Томаров, Г. В. Оптимизационные исследования бинарной установки ГеоЭС комбинированного цикла с двумя давлениями сепарации и перегревом водяного пара вторичного вскипания с использованием водородно-кислородного парогенератора [Текст] / Г. В. Томаров, В. И. Борзенко, А. А. Шипков // Теплоэнергетика. - 2019. - № 10. - С. 84-94 . - ISSN 0040-3636
Рубрики: Энергетика Геоэнергетика Кл.слова (ненормированные): бинарные турбины -- бинарные циклы -- влажный пар -- водородно-кислородные парогенераторы -- геотермальные электростанции -- конденсаторы -- мощности бинарных установок -- органические рабочие тела -- парогенераторы -- сепараторы -- технологические схемы -- турбины Аннотация: Рассмотрены особенности и перспективы повышения эффективности геотермальных электростанций, использующих в качестве источника энергии пароводяную смесь геотермальных месторождений, на основе перегрева пара. Предложена технологическая схема геотермальной электростанции (ГеоЭС) комбинированного бинарного цикла с двумя давлениями сепарации и перегревом водяного пара вторичного вскипания с использованием водородно-кислородного парогенератора. Обоснована целесообразность применения сепаратора после части высокого давления для снижения степени влажности пара на входе в конденсатор турбоустановки. Представлены результаты оптимизационных расчетных исследований влияния выбора органического рабочего тела на эффективность, безопасность и экологические характеристики бинарной установки в составе ГеоЭС комбинированного цикла. В качестве рабочего тела рассмотрены следующие группы органических веществ: нетоксичные пожаро- и взрывобезопасные (группа I), низкотоксичные пожаро- и взрывобезопасные (группа II), нетоксичные пожароопасные (группа III), низкотоксичные пожаро- и взрывоопасные (группа IV). На примерах использования в качестве рабочего тела циклобутана и октафторпропана показаны характерные зависимости влияния давления в расширителе и давления насыщения в испарителе на мощность (нетто) бинарной турбины, удельный расход геотермального сепарата на единицу установленной мощности и коэффициент полезного действия бинарного цикла и ГеоЭС в целом. Для нескольких рабочих тел установлено наличие экстремумов указанных зависимостей, которые определяют оптимальные значения мощности бинарной установки и минимальные значения удельного расхода геотермального сепарата. По результатам расчетов введены ограничения по предельно допустимым максимальным и минимальным значениям давления в бинарном контуре. Построены гистограммы расчетных значений технологических характеристик, влияющих на конструкцию и эффективность проточной части бинарной турбины. Сформирован приоритетный (по критерию наибольшей мощности нетто) перечень рабочих тел, входящих в группу экологически чистых органических веществ, для бинарной установки ГеоЭС комбинированного цикла с перегревом пара вторичного вскипания с учетом технологических ограничений. Доп.точки доступа: Борзенко, В. И.; Шипков, А. А. Имеются экземпляры в отделах: всего 1 : эн.ф. (1) Свободны: эн.ф. (1) |
Томаров, Г. В. Геотермальная комбинированная бинарная электростанция с системой перегрева пара вторичного вскипания: выбор оптимальных рабочих тел [Текст] / Г. В. Томаров, А. А. Шипков // Теплоэнергетика. - 2019. - № 11. - С. 63-71 . - ISSN 0040-3636
Рубрики: Энергетика Геоэнергетика Кл.слова (ненормированные): бинарные циклы -- бинарные электростанции -- водородно-кислородные парогенераторы -- геотермальные комбинированные электростанции -- геотермальные электростанции -- органические рабочие тела -- пароводяные смеси -- парогенераторы -- парогидротермальные источники -- пары вторичного вскипания -- расчетное моделирование -- утилизация сепарата Аннотация: Представлены результаты расчетного моделирования технологического контура ГеоЭС комбинированного бинарного цикла с двумя давлениями сепарации и перегревом пара вторичного вскипания с применением водородно-кислородного парогенератора. В качестве первичного источника тепла был принят геотермальный теплоноситель от некондиционных скважин Мутновского месторождения, а также отсепарированный пар и сбросной сепарат Мутновской ГеоЭС. Расчетные исследования показали, что применение перегрева водяного пара вторичного вскипания с использованием водородно-кислородного парогенератора обеспечивает увеличение мощности и повышение эффективности проточной части паровой турбины благодаря снижению более чем в 2 раза степени влажности пара. Кроме того, уменьшение влажности пара способствует предупреждению эрозионных повреждений рабочих лопаток последних турбинных ступеней. Приведены данные о влиянии использования различных органических веществ на эффективность и мощность бинарной установки и ГеоЭС в целом. Оптимизационные исследования показали, что наибольшие значения мощности и КПД бинарной установки, входящей в состав ГеоЭС комбинированного бинарного цикла, при наименьшем удельном расходе сепарата достигаются при использовании в качестве рабочих тел органических веществ из групп нетоксичных пожаро- и взрывобезопасных (R-31-10 и RC-318) и низкотоксичных пожаро-и взрывобезопасных (R-227ea, R-236fa, R1318 и R-134a). Установлено, что наибольшие значения мощности ГеоЭС комбинированного бинарного цикла с двумя давлениями сепарации и перегревом пара вторичного вскипания с помощью водородно-кислородного парогенератора достигаются при использовании органических рабочих тел R-31-10, R-227ea и RC-318. При этом оптимальное расчетное давление в расширителе-сепараторе, обеспечивающее наивысшую эффективность и мощность исследуемой ГеоЭС, составляет 0. 47 МПа. Предложено при решении оптимизационных задач по выбору рабочих тел бинарных установок ГеоЭС комбинированного цикла использовать многоосевые составные диаграммы относительных значений параметров и характеристик геотермальной электростанции. Приведен пример построения многоосевой составной диаграммы относительных значений параметров и характеристик ГеоЭС комбинированного бинарного цикла для рабочих тел R-290, R-31-10, R-32 и RC-318. Результаты расчетных исследований могут быть применены при проектировании новых и модернизации действующих ГеоЭС, использующих парогидротермальные источники. Доп.точки доступа: Шипков, А. А.; Мутновская ГеоЭС Имеются экземпляры в отделах: всего 1 : эн.ф. (1) Свободны: эн.ф. (1) |