Статья посвящена оптимизационным исследованиям энергетических установок на древесной биомассе, работающих по различным вариантам цикла Ренкина. Это "классический" органический цикл Ренкина, когда в котле нагревается термомасло, отдающее тепло органическому рабочему телу (пентану), пар которого расширяется в турбине; "традиционный" цикл Ренкина на воде и водяном паре и комбинированный цикл, когда в котле получается перегретый водяной пар, который после расширения в турбине поступает в испаритель органического рабочего тела, пар которого расширяется в "пентановой" турбине. Поскольку древесная биомасса (отходы лесозаготовок и деревообработки), как правило, имеют высокую влажность, рассматриваются варианты ее предварительной сушки уходящими газами или горячим воздухом, а также вариант без сушки, с подачей в топку котла "сырой" древесной биомассы. Для указанных вариантов были разработаны математические модели и сформированы оптимизационные задачи. Математическое моделирование и нелинейная оптимизация проводились с использованием разработанных в ИСЭМ СО РАН моделей и методов. В качестве критериев оптимизации рассматривались максимум КПД нетто и минимум цены электроэнергии при заданной внутренней норме возврата капиталовложений. Выполненные исследования позволили провести оценку энергетической и экономической эффективности сопоставляемых вариантов.
展开▼
