автореферат диссертации по энергетике, 05.14.14, диссертация на тему:Оптимизация загрузки оборудования теплоэлектроцентралей с учетом распределения потоков теплоносителей между сетевыми подогревателями

БОРИСОВ Антон Александрович

ОПТИМИЗАЦИЯ ЗАГРУЗКИ ОБОРУДОВАНИЯ ТЕПЛОЭЛЕКТРОЦЕНТРАЛЕЙ С УЧЕТОМ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПОТОКОВ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕЙ МЕЖДУ СЕТЕВЫМИ ПОДОГРЕВАТЕЛЯМИ

Специальность: 05.14.14-Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 2 МАЙ 2011

Иваново 2011

4845590

Работа выполнена на кафедре прикладной математики государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина»

Научный руководитель -доктор технических наук, профессор

Жуков Владимир Павлович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Шувалов Сергей Ильич

кандидат технических наук, доцент

Ильин Евгений Трофимович

Ведущая организация

Открытое акционерное общество «Территориальная генерирующая компания № 6» (ОАО «ТГК-6»)

Защита состоится «20» мая 2011 г. в 11.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.064.01 при ГОУ ВПО «Ивановский государственный энергетический университет им. В.И. Ленина» по адресу: 153003, г. Иваново, ул. Рабфаковская, 34, корпус «Б», аудитория 237.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим присылать по адресу: 153003, г. Иваново, ул. Рабфаковская, 34, Ученый совет ИГЭУ. Тел.: (4932) 38-57-12,26-98-61, факс: (4932) 38-57-01. E-mail: uch sovet@ispu.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ивановского государственного энергетического университета.

Автореферат разослан «19» апреля 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

д.т.н., профессор

А.В. Мошкарин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Одним из важнейших направлений исполнения федерального закона № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности...» является внедрение энергосберегающих технологий на тепловых электрических станциях (ТЭС). С момента принятия в 2005 году приказа № 268 Министерства промышленности и энергетики Российской Федерации интенсивно развиваются такие малозатратные энергосберегающие мероприятия, как разработка и внедрение прикладных программных комплексов по оптимизации распределения тепловых и электрических нагрузок между агрегатами электростанций. Широкому внедрению программных комплексов способствовали также сложившиеся принципиально новые условия работы электростанций, особенно теплоэлектроцентралей (ТЭЦ), на Новом оптовом рынке электроэнергии и мощности (НОРЭМ).

Решение задачи оптимального распределения тепловых и электрических нагрузок между параллельно работающими агрегатами ТЭЦ традиционно базируется на раздельном расчете показателей работы сетевых подогревателей и собственно турбоагрегатов. Между тем, расчеты показывают, что режим работы сетевых подогревателей, установленных в тепловой схеме соответствующих турбоагрегатов, существенно влияет не только на регулировочный диапазон изменения тепловой и электрической нагрузок турбоагрегата, но и на показатели его тепловой экономичности. Так значения показателей экономичности турбоагрегата типа Т-100/120-12,8 ПО ТМЗ по выработке электроэнергии при одних и тех же нагрузках могут варьироваться в пределах 30 % при измерении давления пара в камере регулируемого теплофикационного отбора, то есть при изменении параметров работы сетевых подогревателей.

Таким образом, разработка адекватных математических моделей систем и подсистем ТЭЦ для оценки влияния потокораспределения воды между сетевыми подогревателями на тепловую экономичность группы турбоагрегатов, разработка алгоритмов оптимизации загрузки оборудования с учетом этого влияния и программная реализация этих алгоритмов являются актуальными задачами, стоящими перед энергетикой.

Актуальность работы подтверждается также ее выполнением в рамках Федеральной целевой программы «Интеграция» (2.1-А118 Математическое моделирование ресурсосберегающих и экологически безопасных технологий) и международных договоров о научно-техническом сотрудничестве с Ченстохов-ским политехническим университетом (Польша).

Целью работы является повышение эффективности выработки тепловой и электрической энергии на ТЭЦ путем учета потокораспределения воды между сетевыми подогревателями при оптимальном распределении нагрузок между турбоагрегатами.

Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:

- выбор моделей энергетического оборудования, позволяющих адекватно определять технико-экономические показатели его работы в регулировочных диапазонах изменения режимных параметров;

- разработка алгоритма компьютерного представления математических моделей энергетического оборудования, обеспечивающего возможность использования этих моделей в прикладных программных комплексах по оптимизации распределения нагрузок;

- разработка математических моделей теплофикационных турбоагрегатов с учетом характеристик установленных в их тепловой схеме сетевых подогревателей, оценка влияния сетевых подогревателей на регулировочный диапазон изменения нагрузок и показатели тепловой экономичности турбоагрегата;

- разработка методов, алгоритмов и программных модулей по оптимизации состава работающего турбинного оборудования и нагрузок агрегатов с учетом потокораспределения сетевой воды между подогревателями теплофикационных установок (ТФУ) по условию минимальных расходов топлива;

- внедрение разработанных методов, алгоритмов и программных модулей в производство, выявление величины экономии топлива за счет учета потокораспределения сетевой воды при оптимизации загрузки турбоагрегатов.

Соответствие паспорту специальности. Работа соответствует паспорту специальности:

в части формулы специальности - «...поиск приемов и методов оптимизации расчета, выбора и оптимизации параметров рабочих режимов оборудования...»; в части области исследования - пункту 1: «Разработка научных основ методов, показателей качества и режимов работы агрегатов, систем и тепловых электростанций в целом»; пункту 2: «Исследование и математическое моделирование процессов, протекающих в агрегатах, системах и общем цикле тепловых электростанций»; пункту 3: «Разработка, исследование, совершенствование действующих и освоение новых технологий производства электрической энергии и тепла, использования топлива, водных и химических режимов, способов снижения влияния работы тепловых электростанций на окружающую среду».

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Сформулирована и решена задача структурной и режимной оптимизации турбоагрегатов ТЭЦ с учетом потокораспределения воды через сетевые подогреватели при заданных суточных графиках несения суммарных электрической и тепловой нагрузок.

2. Предложен синтезированный метод численного решения задачи оптимального распределения нагрузок между турбоагрегатами ТЭЦ, сочетающий два метода: метод направленного поиска в многомерных подпространствах параметров тепловых и электрических нагрузок и метод покоординатного поиска между этими подпространствами, учитывающий ограничения по суммарным нагрузкам и ограничения на область допустимых значений режимных параметров каждого агрегата. Разработан алгоритм компьютерной реализации синтезированного метода.

3. Разработан модифицированный метод множителей Лагранжа, учитывающий как ограничения на суммарные нагрузки группы турбоагрегатов, так и технологические ограничения на допустимые диапазоны изменения режимных параметров оборудования, на основании которого получено аналитическое решение задачи оптимального распределения нагрузок между турбоагрегатами.

4. Получены новые данные, доказывающие, что включение в параметры оптимизации расходов воды через сетевые подогреватели индивидуальных ТФУ при оптимизации режима работы турбоагрегатов ТЭЦ обеспечивает получение экономии топлива, сопоставимой с экономией топлива за счет оптимизации без учета режимных параметров работы ТФУ.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

1. Разработан программный комплекс «ТЭС-Эксперт», защищенный свидетельствами о государственной регистрации программ для ЭВМ, позволяющий производить выбор оптимального состава и режима работы агрегатов ТЭЦ при заданных графиках суммарных электрической и тепловой нагрузок и прогнозировать технико-экономические показатели работы оборудования в расчетных режимах.

2. Выполнен анализ методов компьютерного представления математических моделей оборудования тепловых электростанций в виде энергетических характеристик. Показано, что с точки зрения использования этих моделей в прикладных программных комплексах по оптимизации распределения нагрузок наиболее приемлемым вариантом является использование кубических сплайнов. Разработан автоматизированный программный модуль представления энергетических характеристик оборудования в электронном виде.

3. Программный комплекс «ТЭС-Эксперт» внедрен на Владимирской ТЭЦ-2 ОАО «ТГК-б» и Омской ТЭЦ-5 ОАО «ТГК-11». Реализованные технологические решения по повышению эффективности использования теплофикационных установок, оптимизации состава работающего оборудования и распределения тепловых и электрических нагрузок между агрегатами обеспечили получение годовой экономии тепловой энергии на Владимирской ТЭЦ-2 в количестве 14 ООО Гкал (58 615,2 ГДж) и годовой экономии условного топлива на Омской ТЭЦ-5 в количестве 7000 тонн, что подтверждено документами.

4. Разработанные математические модели энергетического оборудования, методы расчета и их программная реализация внедрены в учебный и научно-исследовательский процессы Ченстоховского политехнического университета (Польша) и Ивановского государственного энергетического университета.

Достоверность полученных результатов обусловлена использованием апробированных методов математического моделирования энергетического оборудования и анализа показателей тепловой экономичности его работы, совпадением результатов расчета и фактических показателей работы оборудования в условиях промышленной эксплуатации на двух различных электростанциях, а также совпадением полученных результатов расчетов с опубликованными результатами исследований других авторов.

Автор защищает:

1. Постановку задачи структурной и режимной оптимизации турбоагрегатов ТЭЦ с учетом режима работы и схемы включения подогревателей индивидуальных и станционных теплофикационных установок при заданных графиках суммарных тепловой и электрической нагрузок.

2. Аналитические решения задач оптимизации распределения нагрузок между турбоагрегатами, полученные с использованием модифицированного

метода неопределенных множителей Лагранжа, позволяющего учитывать как ограничения на суммарную станционную нагрузку, так и технологические ограничения на допустимые режимы работы оборудования.

3. Синтезированный метод численного решения задачи оптимального распределения нагрузки между турбоагрегатами ТЭЦ, сочетающий два метода: метод направленного поиска в многомерных подпространствах параметров тепловых и электрических нагрузок и метод покоординатного поиска между этими подпространствами, учитывающий ограничения по суммарным нагрузкам и ограничения на область допустимых значений параметров работы каждого агрегата.

4. Алгоритм компьютерной реализации разработанного синтезированного метода численного решения задачи оптимального распределения нагрузки между турбоагрегатами ТЭЦ.

5. Результаты анализа методов компьютерного представления математических моделей оборудования тепловых электростанций с точки зрения возможности использования этих моделей в прикладных программных комплексах по оптимизации распределения нагрузок. Автоматизированный программный модуль для компьютерного представления математических моделей энергетического оборудования в виде энергетических характеристик.

6. Программный комплекс «ТЭС-Эксперт», позволяющий производить выбор оптимального состава и режима работы агрегатов ТЭЦ при заданных графиках суммарных электрической и тепловой нагрузок и прогнозировать технико-экономические показатели работы оборудования в расчетных режимах.

7. Результаты внедрения программного комплекса «ТЭС-Эксперт» на Владимирской 'ГЭЦ-2 ОАО «ТГК-6» и Омской ТЭЦ-5 ОАО «ТГК-11» и достигнутую экономию тепловой энергии и топлива.

8. Новые данные, характеризующие экономию топлива за счет учета пото-кораспределения сетевой воды между подогревателями теплофикационных установок при оптимизации режима работы турбоагрегатов ТЭЦ.

Реализация результатов работы. Результаты работы внедрены на Владимирской ТЭЦ-2 ОАО «ТГК-6» и Омской ТЭЦ-5 ОАО «ТГК-11», что подтверждено актами внедрения. Разработанные модели, методы и алгоритмы расчета, модули их программной реализации использованы в научно-исследовательском процессе Ченстоховского политехнического университета (Польша), а также внедрены в учебный процесс Ивановского государственного энергетического университета в рамках лабораторного практикума но курсу «Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях».

Личное участие автора в получении результатов работы состоит в разработке методики и программного модуля, обеспечивающих компьютерное представление моделей энергетического оборудования в виде энергетических характеристик, методики расчета и оптимизации распределения нагрузок между агрегатами ТЭЦ с учетом потокораспределения сетевой воды между подогревателями теплофикационных установок, алгоритмов и программных кодов программного комплекса «ТЭС-Эксперт», в адаптации и внедрении данного про-

граммного комплекса на электростанциях, проведении расчетного анализа эффективности оптимизации.

Апробация работы. Основные результаты работы опубликованы и обсуждались на семи конференциях, в том числе четырех международных: Международной научно-технической конференции «Состояние и перспективы развития энерготехнологии» XV Бенардосовские чтения (Иваново, 2009 г); XII и XV Международных научно-технических конференциях студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (Москва, 2006 и 2009 гг.); XXII Международной конференции «Математические методы в технике и технологиях ММТТ-22» (Псков, 2009 г.); V Российской научно-технической конференции «Энергосбережение в городском хозяйстве, энергетике, промышленности» (Ульяновск, 2006 г.); V Всероссийской научно-практической конференции «Повышение эффективности энергетического оборудования» (Иваново, 2010 г.); Региональной научно-техническиой конференции студентов и аспирантов «Теплоэнергетика» (Иваново, 2009 г.).

Публикации. Материалы, изложенные в диссертации, нашли отражение в 23 опубликованных работах, в том числе в 8 ведущих рецензируемых журналах и изданиях (по списку ВАК), одной монографии, 6 свидетельствах о государственной регистрации программ для ЭВМ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы, включающего 159 наименований, и приложений. Работа изложена на 166 страницах, не считая приложений, содержит 42 рисунка и 9 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы, поставлена цель, сформулированы задачи, которые необходимо решить для достижения поставленной цели, показана научная новизна и практическая значимость работы, дана общая характеристика структуры диссертации.

В первой главе приведен анализ схем включения энергетического оборудования, используемого для генерации тепловой и электрической энергии на ТЭС, рассмотрены методы их расчета и оптимизации.

Анализ схем с точки зрения энергосбережения показал преимущества совместной выработки тепловой и электрической энергии на ТЭЦ. Анализ подходов к математическому моделированию систем и подсистем ТЭЦ показал перспективность представления моделей в виде энергетических характеристик, которые позволяют синтезировать модели сложных систем из моделей их подсистем. Выполнен анализ критериев эффективности функционирования энергетического оборудования и приведен обзор оптимизационных задач, сформулированных на их основе. Проанализированы существующие методы решения многомерных оптимизационных задач и показаны подходы линейного и нелинейного программирования, используемые при решении задач оптимизации режимов работы ТЭС. Проанализированы существующие подходы к построению компьютерных вычислительных комплексов, предназначенных для анализа эффективности функционирования ТЭС. На основе проведенного анализа уточнены основные задачи исследования.

Во второй главе изложены теоретические положения предложенных методов моделирования и оптимизации структуры и режимов работы турбоагрегатов и систем тепловых электростанций.

Для компьютерного представления математических моделей энергетического оборудования в виде энергетических характеристик проанализированы варианты линейной, квадратичной, кубической, кусочно-кубической аппроксимирующих зависимостей. Для определения наиболее приемлемого вида аппроксимирующей зависимости энергетических характеристик проведены численные эксперименты, результаты которых для турбоагрегата ПТ-65/75-130/13 представлены в табл. 1.

Анализ результатов показал, что наиболее точное описание энергетических характеристик обеспечивается применением для каждого интервала энергетических характеристик кубических сплайнов (кусочно-кубической аппроксимации). При таком представлении максимальная относительная погрешность (Кгаах) рассчитанных значений (у) по сравнению со значениями энергетических характеристик (уг) не превышает 0,01 %, что следует признать удовлетворительным результатом.

Таблица 1

Вид аппроксимации Вид энергетической характеристики для турбоагрегата ПТ-65/75-130/13 (Х1=0Р, Гкал/ч; х2 = Он Гкал/ч; х3 = 14, МВт; у = О = Мкал/ч, У1 = (], ккал/кВт ч)* Средняя погрешность к=1уУ,-у„ , У, % Максимальная относительная погрешность, Кщах, %

Линейная зависимость для всей рабочей области у = 21456,20-330,36 х,--647,24 х2 + 1915,54хз 1,2 [-5,0; 7,0]

Квадратичная зависимость для всей рабочей области у = 23603,98-322,34 X!--695,02 х2+ 1836,82 х3--0,05 XI2 + 0,61 х22 + 0,77 х32 1,0 [-4,4; 5,4]

Кубическая зависимость для всей рабочей области у = 4466,97-278,54 Х]~ - 627,84 х2 + 3150,58 х3 - 0,99 х,2 - - 1,30 х22-27.81 х32+0,01 XI3 + + 0.01 х23 + 0,19 хз3 0,9 [-4,6: 5,7]

Кубическая зависимость для каждой пары <}„и<3, V] = 526,25 +56,295 хз + + 1,0089 х32 +0,0069 Хз3 (Оп = 0, От = 50 Гкал/ч) 0,00 [-0,05; 0,05]

Кубические сплайны (зависимость для каждого интервала каждой пары Он и О,) У1 = с,1 + (с,2 + (с,з + Хз С14) Хз) Хз 0,00 [-0,01; 0,01]

* для решения практических задач использована техническая система единиц.

Полученные математические описания энергетических характеристик оборудования позволяют синтезировать из них модели всей станции и формулировать на их основе задачи оптимального выбора режима и состава работающего оборудования ТЭЦ с учетом режимов работы и структуры ТФУ.

В качестве целевой функции оптимизации выбирается расход тепловой энергии на группу турбоагрегатов, обеспечивающий заданные суммарные тепловую и электрическую нагрузки данной группы турбоагрегатов. В качестве параметров оптимизации выбираются нагрузки отдельных агрегатов. Оптимизационная задача в общем виде формулируется следующим образом: оптимально распределить заданные тепловые (Qt, Qp) и электрическую (N) нагрузки между турбоагрегатами с учетом влияния режима работы теплофикационных установок:

Q = ZQ,=ZNi-q„(Qp,,Q1,.N,.P,)=> min ,0,=10„; Q,=t&: " = (1)

Ы ui "I .=1 .=1

где Q - суммарный расход тепловой энергии на выработку электроэнергии, N - электрическая мощность турбогенератора; qx - удельный расход тепловой энергии брутто на выработку электроэнергии турбоагрегатом; Qt-тепловая нагрузка регулируемого теплофикационного отбора пара; Qp- тепловая нагрузка регулируемого производственного отбора пара; р - давление пара в камере регулируемого теплофикационного отбора; п — количество турбоагрегатов, участвующих в распределении нагрузки; индекс i - номер агрегата или номер подогревателя.

Рис. 1. Схемы теплофикационных установок индивидуального (а) и станционного (б) типа: Т - турбоагрегат, Г - турбогенератор, П - подогреватель сетевой воды, ТФУ - теплофикационная установка; сплошными линиями показаны энергетические потоки с сетевой водой, штриховыми - с паром, пунктирными - с электрической энергией

Отпуск теплоты с ТЭЦ имеет специфические особенности для индивидуальных и станционных теплофикационных установок (рис. 1). Под индивидуальной ТФУ, схема которой приведена на рис. 1 (а), понимается размещение подогревателей сетевой воды в тепловой схеме конкретного турбоагрегата. Под станционной ТФУ, пример которой показан на рис. 1 (б), понимается установка сетевых подогревателей без их привязки к конкретным турбоагрегатам по греющему пару. Постановка и решение оптимизационных задач для индивидуальных и станционных ТФУ имеют особенности и рассматриваются раздельно.

Для индивидуальной ТФУ постановка и решение задачи оптимального распределения нагрузок рассматривается применительно к ТЭЦ, на которой установлены турбоагрегаты типа «Т» с подогревателями сетевой воды горизонтального типа (ПСГ), установленными в тепловой схеме соответствующих турбоагрегатов (рис. 1 (а)). Математическая модель сетевого подогревателя (или всей ТФУ при двухступенчатом подогреве сетевой воды) в виде энергетической характеристики представляется зависимостью расхода сетевой воды (\У|) от тепловой нагрузки сетевого подогревателя (<2x0 при данном давлении пара в камере регулируемого теплофикационного отбора (рО (рис. 2). На рис. 2 область между линиями минимального и максимального значений р( и ЛУ; показывает диапазон возможного изменения тепловой нагрузки. При заданных значениях тепловой нагрузки (0^) и расхода сетевой воды (\У0 по энергетическим характеристикам определяется давление пара в камере регулируемого теплофикационного отбора турбоагрегата Р1 = Г ((Зхь \¥0, что позволяет представить энергетическую характеристику собственно турбоагрегата с учетом характеристики сетевого подогревателя в виде зависимости удельного расхода тепловой энергии брутто на выработку электроэнергии от электрической мощности, тепловой нагрузки и расхода сетевой воды:

(2)

А \Л/

\Л

т

Суммарные значения тепловой и электрической нагрузок и расхода сетевой воды, которые необходимо распределить между агрегатами, считаются заданными и записываются в виде ограничений. Оптимизационная задача (1) с учетом энергетических характеристик (2) и балансовых ограничений записывается в виде:

Ол!

<3

п

Рис. 2. Зависимость расхода сетевой воды от тепловой нагрузки сетевого подогревателя при различных значениях давления пара в камере регулируемого теплофикационного отбора турбоагрегата

1=1

п

п

п

Следует дополнительно отметить, что область допустимых нагрузок оборудования определяется технологическими ограничениями и имеет сложную форму, что необходимо учитывать при решении оптимизационной задачи.

Для получения аналитического решения задачи (1) используется метод неопределенных множителей Лагранжа, модифицированный для учета ограничений на область допустимых значений режимных параметров следующим образом. Для учета указанных ограничений вводится специальная матрица К: если значение параметра находится в допустимом диапазоне, то соответствующий элемент матрицы равен единице, в противном случае элемент равен нулю

|1,хце[хГ,хГ] к.Г1 г 1 №

Решение задачи (1) с учетом ограничений (4) получается в виде

<г- N. =к31 ^ •

2с ' ~ " " 2с ' ' 31 2с

(5)

с,. л с,, ~

1___1> ■ 1 —_ . 1 __

Л, --г-Лг ~-Г-> з -

у к» ' * у^А ' V

С5, С61 С7,

где X - неопределенные множители Лагранжа, с^ - параметры квадратичной аппроксимирующей зависимости (см. табл. 1) для ¡-го турбоагрегата.

Для задачи (3) предложен комбинированный численный метод решения, сочетающий метод направленного поиска в многомерных подпространствах параметров нагрузок и метод покоординатного поиска между этими подпространствами.

Методы направленного поиска дают возможность быстрого нахождения решения для гладких функций при отсутствии ограничений на параметры системы. Предлагаемая модификация метода градиентного спуска, получившая название метода проекций градиента, позволяет учитывать ограничения по суммарной нагрузке (3).

Пространство искомых параметров разбивается на три подпространства:

ат = {от„атг.....СО; М = {М„Ы2.....м„}; \л/ = {^,\л/г.....\л/„}. (6)

Каждое из линейных ограничений по суммарной нагрузке (3) может быть представлено уравнением плоскости в соответствующем подпространстве искомых параметров. Каждая точка, принадлежащая этой плоскости, автоматически обеспечивает одно из ограничений (3) в соответствующем подпространстве (6). Метод проекции градиента заключается в определении градиента целевой функции и его проекции на плоскость ограничений в каждом подпространстве. Вектор градиента направлен в сторону наискорейшего изменения целевой функции, а его проекция на плоскость ограничений будет определять направле-

ние наискорейшего изменения целевой функции при одновременном выполнении соответствующих ограничений. Поиск решения осуществляется последовательно в каждом из подпространств (6) методом покоординатного спуска. Подробный алгоритм решения оптимизационных задач синтезированным методом приводится в третьей главе диссертации.

Оптимизация режимов работы сетевых подогревателей, входящих в состав станционной ТФУ (рис. 1 (б)), представлена в работе решением ряда оптимизационных задач для установок разной структуры. В тексте диссертации приводятся аналитические решения оптимизационной задачи для схем включения сетевых подогревателей, показанных на рис. 3. В качестве целевой функции оптимизации выбирается усредненное для всей ТФУ минимальное значение температуры насыщения греющего пара, которая обеспечивает заданную тепловую нагрузку. Температура насыщения в подогревателе определяется давлением пара в источнике с учетом потерь в трубопроводе.

пенчатого двухпоточного (г) подогрева сетевой воды в станционной ТФУ

Вид целевой функции для наиболее интересного и сложного случая схемы включения сетевых подогревателей, приведенной на рис. 3 (г) имеет следующий вид

где - тепловая нагрузка в ¡-ого подогревателя.

Аналитическое решение задачи (7) проиллюстрировано на рис. 4 в виде зависимостей температуры насыщения греющего пара в четырех подогревателях (кривые 1-4) и целевой функции (кривая 5) от потокораспределения сетевой воды между двумя нитками подогревателей.

А <„

Рис. 4. Характер зависимостей температуры насыщения в первом (1). втором (2). третьем (3). четвертом (4) подогревателях (схема рис. 3 (г)) и целевой функции (5) от расхода сетевой воды через первую шику (подогреватели 1,2)

Разработанные модели и методы решения оптимизационных задач использованы при построении программного комплекса «ТЭС-Эксперт».

Третья глава посвящена описанию структуры программного комплекса «ТЭС-Эксперт» и решаемых с его помощью задач.

Программный комплекс «ТЭС-Эксперт» предназначен для решения на тепловых электростанциях следующих задач:

• оперативного ведения оптимального режима работы электростанции путем выдачи по результатам расчета конкретных значений регулируемых параметров работы оборудования, обеспечивающих минимум затрат топлива в текущих условиях;

• перспективного планирования показателей работы электростанции с выбором оптимального состава работающего оборудования и его режимной оптимизацией при заданных графиках суммарных тепловых и электрических нагрузок;

• автоматизированного расчета фактических и номинальных технико-экономических показателей (ТЭП) работы оборудования, резервов тепловой экономичности.

Структура программного комплекса с указанием информационных потоков между основными информационными и расчетными модулями приведена на рис. 5.

Комплекс объединяет следующие программные модули:

- «ТЭС-Эксперт. Схема». Содержит расчетные (балансовые) схемы электростанции, отражающие структуру связей между отдельными агрегатами, группами оборудования. Заданная в электронном виде топология этих связей является основой для построения систем балансовых уравнений, автоматизиро-

ванное решение которых является обязательным этапом, предшествующим расчету фактических и номинальных ТЭП;

Рис. 5. Стрз'ктура программного комплекса «ТЭС Эксперт» с указанием информационных потоков между основными информационными и расчетными модулями: БД - база данных; ТБ - модуль сведения тепловых балансов; ПВБ - модуль сведегаи пароводяных балансов; ЭХ - расчет и компьютерное представление энергетических характеристик оборудования; ТЭП - технико-экономические показатели

- «ТЭС-Эксперт. Энергетические характеристики». Содержит в электронном виде альбом энергетических характеристик оборудования, входящих в состав нормативно-технической документации электростанции по топливоис-пользованию. Поскольку энергетические характеристики традиционно представляются в графическом виде, данный модуль программного комплекса снабжен автоматизированной подсистемой представления энергетических характеристик в электронном виде;

- «ТЭС-Эксперт. Пароводяной баланс», «ТЭС-Эксперт. Тепловой баланс». Обеспечивают проведение расчетов по сведению пароводяного и теплового балансов электростанции на основе измеренных значений показателей работы оборудования. Сведение балансов необходимо для согласования между собой множества измеренных показателей, уточнения на этой основе фактических нагрузок агрегатов и повышения точности последующего расчета ТЭП;

- «ТЭС-Эксперт. Макет». Объединяет расчетные алгоритмы, необходимые для определения фактических и номинальных ТЭП и резервов тепловой экономичности, а также автоматического формирования регламентируемых нормативными документами отчетных форм о работе оборудования электростанции;

- «ТЭС-Эксперт. Оптимизация». Основной модуль, предназначенный непосредственно для выполнения оптимизационного расчета. Алгоритм решения оптимизационных задач синтезированным методом, реализованный в данном модуле, представлен на рис. 6. Множество параметров оптимизации в каждом подпространстве (6) заменяется одним параметром оптимизации, который определяет положение точки на линии проекции градиента. Если при решении одномерной оптимизационной задачи вдоль проекции градиента значение параметра выходит за пределы допустимого диапазона, то его значение приравнивается ближайшему допустимому значению параметра. При нахождении оптимального значения или достижении границы области поиска в данном подпространстве оптимизация завершается. За одну итерацию указанная процедура проводится последовательно для каждого из подпространств параметров оптимизации (6). Вычисления прекращаются после достижения заданного точностью (г) расхождения значений целевой функции (1;) для двух последовательных итераций. Число параметров оптимизации при использовании синтезированного метода уменьшается с (Зп - 3) до 3 по числу ограничений в выражении (3). При этом существенно снижаются ресурсные затраты на решение задачи, что делает возможным ее решение в оперативном режиме.

Ввод исходных данных

Рис. 6. Алгоритм синтезированного метода решения задачи оптимизации загрузки оборудования ТЭЦ

т

Распределение тепловой нагрузки Т-отборов турбоагрегатов

• Распределение [

! тепловой нагрузки I

П-отборов I

| • турбоагрегатов . I

; Оптимизм работы <

I теплофикационных \

, установок турбин, I

". [ определение |

[ оптимальных • | ■

Распределение электрической нагрузки между турбоагрегатами

г" < е

Да

¡Производится ввод данных: '

суммарная тепловая нагрузка отборов пара '

'турбоагрегатов (Ог.Оп); |

-суммарный расход сетевой воды через !

■подогреватели (УУ); !

1 - суммарная электрическая нагрузка ТЭЦ (Ы); !

;«энергетические характеристики |

оборудования; ; точность расчета (е).

Распределение нагрузок производится { методом проекции градиента из условия (2);

«:■"'.• . От = 1С$« . ' .

Вывод результатов расчета

Распределение нагрузок производится методам проекции градиента из условия (2): Оа = Ю,«

Распределение нагрузок производится методом проекции градиента из условия (2):

; Распределение нагрузок производится \ методом проекции градиента из условия (2): } ''N«14 '. ■"■'

Программный комплекс разработан в среде программирования Lazarus и предназначен для использования на IBM-совместимых компьютерах под управлением операционных систем семейства Microsoft Windows. Графический интерфейс ориентирован на пользователя, имеющего квалификацию технолога (рис. 7). Программный комплекс интегрирован с СУБД и пакетами прикладных программ ТЭЦ. Для устойчивой работы программного комплекса необходим процессор тактовой частотой не менее 1000 МГц и оперативная память объемом не менее 1024 Мб.

Рис. 7. Примеры экранных форм программного комплекса «ТЭС—Эксперт»

В четвертой главе приведены результаты практического использования результатов работы.

Программный комплекс «ТЭС-Эксперт» внедрен на Владимирской ТЭЦ-2 ОАО «ТГК-6» и Омской ТЭЦ-5 ОАО «ТГК-11», что подтверждено соответствующими документами. Адаптация программного комплекса к условиям ТЭЦ включала следующие основные этапы: разработку балансовых схем и формирование на их основе структуры потоков энергоносителей; представление энергетических характеристик оборудования в электронном виде и синтез математической модели системы из моделей её подсистем; формирование блоков исходных данных применительно к существующим схемам отпуска тепловой и

электрической энергии; привязку типовых алгоритмов расчета ТЭП и резервов тепловой экономичности к условиям работы электростанции.

Специфика решаемой задачи для Владимирской ТЭЦ-2 (состав турбинного оборудования: один турбоагрегат ПТ-54,5-120/13, два турбоагрегата Т-93-120 и два турбоагрегата ПТ-80/100-130/13) состояла в необходимости учета в оптимизационном алгоритме потокораспределения сетевой воды между индивидуальными и станционными ГФУ. Реализованные технологические решения по повышению эффективности использования теплофикационных установок, оптимизации состава работающего оборудования и распределения тепловых и электрических нагрузок между агрегатами обеспечили получение годовой экономии тепловой энергии с перегретым паром котлов в количестве 14 ООО Гкал (58 615,2 ГДж).

На примере Владимирской ТЭЦ-2 проведены расчетные исследования, по результатам которых для турбоагрегатов с индивидуальными ТФУ разработаны способы расширения регулировочных диапазонов нагрузок с использованием регулируемого байпасирования и рециркуляции сетевой воды. В частности показано, что при большом суммарном расходе сетевой воды на ТЭЦ и малых тепловых нагрузках с горячей водой целесообразно использовать оайпаси-рование сетевой воды помимо сетевых подогревателей, а при малом расходе сетевой воды и больших тепловых нагрузках - рециркуляцию сетевой воды. Разработан способ расчета необходимых для расширения регулировочного диапазона нагрузок расходов сетевой воды через регулируемый байпас или рециркуляцию, использующий совместную характеристику турбоагрегата и теплофикационной установки (рис. 2).

Расчетная схема Омской ТЭЦ-5 ОАО «ТГК-11» включает группу оборудования с параллельными связями по свежему пару и питательной воде, объединяющую два турбоагрегата ПТ-80/100-130/13 и один турбоагрегат Т-175/210-130, а также два теплофикационных энергоблока с турбоагрегатами Т-175/210-130 и Т-185/220-130, имеющих слабые параллельные связи по свежему пару. В технологической схеме отпуска теплоты с горячей водой, кроме пяти ТФУ, установленных индивидуально с каждым турбоагрегатом, имеются пиковые подогреватели сетевой воды, пиковые водогрейные котлы, а также конденсаторы избыточного пара последних ступеней пяти многоступенчатых испарительных установок. Внедрение результатов работы на Омской ТЭЦ-5 обеспечило получение годовой экономии топлива в количестве 7 ООО тонн в условном исчислении.

Для условий работы оборудования Омской ТЭЦ-5 проведены вариантные расчеты, результаты которых (табл. 2) доказывают, что включение в параметры оптимизации расходов воды через сетевые подогреватели при оптимизации режима работы турбоагрегатов ТЭЦ обеспечивает получение экономии топлива, сопоставимой с экономией топлива за счет оптимизации без учета режимных параметров работы ТФУ. В частности, полученные данные показывают, что для рассматриваемой ТЭЦ режимная оптимизация турбинного оборудования при фиксированных расходах сетевой воды через подогреватели обеспечивает уменьшение среднегодового значения удельного расхода условного топлива на

отпуск электроэнергии с 349,3 до 342,2 г у.т./кВтч, то есть на 7,1 г у.т./кВтч, а включение в параметры оптимизации расходов воды через сетевые подогреватели позволяет получить дополнительную экономию топлива в размере 7,4 г у.т./кВт ч (с 342,2 до 334,8 г у.т./кВтч).

Таблица 2

Показатель, единица измерения | Январь Февраль н Апрель Май Июнь Июль Август Сентябрь Октябрь Ноябрь Декабрь Год

Температура наружного воздуха, °С 1-19,9 -12,7 «п Г)" Т ч-" 13,7 18,0 22,0 -ч-К' со" "О о" ЧС го

Электрическая нагрузка ТЭЦ, МВт ! 602,4' 607,0 499,4 492,6 355,3 271.0 281,1 •ч© оо (Ч 351,4 456,0 440,8 501,7 427,7

Тепловая нагрузка внешних потребителей с сетевой водой, МВт 1019,4 ' оо_ 00 оо 00 660,8 552,7 318,1 174,7 129,7 168,2 273,1 489,0 570,9 00 ОЧ 502,6

То же, с паром, МВт со г-•ч-" 5,00 4,86 ¡424 1,49 2,73 1,24 0,00 0,00 0,00 2,87 3,08 2,51

Расход прямой сетевой воды, кг/с 4857 4886 4913 4550 2789 1630 1233 о 2126 4018 4696 4671 _ 3502

Расход обратной сетевой воды, кг/с | 4417 4390 1___ 4399 4036 о с^) 00 го о о ОС ч- о 1406 3481 4244 4306 2968

Температура прямой сетевой воды, °С »л о 90,9 73,8 171,0 74,0 79,4 79,4 СП оо' 00 70,2 70,7 88,9 80,3

Температура обратной сетевой воды, °С \о 52,8 46,5 47,0 ТГ Г-" </-> 74,6 75,0 74,2 62,6 46,4 45,8 52,1 52,7

Удельный расход условного топлива на отпуск тепловой энергии (фиксированный), кг у.т./ГДж* 1 32'М 27,8 34,1 35,0 36,7 39,4 41,7 41,4 38,4 >о «о го 33,5 32,8 33,8

Удельный расход условного топлива на отпуск электроэнергии, расчетный, г у.т./кВт-ч без оптимизации та- о" го 330,9 302,0 316,4 365,6 |427,2 460.7 1_ ___ 447,1 393,8 \с V© тг ГО 329,9 313,2 349,3

при режимной оптимизации без учета ТФУ 308,4 1 326,6 299,4 311,6 347,6 412,7 448,0 оо го ГО ТГ 390,6 342,6 317,3 307,9 342,2

при режимной оптимизации с учетом ТФУ Ч ЧО О ГО 324,4 280,2 304,1 336,9 401,6 440,6 427,4 385,4 334,5 309,3 303,4 334,8

* удельные расходы условного топлива на отпуск электроэнергии во всех вариантах расчета приведены к фиксированному (равному фактическому значению для данного месяца) удельному расходу топлива на отпуск тепловой энергии.

Разработанные математические модели энергетического оборудования, методы расчета и их программная реализация внедрены в учебный и научно-исследовательский процессы Ченстоховского политехнического университета (Польша) и Ивановского государственного энергетического университета.

Основные результаты работы

1. Сформулирована задача оптимального выбора режима и состава работающего турбинного оборудования ТЭЦ с учетом распределения потоков теплоносителей между сетевыми подогревателями индивидуальных и станционных теплофикационных установок.

2. Разработан автоматизированный программный модуль для представления моделей энергетического оборудования в электронном виде. Выполнен анализ методов компьютерного представления энергетических характеристик оборудования ТЭС; показано, что наиболее приемлемым вариантом является использование кубических сплайнов, обеспечивающее описание энергетических характеристик с максимальной относительной погрешностью не более 0,01 %.

3. Разработан модифицированный метод множителей Лагранжа, учитывающий как ограничения на суммарные нагрузки группы турбоагрегатов, так и технологические ограничения на допустимые диапазоны режимных параметров оборудования, на основании которого получено аналитическое решение задачи оптимального распределения нагрузок между турбоагрегатами.

4. Предложен синтезированный метод численного решения задачи оптимального распределения нагрузок между турбоагрегатами ТЭЦ, сочетающий два метода: метод направленного поиска в многомерных подпространствах параметров тепловых и электрических нагрузок и метод покоординатного поиска между этими подпространствами, учитывающий ограничения по суммарным нагрузкам и ограничения на область допустимых значений режимных параметров каждого агрегата. Разработан алгоритм компьютерной реализации синтезированного метода. Число параметров оптимизации при использовании синтезированного метода уменьшается, что существенно снижает ресурсные затраты на решение задачи и делает возможным ее решение в оперативном режиме.

5. Разработан программный комплекс «ТЭС-Эксперт», защищенный свидетельствами о государственной регистрации программ для ЭВМ, позволяющий производить выбор оптимального состава и режима работы турбоагрегатов ТЭЦ при заданных графиках суммарных электрической и тепловой нагрузок и прогнозировать технико-экономические показатели работы оборудования в расчетных режимах.

6. Получены новые данные, доказывающие, что включение в параметры оптимизации расходов воды через сетевые подогреватели индивидуальных ТФУ при оптимизации режима работы турбоагрегатов ТЭЦ обеспечивает получение экономии топлива, сопоставимой с экономией топлива за счет оптимизации без учета режимных параметров работы ТФУ. Для условий Омской ТЭЦ-5 ОАО «ТГК-11» показано, что режимная оптимизация турбинного оборудования без учета показателей работы ТФУ позволяет получить экономию топлива в размере 7,1 г у.т./кВт ч, а включение в параметры оптимизации расходов воды через сетевые подогреватели обеспечивает дополнительную экономию топлива в размере 7,4 г у.т./кВт-ч.

7. Программный комплекс «ТЭС-Эксперт» внедрен на Владимирской ТЭЦ-2 ОАО «ТГК-б» и Омской ТЭЦ-5 ОАО «ТГК-11». Реализованные техно-

логические решения обеспечили получение годовой экономии тепловой энергии на Владимирской ТЭЦ-2 в количестве 14 ООО Гкал (58 615,2 ГДж) и годовой экономии условного топлива на Омской ТЭЦ-5 в количестве 7 ООО тонн. Разработанные математические модели энергетического оборудования, методы расчета и их программная реализация внедрены в учебный и научно-исследовательский процессы Ченстоховского политехнического университета (Польша) и Ивановского государственного энергетического университета.

Основные положения диссертации опубликованы: В ведущих рецензируемых журналах и изданиях (по списку ВАК):

1. Борисов, A.A. Задача оптимальной загрузки оборудования ТЭЦ с учетом распределения сетевой воды между подогревателями и комбинированный метод ее решения [Текст] / A.A. Борисов, В.П. Жуков, Е.В. Барочкин, С.А. Петрованов//ВестникИГЭУ.-2010,- Вып. 4.-С. 10-12.

2. Борисов, A.A. Оптимизация многоступенчатых теплофикационных установок [Текст] / A.A. Борисов, В.П. Жуков, Г.В. Ледуховский, A.A. Короткое // Вестник ИГЭУ. - 2008. - Вып. 4. - С. 38-41.

3. Барочкин, Е.В. Разработка методов расчета и оптимизации систем теплофикации на ТЭЦ [Текст] / Е.В. Барочкин, В.П. Жуков, A.A. Борисов // Вестник ИГЭУ. - 2011. - Вып. 1. - С. 24-26.

4. Барочкин, Е.В. Программный Комплекс «ТЭС-ЭКСПЕРТ»: опыт оптимизации режимов работы оборудования ТЭЦ [Текст] / Е.В. Барочкин, A.A. Поспелов, В.П. Жуков, A.A. Андреев, Г.В. Ледуховский, A.A. Борисов // Вестник ИГЭУ. -2006. - Вып. 4. - С. 3-6.

5. Ледуховский, Г.В. Оптимизация режимов работы ТЭС [Текст] / Г.В. Ледуховский, A.A. Борисов, A.A. Поспелов, Е.В. Барочкин, В.П. Жуков // Вестник ИГЭУ. - 2005. - Вып.4. - С. 170-171.

6. Борисов, A.A. Повышение эффективности работы ТЭЦ при использовании байпасирования и рециркуляции сетевой воды в теплофикационных установках турбин [Текст] / A.A. Борисов, Г.В. Ледуховский, A.A. Поспелов, М.Ю. Зорин // Вестник ИГЭУ. - 2009. - Вып. 2. - С. 21-26.

7. Ледуховский, Г.В. Учебно-лабораторный комплекс по оптимизации режимов работы теплофикационных турбоагрегатов [Текст] / Г.В. Ледуховский, A.A. Поспелов, A.A. Борисов // Вестник ИГЭУ. - 2010. - Вып. 2. - С. 11-14.

8. Борисов, A.A. Об учете влияния неравномерности суточных графиков электрической нагрузки при расчете номинальных удельных расходов топлива по энергоблокам [Текст] / A.A. Борисов, A.A. Поспелов, Г.В. Ледуховский // Вестник ИГЭУ. - 2008. - Вып. 4. - С. 27-29.

В монографии и в других журналах и материалах конференций:

9. Жуков, В.П., Барочкин, Е. В. Системный анализ энергетических тепломас-сообменных установок [Текст] / A.A. Борисов, разд. 4.5, 4.6, - Иваново: ГОУ ВПО «Иван. гос. энерг. ун-т им. В.И. Ленина». - 2009. - 176 с. ISBN 978-5-89482-625-7.

10. Свид. о государств, регистр, программы для ЭВМ 2011611242. «ТЭС-Эксперт». Макет расчета фактических показателей работы ТЭЦ [Текст] / Е.В. Барочкин, A.A. Борисов, Г.В. Ледуховский, A.A. Поспелов; зарегистр. в реестре программ для ЭВМ 07.02.11.

11. Свид. о государств, регистр, программы для ЭВМ 2011611931. «ТЭС-Эксперт». Пароводяной баланс [Текст] / Е.В. Барочкин, A.A. Борисов, Г.В. Ледуховский, A.A. Поспелов; зарегистр. в реестре программ для ЭВМ 02.03.11.

12. Свид. о государств, регистр, программы для ЭВМ 2009612236. «ТЭС-Эксперт». Владимирская ТЭЦ [Текст] / Е.В. Барочкин; A.A. Борисов, Г.В. Ледуховский, A.A. Поспелов; зарегистр. в реестре программ для ЭВМ 30.04.09.

13. Свид. о государств, регистр, программы для ЭВМ 2009612298. «ТЭС-Эксперт». Саранская ТЭЦ [Текст] / Е.В. Барочкин; A.A. Борисов, Г.В. Ледуховский, A.A. Поспелов; зарегистр. в реестре программ для ЭВМ 06.05.09.

14. Свид. о государств, регистр, программы для ЭВМ 2009611813. «ТЭС-Эксперт» (базовая версия) [Текст] / Е.В. Барочкин; A.A. Борисов, Г.В. Ледуховский, A.A. Поспелов; зарегистр. в реестре программ для ЭВМ

07.04.09.

15. Свид. о государств, регистр, программы для ЭВМ 2010618057. Программный комплекс для автоматизированного расчета оптимального состава и загрузки основного оборудования для планирования, анализа и управления режимами работы ТЭС ОАО «ТГК-11» (ТЭЦ-5) в условиях действующих регламентов НОРЭМ и Системного оператора для нужд Омского филиала ОАО «ТГК-11» [Текст] / Е.В. Барочкин; A.A. Борисов, Г.В. Ледуховский, A.A. Поспелов; зарегистр. в реестре программ для ЭВМ

20.12.10.

16. Борисов, A.A. Оптимизация загрузки оборудования ТЭЦ с учетом распределения сетевой воды между подогревателями [Текст] / A.A. Борисов, В.П. Жуков, С.А. Петрованов, A.A. Ефимов // Материалы V Всероссийской научно-практической конференции - Иваново: ГОУ ВПО «Иван. гос. энерг. ун-т им. В.И. Ленина», 2010, -СЛ 4-21.

17. Борисов, A.A. Модифицированный метод неопределенных множителей Лагранжа для оптимизации нагрузок ТЭЦ [Текст] / A.A. Борисов, В.П. Жуков, Е.В. Барочкин // Материалы V Всероссийской научно-практической конференции «Повышение эффективности энергетического оборудования», - Иваново: ГОУ ВПО «Иван. гос. энерг. ун-т им. В.И. Ленина», 2010, -С. 28-31.

18. Борисов, A.A. Учет режима работы теплофикационных установок при оптимизации режимов совместной работы турбин [Текст] / A.A. Борисов, Г.В. Ледуховский, A.A. Поспелов // Материалы междунар. науч. - техн. конф. «Состояние и перспективы развития энерготехнологии» «XV Бенар-досовские чтения»: В 2 т. Т 1 - Иваново: ГОУ ВПО «Иван. гос. энерг. ун-т им. В.И. Ленина», 2009. - С. 181-182.

19. Борисов, A.A. Оптимизация режимов работы тепловых электростанций с учетом теплофикационной установки [Текст] / А.А.Борисов, В.П. Жуков, С.А. Петрованов, A.A. Ефимов // Сборник трудов межд. конф. «Математические методы в технике и технологии ММТТ-22», 2009, г. Псков, т. 10 -С.68-69.

20. Борисов, A.A. Программный комплекс для оптимального планирования режимов работы Владимирской ТЭЦ-2 [Текст] / A.A. Борисов, В.П. Жуков, Г.В. Ледуховский // Пятнадцатая Междунар. науч. - техн. конф. студентов и аспирантов. «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» Тез. докл. В 3-х т. - М.: МЭИ, 2009. Т.З. - С. 183-184.

21. Андреев, A.A. Программный комплекс «ТЭС-ЭКСПЕРТ» [Текст] / A.A. Андреев, Г.В. Ледуховский, A.A. Борисов, Е.В. Барочкин, A.A. Поспелов // Двенадцатая Междунар. науч. - техн. конф. студентов и аспирантов. «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» Тез. докл. В 3-х т. -М.: МЭИ, 2006. Т.З.-С. 181-183.

22. Аксенова, A.B. Оптимизация режимов совместной работы турбоагрегатов тепловых электростанций [Текст] / A.B. Аксенова, A.B. Данилов, A.A. Борисов, Г.В. Ледуховский // Тезисы докладов региональной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Энергия-2009» «Теплоэнергетика». - Иваново, ГОУ ВПО «Ивановский государ, энергетический университет», 2009, Т.1, - С. 9-10.

23. Барочкин, Е.В. Программный комплекс «ТЭС-Эксперт». Оптимизация загрузки оборудования ТЭЦ [Текст] / Е.В. Барочкин, A.A. Поспелов, Г.В. Ледуховский, A.A. Андреев, A.A. Борисов // Материалы Пятой Российской научно-технической конференции «Энергосбережение в городском хозяйстве, энергетике, промышленности», г. Ульяновск, 20-21 апреля 2006 г. Том 2. - Ульяновск: УлГТУ, 2006. - С. 134-137.

БОРИСОВ Антон Александрович

ОПТИМИЗАЦИЯ ЗАГРУЗКИ ОБОРУДОВАНИЯ ТЕПЛОЭЛЕКТРОЦЕНТРАЛЕЙ С УЧЕТОМ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПОТОКОВ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕЙ МЕЖДУ СЕТЕВЫМИ ПОДОГРЕВАТЕЛЯМИ

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук Лицензия ИД№ 05285 от 4 июля 2001 г. Подписано в печать 15.04.2011. Формат 50X84 1/16 Печать плоская. Усл. печ. Л. 1,37. Тираж 110 экз. Заказ №_.

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ОПУБЛИКОВАННЫХ ДАННЫХ.

1.1. Структура соединения энергетического оборудования ТЭС для производства тепловой и электрической энергии.

1.2. Подходы к моделированию и методы расчета энергетических систем при разном уровне их декомпозиции.

1.3. Представление моделей оборудования в виде энергетических характеристик, их преимущества и недостатки.

1.4. Показатели эффективности работы энергетического оборудования и методы решения оптимизационных задач со сложной конфигурацией области поиска.

1.5. Анализ программных вычислительных комплексов для расчета показателей работы и оптимизации энергетических объектов.

1.6. Постановка задач исследования.

2. ПОСТАНОВКА И РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ СТРУКТУРНОЙ И РЕЖИМНОЙ ОПТИМИЗАЦИИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАГРУЗКИ МЕЖДУ АГРЕГАТАМИ ТЭЦ.

2.1. Разработка и компьютерное представление математических моделей энергетических объектов на основе энергетических характеристик.

2.2. Разработка и модификация численных методов решения задачи оптимизации нагрузок оборудования ТЭЦ с учетом потокораспределения сетевой воды через подогреватели.

2.3. Некоторые аналитические решения задачи оптимального выбора нагрузок оборудования ТЭЦ с учетом ТФУ.

2.4. Выводы по главе.

3. ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС «ТЭС-ЭКСПЕРТ».

3.1. Назначение программного комплекса.

3.2. Структура программного комплекса.

3.3. Порядок использования программного комплекса.

3.4. Системные требования программного комплекса.

3.5. Адаптация программного комплекса к составу оборудования и условиям работы ТЭЦ

3.6. Сведения о государственной регистрации программного комплекса.

3.6. Выводы по главе.

4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ.

4.1. Внедрение результатов работы на Владимирской ТЭЦ

ОАО «ТГК-6».

4.2. Повышение эффективности работы ТЭЦ при использовании байпасирования и рециркуляции сетевой воды в теплофикационных установках турбоагрегатов.

4.3. Внедрение результатов работы на Омской ТЭЦ-5 ОАО «ТГК-11».

4.4. Выявление величины экономии топлива за счет учета потокораспределения сетевой воды при оптимизации загрузки турбоагрегатов.

4.5. Внедрение результатов работы в научно-исследовательский и учебный процесс.

Выводы по главе.

у Актуальностъ работьи Одним из важнейших направлений исполнения федерального закона № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетинескошэффективности.»1 является внедрение энергосберегающих технологий на тепловых электрических станциях (ТЭС); С момента принятия в 2005 году приказа № 268 Министерства промышленности и энергетики Российской

Федерации интенсивно, развиваются такие малозатратные энергосберегающие

I мероприятия, как разработка и внедрение прикладных программных комплексов по оптимизации распределения тепловых и электрических нагрузок между

I ■ ■ . агрегатами электростанций. Широкому внедрению программных комплексов способствовали также сложившиеся; принципиально новые условия работы электростанций, особенно теплоэлектроцентралей (ТЭЦ),-на Новом оптовом

I рынке электроэнергии и мощности (ЫОРЭМ).

Решение задачи оптимального распределения тепловых и электрических нагрузок между параллельно работающими агрегатами ТЭЦ традиционно бази

I руется на раздельном^ расчете показателей работы сетевых подогревателей' и собственно турбоагрегатов. Между тем,.расчеты, показывают, что peжимv работы сетевых подогревателей; установленных в тепловой схеме соответствующих

I турбоагрегатов, существенно влияет не только на регулировочный диапазон изменения тепловой и электрической нагрузок турбоагрегата, но и на показате

1 ли его тепловой экономичности. Так значения показателей экономичности тур-боагрегага типа Т-100/120-12,8 ПО ТМЗ по выработке электроэнергии при одних и тех же нагрузках могут варьироваться в пределах 30 % при измерении

I , давления пара в камере регулируемого теплофикационного отбора, то есть при изменении параметров работы сетевых подогревателей. .

Таким; образом, разработка адекватных математических моделей систем и подсистем ТЭЦ для оценки влияния потокораспределения воды между сетевыми подогревателями на тепловую экономичность группы турбоагрегатов, разработка алгоритмов оптимизации загрузки оборудования с учетом этого

• ■ ' ' : • ■ ' * * ч'.

1 ' ■

1. ' • влияния и программная реализация этих алгоритмов являются актуальными задачами, стоящими перед энергетикой.

Актуальность работы подтверждается также ее выполнением в. рамках Федеральной целевой программы «Интеграция» (2.1-А118 Математическое моделирование ресурсосберегающих и экологически безопасных технологий) и международных договоров о научно-техническом сотрудничестве с Ченстохов-ским политехническим университетом (Польша).

Целью работы является повышение эффективности выработки тепловой и электрической энергии на ТЭЦ путем учета потокораспределения воды между сетевыми подогревателями при оптимальном распределении нагрузок между турбоагрегатами.

Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:

- выбор моделей энергетического оборудования, позволяющих адекватно определять технико-экономические показатели его работы в регулировочных диапазонах изменения режимных параметров;

- разработка алгоритма компьютерного представления математических моделей энергетического оборудования, обеспечивающего возможность использования этих моделей в прикладных программных комплексах по оптимизации распределения нагрузок;

- разработка математических моделей теплофикационных турбоагрегатов с учетом характеристик установленных в их тепловой схеме сетевых подогревателей, оценка влияния сетевых подогревателей на регулировочный диапазон изменения нагрузок и показатели тепловой экономичности турбоагрегата;

- разработка методов, алгоритмов и программных модулей по оптимизации состава работающего турбинного оборудования и нагрузок агрегатов с учетом потокораспределения сетевой воды между подогревателями теплофикационных установок (ТФУ) по условию минимальных расходов топлива;

- внедрение разработанных методов, алгоритмов и программных модулей в производство, выявление величины экономии топлива за счет учета потокораспределения сетевой воды при оптимизации загрузки турбоагрегатов. 6

Соответствие паспорту специальности. Работа соответствует паспорту специальности: в части формулы специальности - «.поиск приемов и методов оптимизации расчета, выбора и оптимизации параметров рабочих режимов оборудования.»; в части области исследования - пункту 1: «'Разработка научных основ методов, показателей качества и режимов работы агрегатов, систем и тепловых электростанций в целом»; пункту 2: «Исследование и математическое моделирование процессов, протекающих в агрегатах, системах и общем цикле тепловых электростанций»; пункту 3: «Разработка, исследование, совершенствование действующих и освоение новых технологий производства электрической энергии и тепла, использования топлива, водных и химических режимов, способов снижения влияния работы тепловых электростанций на окружающую среду».

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Сформулирована и решена задача структурной и режимной оптимизации турбоагрегатов ТЭЦ с учетом потокораспределения воды через сетевые подогреватели при заданных суточных графиках несения суммарных электрической и тепловой нагрузок.

2. Предложен синтезированный метод численного решения задачи оптимального распределения нагрузок между турбоагрегатами ТЭЦ, сочетающий два метода: метод направленного поиска в многомерных подпространствах параметров тепловых и электрических нагрузок и метод покоординатного поиска между этими подпространствами, учитывающий ограничения по суммарным нагрузкам и ограничения на область допустимых значений режимных параметров каждого агрегата. Разработан алгоритм компьютерной реализации синтезированного метода.

3. Разработан модифицированный метод множителей Лагранжа, учитывающий как ограничения на суммарные нагрузки группы турбоагрегатов, так и технологические ограничения на допустимые диапазоны изменения режимных параметров оборудования, на основании которого получено аналитическое решение задачи оптимального распределения нагрузок между турбоагрегатами.

4. Получены новые данные, доказывающие, что включение в параметры оптимизации расходов воды, через сетевые подогреватели индивидуальных ТФУ при оптимизации режима работы турбоагрегатов,ТЭЦ обеспечивает получение экономии'Топлива, сопоставимой с экономией топлива за счет оптимизации без учета режимных параметров работы ТФУ.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

1. Разработан программный комплекс «ТЭС-Эксперт», защищенный свидетельствами о государственной регистрации программ для ЭВМ, позволяющий производить выбор оптимального состава и режима работы агрегатов ТЭЦ при заданных графиках суммарных электрической и тепловой нагрузок и прогнозировать технико-экономические показатели работы оборудования в расчетных режимах.

2. Выполнен анализ методов компьютерного представления математических моделей оборудования тепловых электростанций в виде энергетических характеристик. Показано, что с точки зрения использования этих моделей в прикладных программных комплексах по оптимизации распределения нагрузок наиболее приемлемым вариантом является использование кубических сплайнов. Разработан автоматизированный программный модуль представления энергетических характеристик оборудования в электронном виде.

3. Программный комплекс «ТЭС-Эксперт» внедрен на Владимирской ТЭЦ-2 ОАО «ТГК-6» и Омской ТЭЦ-5 ОАО «ТГК-11». Реализованные технологические решения по повышению эффективности использования теплофикационных установок, оптимизации состава работающего оборудования и распределения тепловых и электрических нагрузок между агрегатами обеспечили получение годовой экономии тепловой энергии на Владимирской ТЭЦ-2 в количестве 14 ООО Гкал (58 615,2 ГДж) и годовой экономии условного топлива на Омской ТЭЦ-5 в количестве 7000 тонн, что подтверждено документами.

4. Разработанные: математические модели энергетического, оборудования, методы расчета и их программная реализация внедрены в учебный и научно-исследовательский процессы Ченстоховского. политехнического; университета (Польша) и Ивановского государственного?энергетического университета;

Достоверность полученных результатов обусловлена использованием апробированных методов математического моделирования энергетического') оборудования и; анализа показателей тепловой экономичности его работы, совг падением результатов расчета и фактических показателей работы оборудования; в условиях промышленной эксплуатации на двух различных электростанциях, а также совпадением полученных результатов расчетов с опубликованными результатами исследований других авторов.

Автор защищает:

1. Постановку, задачи структурной и-режимной оптимизации турбоагрегатов ТЭЦ с учетом режима работьг и схемы включения подогревателей индивидуальных и станционных теплофикационных установок при заданных графиках суммарных тепловой и электрической нагрузок.

2. Аналитические решения задач оптимизации распределения нагрузок между турбоагрегатами, полученные с использованием модифицированного метода-неопределенных множителей Лагранжа, позволяющего учитывать как ограничения на суммарную станционную нагрузку, так и, технологические ограничения на допустимые режимы работы.оборудования.

3. Синтезированный метод численного решения задачи оптимального распределения нагрузки между турбоагрегатами ТЭЦ, сочетающий два метода: метод направленного поиска в. многомерных подпространствах параметров тепловых и электрических нагрузок и метод покоординатного поиска между этими подпространствами, учитывающий.ограничения по суммарным нагрузкам и ограничения на-область допустимых значений параметров работы каждого агрегата.

4. Алгоритм компьютерной'реализации разработанного синтезированного , метода численного решения задачи: оптимального распределения; нагрузки-между турбоагрегатами ТЭЦ. и

5: Результаты анализа методов'компьютерного представления математи- , ческих моделей оборудования тепловых электростанций; с точки зрения« возможности-использования этих моделей вприкладных программных; комплексах по оптимизации: распределения нагрузок. Автоматизированный программный: модуль для компьютерного представления математических моделей энергетического оборудования в виде энергетических характеристик.

6. Программный комплекс «ТЭС-Эксперт»,„ позволяющий производить выбор оптимального состава и режима работы агрегатов ТЭЦ при-заданных графиках суммарных электрической и тепловой нагрузок и прогнозировать технико-экономические показатели работы оборудования в, расчетных режимах.'

7. Результаты внедрения программного комплекса «ТЭС-Эксперт» на; Владимирской ТЭЦ-2 ОАО «ТГК-6» и Омской ТЭЦ-5 ОАО «ТЕК- Г1» и достигнутую экономию.тепловой энергии и топлива.

8. Новые данные, характеризующие экономию топлива за счет учета по-токораспределения сетевой воды между подогревателями теплофикационных установок при;оптимизации режима работы турбоагрегатов ТЭЦ.

Реализация результатов работы. Результаты работы внедрены на Владимирской ТЭЦ-2 ОАО «ТГК-6» и Омской ТЭЦ-5 ОАО «ТГК-11», что' подтверждено актами внедрения. Разработанные модели, методы и алгоритмы расчета, модули« их программной реализации использованы в научно-исследовательском процессе Ченстоховского политехнического университета (Польша), а также внедрены в учебный процесс Ивановского государственного энергетического университета в рамках лабораторного практикума по курсу «Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях».

Личное участие автора ъ получении результатов работы состоит в разработке методики и программного модуля, обеспечивающих компьютерное

10 представление моделей энергетического оборудования в виде энергетических характеристик, методики расчета и оптимизации распределения нагрузок между агрегатами ТЭЦ с учетом потокораспределения сетевой воды мел-еду подогревателями теплофикационных установок, алгоритмов и программных кодов программного комплекса «ТЭС-Эксперт», в адаптации и внедрении данного программного комплекса на электростанциях, проведении расчетного анализа эффективности оптимизации.

Апробация работы. Основные результаты работы опубликованы и обсуждались на семи конференциях, в том числе четырех международных: Международной научно-технической конференции «Состояние и перспективы развития энерготехнологии» XV Бенардосовские чтения (Иваново, 2009 г); XII и XV Международных научно-технических конференциях студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (Москва, 2006 и 2009 гг.); XXII Международной конференции «Математические методы в технике и технологиях ММТТ-22» (Псков, 2009 г.); V Российской научно-технической конференции «Энергосбережение в городском хозяйстве, энергетике, промышленности» (Ульяновск, 2006 г.); V Всероссийской научно-практической конференции «Повышение эффективности энергетического оборудования» (Иваново, 2010 г.); Региональной научно-техническиой конференции студентов и аспирантов «Теплоэнергетика» (Иваново, 2009 г.).

Публикации. Материалы, изложенные в диссертации, нашли отражение в 23 опубликованных работах, в том числе в 8 ведущих рецензируемых журналах и изданиях (по списку ВАК), одной монографии, 6 свидетельствах о государственной регистрации программ для ЭВМ.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Сформулирована задача оптимального выбора режима и состава работающего турбинного оборудования ТЭЦ с учетом распределения потоков теплоносителей между сетевыми подогревателями индивидуальных и станционных теплофикационных установок.

2. Разработан автоматизированный программный модуль для представления моделей энергетического оборудования в электронном виде. Выполнен анализ методов компьютерного представления энергетических характеристик оборудования ТЭС; показано, что наиболее приемлемым вариантом является использование кубических сплайнов, обеспечивающее описание энергетических характеристик с максимальной относительной погрешностью не более 0,01 %.

3. Разработан модифицированный метод множителей Лагранжа, учитывающий как ограничения на суммарные нагрузки группы турбоагрегатов, так и технологические ограничения на допустимые диапазоны режимных параметров оборудования, на основании которого получено аналитическое решение задачи оптимального распределения нагрузок между турбоагрегатами.

4. Предложен синтезированный метод численного решения задачи оптимального распределения нагрузок между турбоагрегатами ТЭЦ, сочетающий два метода: метод направленного поиска в многомерных подпространствах параметров тепловых и электрических нагрузок и метод покоординатного поиска между этими подпространствами, учитывающий ограничения по суммарным нагрузкам и ограничения на область допустимых значений режимных параметров каждого агрегата. Разработан алгоритм компьютерной реализации синтезированного метода. Число параметров оптимизации при использовании синтезированного метода уменьшается, что существенно снижает ресурсные затраты на решение задачи и делает возможным ее решение в оперативном режиме.

5. Разработан программный комплекс «ТЭС-Эксперт», защищенный свидетельствами о государственной регистрации программ для ЭВМ, позволяющий производить выбор оптимального состава и режима работы турбоагрегатов ТЭЦ при заданных графиках суммарных электрической и тепловой нагрузок и прогнозировать технико-экономические показатели работы оборудования в расчетных режимах.

6. Получены новые данные, доказывающие, что включение в параметры оптимизации расходов воды через сетевые подогреватели индивидуальных ТФУ при оптимизации режима работы турбоагрегатов ТЭЦ обеспечивает получение экономии топлива, сопоставимой с экономией топлива за счет оптимизации без учета режимных параметров работы ТФУ. Для условий Омской ТЭЦ-5 ОАО «ТГК-11» показано, что режимная оптимизация турбинного оборудования без учета показателей работы ТФУ позволяет получить экономию топлива в размере 7,1 г у.т./кВт-ч, а включение в параметры оптимизации расходов воды через сетевые подогреватели обеспечивает дополнительную экономию топлива в размере 7,4 г у.т./кВт-ч.

7. Программный комплекс «ТЭС-Эксперт» внедрен на Владимирской ТЭЦ-2 ОАО «ТГК-6» и Омской ТЭЦ-5 ОАО «ТГК-11». Реализованные технологические решения обеспечили получение годовой экономии тепловой энергии на Владимирской ТЭЦ-2 в количестве 14 ООО Гкал (58 615,2 ГДж) и годовой экономии условного топлива на Омской ТЭЦ-5 в количестве 7 ООО тонн. Разработанные математические модели энергетического оборудования, методы расчета и их программная реализация внедрены в учебный и научно-исследовательский процессы Ченстоховского политехнического университета (Польша) и Ивановского государственного энергетического университета.

1. Капица, Л. П. Эксперимент, теория, практика / Л. П. Капица. М.: Наука, 1981.-496 с.

2. Рыжкин, В. Я. Тепловые электрические станции. / В. Я. Рыжкин. М.: Энергоатомиздат, 1987. - 328 с.

3. Рубинштейн, Я.М., Щепетильников М.И. Исследование реальных тепловых схем ТЭС и АЭС./ Я.М.Рубинштейн, М.И.Щепетильников М.: Энергоиздат, 1982. - 278 с.

4. Качан, А.Д. Режимы работы и эксплуатации тепловых электрических станций/ А.Д. Качан. -Мн.: Выш. шк., 1978. -288 с.

5. Качан, А.Д. Справочное пособие по технико-экономическим основам ТЭС/ А.Д. Качан А.Д., Б.В.Яковлев. -Мн.: Выш. шк., 1982. -318 с.

6. Тепловые и атомные электростанции: Справочник / под общ. ред. А. В. Клименко, В. М. Зорина. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Издательство МЭИ, 2003.-245 с.

7. Тепловые и атомные электростанции / Л. С. Стерман и др.; под ред. Л. С. Стермана. М.: Энергоиздат, 1982. - 342 с.

8. Щегляев, A.B. Паровые турбины/ А.В.Щегляев. М.: Энергия, 1976. - 368 с.

9. Андрющенко, А.И. Парогазовые установки электростанций / А.И. Андрющенко, В.Н. Лапшов. М.: Энергия, 1965. - 360 с.

10. Мелентьев, Л. А. Оптимизация развития и управление больших системэнергетики / Л. А.Мелентьев. М.: Высшая школа, 1976. - 336 с.

11. Моисеев, Н. Н. Математические задачи системного анализа / Н. Н. Моисеев. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1981. -488 с.

12. Кафаров, В. В. Системный анализ химической технологии. Энтропийный и вариационный методы неравновесной термодинамики в задачах химической технологи / В. В. Кафаров, И. Н. Дорохов, Э. М. Кольцова; М.: Наука, 1988. 453 с.

13. Бененсон, Е.И. Теплофикационные паровые турбины/ Е.И. Бененсон, Л.С.Иоффе М.: Энергия, 1976. - 264 с.

14. Андрющенко, А.И. Теплофикационные установки и их использование / А.И. Андрющенко, Р.З. Аминов, Ю.М. Хлебалин. М.: Высшая школа, 1989. -256 с.

15. Андрющенко, А.И. Оптимизация тепловых циклов и процессов ТЭС / А.И. Андрющенко, A.B. Змачинский, В.А. Понятов. М.: Высшая школа, 1974. -280 с.

16. Мошкарин, A.B. Анализ тепловых схем ТЭС Текст. / A.B. Мошкарин, Ю.В. Мельников. ГОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина», Иваново, 2010. - 460 с.

17. Щепетильников М.И., Хлопушин В.И. Сборник задач по курсу ТЭС. М.: Энергоатомиздат, 1983.-176 с.

18. Перегудов, Ф. И. Введение в системный анализ: Учеб. пособие для вузов / Ф. И. Перегудов, Ф. П. Тарасенко. М.: Высшая школа, 1989. - 367 с.

19. Аэродинамический расчет котельных агрегатов (Нормативный метод) / под ред. С. И. Мочана. Л.: Энергия, 1977. 256 с.

20. Гидравлический расчет котельных агрегатов (нормативный метод) / под ред. В. А. Локтина, Д. Ф. Петерсона, А. Л. Шварца. М.: Энергия, 1978. - 256 с.

21. Тепловой расчет котельных агрегатов (Нормативный метод) / под ред. Н. В. Кузнецова, В. В. Митора, И. Е. Дубовского, Э. С. Карасиной. М.: Энергия, 1973.-296 с.

22. Резников, М. И. Паровые котлы тепловых электростанций / М. И. Резников, Ю. М. Липов. М.: Энергоатомиздат. 1981. - 240 с.

23. Мошкарин, A.B. Тепловые процессы в энергетических установках: курс лекций. 4.1/ A.B. Мошкарин, Е.В.Барочкин, М.Ю.Зорин. ГОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина», Иваново, 2000. - 72 с.

24. Мошкарин, A.B. Тепловые процессы в энергетических установках: курс лекций. 4.2/ A.B. Мошкарин, Е.В.Барочкин, М.Ю.Зорин. ГОУВПО151

25. Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина», Иваново, 2002. 132 с.

26. Теплоэнергетика и теплотехника. Общие вопросы: Справочник / Г.Г.Бартоломей, В. В. Галактионов, А. А. Громогласов и др.; под общ. ред. В. А. Григорьева, В. М. Зорина. М.: Энергия, 1980. - 316 с.

27. Самойлович Г.С., Трояновский Б.М. Переменные и переходные режимы в паровых турбинах. -М.: Энергоиздат, 1982.-496 с.

28. Теоретические основы теплотехники. Теплотехнический эксперимент. Справочник. — М.: Энергоатомиздат. 1988. 560 с.

29. Коновалов, В.И. Техническая термодинамика / В.И. Коновалов. Иваново, 2005.-620 с.

30. Кутателадзе, С.С. Тепопередача и гидродинамическое сопротивление. Справочное пособие / С.С. Кутателадзе.-М.: Энергоатомиздат, 1990. 368 с.

31. Лойцянский, Л. Г. Механика жидкости и газа / Л. Г. Лойцянский; М.: «Наука», 1973.-648 с.

32. Дейч, М.Е. Техническая газодинамика. / М.Е. Дейч. М.: Энергия, 1974. — 482 с.

33. Лыков, А. В. Тепломассообмен. Справочник./ А. В. Лыков. М.: Энергия, 1972.-560 с.

34. Лыков, А. В. Теория тепло- и массопереноса / А. В. Лыков, Ю. А. Михайлов. М. - Л., Госэнергоиздат, 1963. - 536 с.

35. Кутателадзе, С.С. Турбулентный пограничный слой сжимаемого газа / С.С. Кутателадзе, А.И Леонтьев. Новосибирск, СО АН СССР, 1962. - 385 с.

36. Кутателадзе, С. С. Теплопередача при конденсации и кипении / С. С. Кутателадзе. М. - Л., Маш-гиз, 1952. - 232 с.

37. Кутателадзе, С. С. Основы теории теплообмена / С. С. Кутателадзе. -Новосибирск, изд-во «Наука» (СО), 1970. 660 с.

38. Накоряков, В. Е. Исследование турбулентных течений двухфазных сред / В. Е. Накоряков и др.; под ред. С. С. Кутателадзе. Новосибирск, СО АН СССР, 1973.-315 с.

39. Романенко, П. Н. Гидродинамика и тепломассообмен в пограничном слое. Справочник / П. Н. Романенко. — М.: Энергия. 464 с.

40. Седов, JI. И. Механика сплошной среды / Л. И. Седов. М., Наука, 1973. -536 с.

41. Цой, П. В. Системные методы расчета краевых задач тепломассопереноса / П. В. Цой; М.: Издательство МЭИ, 2005. 568 с.

42. Процессы и аппараты химической технологии. Т. 1. Основы теории процессов химической технологию. / под ред. A.M. Кутепова. М.: Логос, 2000.-480 с.

43. Оликер, И. И. Термическая деаэрация воды в отопительно-произ-водственных котельных и тепловых сетях / И. И. Оликер. Л.: Стройиздат, 1972.- 137 с.

44. Процессы и аппараты химической технологии. Т. 2. Механические и гидромеханические процессы / под ред. A.M. Кутепова. М.: Логос. 2001. -600 с.

45. Оликер, И. И. Термическая деаэрация воды на тепловых электростанциях / И. И. Оликер, В. А. Пермяков. Л.: Энергия, 1971. - 185 с.

46. Конденсационные установки паровых турбин: схемы, конструкции, эксплуатация оборудования: Учеб пособие / Ледуховский Г.В., Поспелов A.A., Короткое A.A. / ГОУ ВПО «Ивановский гос. энергетич. ун-т им. В.И. Ленина». Иваново, 2010. - 152 с.

47. Деаэраторы термические. Типы, основные параметры, приемка, методы контроля: ОСТ 16860-88. Введен в действие с 01.01.90. Переиздание 1999. -56 с.

48. Акименкова В.М., Гришфельд В.Я. Определение аналитических выражений для тепловых характеристик теплофикационных турбин методом планирования эксперимента.-Теплоэнергетика,1970,№ 11,с. 48-51

49. Аракелян Э.К., Бурначан Г.А., Минасян С.А. Влияние режимных факторов и технического состояния на реальные энергетические характеристики энергоблока К-200-130 // Изв. Вузов. Энергетика. 1983. № 1. С. 57-62.

50. Рихтер, Л. А. Вспомогательное оборудование тепловых электростанций / Л. А. Рихтер, Д. П. Елизаров, В. М. Лавыгин. М.: Энергоиздат, 1987. - 216 с.

51. Елизаров, Д. П. Теплоэнергетические установки электростанций / Д. П. Елизаров. М.: Энергоиздат, 1982. - 264 с.

52. Теплообменники энергетических установок: учебник для вузов / под общей ред. Ю. М. Бродова. Екатеринбург: Сократ, 2003. — 968 с.

53. Бродов, Ю.М. Расчет теплообменных аппаратов паротурбинных установок: учеб. пособие / Ю.М. Бродов, М.А. Ниренштейн. Екатеринбург: УГТУ, 2001.-373 с.

54. Теплообменное оборудование паротурбинных установок: Отраслевой каталог. М.: НИИЭинформэнергомаш, 1984. - 287 с.

55. РТМ 108.271.23-84. Расчет и проектирование поверхностных подогревателей высокого и низкого давления. М.: Министерство энергетического машиностроения, 1987. -215 с.

56. Своды правил по проектированию и строительству: СП 41-101-95 к СНиП 2.04.07-86. Москва. 1996. 142 с.

57. Исаченко, В. П. Теплопередача: учебник для вузов / В. П. Исаченко, В. А. Осипова, А. С. Сукомел; 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1981.-416 с.

58. Исаченко, В. П. Теплообмен при конденсации / В. П. Исаченко; М.: Энергия, 1977.-240 с.

59. Берман, С.С. Расчет теплообменных аппаратов турбоустановок / С. С. Берман, И. М. Михеева. М.: Энергия, 1973. - 320 с.

60. Барановский, Н. В. Пластинчатые и спиральные теплообменники / Н.В. Барановский, Л.М. Коваленко, А.Р. Ястребенецкий. М.: Машиностроение, 1973.-288 с.

61. Назмиев, Ю. Г. Теплообменные аппараты ТЭС / Ю.Г. Назмиев, В.М. Лазарев. М:. Энергоатомиздат, 1998. - 288 с.

62. Бажан, П.И. Справочник по теплообменным аппаратам / П. И. Бажан, Г. М. Каневец, В. М. Селиверстов. М.: Машиностроение, 1989. - 366 с.

63. Шарапов, В. И. Термические деаэраторы / В. И. Шарапов, Д. В. Цюра. -Ульяновск: УлГТУ, 2003. 560 с.

64. Шарапов, В.И. Схемы подогрева добавочной питательной воды на ТЭЦ с большим отпуском технологического пара / В.И. Шарапов // Промышленная энергетика. 1988.-№ 11.-С. 17-19.

65. Шарапов, В.И. Оптимальные схемы деаэрационных установок промышленных котельных / В.И. Шарапов, Е.Е. Злыгостев // Энергомашиностроение. 1984. - № 8. - С. 24-26.

66. Мошкарин, A.A., Методика расчета топливных затрат на получение дистиллята в многоступенчатых испарительных установках в летнем режиме работы ТЭЦ / А.А.Мошкарин, С.И.Шувалов, А.В.Мошкарин // Энергосбережение и водоподготовка. — 2005. -№ 1. С. 12-14.

67. Влияние погрешности исходной информации на электрические характеристики турбоагрегатов / Е.И. Бененсон, P.C. Резникова, Т.Д. Бухман //Теплоэнергетика. 1973.- № 10.- с. 51-54.

68. Кириллов, И.И. Характеристики турбинных ступеней в широком диапазоне изменения / И.И. Кириллов, А.И.Кириллов.// Энергомашиностроение. -1964.- №4.- с. 1-5.

69. Мадоян А.Н., Аракелян Э.К., Минасян С.А. Расчет нестационарных характеристик и показателей графиков нагрузки и агрегатов ТЭС. Ереван: Айстан, 1989.

70. Дейч М.Е., Шейнкман А.Г. Исследование регулирующих поворотных диафрагм отопительного отбора турбин 25-100 МВт./ М.Е. Дейч, А.Г.Шейнкман//Теплоэнергетика. 1963.- № 1.— с. 14-21.

71. Вильсон, Д. Энтропийные методы моделирования сложных систем / Д. Вильсон. М.: Наука, 1978. - 248 с.

72. Андрющенко, А. И. Оптимизация тепловых циклов и процессов ТЭС / А. И. Андрющенко, А. В. Змачинский, В. А. Понятов. М.: Высшая школа, 1974. -276 с.

73. Шаргут, Я. Эксергия / Я. Шаргут, Р. Петела. М.: Энергия, 1968. - 240 с.

74. Бродянский, В. М. Эксергетический метод термодинамического анализа / В. М. Бродянский; М.: Энергия, 1973. - 217 с.

75. Повышение эффективности и надежности теплообменных аппаратов паротурбинных установок / Под ред. Ю.М. Бродова. Екатеринбург, 2004. -464 с.

76. Аракелян, Э.К. Повышение экономичности и маневренности оборудования тепловых электростанций / Э.К.Аракелян, В.А.Старшинов М.: Издательство МЭИ, 1993. - 328 с.

77. Кафаров, В.В. Оптимизация тепломассообменных процессов и систем/ В.В. Кафаров, В.П.Мешалкин, Л.В.Гурьева М.:-Энергоатомиздат.1988.-192с.

78. Валдма М.Х., Таммоя Х.Э. Методика оптимизации распределения нагрузок между агрегатами и расчета вход-выход характеристик тепловой электростанции.-Тр. Таллинск. политех, ин-та, 1976, Сб. VI, № 403, с. 29-44.

79. Леонков A.M., Качан А. Д. К вопросу повышения энергетической эффективности теплофикационных турбин.-Изв. вузов СССР.-Энергетика, 1970, № 11, с. 43-49.

80. Аминов, Р.З. Векторная оптимизация режимов работы электростанций / Р.З. Аминов. М.: Энергоатомизхдат, 1994. - 304 с.

81. Качан А.Д., Стрелкова О.А., Антоник В.В., Ромашквский Ю.В., Воронов Е.О., Рыков А.Н. Оптимизация режимов подогрева сетевой воды и мощности блоков 250 МВт при работе с частичными тепловыми нагрузками//Электрические станции 2002 — №3- С.21-25.

82. Качан, А.Д. Оптимизация режимов и повышение эффективности работы паротурбинных установок ТЭС / А.Д. Качан. — Минск: Высшая школа, 1985. 176 с.

83. Богачко М. Ю., Ильин Е.Т., Печенкин С.П., Тимофеева Ю.Н. Выбор оптимального условия загрузки теплофикационных агрегатов, несущих тепловую нагрузку в неотопительный и переходный периоды.// Теплоэнергетика. 2005. -№5, с.53-56.

84. Ильин, Е.Т. Рынок электрической энергии и проблемы развития теплофикации / Е.Т. Ильин // ЭнергоРынок. 2009. №3.-С. 32-34.

85. Аракелян, Э.К. Оптимальное распределение нагрузки между параллельно работающими энергетическими блоками с учетом фактора надежности / В. М. Нгуен, Ч. X. Нгуен// Вестник МЭИ.- 1997.- №3.- С. 15-20.

86. Кудрявый, В.В. Оптимизация режимов работы оборудования ТЭЦ с учетом экологических ограничений/ В.В. Кудрявый // Вестник МЭИ.- 1996.- № 1С. 37-40.

87. Андрющенко, А. И. Оптимизация режимов работы и параметров тепловых электростанций / А. И. Андрющенко, Р. 3. Аминов. М.: Высшая школа, 1983.-324 с.

88. Каневец, Г. Е. Об оптимальном распределении эксергетических потерь / Г. Е. Каневец, Л. К. Вукович, В. Р. Никульшин // Изв. ВУЗов. Энергетика. -1979.-№2.- С. 87-92.

89. Систер, Г. В. Принципы повышения эффективности тепломассообменных процессов / В. Г. Систер, Ю. В. Мартынов. Калуга: Издательство Н. Бочкаревой. - 1998. - 508 с.

90. Аракелян Э. К. Методические основы многокритериальной оптимизации суточных режимов работы энергооборудования ТЭС / Э.К. Аракелян, С. А. Минасян, Г. Э. Агабабян // Теплоэнергетика. 2006. - № 10. - С. 7-10.

91. Андреев, П.А. Оптимизация теплоэнергетического оборудования АЭС / П.А. Андреев, М.И. Гринман, Ю.В. Смолкин.-М.:Атомиздат, 1975. -224с.

92. Подиновский, В. В. Парето-оптимальные решения многокритериальных задач / В. В. Подиновский, В.Д. Ногин. М.: Наука, 1982. - 360 с.

93. Мэтьюз Д.Г., Финк К.Д. Численные методы. Использование МАТЬАВ.-Издательский дом «Вильяме», 2001, 720 с.

94. Щуп,Т. Решение инженерных задач на ЭВМ/ Т. Шуп, -М.:Мир,1982. 224с.

95. Вентцель, Е. С. Исследование операций: задачи, принципы, методология / Е. С. Вентцель. М.: Дрофа, 2004. - 207 с.

96. Вентцель, Е. С. Теория вероятностей (первые шаги). / Е. С. Вентцель. -М.: Знание, 1977.- 165 с.

97. Вентцель, Е. С. Исследование операций. / Е. С. Вентцель. М.: Советское радио, 1972. -356 с.

98. Вентцель, Е. С. Элементы динамического программирования. / Е. С. Вентцель. М.: Наука, 1964. - 230 с.

99. Беллман, Р. Динамическое программирование / Р. Беллман. М.: Иностранная литература, 1960. - 336 с.

100. Беллман, Р. Динамическое программирование и уравнения в частных производных / Р. Беллман. М: Мир, 1974. - 208 с.

101. Карманов, В. Г. Математическое программирование/ В. Г. Карманов. — М.: Физматлит, 2004. — 264 с.

102. Кафаров, В. В. Оптимизация тепломассообменных процессов и систем /

103. B. В. Кафаров, В. П. Мешалкин, J1. В. Гурьева. М.: Энергоатомиздат, 1988. - 192 с.

104. Волин, Ю. Н. Оптимизация процессов произвольной структуры / Ю. Н. Волин, Г. М. Островский//Автоматика и телемеханика. 1966. -№12.1. C. 29-36.

105. Подиновский, В. В. Оптимизация по последовательно применяемым критериям. / В. В. Подиновский, В. М. Гаврилов М.: Советское радио, 1975.-220 с.

106. Саати, T. J1. Математические методы исследования операций. / T. JL Саати. М.: Воениздат, 1963. - 185 с.

107. Бояринов, А. И. Методы оптимизации в химической технологи / А. И. Бояринов, В. В. Кафаров. -М.: Химия, 1969. -218 с.

108. Корн, Г. Справочник по математике (для научных работников и инженеров) / Г. Корн, Т. Корн. М.: Высшая школа ,1973. - 500 с.

109. Фиакко, А. Нелинейное программирование. Методы последовательной безусловной минимизации / А. Фиакко, Г. Мак-Кормик. М.: Мир, 1972. -236 с.

110. Урин, В.Д. Энергетические характеристики для оптимизации режимома электростанций и энергосистем/ В.Д.Урин, П.П. Кутлер. М.: Энергия. 1974.-136с.

111. Зыков, А. А. Теория конечных графов / А. А. Зыков. Новосибирск: Наука, 1969.-236 с.

112. Вержбицкий, В.М. Основы численных методов/ В.М. Вержбицкий. М.: М.: Высшая школа, 2002. - 840 с.

113. Горнштейн, В.М. Наивыгоднейшее распределение нагрузок между параллельно работающими электростанциями/ В.М. Горнштейн. M.-JL: Госэнергоиздат, 1949.-256 с.

114. Цанев, C.B. Расчет на ЭВМ тепловых схем газотурбинных установок в составе ПГУ ТЭС / С. В. Цанев, И.М. Чухин. М.: МЭИ, 1986. - 96 с.

115. Виноградник, М.В., Курносов А.Т. Математическое описание диаграмм режимов теплофикационных турбоагрегатов при расчетах на ЭВМ./ М.В.Виноградник, А.Т. Курносов //Электрич. станции. 1979. -№ 4. - с. 3739.

116. Оптимальное распределение нагрузок между турбоагрегатами тепловых электорстанций с помощью ЭВМ/ Л. С. Фошко, Л.Б. Зусманович, С.Л. Флос и др.//Электрические станции. 1979. - № 4. - с. 58-62.

117. Парилов, В. А. Испытание и наладка паровых котлов / В. А. Парилов, С. Г. Ушаков. М.: Энергоатомиздат, 1986. - 320 с.

118. Шувалов, С И. Статистические методы обработки результатов измерений: учебное пособие / С.И. Шувалов. Иваново: ИГЭУ, 2003. - 68 с.

119. Гинсбург,С.А. Специализированные вычислительные машины для расчета экономичности распределения активных нагрузок в энергосистеме / С.А. Гинсбург, А.Н. Ставровский, В.Д. Шлимович //Электричество, -1966 -№7. -с. 85-89.

120. Цыпулев, Д.Ю. Выбор оптимальных режимов работы ТЭЦ со сложным составом оборудования/ Д.Ю.Цыпулев, Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. -Москва 2008 -20с.

121. Методические указания по прогнозированию удельных расходов топлива: РД 153-34.0-09.115-98. М.: АО «Фирма ОРГРЭС», Департамент электрических станций РАО «ЕЭС России», 1999. - 48 с.

122. Методические указания по составлению отчета электростанции и акционерного общества энергетики и электрификации о тепловой экономичности оборудования Текст.: РД 34.08.552-95: ввод, в действие с 01.02.1996, с изм. № 1 от 15.05.1998 г.

123. Саутин, С. Н. Решение на ЭВМ химико-технологических задач: учебное пособие / С. Н. Саутин, А. Е. Пунин, М. Кубичек, В. А. Холоднов, В. Н. Чепикова. Л.: ЛТИ, 1988. - 84 с.

124. Руководящие указания по сведению месячного пароводяного баланса на тепловых электростанциях Текст.: СО 153-34.09.110 (РД 34.09.110). М.: Госэнергоиздат, 1962.

125. Дополнение к типовой энергетической характеристике турбоагрегата Т-100/120-130-3 ТМЗ Текст. : офиц. текст. М.: Служба передового опыта Союзтехэнерго, 1988. - 27 с.

126. Дополнение к типовой энергетической характеристике турбоагрегата ПТ-80/100-130/13 JIM3 Текст. : офиц. текст : утв. глав, инженером Глав, науч.-технич. управления энергетики и электрификации. М.: Служба передового опыта Союзтехэнерго, 1989. - 17 с.

127. Александров, A.A. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара Текст.: Справочник. Рек. Гос. службой стандартных справочных данных. ГСССД Р-776-98/ А.А.Александров Б.А.Григорьев. -М.: Издательство МЭИ, 2003. 168 с.

128. Барочкин, Е. В. Матричная модель пластинчатых теплообменников / Е. В. Барочкин, В. П. Жуков, И. В. Степин, А. А. Борисов // Изв. ВУЗов. Химия и хим. технология. 2007. -Т. 36. - № 4. - С. 99-101.

129. Борисов, A.A. Оптимизация многоступенчатых теплофикационных установок Текст. / A.A. Борисов, В.П. Жуков, Г.В. Ледуховский, A.A. Коротков // Вестник ИГЭУ. 2008. - Вып. 4. - С. 38-41.

130. Барочкин, Е.В. Разработка методов расчета и оптимизации систем теплофикации на ТЭЦ Текст. / Е.В. Барочкин, В.П. Жуков, A.A. Борисов // Вестник ИГЭУ. 2011. - Вып. 1. - С. 24-26.

131. Барочкин, Е.В. Программный Комплекс «ТЭС-ЭКСПЕРТ»: опыт оптимизации режимов работы оборудования ТЭЦ Текст. / Е.В. Барочкин, A.A. Поспелов, В.П. Жуков, A.A. Андреев, Г.В. Ледуховский, A.A. Борисов // Вестник ИГЭУ. -2006. Вып. 4. - С. 3-6.162

132. Ледуховский, Г.В. Оптимизация режимов работы ТЭС Текст. / Г.В. Ледуховский, A.A. Борисов, A.A. Поспелов, Е.В. Барочкин, В.П. Жуков // Вестник ИГЭУ. 2005. - Вып.4. - С. 170-171.

133. Ледуховский, Г.В. Учебно-лабораторный комплекс по оптимизации режимов работы теплофикационных турбоагрегатов Текст. / Г.В. Ледуховский, A.A. Поспелов, A.A. Борисов // Вестник ИГЭУ. 2010. - Вып. 2. - С. 11-14.

134. Жуков, В.П., Барочкин, Е. В. Системный анализ энергетических тепломассообменных установок Текст. / A.A. Борисов, разд. 4.5, 4.6, -Иваново: ГОУ ВПО «Иван. гос. энерг. ун-т им. В.И. Ленина». 2009. - 176 с.

135. Свид. о государств, регистр, программы для ЭВМ 2011611242. «ТЭС-Эксперт». Макет расчета фактических показателей работы ТЭЦ / Е.В. Барочкин, A.A. Борисов, Г.В. Ледуховский, A.A. Поспелов; зарегистр. в реестре программ для ЭВМ 07.02.11.

136. Свид. о государств, регистр, программы для ЭВМ 2011611931. «ТЭС-Эксперт». Пароводяной баланс / Е.В. Барочкин, A.A. Борисов, Г.В. Ледуховский, A.A. Поспелов; зарегистр. в реестре программ для ЭВМ 02.03.11.

137. Свид. о государств, регистр, программы для ЭВМ 2009612236. «ТЭС-Эксперт». Владимирская ТЭЦ / Е.В. Барочкин; A.A. Борисов,

138. Г.В. Ледуховский, A.A. Поспелов; зарегистр. в реестре программ для ЭВМ 30.04.09.

139. Свид. о государств, регистр, программы для ЭВМ 2009612298. «ТЭС-Эксперт». Саранская ТЭЦ / Е.В. Барочкин; A.A. Борисов, Г.В. Ледуховский, A.A. Поспелов; зарегистр. в реестре программ для ЭВМ 06.05.09.

140. Свид. о государств, регистр, программы для ЭВМ 2009611813. «ТЭС-Эксперт» (базовая версия) / Е.В. Барочкин; A.A. Борисов, Г.В. Ледуховский, A.A. Поспелов; зарегистр. в реестре программ для ЭВМ 07.04.09.