tip - film. Stoga je pri izboru projektnih parametara atmosferskog zraka potrebno uzeti u obzir dopuštenost povećanja temperature vode t2 iznad izračunate iz uslova tehnološke proizvodnje, ali ograničiti period tog povećanja.

Za neke ljude kažu: talentovan vođa, dobar organizator. A šta je sadržano u ovim riječima, malo ljudi razumije. Čak su i psiholozi razvili najmanje desetak vrlo različitih teorija o ovoj temi, koje se, međutim, približavaju glavnoj stvari. Kod talentovanog lidera ističu kvalitet koji se zove harizma, drugim rečima, to je posebna volja koja vam omogućava da ujedinite ljude oko sebe. Druga je sposobnost donošenja ispravnih odluka u teškim situacijama. Treći je visok profesionalizam, a bez njega, naravno, ne bi bilo povjerenja u lidera. I, možda, najvažnija stvar je sposobnost preuzimanja odgovornosti, o čemu običan čovjek neće sanjati ni u noćnoj mori. "Tulachermet" je imao sreće u tom pogledu - među našim liderima, uglavnom, ljudi koji u potpunosti odgovaraju takvim karakteristikama. Raduje što jedan od najvažnijih proizvodnih pogona fabrike - CHPP-PVS - vodi upravo takva osoba - Vladimir Ivanovič Kvačenko. Danas je u poseti našim novinama.- Vladimire Ivanoviču, znam da je pod vašim rukovodstvom CHPP-PVS izvučena iz dekadentnog stanja. Pričaj mi o tom periodu.
- Nisam sklona da sebi pripisujem sve lovorike. Zasluga u radu koji je rađen u TEH-PVS u protekloj deceniji pripada kako menadžmentu fabrike i akcionarima, tako i samom osoblju CHEP. Od mene se tražilo da okupljam kadar jedinice, disciplinujem, postavljam zadatke i zahtijevam njihovu realizaciju. Nisam došao u CHPP-PVS kao početnik. Pre toga je 24 godine radio u Sibiru, prvo u Zapadnosibirskom metalurškom kombinatu u Novokuznjecku, zatim u Kemerovu u OAO Koks. Sve godine u energetskom sektoru prošao je faze od majstora do zamjenika šefa radionice i tehnologa. U Tulu je došao 2001. godine, imenovan je za zamjenika načelnika termoelektrane, a ubrzo i za direktora.
- Zapravo, od prvih dana učestvovali ste u obnovi proizvodnje dolaskom novog menadžmenta u Tulachermet?
- Tada su padale najveće poteškoće. Nema se šta kriti, početkom 2000-ih proizvodnja je dovedena, kako kažu, na ruku. I to ne samo u termoelektrani, već u gotovo svim pogonima elektrane. Šta je disciplina, niko nije znao, promiskuitet je cvetao, aljkavost, alkohol se gotovo otvoreno prodavao na teritoriji fabrike. Proizvodni kapacitet je bio u padu. Teritorija je bila zatrpana, putevi uništeni - jarak na jarku, napravljeno je dosta nekakvih kamiona za grijanje. Istrošenost opreme u TE je premašila 80 posto.
Bilo je potrebno mnogo truda da se preokrene stvar. Počeli su poboljšavati disciplinu, pristupili preopremanju i kao rezultat toga postigli dobre rezultate. Na primjer, prije mene je jedanaest godina građen kotao broj 8 u TEH. Postojalo je mišljenje da treba potpuno zaustaviti gradnju, demontirati kotao. Ali onda smo, nakon konsultacija sa stručnjacima, sa Rostekhnadzorom, odlučili da ga obnovimo. Izgrađen za 4 mjeseca. Želeo bih posebno da istaknem njegovo lansiranje, jer kotao obezbeđuje ne samo sopstvene potrebe fabrike, već i snabdeva toplotom Proletarski okrug. Ali upravo u Proletarskom živi mnogo metalurga.
Danas je procenat dotrajale opreme u TE-PVS smanjen na 64, što je već prihvatljivo. Iako ova brojka nije posljednja, nastavit ćemo poboljšavati pokazatelj. I cijela fabrika se tokom godina potpuno promijenila. Morao sam posjetiti metaluršku industriju u Njemačkoj. Dakle, danas Tulachermet nije inferioran u odnosu na najbolje evropske metalurške fabrike, ne samo u proizvodnji i ekološkim performansama, već i u estetici proizvodnje. Sve je popločano, popločani posvuda, travnjaci, zgrade u pristojnom stanju. Više liči na gradske ulice.
Tek posljednjih godina u TE je dosta urađeno da se eliminišu komentari ekspertize industrijske sigurnosti. Radni vek je produžen za 4 godine nakon remonta turbogeneratora br.5. Zamijenili smo zastarjele parne bajpasne parne cjevovode istog TG-5, prijenosne i dovodne cjevovode, te brzu redukcijsko-hlađenu jedinicu. Završili smo prenos tehnološke opreme sa napona 3,15 na 6 kilovolti. A to je smanjenje gubitaka u električnim krugovima i pojednostavljenje popravaka. 2009. godine pušten je u rad turbogenerator br.3 sa savremenim upravljanjem. Nedavno je počela demontaža i naknadni remont turbopunjača-1700.
- Poslani ste u druge delove fabrike i tamo ste takođe postigli uspeh.
- Tokom 10 godina imao sam priliku da prođem skoro sve glavne produkcije. Bio je šef radionice visoke peći, šef proizvodnje sinterovanja, šef proizvodnog odeljenja, zamenik direktora za kapitalnu izgradnju i direktor proizvodnje. Ali na kraju je ponovo postavljen za šefa CHPP-PVS.
- CHPP-PVS u smislu same proizvodnje kao pristojno postrojenje. Nije ni čudo što se smatra srcem Tulachermeta. Recite nam kakva je struktura vaše proizvodnje danas?
- Tokom protekle decenije, CHPP-PVS je pretrpeo određene promene u organizacionoj strukturi i kadrovskoj politici. Rotacija i optimizacija proizvodnje omogućili su smanjenje broja zaposlenih na 253 osobe. Produktivnost rada je značajno porasla. Danas tim u potpunosti obezbjeđuje elektranu i potrošače trećih strana energetskim resursima. Organizirana, da tako kažem, proizvodnja na zahtjev. Trenutno, CHPP ima četiri glavne sekcije, koje su se ranije s pravom zvale radionice. Prvi u tehnološkom lancu je hemijski. Postoji filtriranje, bistrenje, omekšavanje, desalinizacija vode. Predvodi ga vrlo iskusan specijalista - Galina Vasilievna Bodrova. Struktura lokacije uključuje laboratoriju za hemijske analize, laboratoriju ulja i ekspres laboratoriju. Ovom farmom komanduje Elena Vladimirovna Spiridonova. Sljedeća je kotlarnica. Ovdje su ugrađeni energetski kotlovi: toplovodni kotlovi, kotlovi srednjeg i visokog pritiska. Rukovodilac lokacije je Mihail Aleksandrovič Rumjancev, stariji poslovođa je Aleksandar Jevgenijevič Romanov. Obojica su visokoprofesionalni radnici. Turbinski dio nije ništa manje važan. Ovdje se odvija proizvodnja električne energije, duvaljke, kompresori i generatori rade u strojarnici. Na čelu je Valerij Aleksandrovič Terehov, bivši oficir podmornice. I, na kraju, elektro dionica, gdje se vrši distribucija i mjerenje električne energije, sinhronizacija struje sa vanjskim mrežama, kontrola i upravljanje radom generatora i transformatora. Na njenom čelu je jedan od najiskusnijih električara Tulachermeta, Nikolaj Ivanovič Sašilin.
- Kažu da ste strogi vođa. Slikovito rečeno, da bi gvožđe dobro funkcionisalo, ljudi moraju biti i gvožđe?
- Metalurgija je metalurgija. To je slično vojnoj proizvodnji. Disciplina mora biti gvozdena. Od toga svi imaju koristi, pa i savjesni radnik. Ali u isto vrijeme, ne možete zavrnuti matice do kraja. Treba da postoji ohrabrenje, a tu je bitna ne samo lepa reč, već, pre svega, dobra plata.
- Vjerovatno se već vide izgledi za razvoj CHP-PVS u narednim godinama?
- Ove godine namjeravamo završiti remont turbopunjača TK-1700, već smo počeli demontažu temelja, nova oprema čeka u magacinu. Pored toga, počeli smo da ispitujemo temelje generatora br. 2. Planirano projektovanje i postavljanje temelja. Može se reći i o predstojećoj velikoj renovaciji glavne zgrade TE. U ove svrhe, uprava fabrike izdvojila je 11 miliona rubalja. Dalji planovi: zamena dva kotla srednjeg pritiska koji su iscrpeli resurse - pregled za obnovu mora da se radi svake godine. Ovo je veoma važan sektor proizvodnje, koji obezbeđuje energiju za duvaljke.
- Sretno tebi i tvojoj ekipi.

Aleksandr Kuznjecov.

Sažetak disertacije na temu "Poboljšanje efikasnosti CHPP-PVS metalurškog postrojenja kada se koriste postrojenja sa kombinovanim ciklusom"

Kao rukopis

YAVOROVSKY YURIY VIKTOROVYCH

POVEĆANJE EFIKASNOSTI CHP-PVA METALURŠKE KOMPANIJE KORIŠTENJEM KOMBINOVANOG PLINSKOG POSTROJENJA

Specijalitet 05.14.04. - Industrijska toplotna energija

Moskva - 2007

Rad je izveden na Katedri za industrijske toplotne i energetske sisteme (PTS) Moskovskog energetskog instituta (Tehnički univerzitet).

Supervizor:

Doktor tehničkih nauka, profesor Galaktionov Valery Vitalievich

Zvanični protivnici:

Doktor tehničkih nauka, profesor Sergijevski Eduard Dmitrijevič

Doktor tehničkih nauka, profesor Okhotin Aleksandar Sergejevič

Vodeća organizacija

AD "Udruženje VNIPIenergoprom"

Odbrana će se održati 16. marta 2007. godine u 15:30 sati na sastanku disertacijskog vijeća D 212.157.10 u Moskovskom elektroenergetskom institutu (Tehnički univerzitet) na adresi: Moskva, ul. Krasnokazarmennaya 17, soba. G-406.

Disertacija se može naći u biblioteci Moskovskog energetskog instituta (Tehnički univerzitet).

naučni sekretar

disertacijsko vijeće D 212.157.10 ---

Kandidat tehničkih nauka, vanredni profesor Popov S.K.

OPŠTI OPIS RADA

Hitnost problema. Jedan od najhitnijih problema u crnoj metalurgiji je povećanje energetske efikasnosti i ekološke prihvatljivosti proizvodnje u metalurškim preduzećima. Sa postepenim povećanjem cijena goriva i energenata, potrošnja energije u proizvodnji čelika postaje sve značajniji faktor. Velika metalurška fabrika punog ciklusa može imati kapacitet od oko 10 miliona tona čelika godišnje i potrošiti ogromnu količinu goriva - više od 10 miliona tona ekvivalenta goriva. u godini. U zemlji u cjelini, preduzeća crne metalurgije troše oko 15% svih proizvedenih prirodnih goriva i više od 12% električne energije. Udio preduzeća crne metalurgije u ukupnom obimu industrijske proizvodnje Ruske Federacije je značajna vrijednost - više od 12%.

Prema procjenama dostupnim u literaturi, potencijal uštede energije ruskih metalurških preduzeća je 20-30%. Učešće otkupljenih energenata – uglja, koksa, prirodnog gasa i električne energije – u strukturi cene valjanih proizvoda iznosi 30-50%, što ukazuje na visoku energetsku intenzivnost proizvodnje. Značajne uštede energije mogu se postići, prije svega, racionalnom konstrukcijom i optimizacijom bilansa goriva i energije metalurškog postrojenja, kao i optimizacijom korištenja energije u pojedinačnim tehnološkim procesima.

CHPP-PVS čeličane kompenzuje neravnotežu proizvodne pare, a istovremeno koristi unutrašnje sagoreve energetske resurse (VGER) i obezbeđuje proizvodnju određenih količina komprimovanog vazduha, toplote i električne energije, odnosno predstavlja najvažniju kariku. čime se zatvara bilans goriva i energije čeličane za ove energente. Stoga, pitanja optimizacije korišćenja energije u pojedinačnim tehnološkim procesima treba posmatrati u zbiru i uključiti pitanja koja se odnose na energiju preduzeća.

Za rješavanje ovih problema potrebno je koristiti sistemsku analizu energetsko-tehnološkog kompleksa metalurškog postrojenja, koji je složen sistem.

U mnogim metalurškim postrojenjima, oprema CHP-PVS je fizički i moralno zastarjela, te je stoga potrebno izvršiti njeno tehničko preopremanje, korištenjem savremene ili razvojne nove elektroenergetske opreme.

Povećanje ekonomičnosti goriva i energetskih resursa, smanjenje emisija štetnih materija i gasova staklene bašte, a samim tim i povećanje ekonomske efikasnosti metalurškog postrojenja, razvojem optimalnih kola i parametarskih rešenja za CHP-PVS baziranu na CCGT i povezivanje goriva i energetski bilans metalurškog kombinata je veoma hitan zadatak.

Cilj. Svrha rada disertacije je povećanje efikasnosti CHP-PVS-a na osnovu razvoja i odabira optimalnih kolo-parametarskih rješenja za CHP-PVS na bazi PTU-a u sprezi sa bilansom goriva i energije cjelokupnog metalurškog postrojenja.

Za postizanje ovog cilja potrebno je:

Razviti matematički model CHPP-PVS, uključujući model STU (GTP) na VGER-u, model parne turbine CHPP-PVS, koji omogućava proračun i optimizaciju šema i parametara CHP-PVS, uzimajući u obzir kompletan bilans goriva i energije cijele čeličane;

Razviti metodu za procjenu optimalnih područja primjene strukovnih i plinskih turbina, strukovnih i termoelektrana koje rade na VGER-u metalurškog kombinata;

Razviti alat za izbor optimalne strategije za razvoj CHPP-SWS na osnovu matematičkih modela i metoda, uzimajući u obzir potpuni bilans goriva i energije željezare.

Naučna novina rada je sljedeća:

1. Razvijen je jedinstveni matematički model CHPP-PVS, uključujući model PTU na VGER, model parne turbine CHPP i PVA, koji omogućava proračun i optimizaciju šema i parametara CHP -PVS, uzimajući u obzir puni bilans goriva i energije željezare.

2. Dobivene su karakteristike CCGT-a sa kotlom na otpadnu toplotu (CCGT-KU) koji radi na VGER-u čeličane, te je utvrđeno da kod istih početnih parametara GTP-a na njihove karakteristike utiče zapreminski sadržaj. CO, H2, COg, CH4, H20, 02, N2 u gorivu (prema stepenu opadajućeg uticaja).

3. Identifikovane su grupe niskokaloričnih i visokokaloričnih mešavina VGER-a sa karakterističnim svojstvima koja određuju parametre i dizajn kola GTU i CCGT koji rade na VGER-u.

4. Dobijeni su uslovi za zamjenjivost VGER-a za CCP-KU i pokazano je da u zavisnosti od sastava goriva VGER GTU-a (CCP), njegov agregat i realizacija kola treba da budu različiti. Za grupu niskokaloričnih mešavina (do 12 MJ/m3) na bazi visokih peći, konvertorskih i prirodnih gasova treba koristiti dinamički gasnoturbinski kompresor goriva; za grupu visokokaloričnih mješavina (više od 17 MJ/m3) na bazi koksne peći i prirodnih plinova - kompresor goriva GTU pozitivne zapremine.

5. Teoretski je utvrđeno da je za zadatke povećanja samo električne snage optimalno koristiti CCGT, za zadatke zamjene opreme sa visokim udjelom grijnog opterećenja - PTU, za zadatke zamjene opreme sa povećanjem električne energije i sa visokim udjelom proizvodnog toplinskog opterećenja - kombinacija PTU i GTP (IPP) na VGER metalurške tvornice, ovisno o proizvodnoj strukturi željezare.

6. Utvrđeno je da, u zavisnosti od parametara snabdevanja toplotom, postoje različite optimalne oblasti primene na CHP-PVS metalurškog kombinata PTU-CHP (pri niskim toplotnim opterećenjima) i GTU-CHP (pri velikoj pari). opterećenje) koji rade na VGER gorivima.

Praktična vrijednost rada leži u činjenici da metode koje su u njemu razvijene i njegovi rezultati omogućavaju rješavanje složenog problema formiranja energetske strategije za metaluršku industriju. Razvijena tehnika može se koristiti u tehničkom preopremanju i modernizaciji CHP-PVS metalurških postrojenja u Rusiji i zemljama ZND.

Pouzdanost i valjanost rezultata rada zaslužna je primenom savremenih metoda termodinamičke analize, proverenim metodama matematičkog modeliranja, pouzdanim i proverenim metodama sistemskih istraživanja u industrijskoj toplotnoj tehnici, upotrebom široko rasprostranjenih metoda za proračun toplote. i energetskih jedinica i pouzdanih referentnih podataka, upoređujući dobijene teorijske rezultate sa podacima drugih autora i podacima dobijenim tokom energetskog pregleda toplotno-energetskih sistema metalurške industrije.

Razvijena metodologija)“ i optimizacijski matematički model za proračun parametara i kružnih rješenja CHPP-PVS, uključujući plinsku turbinsku jedinicu i CCGT-VGER, integrisan u optimizacijski matematički model metalurškog postrojenja;

Rezultati računskih studija karakteristika i pokazatelja energetske efikasnosti kombinovanih i gasnoturbinskih postrojenja koja rade na VGER-u metalurškog postrojenja, odražavajući njihove karakteristike u poređenju sa postrojenjima prirodnog gasa;

Rezultati studija optimizacije strukture CHP-PVS, uključujući GTU- i CCGT-VGER, uzimajući u obzir puni bilans goriva i energije metalurškog postrojenja.

U razvoju metodologije i optimizacijskog matematičkog modela za CHP-PVS, uključujući GTU- i CCGT-VGER, integrisan u optimizacijski matematički model metalurškog postrojenja;

U izvođenju računskih studija karakteristika i pokazatelja energetske efikasnosti par-gas i

gasne turbine koje rade na VGER-u metalurškog kombinata;

U izvođenju optimizacijskih studija strukture izvora energije metalurškog postrojenja, izgrađenog na bazi tradicionalne parne turbine, kao i plinske turbine i opreme s kombinovanim ciklusom, uzimajući u obzir potpuni bilans goriva i energije metalurškog postrojenja .

Provjera i publikacije. Rezultati rada predstavljeni su na VIII-XII Međunarodnim naučnim i tehničkim konferencijama studenata i diplomiranih studenata "Radioelektronika, elektrotehnika i energija" (Moskva, 2002-2006), II i III Sveruske škole-seminari mladih naučnika i specijalisti "Ušteda energije - teorija i praksa" (Moskva, 2004. i 2006.), III Međunarodna naučna i praktična konferencija "Metalurško toplotno inženjerstvo: istorija, sadašnje stanje, budućnost" (Moskva, MISiS, 2006.), na tehničkim sastancima OJSC " Kosogorsk metalurški kombinat“ (avgust 2003.) i OAO Severstal (mart 2004. i oktobar 2006.).

Struktura i obim posla. Disertacija se sastoji od uvoda, 4 poglavlja i zaključka i popisa korištenih izvora. Rad je predstavljen na 167 stranica kucanog teksta, sadrži 70 slika, 9 tabela. Spisak korištenih izvora sastoji se od 136 stavki.

U uvodu se obrazlaže relevantnost teme i praktična vrijednost rada, te daju njegove opšte karakteristike.

Prvo poglavlje daje pregled i analizu naučne i tehničke literature. Dat je opis poznatih radova iz oblasti sistemske analize metalurške industrije. Pokazano je da je proučavanje ovakvih sistema moguće na osnovu upotrebe nelinearnih matematičkih modela i daje dobre rezultate. Osnova za proučavanje funkcionisanja ovakvih sistema i njihovih elemenata u međusobnoj povezanosti je izgradnja kompletnog gorivnog i energetskog bilansa čitavog metalurškog pogona. Pokazano je da je fokus matematičkog modela na rješavanju optimizacijskih problema važan uslov za uspješnu implementaciju ovakvih studija. Provedena je analiza publikacija posvećenih matematičkom opisu karakteristika industrijske CHP opreme i konstrukciji njenog matematičkog modela. Pod uslovom

pregled radova posvećenih metodama za određivanje optimalne strukture i profila opreme, toplotne i električne snage parne turbine industrijske kogeneracije. Izvršena je analiza različitih tipova shema postrojenja sa kombinovanim ciklusom, upoređivanje energetskih i ekonomskih pokazatelja opreme parne turbine i opreme sa kombinovanim ciklusom (gasne turbine), a karakteristike metoda za proračun parametara PTU su primetio. Zaključeno je da je potrebno provesti sveobuhvatnu studiju o izvodljivosti korištenja CCGT-a i GTU-a kao opreme za proizvodnju električne energije na CHP-PVS metalurškog postrojenja.

Prvo poglavlje završava se formulisanjem svrhe studije i zadataka koje je potrebno riješiti da bi se cilj postigao.

Unos početnih podataka Sastav gasa u Parametri za proračun nazivnog režima gasne turbine

Proračun telofizičkih svojstava mješavine goriva Početni

aproksimacija ay _ i gasovi

potrošnja goriva)

Proračun zračnog kompresora Proračun kompresora goriva

Proračun materijalnog bilansa 1 sagorijevanje Proračun rada turbine) bez hlađenja [

Određivanje protoka gasa u komoru za sagorevanje, potrošnja goriva, efikasnost GTU i

proračunski prolaz 1-1

Proračun rashladnog sistema na nominalnom ray.ime

proračunski prolaz 1=2

Proračun promjene otpora "kotla hladnjaka u projektnom modu

Sačuvajte rezultate proračuna nominalnog načina rada, 1=1+1

„Proračun sistema za hlađenje gasne turbine u projektovanom režimu, preračunavanje karakteristika gasne turbine, uzimajući u obzir sistem hlađenja. Određivanje sastava, protoka i temperature gasova na izlazu iz hlađene gasne turbine.

Unos početnih podataka Sastav gasova Protok, temperatura gasova Određivanje termofizičkih svojstava gasova Početna aproksimacija protoka proizvedene pare

Proračun šatora gasne turbine. Određivanje udjela potrošnje gasa za proizvodnju

"energetski" par __♦______

Toplotni proračun kotla na otpadnu toplinu |

Određivanje protoka I

"energetska" para sa;

dati parametri:

Protok pare je jednak početnoj aproksimaciji

Rafiniranje potrošnje pare

Proračun termičke sheme CCGT parne turbine

Određivanje termodinamičkih svojstava vode i pare ■

Termički proračun otpadne vode, Određivanje protoka I

tetifikacija (tehnološka) uparujem sa specificiranim parametrima "

Slika 1. Uvećani blok dijagram matematičkog modela CCGT-VGER. Drugo poglavlje disertacije posvećeno je razvoju

optimizacija nelinearnih matematičkih modela za proračun indikatora GTU- i CCGT-VGER, fokusirana na proračun instalacija koje rade na interne gorive energetske resurse (VGER) metalurškog postrojenja. Naglašena je optimizacijska ideologija ovakvih modela.

Dat je opis univerzalnog matematičkog modela CHP-PVS-EVS baziranog na parnoj turbini, gasnoj turbini i opremi kombinovanog ciklusa. Dat je opis metode i strukture njegove integracije u opći optimizacijski nelinearni matematički model metalurškog postrojenja, implementiran u softversko-informacionom sistemu OptiMet.

Integracija matematičkog modela CHP-PVS, koji uključuje CCGT-VGER, plinsku turbinsku jedinicu i opremu parne turbine, u matematički model metalurškog postrojenja izvedena je prema sljedećoj shemi:

dE ^ / Gya * "7, Kda, Pkkp, L

vig ^ y ^ W1at)

d> tehnologija _ pKHP, pLgDP, gzStPl + rProk t> ostalo

VGER ~ VGER VGER VGER VGER VGER t>TPP _ pE t>tehnologija ° VGER ~ p VGER 13 VGER

QI /■[ UST K gtKKP gt iznajmljivanje t-g-ostalo |

VTER "J [^ koks > 11 OKG > 11 SIO + KU" 11 SIO + KU)

(LTES _P1 PE)_S) LTU-CHPP, PPGU (GTUUTETS

Votp ~ V MK U< ВТЭР ^ВТЭР 1~к<отп + Ус

T.TES _ G (rTES P2 13 SG ~ J V3 VGER ""s

^ "HE _ cTPP + dTPP \u003d% PTU - CHPP + dCPP (GTU) - CHP VGER" str

t>b _ t> tehnologija, r HE SG ~ SG SG

■^TPP _ ^¡fTES rGES G^PTU-CHP + ^PGU(GTU)-CHP

EVER _ A0E Pdp) ~ J K<ВТЭР>11 GUBT I

2oes _ -ikad

Vmk \u003d V ug _ shimm + ^PG + ■ E0ES -> kom

u! \u003d uP1U [vPTU-CHPP ^ + uLtGTU) (rPP "(PUu CHPP) + ug,

31 "= TsSh" V + TsPG-V * + Tsee.Eoes

MK ^ush y? shchit ^ PG m MK

gdje je V1Vger izlaz VGER-a (visoki, koks, konverterski plinovi), koji je u funkciji režimskih, strukturnih i tehnoloških parametara metalurške industrije; VKhP potrošnja uglja

punjenje; Kdp - potrošnja koksa u visokoj peći; pkkp - performanse

proizvodnja kiseonika-konvertera; V^ryugia - potrošnja VGER-a za tehnologiju; W^p - potrošnja WHER od strane toplotnog sistema; O ^ ^ "C - opskrba toplinom iz toplotnog i elektroenergetskog sistema metalurškog kombinata; -

potreba metalurškog postrojenja za toplotom; 0 ~ vter ~ interni izvori toplinske energije (VTER) čeličane; 0_shp~CHP - opskrba toplinom iz parnih turbinskih agregata CHPP Željezare; - odmor

toplota iz parno-gasnih (gas-turbinskih) instalacija CHPP Željezare; V™s - potrošnja prirodnog gasa u termoenergetskom sistemu (TE); Blf.jp - VGER resurs za TE; WES - potrošnja goriva po toplotnom i elektroenergetskom sistemu; V";! G - potrošnja prirodnog gasa u metalurškom kombinatu; dmjatkgsh. Potrošnja prirodnog gasa za tehnološke

proizvodnja; Etes - proizvodnja električne energije iz termoenergetskog sistema; Eoes - vrijednost potrošnje električne energije izvana; ukupne potrebe čeličane za električnom energijom; Eper - električna energija koju proizvode elektrana za povrat topline (TUES) i GUBT. Oznake proizvodnje: KKHG1 - koks-hemijska, AGDP - sinterovanje, StPl - proizvodnja čelika, Valjanje - valjanje, USTK - instalacije za suvo gašenje koksa, KKP - proizvodnja kiseonika-konvertera. Ostale oznake: B - potrošnja standardnog goriva, V - emisije štetnih materija, C - cijena energetskog resursa, P - produktivnost, 0 - toplina, E - električna energija, b - specifična potrošnja standardnog goriva.

Daje se obrazloženje izbora i primene metode optimizacije, kao i kratak opis primenjene kombinovane metode optimizacije OBI). Dat je opis ciljnih funkcija koje se koriste u optimizacijskim proračunima: minimum redukovanih resursa goriva i energije u metalurškom postrojenju, minimum

trošak troškova za kupljene izvore goriva i energije

plus šteta od štetnih emisija £3, kao i ekonomski kriterij,

uključujući s£ i uzimajući u obzir razlike u kapitalnim troškovima u raznim

vrste energetske opreme.

U trećem poglavlju, na osnovu predloženog matematičkog modela, izvršeno je računsko-teorijsko proučavanje karakteristika gasnoturbinskih i kombinovanih postrojenja koja rade na VGER-u metalurškog postrojenja.

Razmatran je rad na visokopećnim, koksnim, konverterskim gasovima i njihovim mešavinama, izvršeno je poređenje sa performansama gasnih turbina koje rade na prirodni gas, prikazana je značajna razlika između njihovih karakteristika i karakteristika gasnih turbina koje rade na prirodni gas.

U slučaju korišćenja VGER-a sa relativno niskom kalorijskom vrednošću (visoki i konverterski gas), prelazak na više početne temperature ispred turbine (iznad 1200°C) ne dovodi do značajnog povećanja efikasnosti GTP-a. , a počevši od temperatura oko 1300°C uočava se čak i njegov pad.

Efikasnost GTU, neto

prirodni gas koksni gas

konverter gas

Fig.2. Učinkovitost plinske turbine jednostavnog ciklusa pri radu na različitim plinovima VGER-a i na istoj temperaturi prije

gasna turbina.

1000 stepeni C -1200 stepeni C -1400 stepeni C -1600 stepeni C

Stepen povećanja pritiska u GTU kompresoru

Fig.3. Zavisnost neto električne efikasnosti GTP-a od početnih parametara ciklusa pri radu na visokopećni gas.

Glavni razlozi za razliku u karakteristikama plinskih turbina koje rade na različita goriva su sljedeći:

Razlika u termofizičkim i termodinamičkim svojstvima plinova koji čine mješavinu goriva za plinske turbine. Entalpija, plinska konstanta, adijabatski eksponent plinova koji čine mješavinu goriva

značajno razlikuju jedno od drugog. Ovo, kao i različita dinamika zavisnosti ovih vrednosti od temperature, dovodi do razlike u radu kompresije gasa u kompresoru i temperaturama gasa na izlazu iz kompresora. Time se utiče na toplotni bilans komore za sagorevanje gasne turbine (potrebno snabdevanje toplotom goriva), a samim tim i na potrošnju goriva u gasnoj turbini.

Različiti sastav produkata sagorevanja koji ulaze u turbinu gasne turbine tokom sagorevanja goriva različitog sastava utiče na rad gasne turbine. Međutim, kako pokazuju proračuni, ovaj efekat je relativno mali, jer, bez obzira na sastav goriva i parametre gasne turbine, dominantna komponenta produkata sagorevanja je azot (72-75%). Za plinske turbine s visokim temperaturama ispred turbine, sadržaj dušika je manji. Ukupni sadržaj kisika, ugljičnog dioksida i kisika u produktima sagorijevanja varira unutar preostalog (25-28%).

U zavisnosti od vrste goriva koje se koristi u gasnoj turbini, kao i njenih parametara, odnos zapreminskog protoka goriva i zapreminskog protoka vazduha varira u širokom rasponu: od 0,03 za prirodni gas do 0,40,5 za gas iz visokih peći.

Ovisno o sastavu mješavine goriva, GTP će imati različite omjere unutrašnjih kapaciteta i protoka plina za kompresore zraka i goriva pri istoj električnoj snazi ​​GTP-a.

S tim u vezi, tradicionalno uključivanje snage kompresora dopunskog goriva u vrijednost vlastitih potreba, utvrđeno u %, u ovom slučaju nije primjenjivo. Budući da snaga kompresora goriva i zraka G "TU-VGER" jako ovisi o sastavu mješavine goriva, korisni rad Lpo je određen sljedećim izrazom (u slučaju rasporeda s jednom osovinom).

^pod = ^T ~ >

gdje je 1.t unutrašnji rad gasne turbine GTU; 2Hk je ukupan unutrašnji rad kompresora za vazduh i gorivo (kompresora) GTU-a.

Rad na mješavinama goriva različitih sastava iz VGER plinova može dovesti do značajnih razlika u agregatnoj implementaciji GTP. Tehnički je teško stvoriti univerzalni GTU koji radi na mješavini goriva bilo kojeg sastava uz održavanje konzistentno visoke energetske i ekološke performanse i sposobnost kontrole snage. Omjer zraka i goriva za različite mješavine goriva razlikuje se i do 20 puta. Zbog toga se plinska turbina i postrojenja s kombiniranim ciklusom koji koriste VGER mogu projektirati samo za određene mješavine goriva.

U gasnim turbinama koje rade na VGER gorivima, često je potrebna upotreba dinamičkih kompresora goriva (turbokompresora). To je zbog činjenice da zapreminska potrošnja goriva u takvim plinskim turbinama može biti

desetine puta veći nego kod plinskih turbina koje koriste prirodni plin, sa istom električnom snagom.

¿500 £400 "300 200 100 0

33% 32% 31% 30%

prirodni gas

konverter gas

visokopećni gas

Fig.4. Gas

konstanta VGER mješavine goriva R, kJ/(kg K).

5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 30.000 35.000 40.000 Donja toplota sagorevanja goriva, kJ/nm3

prirodni gaa /

^ \ konverterski plin ^ plin iz visoke peći

Sl.5. Učinkovitost GTP-a pri radu na različitim gorivnim mješavinama plinova VGER.

0 6000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 Niska toplotna vrijednost goriva, kJ/nm3

Za mješavine goriva niske kalorijske vrijednosti od 5000–10000 kJ/m3 (isključujući mješavine plinova iz visokih peći i koksnih peći), plinska konstanta varira u malom rasponu od 270–310 J/(kg K). Ovo omogućava formiranje mešavine goriva za gasne turbine od VGER gasova i prirodnog gasa (isključujući koksni gas) sa zadatom toplotnom vrednošću u cilju njihovog međusobnog redundantnosti. U ovom slučaju, utjecaj na karakteristike kompresora goriva bit će minimalan.

Zapreminski sadržaj kiseonika u izduvnim gasovima gasnih turbina sa istim početnim parametrima koje rade na različitim mešavinama goriva variraće u širokom opsegu (za 3-4%). Budući da se sadržaj kiseonika tokom rada gasne turbine na visokopećnom gasu naglo smanjuje, postoje tehnička ograničenja za rad ispusnih krugova CCGT-a i iskorišćenih kola CCGT-a sa naknadnim sagorevanjem. Kada rade na visokopećni gas, njihova efikasnost je znatno smanjena.

Fig.6. Volumetrijski

sagorevanje goriva D - visokopećni gas, K - koksni gas, KH - konverterski gas, Pr - prirodni gas.

10.000 15.000 20.000 25.000 30.000 35.000 Kalorična vrijednost goriva, kJ/nm3

Proračuni su pokazali da postoji objektivna ovisnost električne efikasnosti parnog plinskog postrojenja sa shemom korištenja o sastavu mješavine goriva, na kojoj GTU radi kao dio postrojenja s kombinovanim ciklusom. Štaviše, odnos snage parne turbine i gasne turbine CCGT-a varira u zavisnosti od sastava mešavine goriva. Kada se radi na VGER-u sa niskom kalorijskom vrijednošću, udio snage parne turbine CCGT-a je veći.

Fig.7. Efikasnost CCGT-a pri radu na različitim gorivnim mešavinama gasova VGER.

O 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 Kalorična vrijednost, kJ/nm3

U zavisnosti od početnih parametara gasa ispred GTP turbine, električna efikasnost CCGT jedinice se razlikuje za 1–3% (aps.) pri radu na različitim mešavinama VGER-a. Velika razlika je za veće parametre gasne turbine. Efikasnost CCGT-KU koji radi na mešavini niskokaloričnih gasova - visoke peći i konvertera - praktično se ne menja kada se ovi gasovi pomešaju u bilo kom odnosu.

Četvrto poglavlje analizira strukturu bilansa goriva i energije ruskih i stranih metalurških postrojenja i pogona.

Na osnovu informaciono-analitičkog sistema "Optimet" zajedno sa I.A. Sultanguzin i A.P. Yashin je razvio matematički model prosječne metalurške fabrike sa tehnološkom strukturom karakterističnom za većinu ruskih metalurških postrojenja i

energetski bilans, koji integriše matematički model koji je razvio autor univerzalne CHPP-PVS bazirane na parnoj turbini, gasnoj turbini i opremi kombinovanog ciklusa. Dat je kratak opis matematičkog modela prosječne metalurške tvornice u čijoj je izradi aktivno sudjelovao autor. Prema strukturi proizvodnje valjanih proizvoda u prosječnoj metalurškoj fabrici (UMK), za osnovu je uzeto referentno postrojenje punog ciklusa Međunarodnog instituta za crnu metalurgiju. Struktura potrošnje kupljenih goriva i energenata u UMK sa velikim učešćem prirodnog gasa (28% ukupne potrošnje energenata) i električne energije (50% potražnje za električnom energijom) tipična je za većinu ruskih metalurških kombinata.

Na matematičkom modelu prosječne čeličane izvršeni su proračuni za sljedeće opcije proširenja CHP-PVS:

1. PTU kondenzacionog tipa električne snage 220 MW. Gorivo - prirodni plin. Ova verzija PTU-a može biti izgrađena na bazi licenciranog ruskog GTE-160 (JIM3 - Siemens V94.2).

2. STU kondenzacionog tipa električne snage 160 MW. Gorivo - visokopećni gas.

3. Domaća parnoturbinska jedinica K-160 kondenzacionog tipa električne snage 160 MW. Gorivo - prirodni plin.

4. GTU-CHPP električne snage 52 MW. Gorivo - prirodni plin. Jedinica se može izgraditi na bazi dokazanog i pouzdanog Alstom GT-8C GTU.

5. PTU-CHPP električne snage 140 MW. Gorivo - prirodni plin. PTU se može izgraditi na bazi ruskog GTU-110.

6. PTU kondenzacionog tipa električne snage 53 MW. Gorivo - konverter gas.

7. GTU-CHPP električne snage 35 MW. Gorivo - konverter gas.

Rice. 8. Ušteda novca na kupljenim energentima (prirodni gas i električna energija) za različite opcije razvoja sistema snabdevanja energijom.

Rice. 9 Smanjenje potrošnje energije topionice za različite opcije razvoja sistema za snabdevanje energijom

8. Parnoturbinsko postrojenje kondenzacionog tipa električne snage 30 MW. Toplieo - konverter gasa.

Uz pomoć gornje metode proračuna-otvaranja moguće je razmotriti primarne opcije, ali samo ograničen broj njih. Formulacija, matematički opis i rješenje problema optimizacije su za red veličine složeniji. Ali samo on omogućava pronalaženje zaista optimalne strukture energetskih kapaciteta metalurškog postrojenja u skladu sa izabranom ciljnom funkcijom i postojećim tehničkim ograničenjima.

Zatim se formuliše problem kolo-parametarske optimizacije izvora energije čeličane prema kriterijumima za minimiziranje potrošnje smanjenih gorivnih i energetskih resursa i troškova nabavljenih energenata i energenata. Provedena je shema-parametrijska optimizacija parne turbine CHPP-PVA, prikazane su kontradikcije u rješavanju problema optimizacije za ove ciljne funkcije.

Na osnovu kriterija minimalne potrošnje navedenih gorivnih i energetskih resursa, optimalno rješenje bi bilo proizvodnju električne energije u vlastitoj termoelektrani sa velikim udjelom proizvodnje toplinske energije. Ostatak električne energije će se kupovati iz mreže. Za kriterij troškova nabavljenih energenata i energenata, naprotiv, optimalno rješenje će biti maksimalno moguća vlastita proizvodnja električne energije.

Kako je analiza pokazala, s obzirom na sadašnji odnos cijena prirodnog plina i električne energije, to će biti ekonomski opravdano i za termodinamički najneefikasnije metode proizvodnje električne energije.

Provedena je analiza stabilnosti rješenja prema predviđenoj promjeni cijena kupljenih energenata – električne energije i prirodnog plina. Analiza je pokazala da je granični odnos cijena gasa i električne energije, pri kojem i dalje dolazi do smanjenja cijene goriva i energetskih resursa uz povećanje proizvodnje električne energije, za UMK parnu turbinu CHP prosječnih parametara oko 2.

koji uključuje GTU i CCGT-VGER. Stepen uticaja različitih optimizovanih varijabli na rezultat rešenja može značajno da varira, kao što je prikazano na Sl.10.

> Udio električne energije GTU "Zima";

I Udio električne energije GTU | Leto I

L-Udio toplinske snage kotlova >

CHP-PVS Winter -X "Udio toplotne snage kotlova | CHP-PVS Summer I

W Udio plinske topline GTU u CHP | energetski parametri Zima -♦-Udio toplote GTU gasova u CHP!

energetski parametri Ljeto

Udio konvertorskog plina kod plinskih turbina! Ljeto

Stepen upotrebe (

konvertorski plinovi u CCC -O-Udio visokopećnog plina u [TU Zima "

O-Udio visokopećnog plina u GTU Leto

Rice. 10. Utjecaj optimiziranih varijabli na funkciju cilja

Utvrđeno je da u prisutnosti ograničenja kao što su nejednakosti (na primjer, za snabdijevanje električnom energijom iz vlastite CHPP željezare u energetski sistem), ciljna funkcija cijene nabavljenih energenata i energenata ima nekoliko lokalnih optimala. . Da bi se smanjio obim proračuna, predlaže se izdvajanje varijabli sa snažnim utjecajem s monotonim efektom na funkciju cilja, te u prvoj fazi pretrage optimizirati za ovaj ograničeni broj varijabli. U drugoj fazi pretrage, manje značajne optimizovane varijable se dodatno uključuju u problem optimizacije. Potraga za globalnim optimalnim rješenjem temelji se na višestrukoj lokalnoj potrazi za optimima iz skupa početnih tačaka u prihvatljivom području rješenja. Uz veliki broj ravnomjerno raspoređenih početnih tačaka pretraživanja, može se s velikom vjerovatnoćom tvrditi da će se pronaći globalni optimum.

Za CHP-PVS, koji uključuje CCGT-VGER, rezultat optimizacije prema kriterijumima: „minimalna potrošnja smanjenih goriva i energenata“ i „troškovi nabavljenih energenata i energenata“ je gotovo identičan. Odnosno, upotreba CCGT-VGER zapravo "pomiruje" ove kriterijume.

Rezultati analize stabilnosti rješenja sa predviđenom promjenom cijena za nabavljene energente - električnu energiju i prirodni plin - pokazuju da rješenje optimizacijskog problema ima veliku marginu stabilnosti. Granični odnos cijena gasa i električne energije, pri kojem i dalje postoji smanjenje troškova goriva i energetskih resursa sa povećanjem proizvodnje električne energije, za UMK CHPP sa opremom za kombinovani ciklus je oko 3.

Promijenite postavke sa sredine na ivice

kupljeni ugalj

prirodni gas |

visoke peći 17"

1005 1 cowpers

BILANS GORIVA I ENERGIJE METALURŠKOG KOMPANIJA, POTROŠNJA FER-a - 7 473,8 HILJADA. T UL.

GRIJANJE CCGT VMIN->ZMIN (OPTIMALNI BILANS)

KUPLJENI ENERGETSKI RESURSI URSY; UGLJEN 6,006,6 kt PRIRODNI PLIN 1,929,5 MHM ELEKTRIČNA ENERGIJA 52,1 MH KW*H

PRIPREMA UGLJA

NOV TECHN.

baterije koksne peći 4097

Separation BLOCKS

17.u kiseoniku

koksni gas

visokopećni gas

BLAST GAS

grad-20.8 grad-133 || jedan

Rice. jedan!. Optimalni balans goriva i energije (kriterijum - minimalni trošak goriva i energetskih resursa).

Tabela 1. Rezultati optimizacije za CHPP-PVS sa CCGT-VGER.

Parametar Početna varijanta Parna turbina CHP Optimizacija po kriterijumu minimalne cene nabavljenih goriva i energenata Optimizacija po kriterijumu minimalne potrošnje goriva i energenata Optimizacija po kriterijumu minimalne cene nabavljenih goriva i energenata

Potrošnja smanjenih resursa goriva i energije, hiljada toe. 8362 8502 7464 7474

Ušteda smanjenih resursa goriva i energije u odnosu na originalnu verziju, hiljadu toe. -141 898 888

Uštede troškova za kupovinu goriva i energenata, miliona rubalja - 1124 2071 2073

Potrošnja prirodnog gasa, milion m3 1986 2838 - 1923 1929

Troškovi za kupovinu prirodnog gasa, miliona rubalja 2200 3143 2130 2137

Udio vlastite proizvodnje električne energije,% 51% 100% 99% 99%

Troškovi za kupovinu električne energije, miliona rubalja 2019. 0 54,3 49,5

1. Razvijena je metoda za proračun CCGT-VGER integrisane u matematički model toplotno-energetskog sistema metalurškog postrojenja.

2. Uz pomoć razvijenog matematičkog modela CHPP-PVA-CCGT i razvijenog softverskog paketa, pokazano je da je upotreba CCGT-a na CHPP-PVA za uslove prosječne metalurške fabrike kapaciteta 8 miliona tona čelika godišnje daje procijenjenu uštedu goriva i energetskih resursa od više od 800 hiljada tce.t/god.

3. Utvrđeno je da je VGER potpuno gorivo za CCGT i GTU, smanjenje električne efikasnosti CCGT u odnosu na postrojenja na prirodni gas je 2-3%. Visoka energetska efikasnost, kao i značajno niži kapitalni troškovi u odnosu na STP, omogućavaju ovakvim postrojenjima da uspešno konkurišu parnoturbinskoj opremi CHP-PVA.

4. Identifikovane su grupe niskokaloričnih i visokokaloričnih mešavina VGER-a sa karakterističnim svojstvima koja određuju parametre i kružna rešenja GTP i CCGT koji rade na VGER-u.

5. Pokazano je da za mješavine goriva niske kalorijske vrijednosti od 500010000 kJ/m3 (na bazi visoke peći, konvertera i prirodnog plina) plinska konstanta varira u malom rasponu od 270-310 J/(kg K). ). Ovo omogućava formiranje mešavine goriva za gasne turbine od gasova VGER-a i prirodnog gasa.

gas (isključujući koks) sa datom kalorijskom vrijednošću u svrhu njihovog međusobnog rezerviranja. U ovom slučaju, utjecaj sastava goriva na karakteristike kompresora goriva bit će minimalan.

6. Utvrđeno je da je za koksni gas i mješavine koksne peći i prirodnog plina najefikasnije koristiti volumetrijske kompresore. U ovom slučaju, plinske turbine dizajnirane za rad na prirodni plin mogu se koristiti bez značajnih strukturnih promjena na komori za sagorijevanje i zračnom kompresoru.

7. Otkriveno je da se sadržaj kiseonika u izduvnim gasovima gasne turbine pri radu na visokopećni gas naglo smanjuje (do 10-11%), dok postoje tehnička ograničenja za rad ispusnih krugova CCGT-a. i krugovi korištenja CCGT-a sa naknadnim sagorijevanjem. Kada rade na visokopećni gas, njihova efikasnost je znatno smanjena.

9. Pokazano je da je za zadatke povećanja električne snage THE metalurškog kombinata optimalno koristiti CCGT, VGER metalurško postrojenje.

10. Otkriveno je da se pri kombinovanju STP i CCGT ukupna efikasnost TE povećava zbog činjenice da CCGT istiskuje kondenzacionu proizvodnju CHP postrojenja, dok kombinovana proizvodnja električne energije naglo raste na CCGT.

1. Yavorovsky Yu.V., Khromchenkov V.G. Optimizacija raspodjele opterećenja kotlovskih agregata na osnovu matematičkog modeliranja.// Radioelektronika, elektrotehnika i energetika: Zbornik radova. izvještaj Osma međunarodna naučno-tehnička konferencija studenata i postdiplomaca. -M., 2002. -T.Z.-S.180-181.

2. Sitas V.I., Sultanguzin I.A., Yavorovsky Yu.V., Evseenko I.V. Proračun energetskih pokazatelja i procjena učinkovitosti industrijske termoelektrane // Bilten MPEI. - 2003. - br. 6. -OD. 123-127.

3. Yavorovsky Yu.V., Ivanov G.V., Khromchenkov V.G. Optimizacija opterećenja industrijske kogeneracije. // Radioelektronika, elektrotehnika i energetika: Zbornik radova. izvještaj Deveta međunarodna naučno-tehnička konferencija studenata i postdiplomaca. 4-5. mart 2003. - M., 2003. - V.2. - S. 344-345.

4. Yavorovsky Yu.V., Sultanguzin I.A., Sitas V.I., Galaktionov V.V.,

Baranov B.V. Matematičko modeliranje i optimizacija napajanja metalurškog postrojenja na bazi bilansa goriva i energije iu okviru sistematskog pristupa. I Ušteda energije - teorija i praksa: Tr. 2. Sveruska škola-seminar mladih naučnika i specijalista. - M., 2004. - S.79-81.

5. Yavorovsky Yu.V., Sultanguzin I.A., Galaktionov V.V. Poboljšanje efikasnosti napajanja metalurškog postrojenja na osnovu upotrebe matematičkog modela. // Radioelektronika, elektrotehnika i energetika: Zbornik radova. izvještaj Jedanaesta međunarodna naučno-tehnička konferencija studenata i postdiplomaca. - M., 2005. - V.2. - P.446-447.

6. Yavorovsky Yu.V., Sultanguzin I.A., Sitas V.I., Yashin A.P. Unapređenje efikasnosti CHPP-PVS metalurškog postrojenja korišćenjem postrojenja sa kombinovanim ciklusom. // Ušteda energije i tretman vode. - 2006. - br. 6. - S. 51-53.

7. Yavorovsky Yu.V., Sultanguzin I.A., Sitas V.I., Yashin A.P. Povećanje efikasnosti CHP-PVS metalurškog postrojenja korišćenjem postrojenja sa kombinovanim ciklusom. // Ušteda energije - teorija i praksa: Tr. 3. Sveruska škola-seminar mladih naučnika i specijalista. - M „2006. - S.137-142.

8. Yavorovsky Yu.V., Sultanguzin I.A., Galaktionov V.V. Poboljšanje efikasnosti snabdijevanja energijom metalurškog postrojenja optimizacijom energetskog bilansa preduzeća uz poboljšanje njegovog izvora energije. // Radioelektronika, elektrotehnika i energetika: Zbornik radova. izvještaj Dvanaesta međunarodna naučno-tehnička konferencija studenata i postdiplomaca. 2-3. mart 2006. - M., 2006. - V.2. - P.490-491.

9. Yavorovsky Yu.V., Sultanguzin I.A., Sitas V.I., Galaktionov V.V. Poboljšanje efikasnosti napajanja metalurškog postrojenja upotrebom zapaljivih gasova u postrojenjima kombinovanog ciklusa. // Metalurška toplinska tehnika: povijest, sadašnje stanje, budućnost: Tr. III Međunarodna naučno-praktična. konf. - M.: MISiS, 2006. - S.659-662.

10. Kurganov S.Yu., Yavorovsky Yu.V., Khromchenkov V.G. Poboljšanje upotrebe konvertorskih gasova u krugu sa akumulatorima toplote. // Radioelektronika, elektrotehnika i energetika: Zbornik radova. izvještaj Dvanaesta međunarodna naučno-tehnička konferencija studenata i postdiplomaca. 2-3. mart 2006. - M., 2006. - V.2. - S.469-470.

Potpisano za pečata Zaka. do Tyr. br. 0 s.l.

Poligrafski centar MPEI (TU) Krasnokazarmennaya, 13

UVOD

POGLAVLJE 1. Analitički pregled i postavljanje problema

1.1. Aktuelno stanje pitanja izgradnje, istraživanja i optimizacije bilansa goriva i energije metalurškog kombinata

1.2. Savremeno rješenje problema matematičkog 15 modeliranja i optimizacije izvora napajanja industrijskog poduzeća

1.3. Tehnologije kombinovanog ciklusa u sadašnjoj fazi razvoja 21 elektroprivreda

1.4. Formulacija problema

POGLAVLJE 2

2.1. Opis matematičkog modela CCGT-VGER

2.1.1. Opis matematičkog modela gasne turbine

2.1.2. Opis matematičkog modela kotla na otpadnu toplinu

2.1.3. Modeliranje termičkih svojstava vode i 44 vodene pare

2.1.4. Matematički opis radne toplotne šeme 48 parne turbine CCGT-VGER

2.1.5. Metoda pojednostavljenog proračuna indikatora 50 šema mulja i ispuštanja CCGT-VGER-a

2.2. Integracija matematičkog modela CHPP-PVS sa CCGT-VGER u 55 proračunu energetskog bilansa metalurškog postrojenja

2.3. Postavljanje problema kola-parametarske optimizacije 60 CHP-PVS u okviru sagledavanja kompletnog energetskog bilansa metalurškog postrojenja

2.4. Kriterijumi za optimizaciju energetskog i tehnološkog sistema, 63 uključujući CHPP-PVS, u okviru punog energetskog bilansa megalurskog postrojenja

2.5. Osobitosti primjene metoda i optimizacije u problemima optimizacije 64 metalurških i termoenergetskih procesa

2.6. Kratak opis primijenjene metode optimizacije DSFD 65 (Direct Direction Search Method)

2.7. Potražite globalni optimum na osnovu višedimenzionalne pretrage za 67 lokalnih optimuma

POGLAVLJE 3

3.1. Osobine korištenja tehnologija kombiniranog ciklusa u uvjetima metalurškog postrojenja

3.2. Karakteristike plina za visoke peći

3.3. Karakteristike koksnog plina

3.4. Karakteristike konvertorskog bazena

3.5. Karakteristike jednostavnog ciklusa gasne turbine pri radu na različita goriva 77

3.6. Karakteristike CCGT-a sa izmjenjivačem topline (CCP-KU) za 100 sati rada na raznim konzerviranim gorivima

POGLAVLJE 4

4.1. Struktura bilansa goriva i energije fabrike megalurija

4.2. Bilansi goriva i energije stranih 111 metalurških kombinata

4.3. Gorivo-energetski i materijalni bilansi 115 prosječnih metalurških kombinata

4.4. Šemsko-parametarska optimizacija snabdijevanja energijom 126 prosječnih metalurških postrojenja baziranih na tradicionalnim parnim turbinskim postrojenjima prema kriteriju minimalne potrošnje goriva i energetskih resursa

4.5. Šemsko-parametarska optimizacija napajanja 131 prosječne metalurške tvornice bazirane na tradicionalnim parnim turbinskim postrojenjima prema kriteriju minimalnih troškova goriva i energenata

4.6. Šema-parametrijska optimizacija napajanja 136 za prosječno metalurško postrojenje na bazi CCGT-VGER prema minimalnom smanjenju goriva i energetskih resursa.

4.7 Šema-parametarska ošimizacija napajanja 141 prosječne metalurške tvornice na bazi CCGT-VGER prema kriteriju minimalnih troškova goriva i energenata.

4.8 Šemsko-parametrijska optimizacija snabdijevanja energijom 147 prosječne megalurgije na bazi CCGT-VGER prema kriteriju minimalnog jaipara za gorivo i energetske resurse u uslovima povećanja cijene prirodnog gasa.

4.9. Šemsko-parametarska optimizacija snabdijevanja energijom prosječnog metalurškog postrojenja na bazi CCGT-VGER prema kriteriju minimalnih ukupnih (integralnih) troškova. nalazi

Uvod 2006, disertacija o energiji, Yavorovsky, Yuri Viktorovich

Jedan od najhitnijih problema u crnoj metalurgiji je povećanje energetske efikasnosti i ekološki prihvatljive proizvodnje u metalurškim preduzećima. Postepenim povećanjem cijena goriva i energenata, potrošnja energije u proizvodnji čelika postaje sve značajniji faktor. Velika metalurška fabrika punog ciklusa može imati kapacitet od oko 10 miliona tona čelika godišnje i proizvoditi kolosalnu količinu goriva - više od 10 miliona tona ekvivalenta goriva. u godini. U zemlji u cjelini, preduzeća crne metalurgije troše oko 15% svih proizvedenih prirodnih proizvoda i više od 12% električne energije. Udio preduzeća crne metalurgije u ukupnom obimu industrijske proizvodnje Ruske Federacije je značajna vrijednost - više od 12%.

Prema procjenama, potencijal uštede energije ruskih metalurških preduzeća je 20-30%. Udio otkupljenih energetskih resursa - uglja, koksa, prirodnog plina i električne energije - u eipyKiype cijene valjanih proizvoda iznosi 30-50%, što ukazuje na visok energetski intenzitet proizvodnje. Značajne uštede energije mogu se postići, prije svega, racionalnom izgradnjom i optimizacijom bilansa goriva i energije metalurškog postrojenja, kao i optimizacijom korištenja energije u pojedinačnim tehnološkim procesima.

CHPP-PVS metalurškog kombinata kompenzuje neravnotežu proizvodne pare, istovremeno obezbeđujući iskorišćavanje VGER-a, oslobađa navedene količine komprimovanog vazduha i električne energije. „Go je najvažnija karika koja zatvara životno-energetski bilans metalurškog postrojenja za ove energente, stoga pitanja optimizacije korištenja energije u pojedinim tehnološkim procesima treba zajednički razmatrati ne samo međusobno, već uključivati ​​i pitanja vezana za energija preduzeća.

Za rješavanje ovih problema potrebno je koristiti sistemsku analizu za energetsko-tehnološki kompleks metalurškog postrojenja, koji je složen sistem.

U mnogim metalurškim postrojenjima oprema CHP-PVS je fizički i moralno zastarjela, pa je vrijeme da se izvrši njena tehnička preoprema, koristeći modernu ili čak razvijajući novu elektroenergetsku opremu.

Povećanje ekonomičnosti goriva i energetskih resursa, smanjenje emisije štetnih materija i gasova staklene bašte, a samim tim i povećanje ekonomske efikasnosti metalurške tvornice, razvojem optimalnih krugova i parametarskih rešenja za CHP-PVS baziranih na IGU i povezivanje goriva i energetski bilans metalurškog kombinata je veoma hitan zadatak.

Cilj. Svrha rada je razvoj i odabir optimalnih parametarskih rješenja za 1ETS-PVS na bazi CCGT-a u povezivanju bilansa goriva i energije metalurškog postrojenja. PVS, koji omogućava izračunavanje i optimizaciju šema i parametara " 1ETS-PVS, uzimajući u obzir punu ravnotežu goriva i energije Mei postrojenja; razviti metodu za procjenu optimalnih područja primjene CCGT i GTU, PTU-CHP koji rade na VGER metalurškog postrojenja; razviti alat za odabir optimalna strategija razvoja CHP-PVS zasnovana na matematičkim modelima i metodama, uzimajući u obzir puni goriv-energetski bilans metkombipata.

Pouchpai novost u radu je sljedeća:

1. Po prvi put je razvijen jedinstveni matematički model CHPP-PVS, uključujući model CCGT-a na VGER, model parne turbine CHPP i PVA, koji omogućava proračun i optimizaciju šema i parametara CHP-PVS, uzimajući u obzir punu ravnotežu goriva i energije čeličane.

2. Dobivene su karakteristike CCGT-KU na hoplitima VGER-a metalurškog kombinata, utvrđeno je da kod istih početnih parametara GTP na njihove karakteristike utiče volumetrijski sadržaj CO, CH4, HiO, CO. , Lb, O2, N2 u gorivu (po opadajućem uticaju).

3. Dobijeni su uslovi za zamjenjivost vodova goriva VGER za CCGT-KU, pokazano je da u zavisnosti od sastava VGER vodova goriva GTU (CCGT), njegova agregatna i realizacija kola treba da budu različiti. Za grupu niskokaloričnih mešavina (do 12 MJ/m3) na bazi visokih peći, konvertorskih i prirodnih gasova treba koristiti dinamički gasnoturbinski kompresor goriva; za grupu visokokaloričnih mješavina (više od 17 MJ/m3) na bazi koksne peći i prirodnih plinova - GTU kompresor goriva pozitivne zapremine.

4. Utvrđeno je da je za zadatke povećanja samo električne energije optimalno koristiti CCGT, za probleme zamjene opreme sa visokim udjelom toplinskog opterećenja - PTU, za zadatke zamjene opreme sa povećanjem električne energije. snage i sa visokim udelom toplotnog opterećenja proizvodnje - kombinacija PTU i CCGT (GTP) na VGER metalurškog pogona, što zavisi od proizvodne strukture topionice.

5. Usvojeno je da postoje optimalna područja primjene na CHP-PVS metalurškog kombinata PGU-CHP i GTU-CHP, koji rade na VGER gorivima, u zavisnosti od parametara snabdijevanja toplotom.

Praktična vrijednost rada je da metode koje su u njemu razvijene i njegovi rezultati omogućavaju rješavanje složenog problema formiranja energetske strategije metalurške industrije. Razvijena tehnika se preporučuje za upotrebu u tehničkom preopremanju i modernizaciji metalurških postrojenja 1ETs-PVS u Rusiji i zemljama ZND.

Pouzdan!!” i potkrijepljen!Rezultati rada su rezultat upotrebe savremenih metoda termodinamičke analize, dokazanih metoda magmatskog modeliranja, pouzdanih i dokazanih metoda sistemskih istraživanja u industrijskoj toplotnoj energiji, primjene široko rasprostranjenih metoda za proračun toplotnih jedinica. i pouzdane referentne podatke, upoređujući dobijene rezultate sa podacima drugih! njihovi autori i podaci dobijeni tokom energetskih pregleda toplotno-energetskih sistema metalurške industrije.

Razvijena metodologija i optimizacijski matematički model CHPP-PVS, uključujući GTU- i CCGT-VGER, integrisan u optimizacijski matematički model metalurškog postrojenja;

Rezultati računskih studija karakteristika i pokazatelja energetske efikasnosti kombinovanih i gasnoturbinskih postrojenja koja rade na VGER-u metalurškog kombinata

Rezultati studija optimizacije i traženja strukture CHPP-PVS, uključujući GGU- i CCGT-VGER, uzimajući u obzir kompletan bilans goriva i energije metalurškog postrojenja.

Lični doprinos a'jura je:

U razvoju metodologije i optimizacijskog matematičkog modela CHP-PVS, uključujući GTU- i CCGT-VGER, iterirano u optimizacijski matematički model metalurškog postrojenja;

U izvođenju češljastih studija karakteristika i indikatora energetskih performansi kombinacionih i gasnoturbinskih postrojenja koja rade u VGER-u metalurškog kombinata

U izvođenju optimizacijskih studija strukture izvora energije metalurškog pogona, izgrađenog na bazi tradicionalne parne turbine, kao i plinske turbine i parno-gasne opreme, uzimajući u obzir puni bilans goriva i energije metalurškog postrojenja .

Odobrenja i publikacije. Rezultati rada predstavljeni su na VIII-XII međunarodnim naučnim i tehničkim konferencijama studenata i diplomiranih studenata "Radioelektronika, elektrotehnika i energetika" (MPEI; 2002-2006), II i III Sveruske škole-seminari mladih naučnika i specijalista „Ušteda energije – teorija i praksa“ (MPEI; 2004. i 2006.), III Međunarodni naučno-praktični skup „Metalurško toplotno inženjerstvo: istorija, sadašnje stanje, budućnost“ (MISiS, 2006).

Struktura i obim posla. Disertacija se sastoji od uvoda, 4 poglavlja, zaključka i liste literature. Rad je predstavljen na 167 stranica kucanog teksta, sadrži 70 slika, 9 tabela. Spisak korištenih izvora sastoji se od 136 stavki.

Zaključak diplomski rad na temu "Poboljšanje efikasnosti CHP-PVS metalurškog postrojenja pri korištenju postrojenja s kombinovanim ciklusom"

ZAKLJUČCI O RADU

1. Utvrđeno je da je VGER potpuno gorivo za CCGT i GTU, smanjenje električne efikasnosti CCGT u odnosu na postrojenja na prirodni gas je 2-3%. Visoka energetska efikasnost, kao i značajno niži kapitalni troškovi u odnosu na GGGU, omogućiće ovakvim postrojenjima da se uspešno takmiče sa parnoturbinskom opremom CHP-PVS.

2. Uz pomoć razvijenog magmatskog modela CHPP-PVA-CCGT i razvijenog softverskog paketa, pokazano je da je upotreba CCGT-a na CHPP-PVA za uslove prosječne metalurške fabrike kapaciteta 8 miliona tona čelika godišnje daje procijenjenu uštedu goriva i energetskih resursa preko 800 I tys. t.t./god.

3. Identifikovane su grupe niskokaloričnih i visokokaloričnih mešavina VGER-a sa karakterističnim svojstvima, koje određuju parametre i rešenja kola GTU i CCGT-a koji rade na VGER-u,

4. Za mješavine goriva niske kalorijske vrijednosti od 5000-10000 kJ/m3 (na bazi visoke peći, konvertera i prirodnog gasa), plinska konstanta varira u malom rasponu od 270-310 J/(kg K). To omogućava formiranje mješavine goriva GGU od VGER plinova i prirodnog plina (isključujući koksni plin) sa zadatom kalorijskom vrijednošću s ciljem njihove međusobne redundancije. U ovom slučaju, utjecaj na karakteristike kompresora goriva bit će minimalan.

5. Smjese na bazi koksnog plina imaju znatno veću plinsku konstantu od 600-800 J/(kg K). Za plin iz koksnih peći i mješavine koksne peći i prirodnog plina najefikasnije je koristiti kompresore pozitivnog pomaka. U ovom slučaju, plinska turbina dizajnirana za prirodni plin može se koristiti bez značajnih strukturnih promjena na komori za sagorijevanje i zračnom kompresoru.

6. Kako se sadržaj kiseonika naglo smanjuje (do 10-11%) tokom rada gasnoturbinske jedinice na visokopećni gas, nastaju tehnička ograničenja za rad ispusnih kola CCGT-a i utilizacionih kola CCGT-a sa naknadnim sagorevanjem. Kada rade na visokopećni gas, njihova efikasnost je znatno smanjena.

7. Razvijen je metod za proračun CCGT-VGER integrisan u matematički model toplotno-energetskog sistema metalurškog postrojenja.

8. Razvijena je metodologija za pojednostavljene proračune indikatora za šeme korišćenja i pražnjenja CCGT-VGER.

9. Za zadatke povećanja električne snage CHP MK optimalno je koristiti CCGT, za zamenu opreme sa visokim udelom toplotnog opterećenja - PTU, za zamenu opreme sa povećanjem električne snage i sa visokim udelom proizvodno toplotno opterećenje - kombinacija PTU i CCGT (GTU) na VGER metalurškog kombinata.

Yu. Kada se kombinuju PTU i CCGT, ukupna efikasnost TE se povećava zbog činjenice da CCGT istiskuje kondenzacionu proizvodnju CHP postrojenja, dok kombinovana proizvodnja električne energije naglo raste na 11TU.

Bibliografija Yavorovsky, Yuri Viktorovich, disertacija na temu Industrijska toplotna energija

1. Nikiforov G.V., Zaslavets B.I. Ušteda energije u metalurškim preduzećima: Monografija. - Mag Niyugorsk: MSTU, 2000. -283 str.2. www.nlmk.ru

2. Sazanov B.V. Rješavanje glavnih pitanja upravljanja energijom u pogonima crne metalurgije. // Čelik 1978.- br. 1. - P.3-8.

3. Sazanov B.V., Sitas V.I. Termoenergetski sistemi industrijskih preduzeća. M.: Energoatomizdat, 1990. 297 str.

4. Zaitsev A.I., Mitnovickaya E.A., Levin L.A., Knigin A.E. Matematičko modeliranje izvora napajanja industrijskih preduzeća. M.: Energoatomizdat, 1991. 152 str.

5. Demchenko F.N., Gornostaev L.S., Baklagg O.V., Drachenin E.A., Kornfeld V.N. Sistemska analiza energetsko-tehnološkog kompleksa kao osnova za izbor načina smanjenja energetskog intenziteta metalurških proizvoda. // Čelik -1984. Broj 3. - P.83-87.

6. Sitas V.I., Sultanguzin I.A., Shomov A.P. i dr. Programsko-informacioni sistem "OptiMet" za upravljanje energetskim i sirovinskim resursima metalurškog kombinata // Bilten MPEI. -2003.-№5.-S. 114-119.

7. Vishnevsky B.N., Kheifets R.G., Tsukanov A.A. Energetsko-tehnološko modeliranje valjaonice // Metalurška toplinska tehnika. Zbornik naučnih radova Nacionalne metalurške akademije Ukrajine. Dnepropetrovsk. 1999. - Tom 2. - S. 123-126.

8. Sitas V.I., Sultanguzin I.A., Yavorovsky Yu.V., Evseenko I.V. Proračun energetskih indikatora i procjena efikasnosti industrijske kogeneracije. // Vestnik MPEI. 2003.- br. 6.- S. 123-127.

9. N. Sazonov S.I. Smanjenje potrošnje goriva metalurškog postrojenja na osnovu poboljšanja energetsko-tehnoloških režima visokih peći. Autori. dis. . cand. tech. Nauke - Dnjepropetrovsk, 2006. -20 str.

10. Sitas, V.I. tr. in-ta / Moskva. energije in-t. 1989. - sub. br. 198. - S. 13-19.

11. Sitas V.I., Sultanguzin I.A., Anokhin A.B. Sistematski pristup rješavanju problema uštede energije i ekologije za metalurška postrojenja // Novi procesi u crnoj metalurgiji: Zbornik radova. izvještaj sjednici Scientific Savjet Državnog komiteta za nauku i tehnologiju SSSR-a M., 1990. - S.34-35.

12. Anokhin A.B., Sitas V.I., Sulashuzin I.A., Khromchenkov V.G. Struktura softvera za problem optimizacije energetskog tehnološkog sistema metalurškog postrojenja Izvestiya VUZov. Crna metalurgija. 1992. - br. 4. - S. 91-94.

13. Anokhin A.B., Sitas V.I., Sultashuzin I.A. Matematičko modeliranje i optimizacija kao metoda rješavanja problema uštede energije i ekologije industrijskih područja // Teploenergetika. 1994. - br. 6. - P.38-41.

14. Borodulin A.V., Gizatullin Kh.N., Obukhov A.D., Sovetkin B.JI., Shklyar F.R., Yaroshenko Yu.G. Matematički modeli optimalnog korišćenja resursa u proizvodnji visokih peći. Sverdlovsk: Izdavačka kuća UNC AN SSSR, 1986.- 148 str.

15. Demchenko N.F., Kornfeld V.I., Shashkova M.N., Polunina I.

16. Upotreba ekonomsko-matematičkih modela za optimizaciju energetsko-tehnoloških kompleksa metalurških postrojenja // Čelik. 1991.-№6. -OD. 87-91.

17. Metode optimizacije režima elektroenergetskih sistema / V.M. Gornshteip, B.P. Mirošničenko, A.V. Ponomarjov i drugi; Ed. V.M. Hornstein. M.: Energoizdat, 1981.-336 str.

18. Popyrin L.S. Matematičko modeliranje i optimizacija termoelektrana. M.: Energy, 1978. - 416 str.

19. Popyrin L.S., Samusev V.N., Epelshtein V.V. Automatizacija matematičkog modeliranja termoelektrana. M.: Nauka, 1981.-236 str.

20. Melentiev L.A. Sistemsko istraživanje u energetici. Elementi teorije, pravci razvoja. M.: Nauka, 1983. - 456 str.

21. Stepanova T.B. Razvoj metoda za složenu energetsku analizu tehničkih sistema. Sažetak diss. . doc. tech. Nauke - Novosibirsk, 2001. 40 str.

22. Clair A.M. Metode matematičkog modeliranja i studije izvodljivosti složenih termoelektrana. Avyuref. diss. Dr. tech. Nauke Irkutsk, 1992. - 40 str.

23. Bazhenov M.I., Ivanov G.V., Romanov V.I., Bazhenova N.M. Energetske karakteristike parnih turbina za grijanje. M.: MPEI, 1996.

24. Palagin A.A. Automatizacija projektovanja termičkih šema turbinskih instalacija. Kijev: Nauk, Dumka, 1983. - 159 str.

25. Fridman M.O. Izbor optimalne strukture i kapaciteta industrijskih toplotnih parnih turbinskih TE. Sažetak diss. . dr. tech. Sciences M., 1970 - 20 str.

26. Khlebalin Yu.M. Optimizacija šema, parametara i načina rada industrijskih termoelektrana. Sažetak dis. . Dr. tech. Nauke-, Saratov, 1984. -40 str.

27. Claire A.M. Optimizacija sastava glavne opreme i termičkog kola u tehničkom projektu CHP. Sažetak dis. . cand. tech. Nauke Irkutsk, 1978. - 20 str.

28. Andryushchenko A.I., Aminov R.Z. Optimizacija režima rada i parametara termoelektrana. M.: 1983. 255 str.

29. Andryushchenko A.I., Aminov R.Z., Khlebalin Yu.M. Instalacije grijanja i njihova upotreba. M.: Viša škola, 1989. -256 str.

30. Sazanov B.V., Ivanov G.V. Izbor turbinske opreme za industrijske termoelektrane. M.: MPEI, 1980.-101 str.

31. Sokolov E.Ya., Korneichev A.I. Izbor optimalne električne i toplotne snage CHPP. // Teploeper1etika. 1965. - br. 5. - P.54-59.

32. Sokolov E.Ya., Korneichev A.I., Sklovskaya E.G., Fridman M.O. Izbor optimalnog sastava opreme za industrijsko grijanje TE. // Termoenergetika. 1970. - br. 10 - S.5-8.

33. Khrilev JI.C., Smirnov I.A. Optimizacija sistema grijanja i centraliziranog snabdijevanja toplinom / Ed. E.Ya. Sokolov. M.: Energija, 1978.-264 str.

34. Dekanova P.P. Matematičke metode za optimizaciju režima rada TPP. Sažetak dis. . Dr. tech. Nauke - Irkutsk, 1997. -40 str.

35. Aminov R.Z. Vektorska optimizacija režima rada elektrana. -M.: Energoatomizdat, 1994.-303 str.

36. Industrijske termoelektrane. / Bazhenov M.I., Bogorodsky A.S., Sazanov B.V. itd. M.: Energy, 1979. - 296 str.

37. Nazmeev 10.G., Konakhina I.A. Termoenergetski sistemi i energetski bilansi industrijskih preduzeća. Moskva: Izdavačka kuća MEI, 2002. -407 str.

38. Rubinshtein Ya.M., Shchepetilnikov M.I. Istraživanje stvarnih toplinskih krugova termoelektrana i nuklearnih elektrana. M.: Energoizdat, 1982.-271 str.

39. Termoelektrane i nuklearne elektrane. Imenik. / Ed. Grigorieva V.A. i Zorina V.M. M.: Energoizdat, 1982. - 624 str.

40. Ryzhkin V.Ya. Termoelektrane. M.: Energoatomizdat, 1987. -328 str.

41. Ryzhkin V.Ya., Kuznetsov A.M. Analiza termičkih krugova moćnih kondenzacijskih jedinica. M.: Energija, 1972.-271 str.

42. Sokolov E.Ya., Martynov V.A. Metode proračuna glavnih energetskih indikatora parnoturbinskih, gasnoturbinskih i kombinovanih toplana. M.: MPEI, 1997.

43. Tsanev S.V., Burov V.D., Remezov A.1I. Plinske turbine i parno-gasne instalacije termoelektrana. M.: Izdavačka kuća MPEI, 2002. -584 str.

44. Bezlepkin V.P. Kombinovane i parnoturbinske instalacije elektrana. Sankt Peterburg: Izdavačka kuća SPbGTU, 1997. - 295 str.

45. Kertselli L.I., Ryzhkin VL Termoelektrane. M.: Gosenergoizdat, 1956. 556 str.

46. ​​Termoelektrane i nuklearne elektrane: Udžbenik za univerzitete na smjeru "Toplotna energija" / JI.C. Sterman, V.M. Lavygin, S.G. Tišina. M.: Energoatomizdat, 1982.-456 str.

47. Turbine termo i nuklearnih elektrana. / Under. ed. A.G. Koetyuka, V.V. Frolova. M.: Izdavačka kuća MPEI, 2001. - 488 str.

48. Trukhniy A.D., Pegrunin S.V. Proračun termičkih krugova paro-gasnih postrojenja iskorišćenja isplake. M.: Izdavačka kuća MPEI, 2001.

49. Dudko A.II. Izrada metodoloških osnova za određivanje energetskih performansi kombinovanog ciklusa CHP postrojenja sa kotlovima na otpadnu toplotu i proučavanje njihovih režima rada. Sažetak dis. . cand. tech. Sciences Moskva, 2000. -20 str.

50. Dorofeev S.N. Istraživanje i optimizacija upotrebe gasnoturbinskih CHP postrojenja u energetskom sektoru. Sažetak dis. cand. tech. nauka Moskva, 1997.-20 str.

51. Andreev D.A. Efikasnost gasnoturbinskih i kombinovanih kogeneracija male snage. Sažetak dis. cand. tech. nauka Saratov, 1999.-20 str.

52. Konakotin B.V. Razvoj, istraživanje i optimizacija termičkih shema kombinovanih postrojenja otpadnog tipa sa parnim kotlovima na prah uglja. Sažetak dis. cand. tech. Nauke-Moskva, 1999.-20 str.

53. Kachan S.A. Strukturno-parametička optimizacija termoelektrana. Sažetak dis. . cand. tech. Nauke Minsk, 2000.-20 str.

54. Osipov V.N. Termodinamička optimizacija shema i parametara binarnih parogasnih postrojenja. Sažetak dis. . cand. tech. nauke - Saratov, 2001.-20 str.

55. Levshii N.V. Razvoj metoda za analizu tehničko-ekonomskih karakteristika i uporedne sistemske efikasnosti šema parogasnih postrojenja. Sažetak dis. . cand. tech. Nauke Minsk, 2002. -20 str.

56. Novičkov S.V. Izbor efikasnih tipova kondenzacionih kombinovanih postrojenja u uslovima ograničenja goriva. Sažetak dis. . cand. tech. Sciences Saratov, 2002. - 20 str.

57. Shchegoleva T.P. Matematičko modeliranje i tehničko-ekonomska optimizacija kombiniranog ciklusa ueshnovka na ugalj i plin. Sažetak dis. cand. 1exp. Nauke Irkutsk, 1995.-20 str.

58. Shchegoleva T.P. Matematičko modeliranje i studije izvodljivosti na IGU-CHPP // Zbornik radova konferencije mladih naučnika Sibirskog energetskog instituta Sibirskog ogranka Akademije nauka SSSR-a. -Irkutsk: SEI SO AN SSSR, 1990.

59. Starostenko N.V. Izbor strukture i optimizacija karakteristika proizvodnje i grijanja GTU-CHPP male i srednje snage. Sažetak dis. cand. tech. Sciences M., 1996. - 20 str.

60. Tsanev S.V., Burov V.D., Dorofeev S.II. Proračun indikatora toplinskih krugova i elemenata plinskoturbinskih i kombiniranih elektrana. M.: Izdavačka kuća MEI, 2000. - 72 str.

61. Khodak E.A., Romakhova G.A. Gasnoturbinske instalacije termoelektrana. Sankt Peterburg: Izdavačka kuća SPbGTU, 2000.

62. Shinnikov P.A., Nozdrenko G.V., Lovtsov A.A. Efikasnost rekonstrukcije prašno-ugaljne parne turbine „1ETs u plinska postrojenja s kombinovanim ciklusom pomoću nadgradnje plinske turbine i proučavanje indikatora njihovog funkcionisanja. -11ovosibirsk, 120au02.

63. Zykov V.V. Optimizacija parametara i shema mini-CHP plinskih turbinskih plinskih turbina na prah sa tehnologijom eksternog sagorijevanja. Sažetak dis. . cand. tech. Sciences Novosibirsk, 1999. - 20 str.

64. Kavalerov B.V. Matematičko modeliranje mini energetskih sistema sa gasnoturbinskim postrojenjima. Sažetak dis. . cand. tech. nauke. Perm, 2000. 20 str.

65. Patrikeev M.Yu. Optimalna upotreba malih industrijskih termoelektrana na bazi avionskih gasnoturbinskih motora. Sažetak dis. . cand. tech. nauke - Saratov, 2000.-20 str.

66. Matematički model postrojenja sa kombinovanim ciklusom sa kotlom na otpadnu toplotu. / Komissarchik T.N., Gribov V.B., Goldstein A.D. / / Termoenergetika, 1991. br. 12. str.63-66.

67. Dekanova N.P., Kler A.M., Shchegoleva T.P. Optimizacija pogona kombinovanog ciklusa u fazi tehničkog projektovanja. // Sveobuhvatne studije elektrana i sistema. M.: EPIN, 1989. S. 81-91.

68. Torzhkov V.E. Istraživanje i optimizacija karakteristika parogasnih CPP-a male i srednje snage sa jednokružnim kotlovima na otpadnu toplotu. Sažetak dis. . cand. tech. nauke. Moskva, 2002. 20 str.

69. Optimalni režimi parno-gasnih postrojenja sa ubrizgavanjem pare / Stepanov I.P. //Toplotehnika. 1994. br. 9. str.25-29.

70. Golub A.F. 11 Produženje radnog veka i povećanje efikasnosti starenja "hidroelektrana sa unakrsnim vezama (metodologija odlučivanja i njihova implementacija na primeru Novgorodske TE). Apstrakt teze. Kandidat tehničkih nauka Moskva, 2002. - 20. str.

71. Verevkin S.I., Korchagin V.A. Gas holders. Moskva, Izdavačka kuća literature o građevinarstvu, 1966. - 240 str.

72. Safaryan M.K. Metalni rezervoari i plinski držači. Moskva, "Nedra", 1987. -200 str.

73. Meherwan P. Vose. Gas Turbine Engineerig 1 landbook. Gulf Professional Publishing, 2002.-816 str.

74. Svijet plinskih turbina. 2003 1 zemljišna knjiga. Pequot Publication.

75. Shchurovsky B.A. Sistemi energetske tehnologije za kompresorske stanice: perspektive primjene.// Tehnologije plinskih turbina. 2005. - br. 7. - P.12-14.

76. Uređaji za izmjenu topline plinskih turbinskih i kombinovanih postrojenja.// P.D. Gryaznov, V.M. Epifanov, VL. Ivanov i dr. M: Mashinostroenie, 1985. - 360 str.

77. Melentiev JI.A. Sistemsko istraživanje u energetici. Elementi teorije, pravci razvoja. M.: Nauka, 1983. - 456 str.

78. Mesarovich M.D., Mako D., Takahara I. Teorija hijerarhijskih sistema na više nivoa: Per. sa engleskog. M.: Mir, 1973.-344 str.

79. Moiseev N.N. Matematički problemi sistemske analize. M.: Nauka, 1981.-488 str.

80. Pappas M., Moradi J. Poboljšani algoritam direktnog pretraživanja za probleme matematičkog programiranja // Proceedings of the American Society of Mechanical Engineers: Ser. In, Dizajn i inženjerska tehnologija. 1975. - br. 4. - S. 158-165.

81. Izrada pred-projektnih predloga za modernizaciju toplotno-energetskih objekata Čerepoveckog metalurškog kombinata (CherMK): Izveštaj o istraživanju / Mosk. energije in-t. br. GR 01910053466.-M., 1992.-164 str.

82. Razvoj softvera i informacionog sistema za upravljanje sirovinskim resursima OAO Severstal: Izveštaj o istraživanju / STC "LAG Inženjering". Svezak I. M., 2001. 95 e.; Opis programa. - Tom P. M., 2001.- 75 str.

83. Razvoj softvera i informacionog sistema za upravljanje energetskim resursima OAO Severstal "OptiMet-Energy": Izveštaj o istraživanju / 1 GGC "LAG Inženjering". M., 2001. - 114 str.

84. Rekleitis G., Reyvindran A., Ragsdel K. Optimizacija u tehnologiji: U 2 knjige: Per. sa engleskog. M.: Mir, 1986. - Knj. 1. - 349 e.; - Knjiga 2. - 320 s.

85. Stacionarne plinske turbine. / Ed. L.V. Arsenjeva, V.G. Tyryshkin. Lenjingrad: Mašinos1 rojenje. Leningrad. odjel, 1989. - 543 str.

86. Aleksandrov A.A., Grigorijev B.A. Tabele termofizičkih svojstava vode i pare: priručnik. Rec. Država. standardna usluga referentnih podataka. GSSSD R-776-98 M.: Izdavačka kuća MPEI. 1999.

87. IAPWS Industrial Formulation 1997 za termodinamička svojstva vode i pare. Međunarodno udruženje za svojstva vode i pare / Izvršni sekretar R.B. Dooley. Istraživanje električne energije/

88. Sazanov B.V., Palobin L.V. Proračun termičke sheme plinskih turbinskih instalacija. M.: MPEI, 1974. - 90 str.

89. Samoilovich G.S., Troyanovsky B.M. Varijabilni i prolazni režimi u parnim turbinama. M.: Energoizdat, 1982. - 494 str.

90. Shcheglyaev A.V. Parne turbine. Teorija toplotnog procesa i projektovanje turbina: udžbenik za univerzitete. U 2 knjige. Moskva: Energoatomizdat, 1993.

91. Shlyakhin GSh., Bershadsky M.J1. Kratak vodič za instalacije parnih turbina. M.: Energija, 1970.-215 str.

92. Toplotni proračun kotlovskih agregata (Normativna metoda). / Ed. N.V. Kuznjecova i dr. M.: Energija, 1973. - 296 str.

93. Bensson E.I., Ioffe JI.C. Kogeneracijske parne turbine./ Ed. D.P. Stariji. M.: Energoatomizdat, 1986. - 272 str.

94. Korneichev A.I. Proračun i optimizacija sistema za opskrbu toplinom korištenjem računara. M.: MPEI, 1979. -40 str.

95. Korneichev A.I. Računarski proračun koeficijenta toplinske energije - M.: MPEI, 1980. -40 str.

96. Rad CHP u Ujedinjenim energetskim draguljima / Ed. V.G1. Korytnikov. Moskva: Energija, 1976.

97. Gill F., Murray W., Rye Mr. M. Praktična optimizacija: TRANS. sa engleskog - M.: Mir, 1985.-509 str.

98. Grosmann I., Sitas V.I., Sultashuzin I.A. Optimizacija opskrbe energijom metalurškog postrojenja prema energetskim i ekološkim kriterijima // Industrijska energija. 1989. - br. 8. -S. 49-51.

99. Izrada pred-projektnih predloga za modernizaciju toplotno-energetskih objekata Čerepoveckog metalurškog kombinata (CherMK): Ogcheg o NIR / Mosk. energije in-t. br. GR 01910053466.-M., 1992.-164 str.

100. Razvoj softvera i informacionog sistema za upravljanje sirovinskim resursima AD „Severstal“: Izveštaj o istraživanju / STC „LAG Inženjering“. Svezak I. M., 2001. 95 e.; Opis programa. - Tom II. M., 2001.- 75 str.

101. Razvoj softvera i informacionog sistema za upravljanje energetskim resursima OAO Severstal OptiMet-Energia: Izveštaj o 11IR / 1GP \ LAG inženjeringu. M., 2001. - 114 str.

102. Sitas V.I., Sultanguzin I.A. Matematičko modeliranje toplinsko-energetskog sustava metalurškog postrojenja na računalu // Nauchn. ip. in-ta / Moskva. energije in-t. - 1989. Sub. br. 198.-S. 13-19.

103. Sitas V.I., Sultanguzin I.A., Shomov A.II. i dr. Programsko-informacioni sistem "OptiMet" za upravljanje energetskim i sirovinskim resursima metalurškog kombinata // Bilten MPEI. -2003.-№5.-S. 114-119.

104. Sitas V.I., Sultanguzin I.A., Anokhin A.B. Sistematski pristup rješavanju problema uštede energije i ekologije za metalurška postrojenja //11 novi procesi u crnoj metalurgiji: Zbornik radova. izvještaj sjednici Scientific Savjet Državnog komiteta za nauku i tehnologiju SSSR M, 1990. - S.34-35.

105. Pappas M. Poboljšana procedura numeričke optimizacije direktnog pretraživanja: Izvještaj / Tehnološki institut New Jerseya. br. AD-A037019. - SAD, 1977.-55 str.

106. Shen Yut yin. Matematičko modeliranje u termoenergetici. -Peking: Izdavačka kuća Tsinhua Un-ta, 1988. 393 str. (na kineskom).

107. Bazara M., Shetty K. Nelinearno programiranje. Teorija i algoritmi: Per. sa engleskog. M.: Mir, 1982. - 583 str.

108. Šup T. Rješavanje inženjerskih problema na računaru: Per. sa engleskog. M.: Mir, 1982.-237 str.

109. Pappas M., Moradi J. Poboljšani algoritam direktnog pretraživanja za probleme matematičkog programiranja // Proceedings of the American Society of Mechanical Engineers: Ser. In, Dizajn i inženjerska tehnologija. 1975. - br. 4. S. 158-165.

110. Zeutendijk G. Metode mogućih smjerova: TRANS. sa engleskog. M.: IL, 1963.- 176 str.

111. Toplotehnika metalurške proizvodnje. / Krivandin V.A., Belousov V.V., Sborshchikov G.S. itd. M.: MISIS, 2001.-736 str.

112. Berezhinsky A.I., Zimmerman A.F. Hlađenje i prečišćavanje konvertorskih gasova kiseonika. M.: Metalurgija, 1983. - 272 str.

113. Mihajlov A.K., Vorošilov V.P. Kompresorske mašine. M.: Energoatomizdat, 1989. - 288 str.

114. Čerkaski V.M., Kalinjin II.V., Kuznjecov Yu.V., Subbotin V.I. Superpunjači i termički motori. M.: Dnepi oatomizdat, 1997. - 384 str.

115. Rajs V.F. Mašine sa centrifugalnim kompresorom. L.: Mašinstvo. Leningrad. odjel, 1981.-351 str.

116. Rajs V.F. Dobijanje karakteristika kompresorskih mašina koje rade na gas ispitivanjem na vazduhu. // Energetika. 1970. - br. 6. - P.4-9.

117. Bukharin N.N., Den G.N., Evstafiev V.A., Kaielkin D.A., Firyulin A.M. O uticaju odnosa specifičnih toplotnih kapaciteta prema na karakteristike stepena podzvučnog centrifugalnog kompresora. // Energetika. 1978. - br. 6. - S. 16-18.

118. Zysin V.A., Rekstin F.S. i drugo Rad stepena centrifugalnog kompresora na plinove različitih fizičkih svojstava. // Kemijsko i naftno inženjerstvo. 1971. -№1. - P.23-25.

119. Barenboim A.B., Levit V.M., Gerner G.A. Utjecaj M, Re i K kriterija na karakteristike faze CCM. // Energetika. 1973. -№2. - P.20-22.

120. Rajs V.F. O obračunu trošenja točkova od abrazivne prašine u dizajnu CCM. // Energetika. 1978. - br. 1. - S. 1921.

121. Dobrohotov V.D., Charny Yu.S., Kravcova L.F. Erozivno trošenje plinskih pumpnih jedinica. M.: VNIIEgazprom, 1973.-33 str.132. www.worIdsteel.org133. www.severstal.ru134. www.mechel.ru135. www.mmk.ru

  • Integrirana energetska tehnologija korištenje goriva
  • intervju sa glavnim inženjerom energetike PJSC "KMZ" Matsievsky Boris Nikolaevich.

    – Borise Nikolajeviču, energetika je jedan od najvažnijih sektora privrede, koji je od ključnog značaja za razvoj zemlje u celini, a posebno naše fabrike. Zato rukovodstvo fabrike posvećuje veliku pažnju radu TEH-PVS, elektroradnje, gasne radnje i V&C radnje. Da li je moguće precizirati rad energetskih inženjera na modernizaciji i popravci opreme?

    - Naravno. U 2015. godini izvršeni su veliki popravci i nadogradnja opreme u elektroenergetskim objektima. U CHP-PVS, pod rukovodstvom direktora elektrane Romana Karpačeva, izvršeni su remonti kotlova br. 1, br. 4, br. 5.

    U elektroradi pod rukovodstvom Viktora Morozova tokom godine je zamijenjeno 15 uljnih prekidača 6 kV savremenim vakuumskim prekidačima, rekonstruisano je rasklopno postrojenje crpne stanice br. 1 sa ugradnjom nove sekcije.

    U gasnoj radnji, pod rukovodstvom Jevgenija Černova, izvršen je veliki remont suvog gasnog čišćenja visoke peći br. 1. U toku je rad na uvođenju elektrodijaliznog prečišćavanja vode u proizvodnju.

    U W&C radnji pod rukovodstvom Sergeja Ivanova izvršen je veliki remont aerotank bloka aerobnog digestora postrojenja za tretman.

    Ovdje su navedena samo glavna djela. Ali posao se stalno obavlja, što nazivamo „promet“. Ovo su popravke u toku kako bi se ispravile manje greške. Oni zahtijevaju značajno ulaganje vremena i ljudskih resursa. Opseg takvog posla ovisi o pravilnom radu opreme. Što je manje kršenja u radu, manje je potrebno izvršiti popravke. A ispravan rad osigurava osoblje smjene. To su stručnjaci koji prate rad opreme 24 sata dnevno i poduzimaju sve mjere u slučaju odstupanja od navedenih parametara.

    “Sada moramo razmišljati o budućnosti. Predvidjeti događaje. Pouzdanost opreme zavisi od odnosa prema njoj. Postoji li preliminarni plan kapitalnih popravki za početak godine?

    - Naravno, ovaj plan se sada radi. Rukovodioci radnji pripremili su svoje prijedloge za 2016. godinu o remontu opreme. Ovi prijedlozi su prethodno razmatrani u odjeljenju glavnog inženjera energetike, zatim sa glavnim inženjerom. Konačno su određene aktivnosti koje će biti obuhvaćene akcionim planom za 2016. godinu.

    Sada je potrebno razjasniti troškove ovih aktivnosti. U januaru 2016. godine plan će odobriti menadžment fabrike.

    - U vašoj djelatnosti, kao iu svakoj drugoj, o svemu odlučuju ljudi. Šta se može reći o kadru energetskih inženjera?

    – U našim radionicama radi mnogo kompetentnih i odgovornih stručnjaka. Posebno bih želeo da pomenem sledeće zaposlene: Valery Baklanov - viši inženjer u CHPP-PVS, Evgeny Kazakov - monter u CHPP-PVS, Igor Fedryakov - plinski radnik u plinskoj radnji, Yuri Merkin - nadzornik smjene u radnji za gas, Vladimir Smolyakov - zamjenik glavnog inženjera CHPP-PVS, Alexander Eremkin - poslovođa za popravku opreme V&C radionice, Maxim Mishin - poslovođa za popravku i montažu električne opreme elektro radionice, Sergej Solovjov - poslovođa za popravku opreme za V&C radionica, Yuri Zasimov - predradnik za popravke i rad V&C radionice, Pavel Petrov - električar elektro radionice i još mnogi drugi odlični radnici.

    – Borise Nikolajeviču, kako ocjenjujete sav posao koji su u 2015. godini uradili energenti?

    Moja ocjena je četiri plus. Zašto? Zato što su sve aktivnosti planirane za 2015. godinu završene. Energetičari rade stabilno i samopouzdano, neprekidno obezbjeđujući energetske resurse svim radionicama elektrane, kao i trećim potrošačima. Potvrda dobrog rada fabričkih energenata je i izdavanje potvrde o spremnosti za grejnu sezonu 2015-2016.

    Želim vam svima nesmetan rad, ekonomsku stabilnost, samopouzdanje, raspoloženje i nove uspjehe u plemenitom radu za dobrobit našeg rodnog pogona u narednoj godini.

    :
    Press centar PJSC "KMZ"

    UVOD 5

    GLLVL 1. Analitički pregled i izrada zadatka 10

      Aktuelno stanje pitanja izgradnje, istraživanja i 10 optimizacije bilansa goriva i energije metalurškog kombinata

      Savremeno rješenje problema matematičkog 15 modeliranja i optimizacije izvora napajanja industrijskog poduzeća

      Tehnologije kombinovanog ciklusa u sadašnjoj fazi razvoja 21 energije

    1.4. Iskaz problema 30
    GLLVL 2. Konstrukcija matematičkih modela CCGT-VGER, CHP-32
    PVA i matematički model prosječne metalurške
    biljka

    2.1. Opis matematičkog modela CCGT-VGER 32

      Opis matematičkog modela GTU 32

      Opis matematičkog modela kotla na otpadnu toplotu 41

      Modeliranje heplofizičkih svojstava vode i 44 vodene pare

      Matematički opis rada toplotnog kruga 48 parne turbine CCGT-VGER

      Metoda pojednostavljenog proračuna indikatora 50 šema mulja i ispuštanja CCGT-VGER-a

    2.2. Integracija matematičkog modela CHP-PVS sa CCGT-VGER u 55
    proračun energetskog bilansa metalurškog postrojenja

      Postavljanje problema kola-parametarske optimizacije 60 CHP-PVS u okviru sagledavanja kompletnog energetskog bilansa metalurškog postrojenja

      Kriterijumi za optimizaciju energetsko-tehnološkog sistema, 63 uključujući CHP-PVS, u okviru punog energetskog bilansa metalnog i industrijskog postrojenja

      Osobitosti upotrebe metoda hemizacije u problemima optimizacije 64 metalurgije i toplotno-energetskih procesa

      Kratak opis primijenjene metode optimizacije DSFD 65 (Direct Direction Search Method)

      Potražite globalni optimum na osnovu male pretrage za 67 lokalnih optimuma

    POGLAVLJE 3. Proračun i teorijsko proučavanje karakteristika gasnih turbina 70
    i CCGT koji rade u metalurškom kombinatu VGER

      Karakteristike upotrebe tehnologija kombinovanog ciklusa u uslovima metalurškog postrojenja 70

      Karakteristike domene i aza 71

      Karakteristike koksnog gasa 73

      Karakteristike i eristike pretvarača i am 74

      Karakteristike jednostavnog ciklusa gasne turbine pri radu na različita goriva 77

      Karakteristike CCGT-a sa jedinicom za rekuperaciju toplote (IIGU-KU) tokom 100 rada na različita gasna goriva

    Nalazi 103

    POGLAVLJE 4
    metalurški pogon
    4.1. Struktura bilansa goriva i energije 105

    metalurški pogon

      Bilansi goriva i energije stranih 111 metalurških kombinata

      Gorivo-energetski i materijalni bilansi 115 prosječnih metalurških kombinata

      Šemsko-parametarska optimizacija snabdijevanja energijom 126 prosječnih metalurških postrojenja baziranih na tradicionalnim parnim turbinskim postrojenjima prema kriteriju minimalne potrošnje goriva i energetskih resursa

      Šemsko-parametrijska optimizacija napajanja za 131 prosječnu metaluršku tvornicu baziranu na tradicionalnim parnim turbinskim sistemima prema kriteriju minimalnih troškova goriva i energenata

      Šemsko-parametarska onimizacija napajanja 136 prosječnih metalurških postrojenja na bazi CCGT-VGER

    prema kriteriju minimalne potrošnje goriva i energetskih resursa.

    4.7 Šema-parametarska ošimizacija napajanja 141
    prosječnog metalurškog pogona na bazi CCGT-VGER

    prema kriterijumu minimalnih troškova za gorivo i energente.

    4.8 Šematski-parametarska optimizacija eieruspubspy 147
    prosječna metalurška fabrika na bazi CCGT-VGER

    prema kriteriju minimalnog shrag-a na hoplivnoonerietic
    resursa suočeni sa povećanjem cijene prirodnog plina.
    4.9. Kolo-parametarska ošimizacija napajanja 149
    prosječno metalurško postrojenje na bazi CCGT-VGER
    prema kriteriju minimalnih ukupnih (integralnih) troškova.
    Nalazi 151

    Zaključci o radu 152

    Literatura 154

    Uvod u rad

    Jedan od najurgentnijih problema u crnoj metalurgiji je povećanje energetske efikasnosti i EKONOMSKOG DRUŠTVA proizvodnje u metalurškim preduzećima. Sa postepenim povećanjem cijena goriva i energenata, potrošnja energije u proizvodnji čelika postaje sve značajniji faktor. Velika metalurška fabrika punog ciklusa može imati kapacitet od oko 10 miliona tona čelika godišnje i potrošiti ogromnu količinu goriva - više od 10 miliona tona ekvivalenta goriva. u godini. U zemlji u cjelini, preduzeća crne metalurgije troše oko 15% svih proizvedenih prirodnih goriva i više od 12% električne energije. Udio crnih metalskih preduzeća u ukupnoj industrijskoj proizvodnji Ruske Federacije je značajna vrijednost - više od 12%.

    Prema procjenama, potencijal uštede energije ruskih metalurških preduzeća je 20-30%. Učešće otkupljenih energenata – uglja, koksa, prirodnog gasa i električne energije – u ukupnim troškovima valjanih proizvoda iznosi 30-50%, što govori o visokom energetskom intenzitetu proizvodnje. Značajne uštede energije mogu se postići, prije svega, racionalnom izgradnjom i optimizacijom bilansa goriva i energije metalurškog postrojenja, kao i optimizacijom korištenja energije u pojedinačnim tehnološkim procesima.

    CHPP-PVS metalurškog kombinata kompenzuje neravnotežu proizvodne pare, istovremeno obezbeđujući iskorišćavanje VGER-a, oslobađa navedene količine komprimovanog vazduha i električne energije. „Go je najvažnija karika koja zatvara ravnotežu goriva i energije metalurškog kombinata za ove energente, stoga pitanja optimizacije upotrebe energije u pojedinim tehnološkim procesima treba zajednički razmatrati ne samo među sobom, već uključivati ​​i pitanja vezana za energija preduzeća.

    Za rješavanje ovih problema potrebno je koristiti ovu i dosta analiza za energetsko-tehnološki kompleks metalurškog postrojenja,

    6 kao složen sistem.

    U mnogim metalurškim postrojenjima, oprema CHP-PVS je fizički i moralno zastarjela, te je stoga potrebno izvršiti njegovu tehničku preopremu, koristeći modernu ili čak razvijajući novu elektroenergetsku opremu.

    Povećanje ekonomičnosti goriva i energetskih resursa, smanjenje emisije štetnih materija i gasova staklene bašte, a samim tim i povećanje ekonomske efikasnosti metalurške tvornice, razvojem optimalnih krugova i parametarskih rešenja za CHP-PVS baziranih na IGU i povezivanje goriva i energetski bilans metalurškog kombinata je veoma hitan zadatak.

    Cilj. Svrha rada je razvoj i izbor optimalnih kola-parametarskih rješenja "1ETs-PVS na bazi CCGT-a u povezivanju bilansa goriva i energije metalurškog postrojenja. Za postizanje ovog cilja potrebno je

    razviti matematički model CHPP-PVS, uključujući model CCGT-a (GTP) na VGER-u, model parne i turbinske CHPP-PVS, koji omogućava proračun i optimizaciju šema i parametara 1ETS-PVS, uzimajući u obzir kompletan bilans goriva i energije postrojenja;

    razviti metodu za procjenu optimalnih područja primjene CCGT i GTU, PTU-CHP koji rade na VGER metalurškog kombinata;

    razviti alat za izbor optimalne strategije razvoja CHP-PVA na osnovu matematičkih modela i metoda, uzimajući u obzir kompletan bilans goriva i energije metalurškog postrojenja.

    Naučna novina radni list je sljedeći:

      Po prvi put je razvijen jedinstveni matematički model CHPP-PVS, uključujući model CCGT jedinice na VGER, model parne turbine CHP i PVA, koji omogućava proračun i optimizaciju šema i parametara CHPP-PVS, uzimajući u obzir puni bilans goriva i energije željezare.

      Dobijene su karakteristike PGU-KU na goriva VGER-a metalurškog kombinata, utvrđeno je da sa istim početnim parametrima gasne turbine na njihovom

    7 karakteristike koje utiču na zapreminski sadržaj CO, CH 4, LBO, CO, Ir, Cb, N 2 u gorivu (prema stepenu smanjenja uticaja).

      Dobiveni su uvjeti zamjenjivosti VGER goriva za PGU-KU, pokazano je da u zavisnosti od sastava goriva VGER GTU (PGU), njegova agregatna i izvedba kola treba biti različita. Za grupu niskokaloričnih mešavina (do 12 MJ/m) na bazi visokih peći, konvertorskih i prirodnih gasova treba koristiti dinamički gasnoturbinski kompresor goriva; za grupu visokokaloričnih mješavina (više od 17 MJ / m 3) na bazi koksne peći i prirodnih plinova - plinski turbinski kompresor goriva pozitivnog pomaka.

      Utvrđeno je da je za zadatke povećanja samo električne snage optimalna upotreba CCGT-a, za zadatke zamjene opreme sa visokim udjelom toplinskog opterećenja - PTU, za zadatke zamjene opreme sa povećanjem električne snage i i sa visokim udjelom industrijskog toplinskog opterećenja - kombinacija PTU-a i CCGT-a (GTU) na VGER-u metalurške tvornice, što ovisi o proizvodnoj strukturi željezare.

      Usvojeno je da su sadašnje i najbolje oblasti primene na TE-PVS metalurškog kombinata IGU-CHP i GTU-CHP, koje rade na VGER gorivima, u zavisnosti od parametara snabdevanja toplotom.

    Praktična vrijednost Rad potvrđuje da metode koje su u njemu razvijene i njegovi rezultati omogućavaju rješavanje složenog problema formiranja energetske strategije metalurške industrije. Razvijena tehnika se preporučuje za upotrebu u tehničkom preopremanju i modernizaciji metalurških postrojenja 1ETs-PVS u Rusiji i zemljama ZND.

    Pouzdano i „i razumno! b rezultati Rad je rezultat upotrebe savremenih metoda termodinamičke analize, proverenih metoda matematičkog modeliranja, pouzdanih i proverenih metoda sistemskih istraživanja u industrijskoj toplotnoj energiji, upotrebe široko rasprostranjenih metoda za proračun toplotnih i energetskih jedinica i pouzdanih referentnih podataka, poređenje dobijenih rezultata sa podacima drugih autora i dobijenim podacima

    8 prilikom obavljanja energetskog pregleda toplotnih i elektroenergetskih sistema metalurške industrije.

    razvijenu metodologiju i optimizacijski matematički model CHPP-PVS, uključujući GTU- i CCGT-VGER, integrisan u optimizacijski matematički model metalurškog postrojenja;

    rezultati računskih studija karakteristika i pokazatelja energetskih performansi kombinacionih i gasnoturbinskih postrojenja koja rade na VGER-u metalurškog kombinata

    rezultati studija optimizacije i traženje strukture CHP-PVS, uključujući GGU- i CCGT-VGER, uzimajući u obzir puni bilans goriva i energije metalurškog postrojenja.

    Avtrin lični doprinos je:

    u razvoju metodologije i optimizacijskog matematičkog modela za CHP-PVS, uključujući GTU- i CCGT-VGER, infiltriranih u optimizacijski matematički model metalurškog postrojenja;

    u izvođenju češljastih studija karakteristika i pokazatelja energetske efikasnosti kombinovanih i gasnoturbinskih postrojenja koja rade na VGER-u metalurškog kombinata

    in izvođenje optimizacijskih studija strukture izvora energije metalurškog pogona, izgrađenog na bazi tradicionalne parne turbine, kao i plinske turbine i opreme kombiniranog ciklusa, uzimajući u obzir puni bilans goriva i energije metalurškog pogona.

    Provjera i publikacije. Rezultati rada su predstavljeni na VIII-XII Međunarodne naučno-tehničke konferencije studenata i diplomiranih studenata "Radioelektronika, elektrotehnika i energetika" (MPEI; 2002-2006), II i III Sveruske škole-seminari mladih naučnika i specijalista "Ušteda energije - teorija i praksa" (MPEI; 2004. i 2006.), III Međunarodna naučno-praktična konferencija "Metalurška toplotna tehnika: istorija, sadašnje stanje, budućnost" (MISiS, 2006).

    Avgor izražava duboku zahvalnost na savjetima, podršci i kreativnom sudjelovanju u radu prof. d.t.s. Sultanguzin I.A., dr.sc. Sitasu AT. I., Yashin AL I.

    Struktura i obim posla. Disertacija se sastoji od uvoda, 4 poglavlja, zaključka i liste korištenih izvora. Rad je predstavljen na 167 stranicama kucanog teksta, sadrži 70 slika, 9 tabela. Lista korištenih izvora se sastoji od 136 stavke.

    Danas, u sklopu metalurškog pogona ArcelorMittal Temirtau dd:
    - proizvodnja koksa;
    - proizvodnja visokih peći;
    - proizvodnja čelika;
    - proizvodnja valjaka;
    - jedinstveni odjel za popravku i montažu;
    - odjeljenje glavnog inženjera energetike;
    - Odeljenje za transport.

    Proizvodnja koksa

    Koksno-hemijska proizvodnja koja se sastoji od šest baterija koksnih peći sa proizvodnim kapacitetom od 3,5 miliona tona koksa godišnje.
    Koksni ugalj Karagandskog ugljenog basena služi kao sirovina za proizvodnju koksa.

    KHP takođe uključuje:
    - Radionice hemijskog hvatanja
    - Koks radnja
    Prilikom koksovanja nastaje glavni proizvod – koks i srodni – gas i katran, koji ulaze u pogone za hemijsku oporabu, rektifikaciju, destilaciju katrana, gde se dobijaju prateći hemijski proizvodi.

    Proizvodnja sintera

    Projektni kapacitet proizvodnje sintera je 6 miliona tona godišnje. Uključuje postrojenje za drobljenje i prosijavanje sa skladištima za miješanje, punionim materijalima i mjestima za pripremu mulja, postrojenjem za sinteriranje, radnjom visoke peći i mjestom za preradu šljake. Postrojenje za drobljenje i prosijavanje omogućava prijem, drobljenje, skladištenje i homogenizaciju materijala namijenjenih za proizvodnju sintera. Tri mašine za sinterovanje ukupne površine za sinterovanje od 1008 m2. proizvodi aglomerat za potrebe visoke peći.
    Kao sirovine koriste se rude i koncentrati Orken LLP, kao i koncentrat i pelet SSGPO dd. Kao tokovi - otkupljeni krečnjak, dolomit i vapno vlastite proizvodnje.

    Prodavnica za eksplozije talionice za preradu i livnice željeza za konverterske i oblikovane livnice. Visoka peć obuhvata četiri peći zapremine DP1 - 1719m3, BP2 - 2291m3, BP3 - 3200m3, BP4 - 3200m3.
    DP-2 je jedinica nove generacije po tehničkoj opremljenosti, pouzdanosti i uticaju na životnu sredinu. Rekonstrukcija visoke peći bila je jedan od najvećih i najskupljih investicionih projekata ArcelorMittal Temirtau. Projektni kapacitet peći je 1,3 miliona tona sirovog gvožđa godišnje.
    Kao rezultat rekonstrukcije, zapremina peći je povećana za 300 kubnih metara, a njena produktivnost - za 15%. Osim toga, sama peć, nakon remonta, odgovara evropskom nivou.
    Jedinstvenost projekta je u ugradnji savremene opreme u svim dijelovima peći, korištenje komponenti uglavnom zapadne proizvodnje. Projektnu dokumentaciju izradio je PAUL WURTH, koji je dio ArcelorMittala, zajedno sa projektantskim odjelom metalurškog kombinata. Postavljen je novi nekonusni aparat za punjenje, koji određuje kako trajnost visoke peći i njenu produktivnost, tako i potrošnju koksa. Osim toga, tokom rekonstrukcije izgrađeni su novi grijači zraka Kalugin sistema. Omogućavaju vam da zadržite temperaturu eksplozije na 1230 stepeni. Slični grijači zraka već su instalirani u najboljim svjetskim metalurškim preduzećima, uključujući ArcelorMittal postrojenja. Ukupno, ovo je otprilike 230 uređaja.
    Instalirana su dva elektrostatička filtera nove generacije, dizajnirana za čišćenje gasova iz regala bunkera i livačkog dvorišta. Dva kaupera koje je dizajnirao Kalugin pružaju temperaturu eksplozije od 1250 stepeni. Ravno dvorište za livenje obezbeđuje sigurnost i poboljšava uslove rada kovačima na gradilištu. Postavljene su male mašine novog dizajna za otvaranje i zabijanje livačkih tafota. Prekrivaju se kanali kroz koje teče sirovo gvožđe i šljaka, a izduvni gasovi se hvataju, čiste i tek onda ispuštaju u atmosferu. Višak plina iz visokih peći sada će se koristiti za proizvodnju pare u novoj kotlarnici.
    Za dobijanje sirovog gvožđa koriste se moderne tehnologije topljenja u visokim pećima.

    Proizvodnja čelika

    Proizvodnja za topljenje čelika uključuje radionicu za pretvaranje kiseonika i 3 CCM linije (mašina za kontinualno livenje). Mašina za kontinuirano livenje gredica - CCM-3 je dizajnirana za proizvodnju gredica dimenzija 130 x 130 i 150 x 150 milimetara na teritoriji pogonske konvertorske radnje. Produktivnost mašine je projektovana za 1,2 miliona tona gredica godišnje, što će zadovoljiti potrebe valjaonice profila. CCM-3 je u potpunosti prilagođen postojećoj radionici.
    Konvertorska radnja ima tri konvertora kiseonika kapaciteta 300 tona i dve mešalice od po 2000 tona, dve peći livačke, 2 radijalne mašine za kontinuirano livenje, svaka kapaciteta 2,6 miliona tona ploča godišnje. U proizvodnji konverterskog čelika od fosfornog livenog gvožđa koristi se kompleks savremenih metoda topljenja metala.

    proizvodnja valjanja

    Proizvodnja valjanja obuhvata radionicu za toplo valjanje, dve radionice za hladno valjanje, radionicu za toplo cinkovanje i aluminizaciju, i liniju za polimerne prevlake.

    Vruće valjanje:

    Selektivno čišćenje ploča prije vrućeg valjanja osigurava kvalitetu površine valjanog metala, bez filma, nemetalnih inkluzija i drugih površinskih nedostataka koji mogu direktno utjecati na kvalitetu pocinčanog i kalajisanog čelika. Strogom kontrolom temperature valjanja i namotavanja trake, mehanička svojstva su ista u svim smjerovima. Linija također ima kontinuirani sistem kontrole debljine kako bi se osigurala stabilna debljina metala.

    hladno valjanje:

    Prije hladnog valjanja, površina toplo valjane metalne trake se dekisliše otopinom klorovodične kiseline na dvije linije za kiseljenje. Zatim, u zavisnosti od željene konačne debljine, traka prolazi kroz 5- ili 6-ostalnu hladnu valjaonicu. U ovoj fazi se rubovi obrezuju.
    Projektni kapacitet mlina sa 5 štandova je 1300 hiljada tona, mlina sa 6 štandova je 850 hiljada tona godišnje.

    Tilplate

    Tehnološki proces uključuje sljedeće faze obrade:
    - hladno valjanje ugljičnog čelika;
    - elektrolitičko čišćenje površine od mehaničkih nečistoća trake - žarenje i kaljenje;
    - odmašćivanje i priprema trake za glavni proces - kalajisanje;
    - elektrolitičko kalajisanje (projektni kapacitet tri linije je 375 hiljada tona godišnje);
    - rezanje u prazne listove.

    Radnja za vruće pocinčavanje i aluminizaciju (CHCA)

    Glavne jedinice radionice:
    - 2 jedinice kontinuiranog toplog cinkovanja ukupnog kapaciteta 620 hiljada tona godišnje;
    - jedinica za poprečno sečenje;
    - jedinica za formiranje valjaka;
    - linija polimernih premaza projektnog kapaciteta 85 hiljada tona godišnje.
    Tehnologija toplog pocinčavanja obuhvata tehnološke operacije: hemijsko čišćenje metalne površine, termohemijsku obradu čelične trake, nanošenje premaza, kontrolu debljine premaza, kaljenje, hlađenje, kaljenje i ravnanje metala, pasiviranje i podmazivanje valjanih proizvoda premazima.

    Prethodno obojeni valjani proizvodi

    Tehnologija nanošenja polimernog premaza sastoji se od hemijske pripreme trake, nanošenja boje na traku, termičke obrade trake za polimerizaciju (fiksiranje) boje. Izazov je ravnomjerno nanijeti premaz, dobiti ujednačenu površinu i potrebnu debljinu premaza.
    Bojanje valjanog čelika vrši se na automatiziranim linijama metodom valjaka. Za bojenje valjanih proizvoda koristi se polimerni premaz.

    Dugi proizvodi

    Proizvodnja dugih proizvoda vrši se vrućim valjanjem u valjaonici, koristeći obični kvalitetan ugljični čelik ili niskolegirani čelik. Valjaonica sekcija je namenjena za proizvodnju raznih vrsta metalnih proizvoda za građevinarstvo i mašinstvo: armaturne, okrugle, kvadratne, trakaste, ugaone, kanalne. Kapacitet mlina - 400 hiljada tona proizvoda godišnje.
    Valjaonica sekcija obuhvata grubu, međusobnu i završnu grupu štanda, sistem termičke obrade valjanih proizvoda, frižider, sekciju za rezanje i formiranje gotovih valjanih proizvoda za otpremu.

    Jedinstveni odjel za popravku i montažu

    Jedinstveno odeljenje za popravku i montažu je nezavisna strukturna jedinica menadžmenta ArcelorMittal Temirtau JSC i direktno je podređena direktoru popravke.
    Glavni cilj ERMU-a je:
    - obezbeđivanje pouzdanog rada mehaničke opreme odeljenja ArcelorMittal Temirtau dd, neophodne za proizvodnju konkurentnih proizvoda uz najnižu cenu rada, materijala i finansijskih sredstava.
    ERMU planira:
    - tekuće i glavne popravke opreme i jedinica;
    - broj poluproizvoda, rezervnih delova i zamenljive opreme neophodne za obezbeđivanje operativnosti opreme divizija ArcelorMittal Temirtau dd;
    - obavljanje remontnih radova neophodnih za obezbeđivanje operativnosti opreme divizija ArcelorMittal Temirtau dd;
    - proizvodnja metala za potrebe popravke i održavanja divizija ArcelorMittal Temirtau dd.
    ERMU izrađuje rasporede za planirano preventivno održavanje glavnih jedinica i opreme i prilagođava utvrđene termine popravki u vezi sa potrebama proizvodnje.

    Odjeljenje glavnog inženjera energetike

    Odjeljenje glavnog inženjera energetike uključuje:
    - CHPP-PVS;
    -CHPP-2;
    - Paroelektrana (PSC);
    - Prodavnica kiseonika;
    - Plinarnica;
    - Vodovodna radnja (CVS);
    -Radionica hidrauličnih objekata i hidrotransporta (GTSiG);
    -Radionica postrojenja za tretman (DSP);
    -Prodavnica za popravku elektroenergetske opreme metalurških radnji (ENRC);
    -Prodavnica za popravku elektro opreme metalurških radnji (CREMC);
    - Elektrotehnička radionica (ERC);
    - Radionica mreža i trafostanica (DSP);
    -Tehnološka dispečerska radnja (TsTD);
    -Prodavnica za ventilaciju;
    -Centralni tvornički elektrotehnički laboratorij (CZ ETL);
    - Centralna termotehnička laboratorija (CTTL);
    CHPP-PVS - snabdevanje pogona fabrike električnom i toplotnom energijom, visokim pećima, hemijski tretiranom vodom. Instalirani kapacitet CHP-PVS - 192 MW/h.

    CHPP-2- snabdijevanje radionica električnom i toplotnom energijom, hemijski prečišćenom i demineralizovanom vodom. Pored toga, CHPP-2 obezbeđuje toplotnu i električnu energiju gradu Temirtau. Instalisani kapacitet CHPP-2 je 435 MW/h.

    Parna trgovina je predviđeno da radionice i proizvodne pogone pogona opskrbe energetskim nosiocima (para, komprimirani zrak, kemijski pročišćena voda) različitih parametara.

    Prodavnica kiseonika obezbeđuje proizvodnju proizvoda za odvajanje vazduha (kiseonik, azot, argon), a takođe proizvodi sirovi i sušeni komprimovani vazduh za potrošačke prodavnice. Kapacitet proizvodnje kiseonika je 144 hiljade kubnih metara na sat.

    Odeljenje za transport

    Usluge prevoza uključuju:
    -odsjek transportne logistike, kargo i komercijalni rad;
    -organizacija eksternog transporta, tereta i komercijalnih poslova;
    - autotransportna radionica, koja obezbjeđuje proizvodni ciklus pogona sa drumskim prevozom, obezbjeđuje prevoz osoblja pogona, tekuće popravke i održavanje vozila i DST,
    - upravljanje željezničkim transportom.
    UZHDT uključuje:
    - Radnja za tekuće održavanje i popravku kolosijeka koja obavlja poslove održavanja i popravke željezničkih kolosijeka, zgrada i objekata, eksploataciju kolosijeka i opreme za čišćenje snijega.
    - Radionica šinskih vozila obavlja rutinske popravke i održavanje lokomotiva, vagona u specijalizovanim depoima i na stanicama.
    - Operativna radionica organizuje unutrašnje, uključujući i tehnološke, transporte robe, kao i utovarno-istovarne poslove na teretnim frontovima radionica i industrija.
  • Podijeli: