Глава 9 (оптимиз) (995087), страница 5

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

Текст из файла (страница 5)

Минимальная нагрузка котельной равна сумме минимальных нагрузок отдельных котлов

Первый излом характеристики котельной (точка а) вызывается в данном случае началом загрузки котла I. Нагрузка котельной, соответствующая излому характеристики в точке а,

Второй излом характеристики (точка б) определяется началом загрузки котла II

Аналогично определяются нагрузки, соответствующие другим точкам характеристики относительных приростов расхода условного топлива котельной.

Энергетическая характеристика котельной строится по тем же характерным точкам, что и характеристика относительных приростов расходов топлива (рис.9.10). При этом используются дополнительно энергетические характеристики отдельных котлов.

рис. 9.9. Построение характеристики относительных приростов расхода условного топлива котельной.

рис. 9.10. Построение энергетической характеристики котельной.

По тепловым нагрузкам отдельных котлов, соответствующих данному (одинаковому) значению относительного прироста расхода условного топлива, из энергетических характеристик находятся соответствующие им расхода топлива. Суммируя эти значения расходов топлива, получаем расход топлива котельной при тепловой нагрузке равной сумме тепловых нагрузок отдельных котлов.

Минимальный расход топлива котельной при тепловой нагрузке равен сумме минимальных расходов топлива отдельными котлами

Расход топлива котельной, соответствующий тепловой нагрузке , в рассматриваемом примере составит:

где - расход топлива котлом I при тепловой нагрузке .

Расход топлива котельной, соответствующий тепловой нагрузке ,

,

где - расход топлива котлом I при тепловой нагрузке ; - расход топлива котлом II при тепловой нагрузке .

Аналогично устанавливаются расходы топлива для других значений тепловых нагрузок котельной.

Указанные характеристики необходимы для установления суммарных расходов топлива промышленной котельной за планируемый период, а также оптимального расхода топлива и режима работы отдельных котлов.

Выполняя подобные расчеты для ряда характерных суточных графиков тепловых нагрузок, можно с учетом длительности стояния каждого из графиков установить месячные, квартальные и годовой расходы топлива.

9.5. Принципы распределения нагрузки между турбоагрегатами ТЭС.

Если в машинном зале станции установлены однотипные агрегаты, то нагрузка между ними распределяется равномерно при минимально необходимом числе агрегатов, что позволяет задать каждому агрегату достаточно высокую нагрузку.

Если агрегаты разнотипны по мощности, по экономичности, то следует произвести экономичное распределение электрической нагрузки между ними, в целях минимизации расхода теплоты в целом в машинном зале.

Рассмотрим простейший случай. В турбинном цехе установлены два агрегата различного типа. При этом возможны два основных случая.

1. Нагрузка ТЭС может быть покрыта полностью каждым из двух агрегатов.

Расходные характеристики турбоагрегатов:

Q₁ = Q_хх1 + r_т1* Р₁

Q₂ = Q_хх2 + r_т2* Р₂

1) Если Q_хх1 < Q_хх2 и r_т1< r_т2, то любая нагрузка ТЭС должна покрываться турбиной №1, т.к. это требует меньшего расхода топлива (рис.9.11.)

2) Если Q_хх1 < Q_хх2, r_т1 > r_т2, 0 < Р <P_mах :

в диапазоне Р<Р_эк Q_min = Q₁ следовательно надо загружать турбину №1;

в диапазоне Р>Р_эк Q_min = Q₂ следовательно надо разгружать турбину №1 и загружать турбину №2;

при Р=Р_эк турбины равноэкономичны.Если сходящиеся характеристики не пересекаются в зоне номинальной мощности, то всю нагрузки должна взять на себя турбина №1.

Q 2 1

1 2

α ₂ α₂

Q _хх2 α₁

Q_хх1 Q_хх2 α₁

Р Р

Q_хх1 Р_эк

Рис. 9.11.

II. Нагрузка ТЭС может быть покрыта только при совместной параллельной работе обоих агрегатов. В этом случае при любом распределении нагрузки в суммарную величину расхода тепла всегда будут входить в качестве постоянной величины расходы тепла на холостой ход обеих турбин.

Уравнение математической модели:

1. Уравнение цели: Q = Q₁ + Q₂ → min.

2. Уравнение связи: Q_i = f (Р_i).

3. Уравнение ограничения: Р_ст = Р₁ + Р₂; P_{min i} ≤ P _i ≤ P_{mах i}.

4. Уравнение управления:

Q = Q₁ + Q₂ = Q_хх1 + Q_хх2 + r_т1* Р₁ + r_т2* Р₂

Q_хх1 + Q_хх2 = const

r_т1* Р₁ + r_т2* Р₂ → min.

D (r_т1* Р₁) d (r_т2* Р₂)

+ = 0

dP₁ dP₁

d (r_т2* Р₂) dP₂ dP₂

r _т1 + * = r_т1 + r_т2 * = 0

dP₂ dP₁ dP₁

Р₁ + Р₂ = Р_ст → Р₂ = Р_ст – Р₁

dP₂ d (Р_ст – Р₁) dP_ст dP₁

= = - = -1

dP₁ dP₁ dP₁ dP₁

Т огда условие оптимального распределения нагрузок:

r_т1 = r_т2

Но так как r_т1 ≠ r_т2, то выгоднее нагружать в первую очередь до предела турбину с наименьшим относительным приростом:

если r_т1 < r_т2 - то турбину №1

если r_т2 < r_т1 - то турбину №2.

Т.е. оптимальное распределение должно осуществляться в порядке возрастания относительных приростов расходов тепла.

R_т1 < r_т2 < r_тi

Построение режимной карты машзала.

Строится на основе ХОП турбоагрегатов и используется для оптимального распределения суммарной нагрузки ТЭС между агрегатами.

1 турбина r_т1; r´_т1; Q₁ = Q_хх1 + r_т1*Р + (r´_т1- r_т1)*(Р – Р_кр)

2 турбина r_т2; r´_т2; Q₂ = Q_хх2 + r_т2*Р + (r´_т2- r_т2)*(Р – Р_кр)

r_т1 < r_т2 < r´_т2 < r´_т1

P _{ст min} = P_min1 + P_min2

Р₁ = P_min2 + P_кр1 = P _{ст min} – P_min1 + P_кр1 = P _{ст min} + (P_кр1 - P_min1)

Р₂ = P_кр1 + P_кр2 = Р₁ – P_min2 + P_кр2 = Р₁ + (P_кр2 – P_min2)

Р₃ = P_кр1 + P_{тах 2} = Р₂ – P_кр2 + P_{тах 2} = Р₂ + (P_{тах 2} - P_кр2)

P _{ст mах} = P_mах2 + P_mах1 = Р₃ – P_кр1 + P_{тах 1} = Р₃ + (P_{тах 1} - P_кр1).

Диспетчер энергосистемы в результате оптимального распределения нагрузки между станциями в системе выдает суточный график для данной станции.

Зная Р_i и используя режимную карту, определяют оптимальный режим работы агрегатов в течение суток (суточный график работы агрегатов).

Распределение электрической нагрузки ТЭЦ зависит от того, как распределены между турбинами тепловые нагрузки (т.е. электрическая нагрузка, вырабатываемая по теплофикационному режиму, определена тепловыми нагрузками). А распределение тепловых нагрузок ТЭЦ производится в последовательности убывания удельной выработки электроэнергии на тепловом потреблении. Т.е. соблюдается принцип максимальной выработки электроэнергии на тепловом потреблении:

Р_min = Э_т * Q_час

t _н – i_отб η^пер_ген

Э _т = = (МВт*ч / ГДж)

i_отб 3,6

Поэтому для ТЭЦ распределение электрических нагрузок между турбинами заключается в определении целесообразной дополнительной нагрузки конденсационной мощности, которая может меняться:

ΔΝ = Р_тах – P _min.

И вот распределение этой конденсационной мощности производится аналогично КЭС, т.е. в порядке возрастания относительных приростов.

Если условие параллельной работы не соблюдается, и турбины ТЭС включаются последовательно по мере нагрузки станции, то при распределении нагрузки между ними надо учитывать не только величину относительного прироста, но и расход тепла на холостой ход.

Основные принципы оптимального использования производственной мощности электростанций

Энергетические характеристики тепловых электростанций

Энергетическая характеристика тепловой электростанции отражает зависимость между расходом топлива и количеством получаемой электроэнергии и теплоты.

Характеристика относительных приростов расхода топлива тепловой электростанции представляет зависимость прироста расхода топлива при электрической нагрузке на единицу (1 МВт) и данной тепловой нагрузке.

Исходными материалами для разработки указанных характеристик теплоэлектроцентралей (ТЭЦ) являются характеристики котельного и машинного зала, а для отдельных блоков – характеристики котлов и турбоагрегатов.

На практике энергетические характеристики не являются дифференцируемыми. Поэтому их представляют в виде последовательности линейных функций на определенных интервалах. Точка излома называется критической (Р_кр). (рис. 9.12).

Энергетическая характеристика двухотборного теплофикационного турбоагрегата может быть представлена в виде:

Q_т = q₀ + δ_т ∆А_т + δ_п∆А_т + (β_т + δ′_т ∆А_т) D_т + (β_п + δ′_п ∆А_п) D_п + r_т1р +

+ (r_{т (i+1)} - r_{т i})(p – p_{кр i}), (9.10)

где Q_т – часовой расход теплоты турбоагрегатом, ГДж/ч; q₀ – условный расход теплоты на холостой ход при конденсационном режиме, полученный экстраполяцией энергетической характеристики до пересечения с осью ординат, проходящей через нулевую энергетическую нагрузку, ГДж/ч; ∆А_т, ∆А_п – разности текущих и номинальных давлений в отборах отопительных и производственных параметров пара, МПа; D_т, D_п – величины расходов пара из регулируемых отборов отопительных и производственных параметров, т/ч; β_т, β_п – коэффициенты отборов, характеризующие приросты расхода теплоты турбоагрегатом при неизменной электрической нагрузке, номинальных давлениях в отборах и увеличении отбора пара соответственно отопительных и производственных параметров на 1т/ч, ГДж/т; δ_т, δ_п - коэффициенты, характеризующие изменение расхода теплоты на холостой ход турбоагрегата при отклонении давлений пара в отборах отопительных и производственных параметров от номинальных, (ГДж/ч)/МПа; δ′_т, δ′_п – поправки к коэффициентам отборов при отклонении давлений пара в них от номинальных, (ГДж/ч)/МПа; p – любая электрическая нагрузка турбоагрегата в пределах от минимальной до максимальной, МВт; p_{кр i} – электрическая нагрузка турбоагрегата, при которой имеет место i-й излом энергетической характеристики, МВт; r_т1 – относительный прирост расхода теплоты на единицу электрической нагрузки в пределах от минимальной нагрузки p_{кр i} (ГДж/ч)/Мвт; r_{т i} – то же при i › 1 в пределах от нагрузки р_{кр (i+1)} до p_{кр i}, (ГДж/ч)/МВт.

Выражение (9.10) в частных случаях упрощается. Если, например, расчет ведется для номинальных давлений пара в отборах, то, приравнивая нулю значения ∆А_т и ∆А_п, получаем энергетическую характеристику двухотборного теплофикационного агрегата в виде:

Характеристики

Список файлов книги