Введение к работе
В связи с развитием рыночных отношений в России становится перспективным сооружение автономных источников энергии. Речь идет о массовом применений на промншлешшх и другах объектах, имеющих значительные по величине и стабильные во времени электрическую и тепловую нагрузки, в первую очередь теплофикационных ГТУ малой и средней мощности с глубоким использованием располагаемого потенциала топлива. Анализ работ, посвященных исследованиям энергоге-норирующих устройств, показывает, что до настоящего времени автономным источникам энергии промышленных предприятий почти не уделялось внимания. В большинстве работ рассматриваются крупные источники энергии, действукщие в рамках энергосистемы, со всеми специфическими особенностями функционирования и взаимосвязями между ними. Малые же источники действуют в условиях конкретных предприятий, с присущими этим предприятиям определенными графиками нагрузок и ассортиментами потребляемых энергоносителей.
С появлением новых условий хозяйствования в промышленности, вызывающих новые тенденции в принципах энергообеспечения потребителей, решение вопросов автономного энергоснабжения промышленных предприятий представляется актуальной задачей. Данная работа'посвящена решению проблем автономного энергоснабжения производств нефтехимии - одной из енергоемких отраслей промышленности. Энергоснабжение производств возможно от ГТУ, различающихся схемными решениями и аппаратурным оформлением. Причем речь идет но только о 1ТУ на первичном топливе. Представляется перспективным сооружение ГТУ с использованием некоторых горючих вторичных энергоресурсов - отходов производств нефтехимии. Проведенные с участием автора в этой области разработки имеют приоритетный характер.
Представленная работа выполнялась в Саратовском государственном техническом университете на кафедре "Промтешютехника" по планам межвузовских научно-технических программ "Новые методы и средства экономии энергоресурсов и экологаческие проблемы энергетики" (задания 3.2.06 и 6.1.3) на 1989 - 1995 г.г.; госбюджетной НТН "Разработка научных основ энергосбережения и использования вторичных энергоресурсов" (номер г.р. 01880020210) в период с 1.01.91 по 31.12.95 г.г.
Целью работы является разработка и оптимизация схем и параметров ГТУ в качестве источника автономного энергообеспечения про-
изиодотв нефтехимического профили. Указанная цель достигается путем решения следующих задач:
-
Анализ технологического энергопотребления типовых производств нефтехимии.
-
Определение возможных схемных решений комбинированных 1ТУ для покрытия энергетических нагрузок нефтехимических технологий.
-
Разработка методических основ для сопоставления вариантов комбинированных РТУ и оптимизации параметров их работы в условиях предприятий нефтехимии.
-
Энергетический и термодинамический анализ различных схем И'У с учетом системного подхода для энергообеспечения предприятий нефтехимии на пршеро типового производства фенола и ацетона.
-
определение оптимальных параметров ГТУ.
-
Обоснование структуры автономного источника энергообеспечения нефтехимических производств с учетом надежности применяемого оборудования.
Т.''Определение наиболее эффективных схемных решений ГТУ для автономного знергоснабжеїшя на примере типового производства фенола и ацетона.
Научная новизна выполненной работы состоит в разработке методики энергетического и термодинамического анализов применительно к сложным системам энергоснабжения предприятий нефтехимии, включающим как автономные ГТУ, так и внутренние энергопреобразова-телыше и внешние эноргогенорирующие установки. Мотодика позволяет сопоставлять схемные решения, определять энергоэкономичность автономных ГТУ с учетом взаимосвязи различных факторов. Предложены универсальные критериальные зависимости для определения параметров комбинированных И'У в нерасчетных условиях работы. Развита методика оценки фактора надежности в технико-экономических расчетах автономных ГТУ с учетом особенностей нефтехимии.
Методика исследования включает на первом этапе энергетическое и термодинамическое сопоставление различных схем автономных И'У с выбором наилучших технических решений.
На втором этапе (на примере энергоснабжения производства фенола и ацетона) выполняется технико-экономическая оптимизация параметров наилучших ГТУ. Полученный набор оптимальных параметров является исходным материалом для заключительного технико-экономического сопоставления вариантов с выбором наиболее эффективных, обеспечивающих наибольшую прибыль.
Практичеекая ценность работы:
-
Разработан новий способ использования горючих ВЭР в качестве топлива ГТУ. с достигаомим эффектом более 500 тыс.руб/год (по состоянию цен на середину 80-х годов). Новизна и оригинальность способа подтверждена авторским свидетельством СССР и патентом Российской Федерации на изобретение.
-
Предложенная методика расчетов комбинировашшх ГРУ позволяет выбрать наилучшие варианты при широком наборе исходных данных в любых условиях автономного энергоснабжения нефтехимических предприятий.
-
Определены оптимальные параметры комбинировашшх ГРУ для автономного энергоснабжения топового производства фенола и ацетона.
-
Разработаны алгоритм и программный продукт, позволяющие в коротісие сроки проводить оптимизацию параметров различных схем автономных ГТУ и выбор наилучших вариантов.
-
Дана оценка экономической эффективности и сделаны выводы о наиболее перспективных автономних ГРУ, предназначенных для энергоснабжения типового производства фенола и ацетона.
Реализация результатов работы. Рекомендуемые методические положения и результаты исследований будут использованы ігри планируемых на Саратовском АО "Нитрон" проектных разработках по осуществлению новой системы энергоснабжения производств. Результаты включены в учебный процесс кафедры Ш' СГТУ (лекции, практические занятия, курсовое и дипломное проектирование).
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на:
ежегодных научных конференциях энергетического факультета СІТУ (г.Саратов, 1988-1996 г.г.);
конференции молодых ученых (г.Саратов, 1989 г.);
б-ой Рижской конференции по теплоэнергетике "Повышение эффективности использования топлива в народном хозяйстве" (г.Рига, Латв. ССР. 2-6 апреля 1990 г.);
Всесоюзной конференции "Научные основы создания энергосберегающей техники и технологии" (г.Москва, 2Y-29 ноября 1991 г.);
2-ой Международной научно-технической конференции "Новые методы и средства экономии энергоресурсов и экологические проблемы энергетики" (г.Москва, 3-5 октября 1995 г.).
заседании технического совета управления главного энергетика
Саратовского АО "Нитрон".
Публикации работ. Результаты исследований опубликованы в восьми печатних работах.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложений. Объем работы 178 страниц.
