автореферат диссертации по энергетике, 05.14.14, диссертация на тему:Разработка малозатратных методов оптимизации режимов и потокораспределения на ТЭЦ

На правах рукописи

004618309

Сафронов Павел Григорьевич

РАЗРАБОТКА МАЛОЗАТРАТНЫХ МЕТОДОВ ОПТИМИЗАЦИИ РЕЖИМОВ И ПОТОКОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ НА ТЭЦ

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

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 3 ДЕК 20'0

Улан-Удэ-2010

004618309

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Читинский государственный университет»

Официальные оппоненты:

Научный руководитель

кандидат технических наук, профессор Иванов Сергей Анатольевич доктор технических наук, профессор Степанов Владимир Сергеевич (ИрГТУ)

Ведущая организация

кандидат технических наук, доцент Балдаев Владимир Александрович (ВСГТУ)

Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева (ИСЭМ СО РАН им. Л.А. Мелентьева)

Защита состоится 24 декабря 2010 года в 1Ф.00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.039.03 при Восточно-Сибирском государственном технологическом университете по адресу: 670013, г. Улан-Удэ, ул. Ключевская, 40в, ВСГТУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Восточно-Сибирского государственного технологического университета

Автореферат разослан « 2.'У » ноября 2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета, д-р техн. наук

Бадмаев Б. Б.

Общая характеристика работы

Актуальность работы. ТЭЦ входит в состав комплекса теплоснабжения, включающего: производителя, поставщика, потребителя энергии. Следует отметить, что в роли поставщика выступают тепловые сети, износ которых, в некоторых случаях, может достигать 70 % и более. В таких условиях, на работу ТЭЦ, сильно влияет эффективность передачи и распределения энергии. Повышение эффективности производства всегда являлось приоритетным направлением исследования в энергетике. Повышением экономичности ТЭЦ, путем оптимизации режимов работ и оптимизации тепловой схемы, посвящено значительное количество трудов таких авторов как Андрющенко А.И., Клер A.M., Хлебалин Ю.М., Боровков В.М., Шарапов В.И. и др. Спад производства в 90-х гг. прошлого века серьезно отразился на развитии отрасли. Новые технологии, разрабатываемые различными организациями, с трудом находили применение на энергетических предприятиях. Между тем, переход на рыночные отношения и политизированное регулирование тарифов не позволяют производить обновление производственных фондов. Оборудование, используемое на станциях, зачастую выработало свой парковый ресурс, морально и физически устарело. В такой тяжелой ситуации необходимо искать возможности по увеличению эффективности производства, при малых капитальных вложениях. Кроме того, в РД 153-34.0-09.163-00 отмечается необходимость анализа оптимальности тепловой схемы, направленное на увеличение ее экономичности и разработки предложений по оптимизации распределения нагрузок, причем отмечено, что для этой цели целесообразно применение компьютерных программ.

Поэтому исследование, направленное на разработку малозатратных методов оптимизации режимов и потокораспределения на ТЭЦ, является актуальным.

Целью работы ставилось разработать малозатратные методы оптимизации режимов и потокораспределения на ТЭЦ.

з

Для решения поставленной цели решались следующие задачи исследования:

1. Разработать модель расчета реальной тепловой схемы ТЭЦ, учитывающую переменный режим работы теплофикационной турбины и дросселирование в регулирующих органах регулируемых отборов, адаптированную к циклическим вычислениям.

2. Разработать методику оптимизации позволяющую находить оптимальные значения с минимальной затратой времени, с применением разрабатываемой модели расчета тепловой схемы.

3. Разработать программный комплекс позволяющий: исследовать различные режимы работы турбины с изменением структуры тепловой схемы; исследовать широкий диапазон тепловых и электрических нагрузок; определять технико-экономические показатели задаваемого режима; производить оптимизацию режимов работы ТЭЦ.

4. Разработать малозатратные методы повышения эффективности производства энергии на ТЭЦ путем оптимизации тепловой схемы.

5. Определить целесообразность применения оптимизации режимов работы ТЭЦ и оптимизации ее тепловой схемы.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Разработан принцип расчета тепловой схемы, основанный на декомпозиции последовательности расчета, позволяющий повысить надежность циклических вычислений.

2. Разработана модель поиска оптимального распределения нагрузок между турбоагрегатами ТЭЦ, позволяющая, за счет разбиения тепловой нагрузки турбины на области и расчета в несколько этапов, находить с высокой скоростью оптимальное распределение нагрузок между оборудованием.

3. Разработаны тепловые схемы, позволяющие повысить эффективность использования топлива при производстве энергии турбинами.

4. Предложены способы повышения эффективности производства энергии на низкоэкономичном оборудовании, путем перераспределения

потоков пара теплофикационного отбора, за счет изменения компоновки тепловой схемы.

5. Предложен способ повышения эффективности использования низкопотенциального тепла двух турбин одновременно, путем установки дополнительного теплообменника и перераспределении энергетических потоков между турбинами.

Достоверность результатов и выводов обеспечивается корректным использованием применяемого математического аппарата, сопоставлением составленной модели с эксплуатационными данными, а так же использованием при оценке инвестиционной привлекательности рекомендаций утвержденных Госстроем России.

Практическая ценность:

1. Создана модель ускоренного поиска оптимального распределения нагрузок, реализованная в программе для ЭВМ, которая может быть применена практически к любой ТЭЦ и надстроена в других программах.

2. Предложенные тепловые схемы могут быть использованы, как на вновь вводимых, так и на существующих объектах.

3. Доказана эффективность перераспределения энергетических потоков между оборудованием, на основе которой могут быть разработаны мероприятия, повышающие экономичность производства энергии.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

1. Модель поиска оптимального распределения нагрузок, основанная на ее декомпозиции, позволяющая с высокой скоростью находить оптимальное распределение нагрузок между оборудованием.

2. Методы оптимизации потокораспределения теплоносителя, для повышения эффективности производства энергии турбинами, основанные на перераспределении потоков теплоносителя.

3. Способ повышения эффективности производства энергии на ТЭЦ путем оптимизации использования низкопотенциального тепла, основанного на перераспределении энергетических потоков между оборудованием.

Апробация работы. Основные методологические положения и результаты исследований, по теме диссертации, докладывались и обсуждались на конференциях: Энергетика в современном мире: Всероссийской научно-практической конференции (Чита 2009); Кулагинские чтения: IX Всероссийской научно-практической конференции (ЧитГУ, Чита 2009); 52-й научной конференции МФТИ «Современные проблемы фундаментальных и прикладных наук» (МФТИ, Москва 2009); IX Всероссийской конференции молодых ученых по математическому моделированию и информационным технологиям «Математическое моделирование и информационные технологии» (Иркутск 2010); XIII Всероссийской конференции по проблемам науки и высшей школы: Фундаментальные исследования и инновации в технических университетах (СПбГПУ, Санкт-Петербург 2010); Международном техническом конгрессе: Энергетика в глобальном мире (СФУ, Красноярск 2010), Объединенном симпозиуме, приуроченному к 50-летнему Юбилею Института систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН (Иркутск 2010).

Личный вклад автора состоял в: постановке задачи исследования; разработке методических основ расчета тепловой схемы (ПТС); создание на основе разработанной модели компьютерной программы; вычислительных экспериментах и обработке результатов; разработке технических решений и подаче заявок на получение патента; анализе эффективности предлагаемых технических решений.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 печатных работ из них 4 в изданиях рекомендованных ВАК. Получено 1 свидетельство о регистрации программ, 1 патент на полезную модель. Получено положительное решение о выдаче патента на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованных источников. Содержит 129 страниц машинописного текста, 21 рисунок, 34 таблицы и библиографию из 97 источников.

Исследование выполнено в рамках Федеральной целевой программы «Научные и научно - педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы.

Во введении обосновывается актуальность и научная новизна диссертации, сформулированы основные выводы и результаты.

В первой главе представлен критический анализ научной проблемы, литературный и патентный обзор, ставятся цели и задачи исследования.

Во второй главе приведена разработанная модель расчета тепловой схемы. Расчет параметров пара и воды осуществляется с помощью рекомендованных для теплотехнических расчетов в промышленности в 1997 г. формул (П7 97). Показан алгоритм, хорошо реализуемый в программах при работе с данными формулами. Предлагаемый алгоритм требует написания в программе трех процедур и упрощает написание программы расчета тепловой схемы.

Краткое содержание работы

5

£

-0

Рис. 1. Декомпозиция расчета ПТС

В дальнейшем рассматривается расчет тепловой схемы. При большом количестве расчетов ПТС, что имеет место при оптимизационных вычислениях, возможна ситуация при которой итерационный цикл не будет завершен, для предотвращения возможных сбоев предусматривается декомпозиция расчета показанная на рис. 1 (цифрами пронумерована последовательность расчета).

Достаточно сложным, при расчете тепловой схемы на основе балансовых уравнений, считается определение параметров теплоносителя в каждой точке (узле или элементе). Наибольшую сложность представляет собой определение параметров пара по проточной части. В применяемой модели реализован расчет по отсекам. Отсек представляет собой группу ступеней с неизменным расходом, при этом выходные параметры одного отсека являются входными параметрами следующего отсека. Давление в отборе находится по известной формуле Стодола. Для учета изношенности оборудования предусмотрен ввод внутреннего относительного кпд каждого отсека в виде функциональной зависимости.

В третьей главе рассмотрена оптимизация режимов работы, разработанная на основе модели турбины, представленной во второй главе. На ТЭЦ с двумя видами нагрузок электрической и тепловой или промышленной методика оптимизации проще, чем на станциях со всеми тремя видами нагрузок (следует отметить, что станция может иметь и большее количество отпускаемой продукции). Накладываемые ограничения из условия обеспечения потребителей продукцией запишутся в следующем виде:

п

Nc„='ZN>=COnSt

М п

п

D =>£>.= const

пром / I I '=1

где Ncm- электрическая нагрузка станции, МВт; Qcm- тепловая нагрузка станции, МВт; Dnpmf - промышленная нагрузка станции, кг/с.

На рис. 2 представлена зависимость удельного расхода тепла на выработку электроэнергии при различных распределениях тепловых нагрузок для турбины ПТ 60-90. Видно, что наклон и крутизна кривых различна.

Рис. 2. Зависимость удельного расхода тепла от мощности при постоянстве тепловых нагрузок

На рис. 2 позиция 1, 2, 3, 4 рассчитаны соответственно при температуре прямой сетевой воды 95, 95, 100 и 95 градусов и расходе в промыш-ленный-отбор-1,10,20,25 кг/с.

Поскольку на ТЭЦ, на данные граничные условия можно наложить ограничение по минимальной и максимальной скорости воды в трубках сетевых подогревателей (из-за возможных отложений), то задача сужается, причем в большинстве случаев регулирование нагрузки осуществляется только изменением давления в теплофикационном отборе. Поэтому для станции в какой-то момент времени известно: состав работающего оборудования, температура обратной сетевой воды и ее расход, давление и требуемый расход пара промышленному потребителю.

Предлагаемый метод оптимизации заключается в его декомпозиции и решении ряда более мелких задач. Он заключается: в определении возможного перераспределения тепловых и промышленных нагрузок между агрегатами, при минимизации мощности и/или расхода отработавшего па-

ра, т.е. имеем поверхность всех возможных распределений тепловых и промышленных нагрузок. Более подробно алгоритм оптимизации изложен ниже.

Граничные условия для станции с тремя видами нагрузок выглядят следующим образом:

'£ГП < £> < £Гах

тур тур тур

Ркт>а <Рк< Ркшх

Мтт < ДГ < ДГ™" э э э

¿Г!п < О < Отт

к-пт " 1-пт —- гл1Я

ртт < Р < Ртах

| /л /ипи'п ~ т ~ т

| ртт < Р < ртах [л тт — п — гп

о™" < о <£)тах

п /1Ш1П ~ п — п

ртт <()тах

т — ¿¿./и

£)т|п <В < £>™х

т тт — т — я

где Рт - давление в теплофикационном отборе, МПа; Qm - тепловая нагрузка турбины, МВт; Рк - давление отработавшего пара, МПа; £>„- промышленная нагрузка турбины, кг/с; И, - электрическая нагрузка, МВт; Ц1в - расход питательной воды, кг/с; Д.- расход пара в конденсатор, кг/с; Р„ - давление в промышленном отборе, МПа.

Первый шаг. Для наглядности методики обратимся к рис. 3, на котором изображена возможная поверхность возможных значений тепловых нагрузок N1 произвольного агрегата, причем поверхности N1 соответствуют произвольные мощности, в каждой точке определяемые только минимально допустимыми нагрузками для данной турбины. Каждая точка поверхности N2 характеризует возможную нагрузку турбины при заданной мощности. Поверхность характеризуется постоянством мощности при постоянстве тепловых нагрузок соответствующие поверхности N1. При пере-

ходе от поверхности N1 к N2 необходимо учитывать ограничения, накладываемые на турбину. Например, для точки 3 показано, что ее переход невозможен, т.к. в данной точке поверхности N2 значение не существует. В данном случае поверхность N1, условно состоит из двух поверхностей. Первой поверхности соответствует минимальная мощность и произвольный расход отработавшего пара, при изменяемой тепловой и промышленной нагрузках, а второй поверхности соответствует минимальный расход отработавшего пара и произвольная мощность при изменяемой тепловой и промышленной нагрузках. Данная модель хорошо реализуется при организации многопоточных вычислений. На самом деле параллельные вычисления, при расчете тепловой схемы, практически невозможно реализовать, тогда как рассчитывать тепловые схемы нескольких турбин параллельно -вполне реализуемо на современных ЭВМ.

Рис. 3. Иллюстрация предлагаемой методики

Второй шаг. После построения поверхностей возможных тепловых нагрузок всех турбин, с функциональными зависимостями критерия опти-

мальности, например, удельного расхода тепла на выработку электроэнергии, следует произвести выборку, чтобы выполнялось условие обеспечения тепловой энергией всех потребителей (электрическая нагрузка определяется тепловой нагрузкой). Выбор можно осуществить простым перебором с шагом к. Получаем набор нагрузок турбин, при котором полностью обеспечиваем тепловой и промышленной нагрузкой потребителей.

_Входные гщтещы

котельного агрегат

_____л_______

База данных

База донных

Расчет параметр^ * Расчет парамещюЬ пара по

потокоб теп/а — проточней части

И

__тг:

Алгоритм по/учения ттныхщ

ТЕ

Рис. 4. Модель оптимального распределения нагрузок между турбинами

Третий шаг. Для каждого набора тепловых нагрузок проверяем условие:

п

N

5/

1 = 1

I дд'.,о?Г0тN.

/^11 Г I

4 =

=> тт

Для ускорения поиска накладываются характерные ограничения турбин.

На рис. 4 представлена модель оптимального распределения нагрузок между турбинами.

В четвертой главе представлены разработанные тепловые схемы. Наряду с оптимизацией режимов работы основного энергетического оборудования существуют малозатратные методы повышения эффективности производства энергии путем, оптимизации тепловых потоков и потокорас-пределения теплоносителя. К таким методам можно отнести совершенствование тепловых схем и применение передовых технологий при производстве энергии. Принципиально разработанные схемы по оптимизации можно разделить на два вида: оптимизация тепловых потоков низкопотенциального комплекса турбин и оптимизация потокораспределения теплоносителя. На рис. 5 показана схема захолаживания сетевой воды. Перераспределение энергий достигается следующим образом: отработанный пар турбины конденсационного типа, сконденсировавшись в конденсаторе, конденсатным насосом направляется по питательному тракту, перед первым подогревателем низкого давления осуществлена врезка трубопроводов, соединяющая питательный тракт турбины с теплофикационной установкой теплофикационной турбины, через поверхностный водоводяной подогреватель. При этом автоматическое управление турбиной не меняется, а лишь дополняется элементами, управляющими потоками водоводяно-го подогревателя. В качестве водоводяного подогревателя можно исполь-

зовать пластинчатый теплообменник, который является весьма компактным даже при больших тепловых нагрузках. Повышение экономичности турбины конденсационного типа связано с внешней регенерацией: подогретая питательная вода вытеснит часть пара из отбора и направит его в конденсатор, при этом расход пара на турбину уменьшится при неизменной мощности. Данное изменение приближенно можно оценить из следующего соотношения:

н, •

где ЛД„ - изменение пара теплофикационного отбора, кг/с; #„, - теплопе-репад до теплофикационного отбора, кДж/кг; Я, - теплоперепад приходящийся на турбину, кДж/кг.

Из данного соотношения следует, что расход пара на турбину при увеличении теплофикационного отбора возрастает. В некоторых работах встречается то, что при определении экономичности схемы со снижением температуры обратной сетевой воды, увеличение доли выработки электроэнергии теплофикационным отбором относят в полном объеме при определении удельного расхода топлива на выработку электроэнергии. Однако, полезно отпущенное тепло от ТЭЦ, в сравниваемых вариантах остается неизменным и в полном объеме отнесено быть не может. Критерий, при сравнении схем, со снижением температуры обратной сетевой воды необходим другой. Правильнее будет оценивать экономичность расходом теплоты или топлива в абсолютных величинах. Если суммарно, по турбинам, разница расходов теплоты до и после изменения даст положительный эффект (т.е. после изменения уменьшится), то экономический эффект будет, количество потребляемого топлива снизится.

В табл. 1 и 2 представлены результаты расчета тепловой схемы изображенной на рис 5.

Как видно из табл. 1 и 2, перераспределение потоков лучше осуществлять путем снижения потребляемого пара менее экономичной турбиной.

Критерием в данном случае выбран расход пара, т.к. температура питательной воды практически не изменится.

Таблица 1. Технико-экономические показатели схемы на рис. 5

Наименование ПТ 60-90 Т 87-90

Начальное давление, МПа 9 9

Начальная температура, "С 535 535

Мощность, МВт 55 70

Температура сетевой воды после/до сетевого подогревателя 100/55 100/55

Расход пара в промышленный отбор, кг/с 5 -

Расход сетевой воды, кг/с 250 250

Внутренний относительный КПД турбины 0,8 0,8

Давление в рассматриваемом отборе, МПа 0,144 0,144

Давление отработавшего пара, МПа 0,007 0,007

Расход пара на турбину, кг/с 72,17 86,37

Расход пара в конденсатор, кг/с 28,96 42,91

Таблица 2. Технико-экономические показатели схемы рис. 5.

Наименование ПТ 60-90 Т 87-90

Начальное давление, МПа 9 9

Начальная температура, "С 535 535

Мощность, МВт 55 70

Температура сетевой воды после/до сетевого подогревателя 100/55 100/53,6

Расход пара в промышленный отбор, кг/с 5 -

Расход сетевой воды, кг/с 310 310

Внутренний относительный КПД турбины 0,8 0,8

Давление в рассматриваемом отборе, МПа 0,144 0,144

Давление отработавшего пара, МПа 0,007 0,007

Расход пара на турбину, кг/с 71,94 86,56

Расход пара в конденсатор, кг/с 30,64 42,43

Анализируя данные, представленные в табл. 3, очевидным является

то, что экономичность турбины повышается, но данное решение не может быть применимо при высоком уровне отработавшего пара, из-за существующего ограничения по пропуску пара в конденсатор. Однако, в настоящее время, экономичность конденсационного потока на ТЭЦ низка, особенно на ТЭЦ среднего и низкого давления. Максимальный пропуск пара в конденсатор возможен для турбины типа ПТ только при определенном сочетании тепловых нагрузок и выдаваемой мощности турбины или на чисто конденсационном режиме. Средняя годовая нагрузка всех турбин (в том числе промышленно-отопительной) Читинской ТЭЦ 1 значительно ниже номинальной, следовательно, конденсационный поток в данных агрегатах ниже максимального.

Таблица 3. Технико-экономические показатели схемы рис. 6.

Вариант схемы Без изменения С изменением

Мощность, МВт 60 60

Температура воды перед сетевым подогревателем, °С 40 41,5

Температура воды после сетевого подогревателя, °С 100 100

Расход пара на турбину, т/ч 320,5/(308,3) 319,5/(307,9)

Расход отработавшего пара, т/ч 83,5/(71,8) 81,4/(70,79)

Давление в теплофикационном отборе, МПа 0,24/(0,137) 0,23/(0,132)

Недогрев в сетевом подогревателе, °С 24 (6,5) 22 (5,5)

* в скобках указаны расчетные значения

Рис. б. Усовершенствованная тепловая схема ПТ-60-90 Еще одним способом повышения эффективности производства энергии является повышение эффективности подпитки теплосети. Недогрев является одним из показателей эффективности преобразования энергии в сетевых подогревателях. Предлагаемый вариант подпитки тепловой сети представлен на рис. 7. Особенностью предлагаемой схемы является организация дополнительного подогрева подпиточной воды после вакуумного деаэратора в подогревателе, подключенным к теплофикационному отбору. Поскольку подпиточная вода не содержит включений "повышающих недогрев", то можно утверждать, что такое перераспределение пара позволит снизить общий расход пара в отбор и на сетевой подогреватель в частности. Главным критерием эффективности предложения может служить более высокая температура, после подогревателя подпиточной воды. Выполнение паропроводов до подогревателя подпиточной воды и площадь теплообмена подогревателя должна быть такой, чтобы эквивалентный недогрев был меньше, чем в сетевом подогревателе. В противном случае эффек-

тивность от внедрения будет отрицательна. Снижение расхода пара на сетевой подогреватель вызовет снижение эквивалентного недогрева подогревателя, ввиду меньшего расхода пара. Вследствие чего можно ожидать снижения давления в теплофикационном отборе, увеличение экономичности турбины и повышения эффективности комбинированной выработки энергии.

При такой организации отбора можно рассмотреть два варианта: включение последовательно перед сетевым подогревателем или параллельно сетевому подогревателю. Во втором случае можно ожидать снижение давления пара в теплофикационном отборе. Для параллельной схемы необходимо более высокое давление после дополнительного подогревателя. Показатели рассматриваемых схем в сравнении со стандартной схемой, по результатам численного эксперимента представлены в табл. 4.

Рис. 7. Схема подпитки теплосети с дополнительным теплообменни-

Таблица 4. Показатели экономичности схем на рис. 7

Наименование Стандартная схема Схема с последовательным включением Схема с параллельным включением

Мощность турбины, МВт 60 60 60

Расход пара на турбину, т/ч 258,9 256,8 256,3

Расход сетевой воды, т/ч 1008 1008 1008

Расход подпиточной воды, т/ч 108 108 108

Расход пара на сетевой подогреватель, т/ч 81,30 73,80 74,02

Расход пара на подогреватель подпиточной воды, т/ч - 1,78 1,73

Давление в теплофикационном отборе, МПа 0,17 0,17 0,165

Температурный график, °С 98/58 98/58 98/58

Температура подпиточной воды после вакуумного деаэратора, °С 72 72 72

Недогрев в сетевом подогревателе, °С 15 15 15

Недогрев в подогревателе подпиточной воды, °С - 5 5

Удельный расход топлива на выработку э/э, г/кВт*ч 263,5 259,8 259,1

Снижение удельного расхода топлива на выработку э/э, % - 1,40 1,66

В главе 5 произведен анализ эффективности тепловых схем и оптимизации режимов работы турбин. При расчетах, КПД котельного отделения принят 0,9, а КПД транспорта тепла - 0,98, теплота сгорания топлива (Харанорский уголь) - 11930 кДж/кг, а его стоимость 786 руб/т. В качестве критерия экономичности выбраны четыре следующие показателя:

1) чистый дисконтированный доход (ЧДД);

2) индекс доходности инвестиционного проекта (И);

3) срок окупаемости инвестиций (Ток);

4) внутренняя норма доходности Irr.

Все показатели для удобства снесены в табл. 5.

На рис. 8 показана дифференцированная экономия по месяцам при управлении ТЭЦ в оптимальном режиме.

Таблица 5. Сводная таблица экономических показателей

Наименование Формула Схема на рис. 3 Схема на рис. 4 Схема на рис. 5 Оптимизация

ЧДД, млн.руб. КРУ 15,57 5,62 5,76 45,12

М 10 4,76 3,31 113,8

Ток, лет. 1п(1 + Е') 4,53 8,2 13,9 0,058

1гг ш-Сч- (С-С") 17,5 6,6 3,85 352

Как видно из рис. 8 экономия топлива сильно зависит от выбранного режима сравнения, т.е. относительно чего мы получаем экономический эффект, данная величина может колебаться от 0 до 5 % и более.

45000 40000 35000 30000 25000 20000 15000 10000 5000 0

Рис. 8. Дифференцированная экономия топлива по месяцам

Основные выводы и результаты:

1. Разработан принцип расчета тепловой схемы, основанный на декомпозиции последовательности расчета, позволяющий повысить надежность циклических вычислений.

2. Разработанная модель оптимизации режимов работы ТЭЦ основанная на ее декомпозиции, позволяющая с высокой скоростью находить решение, реализована в программе на ЭВМ.

3. Предложен и обоснован новый способ повышения эффективности использования низкопотенциального тепла, основанный на перераспределении тепла между низкопотенциальными частями турбин. Проведен экономический расчет как при наличии чисто конденсационной турбины так и при наличии только теплофикационных турбин. При этом оптимизация в данных случаях несколько отличается друг от друга необходимостью дополнительно перераспределять электрическую нагрузку в пользу конденсационной турбины.

4. Представлены и обоснованы способы повышения эффективности использования теплофикационного отбора, основанные на перераспределении тепла между турбинным оборудованием различной экономичности.

5. Представлен расчет экономической эффективности применения разработанных схем и определена инвестиционная привлекательность разработанных малозатратных методов оптимизации режимов и потокорас-пределения.

6. Определен экономический эффект от внедрения разработанной программы для ЭВМ на примере Читинской ТЭЦ 1 с учетом реальных режимов работы оборудования.

Основные результаты, изложенные в диссертации, содержатся в следующих работах:

1. Иванов С.А. Оптимизация систем централизованного теплоснабжения с учетом динамических характеристик объектов/ С. А. Иванов, И.Г. Сафронов, Н. В. Горячих//Научно-технические ведомости СПбГПУ. 2009. -№3.~ С. 53-63.

2. Иванов СЛ. Способы повышения экономичности станции при прохождении пиков и провалов электрических нагрузок/ СЛ. Иванов, Н.В. Горячих, П.Г. Саф-ронов//Научно-технические ведомости СПбГПУ. 2009. № 4-1. - С. 166-172.

J. Иванов С.А. Эффективность включения выносного пароохладителя паровой турбины по сетевой воде в комплексе централизованного теплоснабжения/ СЛ. Иванов, П.Г. Сафронов// Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. 2009. Жг 2. - С. 202-204.

4. Сафронов П.Г. Способ увеличения экономичности основного оборудования ТЭЦ/П.Г. Сафронов, А.Г. Батухтин, СЛ. Иванов, ИМ. Батухтина//Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. 2010. № 1,-С175-178.

5. Решение о выдаче патента 2010.05.06. Способ работы тепловой электрической станции/СЛ. Иванов, А.Г. Батухтин, П.Г. Сафронов. - Заявка на изобретение №2009119115RUот 20.05.2009.

6. Патент РФ №91379. Тепловая электрическая станция/ С.А. Иванов, А.Г. Батухтин, П.Г. Сафронов. Опубл. 10.02.2010 г. Бюл. №4

7. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2009614236. Программа расчета реальных тепловых схем ТЭС и распределения тепловых и электрических нагрузок между агрегатами «Scheme Calculation». / А.Г. Батухтин, П.Г. Сафронов, В.А. Мершеева.

8. Иванов С.А. Тепловая схема турбины с выносным пароохладителем / С.А. Иванов, П.Г. Сафронов. - Материалы IX Всероссийской научно-практической конференции «Кулагинские чтения». - Чита: ЧитГУ, 2009. - Ч. II. - 174 с. - С. 117-120.

9. Сафронов П.Г. Оптимальное распределение нагрузок между агрегатами на станциях с поперечными связями/ П.Г. Сафронов, А.Г. Батухтин. - Материалы IV Всероссийской научно-практической конференции «Энергетика в современном мире». -Чита: ЧитГУ, 2009. - Ч. I. - 302 с. - С. 33-39.

10. Сафронов П.Г. Согласованная модель паровой турбины/ П.Г. Сафронов, А. Г. Батухтин. - Труды 52-й научной конференции МФТИ «Современные проблемы фундаментальных и прикладных наук». - Москва: МФТИ, 2009. - Ч. VIII. - 286 с. - С. 266268.

11. Сафронов П.Г. Модель турбины в промежутке длительной эксплуатации/ П.Г. Сафронов, А.Г. Батухтин. - Материалы IX Всероссийской конференции молодых ученых по математическому моделированию и информационным технологиям «Математическое моделирование и информационные технологии». - Иркутск: 2010. С. 72.

12. Стрельников А.С. Повышение эффективности использования теплофикационных отборов турбины/ А.С. Стрельников, П.Г. Сафронов. - Материалы XIV Всероссийской конференции «Фундаментальные исследования и инновации в национальных

исследовательских университетах»- Санкт-Петербург: Издательство Политехнического университета, 2010. - С. 372. - С. 226-228

13. Иванов С.А. Малозатратные методы повышения экономичности ТЭЦ/ С.А. Иванов, П.Г. Сафронов. - Энергетика в глобальном мире: сб. тезисов докладов первого международного технического конгресса,- КрасноярскЮОО «Версо», 2010г. с. 95-96

14. Сафронов, П.Г. Повышение надежности и экономичности производства энергии на ТЭЦ/ П.Г. Сафронов. - Материалы объединенного симпозиума приуроченного к 50-летнему Юбилею Института систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН. Сборник статей на СВ-Диске: С 3-3.

Подписано в печать 22.11.2010. Формат 60x84 '^б Объем 1 уч.-изд.л. Тираж 100 экз. Заказ № 158

Отпечатано в типографии Читинского государственного университета, 672039, г. Чита, ул. Александро-Заводская, 30