Details

Данная работа посвящена анализу эффективности внедрения установки в ТКО-водород в технологическую схему энергоблока с турбоустановкой Т-123/130-12,8 ПР2 Северной ТЭЦ-21. Задачи, которые решались в ходе исследования: 1.Анализ существующих технологий переработки ТКО; 2.Анализ перспектив переработки ТКО на базе ТЭС; 3.Разработка схемы включения установки ТКО-водород в состав технологической схемы Северной ТЭЦ-21; 4. Моделирование режимов работы Северной ТЭЦ-21 с установкой по производству водорода; 5.Выбор способа хранения и транспортировки водорода; 6.Определение технико-экономических показателей ТЭЦ с установкой ТКО-водород. Расчет режимов работы энергоблока выполнен с использованием метода имитационного моделирования в САПР United Cycle. Разработана схема включения установки ТКО-водород в состав технологической схемы энергоблока с турбоустановкой Т-123/130-12,8 ПР2 Северной ТЭЦ-21. Рассчитаны характерные режимы работы энергоблока при различных сценариях работы: с поддержанием постоянного расхода топлива парового котла и с поддержанием постоянной электрической мощности энергоблока. Рассмотрены два варианта отвода теплоты от генерируемого синтез-газа: к системе технического водоснабжения и к дополнительному расходу сетевой воды в теплообменнике охлаждения синтез-газа. Все варианты режимов рассмотрены для 25-, 50- и 75-% объемного содержания водорода в составе синтез-газа. Рассмотрены и оценены варианты хранения и транспортировки водорода: в сжатом виде (в ресиверах и трубопроводом) и сжиженном виде. Произведена оценка ТЭП энергоблока после внедрения установки ТКО-водород. Предложен выбор оптимальной схемы внедрения комплекса по производству водорода.

This work is devoted to the analysis of the efficiency of introducing a TCO-hydrogen installation into the technological scheme of a power unit with a T-123/130-12.8 PR2 turbine unit at Severnaya TPP-21. Tasks that were solved during the research: 1. Analysis of existing MSW processing technologies; 2. Analysis of the prospects of MSW processing based on thermal power plants; 3. Development of a scheme for including the MSW-hydrogen installation in the technological scheme of Severnaya TPP-21; 4. Simulation of the operating modes of the Severnaya TPP-21 with a hydrogen production plant; 5. Choosing a method for storing and transporting hydrogen; 6. Determination of technical and economic indicators of a thermal power plant with a MSW-hydrogen installation. The calculation of the operating modes of the power unit was performed using the United Cycle CAD simulation method. A scheme has been developed for including the TCO-hydrogen installation in the technological scheme of the power unit with the T-123/130-12.8 PR2 turbine unit of the Severnaya TPP-21. The characteristic modes of operation of the power unit are calculated under various operating scenarios: maintaining a constant fuel consumption of the steam boiler and maintaining a constant electric power of the power unit. Two options for heat removal from the generated synthesis gas are considered: to the technical water supply system and the additional consumption of mains water in the synthesis gas cooling heat exchanger. All mode options are considered for 25%, 50%, and 75% of the volume hydrogen content in the synthesis gas. Options for storing and transporting hydrogen are considered and evaluated: in compressed form (in receivers and pipelines) and in liquefied form. The TEP of the power unit was evaluated after the introduction of the MSW-hydrogen installation. The choice of the optimal scheme for the implementation of a complex to produce hydrogen is proposed.

• ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
• ВВЕДЕНИЕ
• 1. Перспективы переработки ТКО на базе ТЭС
  • 1.1. Обращение с ТКО в России и мире
  • 1.2. Технологии энергетической переработки ТКО
  • 1.3. Роль водорода в различных отраслях промышленности
  • 1.4. Производство RDF-топлива
  • 1.5. Производство водорода из ТКО на ТЭС
• 2. Разработка схемы включения установки по производству водорода в состав технологической схемы Северной ТЭЦ-21.
  • 2.1. Оценка потенциального объема производства водорода на базе Северной ТЭЦ-21
  • 2.2. Создание имитационной модели энергоблока с турбиной Т-123/130-12,8 ПР2 в САПР United Cycle
  • 2.3 Внедрение установки ТКО-водород в технологическую схему энергоблока
• 3.Моделирование режимов работы Северной ТЭЦ-21 с установкой по производству водорода.
  • 3.1. Определение расхода сетевой воды и воды из системы технического водоснабжения для охлаждения синтез-газа
  • 3.2. Моделирование характерных режимов с поддержанием постоянного расхода топлива в котельной установке
• 4. Хранение и транспортировка водорода
  • 4.1. Хранение водорода в сжатом виде
  • 4.2. Транспортировка водорода по трубопроводу
  • 4.3. Хранение и транспортировка водорода в сжиженном состоянии
• 5.Определение технико-экономических показателей ТЭЦ с установкой ТКО-водород
  • 5.1. Оценка энергетического эффекта от интеграции установки ТКО-водород
  • 5.2. Интегральные характеристики энергоблока с установкой ТКО-водород
• Заключение
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
• Приложение А
• Приложение Б
• Приложение В
• Приложение Г
• Приложение Д
• Приложение Е
• Приложение Ж
• Приложение З
• Приложение И
• Приложение К
• Приложение Л
• Приложение М
• Приложение Н
• Приложение О
• Приложение П
• Приложение Р
• Приложение С
• Приложение Т
• Приложение У
• Приложение Ф