Добрый день, уважаемые коллеги! Поступил в это году в аспирантуру, на кафедру тгс, теперь определяюсь с темой свое работы. Руководитель предлагает заняться проблемами, связанными с повышением эффективности работы мини-ТЭЦ. Посоветуйте в каком направлении лучше двигаться, какие проблемы сейчас наиболее актуальны?
Заранее большое спасибо!

Экономическая эффективность установки мини ТЭЦ вместо котельной.

Я об этом уже подумывал, только возникает вопрос, связанный с последующей защитой. Дис. совет может не принять тему, и "отослать к экономистам". Причем, упор в работе нужно будет делать на выработку тепловой энергии, иначе могут сказать, здесь больше электрики, а хотелось бы защищаться в своем совете.
Я предполагал, что предварительно, работа будет связана с повышением эффективности работы мини-ТЭЦ в теплоснабжении

Даже если упор на тепло сделать, то рассмотрения наличия стабильной нагрузки по электрике не избежать или интегрирования в "большую" сеть с этим. Тогда отчего мини, а не ТЭЦ? Разбежка пиков потребления разной энергии в малых сетях(ночь\день, зима \лето) весьма проблематична и вполне нейтрализовать может экономические преимущества. верней экономику метода выработки. Уделить больше внимания этому- вы в другом месте защищаться должны будете, что вам тоже не совсем фонтан.
Найти нишу в совокупности потребителей(типаж поселений, виды ПГТ), что б эта миниТЭЦ стала интересной и под это все подогнать? Опять это не ТГСное дело.
Если на обратной задаче? Наоборот, от соотношения нагрузок поиграть схемами мини ТЭЦ и решениями, что б и экономика была и нагрузки укладывались?

От экономики ни куда не уйти, в последней части в любом случае необходимо обоснование, иначе работа будет выглядеть оторванной от реальности.
На данном этапе предполагается делать упор либо на комбинированную выработку в условиях крайнего севера, при вахтовом методе добычи нефти или газа (от сюда возможно сжигание попутного нефтяного газа, и решения проблем связанных с этим), либо на выработку при ЧС, когда необходимы экстренное развертывание. Но в любом случае, все необходимо завязывать в графиками нагрузок. Кроме того, возможна разработка новых схем с применением новых устройств для утилизации теплоты.

Для буровиков если(чисто умозрительно)- электро вроде будет круглосуточно потреблятся, а тепло? Летом в провал ГВС куда скидывать? Просто в атмосферу или на какой то аккум тепла? Зимой же наоборот, куда и что осветить, что б тепло вырабатывалось в достатке?Нагрузка по электро ведь тоже будет пляшущей, несмотря на общий фон уровня потребности.
С другой стороны- мобильная ГПУ с патрубками на подключение внешнего потребителя тепла и в принципе она же и мини ТЭц на "шишиге". Но это скорее не диссер, а тюнинг готового набора из имеющегося ассортимента. Впрочем вам это может видется и по другому.

Летом излишек тепловой энергии предполагается использовать на холодоснабжение, да и без аккумуляторов, то же не обойтись. В ХПГ, скорее всего, не обойтись без дополнительных водогрейных котлов.
Проблем на самом деле уйма, и если рассматривать каждую, то можно написать десятки диссертаций. По этому, на начальном этапе хотелось бы определиться с наиболее злободневной и реально-решаемой задачей, и в дальнейшем занимать ею.

Мы занимаемся тепличными комбинатами. При каждой своя мини-ТЭС. ОСНОВНАЯ ПРОБЛЕМА это не возможность сброса электричества в сеть на законодательном уровне. На мой век удалось только армянам в Боровске и то только из-за "родсвенничка" Артомоши. Самый нестандартный проект был в Краснодарском крае на геотермалке, с пиковыми котлами, АБТН -тригенерация. В основном проектируем с когенерация - холод не всегда нужен.

В ХП тут есть аспект- смотря какое соотношение нагрузок. Вполне вариант может быть и не понадобится котлов, если обслуживаемое не бытовое чисто поселение. В жилье или городском квартале полчается, что котлы нужны. А в промке элэнергии может столько понадобится, что и зимой в минус страшенный тепло на сброс может пойти.
Может тут и море тем для диссеров, просто мне они иначе представляются.Чуть объект не похож чем то на почти типовое, то и задач таких и вариантов рассматривается порой достаточно и весьма детально.

Да, я слышал об этой проблеме, но все таки, по настоянию руководителя, не хочется углубляться в выработку электроэнергии. В данном случае тригенерация даже более предпочтительна.
В общем, из того что я узнал, наиболее актуальной проблемой является увязка работы мини-ТЭЦ с графиками пиковых нагрузок, как по тепловой так и по электроэнергии.

Не. Законный путь сброса в общую сеть есть.Но вот с уровнями сбрасываемой мощности канитель такая, что и ни адмресурса, ни финансовой составляющей не хватает и экономика летит. Сертифицироваться ж еще надо, что б сбрасывать.

На сколько я понял, наиболее подходящим, является разработка новых схем, принципиальных схем, иначе, говоря, рассмотрение отдельных проектов, не тянет на диссертацию.

Наверное. Может и рассмотрение варианта создания мобильной миниТЭц для буровиков , МЧСников ,хотя это уже тоже достаточно утилитарная задача. Сами схемные решения новые какие то для груп потребителей с определенным соотношением тепловой и электронагрузки и их режимами потребления?
Ну и без сброса на уровне 0.4кВ, который вобщем нереален.

Про это дело в и-нете дофига и больше. Тоности темы обходят стороной. При 1МВт эл.нагрузки внутреннее потребление порядка 40 кВт, которое не меняется. С тепловой схемой можно вполне поработать, снижая затраты. Сильно просматривается со стороны руководителя финансовая заинтересованность в результатах работы. Работая над аналогичным проектом, отмечен ряд призабавных технических моментов. да и проектные конторы лепят их схемы из наработанного, из более простых энергетических установок.

Двигаться вам надо в решении какой-то насущной проблемы. Причем решении с научной обстоятельностью и обоснованиями (ну это я, конечно, азбучные истины аспиранта привожу). Тут следует обратить внимание на то, какой у вас совет. Просто в большинстве советов очень приветствуется планирование экспериментов на самостоятельно созданной установке, моделирующей те или иные аспекты. Применительно к миниТЭЦ готовы ли вы пойти на такие траты, чтобы сделать реальную, работающую установку или купить уже готовую. Думаю, что нет. Да и совершенствовать технологию работы самих миниТЭЦ у вас тоже врядли выйдет - всё же производители подобных систем тоже не зря едят свой хлеб.
Остается либо тщательная вдумчивая аналитика режимов работы с графиками потреблениями (см. посты выше), но ИМХО это не тянет на хорошую диссертацию. Да и создание каких-то методик подбора мощности когенераторов в зависимости от потребления тоже потребует эмпирических проверок, иначе такие методики чисто умозрительны. Плюс ко всему, Вам верно написали, что без экономического анализа Вам не обойтись никак. А учитывая, что у нас крайне тяжко почему-то воспринимают окупаемость свыше 10 лет, то тут тоже проблем немало будет.
Мне кажется, что если уж вы решили заняться миниТЭЦ, то копать надо куда-то на стык специальностей. В качестве бредового примера, разработка модульных систем когенерации, вводимых автоматически в работу в зависимости от нагрузки... или сжигание в мобильных миниТЭЦ не газа, а подручных материалов (дрова, щепа, лузга и т.д.). В качестве еще большего бреда - переносные установки для туристов (и тепло и светло). Но, повторюсь, всё это потребует воплощения в железяках

Да, основной из проблем, является проведение опыта, если честно, пока не очень хорошо представляю как это будет выглядеть. В любом случае, большое спасибо тем кто откликнулся, почерпнул много нового!!

Относительно опытов.

У нас в Питере , у одного из производителей ГПА есть стенд, (я там не был - но приглашали), для испытания газапоршневых установок.

В институте в котором я учился, я участвовал в пуске/останове/снятия характеристик поршневых машин.

Вам стоит узнать, где в у Вас ближайшее учебная база с работающими ГПА.

Подробности в личку.

Из проблем.
ГПА всем хорош (высокий КПД, низкая стоимость) но есть существенные минусы по сравнению с ГТУ
- кушает масло 0,2-1 г/(кВт ч)
- плохо держит длительную минимальную нагрузку (от 25% процентов в течении часа, длительная 50% ) (зависит от модели конечно)

Да, у нас реализованы проекты с попутным газом - то же на мой взгляд интересная инженерная задача. Много литературы пришлось поднять чтобы разобрать как правильно делать подготовку газа. Здесь тоже экономика ух как рулит.

Двигаться надо в направлении этой самой мини-ТЭЦ, реальной, работающей, вот там и расскажут куда надо развиваться.

Мысль хорошая.
Если нужно - у меня есть контакты многих производителей. Производители двигателей могут помочь на объект попасть, где ГПА работает. Но на реальных объектах Вам не дадут возможность ставить опыты .Подробности в личку.

Кроме того не всегда обслуживающий персонал хорошо знаком с теорией горения, теплопередачи.
Ведь работа, я так понимаю, нужна научная. И связываться надо с университетами, у которых есть база с ДВС (турбинами).

Кандидатская дис - ещё не наука. Это сбор, классификация материалов по теме в мировой практике, сравнение вариантов и выводы.
Рыть информацию в сети: Россия, Америка, Франция, Германия, Италия, Ю.Корея

а какая у вас вообще специализация? оптимизация тепловой схемы? или разработка теплопотребляющего оборудования или еще что? если рассматривать схемы с применением представленного на рынке оборудования (импортного), то наверно все многообразие вариантов уже рассмотрено производителями и представлено в проспектах. конденсационные котлы-утилизаторы наверняка везде присутствуют, так что по-моему из оборудования ничего уже выжать невозможно. надо рассматривать оптимизацию графиков загрузки или еще что-то такое

P.S. я кажись повторил то что написал Am2Fm, сорь, сразу не прочитал всю ветку

Думаю, самой актуальной проблемой для России является самодостаточность котельных, потому как при отключении централизованного электричества (снегопад, ледяной дождь, хреновый менеджмент и т.п.) котельная по сути останавливается. Дальше, для условий России, пара-тройка часов простоя и плохо предсказуемые последствия. Есть турбинки для надстройки производственных котельных, способные работать на насышенном пару, т.е. не весь пар (если котельная уже не переведена на водогрейный режим) сбрасывается в РОУ, при этом производится достаточное для собственных нужд электричество... Это децентрализация, это неправильно, но в силу ряда причин оправдано.

да нет, это не актуальная проблема. котельная не должна обесточиваться, есть нормы. на крайний случай есть шойгу, мчс и вообще дело заводится. надо рассматривать экономическую эффективность, а не чрезвычайные ситуации. хотя, если защищаться в академии гражданской защиты МЧС

Так будет там и экономическая эффективность. А Шойгу конечно есть, но только это же дорого совсем.

:-)
а если по теме - то для диссертации можно порассматривать малоизвестные (неинтересные крупным производителям) варианты с местным топливом, в т.ч. и с отходами. Газ не везде имеется.

Верх идиотизьму! Это чтоб она давала ток, её надо подпитывать напряжением извне? А сама она с этим не справится, себя не обспечивает?

Это огромные капитальные вложения. Проще дизель-генератор поставить.
По теме, мне кажется, интересно использование сущ. котлов в качестве котлов утилизаторов при установке газовых турбин.