Вибір та обґрунтування параметрів дизель-електричної станції з системою утилізації теплоти

Abstract

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.03 – двигуни та енергетичні установки. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут". – Харків, 2017. Дисертація присвячена вибору і обґрунтуванню параметрів дизель-електричної станції з системою утилізації вторинної теплоти дизеля з використанням циклу Ренкіна, що використовує теплоту відпрацьованих газів та системи охолодження. В результаті аналізу особливостей перспективної енергетичної установки з двигуном Hyundai 25/33 для виробництва електричної енергії на заводі в Іраку розроблена технологічна схема комплексної системи утилізації вторинної теплоти дизель-електричної станції з додатковим отриманням електроенергії, теплоти для підігріву важкого палива, конденсації технічної води з відпрацьованих газів двигуна. Для утилізації вторинної теплоти двигуна Hyundai H25/33 запропоновано утилізаційний контур установки, який працює за органічним циклом Ренкіна (ОЦР). В якості робочого тіла в циклі Ренкіна доцільно використовувати воду системи охолодження двигуна. З використанням розробленої математичної моделі утилізаційного контуру дизель-електростанції виконане розрахунково-експериментальне дослідження впливу температури навколишнього середовища на показники ефективності утилізаційного контуру. При зміні температури навколишнього середовища від 0 ° С до 40 ° С кількість електроенергії, виробленої за циклом Ренкіна для двигуна Hyundai H25/33 збільшується до 10%. При роботі однієї когенераційної установки з двигуном Hyundai H25/33 та розробленим утилізаційним комплексом можна отримати на добу до 2300 кг конденсату водяної пари, що є дуже цінною в Іраку. На основі результатів дослідження було розроблено два варіанта технологічної схеми (проекти "А" та "Б") модернізації дизельних електростанцій компанії Hyundai Heavy Industries. Виконана техніко-економічна оцінка проектів за метод NPV показала, що після того, як обладнання утилізаційного контуру в повному обсязі буде введено у експлуатацію, максимально досяжний прибуток складе близько 1 406 219 дол. США/рік.

Dissertation for the degree of candidate of technical sciences in specialty 05.05.03 – engines and power plants. – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute". – Kharkiv, 2017. The dissertation is devoted to the choice and substantiation of parameters of a diesel power plant with heat recovery system of recycling the secondary heat from diesel engine using the Rankin cycle, which uses the heat of exhaust gases and cooling water systems. As a result of the analysis of the features of a promising power plant with a Hyundai 25/33 engine for the production of electric power at a plant in Iraq, a technological scheme of a comprehensive system for recycling diesel fuel from an electric power station with the additional generation of electricity, heat for heating heavy fuel, condensing technical water from exhaust gases. As a working fluid in the Rankin cycle, it is advisable to use the hot water from the engine cooling system. Using the developed mathematical model of the distillation circuit of the diesel power plant, the design-experimental study of the influence of the ambient temperature on the indicators of the efficiency of heat recovery was performed. When the ambient temperature changes from 0 ° C to 40 ° C, the amount of electric energy generated by the Rankin cycle for the Hyundai H25 / 33 engine increases to 10%. With a single cogeneration unit with a Hyundai H25 / 33 engine and a recycling complex developed, it is possible to get up to 2300 kg of water vapor condensate per day, which is very valuable in Iraq. Based on the results of the study, two variants of the technological scheme (projects A and B) were developed for the modernization of Hyundai diesel power plants. The feasibility study for the NPV method has shown that after the full recovery equipment is put into operation, the maximum achievable profit will be about 1 406 219 $ /year.