепловой энергии".

Вследствие существенного преимущества системы с дополнительным источником теплоты можно рекомендовать, как модернизационные мероприятия, использование нетрадиционных и возобновляемых источников энергии. При этом необходимо учитывать затраты эксергии в этих источниках.

Включение дополнительного низкопотенциального источника тепловой энергии в схему теплоснабжения с одним котлом и двумя разнотемпературными потребителями существенно повышает эффективность использования эксергии. Поддержание температурного уровня теплоносителя, поступающего от дополнительного источника, близким к температурному уровню потребителей также повышает эффективность схемы.

Коэффициент эффективности использования первичной эксергии при включении паровой турбины между котлом и потребителем тепловой энергии существенно увеличивается. Доля расхода теплоты на ПТ невелика, не снижает возможности котла как источника тепловой энергии, что подтверждает высокую эффективность данного типа мини-ТЭЦ. В мини-ТЭЦ на базе промышленных котельных можно получать значительную электрическую мощность на каждые 10т пара в час. Мощность ПТ существенно выше при наличии перегрева пара в котле. Использование перепада давления газа в ДГА для расширения в турбине и для получения механической энергии целесообразно после предварительного подогрева газа, т.к. без подогрева температура в турбине быстро достигает отрицательных значений. При использовании предварительного подогрева газа параметры процесса связаны между собой и определяют конечные температуры газа и удельные затраты теплоты. Процесс получения механической энергии в турбине ДГА можно рассматривать как незамкнутый термодинамический процесс (подогрев газа при p1 = const и адиабатное расширение в турбине до р2) не учитывая, таким образом, что ранее на повышение давления газа затрачена работа. В этом случае коэффициент использования первичной эксергии при р2 < 10 ата имеет достаточно высокие значения (с учетом потерь энергии в турбине). Второй, более полный с точки зрения общего энергетического баланса, вариант анализа - с учетом затрат энергии на предварительное сжатие газа - дает весьма низкие величины коэффициента использования первичной эксергии. Однако этот вариант анализа требует более глубокой проработки.

Использование ГТУ без УК весьма неэффективно, поэтому безусловно необходимо включать в систему утилизационный контур.

Дня схемы с параллельным включением котла и теплового двигателя (ГТУ) с утилизационным контуром коэффициент использования первичной эксергии повышается с увеличением доли участия теплового двигателя, вырабатывающего электрическую и тепловую энергию. При увеличении доли участия ГТУ-УК в общей системе (доли расхода топлива), коэффициент использования эксергии увеличивается, а при увеличении доли участия парового котла с паровой турбиной в общей системе - уменьшается. Поэтому с точки зрения эффективности в таких схемах целесообразно большее внимание уделять вкладу ГТУ с УК в систему теплоснабжения.

Использование первичной тепловой эксергии топлива в ПГУ существенно повышается по сравнению с ГТУ (с утилизационным котлом). Соотношение мощностей ГТУ и ПТУ в составе одной ПГУ имеет определенную величину в зависимости от температуры газов перед газовой турбиной. Коэффициент использования первичной эксергии более правильно отражает особенности преобразования энергии в ПГУ (и в других случаях комбинирования источников энергии), так как используется одна мера - эксергия.

Во всех случаях комбинирования теплоэнергетических технологий существенно повышается коэффициент использования располагаемой эксергии и располагаемой разности температур Тт - Т, что вызывает экономию топлива в энергосистеме. Поэтому при комбинировании срок окупаемости энергетических установок снижается, что очень важно в современных условиях.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации разработан и использован термодинамический метод оценки сложных, комбинированных теплоэнергетических технологий.

На основе метода проанализированы варианты комбинирования энергетических установок с целью более полного использования тепловой эксергии то-' плива и существенного улучшения топливоиспользования. В том числе, показана существенная роль в достижении этой цели использования низкопотенциальных и возобновляемых источников энергии.

Для каждого из рассмотренных вариантов комбинирования получены определенные выводы, изложенные выше.

В целом, результаты анализа, приведенные в данной работе, позволяют оценить термодинамическую и практическую эффективность большого количества сочетаний и свойств источников теплоты, преобразователей теплоты в механическую работу, систем передачи тепловой энергии.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах: Отдельные издания:

1. Ильин Р.А. Анализ эффективности теплоэнергетических технологий. Астрахань: СНЦ РАН, Южный научный центр РАН, Лаборатория нетрадиционной энергетики (при АГТУ), 2003. 88 с. ISBN 5-901918-03-7.

2. Ильин РА. Анализ методов оценки эффективности судовых энергетических установок. Препринт. Астрахань: Лаборатория нетрадиционной энергетики ОЭП СНЦ РАН (при АГТУ), 2001.18 с.

3. Ильин Р.А. Вопросы использования солнечных водонагревательных установок. Препринт. Саратов: СНЦ РАН (Отдел энергетики Поволжья), 2000. 18 с.

4. Покусаев М Н., Ильин Р.А. Низкопотенциальные энергетические установки. Препринт. Астрахань: Лаборатория нетрадиционной энергетики ОЭП СНЦ РАН (при АГТУ), 2004.20 с.

Другие издания:

5. Ильин РА., Ильин А К. Об эффективности мини-ТЭЦ / Вестник Воронежского ГТУ. Серия «Энергетика». Вып. 7.2. Воронеж: ВрГТУ, 2002. С.81-84. (По списку ВАК)

6. Ильин А.К., Ильин РА. Термодинамический анализ парогазовых энергетических установок / Вестник Воронежского ГТУ. Серия энергетика. Вып. 7.3.2004. С. 51-52. (По списку ВАК)

7. Ильин Р.А., Ильин А.К. Эффективность парового котла как теплообменника в теплоэнергетической системе // 5-ый Минский международный форум по тепломассообмену. Тезисы докладов и сообщений. Том 2. Минск: ИТМО НАНБ, 2004.

8. Ильин Р.А., Ильин А.К. Солнечные водонагревательные установки / Новые отечественные и зарубежные разработки в электроэнергетике 1999-2000 гг. М.: Информэнерго, 2000. С.218-219.

9. Ильин Р.А., Ильин А.К. Проект создания солнечных водонагревательных установок в Астраханской области / Возобновляемые источники энергии. Материалы 2-ой всеросс. научн. молодежной школы. М.: МГУ, 2000. С.27-29.

10. Ильин А.К., Ильин РА. Оценка максимальных возможностей использования солнечной энергии / Перспективы информационных технологий и проблемы управления рисками. Материалы международн. экологич. симпозиума. Т.1. 4.1. С.-Петербург: МАНЭБ, 2000. С.34-36.

11. Ильин Р.А. Рабочие характеристики солнечных водонагревателей / Энерго- и ресурсосбережение, нетрадиционные возобновляемые источники энергии. Материалы всеросс. конф. Екатеринбург: ЦРТУ, 2000. С.61-62.

12. Ильин А.К., Ильин Р.А. Об эффективности преобразования и использования теплоты / Проблемы энерго- и ресурсосбережения в промышленном и жил.-комм. комплексах. Материалы междуна-родн. семинара. Пенза: ПГАСА, 2000. С.63-64.

13. Ильин Р.А. Энергосберегающие технологии в промышленной теплоэнергетике и их эффективность / Малая энергетика - 2002. Материалы международн. конф. М.: Минатом РФ, Минэнерго РФ,2002. С. 103-104.

14. Ильин РА., Ильин А.К. Эксергетический к.п.д. изолированных трубопроводов / Проблемы энерго- и ресурсосбережения ... Материалы 3 - международн. конф. Пенза: ПГАСА, 2002. С.39-41.

15. Ильин Р.А., Ильин А.К. Термодинамическая оценка эффективности мини-ТЭЦ / Энергосбережение и энергообеспечение на базе возобновляемых источников энергии и нетрадиционных технологий. Материалы регион, конф. Волжский: ВФ МЭИ, 2002. С. 170-173.

16. Ильин Р.А. Методы оценки эффективности новых теплоэнергетических технологий / Экологич-ность ресурсо- и энергосберегающих производств ... Материалы всеросс. конф. Пенза: ПГАСА, 2002. С.48-50.

17. Ильин Р.А., Ильин А.К. Термодинамическая эффективность парогазовых теплоэнергетических установок / Экология и ресурсо- и энергосберегающие технологии ... Материалы 3 - всеросс. конф. Пенза: ПГУАС, 2003. С.64-66.

18. Ильин РА. Термодинамическая эффективность комбинированных теплоэнергетических установок с ГТУ / Инновации в науке и образовании - 2003. Материалы международн. науч. конф. Калининград: КГТУ, 2003. С.217.

19. Ильин А.К., Ильин Р.А Термодинамический анализ эффективности детандер-генераторных агрегатов / Энергосбережение в городском хозяйстве ... Материалы 4 - росс. конф. Ульяновск: УлГТУ, 2003. С.263-265.

20. Ilyin R., Ilyin A. Combination of energy sources is the important problem of energy savings / Small sized power plants - 2003. International scientific and practical conference abstracts. Obninsk, 2003. P. 170-171.

21. Ильин Р.А., Ильин А.К. Использование возобновляемых источников энергии в схеме отопительного котла. Возобновляемые источники энергии. Материалы 4 - росс, научн. молодежной школы. М.: МГУ, 2003. С. 35-37.

22. Свидетельство Роспатента №7184 на полезную модель. «Нагревательный элемент солнечного нагревателя», 1998. Ильин А.К., Ильин Р.А.

23. Свидетельство Роспатента №9901 на полезную модель. «Солнечная энергетическая установка», 1999. Ильин РА., Ильин А.К.

24. Покусаев М.Н., Ильин РА. Эффективность теплоснабжения от котла с дополнительным низкопотенциальным источником / Проблемы развития централизованного теплоснабжения. Материалы международн. конф. Том 2. Самара: СмГТУ, 2004. В печати.

Типография Астраханского государственного технического университета. Заказ^З^. Тираж 100 экз. 25.05.04

04" 1 5129

РНБ Русский фонд

2005-4 11948

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата технических наук, Ильин, Роман Альбертович

Условные обозначения.

Введение.

Общая характеристика работы.

1. ПРОБЛЕМЫ ПРОМЫШЛЕННОЙ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКИ.

1.1. Некоторые общие особенности теплоэнергетических технологий (получения и использования энергии).

1.2. Методы оценки эффективности технологий.

1.3. Задачи исследования в области термодинамической ^ эффективности теплоэнергетических технологий (ТЭТ).

2. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ.

2.1. Метод оценки по коэффициенту использования ^ первичной эксергии.

2.2. Метод оценки по условной экономии топлива в энергосистеме. J'

2.3. Оценка по сроку окупаемости технологий.

Введение диссертация по физике, на тему "Термодинамический анализ эффективности комбинированных теплоэнергетических технологий"

В настоящее время появление в промышленной теплоэнергетике различных комбинаций технологий требует оценки эффективности энергетических установок непосредственно как источников тепловой и электрической энергии еще до поступления их на рынок и особенно - оценки с единых позиций, что может быть сделано на основе эксергетического анализа.

В данной диссертационной работе разработан и применен термодинамический метод оценки эффективности теплоэнергетических технологий (в промышленной теплоэнергетике) по степени (коэффициенту) использования эксергии теплоты, получаемой при сжигании топлива, и как следствие, - по условной экономии (или перерасходу) топлива в энергосистеме, а также по сроку окупаемости, и показаны на этой основе широкие возможности комбинирования теплоэнергетических технологий (установок) для более эффективного использования топливных ресурсов. Это особенно важно на стадии принятия решений при выборе технологий, их комбинирования, модернизации и др. В число анализируемых включены практически все варианты применяемых на практике технологий, предлагаемых технологий и комбинированных технологий.

Работа выполнена на кафедре теплоэнергетики и гидромеханики Астраханского государственного технического университета и в Лаборатории нетрадиционной энергетики Отдела энергетики Поволжья СНЦ РАН (при АГТУ).

Автор выражает признательность научному руководителю к.т.н., профессору Покусаеву М.Н., зав. Лабораторией нетрадиционной энергетики д.т.н. Ильину А.К., зав. кафедрой теоретической и промышленной теплоэнергетики Воронежского ГТУ д.т.н. Фалееву В.В. за научное сотрудничество, директору Института проблем морских технологий, энергетики и транспорта АГТУ к.т.н. Кораблину А.В. за постоянную поддержку, сотрудникам кафедры теплоэнергетики и гидромеханики АГТУ за обсуждение основных аспектов работы, участникам конференций, проявившим интерес к представленным на них результатам автора.

Общая характеристика работы

Цель диссертационной работы. Разработать и применить термодинамический метод оценки эффективности теплоэнергетических технологий по степени (коэффициенту) использования эксергии теплоты, получаемой при сжигании топлива, и как следствие, - по условному перерасходу (экономии) топлива в энергосистеме и сроку окупаемости, и показать на этой основе широкие возможности комбинирования теплоэнергетических технологий установок) для более эффективного использования топливных ресурсов, особенно на стадии принятия решений при выборе технологий, их комбинирования, модернизации и др.

Методика исследований. Основой исследований является термодинамический (эксергетический) анализ эффективности процессов преобразования тепловой энергии и определенное его развитие, а также использование при этом известных из литературы практических и экспериментальных данных с целью подтверждения результатов теоретического анализа.

Достоверность и обоснованность. Достоверность и обоснованность результатов обеспечивается использованием в теоретическом анализе базовых термодинамических положений и зависимостей, сравнением термодинамических характеристик эффективности использования первичной эксергии, рассчитанных по предложенным в работе зависимостям, с реальными параметрами конкретных технологий. Это позволяет также рекомендовать полученные результаты для практического использования.

Научная новизна результатов работы:

5. Предложены сводки расчетных формул для определения коэффициента эффективности использования эксергии, относительной экономии топлива, относительного срока окупаемости для всех рассмотренных комбинаций теплоэнергетических технологий. Технологии ранжированы по этим трем показателям.

6. Предложены для практического применения номограммы для определения суммарного коэффициента эффективности использования первичной эксергии для комбинированных схем использования источников энергии.

7. Предложены номограммы для конкретной оценки условного перерасхода (экономии) топлива в энергосистеме, как критерия оценки и сравнения термодинамической эффективности различных теплоэнергетических технологий и их комбинаций, и для оценки относительного срока окупаемости.

8. Даны практические выводы об эффективности использования всех рассмотренных в диссертационной работе теплоэнергетических технологий при различных параметрах их работы.

Практическая ценность работы состоит в возможности использования разработанных критериев и формул для выбора наивыгоднейших комбинаций теплоэнергетических технологий, параметров, областей рационального применения в условиях создания, в том числе, мини-ТЭЦ, реконструкции и технического перевооружения уже существующих промышленных энергоустановок.

Результаты работы частично использованы при разработке Программы энергосбережения Астраханской области на период 2000-2005 гг., при энергетическом аудите производства №3 Астраханского газоперерабатывающего завода, а также имели место 5 внедрений опубликованных результатов работы в следующих организациях: ООО «Астраханьрегион-газ», ОАО «ТЭЦ-Северная» г. Астрахани, ОАО «Дагэнерго», Институт проблем геотермии Дагестанского научного центра РАН. (Имеются справки об использовании результатов)

1. Теоретические термодинамические зависимости для расчета коэффициента эффективности использования первичной эксергии, условного перерасхода топлива в энергосистеме и относительного срока окупаемости для рассмотренных в диссертационной работе комбинированных новых теплоэнергетических технологий.

3. Номограммы для практического определения суммарного коэффициента эффективности комбинированных технологий, условного перерасхода топлива при сравнении технологий и относительного срока окупаемости.

4. «Рейтинг» комбинированных теплоэнергетических технологий по разработанным параметрам эффективности.

5. Выводы и рекомендации по повышению эффективности для каждой из рассмотренных комбинированных теплоэнергетических технологий.

6. Результаты практического использования отдельных результатов работы.

Личный вклад автора. В диссертацию включены результаты, полученные лично автором, в том числе - с использованием консультаций научного руководителя.

Апробация работы. Результаты проведенной работы представлялись на ежегодных научных конференциях АГТУ (2001 - 2004 гг.), на семинарах кафедры теплоэнергетики и гидромеханики АГТУ. Основные положения работы также представлялись и докладывались: на 2-ой и 4-ой Всероссийских научных молодежных школах «Возобновляемые источники энергии» (Москва, МГУ, 2000, 2003), на Российских конференциях-выставках «Энергосбережение в регионах России» (Москва, ВВЦ, 2000, 2002), на Международном экологическом симпозиуме «Перспективы информационных технологий и проблемы управления рисками» (С.Петербург, МАНЭБ, 2000), Всероссийской конференции «Энерго- и ресурсосбережение, нетрадиционные возобновляемые источники энергии» (Екатеринбург, ЕГТУ, 2000), Международном семинаре «Проблемы энерго- и ресурсосбережения в промышленном и жилищно-коммунальном комплексах» (Пенза, 2000), Международной конференции «Малая энергетика - 2002» (Москва, 2002), 3 - Международной конференции «Проблемы энергосбережения и жилищно-коммунальных комплексах» (Пенза,

2002), Региональной конференции «Энергосбережение и энергообеспечение на базе возобновляемых источников энергии и нетрадиционных технологий» (Волжский, ВФМЭИ, 2002), Всероссийских конференциях «Экологичность ресурсо- и энергосберегающих производств на предприятиях народного хозяйства» (Пенза, 2002, 2003), Международной конференции «Инновации в науке и образовании - 2003» (Калининград, КГТУ,

2003), 4 - Российской конференции «Эергосбережение в городском хозяйстве, энергетике, промышленности» (Ульяновск, УлГТУ, 2003), Международной конференции «Малая энергетика - 2003» (Обнинск, 2003), Международной конференции «Проблемы централизованного теплоснабжения» (Самара, СмГТУ, 2004), 5-Минском международном форуме по тепло- и массообмену (Минск, 2004).

Заключение диссертации по теме "Теплофизика и теоретическая теплотехника"

Выводы по результатам анализа: ПГУ имеет высокие показатели по трем параметрам 5r|, 5В и 8С по сравнению с существующими теплоэнергетическими установками. Однако при создании ПГУ имеет значение способ комбинирования ГТУ и ПТУ. Преимущества имеет вариант присоединения (надстройки) ПТУ установкой ГТУ.

Примеры внедрения

Некоторые результаты диссертационной работы использованы при разработке Программы энергосбережения Астраханской области на период 2000-2005 гг. (указано во Введении к Программе), при энергетическом аудите производства №3 Астраханского газоперерабатывающего завода (указано в отчете), а также 5 внедрений опубликованных результатов работы в следующих организациях: ООО «Астраханьрегионгаз», ОАО «ТЭЦ-Северная» г. Астрахани, Центральная котельная ММП ЖКХ пос. Прикаспийский Астраханской области, ОАО «Дагэнерго», Институт проблем геотермии Дагестанского научного центра РАН. Справки об использовании результатов приложены ниже. общество с си у аничкиной о'гнетствшностью

АСТРАХАНСКАЯ РЕГИОНАЛЬНАЯ КОМПАНИЯ ПО РЕАЛИЗАЦИИ ГАЗА

Ректору АГТУ

ООО «АСТРАХАНЬРЕГИОНГАЗ» профессору Шменову Ю.Т.

414014. Астрахань. Пр. Молодежный. 10

Телефон: 39-56*59. Факс. 39-56-59 Расчетный счет 40702810300000000362 в филиале А В "Газпромбанк" (ЗАО) г. Астрахани, кор. счет 30101810500000000709. БИК 041203709. ИНН 3016034794

ООО «Астраханьрегионгал» поддерживает представление Отчета по НИР АГТУ «Совершенствование коммунальной теплоэнергетики Астраханской области» (АГТУ, 2002 г 240 стр.) на премию Губернатора Астраханской области по науке н технике за 2002 год.

Выполненные по нашему заказу в АГТУ исследования, результаты которых включены в упомянутый «Отчет. », имеют большое, значение для ЖКХ области, т.к соответствуют важному и приоритетному направлению развития хозяйства области и ее социальной сферы.

В отчете, который принят «Регионгазом» для использования, обобщен опыт совершенствования коммунальной энергетики многих регионов РФ, определены основные принципы реформирования управления ЖКХ и его технического перевооружения Выполнен анализ и оптимизация современных энерго- и ресурсосберегающих технологий коммунальной теплоэнергетики и определены приоритетные направления реализации новой технической политики.

Большой раздел отчета посвящен научному обоснованию оценки эффективности многочисленных современных и перспективных вариантов получения и использования тепловой энергии и экономии топлива

Материалы отчета фактически могут являться основой программы энергосбережения в ЖКХ области В том числе, часть материалов уже использовалась при принятии решений об организации «Астраханьрегионтеплогаза», который уже создан и объединяет город и 4 раг'юна области.

По нашему мнению, вполне целесообразно представит^ указанную работу на премию Губернатора области (основные разработчики НИР' Ильин Альберт Константинович - зав кафедрой теплоэнергетики АГТУ. зав Лабораторией нетрадиционной энергетики СНЦ РАН при АГТУ, д.т.н., проф., заслуж. деятель науки РФ и Ильин Роман Альбертович' - с н.с. Лаборатории; оформление работы - Селина Инна Владимировна, инженер кафедры).

Х2 / НаУ?

У err 06\ /Л. 01 от г

Уважаемый Юрий Тимофеевич !

Тарасов П.С г

ОАО -ДЛГЭНКРГО ' t ДАГЕСТАНСКАЯ тг v ТЕПЛОЭЛЕКТРОЦЕНТРАЛЬ

VJBX-n г.г-Л5Ъ.й' -1 и.Х.Л . """Д-я.-- -ЗвЯУ^ПУдХ.- у • s. >:.,.•.,:«г.л,!'.)« так ; .цдеАова. '/ъ {'ел 03. -ла?.• (й .-N.

Заключение

В диссертации разработан и использован термодинамический метод оценки эффективности сложных, комбинированных теплоэнергетических технологий на основе новых показателей: коэффициента эффективности располагаемой эксергии, условной относительной экономии (или перерасхода) топлива в региональной энергосистеме, относительного срока окупаемости.

На основе метода проанализированы варианты комбинирования энергетических установок с целью более полного использования тепловой эксергии топлива и существенного улучшения топливоиспользования. В том числе, показана существенная роль в достижении этой цели использования низкопотенциальных и возобновляемых источников энергии.

Для каждого из рассмотренных вариантов комбинирования получены расчетные формулы, определенные выводы и рекомендации, которые приведены в соответствующих разделах.

В целом, результаты анализа, полученные в соответствующих разделах в данной работе, позволяют оценить термодинамическую и практическую эффективность большого количества сочетаний и свойств источников теплоты, преобразователей теплоты в механическую работу, систем передачи тепловой энергии.

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата технических наук, Ильин, Роман Альбертович, Астрахань

1. Андрющенко А.И. Методика термодинамической оптимизации парогазовых теплофикационных установок // Известия вузов. Проблемы энергетики. 1999. №7-8. С. 18-27.

2. Андрющенко А.И. Выбор рационального цикла и тепловой схемы ГТУ-ТЭЦ для совместной работы с мелкими котельными // Известия вузов. Проблемы энергетики. 2000. №1-2. С. 56-62.

3. Анализ схем бинарных ПТУ на базе перспективной ГТУ / П. Березинец, М. Васильев, Ю. Костюнин // Теплоэнергетика. 2001. №5. С. 18-30.

4. Андрющенко А.И. Термодинамический анализ системы комбинированной регенерации теплоты в паротурбинных блоках // Известия вузов и энергетических объединений СНГ. Энергетика. 1995. №1-2. С.60-66.

5. Атрощенко В.А., Григораш О.В., Ланчу В.В. Автономные источники электроэнергии: состояние и перспективы // Промышленная энергетика. 1995. №6. С.42-45.

6. Байрамов Р.Б., Ушакова А.Д. Солнечные водонагревательные установки. Ашхабад: Ылым, 1987. 168 с.

7. Березинец П.А., Ольховский Г.Г. Техническое перевооружение газомазутных ТЭС с использованием газотурбинных и парогазовых технологий // Теплоэнергетика. 2001. №6. С.11-20.

8. Безруких П.П. Гибридные системы гарантированного электроснабжения автономных потребителей / Малая энергетика 2002. Материалы международн. конф. М.: Минэнерго РФ, Минатомэнерго РФ, 2002. С.73-74.

9. Бродянский В. М. Эксергетический метод термодинамического анализа. М.: Энергия, 1973. 296 с.

10. Бутузов В. Анализ опыта разработки и эксплуатации гелиоустановок в Краснодарском крае // ЦЭНЭФ. Энергетическая эффективность. 2002. №34. С.17-21.

11. Бутузов В.А. Анализ энергетических и экономических показателей гелиоустановок горячего водоснабжения // Промышленная энергетика. 2001. №10. С.54-61.

12. Бухаркин Е.Н. Выбор оптимального варианта увлажнения дутьевого воздуха в экологически чистых котлах, работающих на природном газе // Промышленная энергетика. 1995. №1. С.35-40.

13. Будыко М.И. Глобальная экология. М.: Мысль, 1977. 328 с.

14. Варварский B.C., Жуков М.А., Красовский Б.М. Упрощенная методика технико-экономического расчета обоснованности мероприятий по энергосбережению в рыночных условиях // Промышленная энергетика. 1995. №2. С.2-3.

15. Везиришвили О.Ш., Меладзе Н.В. Энергосберегающие теплонасосные системы тепло- и хладоснабжения. М.: Изд-во МЭИ-, 1994. 158 с.

16. Вирцер А.Д., Чернавский С.Я. Модель комбинированного производства электричества и теплоты с использованием газовой турбины и котла / Энергетика. Актуальные проблемы. Вып.2. М.: Международный центр научной и технической информации, 1989. С.76-90.

17. Вольфберг Д.Б. Основные тенденции в развитии энергетики мира // Теплоэнергетика. 1995. №9. С.5-12.

18. Газотурбинные электростанции США // Электрические станции. 2003. №3. С.79-81.

19. Горшков В., Тарасов В. Сокращение затрат энергоресурсов за счет использования сбросной техногенной энергии с помощью тепловых насосов // Энергосбережение в Поволжье. 2000. №2. С.56-57.

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

21. Гриценко Е.А., Орлов В.Н. Первая в России блочно-модульная теплоэлектростанция на базе ГТД авиационного типа НК-37 мощностью 25 МВт // Теплоэнергетика. 2001. №5. С.15-17.

22. Девянин Д.Н., Пищиков С.И., Соколов Ю.Н. Разработка и испытание на ТЭЦ-28 ОАО «Мосэнерго» лабораторного стенда по апробации схем использования тепловых насосных установок в энергетике // Новости теплоснабжения. 2000. №1. С.31-34.

23. Доброхотов В.И. Энергосбережение: проблемы и решения // Теплоэнергетика. 2000. №1. С.2-5.

24. Дубинин В., Лаврухин К. Комбинированная выработка тепловой и электрической энергии в котельных // Энергосбережение в Поволжье. 2002. №3. С.60-62.

25. Дубинин B.C., Лаврухин К.М. Комбинированная выработка тепловой и электрической энергии в котельных // Новости теплоснабжения. 2002. №6. С.28-30.

26. Дьяков А.Ф. Малая энергетика России. Проблемы и перспективы. М.: НТФ «Энергопрогресс», 2003. 128 с.

27. Дьяков А.Ф. Некоторые проблемы развития электроэнергетики России / Проблемы совершенствования топливно-энергетического комплекса. Вып.2. Саратов: СНЦРАН, 2002. С.7-12.

28. ЗО.Зубков В.А. Использование тепловых насосов в системах теплоснабжения // Теплоэнергетика. 1996. №2. С. 17-20.

29. Зуев В.А. Блочные модульные котельные Hi 111 «Новая энергетическая компания» // Промышленная энергетика. 2001. №9. С.20-21.32.3ысин В.А. Комбинированные парогазовые установки и циклы. M.-JL: Госэнергоиздат, 1962. 186 с.

30. Иванова И.Ю., Тугузова Т.Ф., Попов С.П., Петров Н.А. Малая энергетика севера. Проблемы и пути развития. Новосибирск: Наука, 2002. 188 с.

31. Ильин А.К. Формулы для эксергии / Материалы докладов Российского национального симпозиума по энергетике. Т.1. Казань: КГЭУ, 2001. С.193-196.

32. Ильин А.К, Ресурсы и возможности использования солнечной энергии в Поволжье // Проблемы совершенствования топливно-энергетического комплекса. Вып.2. Саратов: СНЦРАН, 2002. С.149-158.

33. Ильин А.К. Коэффициент эффективности использования первичной эксергии источников теплоты / Экологичность ресурсо- и энергосберегающих производств. Материалы Росс. конф. Пенза: ПГАСА, 2002. С.43-47.

34. Ильин А.К. Максимальная работа в процессах преобразования энергии. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1982. 35 с.

35. Ильин А.К. Эффективность использования комбинированных источников энергии / Малая энергетика 2002. Материалы международн. конф. М.: Минэнерго РФ, Минатомэнерго РФ, 2002. С.91-92.

36. Иноземцев А., Сулимов Д., Костюченко А. Комбинированное производство электроэнергии и тепла на базе пермских газотурбинных установок // ЦЭНЭФ: Энергетическая эффективность. 2001. №32. С.20-22.

37. Использование детандер-генераторных агрегатов в промышленности / В. Агабабов, А. Корягин, П. Лоозе, Ю. Хаймер // Энергосбережение в Поволжье. 2000. №3. С.89-91.

38. Использование возобновляемых энергоресурсов в малой энергетике / Б. Семкин, М. Стальная, П. Свит // Теплоэнергетика. 1996. №2. С.6-7.

39. Карповцов А.А. Турбогенераторы в котельных // Новости теплоснабжения. 2000. №1. С.28-30.

40. Каплан М.П. Тепловая эффективность энергоустановок различного типа комбинированной выработки тепловой и электрической энергии // Теплоэнергетика. 2000. №2. С.25-29.

41. Кириллин В. А., Сычев В. В., Шейндлин А. Е. Техническая термодинамика. М.: Энергоатомиздат, 1983. 416 с.

42. Комбинированные паро-газовые энергоустановки. Под. ред. Н. И. Сазонова. М.-С.-Пб.: Государственное энергетическое издательство, 1962. 292 с.

43. Комбинированные системы солнечного теплоснабжения с тепловыми насосами и аккумуляторами тепла / Э.Э. Шпильрайн и др. // Теплоэнергетика. 2003. №1. С. 19-22.

44. Котлы утилизаторы и энерготехнологические агрегаты / А. Воинов, В. Зайцев, Л. Куперман и др. М.: Энергоатомиздат, 1989. 272 с.

45. Котляр В.Р., Серков В.Е. Потребление первичной эксергии и структура то-пливопотребления в мире // Электрические станции. 2002. №7. С. 71-73.

46. Крупная ГРЭС на твердом топливе по парогазовой технологии / Л.И. Левин, И.И. Кузьмин, Б.Л. Барочин и др. // Теплоэнергетика. 1995. №11. С.36-45.

47. Курбанов А.З. Автономное комплексное теплоснабжение предприятий стройиндустрии // Новости теплоснабжения. 2000. №2. С.29-31.

48. Кудинов А.А., Антонов В.А., Алексеев Ю.Н. Энергосбережение в газифицированных котельных установках путем глубокого охлаждения продуктов сгорания // Теплоэнергетика. 2000. №1. С.59-61.

49. Ларри Гуд. Тепловые насосы в централизованном теплоснабжении // ЦЭНЭФ: Энергетическая эффективность. 2000. С.6-10.

50. Лазаренко С.Н., Тризно С.К. Структура потенциала энергосбережения в России // Промышленная энергетика. 2001. №1. С.9-14.

51. Левин Б.И., Степина Е.М. Комбинированные источники энергоснабжения на базе паровых и пароводогрейных котельных // Новости теплоснабжения. 2002. №6. С.30-35.

52. Макаров А.А. Перспективы развития энергетики России в первой половине 21-го века // Известия Академии наук РФ. Энергетика. 2000. №2. С. 3-17.

53. Марченко О., Соломин С. Оценка экономической и экологической эффективности солнечного теплоснабжения в России // Энергосбережение в Поволжье. 2002. №1. С.42-44.

54. Марченко О.В., Соломин С.В. Анализ области экономической эффективности ветродизельных электростанций // Промышленная энергетика. 1999. №2. С.49-53.

55. Марченко О.В. Стоимость энергии и оптимальные параметры ветроэнергетических установок // Известия Российской академии наук. Энергетика. 2000. №2. С.97-103.

56. Мартыновский B.C. Анализ действительных термодинамических циклов. М.: Энергия, 1972. 216 с.

57. Масловский Г.В. Технические предложения по созданию ПГТУ малой мощности / Малая энергетика 2002. Материалы международн. конф. М.: Минэнерго РФ, Минатомэнерго РФ, 2002. С.99-102.

58. Малая тепловая электростанция повышенной эффективности / Я.Б. Данилевич и др. //Известия Академии наук РФ. 2003. №1. С. 148-153.

59. Методика определения определения потери тепла паровым котлом в окружающую среду / И. Марчак, Л. Голышев, И. Мысак // Энергосбережение в Поволжье. 2002. №1. С.94-96.

60. Молочко Ф.И. Оптимальный уровень утилизации низкопотенциальной теплоты на промышленных установках // Известия вузов. Энергетика. 1985. №2. С.97-99.

61. Мунябин Л.И., Арефьев Н.Н. К вопросу о методике расчета тепловых потерь при различных вариантах тепловой изоляции // Новости теплоснабжения. 2002. №4. С.35-38.

62. Мухаметкулов В.А., Наумов A.JI. Тенденции развития рынка котлов малой мощности в России // Новости теплоснабжения. 2001. №9. С.30-38.

63. Мунябин Л.И., Арефьев Н.Н. О применении полипропиленовых трубопроводов в системах горячего водоснабжения // Новости теплоснабжения, 2003. №4. С.25-29.

64. Научно-технические и организационно-экономические проблемы внедрения энергосберегающих технологий / В. Бушуев, Б. Громов, В. Доброхотов и др. // Теплоэнергетика. 1997. №11. С.8-15.

65. Недлин М. Децентрализованное теплоснабжение от автономных теплоисточников на газе // Энергосбережение в Поволжье. 2001. №2. С.73-75.

66. Николаев Ю.Е. Выбор оптимального варианта развития малых ТЭЦ в системах децентрализованного теплоснабжения // Промышленная энергетика. 2001. №1. С.15-17.

67. Новгородский Е.Е., Пермяков Б.А. Энергосберегающие установки на машиностроительных заводах // Промышленная энергия. 1995. №7. С.4-6.

68. Оптимизация коэффициента теплофикации и определение экономической эффективности мини-ТЭЦ с двигателями внутреннего сгорания / Ю.М. Хлебалин, Ю.Е. Николаев, Ю.В. Мусатов и др. // Промышленная энергетика. 1995. №5. С.20-22.

69. Парогазовые электростанции США // Электрические станции. 2003. №4. С.71-74.

70. Парогазовая установка ПГУ-490 для Щекинской ГРЭС / М. Верткин, В. Гаев, Н. Гудков и др. // Теплоэнергетика. 1998. №8. С.25-29.

71. Парогазовые установки: проблемы и перспективы // Мировая электроэнергетика, 1997. №4. С.24-29.

72. Петин А.Ю. Тепловые насосы в теплоснабжении // Новости теплоснабжения. 2001. №11. С.42-43.

73. Петросян A.JL Применение тепловых насосов в системах солнечного теплоснабжения // Известия вузов. Энергетика. 1993. №5-6. С. 103-108.

74. Перспективы развития дизельных электрических станций / Ю. Стрелков, С. Шарапов, Д. Мельников // Промышленная энергетика. 2001. №11. С.28-31.

75. Повышение тепловой мощности ТЭЦ на газовом топливе / Ю. Хле-балин, Ю. Николаев, Ю. Мусатов и др. // Промышленная энергетика. 1995. №3. С.42-43.

76. Повышение эффективности работы отопительных котлов мощностью до 1 МВт / А. Власюк, Я. Шепель, А. Менайлов и др. // Новости теплоснабжения. 2001. №2. С. 16-19.

77. Повышение маневренности ТЭЦ в системах теплоснабжения промпред-приятий / Ю. Хлебалин, Ю. Николаев, Ю. Мусатов и др. // Известия вузов и энергетических объединений СНГ. Энергетика. 1995. №5-6. С.58-61.

78. Полежаев Ю.В., Селиверстов Е.М. Тепловые проблемы перспективных ГТУ // Известия Академии наук РФ. 2003. №2. С.71-74.

79. Приоритетные направления перехода муниципальных образований на самообеспечение тепловой и электрической энергии / Е.В. Аметистов и др. // Известия Академии наук РФ. Энергетика. 2003. №1. С. 107-110.

80. Пути решения проблемы теплоснабжения в коммунальном хозяйстве с использованием тепловых насосов / Д. Закиров, В. Суханов, Д. Закиров // Новости теплоснабжения. 2002. №4. С.53-55.

81. Разоренов Р.Н., Кузнецов С.В. Анализ возможности использования турбогенераторов с паровыми противодавленческими турбинами И Новости теплоснабжения. 2001. №10. С.31-35.

82. Результаты тепловых испытаний и опыт наладки головной газотурбинной установки ГТЭ-150 на ГРЭС-3 «Мосэнерго» / Г. Ольховский, М. Зо-лотогоров, А. Механиков и др. // Теплоэнергетика. 1996. №4. С.15-22.

83. Результаты анализа различных вариантов тепловой схемы одновальной ПГУ-170 / А.Д. Гольдштейн и др. // Теплоэнергетика. 2003. №6. С. 49-54.

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

85. Сахаров Е.Н. Модернизация водогрейных стальных котлов малой мощности типа «ЗИО» и «НР» // Новости теплоснабжения. 2000. №2. С. 10-11.

86. Семенов В.Г. Определение фактических тепловых потерь через теплоизоляцию в сетях централизованного теплоснабжения // Новости теплоснабжения, 2003. №30. С.30-33.

87. Сорин М.В., Бродянский В.М. Методика однозначного определения эк-сергетического КПД технических систем преобразования энергии и вещества // Известия вузов. Энергетика. 1985. №3. С.78-88.

88. Соколов Е.Я., Мартынов В.А. Энергетические характеристики парогазовых теплофикационных установок//Теплоэнергетика. 1996. №4. С.47-55.

89. Состояние и перспективы развития парогазовых установок в России / О.Н. Фаворский и др. // Теплоэнергетика. 2003. №2. С. 9-15.

90. Степанец А.А., Горюнов И.Т., Гуськов ЮЛ. Энергосберегающие комплексы, основанные на использовании перепада давления на газопроводах // Теплоэнергетика. 2002. №6. С.33-35.

91. Стенин В.А. Тепловой насос с вихревой трубой для системы воздушного отопления //Промышленная энергетика. 1999. №3. С.33-35.

92. Сулимов Д.Д., Костюченко А.Е. Энергетические проекты и установки на базе пермских газовых турбин, их экономическая и экологическая эффективность / Малая энергетика 2002. Материалы международн. конф. М.: Минэнерго РФ, Минатомэнерго РФ, 2002. С.84-86.

93. Тарнижевский Б.В. Оценка эффективности применения солнечного теплоснабжения в России // Теплоэнергетика. 1996. №5. С. 15-18.

94. Теплоутилизационные энергоблоки для ОАО «Газпром» / О. Миль-ман, И. Белоусенко, С. Циммерман и др. // Теплоэнергетика. 2001. №3. С.65-69.

95. Тепловая изоляция промышленных трубопроводов / Б. Шойхет, Л. Ставрицкая, В. Липовских и др. // Энергосбережение в Поволжье. 2001. №1. С.76-79.

96. Теплофикационная утилизационная парогазовая установка мощностью 210 МВт / Б. Трояновский, А. Трухний, В. Грибин // Теплоэнергетика. 1998. №8. С.9-12.

97. Техническое перевооружение действующих ТЭС / А. Дьяков, В. Нечаев, Г. Ольховский // Теплоэнергетика. 1996. №7. С.24-29.

98. Турлайс Д.П., Пурмалис М.Я. Предварительная обработка коронным разрядом воздуха, подаваемого для горения // Теплоэнергетика. 1998. №6. С. 74-77.

99. Утилизация тепла низкопотенциальных источников эффективный путь снижения энергоемкости производства / Д. Закиров, И. Нехороший, А. Малахов и др. // Теплоэнергетика. 2001. №5. С.73-74.т

100. Федоров В.А., Сережкин Н.А., Алексеев В.И. Парогенератор предельной эффективности для геотермальных теплоэлектрических станций //Теплоэнергетика. 1999. №4. С.41-44.

101. Федоров В.А., Смирнов В.М. Опыт разработки, строительства и ввода в эксплуатацию малых электростанций // Теплоэнергетика. 2000. №1. С.9-13.

102. Хлебалин Ю.М., Захаров В.В. Применение испарителей на промышленных ТЭЦ // Промышленная энергетика. 1999. №12. С.26-28.

103. Хлебалин Ю.М. Коммерческая эффективность действующих ТЭЦ // Промышленная энергетика. 2001. №11. С.2-6.

104. Читашвили Г.П. Термодинамический анализ энергоэффективности паротурбинных ТЭЦ // Теплоэнергетика. 2000. №12. С.40-44.

105. Читашвили Г.П. К методике расчета показателей энергоэффективности газотурбинных ТЭЦ // Теплоэнергетика. 2001. №8. С.60-64.

106. Читашвили Г.П. Расчет показателей тепловой экономичности и удельных расходов топлива на газотурбинных блок-ТЭЦ // Теплоэнергетика. 1996. №6. С.14-17.

107. Шаргут Я., Петелла Р. Эксергия. М.:Энергия, 1968. 379 с.

108. Щелоков Я.М., Костюнин В.В. О показателях работы бытовых котлов // Промышленная энергетика. 2001. №8. С.23-25.

109. Щелоков В.И., Липец А.У. Форсирование теплопроизводительности ТЭЦ за счет отборов тепла от энергетических котлов // Новости теплоснабжения. 2001. №6. С.11-14.г

110. Шишкин Н.Д. Анализ энергетической эффективности малых энергетических комплексов с возобновляемыми источниками энергии и вторичными энергоресурсами // Энергосбережение в Поволжье. 2000. №2. С.46-47.

111. Шишкин Н.Д. Малые энергоэкономичные комплексы с возобновляемыми источниками энергии. М.: Готика, 2000. 236 с.

112. Шпильрайн Э.Э. О предельном к.п.д. при преобразовании теплоты продуктов сгорания топлив в работу // Известия академии наук СССР. Энергетика и транспорт. 1985. №1. С.76-85.

113. Шпильрайн Э.Э. К вопросу и термодинамике получения низкопотенциального тепла // Теплоэнергетика. 1998. №9. С.2-23.

114. Щуровский В.А. Новое поколение ГТУ для магистральных газопроводов // Теплоэнергетика. 1996. №4. С.12-14.

115. Экологически чистые энергогенерирующие комплексы на базе газотурбинных надстроек водогрейных котлов РТС / М. Ламир, В. Батенин, В. Масленников и др. // Новости теплоснабжения. 2002. №1. С.41-46.

116. Эксергоэкономический анализ систем / Ф. Чеджне, В. Флорес, Дж. Ордонес и др. // Теплоэнергетика. 2001. №1. С.74-79.

117. Экономические аспекты снижения потребления природного газа на тепловых электростанциях / В. Зайченко, Э. Шпильрайн, В. Штеренберг // Теплоэнергетика. 2001. №7. С.15-18.

118. Экологически чистые энергогенерирующие комплексы на базе газотурбинных надстроек водогрейных котлов РТС / М.А. Лапир, В.М. Батенин, В.М. Масленников, А.Д. Цой // Новости теплоснабжения. 2002. №1. С. 41-46.

119. Энергетическая газотурбинная установка мощностью 180 МВт / Н. Серебрянников, А. Лебедев, Д. Сулимов и др. // Теплоэнергетика. 2001. №5. С.8-11.

120. Эффективность развития малых ТЭЦ на базе газотурбинных и дизельных энергоустановок при газификации регионов / А. Карасевич, Е. Сеннова, А. Федяев и др. // Теплоэнергетика. 2000. №12. С.35-39.

121. Эффективность перевода промышленных предприятий на теплоснабжение от собственной котельной / Ю. Хлебалин, Ю. Николаев, Ю. Мусатов и др. // Промышленная энергетика. 1995. №7. С.2-4.

122. Downing D. Choosing the best // Eur. power news. 1998. №9. Vol. 23. P. 11-12.

123. Follings F.J. Economic optimization of wind power plants // European wind energy conf. London: Peter Peregrinus. 1989. P. 983-987.

124. Galanis N., Christophides C. Technical and economic considerations for the design of optimum wind energy conversion system // J. Wind engin. and industrial aerodyn. 1990. Vol.34. №2. P.185-196.

125. Haywood R.W. Analysis of engineering cycles. Pergamon Press. Oxford, New-York, 1976. 280 pp.

126. Hollander J.M., Schnaider T.R. Energy efficiency: Issues for the decades / Energy. 1996. Vol. 24. №4/ P. 273-287.

127. Huenning R., Hube W., Rickenberg R. Projektierung eine expansionsan lage fuer die stadatwerke guetersloh // Gas erdgas. 1991. Vol. 132. № 9. P. 433-437.

128. Ilyin A.K. Solar water-heating plants of the nontraditional energetics laboratory // The 3-rd international conference on new energy systems and conversions. Russia, Kazan: KSU, 1997. P.83-86.1. J3o

129. Jlyin A.K., Jlyin R.A. Combination of energy sources is the importantproblem of energy savings // Small sized power plants 2003. International scientific and practical conference abstracts. Obninsk. 2003. P. 170-171.

130. Kreis Jn. Erfarungen bei der Errichtung und beim Betrieb von 6 "Kombi -Kraftwerken in den neuen Bundestandern des Types GT10 / 29 kraftwerstech-nisches kolloguium. Dresden Techn. Universitat. 1997.

131. Reau D. Industrial energy conservation. Pergamon Press. Oxford, 1979. 210 pp.

132. Twidell I.W., Weir A.D. Renewable Energy Resources. Great Britan: The i University Press, Cambridge, 1986. 439 pp.

133. Valero A., Torres C. Algebraic thermodynamic analysis of energy system. ASME Book no. G00452. WAM- 1988. AES. Vol. 7. P. 13-23.

134. Опубликованные работы автора

135. A3. Ильин Р.А. Вопросы использования солнечных водонагревательных установок. Препринт. Саратов: СНЦ РАН (Отдел энергетики Поволжья), 2000. 18 с.

136. А4. Покусаев М.Н., Ильин Р.А. Низкопотенциальные теплоэнергетические установки. Препринт. Астрахань: Лаборатория нетрадиционной энергетики ОЭП СНЦ РАН (при АГТУ), 2004. 20 с.л1. S31

137. А13. Ильин Р.А. Энергосберегающие технологии в промышленной теплоэнергетике и их эффективность / Малая энергетика 2002. Материалы международн. конф. М.: Минатом РФ, Минэнерго РФ, 2002. С.103-104.

138. А14. Ильин Р.А., Ильин А.К. Эксергетический к.п.д. изолированных трубопроводов / Проблемы энерго- и ресурсосбережения . Материалы 3 -международн. конф. Пенза: ПГАСА, 2002. С.39-41.

139. А15. Ильин Р.А., Ильин А.К. Термодинамическая оценка эффективности мини-ТЭЦ / Энергосбережение и энергообеспечение на базе возобновляемых источников энергии и нетрадиционных технологий. Материалы t регион, конф. Волжский: ВФ МЭИ, 2002. С.170-173.

140. А16. Ильин Р.А. Методы оценки эффективности новых теплоэнергетических технологий / Экологичность ресурсо- и энергосберегающих производств. Материалы всеросс. конф. Пенза: ПГАСА, 2002. С.48-50.

141. А17. Ильин Р.А., Ильин А.К. Термодинамическая эффективность парогазовых теплоэнергетических установок / Экология и ресурсо- и энергосберегающие технологии . Материалы 3 всеросс. конф. Пенза: ПГУ АС, 2003. С.64-66.

142. А18. Ильин Р.А. Термодинамическая эффективность комбинированных ^ теплоэнергетических установок с ГТУ / Инновации в науке и образовании — 2003. Материалы международн. науч. конф. Калининград: КГТУ, 2003. С. 217.

143. А19. Ильин А.К., Ильин Р.А. Термодинамический анализ эффективности детандер-генераторных агрегатов / Энергосбережение в городском хозяйстве . Материалы 4 росс. конф. Ульяновск: УлГТУ, 2003. С.263-265.

144. А22. Свидетельство Роспатента №9901 на полезную модель. «Солнечная энергетическая установка», 1999. Ильин Р.А., Ильин А.К.

145. А23. Покусаев М.Н., Ильин Р.А. Эффективность теплоснабжения от котла с дополнительным низкопотенциальным источником / Проблемы развития централизованного теплоснабжения. Материалы международн. конф. Том 2. Самара: СмГТУ, 2004. В печати.