Глава 9 (оптимиз) (995087), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

,

где q₁,q₂,. . . .,q_n – общезаводские нормы на данную продукцию, по первому, по второму, . . . . . . ., n-му промышленному предприятию;

V₁, V₂,. . . . .,V_n – годовые объемы выпуска продукции соответственно.

Важное значение в нормировании имеет выбор единицы продукции, на которую должна устанавливаться норма.

Для предприятия (цеха), выпускающего один вид продукции, нормы расхода топлива (теплоты) целесообразно устанавливать на единицу продукции, выраженную в натуральных единицах (т, изделие, кв.м и т.п.)

Для предприятий с разнообразной продукцией общезаводские нормы удельных расходов топлива, теплоты и т.д. устанавливаются на единицу основной продукции, приведя остальные виды продукции на основе их энергоемкости к основной.

Энергетические балансы разделяются на плановые и отчетные.

Плановые балансы служат для определения потребности в топливе, теплоте, электроэнергии (расходная часть балансов); разработки наиболее рациональных способов покрытия этой потребности (приходная часть балансов) и оценки экономичности принятого технического решения.

Отчетные (фактические) балансы служат для анализа энергопотребления, выявления источников потерь, разработки мероприятий по экономии топлива, теплоты, электроэнергии и др.

По периодам времени различаются:

а) текущие ( на один год)

б) перспективные ( на ряд лет).

9.3. Оптимизация режимов работы электростанций.

Для обеспечения надежного энергоснабжения потребителей, безаварийной и экономичной работы оборудования электростанции необходимо установить рациональные режимы работы оборудования, учитывающие спрос на энергию, технические и экономические характеристики. Основным, нормальным является установившийся режим работы оборудования, при котором обеспечивается мощность в соответствии с графиком нагрузки и выработка основного количества энергии в заданный период времени.

Одной из важнейших задач эксплуатации является экономичное распределение энергетической нагрузки между электростанциями энергосистемы и отдельными их блоками и агрегатами. Одновременно должен решаться вопрос о числе рабочих агрегатов, пуске или остановке отдельных агрегатов.

Экономичное распределение нагрузки между работающими агрегатами, обеспечивающее минимальный расход тепла и топлива на электростанции и в энергосистеме, производится на основе метода удельных (относительных) приростов расхода тепла.

Для применения этого метода необходимо располагать энергетическими характеристиками агрегатов, устанавливающими зависимость расхода тепла Q_i от нагрузки агрегата W_i:

Q₁ = f (W₁ ); Q₂ = f (W₂ ); …;

Q_z = f (W_z ). (9.1)

Если функции Q_i, выраженные уравнениями (9.1), являются непрерывными с непрерывно возрастающими производными при увеличении нагрузки W_i, то применение метода удельных приростов может быть математически обоснованно следующим образом.

Суммарная нагрузка W является заданной величиной и равняется сумме нагрузок всех агрегатов

W= W₁ + W₂ +…+ W_z . (9.2)

Условие (9.2) можно представить также в виде вспомогательной функции Лагранжа

(9.2а)

Экономичное распределение заданной суммарной нагрузки между данными z агрегатами находят, исходя из того, что суммарный расход тепла, топлива

Q= Q₁ + Q₂ +…+ Q_z . (9.1а)

должен бить минимальным. Пользуясь методом условного экстремума Лагранжа и обозначая неопределенный множитель через r, ищем минимум функции F=Q+r*φ или

.

Приравнивая нулю частные производные функции F по величинам W_i и имея в виду равенство (9.3), получаем уравнения

; ;…;

или

(9.3)

Таким образом, для обеспечения минимального расхода тепла и топлива, нагрузка работающих агрегатов должна быть такой, чтобы величина удельного прироста расхода тепла этих агрегатов была одинакова:

(9.3а)

Действительная энергетическая характеристика турбоагрегата отличается от только что рассмотренной теоретической. Для применения данного принципа оптимизации необходимые характеристики сглаживают.

Одной из особенностей энергетического производства является баланс между производством и потреблением электроэнергии и теплоты. Выпуск электроэнергии и тепла зависит от их потребности в энергосистеме. При планировании деятельности предприятий энергосистемы необходимо учитывать, что часть показателей носит прогнозный характер.

Режимы работы предприятий в энергосистеме взаимосвязаны единым графиком электрических нагрузок энергосистемы и определяются в результате оптимального распределения нагрузки между параллельно работающими в одной зоне нагрузки электростанциями, исходя из экономичности работы в целом.

Экономичное распределение нагрузки между работающими агрегатами, обеспечивающее минимальный расход тепла и топлива на электростанции и в энергосистеме, производится на основе метода удельных (относительных) приростов расхода тепла.

Для применения этого метода необходимо располагать энергетическими характеристиками агрегатов, устанавливающими зависимость расхода тепла от нагрузки агрегата.

Энергетическая характеристика отражает зависимость между входными, выходными параметрами и потерями. Существует три вида характеристик.

1. Абсолютные (расходные) характеристики.

2. Относительные характеристики.

3. Дифференциальные характеристики.

Абсолютные (расходные) характеристики показывают взаимосвязь между первичной и вторичной энергией. К ним относятся зависимости:

- расхода топлива электростанции от ее мощности

В_ст = f (P_ст)

- расхода топлива котла от его теплопроизводительности

В_к = f (Q_ч)

- расход тепла турбин в зависимости от ее электрической мощности

Q_ч = f (P_т)

и т.д.

Расходные характеристики в свою очередь подразделяются на весовые и энергетические.

1. Весовые характеристики:

для котла В_к = f (D _к ), [т.н.т. / час]

для турбины D_т = f (P_т), [т пара / час].

Они используются для определения абсолютных значений расходов топлива, определения необходимой производственной мощности: соответствия производственной мощности котла и турбины.

2) Энергетические характеристики:

В_т = f (Q _к ), [т.у.т. / час]

Q_т = f (P_т), [ГДж / час].

Относительные характеристики используются для расчета первичной энергии при заданных нагрузках. К ним относятся удельные расходы топлива и теплоты и КПД.

b_уд = f (P_ст)

η_ст = f (P_ст).

Удельные расходы характеризуют экономичность работы:

для котла

для турбин

для блока или электростанции

,

где В_ч – часовой расход топлива котлом, тут/ч;

Q_к – часовая производительность котла по теплоте, ГДж/ч;

Q_т – расход пара турбиной, ГДж/ч;

Р_т, Р – электрическая нагрузка турбоагрегата и электростанции, МВТ.

Дифференциальные характеристики используются для определения оптимальных режимов работы агрегатов; т.е. нахождения условий, при которых расход топлива, теплоты или себестоимости энергии будет минимальным при условии соблюдения графика нагрузки.

∂ В_ст ∆ В_ст

= f (P_ст) = f (P_ст).

∂ Р_ст ∆ Р_ст

Энергетические характеристики котлов. Расходные характеристики – это зависимости между количеством подводимого топлива и получаемой теплоты.

Составляются эти характеристики для установившегося режима и характерных условий эксплуатации, т.е. когда давление пара, температура питательной воды, вид топлива соответствуют нормам эксплуатации. Если при эксплуатации условия отличаются, то применяются нормы-поправки. Характеристики получают в результате испытаний котлов при разных тепловых нагрузках.

Расходные характеристики паровых котлов строятся на основе их тепловых балансов. Тепловой баланс может быть представлен в виде:

Q_{час к} = Q₁ + ∆Q ,

где ∆Q = ∆Q₂ + ∆Q₃ + ∆Q₄ + ∆Q₅ + ∆Q₆, ГДж/ч

где Q₁ – полезно используемое тепло;

∆Q₂ – потери тепла с уходящими газами;

∆Q₃ – потери тепла от химической неполноты сгорания;

∆Q₄ – потери тепла от механической неполноты сгорания;

∆Q₅ – потери тепла в окружающую среду от наружной поверхности агрегата;

∆Q₆ – потери тепла с физической теплотой шлаков.

Зависимость отдельных видов потерь от полезной нагрузки устанавливаются на основе испытаний парового котла (рис. 9.1).

∆ Q

Q ₁

Q_1min Q_1mах

Рис. 9.1. Зависимость отдельных видов потерь от полезной нагрузки.

Характеристики строятся в пределах от минимальной нагрузки до максимальной. Минимальная нагрузка – наименьшая нагрузка, с которой котел может работать длительно без нарушения циркуляции или процесса горения. Обычно Q_1min зависит от вида топлива и типа котла: для газа-мазута Q_1min = 30% Q_ном; для твердого топлива Q_1min = 50% Q_ном.

Максимальная нагрузка Q_1max – наибольшая нагрузка, при которой котел может длительно работать без вредных последствий.

Расходная характеристика котла может быть представлена выражением (рис. 9.2):

В = 0,0342 (Q₁ + ∆Q), тут/ч, где

0,0342 = 1/29,3

где 29,3 – теплота сгорания 1 тут, ГДж.

Удельный расход топлива:

b_уд = 0,0342 (1 + ∆Q / Q₁), тут/ГДж.

В ,

тут/час потери

полезная теплота

Q₁, ГДж/час

Рис. 9.2. Расходная характеристика котла.

Характеристика относительных приростов расхода топлива котлом (дифференциальная характеристика) отражает изменение часового расхода топлива при повышении отдачи теплоты на 1 ГДж/ч.

dВ

r _к = ;

dQ₁

Характеристики

Список файлов книги