Экономичное распределение нагрузки между турбоагрегатами и парогенераторами ТЭС
По сравнению с парогенераторами турбоагрегаты имеют относительно невысокие значения КПД. Поэтому распределение нагрузки между ними оказывает решающее влияние на экономичность работы ТЭС.
Подход к распределению электрической нагрузки между агрегатами КЭС и ТЭЦ будет разным.
На КЭС с однотипными турбоагрегатами суммарная электрическая нагрузка распределяется между ними равномерно. Для обеспечения достаточно высокой нагрузки каждого агрегата их количество выбирается минимальным. Если КЭС состоит из нескольких однотипных блоков одинаковой мощности, то нагрузка между ними распределяется таким же образом.
На КЭС могут быть установлены турбины различной мощности и экономичности. Распределение суммарной электрической нагрузки между ними производится в порядке последовательного возрастания удельных приростов.
При дальнейшем увеличении суммарной нагрузки производится догрузка каждого из агрегатов в соответствии с последовательностью возрастания удельных приростов. Так, с увеличением суммарной нагрузки до 2Ра догружают агрегат № 1, а нагрузка агрегата № 2 остается постоянной. При увеличении нагрузки до 2РЭ2 догружают агрегат № 2, а нагрузка агрегата № 1 остается постоянной и т. д.
Влияние расходов тепла на холостой ход турбоагрегатов при этом не учитывается. Это связано с тем, что при параллельной работе данного состава агрегатов расходы холостого хода остаются постоянной величиной, не влияющей на экономичное распределение суммарной нагрузки между ними.
При распределении суммарной нагрузки большое значение имеет выбор состава работающих агрегатов, который можно сделать на основе сопоставления величин подведенной мощности всех возможных сочетаний оборудования для покрытия заданной нагрузки. Наименьшее значение подведенной мощности, имеющее место при том или ином сочетании, и решает вопрос о выборе наиболее экономичного состава агрегатов. Минимум подведенной мощности для покрытия той или иной суммарной нагрузки следует определять на основе сопоставления групповых расходных энергетических характеристик агрегатов. Для обеспечения энергетической экономичности параллельной работы турбоагрегатов при постоянной нагрузке необходимо вести работу на тех их сочетаниях, групповая характеристика которых лежит ниже всех остальных.
При выборе состава работающих агрегатов могут встретиться два следующих случая: групповые характеристики не пересекаются; групповые характеристики пересекаются. В первом случае выбираются те группы агрегатов, характеристика которых располагается ниже всех других. Работа этой группы при всех технически возможных для нее нагрузках будет экономичнее. Во втором случае точки пересечения характеристик дают так называемые критические нагрузки, которые показывают экономичные зоны работы тех или иных групп агрегатов. До критической нагрузки более экономичной окажется работа одной группы, а за критической нагрузкой более экономичной будет работа другой группы агрегатов, характеристика которой проходит ниже.
Исходные данные для экономичного распределения нагрузки между агрегатами можно оформлять в виде специальных диспетчерских таблиц. После формализации зависимостей эти данные могут вводиться и в электронно-вычислительные машины.
При выборе совместной работы агрегатов необходимо учитывать и переменный режим их нагрузки. В этом случае определение состава агрегатов производится с учетом технических ограничений (минимальная и максимальная нагрузки) и дополнительных потерь переменного режима. Дополнительные потери переменного режима связаны с разладкой технологического процесса при изменениях нагрузки, а также остановом и пусками оборудования. Практически при работе агрегатов с переменной нагрузкой приходится считаться с расходами энергии на их пуски, которые поддаются не только качественной, но и количественной оценке.
При выборе экономичного режима параллельной работы турбоагрегатов в условиях переменной нагрузки на каждый момент времени определяется состав группы работающих агрегатов и производится распределение суммарной нагрузки между ними. Следовательно, в этих условиях происходит перераспределение нагрузки между агрегатами, а также останов или пуск отдельных агрегатов при возрастании или снижении суммарной нагрузки. При этом учитываются критерии энергетической экономичности, о которых говорилось выше.
Определение состава агрегатов для покрытия переменной суточной нагрузки связано с решением вопросов целесообразности их остановов в период ее спада. Период спада нагрузки определит продолжительность простоя агрегата в часах. Каждый останов турбины и ее последующее включение в работу связаны с появлением дополнительных пусковых расходов тепла.
При снижении суточной нагрузки на какой-либо период времени возможны два режима:
Задавайте вопросы нашему консультанту, он ждет вас внизу экрана и всегда онлайн специально для Вас. Не стесняемся, мы работаем совершенно бесплатно!!!
Также оказываем консультации по телефону: 8 (800) 600-76-83, звонок по России бесплатный!
1) с остановом оборудования;
2) с работой турбоагрегата на холостом ходу. В первом случае возникают расходы тепла, связанные с остановом и пуском турбин, а во втором — дополнительные расходы на холостой ход. Энергетическая экономичность того или иного режима определяется путем сопоставления расходов тепла на останов и пуск агрегатов с расходами тепла на холостой ход при данной продолжительности простоя. Для этого следует определить критическое время простоя, при котором оба режима будут равно экономичны. До критической точки целесообразно держать агрегат на холостом ходу. Если же длительность снижения нагрузки будет больше критического времени, то, наоборот, выгоднее полностью отключать оборудование.
На распределение теплового и электрического графика нагрузки между турбоагрегатами ТЭЦ влияют их тип и мощность. В первую очередь между турбинами распределяется график тепловой нагрузки по промышленным и теплофикационным отборам (противодавлениям). При этом нужно стремиться к тому, чтобы получить наибольшую удельную выработку электрической мощности по теплофикационному циклу. Распределение тепловой нагрузки между турбинами производится в порядке последовательного убывания удельной выработки электрической мощности на тепловом потреблении. При этом сначала загружаются турбины с противодавлением, у которых электрическая нагрузка полностью зависит от тепловой.
После распределения тепловой нагрузки электрическая мощность каждого турбоагрегата по теплофикационному циклу окажется заданной. Остаток суммарной электрической нагрузки распределяется между конденсационными частями теплофикационных турбин по критерию удельного прироста расхода тепла на выработку электрической мощности по конденсационному циклу. На ТЭЦ со смешанным оборудованием (теплофикационные и конденсационные турбины) остаток электрической нагрузки распределяется между чисто конденсационными агрегатами и конденсационными частями теплофикационных агрегатов.
Если конденсационные агрегаты более экономичны по сравнению с конденсационными частями теплофикационных, то нагрузка, оставшаяся на конденсационный цикл, распределяется таким образом:
1) теплофикационные турбины типа Т и ПТ загружаются конденсационной мощностью только по минимальному пропуску пара в конденсатор;
2) весь остаток электрической нагрузки передают конденсационным турбоагрегатам.
На экономичность работы парогенераторов влияют их типоразмеры и виды сжигаемого топлива.
При одинаковых парогенераторах, сжигающих одно и то же топливо, нагрузка котельной распределяется равномерно между минимально необходимым количеством агрегатов. Если на ТЭС с поперечными связями установлены парогенераторы, различные по мощности и экономичности, то тепловая нагрузка между ними распределяется в соответствии с удельными приростами расхода условного топлива. Выбор состава агрегатов и распределение нагрузки между ними производится по групповым расходным энергетическим характеристикам их отдельных сочетаний. Для экономичного распределения нагрузки применяются и групповые характеристики удельных приростов парогенераторов котельной.
При выборе режимов совместной работы парогенераторов должны учитываться также дополнительные потери переменного режима, к которым практически относят потери топлива при пусках и остановах агрегатов. Пусковые расходы парогенераторов являются относительно большими. Они связаны с длительностью простоя перед пуском. Вопросы об остановах агрегатов или об их работе на холостом ходу в период суточного спада нагрузки решаются таким же образом, как и по турбоагрегатам.
Экономичное распределение нагрузки между гидроагрегатами
Выбор экономичных режимов работы гидроагрегатов производится на основе энергетических характеристик ГЭС. Для этой цели чаще всего используются характеристики удельных приростов и расходная характеристика ГЭС.
Распределение суммарной нагрузки между гидроагрегатами производится таким образом, чтобы они работали с равными удельными приростами. В этом случае обеспечивается минимум подведенной мощности. Расходные характеристики ГЭС для заданных величин напора строятся на основе индивидуальных характеристик отдельных агрегатов.
Построение ведется в следующем порядке:
1) для ряда одинаковых значений удельного прироста, взятых через равные интервалы во всем их диапазоне, определяются величины электрической нагрузки каждого гидроагрегата и суммарной нагрузки ГЭС в целом;
2) по этим расчетным нагрузкам на основе расходных характеристик агрегатов определяются соответствующие величины расхода воды сумма которых даст секундный расход воды по ГЭС. На ГЭС обычно устанавливаются однотипные агрегаты, поэтому нагрузка электростанции распределяется равномерно между минимально необходимым количеством гидроагрегатов.
3) трех совместно работающих агрегатов с одинаковой нагрузкой (1 + 2+3). Эти расходные характеристики, построенные и совмещенные на одном графике, показывают порядок экономичного распределения нагрузки между агрегатами. Точки пересечения характеристик дают критические нагрузки, которые показывают экономическую целесообразность включения следующего агрегата. При критической нагрузке целесообразно включение второго агрегата с равномерным распределением нагрузки ГЭС между двумя агрегатами. При нагрузке ГЭС, соответствующей критической точке, необходимо включить третий агрегат и равномерно распределить нагрузку между тремя параллельно работающими гидроагрегатами.
Статью подготовила доцент кафедры социально-гуманитарных дисциплин Волгушева Алла Александровна. 
