![]() |
Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | |
|
На основе характеристик для отдельных котлов строятся одноименные характеристики для котельной применительно к одновременно находящимся в работе котлам в данный период времени и оптимальному распределению тепловой нагрузки котельной между ними. Распределение нагрузки между совместно работающими агрегатами будет наиболее выгодным, когда выполнение данного общего графика нагрузки требует наименьшего количества первичной энергии. Тепловые нагрузки котлов, соответствующие этим условиям, будут совпадать, если в рассматриваемый период времени все работающие котлы данной котельной используют одинаковое топливо. Для достижения этих критериев необходимо, чтобы в каждый момент времени обеспечивалось равенство относительных приростов расхода топлива или относительных приростов стоимости топлива: гк1 = гк2 =... = гкi.
Для построения характеристики относительных приростов котельной суммирование нагрузки отдельных котлов следует производить при одинаковых значениях относительных приростов расхода топлива или одинаковых значениях относительных приростов стоимости топлива. Характеристика относительных приростов расхода топлива котельной, состоящей из двух разнотипных котлов, имеет излом (рис. 13.10), который происходит в характерных точках, соответствующих минимальным и максимальным нагрузкам отдельных котлов. Например:
Построение характеристики относительных приростов расхода
топлива котельной: а – первого котла; б — второго котла; в — котельной
Энергетическая характеристика котельной строится по тем же характерным точкам, что и характеристика относительных приростов расхода топлива. При этом используются энергетические характеристики отдельных котлов.
По тепловым нагрузкам отдельных котлов, соответствующим данному (одинаковому) значению относительного прироста расхода топлива, из энергетических характеристик находят соответствующие им расходы топлива. Суммируя эти величины, получаем расход топлива котельной при тепловой нагрузке, равной сумме тепловых нагрузок отдельных котлов:
Энергетические характеристики: а — первого котла; б — второго котла; в — котельной
Для ТЭС по характеристикам турбоагрегатов (ТА) составляются характеристики относительных приростов (ХОП) расходов теплоты, энергетические характеристики машинного зала электростанции и режимные карты. Характеристика относительных приростов и энергетическая для электростанции в целом могут быть получены на основе одноименных характеристик котельной и машинного зала.
Относительный прирост (ОП) расхода топлива станцией является показателем экономичности работы станции или блока и показывает, на сколько изменится расход топлива станцией при изменении нагрузки на 1 кВт:
Построение характеристики относительных приростов расхода
топлива тепловой электростанцией: а — электростанции; б — турбоагрегата; в — котла
Скачок на ХОП электростанции связан с ХОП турбоагрегата, а пологовогнутая часть определяется ХОП котла. Если в машинном зале станции установлены однотипные агрегаты, то нагрузка между ними распределяется равномерно при минимально необходимом числе агрегатов, что позволяет дать каждому агрегату достаточно высокую нагрузку. Если агрегаты разнотипны по мощности и экономичности, то должно быть произведено экономичное распределение электрической нагрузки между ними, т. е. заданная электрическая нагрузка распределяется между ними таким образом, чтобы в машинном зале расход тепла был минимальным.
Рассмотрим простейший пример. 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. Их расходные характеристики определяются следующим образом:
1. Нагрузка ТЭС может быть покрыта только при совместной параллельной работе обоих агрегатов.
Допустим, что совместно работают два турбоагрегата, из которых первый имеет часовую расходную характеристику Q ч1 = qxx 1 + r т1∙ Р 1, а второй Q ч2 = qxx 2 + r т2∙ Р 2. Общий часовой расход тепла двух совместно работающих агрегатов составит:
Прибавим и вычтем произведение гт1Р2, а общую нагрузку двух агрегатов обозначим через Рст= Р1 + Р2. Тогда
Полное покрытие нагрузки ТЭС одним из агрегатов: а — нагрузка ТЭС полностью покрывается турбиной № 1; 6 — в зоне Р < Рэк нагрузка ТЭС полностью покрывается турбиной № 1, в зоне Р>Рэк — полностью
турбиной № 2; 1, 2 — расходные характеристики турбин
Характеристика совместно работающих агрегатов будет иметь вид ломаной линии, точка излома которой может перемещаться при перераспределении нагрузки между агрегатами. Как видно из выражения общего расхода тепла, при любом распределении нагрузки между агрегатами суммарный расход тепла на холостой ход останется неизменным (qxxl + qxx2), а переменная часть расхода тепла будет тем меньше, чем больше нагружается агрегат, имеющий меньший относительный прирост расхода тепла.
Итак, в системе параллельно работающих агрегатов экономичность вариантов распределения нагрузки изменяется только за счет изменения дополнительного расхода энергии, так как расходы на холостой ход агрегатов имеют место при любом распределении нагрузки между ними. Следовательно, при возрастании нагрузки совместно работающих агрегатов в первую очередь должен нагружаться тот из них, у которого меньше относительный прирост расхода первичной энергии. Таким образом, оптимальное распределение достигается в порядке возрастания относительных приростов расходов тепла: r т1 < r т2 < r тi.
Общие вопросы оптимального распределения электрической нагрузки в энергосистеме.
В хозяйственном отношении электростанции и электрические сети являются самостоятельными структурными подразделениями, но при выборе режима распределения электрических нагрузок они подчиняются энергосистеме.
Основной целью энергосистемы является бесперебойное снабжение потребителей энергией требуемого качества при условии максимальной экономичности. Нагрузка энергосистемы, заданная ей по плану в соответствии с графиком электрических нагрузок, должна быть распределена между электростанциями таким образом, чтобы достигался максимум экономичности энергосистемы в целом.
Для решения задачи оптимизации с использованием ЭВМ составляется математическая модель, включающая в себя пять уравненийили неравенств.
1. Уравнение цели (критерий экономичности).
Общей целью, или критерием оптимизации режимов, является обеспечение минимальных текущих затрат на производство электроэнергии в энергосистеме:
От режима работы электростанции зависят только условно-переменные затраты, к которым относится прежде всего топливная составляющая расходов на ТЭС. Условно-постоянные затраты не зависят от режима работы электростанции и поэтому могут быть исключены из рассмотрения. Целевая функция (критерий оптимизации) может быть представлена следующим выражением:
где п — число тепловых станций в энергосистеме; Вгi – годовой расход топлива на i-й станции, т у.т.; Цтi — цена топлива, используемого на i-й станции, р./т у.т.
Если цены на топливо для станций энергосистемы одинаковы, то целевая функция принимает следующий вид:
2. Уравнение связи (или характеристика объекта).
Объект представляется в виде следующей модели:
где х — первичная энергия, поступающая на объект (входящий поток); у — вторичная энергия (исходящий поток).
Характеристиками объекта являются расходные энергетические характеристики:
где Вк, Вст – часовой расход топлива соответственно котла и электростанции, т у.т/ч; QK, QT – количество теплоты соответственно на выходе из котла и входе в голову турбины, ГДж/ч; Рт, Рст – электрическая мощность соответственно турбоагрегата и электростанции, МВт.
Если характеристика объекта не меняется во времени, то объект называется стационарным, в противном случае – нестационарным. Энергетическое оборудование является типично нестационарным объектом. В настоящее время нет методики, позволяющей учесть нестационарностъ объекта, поэтому она не принимается во внимание.
3. Уравнения ограничения.
Они могут быть двух видов:
a) балансовые, в виде равенства:
где Рст — мощность электростанций, входящих в энергосистему; Рпотр – полезно отпущенная мощность потребителям, МВт; Рсн, Рпот.ЛЭП – потери мощности на собственные нужды и в ЛЭП и подстанциях соответственно;
б) граничные, в виде следующих неравенств, характеризующие технические возможности агрегатов:
где Рmin i и Рmax i – ограничения по выдаче мощности турбоагрегатами соответственно по минимальному и максимальному значению.
Ограничения бывают жесткие и нежесткие. К жестким относятся граничные неравенства, нарушение которых недопустимо, так как это связано с безопасностью работы установки и угрожает жизни людей. Нарушение нежестких ограничений (баланса мощности в энергосистеме) приводит к нарушению оптимального режима работы, снижению экономичности и дополнительным затратам.
4. Уравнение управления.
Оно формируется путем совместного решения первых трех уравнений:
5. Уравнение адаптации.
Оно является корректировкой уравнения управления при изменении целевой функции и уравнений связи и характеризует приспособляемость системы к изменяющимся внешним условиям.
Если в рассмотрении присутствуют все пять уравнений, то такая модель называется оптимизационной. При отсутствии в модели уравнения управления она является оценочной. Если анализируется только характеристика объекта, то модель называется моделью для познания. В аварийных ситуациях используется только модель ограничения.
Дата публикования: 2014-11-03; Прочитано: 3585 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!