Повышение экономичности работы ТЭЦ с поперечными связями на основе оптимизации режимов работы и тепловой схемы тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.14.14, кандидат технических наук Басс, Максим Станиславович

• Басс, Максим Станиславович
• кандидат технических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат технических наук Басс, Максим Станиславович

Введение

Глава I. Существующие научно-технических разработки по оптимизации ТЭЦ

1.1. Оптимизация тепловой схемы

1.1.1. Изменение параметров тепловой схемы и режимов работы турбоустановки

1.1.2. Перераспределение источников теплоты и использование резервов тепловой схемы

1.2. Оптимизация режимов работы оборудования

1.2.1. Методы и приемы оптимизации

1.2.2. Существующие методики оптимального распределения нагрузок между турбоагрегатами ТЭЦ

1.3. Выводы и постановка задачи

Глава II. Экономические предпосылки повышения эффективности работы станции

2.1. Тарифная ситуация в регионе

2.2. Технико-экономические показатели станции

2.2.1. Динамика изменения технико-экономических показателей в течении года

2.2.2. Технико-экономические показатели Читинской ТЭЦ-1 за период с 1997 по 2002 год

2.3. Выводы

Глава III. Оптимальное распределение нагрузок меяеду турбоагрегатами

3.1. Методика определения энергетических характеристик турбоагрегатов по диаграммам режимов

3.1.1. Определение энергетических характеристик турбины типа

Т по диаграмме режимов

3.1.2. Определение энергетических характеристик турбины типа

ПТ по диаграмме режимов

3.2. Методы оптимального распределения нагрузок между турбоагрегатами

3.2.1. Оптимальное распределение нагрузок методом перебора всех вариантов

3.2.2. Оптимальное распределение нагрузок методом относительных приростов

3.3. Комплекс программ по расчету и оптимизации тепловой схемы

3.4. Методика расчета регенеративных схем турбин 75 3.4.1. Методика расчета турбины типа ПТ с одним отопительным отбором 77 3.4.1. Методика расчета турбины типа Т с одним отопительным отбором

3.5. Особенности расчета реальной тепловой схемы турбоагрегата

3.6. Выводы

Глава IV. Оптимизация тепловой схемы

4.1. Описание изменения тепловой схемы

4.2. Особенности расчета тепловой схемы усеченной турбины

4.3. Анализ результатов и выводы по сравнительному расчету

4.4. Выводы 107 Выводы по диссертации 108 Список литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение экономичности работы ТЭЦ с поперечными связями на основе оптимизации режимов работы и тепловой схемы»

Повышение эффективности работы теплоэнергетического оборудования всегда являлось приоритетным направлением в развитии энергетической науки.

Появление современных научно-технических разработок, новых материалов и технологий должно найти свое отражение в энергетике. Необходимо учитывать также возможности современных мощных компьютеров, позволяющих моделировать, проектировать и производить различные расчеты для энергетических задач в большем объеме и с большей скоростью.

Провал в развитии энергетики в нашей стране с начала 90-х годов XX века до сих пор дает о себе знать, это отражается в низком потребления энергии во многих регионах.

Выход из строя старого оборудования из-за его старения и практически единичные вводы новых энергетических мощностей - все это заставляет более серьезно подойти к работе существующих станций.

При наметившёмся в последние годы экономическом росте может возникнуть дефицит энергетических мощностей. Строительство новых станций требует больших капитальных вложений, при этом на многих станциях имеются внутренние энергетические резервы, выявление которых возможно при оптимизации работы теплоэлектроцентрали (ТЭЦ). Кроме того, решение задач по оптимизации работы ТЭЦ позволит повысить технико-экономические показатели станций, что приведет к повышению их конкурентоспособности на энергетическом рынке в условиях реструктуризации энергетической отрасли.

В настоящей работе поставлена задача исследования возможностей по оптимизации распределения нагрузок между турбоагрегатами ТЭЦ на основе реальных математических моделей турбоустановок и оптимизации тепловой схемы ТЭЦ.

В связи с этим целью работы являлось:

1. Исследование возможности создания оптимизационной модели распределения нагрузок между турбоагрегатами ТЭЦ с поперечными связями на основе реальных математических моделей турбоустановок;

2. Создание компьютерной модели для расчета тепловой схемы ТЭЦ;

3. Разработка мероприятий по оптимизации тепловой схемы.

В качестве объекта исследования выбрана ТЭЦ-1 ОАО «Читаэнерго» г. Читы.

Диссертация состоит из введения, 4-х глав, заключения, списка литературы и приложения.

Заключение диссертации по теме «Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты», Басс, Максим Станиславович

Основные результаты, изложенные в диссертации, опубликованы в работах [74-82].

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Басс, Максим Станиславович, 2004 год

1. Козлов Е.В., Осипенков Н.А., Мельников Б.Н. Режим горячего резерва для маневренных турбоагрегатов ТЭС // Электрические станции. -1986.-№6.-С. 31-33.

2. Иванов В.А. Режимы мощных паротурбинных установок. Л.: Энер-гоатомиздат, 1986. - 248 с.

3. Сахаров A.M., Тажиев Э.М., Баринберг Г.Д. Повышение тепловой и электрической мощности турбины Т-250/300-240 частичным вытеснением регенеративных отборов пара на ПВД. Теплоэнергетика. -1984.-№ 12.

4. Бененсон Е.И., Иоффе JI.C. Теплофикационные паровые турбины. М.: Энергоатомиздат, 1986.

5. Иванов В.А., Серебряников Н.И., Богомольский Д.С., Использование энергоблоков ТЭЦ для прохождения минимума графика электрических нагрузок// Теплоэнергетика. 1984. - № 9.

6. Казаров С.А., Иванов В.А., Боровков В.М., Ванников В.В. Пути повышения тепловой мощности турбоустановок в период работы ТЭЦ с включенными ПВКУ/ Электрические станции. 1991. - №4. - С.35-39.

7. Иванов В.А., Безлепкин В.П., Михайлов С.Я. и др. Исследования режимов работы теплофикационных турбоустановок с переменной степенью регенерации. Повышение эффективности энергетического оборудования: Сб. науч. тр. /Труды ЛПИ №402 Ленинград, 1984.

8. Иванов В.А., Боровков В.М., Ванников В.В., Кутахов А.Г. К вопросу повышения маневренности ТЭЦ, работающих по тепловому графику. Изв. вузов, Энергетика. 1982. - № 7. - С. 39-43.

9. Симою Л.Л., Эфрос Е.И., Гуторов В.Ф., Лагун В.П. Теплофикационные паровые турбины: повышение экономичности и надежности. -СПб: Энерготех, 2001. 208 с.

10. Эфрос Е.И., Гуторов В.Ф., Симою JI.JI. и др. Повышение эффективности теплофикационных турбоустановок// Электрические станции. -2003. -№ 12.-С. 39-46.

11. Эфрос Е.И. Экономичность и надежность мощных теплофикационных турбин и пути их повышения. Автореферат дисс. на соискание ученой степени д.т.н., М., 1998, 40 с.

12. Безлепкин В.П., Михайлов С.Я. Регулировочный диапазон тепловых электростанций. Л.: Энергоатомиздат, 1990. - 168 с.

13. Зыкова С.А., Станиславский В.Я., Кроль Я.А. и др. Исследование работы блока мощностью 200 МВт при отключении подогревателя высокого давления// Теплоэнергетика. 1967 - №12. - С.29-32.

14. Будняцкий Д.М., Бененсон Е.И., Водичев В.И., Осипенко В.Н. О целесообразности получения дополнительной мощности от турбины типа Т-175/210-130 за счет отключения ПВД// Энергомашиностроение. -1980 № 3. - С.2-4.

15. Прокопенко А.Г., Леонков A.M., Мысак И.С. О возможности повышения номинальной мощности энергоблока 300 МВт при отключении регенерации// Электрические станции. 1978. - № 11. - С. 79-80.

16. Кириллов И.И., Иванов В.А., Арсеньев Л.В., Ходах Е.А. Повышение маневренности современных энергоблоков методом отключения ПВД// Теплоэнергетика. 1978. - № 2. - С. 70-77.

17. Будницкий Д.М., Бененсон Е.И., Водичев В.И., Осипенко В.Н. О целесообразности получения дополнительной мощности от турбин типа Т-175/210-130 за счет отключения ПВД// Теплоэнергетика. 1977. - № 7. -С. 7-10.

18. Киселев В.А. Экономичность турбоустановки К-200-130-3 после организации теплофикационного отбора// Электрические станции. 1986. -№ 12.-С. 25-26.

19. Качан А.Д. Режимы работы и эксплуатации тепловых электрических станций. Минск: Высш. школа, 1978. 288 с.

20. Иванов В.А. Стационарные и переходные режимы мощных паротурбинных установок. Л.: Энергия, 1971. 280 с.

21. Щербин В.И., Баубель А.А. Расчет измерений расходов тепла и топлива при отключении подогревателей высокого давления теплофикационных агрегатов// Электрические станции. 1980. - № 9. - С. 38—42.

22. Работа ТЭЦ в объединенных энергосистемах/ Под ред. В.П. Корытни-кова. М.: Энергия, 1976. - 216 с.

23. Аракелян Э.К., Макарчьян В.А. и др. Повышение маневренности турбоагрегатов ТЭЦ для участия их в прохождении провалов графиков электрической нагрузки// Теплоэнергетика. 2001. - №4. - С.37-42.

24. Аракелян Э.К., Серебрянников Н.И., Кудрявый В.В., Тажиев Э.И. О проблеме расширения регулировочного диапазона и повышения маневренности теплофикационного оборудования Мосэнерго. Вестник МЭИ. 1999. - №1. - С.26-32.

25. Иванов В.А., Боровков В.М., Венчиков В.В., Кутахов А.Г. К вопросу повышения маневренности ТЭЦ, работающих по тепловому графику// Изв. вузов. Энергетика. 1982 - № 7. - С.39-43.

26. Иванов В.А., Богомольский Д.С., Громов Б.Н. и др. Привлечение ТЭЦ к покрытию переменной части графика электрических нагрузок// Теплоэнергетика. 1986 - № 3. - С. 18-21.

27. Иванов В.А., Боровков В.М. Полиблочный принцип регулирования паротурбинных установок// Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. 1985. №2. С. 126-136.

28. Прокопенко А.Г., Леонков A.M., Мысак И.С., Дмитриев В.Е. Исследование и внедрение режимов скользящего давления на теплофикационном блоке 250/300 МВт//Теплоэнергетика. 1983. - № 8. - С. 6—10

29. Боровков В.М., Самаренко В.Н., Богомольский Д.С. и др. Проверка экономичности и надежности работы блока с турбиной Т-250/300-240 и котлом Т1Ш-210А при переводе на скользящее давление//Энергетик. -1978.-№ 1.- С. 9-10.

30. Богомольский Д.С. Исследование режимов работы мощных теплофикационных энергоблоков и систем их автоматического регулирования при различных программах регулирования мощности: Автореф. дис. канд. техн. наук. JL: ЛПИ, 1980 18 с.

31. Гельтман А.Э., Шапиро Н.И. Расчет коэффициентов изменения мощности теплофикационных турбин// Теплоэнергетика. 1975. - № 4. - С. 39-42.

32. Заславский С.А. Исследование тепловой экономичности и способов улучшения динамических характеристик блоков, регулируемых методом скользящего давления: Автореф. дис. канд. техн. наук. JI.: ЛПИ, 1972-27 с.

33. Иванов В.А., Серебряников Н.И., Кутахов А.Г. и др. Пути привлечения энергоблоков ТЭЦ к прохождению ночного минимума графика электрических нагрузок в энергосистеме//Теплоэнергетика. 1983. -№ 9. -С.21-24.

34. Хлебалин Ю.М. Малозатратные технологии модернизации действующих ТЭЦ// Промышленная энергетика. 2000. - №9. - С.29-32.

35. Хлебалин Ю.М., Баженов А.И., Захаров В.В. Перераспределение пара промышленного отбора между различными турбинами ТЭЦ// Промышленная энергетика. 1999. -№ 5.

36. Хлебалин Ю.М., Захаров В.В. Использование пара промышленных отборов турбин для выработки пиковой конденсационной электроэнергии на ТЭЦ// Промышленная энергетика. 1998. -№ 10.

37. Хлебалин Ю.М., Захаров В.В. Пути повышения эффективности использования промышленных отборов турбин ТЭЦ// Промышленная энергетика. 1997. -№ 8.

38. Хлебалин Ю.М., Захаров В.В. Применение испарителей на промышленных ТЭЦ// Промышленная энергетика. 1999. -№ 12.

39. Гитман М.И., Левин Л.И. Использование ТЭЦ в переменной части графиков электрических нагрузок//Теплоэнергетика. 1976. -№ 4. -С.51-57.

40. Иванов В.А. Проблема покрытия переменной части графиков энерго-потребления/Леплоэнергетика. 1983. -№ 6. - С.2-7.

41. Водкова Е.А., Волькенау И.М., Гитман М.И. и др. Работа ТЭЦ в объединенных энергосистемах. М.: Энергия, 1976. 216 с.

42. Шапиро Г.А., Эфрос Е.И. Эффективность перевода теплофикационных турбин в режим работы по электрическому графику// Теплоэнергетика.- 1980. -№ 12. С.40-42.

43. Кнотько П.Н., Ровек И.И., Щербина А.В., Яковлев Б.В. Проектные исследования работы ТЭЦ в маневренном режиме// Электрические станции. 1982.-№ 5.-С.17-21.

44. Мелентьев Л.А., Левенталь Г.Б., Чугреев В.А., Алиева М.Г. Современная концепция теплофикации страны// Теплоэнергетика. 1982. -№ 8.- С.8-13.

45. Урин В.Д., Кутлер П.П. Энергетические характеристики для оптимизации режима электростанций и энергосистем. М.: Энергия, 1974. -136 с.

46. Крумм JI.A., Мурашко Н.А., Мурашко Н.Г. Комплексный расчет краткосрочных режимов электроэнергетических систем на основе метода приведенного градиента. Изв. АН СССР «Энергетика и транспорт». -1971. -№1. - С.3-15.

47. Беллман Р.Д., Дрейфус С.А. Прикладные задачи динамического программирования. М.: Наука, 1965. — 457 с.

48. Маркович И.М., Лазебник А.И., Использование метода ветвей и границ в некоторых энергетических оптимизационных задачах// Электричество. 1970. - № 7. - С.65-70.

49. Андрющенко А. И., Аминов Р. 3., Хлебалин Ю. М. Теплофикационныеэустановки и их использование. М.: Высш. шк., 1989. - 256 с.

50. Андрющенко А. И., Аминов Р.З. Оптимизация режимов работы и параметров тепловых электростанций. М.: Высш. шк., 1983. - 255 с.

51. Флос С.Л., Жалялетдинова В.К. и др. Оптимизация распределения нагрузок между турбоагрегатами ТЭЦ с использованием ЭВМ// Энергетика и электрофикация. 1988. - № 3. - С.42-43.

52. Клер A.M., Скрипкин С.К., Деканова Н.П. Автоматизация построения статистических и динамических моделей теплоэнергетических установок// Изв. РАН. Энергетика. 1996. - № 3. - С.78-84.

53. Шмидт Р.А., Левин Л.А. Алгоритмы оптимизации тепловых схем ТЭЦ на ЭЦВМ методом кусочно-линейного программирования// Теплоэнергетика. 1971. -№ 5. - С.10-14.

54. Кроу К., Гамилец А., хоффман Т. и др. Математическое моделирование химических производств. М.: Мир, 1973. 392 с.

55. Палагин А.А. Логически-числовая модель турбоустановки// Проблемы машиностроения. 1975. - Вып. 2. - С.103-106.

56. Вульфман Ф.А., Харьков Н.С., Куприянова Л.М. Применение модульного принципа для описания задач математического моделирования теплоэнергетических установок// Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. 1978. -№ 4. - С.129-136.

57. Кафаров В.В., Мешалин В.И., Перов В.Л. Принципы математического моделирования химико-технологических систем. М.: Химия, 1974. 344 с.

58. Боровков В.М., Казаров С.А., Кутохов А.Г. и др. Автоматизированное проектирование тепловых схем и расчет переменных режимов ПТУ ТЭС и АЭС// Теплоэнергетика. 1993. - № 3. - С.5-9.

59. Карпов В.Г., Попырин Л.С., Самусев В.И., Эпелынтейн В.В. Автоматизация построения программ для расчета схем теплоэнергетических установок// Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. 1973. - № 1. -С.129-137.

60. Попырин Л.С., Самусев В.И., Эпелыптейн В.В. Автоматизация математического моделирования теплоэнергетических установок. М.: Наука, 1981.236 с.

61. Клер A.M., Деканова Н.П., Щеголева Т.П. и др. Методы оптимизации сложных теплоэнергетических установок. Новосибирск: «Наука», Сибирская издательская фирма, 1993. 116 с.

62. Карпов В.Г., Кесельман Д.Я., Подкорытов В.Н. Алгоритмы преобразования ориентированного графа в бесконтурный// Тр. Иркутского семинара по прикл. Математике. Иркутск, 1969. Вып.1. С.64-81.

63. Типовая энергетическая характеристика турбоагрегата К-100-90-6 (ВК-100-6) JIM3 после реконструкции с устройством регулируемого теплофикационного отбора.

64. Горшков А.С. Технико-экономические показатели тепловых электростанций. М.: Энергоатомиздат, 1984. 240 с.

65. Типовая энергетическая характеристика турбоагрегата ПТ-60-90/13 (ВПТ-50-2) ЛМЗ.

66. Инструкция по эксплуатации турбины ПТ-65/75-90/13.

67. РД 153-34.1-30.737-97 Типовая энергетическая характеристика турбоагрегата ПТ-65/75-13 0/13 ЛМЗ

68. Качан А.Д., Муковозчик Н.В. Технико-экономические основы проектирования тепловых электрических станций. Мн.: Высш. школа, 1983.-159 с.

69. Ривкин С.Л., Александров А.А. Теплофизические свойства воды и водяного пара. М.: Энергия, 1980. - 424 с.

70. Баженов М.И., Богородский А.С., Сазанов Б.В., ЮреневВ.Н. Под ред. Е.Я. Соколова. Промышленные тепловые электростанции. М.: Энергия, 1979.-296 с.

71. Басс М.С., Середкин А.А. Потенциал энергосбережения для комплекса «ТЭЦ-потребитель». Региональная научно-практическая конференция «Реформирование жилищно-коммунального хозяйства» (материалы конференции). Чита. ЧитГТУ, 2002. - 175 с. - С. 119- 121.

72. Басс М.С. Особенности расчета реальной тепловой схемы турбоагрегата. Вторая межрегиональная научно-практическая конференция «Энергетика в современном мире» (тезисы докладов). Чита: ЧитГУ, 2003. - 213 с. - С.28-30.

73. Басс М.С. Повышение эффективности работы ТЭЦ при помощи оптимизации. Молодые ученые Сибири: Материалы Всероссийской молодежной научно-технической конференции. Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2003.-264 с.-С. 199-200.

74. Басс М.С. Способ загрузки производственного отбора. Повышение эффективности производства и использования энергии в условиях Сибири. Материалы Всероссийской научно-практической конференции. -Иркутск: ИрГТУ, 2004. 512 с. - С.219-222.