автореферат диссертации по энергетике, 05.14.14, диссертация на тему:Оптимизация режимов работы ТЭЦ с учетом экологических факторов



МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕОТ 1ЕСКИЙ ИНСТИТУТ (технический университет)

На правах рукописи

САМАРЕЖО Вячеслав Николаевич

ОПТИМИЗЩ'Л РЕЖИМОВ РАБОТЫ ТЭЦ С УЧЕТОМ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ

Специальность 05.14.14. -Тепловые электрические

станция(тегш>вая часть)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

/

Работа выполнена в РАО "ЕЭС Россия"

■Научный руководитель - кандидат технических наук В. В, Кудрявый. «Официальные оппоненты - д. т. н. Росляков П.В.

к.т.н. Чернов С.Л.

Ведущее предприятие - АО Предприятие по экологическим проблемам' . энергетики . < - ■

Эавдта диссертации состоится ItLO 14ifl 1994 г. в ау-

дитории Ь -20? ь часов QO кинут на азседзнип специализиро-заккого Совета К-053.16.01 Московского энергетического института по адресу: 105835, ГСП, г.Москва, Е-250, Краснскаэарыеиная ул., д. 14, Соре г МЭИ. . •

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МЭИ.

Отгызы на автореферат з двух экземплярах, заверенные печатью Учреждения, просим высылать по указаннэцу адресу. ;

Автореферат: разослан "Л£> " 199^ г. / .

..'•" ОБЩАЯ ХАУАКГКРИСПКА ШОП!

Актуальность те»ы. Оптимигапия режимов работ оборудс.гзн::л теп-ювых электрических станций является едкой из сложных задач при уп->авлгнин ре;ск.вми электроэнергетических систем. Существующие много-шслвккьй штоды решения данной проблемы в основном базируются на гехнкко-эиококическнх критериях ' (мкниыуи расхода, т?.-пда или топлива, ¡ригеден¡глс рзочетнкгг- затрат и др.). Разработаны и внедрены в практику эксплуатации' ряд алгоритмов и програ\в.<. Шесте с тем-известно, его телловьк электрические станции, в том числе ТЭЦ, и котел! к;;е, 5аспо^6«зкк£.и в' гонах городской застройки или'в премиален«;.:-: иш;-■ексах,. где ре. существуют.' сравнительно высокие уровни ззгр=г--:-;н;:я пгюс^ркого воздуха, выбрасывая грозные Естества с дымовыми rarrn.ni !'окружшщт среду, приводят к существенному яозывкнию экологической ш-рузки региона. Это выдвигает необходимость разработки вопросов >птн>.с!зац1м режимов работа оборудования ТЭЦ с учетом экологического [актора. ' ' V

.Даду11 задачи работы.' В 'связи с кзлодэяиыы цель» настояцеЛ;ра-5оты. являлись- рагработка методики н алгоритмов оптимизации ре,«■•.«а работы оборудован'.:?.■ отопительной ТЗЦ с учетом -экологических ограничения, последование энергетических .я- экологических характеристик сотлрв-. различных.' типов,' рагработка экологических режимных г-^арт энергетических' и пиксвшг водогрейных' котлов, разработка рекомендаций по зпткшзацпи режимов работы оборудования ТЭЦ в условиях разуплотнения графиков 'электрических нагрузок. .

Научная новизна и значимость работы: Научная новизна л значимость работы заключаются в разработке ноеых подходов к всесторонней звтшкзашш редшов работы оборудования ТЭЦ,' •' разработке методик! : учетом экологического фактора, получении новых результатов по методам снижения.-.уровня вредных выбросов.

•'■'•.'Практическое значение" выполненной работы заключается в'рзгра-5отке"рекомендаций'по'.'эксплуатации оборудования ТЭЦ в резкзперемен-зых режимах с .учетом экологических ограничений, внедрением разработанных автором рекомендаций г практику эксплуатации ТЭЦ.

Достоверность - и обоснованность..научных' подолекип, выводов и [фактических рекомендации подтверждаются хсроич-й сходимостью регул?.-гатсв исследований, выполненных на'однотипном оборудовании, г.олсл'л-гелькыми результатами практического использования разработанных ав-

горем рекомендаций по отшшэдздя ргЖмэв работы оборудования : ТЭЦ с.

зюлсгическсгс фактора в условиях разуплотнения. графиков электрических нагрузок.

ЖихиЛ вкеад автора определяется тем, что он являлся руководителе!.; и ответственным исполнителем работ,- воведвих в объем диссертации, При его непосредственном участии и-, под его руководством выпол-. le® эгаперишкт&яькае и расчетнь». исследования,'. разработка новых реляыных решений, их исследование. Им выполнен анализ экспериментальных данных и внедрение результатов работ на дейстЕзлицем оборудован:«: ТЭЦ.' ■.:' .... '. ..';'.'. .л.'-

Автор защгдае.т: "" ■ -у ■

1. К!е годику оптимизации- режимов работы .оборудования ; ТЭЦ с уче-, том акт-логического фактора.' .-■'.-',..'. :.■ 7-- .

2. Методику. получении - энергетических и .экологических характернотик знергеткчееккх котлов, .

3. Рекомендации по' оптшзльвкм' режимам эксплуатации оборудования TSO с уменык-ниеи гагазог поста района расположен:«. Т8Ц.

Публикации по работе. ■ Основное содержанке отражено в "..'.статье,. опубликованной в журнале "Теплоэнергетика",- ,

Апробация работы: 'Основные положения и результаты работы долог жгк:1 и обсуждены на технических .- совеаенийх • Мюэнерго 'й' ТЭЦ-8 (ly'i'i-92 гг.), на научном семинаре и "заседании ка$едры ТЭЗ МЭИ с 1у94 г.). '.'.. .■■;'■' -у- ■.: ■;'■ .

'Объем п. структура работа • Диссертационная . работа_состоит из введения, четырех глав, заключения, списка' использованных источников, из 29 катденованкй и приложений на 58 страницах. ',-Работа изложена на ИЗ страницах ыавшкописного текста, ..иллястрируется 15' рисунками и 14 таблицами. Общий объем диссертационной работы .составляет 176 страниц. ■ .-...... - .. ■ '•'

СОДКРЙАШШ РАБОТЫ

I 21Е1!£А главе ■ дан обзор -литературы по теме диссертации и освещается совре!.:енное состояние вопроса.., •"

УжесточгЕеткся требования природоохранных органов к предприятиям теплоэнергетики явились .мощным 'стимулом для появления целевого комплекса научных'разработок, направленных на снижение вредного воздействия ТЭЦ на окружающую среду.

Для Т20, испольгуквцж в' качестве основного топлива прирсдкий ■ газ, в первую очередь встала проблема скплзнпг выбросов в атм"о£еру оксидов азота, которыеявляются основными токсичными kcwehohtsmij при сжигании природного газа.

Научно-исследовательскими, проектными и налздочными органигаци-•■'ями, эксплуатационникам ТЭЦ предложено достаточно много способск .снижения • выбросов оксидов 'азота. Анализ опята эксплуатации и научных ;публикаций показал, что как у нас в стран«, так и за рубежсм можно. выделить 'несколько основных методов, резкння данной проблемы, хорек» ; зареиэмендовавшх себя ; при 'эксплуатации ТЭО: различные методы ступенчатого сжигания; конструктив«,» мероприятия (выбор опкшзльяого количества н размещения горелок, а также соверьеиствс-вгние 'самих горелок); ввод пара или воды 'в -гону горения; ' рециркуляция продуктов 'сгорания;тержческое ; разложение оксидов азота яри охлаждении продуктов: сгорания вдоль газового тракта.

.Выполненный в первой главе акадкг вариантов снижения выбросов вредных веществ при традиционных способах сжигания топлива в газомазутных паровых котлах показал, что наиболее целесообразными способами для |сс снижения (в первою очередь сксидсЛ азота) является конструктивна-ре.темкые, так называем первичные мероприятия, еклв-чащнё - в себя комбинирование избытков воздуха, рециркуляции дисньпс газов и. впрысков в зону горения с соответствующими горелочно-топоч-ньп.и решениями для формирования факела в топке, реализуете снилгние максимальных температур, малые концентрации кислорода в гонах активной . генерации оксидов' азота, минимальны; времена нахождения реанимирующей смеси в зонах макеш.шакьи температур и создание условий для восстановления оксидов азота до молекулярного азота. Целесообразным является, и дсоснащэние парогенераторов специальными установками для приготовления водномазутных. эмульсий, с использованием для них . сброскьк, вод, содержацях нефтепродукты, и последующим сжиганием в топках паровых Котлов,', что снижает выбросы вредных веществ е атмос-'феру с дымовы),as газзми," предотвращает загрязнения годного бассейна и приводит к белее полному полезному использованию топлива.

. Следует отметить,. что современный aían развития электроэнергетики характеризуется ростом мощностей энергосистем, разуплотнением графиков нагрузки,; изменением структуры, генерирутацих мос^остеЛ. Кроме, того, в связи с внедрением рыночных- отношений в энергетике и •связанным с этим ; стремлением энергосистем и энергообъединенкй к • большей- самостоятельности, приобрели большое значение вопросы надежности работы оборудования. Все это существенно уележняет работу диспетчерских служб, что требует выработки новой стратегии в опти.мига-

ции работы энергосистем.

В первой . главе выполнен обгор как ранее существовавших прк1.к-ни2ж:хся на практике, так и предложенных' у нас .в стране и з рубежом в последние годы методов оптимизации' режимов .работы элект ростанцай: методов, основанных нз минимизации ,'гатрат. на. производств II 'распределение электроэнергии; методов оптимизации по активной мое ноет;'.; метода динамического программирования; методов, -основанных н принципе ветвей и. границ; методов оптимизации.с учетом факторов на дехнооти экономичности и т.д. •■' . -

Выполненный в первой' главе обгор современного, состояния пробле мы позволил'определить цели и задач! данной .работы.-

Ео второй-главе раграСотакы метода оптимизации. режимов ■'■ рабо1 оборудования ТЗД с.учетом экологических ограничений, -.аадача'вкутрис танц;юкнсй оптимизации:работы оборудования ТЭЦ с учетом • -экологичес к;тх ограничений была поставлена автором е . следусгцэм виде-:, найти знс; чения - всех режимных параметров, совокупность • которых: сортветстау« минимуму выбранного критерш оптимальности при заданных/тепловой электрической. рагругнах при совладения' условий по- чистоте' , атмосфер кого воздуха в приемном слое атмосферы лутеы ограничения .монцентрг ции загрязняющего вешэстрз по предельно допустимому выбросу.'': Спосс бом р-еакния задачи является: поиск оптимума однокрйтерйальнс <$унк«:аг, оптимальное значение которой определяется с .учетом &колоп чесют ограничений по величине выбросов из дымовых труб ТЭС.'-.■.'■

£ ТГГХ^ =а /7.3/< - тГ^в

где

ГХк} - критерий оптимальности по те нкко-зкономнческюл показателям, по надежности, по экологическим <$а торам, (X¿} - критерий оптимальности по 'технико-экономзггеск показателям, л ( Х^} . - штрафная фикция,-'выравнивает:

споссбы подавления ■ вьйросов и различные .способы резервирован М01ГИ00ТИ и отпуска тепла мгзду собой'по критерию надежности;'- '¿1 \Г(Хл) - суммарные выбросы'от-ТЭЦ;'

- фоновая концентрация вредных 'ве^ств. . ■ Если в качестве критерия оптимизации принимать суммарные гатр ты условного топлива'по станции, то задача оптимизации режимов раб ты оборудования ТЭЦ состоит в том, ■ чтобы для 'каждой тепловой

лекгрической- иагругки .ТЭЦ найти значения всех ре.тадаы;-: параметров, •аъокупяосгъ которых .соответствует ктанмуыу суммарного рзогэдз -олива, т.е.

ВД - % В . + 2 б„„ • ю^л 12}

гдо

П. * количество: рабстакинх в рассматриваемом ре;чже •энтр-«тическшс.адтлов;/» ^количество' гшкэвых водогрейных котлов; В ?'с -)асход тогшцза 1-/1 -энергетичгсклы котлом; »-Расход топляка

^ -м водогрейным котлом. : ^

При принятой в работе фэркадягздип задачи вказг приведенную целе->ую финкцию можно, записать в виде:

£ я _ /г;

где.

. т-. электрическая шиность; (>н* ~ расход во,дн ка гр-а-ЗИРН¥У' : расход сетевой воды черег подогреватели^ Й г_- теа-

говая мощность отбсрсву^-шкекмзльньЯ расход пара на турЗику; • ' . - тепловая чющкссгь-пикового, водогрейного котла. . ; 0грак:1чение по с^о.!зркш Еьйросам представится в виде:

'Па ^iJ

где .

Я ¿Я у - условные ноз&шдонты, ■ характеризующие с~о-

зобы сжигания. топлива в>эивргбт«ч«скои и пияогом котлах.

, Для анализа н планирования рзжаюа работы оборудоваяич Т£Ц мех-

не- производить расчленение списанной Еще сложной оптикптзационной аа^ачк на кгскзлйко связанных шмду собой подзадач оптимизации, об-рэг;х®я: систему алгоритмов .(ряс, 1). С учетом экологического фактора кс-жн-: веделигь следующие типовые задачи: 1) распределение.тепловой и электрической нагрузок иг аду турбоустаковками; 2) формирование варианте е распределения заданной тепловой нагрузки ыедду ПВЯ, отборами турбины и другими источникам:-! с- учетом ограничений по тепловой нагрузке каддого источн5аа; 3) Формирование вариантов распределения сете гс-й воды; 4) оптимизация давления пара а конденсаторах турбоуста-;. ко*: к; Б) -распределение'тепловой нагрузки между энергетическими'.кот--.. лз:.;;:; 6) расчет сушзрных выбросов, 'проверка .ограничений по экологии с учетом метеорологических факторов и фоновой кзнцентрацки 'в районе ' р&СИОЛОЖеНКЯ • 13£Г, . ■ ■ ■ ■

Учет экологического фактора, как улазьсалось ваше, какладдеаэт зпр*,75Л*н8ыэ условия на реае.нпе задачи оптимизации релимов.; оборудования ТЭЦ,. В работе предложен сгедуюа?й алгоритм реализации решения, поставленной задачи (рис.2): .1) для заданных, условий на решения подзадач 1)- 5) формируется оптимальное распределение. в виде эквивалентной характеристики //„} г 2)- '-для: кагдаэй течки этой харакхеркс^аса рассматриваются выброси по каядой дымовой трубе

1 гГ + -гГ . (5)

¿ч к<- '

где 2; .... .

п т - число энергетических и пиковых котлов,'подкляченных• к дымовой.' трубе; 3) ка саге п. 2 с учетом метеорологических факторов рассматривается загазованность в-районе 'расположения- ТЭЦ и сравнивается.с•• допустимым значением ЯДК тГ£ ПЦК-Т^'.А) при выполнении этого '"условия р-епение, полненное при репении подзадач' 1)-б), принимается в качестве опткмальнсго к фср-мнруе-тся реяим работы оборудования; 5)-формирование пакета мероприятий ( режимных, , организационных и т. д.) по снилекию величины суммарных-выбросов на энергетических и пиковых котлах из числа ■возможные е реальных условиях данной станции с расчетом необходимых затрат на.осуществление мероприятий (рис.2).

Ь работе ..произведена оценка .- влияния . - каждого из факторов на рлехед тспливз,. а также сцепка режимов. сжигания -топлива, вызывающее окиление наделаости работы оборудования; . -

5 третьей г дане изледены результаты исследования энергетических . и -к:логическ;гх характеристик турбоагрегатов типа Т-100-130 при пос-толНлсм отпуске тепла и переменней .электрической нагрузке., Для• репе-

tû

Рис. I. Оптимиэяцкя режимов отопительной ТЭЦ с учел,и rmvcrrwou'x огроиич'ЖкР.

Рис. 2 Блок-схеме глгсрнтма учета экологического фактор при'оптумизацкк режимов работы ТЭЦ.

ния задачи оптимизации режимов работы оборудования ТЭЦ наиболее целесообразным представляется использование характеристик в виде многофакторных регрессионных зависимостей типа

я 5(a-or-, ce,;tee;; ^о я S (Qor; aaí; toc); (6)

(K) toc), .

. Обычно эти зависимости получают для заданного режима турбины и при условии, что недогрев воды в сетевых подогревателях находится в пределах нормативных значений.

При отклонении величин подогревов.от заложенных в нормативные характеристики они становятся переменными величинами, влиявдши как на уровень давлений в теплофикационных отборах, так и на распределение тепловой нагрузки мезду турбоагрегата).«. Для учета этого фактора' энергетические характеристики представляются в виде:

Л tcc} г^,- vanj (rj

Q0r=f(j)o;^; ¿„J,

■ ■ rRe

¿oc - температура обратной сетевой воды; Ú "О" - недогревы в сетевых подогревателях ЯМ, СП-2.

В работе подучены ыногофакторкыз характеристики с использованием программы регрессионного анализа в Еиде полиномов второго порядка."

• В третьей главе pacci..;,трены различные способы резервирования электрической мощности агрегатов ТЭЦ: 1) уменьшение теп. зой нагрузки отборов теплофикационных турбин с соответствующим увеличением отпуска теплоты от пикоеьк Еодогрейяых котлов; 2) частичное или полное питание сетевых подогревателей через специально установленные РСУ от линии сЕежго пара с соотЕетствукг-дм уменьшением подачи пара в пз-роЕпуск ЦВД турбины и разгруяением генератора; 3)' включение в схему подготовки сетевой воды дополнительного пикового подогревателя,питаемого от отборов турбина (более высоким давлением, чем теплсфнкзци-

скньк отборы, ила от липки свежего пара через РОУ); 4) комбинирован-', ные спггсгбк, использута?» вышеописанные способы.в различных долевых комбинациях. '• , ■ ■ . - '.'■-';, .... •..

В работе предложена методика расчета затрат топлива'на выработ--ку электроэнергии при различных способах регервирования мощности . с использованием полученных много^зкторных характеристик турбоустанов-ки типа Т-100-130.

Е связи с обострением проблемы защиты окружающей среды от вреднее выбросов все большее значение приобретает экологические х^ракте-•' ристики котлов.- Эти характеристики . ■ показывают, какие ' виды загрязнений и в каком .количестве образуются при сжигании топлива в котлах ТЭЦ. Седа а? входят вопросы о выборе'и. применении наиболее :а;;^;алькьгхзг-.:гюго-зкокожческих методов снижения концентраций .вредных веществ а дымовых гагах энергетических и,водогрейных котлов, Е работе получены экологические характеристика котлов типа ТГМ-■54В и ТГМ-95Е. Для первого из' них было установлено: а) исходные концентрации окс:щсв азота в дымовых гагах в' номинальном-■ режиме » 400-420 т/ч\сСьпП =1,07) при сжигании природного газа составляет ••'..• =500-550 мг/м3 ; а при сжигании' мазута-С^*"«¿50-500 мг'м, т.е. несколько н;ж; - .' •" "•- " ■

б; во.всех экспериментах выявлена сильная зависимость концентрации оксидов азота от коэффедмнта избытка- воздуха. ••' Цри сжигании природного.-газа пря'.Э*»„ и в диапазоне ■аС*кпа =1,07-1,2 Сло увеличивается от 500-550 до 750 мг/ил.- При сжигании мазута-зависимость -.. аналогична, ко СМх при =1,2 несколько н:».е ( =650 мг/ы* ); ..

•з) енпление паропрзнгводйтэльнбети приводит к практически пропорциональному снижению- 'концентраций -.оксидов азота в дымовых-'газа* при сжигании природного-газа и мазута; • .■-.■;'. -..'-.: .'

. г) локальный дозированный ееод влаги в зону горения С7-10*) приводит.к снижению концентраций оксидов азота при схигании: природного гага и мазута. &то-'снижение составляет около .200 мг/м3 ; ;

д) н-аибодее. оптимальными в экологической и технико-экономическом аспекте являются 'режимы, в которых сочетается сжигание топлива с ' по:пыйнным или предельно-низкими избытками '.воздуха с локальным дози-г-Еанккм-вводом влаги в зону горения, (рис. 3).

Для котла ТГМ-Э-ЗБ были получены следующие результаты: а) исходный•• уровень концентраций' оксидов^азота в деловых. газах •• з ноьпшальнс-м режиме [Зле «¿50-480' т/ч, =1,07) составил 550-

при сжигании,-мазута,-'т. е. в-целом-несколько .вкве,' чем у котла ТГЙ-Я4Р-. . .-•..■■.--,_■■

б) зависимость' ^^е^ГЙ^аналзгичка, хотя в ряде экспериментов на котле ТШ-ЗЗБ в зоне,- ^ =1,15-1,18 имел .место максимум

КЛ17

концентраций оксидов азота; '

в) имеется существенная зависимость С/,-0хя Х(])ле) со сг,!Л?.чием концентраций оксидов азота яри уъкньсении производительности!,'рис.-1);

г) .локальный" дозированный ввод влаги (7-Ю*.) в зеку горения приводит к существенному снижения концентрации отсидев азота при сжигании природного гага и мазута, но не при паровом, а воздушном распыле мазута; •

д)' методом трехступенчатого сжигания природного газа достигнуто : снижение концентраций оксидов азота на 40-60* от исходного уровня.

Полученное результаты использованы при оптимизации ре ж: «л в работы оборудования ТЭЦ с учетом экологического фактора.

. В.четвертой главе изложены результаты исследований возможных режимов "ТЭЦ .по электрической нагрузка'при характерных режимах отпуска тепла. Для характерных режимов отпуска тепла ТЭЦ определены возможные уровни нагрузки энергетического оборудования для условий прохождения' минимума и максимума. электрической нагрузки. Определение дизпазонз ТЭЦ по выработке электроэнергии рассматривалось с учетом возможности передачи тепловой нагрузки от теплофикационной установи! на пиковые водогрейные котлы.

Для полученных вариантов реализации режимов работы ТЗЦ выполнены исследования приземной монцзнтращи вредных выбросов для:

7 1) штатной .'схема с.тагания природного газа в энергетических и пиковыхкотлах; .■■.

2) при услозин работы отдельных энергетических котлов з режа» трехступенчатого сжигания топлиеэ;

3).при пониженных Еыбросах пиковых'водогрейных котлов;

4) с перераспределением пзрозой нагрузки котельного цеха с загрузкой реконструированных котлов, работают* с трехступенчаты;.! с.е:-ганием топлива. '

■ Расчетные исследования по оптимизации работы ^орудсаания ТЭЦ проведены для двух характернее нзгругок отопительного сезона при tl,¿ =-£5 и -10* С при расходах сетевой годы 15000 и 25С" м'/ч и для летней нагрузки при расходе 2000 м^/ч.

Для рассмотренных пяти уровней значений тепловых нагрузок ТЭЦ определены варианты реализации режимов работы по критерию получения минимума и максимума электрической нагрузки ТЭЦ.

Полученные результаты обобщены з виде режимных карт, позволяясь эксплуатационному персоналу выбрать оптимальное распределение при заданных тепловой и электрической нагрузках.и способы ерганиза-

Влияние конструктивных и режимно^технологических факторов на концентрации оксидов азота в продуктах сгорания природного газа

мг/мь 700

600

500

к№ т

/06 1,0$ //2. /,/У цв +2.0

Рис. 3. Паровой котел ТГМ-84Б

Ш тип газораздаицих насадков; Дпе » 400+420 т/ч; ввод влаги через форсунки верхнего яруса горелочных устройств; 1-е - исходный режим сжигания топлива (С/ =0, Сл »0); I - тоже,но с подачей пара; 2 - • ~СЦ » 1,5 т/ч,

С-я = 0; 3-е =2,0 т/ч, £„ « 0,4 т/ч; 4 -о - Не = 3,5 т/ч, &„ » 0.

г/м3

0,50

0,40

А / Д

/ о О

<1 о\ ! о о 2)ле

30

300

130

350

120

400

450

к г/с

т/ч

Рис. 4. Зависимость концентрации окислов азота ~ дымовых газах от производительности котла ТГМ-36"Б" ст.£13 при сжигании мазута. I - исходный режим (воздушный распыл мазута); 2 - подача воды в зону горения при воздушном распыле мазута.

ции снижения Еыбросов, обеспечиваю!!?» минимально ВОЗМОЖНЫЙ CyMi.apHb.ii вьйрсс станции Режимные' карты.позволяют таю© определить значения . максимальных и минимальных электрических нагрузок станции при заданной тепловой.

Все варианты возможных режимов-работы оборудования ТЭЦ-8 Мосэнерго для покрытия электрических и тепловых нагрузок :с соответствующими загрузками энергетических и пиковых . котлов в экологическом' аспекте были объединены в характерные группы, в которых загрязнения приземного слоя атмосферы равнозначны друг другу.. Для каждой группы режимов, согласно схеме подкшачения котлов к дымовым трубам, определены ЕалоЕые выбросы дымовых газов, содержащихся в них вредных ' веществ, температуры уходящих дымовых газов, опасная скорость ветра, рассчитаны распределения концентраций вредных веществ как от каждой трубы, так и при их суммировании.

В каждой группе режаюв работы оборудования расчеты загазован-: ности воздушюго бассейна ТЭЦ-8. Мосэнерго выполнены ,в трех вариантах организации сжигания топлива с соответствующей уровнями -образования оксидов азота е дымовых газах энергетических и пикоеых котлов: исходный вариант , при обычной схеме сжигания природного газа; - два паро-еых котла 'переведены на трехступенчатое сжигание газа, в остальных -сжигание газа происходит как в исходных вариантах; как в предыдущем пункте, но уровень концентраций Л/Ох в дымовых газах т. .вых котлов снижен до ISO мг/м-* . ■ .

На 'базе выполненных исследований, выявлены наиболее' оптимальные., с экологической- точки зрения-:режимы 'работы оборудования ТЭЦ в. условиях разуплотнени графиков" электрических нагрузок. -, : - ,;.-:

■ВЫВОДЫ

1. Выявлены общие недостатки используемых в отечественной "Практике эксплуатации ТЭЦ методов Енутристанциок.чой оптимизации режимов работы оборудования, показана необходимость постановки и решения этой задачи в современных условиях с учетом экологических факторов.

2. Разработана методика оптимизации режимов работы и оптимального распределения тепловой и электрической -энергии между теплоЕьг.и и . электрическими источниками ТЭЦ с учетом экономических и экологических факторов. ■:■■.'■..■

3. Разработаны алгоритм и математические методы решения поставленной" задачи с учетом экологического, фактора.в виде ограничения и в виде (.оптимизируемой фикции.

. 4. Получены экологические характеристики котлов Т'ЗЦ в виде функциональной зависимости величины выбросов (оксидов азота, суммарных массовых выбросов) от паропроизводигельности котлз для различных способов организации сжигания и методо.е подавления оксидов азота (рециркуляция дымовых газов, ступенчатое Сжигание, впрыск воды в гону горения).

' 5. Разработана методика и получены количественные характеристика! 'вдйяювт различных способов подавления выбросов на экономичность работы, энергетических и. водогрейных котлов. Показано, что изменение КПД котлов при реализации впрыска в зону горения, многоступенчатого сжигания топлива, организации рециркуляции дымовых. газов находится в небольшие пределах и ими в практических расчетах можно пренебречь.

6. Получены многофакторнке энергетические характеристик теплофикационных турбин типа Т-100 с учетом реального технического состояния теплофикационных теплообменников. • Шказано, что неучет реальных

' значений недогрева сетевой воды в сетевых подогревателях может привести к погрешностям в определен.ш электрической мощности турбины до 10-15*. ■.

7. Получены энергетические характеристики турбин типа Т-100 при их участии е регулировании графика электрической натру«..л! путем передачи части тепловой нагрузки на ПЕК, применением метода скользящего противодавления, установки специальных ЮУ для питания паром сетевых установок, пиковых сетевых подогревателей. Для каждого из

рассматриваемых -спосоЗов полнены '. количественные -характеристики по. диапазону регулирования электрической мощности и их эффективности.*'

8. Получены экологические 'характеристики котлов'типа ТГМ-84В,:• ТГМ-96Б, в виде'зависимостей концентрации Сх в 'дымовых газах от па- ' ропроизводительности котла, коэффициента': избытка воздуха в топку к способа подавления выбросов.. Показано, что локальный - дозированный евод влаги в гону горения в весовом объеме 7-10Х ; (по отношению, к-расходу топлива) снижает концентрацию на' :40т45Х,-'. внедрение метода' ступенчатого сжигания природного газа - на 40-50%. Рекомендуется -в.; качестве наиболее целесообразного: способа: сочетание ступенчзтого' сжигания с локальным дозированным вводом влаги -.в зону горения." ;

9. Для характерных зимних .и летних,режимов, охватывающих весь . диапазон изменения тепловой и электрической нагрузок станции, проведены оптимизационные расчеты по выбору состава оборудования и распределению тепловой и электрической нагрузки с учетом реальных огра- -ниченпй турбин и котлов, .-..возшяности работы турбин Т-100'в двух- и трехступенчатом подогреве сетевой воды, для каждого из рассматриваемых вариантов определены такие максимальные пределы по . выработке электрической энергии при постоянной заданной . вырабс. -е тепловой энергии. ' -'. . -.;,'.''■'':.-:'

10. ЕыяЕлено,; что реализация 'внедренных на котлах 'ТЭЦ-8 мероприятий по снижению выбросов позволяет без.ощутимого ущерба зкономич-" ности работы котлов снизить массовые выбросы на Юг25Х. Дальнейшее. > внедрение методов многоступенчатого сжиганга и впрыскл воды в> зону"". горения на'всех энергетических и водогрейных готл^ позволит практи- . чески решать вопросы подавления-оксидов--азота, снизить уровень мае-, совых выбросов-на 40-60Х. : '.' ,-'-.-,''л-;■■'■;;'■".-'-Ч--

11. Полученные в работе результаты для ТЭЦ-8 обобщены в ; виде' '' режимных карт, возводящих эксплуатационному персоналу выбрать опти-: мальное ■ распределение при заданных .тепловых и электрических нагруз- ; ках и способы органчзацю! ешктения выбросов, обеспечиваю^е минимально возможный суммарный выброс со станции.: . Режимные карты позволяют также определить предельные значения минимальных и макси-

■ -льных'электрических нагрузок станции при заданной тепловой.

12. На базе результатов данной работы после согдания/нз ТЭЦ-8 сети ПЭВМ будет внедрена автоматизированная система (в'-начале':в диалоговом режиме, в будуцгм г - с автоматизированным вво"дои)_.:-: ','.-•

Основное ссдеряани& диссертации изложено в работе Оамзренко В. Н., Аракелянз 3. К. , Кормилицина ЕЯ 'Оптимизация рета:ыов оборудования ТЭС с учетом эколоптеских ограничений. /' Теплоэнергетика, -1992-, N 2, -С.23-34. -

Подписан«» к печати Л— Ллу,

' Псч л- ^ т*Рэ* 4СЮ Зам? ЧО*У

Тмлографкя МЭИ, Краснокмзриеннэя, >3.