автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.07, диссертация на тему:Разработка и исследование способа управления конденсационной и воздухоудаляющей установками энергоблока

ж

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА. ЛЕНИНА И ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЩИИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СПОСОБА УПРАВЛЕНИЯ КОНДЕНСАЦИОННОЙ И В03ДУХ0УДАЛЯЩЕЙ УСТАНОВКАМИ ЭНЕРГОБЛОКА

Специальность 05.13.07

Автоматизация технологических процессов и производств (промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

На правах рукописи

БОРИСОВА Елена Викторовна

Москва - 1991

Работа выполнена в Государственном Всесоюзной Центральном ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском институте комплексной автоматизации (ЦНИИКА).

Научный руководитель: кандидат технических наук А.Я.Френкель

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Ротач В.Я.

Кандидат технических наук Комаров Н.в.

Ведущая организация: Предприятие "Уралтехэнерго"

Защита диссертации состоится1992 г. в № час 00 мин. в ауд. Б-207 заседания специализированного Совета К-053.16.01 Московского энергетического института. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МЭИ.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направить по адресу: 105835, ГСП, Москва, Е-250, Красноказарменная ул., д.14. Ученый Совет МЭИ.

Автореферат разослан " 3 " 1991г.

Ученый секретарь специализированного Совета кандидат технических наук, ст.н.с.

А.В.Андрюшин

ОНЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теш

Проблемы интенсификации, повышения эффективности и экономичности работы оборудования наиболее остро стоят в энергетике, одной из самых капиталоемких отраслей, в связи с ростом энергопотребления.

Интенсивное развитие этой отрасли возможно при решении задачи повышения эффективности и экономичности эксплуатируемых ТЭС (Мерси К.К., 1982, Шульце Э., 1985, 1атоЫ ТМ. , 1986).

В этих условиях особую актуальность приобретают наиболее сложные, оптимизационные задачи, решаемые в теше с технологическим процессом.

К этому классу относится задача оптимизации работы конденсационной, циркуляционной и воздухоудаляющей установок энергоблока.

Существенная доля потерь располагаемой теплоты 44-45^, приходящаяся на конденсатор турбины (Плетнев Г.П., 1983) определяет актуальность оптимизации потребления электроэнергии на привод циркуляционных насосов (Гиршфельд В.Я. с авт., 1983, ЫоыссЬ 6.С. 1986).

Обострившиеся экологические проблемы обуславливают актуальность экономного потребления воды из природных источников.

Влияние на параметры оптимального режима как внешних, так и внутренних факторов, режима работы воздухоудаляющей установки требует постановки и решения этих проблем.

Цель работы

Целью настоящей работы является создание метода и реализующих его комплексов алгоритмов и программ оперативной оптимизации режима работы конденсационной, циркуляционной и воздухоудаляющей установок энергоблока.

В соответствии с поставленной целью в работе решались следующие задачи:

исследовать существующие методы оптимизации и разработать метод оперативной оптимизации, наиболее полно учитывающий всю совокупность внешних и внутренних факторов, влияющих на оптимальный режим работы конденсационной, циркуляционной и воздухоудпяющей установок энергоблока для квазистационарного режима его работы.

создать комплекс алгоритмов и программ, реализующий разработанный метод оперативной оптимизации на объекте и исследовать его работоспособность;

исследовать адекватность используемых в разработанном методе математических моделей объекту;

исследовать результаты эксплуатации на объекте комплекса алгоритмов и программ оперативной оптимизации режима работы конденсационной, циркуляционной и воздухоудаляющей установок энергоблока;

исследовать экономическую эффективность разработанного метода для оперативной оптимизации режима работы конденсационной, циркуляционной и воздухоудаляюяей установок энергоблока.

Научная новизна

Разработан метод решения задачи оптимизации режима работы конденсационной, циркуляционной и воздухоудаляющей установок энергоблока, позволяющий оперативно, в темпе с технологическим процессом определять оптимальный режим, соответствующий реальному состоянию оборудования и действующим внешним факторам.

Разработана нелинейная математическая модель оборудования, адаптирующаяся к его реальному состоянию, используемая для оперативного поиска оптимального режима без изменения расхода охлаждающей воды на объекте и позволяющая наиболее полно учесть влияние всех внешних и внутренних факторов.

Впервые решение задачи оптимизации конденсационной и циркуляционной установок рассмотрено в комплексе с работой воздухоудаляющей установки, с учетом накладываемых ею ограничений.

Разработана нелинейная динамическая модель конденсационной установки, позволяющая проводить расчеты переходных процессов, оценивать их характер, в том числе и длительность.

Практическая ценность

Разработан и внедрен на энергоблоках мощностью 300 МВт Рязанской ГРЭС и 1200 МВт Костромской ГРЭС комплекс алгоритмов и программ, позволяющий оперативно поддерживать оптимальный режим работы конденсационной, циркуляционной и воздухоудалящей установок энергоблока, соответствующий реальному состоянию оборудования.

Разработанный комплекс может быть использован на энергоблоках ТЭС с водоснабжением от индивидуальных циркуляционных насосов, ,мгеткх как плавное, так и ступенчатое изменение расхода охлаада-воды.

Разработаны способы косвенного измерения расхода охлаждад-цей воды, присосов воздуха в вакуумную систему конденсатора.

Программный модуль для определения величины присосов воздуха в конденсатор мокет использоваться самостоятельно для ТЭС с любой схемой водоснабжения, оснащенной водоструйньми эжекторами.

Определение присосов воздуха позволяет оперативно контролировать плотность конденсатора и способствует быстрому поиску и устранению неплотностей.

Периодический режим работы комплекса программ позволяет автоматизировать оценку экономической эффективности разработанного метода оперативной оптимизации в реальных условиях работы конденсационной, циркуляционной и воздухоудаляющей установок энергоблока.

Внедрение результатов работы

Комплекс алгоритмов и программ оптимизации режима работы конденсационной, циркуляционной и воздухоудаляющей установок энергоблока принят в промьшленную эксплуатацию в составе функций ИБС (функции оптимизации вакуума) на четырех энергоблоках мощностью 300 МВт Рязанской ГРЭС и на энергоблоке мощностью 1200 МВт Костромской ГГЭС. Годовой экономический эффект для энергоблока мощностью 1200 МВт Костромской ГГОС составил 270 тыс.руб.

Апробация работы

Основные положения диссертации доложены и обсуждены на:

всесоюзной конференции "Опыт разработки и внедрения интегрированных систем .управления тепловыми электростанциями" (г.Бурштын 24-27 июля 1978 г.);

' всесоюзной конференции "Опыт создания и внедрения АСУ технологическими процессами и производствами в энергетике, химии, металлургии" (г.Москва, 1931 г.);

рабочем совещании "Опыт внедрения и эксплуатации АСУТП ТЭС" (г.Сургут, 1985 г.);

всесоюзной научно-технической конференции с международным участием "Проблемы оценки научно-технического уровня качества и эффективности АСУ" (г.Ростов Великий, 1990 г.).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 10 работ.

Структура и объем диссертации

Работа состоит из введения, 5 глав и выводов, библиографии и 7 приложений. Она содержит 285 страниц, в том числе 32 страницы рисунков и 24 страницы таблиц, библиографию из 58 наименований на 7 страницах и 107 страниц приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе "Основные направления и методы решения задачи оптимизации режима работы конденсационной и циркуляционной установок энергоблока" приведено обоснование постановки и решения задачи оптимизации, проведены анализ и классификация существующих методов решения задачи.

Приведены факторы, определяющие целесообразность постановки и решения задачи оптимизации:

возможности технологического оборудования энергоблоков единичной мощности 300, 500, 800, 1200 МВт (циркуляционные насосы с плавным разворотом лопастей, обеспечивающие регулирование расхода охлаждающей воды на работающем оборудовании);

создание и внедрение на 1ЭС ИБС, позволяющих осуществлять сбор и обработку поступающей с объекта информации с высокой разрешающей способностью (Дементьев В.А. с соавт., 1985), необходимой для решения оптимизационных задач;

существенные экономические эффекты, получаемые при решении задачи оптимизации конденсационной и циркуляционной систем энергоблока (Плетнев Т.П., 1983, JuCovich 6.С. , 1986).

Исследование существующих методов решения задачи'позволило выделить три основных направления:

1) построение номограмм оптимальных режимов (Кирш А.К., 1944, Бернштейн В.А. с соавт., 1986, Jutovich &.С. , 1986, Ратнер с соавт., 1984, Зусманович Л.Б. с соавт., 1984);

2) создание систем автоматизированного поддержания оптимального режима (Чеховой D.H., 1965, Плетнев Г.П., 1983);

3) определение параметров оптимального режима с использованием статических моделей объекта (Щербич В.И. с соавт., 1982, Гиршфельд В.Я. с соавт., 1969, Григоренко, 1972, Огородников с соавт., 1983, Завидин А.П., 1986, BuoBinpan, XL ¿hifa , 1982).

К первому и третьему направлениям относятся методы, использующие как ступенчатое (Кирш А.К., 1944, Бершгейн В.А. с соавт..

1986, Julovtch G.С. , 1986, Щербич В.И. с соавт., 1982), так и плавное изменение расхода охлаждающей воды (Ратнер с соавт., 1934, Зусманович Л.Б. с соавт., 1984, Гиршфельд В.Я. с соавт., 1969, Григоренко В.Г., 1972, Огородников с соавт., 1933, Завидин А.П., 1986, био Binyian, Xi lhiß-a , 1982), ко второму - только плавное.

Обзор существующих методов решения задачи оптимизации показал, что в указанных работах не учитывается вся полнота факторов, действующих на реальном объекте. Так не рассматривается влияние режима работы воздухоудаляющей установки на режим работы конденсационной и циркуляционной систем. В то гее время величина присосов воздуха и режим работы воздухоудаляющей установки оказывают существенное влияние на значения исходного и оптимального давлений в конденсаторе (Фукс С.Н., 1967, Федоров В.И., 1984). Игнорирование этих факторов может привести к существенным искажениям результата.

Поэтому целесообразна разработка метода оптимизации режима работы конденсационной, циркуляционной и воздухоудаляющей установок энергоблока, позволяющего оперативно решать задачу с учетом всей совокупности как внешних, так и внутренних факторов.

Во второй главе "Постановка задачи оптимизации режима работы конденсационной, циркуляционной и воздухоудаляющей установок энергоблока" поставлена задача оперативной, в темпе с технологически.! процессом, оптимизации.

Постановка задачи рассмотрена для энергоблоков с индивидуальными схемами подвода охлаждающей воды (блочная компановка).

Под оптимальным понимается такой режим работы конденсационной, циркуляционной и воздухоудаляющей установок энергоблока, при котором разность if между мощностью Мт , развиваемой турбиной, и мощностью ЕМцн , потребляемой электродвигателями циркуляционных насосов, максимальна: ¡up (Ыт • Ztf4J

Dut * vaz , п, - vat

ПА = ъи

п, -/.2,..., п;-

где Вчв - текущий расход охлаждающей воды,

Д(в. Äfj - расходы охлаждающей воды через половины конденсатора А и Б соответственно, л, - текущее число

работающих эжекторов воздухоудаляющей установки; Л^е"', граничные значения расхода охлаждающей воды для различных скорое-

тей работы электродвигателей циркуляционных насосов для текущего режима; п™*' - общее число эжекторов воздухоудаляющей установки.

Предполагается, что энергоблок работает в квазистационарном режиме. Управляющими воздействиями, обеспечивающими оптимальный режим, являются изменение расхода охлаждающей воды и включение требуемого числа эжекторов воздухоудаляющей установки.

Изменение расхода охлаждающей воды должно осуществляться плавным разворотом лопастей циркуляционных насосов и переключением скоростей работы их электродвигателей.

Приведены факторы, влияющие на параметры оптимального режима: температура охлаждающей воды на входе в конденсатор; паровая нагрузка конденсатора; геодезическая высота подъема охлаждающей воды; гидравлическая характеристика циркуляционной системы; тепловая характеристика конденсатора (воздушная плотность, степень загрязнения трубок и другие условия теплообмена в конденсаторе).

Выделено влияние внутренних факторов (гидравлической характеристики циркуляционной системы и тепловой характеристики конденсатора), определяющих отличие реальных характеристик оборудования от расчетных, на параметры оптимального режима.

Сформулированы ограничения, накладываемые на решение задачи. Решение задачи дополнено поиском минимального числа работающих эжекторов для поддержания найденного оптимального давления в конденсаторе при существующей величине присосов воздуха в вакуумную систему.

Таким образом, решение поставленной задачи должно обеспечить оперативное определение параметров оптимального режима с учетом всей совокупности внешних и внутренних факторов, и ограничений, накладываемых технологической схемой, составом и характеристиками оборудования и выполняться без специальных испытаний с использованием измерений необходимых параметров и средств вычислительной техники.

Третья глава "Метод решения задачи" посвящена разработке метода оптимизации, используема им адаптирующихся к реальным условиям моделей объекта, способов повышения точности входной информации, реализующего его комплекса алгоритмов и программ.

Разработанный метод поиска оптимума основан на использовании адаптирующихся к реальному состоянию оборудования статических ма-

тематических моделей конденсационной, циркуляционной и воздухоудаляющей установок энергоблока. Реализуются эти модели в вычислительном устройстве, куда вводится информация о входных и выходных параметрах объекта. По информации о входных параметрах выполняется "привязка" модели к объекту, а по информации о выходных параметрах - адаптация модели к реальным условиям эксплуатации.

Разработаны адаптивные статические математические модели конденсационной, циркуляционной и воздухоудаляющей установок энергоблока, в которых учтены основные параметры, характеристики, Енеашие и внутренние факторы, которые в своей совокупности определяют критерий оптимизации С .

Приведено подробное описание и примеры моделирования процесса для каждой из перечисленных моделей. Особое внимание уделено отражению влияния внутренних факторов на характеристики, используемые в моделях. Приведены графические примеры этого влияния.

Модели представлены в виде систем нелинейных алгебраических уравнений.

Определение параметров моделей по данным измерений и дальнейший пересчет их на новые расходы охлаждающей воды (для моделей конденсационной и циркуляционной установок) и новое число эжекторов (для модели воздухоудаляющей установки) с использованием коэффициентов моделей, определенных такие по результатам измерений, позволяет вести поиск по реальным характеристикам оборудования.

Модели конденсационной и циркуляционной установок позволяют определять оптимальный расход охлаждающей воды и соответствующее ему давление в конденсаторе как функции внешних и внутренних факторов в соответствии со сформулированным критерием оптимизации У . Модель воздухоудаляющей установки - такое минимальное число работающих эжекторов /7° , которое обеспечивает найденный оптимальный режим при существующей величине присосов воздуха в конденсатор.

Определение присосов воздуха для исходного режима по результатам измерений с использованием модели воздухоудаляющей установки позволяет контролировать плотность конденсатора.

Разработан алгоритм для решения задачи оптимизации, реализующий предложенный поисковый метод. Приведены схемы и описание алгоритма.

Поиск оптимального режима по разработанному алгоритму осуществляется в два этапа. На первом этапе на основе информации, поступающей с объекта в вычислительное устройство, определяются

параметры исходного режима, косвенно измеряемые параметры, коэффициенты моделей, адаптирующие их к эксплуатационному состоянию оборудования. На втором этапе с использованием полученных моделей осуществляется циклический процесс поиска оптимального значения критерия У при изменении расхода охлаждающей воды с учетом наложенных ограничений.

Решение системы нелинейных алгебраических уравнений для определения критерия У выполняется численным методом. Разработанный поисковый метод позволяет при изменении расхода охлаждающей воды на модели объекта определять изменение параметров. Это существенно повыпает точность расчета оптимального режима при сохранении исходного режима на объекте.

По окончании работы алгоритма выводится сообщение, включающее параметры исходного и оптимального режимов.

Описаны разработанные способы повышения точности и достоверности исходной информации (выбор состава измеряемых параметров, использование дублирования измерений, уменьшение влияния случайной составляющей погрешности измерений и т.д.).

Приведены характеристики и структура системы алгоритмов и программ для реализации разработанного метода поиска оптимума на объекте с использованием излокенных способов повышения точности и достоверности исходной информации.

Комплекс программ, реализующий разработанный метод, обеспечивает следующие режимы работы: по вызову оператора-программиста, по вызову оператора-технолога и периодический. В первых двух режимах осуществляется поиск параметров оптимального режима и вывод их оператору в виде совета по управлению циркуляционными насосами и числу включенных эгхекторов. Б третьем режиме выполняется расчет и вывод показателей перерасхода электроэнергии и охлаждающей воды при работе в неоптимальном режиме.

Комплекс программ включает 25 программных модулей, написанных на языке 30РТРАН-1У применительно к вычислительным комплексам ¡,{-7000, СМ-2, СМ-2М. Необходимый объем оперативной памяти для работы комплекса составляет 32 К.

Таким образом, разработанные метод поиска оптимума, способы повышения точности входной информации и комплекс алгоритмов и программ обеспечивают оперативную оптимизацию режима работы конденсационной, циркуляционной и воздухоудаляющей установок энергоблока для реального состояния оборудования с учетом накладываемых огра-

ничений. Впервые учтено ограничение, накладываемое воздухоудаляющей установкой.

Глава четвертая "Основные результаты разработки и внедрения метода оптимизации" посвящена оценкам адекватности разработанной математической модели объекту и влияния изменения внутренних факторов на значения параметров оптимального режима.

Исследование разработанного метода оптимизации проводилось по результатам функционирования и проведения испытаний комплексов программ ФОВ на энергоблоке мощность» 1200 МВт Костромской ГРЭС и четырех энергоблоках мощностью 300 МВт Рязанской ГРЭС, использующих единый метод и алгоритм поиска оптимума.

. Приведено исследование адекватности разработанной модели объекту, включающее:

1) исследование влияния погрешностей измерений параметров на показатели оптимального режима (выигрыш мощности или экономия электроэнергии в единицу времени, оптимальное число эжекторов воздухоудаляющей установки, изменение расхода охлаждающей воды);

2) исследование результатов экспериментального сравнения модели и объекта.

Приведено описание методики и результатов проведенных расчетов с использованием комплекса программ ЗОВ по оценке возможных погрешностей определения показателей оптимального режима при измерении входных и выходных параметров серийной аппаратурой для энергоблока мощностью 1200 МВт Костромской ГРЭС.

Исследования показали, что:

1) погрешности измерений параметров в рассмотренных пределах не оказывают влияния на оптимальное число работающих эжекторов воздухоудаляющей установки;

2) при определении изменения расхода охлаждающей воды с использованием разработанной модели и учетом погрешностей измерений технологических параметров максимальная относительная погрешность не превышает - 2%, а при определении экономии электроэнергии в единицу времени - 3%.

Приведена методика и результаты испытаний по оценке адекватности математической модели воздухоудаляющей установки.

Методика испытаний заключалась в последовательном изменении подачи в конденсатор тарированных расходов воздуха, включении и отключении дополнительного эжектора, расчете для этих условий величины присосов воздуха и параметров оптимального режима комплек-

сом nporpcL-c.i оптимизации. Испытания проводились на энергоблоке мощностью I2C0 Костромской ГКЭС.

Анализ результатов испытаний показал:

1) максимальная относительная погрешность оперативного определения присосов зоздуха в конденсатор по модели воздухоудалявдей установки не превышает 2% по отношению к выбранному пределу измерения;

2) правильность выбора оптимального числа работающих эжекторов по разработанной модели воздухоудаляющей установки;

3) существенное влияние присосов воздуха в вакуумную систему конденсационной установки на параметры оптимального режима.

Таким образом, полученные результаты подтвердили соответствие модели воздухоудалкю'де;; установки объекту.

Приведена методика у.' результаты испытаний по оценке адекватности математических моделей конденсационной и циркуляционной установок.

Методика испытаний заключалась в расчете комплексом программ SOB параметров оптимального рекима, установке на объекте оптимального значения расхода охлаждающей воды путем плавного разворота лопастей циркуляционных насосов, сравнении установившихся на объекте значений параметров с рассчитанными по модели, проведении повторного, проверочного расчета оптимального режима, считая установившийся на объекте оптимальный режим - исходным, сравнение установившихся на объекте значений параметров рекомендованного оптимального режима с рассчитанными при повторном проверочном расчете. Испытания проводились для энергоблоков мощностью 300 и 1200 МВт Рязанской и Костромской ГРЭС соответственно.

Приведены бланки печатных сообщений по результатам расчетов оптимальных режимов и повторных, проверочных расчетов.

Анализ результатов испытаний показал:

1) использование адаптирующейся к реальным характеристикам • модели позволяет определять параметры оптимального режима, соответствующие эксплуатационному состоянию объекта;

2) оптимальность установленного на объекте по рекомендациям ' комплекса программ $0В рекима подтверждается результатами проверочного расчета;

3) наблюдаемое отличие параметров рекомендованного■по модели и установленного на объекте режимов (величина наблюдаемого отличия не превышает 3% по отношению к пределу измерения параметра)

объясняется неточностью установки на объекте рекомендованного расхода охлаждающей воды и неточностью самой модели.

Таким образом, полученные результаты подтвердили соответствие использованного в модели описания объекта зго реальным статическим характеристикам.

Проведена оценка влияния изменении внутренних факторов на значения параметров оптимального режима по результатам расчетов оптимальных режимов, полученных б процессе эксплуатации комплексов программ оптимизации энергоблоков мокностьэ £00 12? и I2.C0 :,Ет Рязанской и Костромской ГГОС соответственно.

Анализ результатов расчетов показал:

1) реальные эксплуатационные характеристики оборудован;:/: существенно отличаются от расчетных;

2) определение параметров оптимального режима по подал::, использующей расчетные характеристики оборудования, приводит к точке оптимума, не соответствующей реальному состоянию оборудован:::: (погрешность определения оптимального расхода охлаадажвзП гсды :.:о:г-.ст достигать 20%, а экономии электроэнергии з единицу времени -

3) сокращение оптимального числа эжекторов при возрастании давления в конденсаторе вследствие загрязнения внутренней поверхности труб конденсатора, что доказывает соответствие используемой модели воздухоудалпэдеЯ установки объекту.

Таким образом, доказаны: адекватность используемой з разработанном методе оптимизации модели объекту, необходимость ведения поиска оптимального режима с учетом влияния характеристики зоздухс-удаляюаей установки, позволяющего корректно определять параметра оптимального режима; необходимость ведения поиска оптимального режима по модели оборудования, соответствующей его реальному, эксплуатационному состоянию.

Пятая глава "Исследование технико-экономической эффективности задачи оптимизации" поевгаепа сценке экономического эффекта, получаемого от резения задачи оптимизации реакка работы кондзкеацкен-ной, циркуляционной и Еоздухоудалякще:'; установок энергоблока.

Приведено технико-эхеномнчзское обоснование целесообразности использования функции оптимизации вакуума, проведенное з дна этапа.

На обоих этапах расчеты экономической эффективности £СЬ проведены с учетом структуры, специфических характеристик, условий работы системы, действующих ка нее енс-щних факторов.

Приведена методика расчетов. Годовал экономия определялась

по следующей зависимости:

Эг = (Ag-Aj) + (Cj-Cg) (I)

где Ag-Aj - стоимость изменения годового объема выработки электроэнергии, руб.;

Cj-Cg - годовая экономия за счет изменения себестоимости продукции, руб.-

На первом этапе была осуществлена оценка ожидаемой годовой экономии от использования ФОБ в качестве одной из функций ИБС, проведенная применительно к энергоблокам мощностью 300 МВт Рязанской ГРЭС.

На этом этапе учитывалась лишь первая составляющая годовой экономии - Эр = Ag-Aj.

Оценка годовой экономии от использования ФОВ проводилась по расчетам оптимальных режимов для выделенных характерных эксплуатационных режимов (80 режимов) и длительности работы на них. Расчеты проводились по расчетным характеристикам оборудования на ЭВМ.

Приведены результаты расчетов в графической и табличной форме. Анализ результатов показал существенное отличие оптимальных . режимов от выбранных эксплуатационных.

Ожидаемая годовая экономия электроэнергии Ээ для 4-х энергоблоков составила 3500000 кВт.ч, а годовая экономия Эг - 32 тыс.руб. (при топливной составляющей себестоимости электроэнергии Цд = 0,00912 руб/кВг.ч).

На втором этапе была проведена оценка фактического экономического эффекта от использования Í0B по результатам ее эксплуатации в составе ИБС энергоблока мощностью 1200 МВт Костромской ГРЭС.

На основе анализа регулярных расчетов оптимальных режимов,, в течение которых на объекте сохранялся эксплуатационный режим, было выделено 24 характерных режима и определена длительность работы на них. Приведены таблицы с исходными данными и результатами расчетов для всех 24 режимов.

На основе данных, расчетов характерных режимов, продолжительности режимов с повышенными присосами воздуха, расчета экономической эффективности ИБС в целом определены основные составляющие годовой экономии, определяемые зависимостью (I) и приведены таблицы с их значениями.

В целом, годовой экономический эффект от использования S0B составил 270 тыс.руб., а срок окупаемости капитальных затрат на

внедрение ЩЗ - 0,223 года (при стоимости замыкающей электроэнергии 0,014 руб/кВт-ч и стоимости воды Цв = 0,0029 руб/м^).

Исследование составляющих годовой экономии Эг показало, что наибольший удельный вес для рассмотренного периода времени имеют составляющая экономии электроэнергии вследствие сокращения времени работы энергоблока с повышенными присосами воздуха д АПр = 113638 руб. (37%) и составляющая экономии охлаждающей воды

Сг) = 157714 руб. (52%). Весомый вклад составляющей экономии охлаждающей воды обуславливает целесообразность оплаты по ее фактическому расходу. Снижение расхода охлаждающей воды улучшает экологию водных бассейнов и экономит затраты ТЭС в условиях хозрасчета и самофинансирования.

Таким образом, проведение предварительной оценки экономической эффективности позволило оценить целесообразность реления и внедрения ФОБ. Эксплуатация разработанной на энергоблоке мощностью 1200 МВт Костромской Г БЭС функции в режиме совета с измерением при-сосов воздуха и оптимизацией режима работы воздухоудаляющей установки без изменения эксплуатационного расхода охлаждающей воды позволили оценить фактическую экономическую эффективность функции, которая оказалась достаточно высокой.

ВЫВОДЫ

1. Разработан метод оптимизации режима работы конденсационной, циркуляционной и воздухоудаляющей установок энергоблока, отличающийся оперативным определением оптимального режима, соответствующего реальному состоянию оборудования.

2. Впервые наиболее полно учтены внешние и внутренние факторы, влиявшие на оптимальный режим, ограничения, накладываемые технологической схемой, составом и характеристиками оборудования. Впервые учтено ограничение, накладываемое воздухоудаляющей установкой энергоблока.

3. Решение поставленной задачи отличается использованием адаптирующихся к реальным условиям моделей оборудования, что позволило исключить изменение расхода охлаждающей воды в процессе поиска на объекте и повысить оперативность решения задачи.

4. Разработаны способы косвенных измерений параметров, в частности, присосов воздуха в вакуумную систему конденсатора, позволяющие оперативно контролировать плотность конденсатора.

5. Разработаны способы повышения точности входной информации и поиска оптимума (выбор состава измерений, выделение параметров исходного стационарного рэкета, исключение случайной составлявшей погрешности измерений, контроль достоверности и точности, пересчет характеристик с исключением трудно определяемых не изменяющихся факторов), обеспечивающие достаточную точность и представительность результатов поиска оптимума.

6. Разработан комплекс алгоритмов и программ, обеспечивающих реализацию метода на объекте'. Программная система обеспечивает получение оперативной информации о параметрах оптимального режима и перерасходах электроэнергии и охлаждающей воды при работе в неоптимальном режиме.

7. Разработанный комплекс программ принят в промышленную эксплуатацию в составе функций ИБС на энергоблоках мощностью

300 МВт Рязанской ГРЭС и 1200 МВт Костромской ГРЭС и используется в режиме совета.

8. Проведенные испытания и опыт эксплуатации комплексов программ в составе ИБС Рязанской и Костромской ГРЭС подтвердили соответствие используемых адаптирующихся математических моделей реальным характеристикам объекта.

9. Проведена оценка погрешностей определения косвенно измеряемых параметров и параметров оптимального режима при использовании разработанных моделей.

Показано, что максимальная погрешность по отношению к выбранному пределу -измерения параметров составляет:

при определении присосов воздуха в конденсатор -

при определении расхода охлаждающей воды - 2%

(без учета погрешности модели);

при определении экономии электроэнергии в единицу времени - Ъ% '(без учета погрешности модели).

10. Показано, что поиск оптимального режима на модели объекта, базирующийся на расчетных характеристиках оборудования и не адаптирующихся к его реальному состоянию, приводит к точке оптимума, не соответствующей реальным условиям. При этом погрешность определе-. ния значений расхода охлаждающей воды и экономии электроэнергии в единицу времени для оптимального режима могут достигать 20 и 99^ соответственно.

11. По фактическим данным эксплуатации ФОБ на энергоблоке мощностью 1200 МВт Костромской ГГОС годовой экономический эффект от использования функции оптимизации вакуума в составе ИБС составил 10266 МВт.ч и 54,4-10® м3 воды или 270 тыс.руб.