Naslov
Optimalno korištenje otpadne topline u parnoturbinskom ciklusu
(Optimal Waste Heat Utilization in the Bottom Steam-Water Cycle)

Autori
Čehil, Mislav

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Fakultet strojarstva i brodogradnje

Mjesto
Zagreb

Datum
26.11

Godina
2010

Stranica
167

Mentor
Bogdan, Željko

Ključne riječi
generator pare na otpadnu toplinu; parnoturbinsko postrojenje; kombinirani ciklus; pinch točka; termodinamička optimizacija; termoekonomska optimizacija
(Heat Recovery Steam Generator; Steam Power Plant; Combined Cycle; Pinch Point; Thermodynamic Optimization; Thermoeconomic Optimization)

Sažetak
U pokušaju traženja boljih termodinamičkih ciklusa u parnoturbinskom ciklusu koji služi za transformaciju otpadne topline u mehanički rad, najčešće u obliku dimnih plinova koji izlaze iz plinske turbine u sklopu kombiniranog ciklusa, napravljen je termodinamički model parnoturbinskog ciklusa. Kako bi se pronašao najbolji raspored izmjenjivačkih površina unutar generatora pare na otpadnu toplinu s više krugova pare, napravljena je mreža izmjenjivača topline unutar koje je svaki krug pare ili međupregrijač predstavljen s jednim stupcem u matrici izmjenjivača. Funkciju cilja predstavlja maksimalan termodinamički stupanj iskoristivosti u slučaju termodinamičke optimizacije, a u slučaju termoekonomske optimizacije funkciju cilja čine minimalni termoekonomski gubici unutar parnoturbinskog ciklusa. Razmatrano je šest vrsta postrojenja: postrojenje s jednim, dva i tri kruga pare bez međupregrijanja i s međupregrijanjem. Funkcija cilja u slučaju postrojenja s tri kruga pare i međupregrijanjem u termoekonomskoj optimizaciji je funkcija od 43 nezavisne varijable. Za tako velik broj nezavisnih varijabli odabrani su genetski algoritmi kao robusna metoda traženja ekstrema funkcije cilja. U odnosu na dosadašnje radove u dostupnoj znanstvenoj literaturi, pokazano je kako postoje bolje konfiguracije generatora pare na otpadnu toplinu, uglavnom u obliku paralelnog smještaja izmjenjivača različitih krugova pare ili međupregrijača. Pokazalo se kako optimalna postrojenja bez međupregrijača imaju potkritične tlakove visokotlačne pare dok postrojenja s međupregrijanjem imaju optimalne natkritične tlakove visokotlačne pare. Termodinamički i termoekonomski najbolje postrojenje je postrojenje s tri kruga pare i međupregrijanjem. Za ocjenu utjecaja nepredvidljve promjene investicijskih troškova, provedena je analiza osjetljivosti termoekonomski optimalne konfiguracije generatora pare na otpadnu toplinu s tri kruga pare i međupregrijanjem kao i njegovih radnih parametara s obzirom na specifičnu cijenu izmjenjivačkih površina. S porastom specifične cijene izmjenjivačkih površina smanjuju se optimalni tlakovi visokotlačne pare te poprimaju vrijednosti bliske danas korištenim tlakovima u generatorima pare na otpadnu toplinu.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Strojarstvo

POVEZANOST RADA