авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:   || 2 | 3 |

Распределение нагрузок на тэц с поперечными связями с учетом потокораспределения воды

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

РОМАШОВА ОЛЬГА ЮРЬЕВНА

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ НАГРУЗОК НА ТЭЦ

С ПОПЕРЕЧНЫМИ СВЯЗЯМИ

С УЧЕТОМ ПОТОКОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВОДЫ

05.14.14 – Тепловые электрические станции, их энергетические

системы и агрегаты

Автореферат диссертации

на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Томск – 2007

Работа выполнена в Томском политехническом университете на кафедре атомных и тепловых электрических станций

Научный руководитель: кандидат технических наук,

доцент Беляев Л.А.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор доктор физико-математических наук, профессор Андрюшин А. В. Логинов В. С.

Ведущая организация: ОАО «КУЗБАССЭНЕРГО» (г. Кемерово)

Защита состоится 30 мая 2007 года в 12 часов на заседании диссертационного совета К 212.269.04 при Томском политехническом университете по адресу:

634050, г. Томск, пр. Ленина, 30, корпус 4, ауд. 406.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке Томского политехнического университета

Автореферат разослан «29» апреля 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета А.С. Заворин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одно из главных направлений повышения эффективности топливоиспользования на ТЭЦ – внутристанционная оптимизация режимов, которая дает значительную экономию топлива без дополнительных капитальных вложений.

На современном этапе развития энергетики вопрос распределения нагрузок особенно актуален по причине возросшей конкуренции на рынке производства электрической и тепловой энергии, а также в связи с тем, что существенно изменились объемы отпуска теплоты от теплоэлектроцентралей по сравнению с теми, которые были заложены при проектировании станций.

Задача распределения нагрузок на промышленно-отопительных ТЭЦ, имеющих в своем составе разнотипное турбинное оборудование и отпускающих тепло в виде пара разного потенциала и с горячей водой на несколько тепломагистралей, относится к многомерным, поэтому очень сложна и окончательно не решена.

Кроме того, для ТЭЦ с поперечными магистралями проблема усугубляется еще и тем, что на характеристики турбин существенное влияние оказывают связи турбоустановок с общестанционными коллекторами пара и воды и гидравлические характеристики последних.

С учетом этого работа является весьма актуальной и своевременной.

Работа выполнялась в соответствие с основными направлениями научной деятельности Томского политехнического университета «Разработка методов и средств повышения надежности и эффективности эксплуатации энергетических объектов», в русле критических технологий Российской федерации «Технологии производства топлива и энергии из органического сырья».

Цель работы

Целью работы является решение задачи распределения нагрузок и выбора состава работающего оборудования на ТЭЦ с поперечными связями.



Решаемые вопросы для достижения поставленной цели

  1. Моделирование гидравлического тракта питательной воды и расчет потокораспределения.
  2. Определение влияния потокораспределения питательной воды на энергетические характеристики групп турбоустановок.
  3. Разработка математической модели многомерного распределения нагрузок между теплофикационными турбинами.
  4. Исследование эффективности отпуска тепла с сетевой и подпиточной водой.

Научная новизна полученных результатов состоит в следующем

  1. Доказано влияние потокораспределения питательной воды на энергетические характеристики групп турбинного оборудования и распределение нагрузок.
  2. Разработан алгоритм многомерного распределения нагрузок на ТЭЦ на основе метода динамического программирования с целью выбора оптимального состава работающих турбоустановок. Впервые используется аппарат двумерного динамического распределения тепловых нагрузок в прямой постановке с видоизмененным критерием Беллмана.
  3. Впервые предложена схема решения задачи потокораспределения для выбора состава работающих насосов.
  4. Впервые аналитически получена формула для расчета оптимального распределения подогрева сетевой воды в двухступенчатой сетевой установке турбин типа ПТР- при использовании пара нижнего отбора на общестанционные нужды.
  5. Обоснован способ распределения тепловой нагрузки между параллельно работающими теплофикационными турбинами с двухступенчатым подогревом сетевой воды. Дано теоретическое обоснование полученного эффекта и выявлены границы эффективности применения данного способа.

Практическая значимость

  1. Разработанные модели потокораспределения питательной воды могут быть использованы при решении задач расчета нормативных удельных расходов топлива (НУРТ) для ТЭЦ с поперечными связями.
  2. Разработанные программные комплексы используется на Ново-Кемеровской ТЭЦ для выбора оптимального состава работающего оборудования и распределения нагрузок.
  3. Результаты исследований используются в учебном процессе в Томском политехническом университете в дисциплинах «Режимы работы и эксплуатации ТЭС» и «Методы оптимизации и расчеты на ЭВМ технико-экономических задач» для студентов специальности «Тепловые электрические станции».
  4. Результаты исследований режимов турбоустановки ПТР-80-130/13 могут быть использованы для выбора оптимальной загрузки отопительных отборов в соответствии с изменением параметров теплосети.

Достоверность результатов обеспечивается :

- применением апробированных математических моделей и надежных методов вычислений;

- сравнением результатов, полученных различными методами расчета;

- хорошей сходимостью результатов вычислений с экспериментальными данными, полученными другими исследователями.

На защиту выносится

1). Научно-методические основы решения многомерной задачи распределения нагрузок на ТЭЦ.

2). Результаты численных экспериментов по влиянию потокораспределения питательной воды на энергетические характеристики групп турбинного оборудования.

3). Аналитическое определение оптимального расчетного давления в нижнем отопительном отборе при проектировании турбоустановок на совместный подогрев сетевой и подпиточной воды.

4). Способ повышения эффективности ступенчатого подогрева сетевой воды.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы лично представлялись и докладывались автором на IX,X,XI и XII Всероссийских научно-технических конференциях «Энергетика: экология, надежность, безопасность» (Томск 2003, 2004, 2005, 2006 г.г.); II и IV семинарах вузов Сибири и Дальнего Востока по теплофизике и теплоэнергетике (Томск, 2002; Владивосток, 2005); международной научно-технической конференции «Электроэнергия и будущее цивилизации», (Томск: 2004).

Публикации. Основные положения и результаты исследований, представленных в диссертации, опубликованы в 17-ти работах, среди которых 2 статьи в рецензируемых изданиях, а также материалы докладов на конференциях разного уровня.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы (110 наименований) и приложений. Работа содержит 129 страниц с приложениями, 17 таблиц и 30 рисунков.

Личное участие автора. Автором выполнены полностью самостоятельно работы по разработке математических моделей решения задач оптимального распределения нагрузки между турбоагрегатами ТЭЦ сложной технологической структуры и потокораспределеня питательной воды в тракте подогревателей высокого давления, их алгоритмизации и созданию пакетов прикладных программ, разработаны методики проведения вычислений и обработки их результатов, проведены все вычислительные эксперименты и анализ полученных данных. Постановка задач исследований, обсуждение методики вычислительных экспериментов и осмысление полученных результатов выполнены с участием научного руководителя к.т.н. Беляева Л.А.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследования, сформулированы основные цели и задачи и намечены пути их решения.

В первой главе дается анализ современного состояния рассматриваемого вопроса.

Установлено, что промышленно-отопительные ТЭЦ с поперечными связями характеризуются сложной тепловой схемой и разнообразием основного и вспомогательного оборудования. Оптимизация режимов работы таких ТЭЦ возможна с использованием математических моделей, адекватно отражающих работу элементов тепловой схемы, а также учитывающих тепловые и гидравлические процессы, характерные для станции с поперечными связями.

Наибольшую трудность при математическом описании станции представляют энергетические характеристики теплофикационных турбин, экономичность которых на переменных режимах зависит от большого числа факторов.

Доказано, что задача распределения нагрузок на промышленно-отопительных ТЭЦ с поперечными магистралями имеет размерность больше трех, поэтому в общей постановке окончательно не решена.

Проанализированы способы распределения нагрузок между теплофикационными турбоагрегатами. Обзором установлено, что универсальным методом оптимизации, пригодным для любого вида ЭХ турбин и позволяющим учитывать любые ограничения, накладываемые на оптимизируемые переменные, является метод динамического программирования. Он успешно применяется для одномерного распределения электрических нагрузок, однако использование его для ТЭЦ наталкивается на значительные трудности вычислительного плана.

Проанализированы эффективность ступенчатого подогрева сетевой воды и режимы загрузки противодавленческих турбин на действующих ТЭЦ в течение года.

На основе проведенного анализа поставлены задачи исследования.

Во второй главе показано влияние потокораспределения питательной воды на энергетические характеристики теплофикационных турбоустановок и распределение нагрузок между ними.

На станциях с поперечными связями расход питательной воды через группы подогревателей высокого давления (ПВД) отдельных установок функционально не связан с расходом острого пара на них.

В таблицае 1 приведены результаты испытаний для одной из ТЭЦ с начальным давлением =12,8 мПа, подтверждающие сказанное.

Таблица 1

Сводная таблица значений расхода острого пара и питательной воды по отдельным турбоустановкам одной из ТЭЦ ОАО «Кузбассэнерго» =12,8 мПа

Ст. № Тип турбо-агрегата Режим работы
1 2 3 4
, т/час , т/час , т/час , т/час , т/час , т/час , т/час , т/час
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
7 ПТР-80-130/13 385 340 314 234 325 277 - -
9 Р-50-130/7 - - - - - - - -
10 Р-50-130/13 - - 204 290 156 393 187 203
11 ПТ-50-130/7 200 - 242 362 223 350 183 305
12 ПТ-50-130/7 220 320 230 327 - - 230 170
13 Р-50-130/18 290 390 290 367 - - - -
14 ПТ-150-130/18 - - 638 603 605 612 296 153




Не смотря на разнообразие способов представления ЭХ, все они получены при равенстве расхода питательной воды расходу острого пара, а несоответствие значений и учитывается введением соответствующих поправок.

Однако область использования таких поправок слишком мала (10 %) и не соответствует фактическому отклонению параметров в реальных режимах.

При значительном отклонении от ЭХ отдельных турбин, полученные при равенстве , теряют физический смысл. Для ТЭЦ с поперечными связями они должны быть «разомкнутыми» по рабочему телу:

(1)

, (2)

и служить основой энергетической характеристики станции или отдельных групп оборудования

. (3)

Для построения энергетической характеристики группы турбин необходимо совместное моделирование параллельно работающих агрегатов с выбором в качестве основного показателя удельного расхода тепла на группу оборудования

. (4)

Физический смысл влияния на показатели работы отдельных турбин отражен в поправках к ЭХ. Добавим, что это влияние неоднозначно. При увеличении растет регенеративная выработка отборов на ПВД из-за увеличения расхода греющего пара, однако энергетический эффект сдерживается ростом недогревов в подогревателях. Так как давление пара в регенеративных отборах определяется основным потоком, работающим в турбине, его изменение незначительно. Учитывая практически прямо пропорциональную зависимость температуры насыщения от давления и экспоненциальный характер зависимости недогрева от расхода воды, изменение температуры воды за ПВД отдельных турбин от расхода носит экстремальный характер. Расчеты подтверждают его наличие при снижении до (30-50) % от . Кроме того, в большинстве режимов на влияние потокораспределения накладывается влияние КПД проточной части вследствие изменения объемных пропусков пара.

Влияние потокораспределения питательной воды на распределение нагрузок анализировалось на примере совместной работы двух однотипных турбин - Т-110-130 и ПТР-80-130/13 в характерных режимах работы. Критерием оптимального распределения нагрузок во всех режимах принимался удельный расход тепла на группу . Потокораспределение питательной воды задавалось относительным расходом воды на первую турбоустановку при изменении от нуля до суммарного при соблюдении условия равенства суммарных расходов питательной воды и острого пара на турбины .

Оптимальному распределению нагрузок при заданном потокораспределении питательной воды соответствует минимальное значение удельного расхода тепла на группу . Изменение тепловой экономичности определялось относительно режима с показателем

. (5)

На рис. 1 приведены выборочные результаты оптимального распределения электрической мощности при работе турбоустановок Т-110 в конденсационном режиме, которые позволяют установить, что до суммарных нагрузок, составляющих примерно (60-70) % от суммы номинальных мощностей, неравномерная загрузка по питательной воде разных турбин оказывается более выгодной по сравнению с равномерной. При суммарной мощности выше 70 % оптимальное распре-

 Зависимость оптиальной загрузки-36  Зависимость оптиальной загрузки-37
Рис.1. Зависимость оптиальной загрузки первой турбины от потокораспределения питательной воды при совместной работе двух установок Т-110-130 в конденсационном режиме Рис. 2. Перерасход тепла в оптимальных конденсационных режимах работы двух турбин Т-110-130 в связи с изменением потокораспределения


Pages:   || 2 | 3 |
 

Похожие работы:










 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.