Навігація
Головна
 
Головна arrow Економіка arrow Економіка і управління в енергетиці
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

Енергетичні характеристики, загальні відомості

Вибір оптимального (найкращого з можливих) енергетичного режиму роботи обладнання електростанцій - найважливіше завдання організації основного виробництва в електроенергетиці.

В основі обґрунтування оптимального енергетичного режиму роботи електростанції лежать енергетичні характеристики агрегатів.

Енергетична характеристика являє собою функціональну залежність між підведеної і корисною енергією:

Підведену енергію при цьому можна представити в наступному вигляді:

де - втрати енергії.

Енергетичні характеристики котлоагрегатів і турбогарегатов поділяються на витратні і вагові.

Приклади енергетичних витратних і вагових характеристик.

Енергетичні витратні характеристики

  • 1. - залежність годинної витрати умовного палива котлоагрегату (т у.п. / ч) від годинникового виробництва тепла (Гкал / год).
  • 2. - залежність годинної витрати тепла турбоагрегату (Гкал / год) від електричного навантаження (потужності) (МВт).

Енергетичні витратні характеристики відображають економічність режиму роботи агрегатів.

Енергетичні вагові характеристики

  • 1. - залежність годинної витрати натурального палива котлоагрегату (т н. Т. / Год) від годинникового виробництва пара (т / год).
  • 2. - залежність годинної витрати пара турбоагрегату (т / год) від електричного навантаження (МВт).

Енергетичні вагові показники значно відрізняються від витратних і використовуються при розрахунках абсолютних величин витрати енергоносія при заданих навантаженнях, а також для визначення виробничої потужності агрегатів.

Стосовно до турбоагрегату, знаючи його вагову характеристику, можна отримати видаткову характеристику, якщо відомі ентальпія свіжої пари ( ) і температура (ентальпія) живильної води ( ), шляхом перерахунку за формулою:

Економічність агрегатів залежить від структури і величини втрат енергії. Для економічної експлуатації устаткування і боротьби із зайвими втратами енергії важливо знати, які причини викликають ці втрати і яка їхня залежність від величини корисної енергії.

Розглянемо класифікацію втрат тепла в турбоагрегатах і котлоагрегатах.

Розрізняють 4 групи втрат за характером їх зміни в залежності від корисної енергії.

  • 1. Втрати розсіювання, викликані перебуванням обладнання у включеному стані.
  • 1.1. - Втрати в навколишнє середовище.
  • 1.2. - Механічні втрати (втрати тертя).
  • 1.3. - Частина електричних втрат в генераторі (втрати намагнічування).
  • 1.4. - Частина втрат в конденсаторі турбоагрегату, пов'язана з режимом холостого ходу.

Втрати енергії цієї групи від навантаження не залежать і тому їх називають постійними втратами. Графік постійних втрат тепла має вигляд прямої лінії паралельної горизонтальній осі координат (рис. 3.1).

Графік постійних втрат тепла

Мал. 3.1. Графік постійних втрат тепла

2. Втрати розсіювання, пов'язані з переміщенням енергопотоків. Це, перш за все, друга частина електричних втрат в генераторі (втрати на нагрів обмоток).

Графік втрат зображений на рис. 3.2.

Графік змінних електричних втрат в генераторі

Мал. 3.2. Графік змінних електричних втрат в генераторі

3. Втрати від недовикористаної енергії в енергоносії. Це втрати в котлоагрегате, пов'язані з недожогом палива, з димовими газами, а також змінні втрати з конденсацією пара в конденсаторах парових турбін.

Втрати цієї групи залежать від навантаження, характер залежності зображений на рис. 3.3.

Графік змінних втрат з конденсацією пара

Мал. 3.3. Графік змінних втрат з конденсацією пара

4. Додаткові втрати в зонах мінімальних і підвищених навантажень, пов'язані з неможливістю забезпечення в цих умовах нормального технологічного процесу роботи обладнання.

До додаткових навантажень для котельного агрегату відносяться:

  • • додаткові втрати від хімічного недожога палива в топці котла;
  • • втрати з газами, що при малих навантаженнях котла;
  • • втрати з газами, що при форсуванні режиму роботи котла.

Ці додаткові втрати виникають в зв'язку з тим, що при мінімальних і підвищених навантаженнях важко синхронно регулювати всі показники технологічного процесу (рис. 3.4, 3.5).

Додаткові втрати в зоні малих навантажень

Мал. 3.4. Додаткові втрати в зоні малих навантажень

Додаткові втрати в зоні форсування

Мал. 3.5. Додаткові втрати в зоні форсування

Енергетичні характеристики будуються на основі енергетичних балансів. Сутність складання енергобалансу полягає в тому, що енергобаланс представляється у вигляді однолінійної схеми енергетичного потоку, на якій виділяються окремі складові енергобалансу: підведена і корисна енергія, а також втрати енергії. Можливо також побудова балансу у вигляді дерева або в табличному вигляді.

Як би не була складна енергетична схема електростанції, її можна розглядати як послідовне і паралельне поєднання найпростіших енергетичних балансів.

Якщо електростанція виробляє різні види енергії, то для кожного з цих видів будується свій енергобаланс, а потім способом накладення відтворюється вся схема складного енергобалансу електростанції. При цьому виробництво енергії на ТЕС розглядається у вигляді послідовного процесу, що складається з ряду стадій:

  • - Виробництво тепла (котельний цех);
  • - Розподіл тепла (тепловий потік);
  • - Виробництво електроенергії (турбінний цех);
  • - Теплофікаційне відділення (ТО).

Для кожної стадії складається власний енергобаланс, в якому кількість надійшла (підведеної) енергії має дорівнювати кількості відданої (корисної) енергії (відпустка в іншу стадію виробництва, втрати і необхідні витрати).

Енергобаланс може бути складений за будь-який проміжок часу (годину, добу, місяць і т.д.).

Економічність кожної стадії виробництва, при роботі енергетичних агрегатів по певному режиму, характеризується ККД і питомою витратою тепла (палива).

ККД кожної стадії:

де - втрати енергії.

Питома витрата енергії в загальному вигляді відповідає відношенню кількості підведеної енергії до корисної, тобто являє собою величину, зворотну ККД:

Енергобаланс кожної стадії виробництва складається з енергобалансі окремих агрегатів, а складання енергобалансу електростанції і визначення витрат палива і ККД ведеться від часткового до загального - від агрегату до стадії (цеху) і далі - до загальних показників по електростанції.

Важливою проблемою є побудова енергетичних характеристик обладнання. Існує кілька способів побудови енергетичних характеристик.

  • 1. Експериментальний (досвідчений) спосіб - шляхом проведення спеціальних випробувань обладнання. Наприклад, при різних електричних навантаженнях генератора визначається величина підведеної енергії. Випробування проводять перед пуском агрегатів після монтажу та наладки, капітальних ремонтів, реконструкції та модернізації обладнання. Випробування, як правило, проводять спеціалізовані організації.
  • 2. Розрахунковий спосіб застосовується при наявності відповідної інформаційної бази і використовується в проектних, дослідно-конструкторських і науково-дослідних розробках. У ряді випадків розрахунковий спосіб є більш точним, але більш трудомістким в методичному відношенні.
  • 3. Розрахунково-експериментальний - об'єднує обидва названих способу і є найбільш поширеним.

За результатами випробувань обладнання в різних режимах складається таблиця відповідності між показниками, на основі якої в заданій системі координат X-Y будується поле значень функції (рис. 3.6).

Поле значень функції, отримане за результатами випробувань обладнання і різні форми характеристик

Мал. 3.6. Поле значень функції, отримане за результатами випробувань обладнання і різні форми характеристик

Конкретні значення функції в даному випадку є експериментальними, включають найбільш ймовірні помилки вимірювань, а також експлуатаційні відхилення від паспортних (номінальних) величин факторів і умов, що визначають значення показників.

У загальному випадку графічна форма і відповідне їй аналітичне (математичне) вираз характеристики достовірно невідомо, тому побудова енергетичних характеристик має певний рівень невизначеності, що може в подальшому відбиватися на точності розрахунків, проведених з використанням енергетичних характеристик.

Існує досить багато різних методів математичної статистики, що дозволяють в зазначеному полі значень функції побудувати різні лінійні, в тому числі ламані, або нелінійні (статечні, логарифмічні) залежності. Вибір тієї чи іншої форми залежності визначається математичної достовірністю конкретної функції і точністю опису процесу.

Найбільш прості залежності-лінійні, вони використовуються в практиці планово-аналітичної роботи на електростанціях і в енергокомпаніях, а також в навчальних цілях. Зазвичай прямолінійні характеристики називають випрямлення, маючи на увазі, що справжня форма характеристик нелінійна, а пряма лінія - окремий випадок.

Використання нелінійних енергетичних характеристик доцільно в поєднанні з економіко-математичні моделі та методи, що широко застосовується в електроенергетиці в оперативно-диспетчерському управлінні. Нелінійні енергетичні характеристики є основою вирішення завдань оптимального розподілу навантаження між агрегатами електричних станцій, між електричними станціями в електроенергетичних системах, в ЄЕС Росії.

Особливе значення з точки зору точності енергетичних характеристик має енергетичне нормування.

Енергетичні характеристики агрегатів електричних станцій отримують за певних умов. Зміна умов в процесі тривалої роботи обладнання в різних режимах призводить до збільшення похибки розрахунків на основі характеристик. Тому використовується система норм або поправок на конкретні умови експлуатації, що включає чотири групи.

1. Характеристичні норми витрати тепла турбоагрегатами і умовного палива котлоагрегатами. Цими нормами є параметри їх енергетичних характеристик (холості витрати і відносні прирости витрати тепла і палива). Прийняті при розрахунку характеристик експлуатаційні умови (якість палива, початкові параметри пара, глибина вакууму і т.д.) називаються характеристичними.

Знаючи навантаження агрегату, за влучним висловом можна визначити характеристичний витрата тепла на вироблення електроенергії. Таким чином, визначення витрати тепла по конкретній характеристиці дає так званий характеристичний витрата тепла. Цей витрата завжди найменший.

2. Норми поправок на експлуатаційні умови. Необхідність в нормах поправок пов'язана з тим, що реальні умови часто відрізняються від характеристичних. Тому витрата, певний по характеристикам, множать на норми поправок, що враховують експлуатаційні умови.

Витрата тепла з урахуванням експлуатаційних умов називається експлуатаційним. Експлуатаційний витрата тепла - характеристичний зі змінами.

  • 3. Норми витрати тепла і палива в невстановлених режимах. Ця група норм враховує додаткові витрати тепла і палива в невстановлених режимах.
  • 4. Норми витрати тепла поза основних агрегатів. Ця система норм включає норми на витрату енергії агрегатами для власних потреб, неенергетичні потреби цехів і цехові втрати електричних станцій.

Встановлення норм-поправок грунтується, як правило, на результатах випробувань агрегатів. Поправки повинні вводитися лише на відхилення від умов, при яких визначалася характеристика. Якщо умови збігаються з нормальними, поправки вводитися не повинні.

Введення поправок при відхиленні того чи іншого умови від норми проводиться за узагальненими рівняннями:

де - експлуатаційна витрата палива або тепла (з урахуванням поправок); - Витрата палива або тепла, визначений за енергетичної характеристиці; - Поправка для заданого відхилення значень показників від нормальних значень, визначених за влучним висловом - поправки до витрати палива або енергії в абсолютних одиницях.

Кожна з поправок визначається за спеціальними графіками або шкалами, побудованим на основі випробувань або розрахунків. Для того щоб врахувати поправки з енергетичного агрегату або процесу при одночасному відхиленні кількох умов (показників), визначається сумарна поправка на експлуатаційні умови по паливу і по теплу

В цьому випадку експлуатаційний витрата палива або тепла визначається за формулами:

У практиці експлуатації ТЕС великого поширення набули поправки на сорт і якість палива (вологість, теплотворна здатність, зольність і т.п.), температуру живильної води та підігріву повітря, початкові параметри пари, температуру охолоджуючий води, тиск регульованих відборів пара у турбін і ін .

 
Якщо Ви помітили помилку в тексті позначте слово та натисніть Shift + Enter
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
 
Дисципліни
Агропромисловість
Аудит та Бухоблік
Банківська справа
БЖД
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Нерухомість
Менеджмент
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Природознавство
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
Соціологія
Статистика
Техніка
Страхова справа
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси
Пошук