Оптимизация режимов ПГУ при участии ее в регулировании мощности и частоты в энергосистеме: на примере ПГУ-450 тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.06, кандидат наук Хуршудян, Смбат Размикович

• Хуршудян, Смбат Размикович
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Хуршудян, Смбат Размикович

Оглавление

Введение

Глава 1. Анализ проблем эксплуатации ПГУ в условиях переменных

графиков нагрузки

1.1 .Общее состояние внедрения ПГУ

1.2.Анализ тепловых схем и методических материалов по расчету энергетических показателей теплофикационных ПГУ

1.3.Особенности режимов работы ПГУ в режимах регулирования

нагрузки

1.4. Использование тренажерных моделей для исследования режимов работы ПГУ

Глава 2.Моделирование энергетических характеристик ПГУ-450Т на

тренажере

2.1. Краткое описание объекта исследования

2.2. Краткое описание тренажера ПГУ-450

2.3. Проверка адекватности тренажера

2.4. Исследование показателей работы ПГУ на пониженных нагрузках на тренажерной модели

Глава 3. Исследование и расширение регулировочного диапазона ПГУ-450Т при работе ее в режиме регулирования электрической нагрузки с учетом температуры наружного воздуха

3.1. Анализ факторов, ограничивающих регулировочный диапазон ПГУ-450Т

3.2. Способы расширения регулировочного диапазона ПГУ и их сравнительная оценка по экономичности

Глава 4. Выбор оптимальных параметров и режимов работы

оборудования ПГУ и ПГУ в целом в режиме регулирования электрической нагрузки

4.1. Исследование экономичности применения скользящего

регулирования давления пара высокого давления при работе ПГУ на

пониженных нагрузках

2

4.2. Выбор режима регулятора температуры газов на выходе из ГТ при

работе ПГУ на пониженных нагрузках

4.3. Оптимальное распределение электрической нагрузки ГТУ ПГУ-450 между газовыми турбинами при работе ПГУ на пониженных нагрузках с полным составом оборудования

Глава 5. Выбор оптимальных технологии и алгоритма управления

мощностью ПГУ при участии ее в нормированном первичном регулировании частоты в энергосистеме

5.1. Системные требования к энергоблокам ПГУ при участии их в первичном и нормированном первичном регулировании частоты энергосистемы

5.2. Исследование на тренажере особенностей участия ПГУ-450Т в НПРЧ

5.3. Экспериментальное исследование и выбор оптимальных условий участия ПГУ-450 в НПРЧ

Список использованной литературы

Приложение

л

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Оптимизация режимов ПГУ при участии ее в регулировании мощности и частоты в энергосистеме: на примере ПГУ-450»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Развитие энергетики России в последние годы осуществляется главным образом за счет парогазовых установок. Особенностями ПГУ, помимо высоких КПД, являются умеренная удельная стоимость (в 1,5-2 раза ниже, чем у паровых энергоблоков близкой мощности), возможность сооружения за короткое (два года) время, вдвое меньшая потребность в охлаждающей воде, хорошая маневренность, поэтому широкое внедрение ПГУ позволяет уменьшить удельный расход топлива на выработку электроэнергии, сократить капитальные вложения и затраты на обслуживание и ремонт оборудования, снизить экологическую нагрузку. В настоящее время доля ПГУ в общем составе оборудования электростанций России составляет около 11%.

Как правило, ПГУ, как теплофикационные, так и конденсационные, из-за высокой экономичности проектируются для эксплуатации с базовыми нагрузками и для использования их в режимах регулирования графиков электрической нагрузки энергосистем, что в настоящее время является обязательным для всех типов электростанций, требуются дополнительные исследования и доработки. Дело в том, что при работе ПГУ на пониженных нагрузках в пределах регулировочного диапазона электрической нагрузки имеет место ряд ограничений по факторам надежности, экономичности и экологии.

Отличительной особенностью ПГУ, как объекта управления, является то, что регулировочный диапазон электрической нагрузки - переменная величина, зависящая от температуры наружного воздуха и режима работы блока. Главным ограничением работы для ПГУ-450 является температура пара высокого давления. По техническим условиям завода-изготовителя длительная эксплуатация паровой турбины Т-150 при температуре пара ниже 460°С не допускается. Это ограничение обусловлено тем, что уменьшение температуры пара ниже этой величины приводит к увеличению конечной влажности в зоне последних ступеней цилиндра низкого давления паровой турбины и, как следствие, к повышенному эрозионному износу рабочих лопаток и снижению надежности турбоустановки. В связи с этим, а также с учетом ограничений по фактору экологии, при разгружении блока с полным составом оборудования появляется недопустимая зона работы блока в интервале нагрузок от 60% до 50% от номинальной мощности, что создает определенные сложности для диспетчерского управления и эксплуатационного персонала. В условиях эксплуатации во избежание

работы паровой турбины в указанном интервале нагрузок приходится либо останавливать паровую турбину, что означает останов всего блока, либо переводить блок в режим работы с неполным составом оборудования, что приводит к простою технологического оборудования, дополнительному пуску остановленных газовой турбины и котла-утилизатора при последующем увеличении нагрузки и, соответственно, к дополнительным потерям топлива.

В последние годы рядом организаций (ОАО «ВТИ», ОАО «Фирма ОРГРЭС» и др.) ведутся интенсивные работы по исследованию работы ПГУ в переменных режимах, по расширению их регулировочного диапазона повышению и маневренности, изучению проблем участия ПГУ в первичном и аварийном регулировании частоты в энергосистеме. Вместе с тем в этих исследованиях мало уделяется внимание исследованию и оптимизации режимов работы оборудования ПГУ и ПГУ в целом на пониженных нагрузках, построению энергетических характеристик оборудования ПГУ с учетом температуры наружного воздуха, определению технической возможности и экономической целесообразности привлечения ПГУ к регулированию нагрузки и частоты в энергосистеме с учетом технических, экономических и других ограничений.

Именно поэтому работы по расширению регулировочного диапазона ПГУ, исследованию и оптимизации режимов ПГУ, необходимые при проектировании систем управления при ее участии в регулировании мощности и частоты в энергосистеме являются актуальными как с научной, так и с практической точек зрения.

Цель н задачи исследования.

Цель диссертационной работы - разработка и исследование комплекса мероприятий по расширению регулировочного диапазона ПГУ-450 и выбору оптимальных алгоритмов управления ее мощностью, обеспечивающих участие ПГУ в регулировании мощности и частоты в энергосистеме.

Основные задачи, решаемые для достижения поставленной цели;

-обоснование применения тренажерной модели ПГУ -450Т для проведения исследований режимов ее работы в режимах регулирования нагрузки, планирование и проведение на тренажере экспериментов и получение на их основе регрессионных зависимостей для расчета

энергетических показателей оборудования ПГУ и ПГУ в целом при работе ПГУ на пониженных нагрузках в пределах регулировочного диапазона;

- исследование известных и разработка новых предложений по расширению регулировочного диапазона ПГУ- 450 при работе ее в режиме регулирования электрической нагрузки с учетом температуры наружного воздуха;

-разработка методики и алгоритма оптимального распределения требуемой энергосистемой величины дополнительного расширения регулировочного диапазона ПГУ между различными способами такого расширения и проведение оптимизационных расчетов применительно к ПГУ-450;

- выбор оптимальных параметров и режимов работы оборудования ПГУ при работе ее в режиме регулирования нагрузки;

- разработка методики оптимального распределения нагрузки ПГУ между газовыми турбинами при работе ПГУ в режиме регулирования нагрузки с учетом технических и экономических ограничений;

- исследование на тренажере динамических характеристик элементов ПГУ и ПГУ в целом при сбросах и наборах нагрузки и поиск оптимального технического решения и алгоритма управления мощностью ПГУ при участии ПГУ-450 в нормированном первичном регулировании частоты энергосистемы .

Методы исследования. Исследования проведены на основе теории автоматического управления и теории газотурбинных и парогазовых установок электростанций. Исследование экономических и маневренных показателей ПГУ при ее работе на пониженных нагрузках проведено на тренажере блока ПГУ-450Т[15,16]. При оптимизации режимов работы оборудования ПГУ в режимах регулирования нагрузки использованы математические методы оптимизации и теории оптимального управления.

Научная новизна работы:

- разработка и исследование предложенных в работе новых способов расширения регулировочного диапазона ПГУ-450 путем сброса пара высокого давления частично в линию подачи пара низкого давления в паровую турбину и/или частично - в ЦНД;

- предложен и обоснован новый показатель - характеристика относительного прироста удельного расхода топлива на единицу мощности расширения регулировочного диапазона и новый критерий - минимум прироста удельного расхода топлива при заданной величине регулировочного диапазона ПГУ, на основе которых разработана методика и проведены расчеты по оптимальному распределению требуемой величины расширения регулировочного диапазона между возможными способами расширения регулировочного диапазона ПГУ;

- разработаны методика и алгоритм оптимального распределения текущей нагрузки ГТУ между газовыми турбинами по критерию минимума удельного расхода топлива при работе ПГУ на пониженных нагрузках с учетом максимально допустимого перекоса температур перегретого пара ВД перед перемычкой между паропроводами высокого давления перед паровой турбиной;

- определены оптимальные условия участия ПГУ-450 в НПРЧ при условии соблюдения скорости изменения нагрузки ГТ на уровне 11 МВт/мин:

- разработан алгоритмы управления мощностью ГТУ и ПТ, определены оптимальные показатели процессов набора/сброса нагрузки ПГУ, обеспечивающие условия стандарта участия ПГУ-450 в НПРЧ - порядка воздействия на РКПТ и РТК, степенью и скоростью их открытия/закрытия.

Практическая значимость работы.

- подтверждена возможность использования тренажера энергоблока ПГУ-450 разработки ОАО «Тренажеры для электростанций» для моделирования показателей оборудования ПГУ и ПГУ в целом при работе ПГУ на пониженных нагрузках;

- результаты проведенных опытов на тренажере и полученные на их основе регрессионные уравнения зависимостей основных показателей ГТУ, КУ, ПТ и ПГУ в целом от температуры наружного воздуха, расхода топлива для различных режимов ГТ и паровой турбины, в том числе - уравнения зависимости максимальной, минимальной нагрузок и регулировочного диапазона ПГУ от температуры наружного воздуха.

предложенные новые способы расширения регулировочного диапазона ПГУ-450 путем сброса пара высокого давления частично в линию подачи пара низкого давления, частично - в ЦНД, а так же результаты проведенных расчетов по определению показателей паровой турбины и ПГУ в целом при реализации указанных способов расширения регулировочного диапазона;

- разработанные методики и алгоритмы на их базе: по оптимальному распределению требуемой величины расширения регулировочного диапазона между возможными способами расширения регулировочного диапазона ПГУ; оптимального распределения общей нагрузки ПГУ между газовыми турбинами;

- разработанный алгоритм управления мощностью ГТУ и ПТ на основе полученных впервые оптимальных показателей процессов набора/сброса нагрузки ПГУ, порядка воздействия на РКПТ и РТК, степенью и скоростью их открытия/закрытия при условии соблюдения допустимой скорости изменения нагрузки ГТ, обеспечивающие условия стандарта участия ПГУ в НПРЧ.

Апробация работы. Результаты научных исследований по теме диссертации докладывались и обсуждались на 17-й, 18-й международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «РАДИОЭЛЕКТРОНИКА, ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭНЕРГЕТИКА», Москва, 2012 и 2013 года, на научном семинаре и заседании кафедры АСУТП НИУ «МЭИ».

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 6 научных работ, отражающие основные результаты работы, в том числе 3 публикации в научных журналах, рекомендуемых ВАК.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из наименований. Работа содержит рисунков и таблиц. Общий объем диссертации -страницы.

В первой главе диссертации: приведены общие положения по современному состоянию внедрения ПГУ в российской энергетике, проведен анализ режимов работы ПГУ в режимах регулирования частоты и нагрузки, выявлена необходимость проведения работ по оптимизации режимов работы и расширению регулировочного диапазона ПГУ-450Т при ее участии в регулировании частоты и мощности в энергосистеме.

В второй главе приведено краткое описание оборудования

энергоблока ПГУ-450Т, обосновано применение тренажера этого блока для

моделирования энергетических показателей ПГУ при ее работе в режиме

регулирования нагрузки, изложены основные положения проверки

адекватности тренажера реальному объекту для статических и динамических

процессов, дано описание планируемых экспериментов на тренажере,

алгоритм работы на тренажере при их проведении; приведены полученные на

8

основе обработки опытных данных на тренажере регрессионные уравнения в виде зависимостей основных показателей ГТУ, КУ, ПТ и ПГУ в целом от температуры наружного воздуха, расхода топлива и мощности ГТ для различных режимов ГТ и паровой турбины.

В третей главе Проведен анализ факторов, влияющих на величину регулировочного диапазона ПГУ с учетом температуры наружного воздуха, режимов работы ГТ и ПТ, определена необходимость разработки технологических решений, позволяющих расширить регулировочный диапазон ПГУ; предложен новый способ расширения регулировочного диапазона ПГУ-450 путем сброса пара высокого давления частично в линию подачи пара низкого давления, частично - в ЦНД, проведены расчеты по определению показателей паровой турбины и ПГУ в целом; приведена методика выбора оптимальной последовательности разгружения ПГУ при параллельном и последовательном применении рассматриваемых способов расширения регулировочного диапазона ПГУ на базе равенства введенного автором нового показателя - характеристики относительного прироста удельного расхода топлива на единицу мощности расширения регулировочного диапазона ПГУ и результаты оптимизационных расчетов очередности параллельного применения рассматриваемых способов расширения регулировочного диапазона по критерию минимуму суммарного прироста удельного расхода топлива в зависимости от требуемой величины расширения регулировочного диапазона по отношению к «базовой» нагрузке ПГУ при заданной температуре наружного воздуха.

В четвертой главе приведены результаты расчета показателей ПГУ при переходе с постоянного давления пара высокого давление на скользящее давление при работе ПГУ на частичных нагрузках в пределах регулировочного диапазона; обоснован режим работы регулятора газов на выходе из ГТ; приведены методика , алгоритм и результаты расчетов по оптимальному распределению суммарной нагрузки ПГУ между газовыми турбинами при работе их с равномерной и неравномерной нагрузкой с учетом существующих ограничений.

В пятой главе приведены системные требования, предъявляемые к

ПГУ при их участии в регулировании частоты в сети (ОПРЧ, НПРЧ);

определен наиболее целесообразный по экономическому фактору диапазон ,

в котором энергоблок ПГУ-450 может принимать участие в НПРЧ;

приведены результаты опытов на тренажере по инерционности и

маневренности ГТ и ПТ при наборе и сбросе нагрузки, при различных

нагрузках и скоростях изменения нагрузки ПГУ; приведен алгоритмы

9

управления мощностью ГТУ, ПТ и ПГУ в целом, порядка воздействия на РКПТ и РТК, степенью и скоростью их открытия/закрытия при наборе/сбросе нагрузки ПГУ обеспечивающие условия стандарта участия ПГУ-450 в НПРЧ.

Глава 1

Анализ проблем эксплуатации ПГУ в условиях переменных графиков

нагрузки

1.1.Общее состояние внедрения ПГУ

В настоящее время энергетика России стоит на пороге очередного этапа — масштабного внедрения качественно новой техники: ГТУ и ПГУ различного типа (программой обновления российской энергетики предусмотрен ввод в период с 2002 по 2015 гг. 409 газовых турбин различных типоразмеров). В настоящее время доля ПГУ в общем составе оборудования электростанций России составляет около 11%. Обусловлено это рядом факторов, в том числе;

- Современные парогазовые установки (ПГУ) отличаются высоким коэффициентом полезного действия по сравнению с традиционными паросиловыми энергоблоками, и меньшим содержанием вредных выбросов в уходящих газах [10]; Коэффициент полезного действия существующих паросиловых электростанций в среднем составляет 36%, наивысшие достигнутые показатели экономичности традиционных энергоблоков ТЭС не превышают 45%. Вместе с тем, к.п.д. современных бинарных парогазовых установок значительно превышает 50%.

- Объединение в единой тепловой схеме блока газотурбинного и паросилового оборудования позволило одновременно с повышением экономичности обеспечить улучшенные характеристики маневренности по сравнению с традиционными паросиловыми энергоблоками ТЭС.

Первый парогазовый энергоблок большой мощности в России введен в эксплуатацию на Северо-Западной ТЭЦ в г. Санкт-Петербурге в декабре 2000 г. Данный энергоблок, установленной мощностью 450 МВт, включает две газотурбинных установки У94.2 (мощностью 160 МВт), два котла-утилизатора и одну паровую турбину Т-150-7.7. КПД данного энергоблока при работе его в конденсационном режиме составляет 51% [1,11]. Успешная

ю

реализация ПГУ-450 является серьезным прорывом российской энергетики в области парогазовых технологий.

Вместе с тем широкое внедрение высокоэкономичных ПГУ, проектируемые для работы в базовой части графиков электрической нагрузки, без должного внимания требованиям к маневренности парогазовых энергоблоков и без ввода в энергосистему маневренных электростанций, так же как в 60-70 годы прошлого века, приведет к тому, что проблемы маневренности для энергосистем станут серьезными, требующими принятия неотлагательных мер по приспосабливанию в том числе ПГУ к работе в переменных режимах.

При работе электростанций на оптовом рынке электроэнергии и мощности взаимоотношения между генерирующими компаниями и системным оператором ЕЭС формируются па основе Договоров на предоставление электроэнергии, мощности на оптовый рынок. В них оговариваются отдельные условия, выполнение которых строго обязательно. К ним относятся не только гарантированная максимальная мощность, которая должна быть обеспечена в любое время по требованию системного оператора, технико-экономические и экологические показатели, но особо жестко оговариваются характеристики маневренности оборудования, как определяющие режимы работы энергосистемы, причем независимо от его типа (конденсационное или теплофикационное). Невыполнение заявленных показателей штрафуется очень строго вплоть до отказа от оплаты поставленной на рынок мощности.

Нужно отметить, что проблема маневренности перед энергетикой стояла остро всегда. Впервые «Технические требования к маневренности энергетических блоков тепловых электрических станций с конденсационными турбинами» были разработаны и утверждены только в сентябре 1986 г. Выполнение этих Технических требований обеспечивало регулирование мощности энергоблоков в соответствии с требованиями энергосистем при нормальной эксплуатации в условиях, характеризуемых систематическими изменениями нагрузки в регулировочном диапазоне и ограниченным количеством остановов в резерв на нерабочие дни и ночное время с последующим пуском из неостывшего и горячего состояний. В этом документе так же были определены и условия работы энергоблоков в аварийных режимах [12].

Оборудование высокоманевренных (полупиковых и пиковых)

энергоблоков, в том числе предназначенных для замещения демонтируемого

11

устаревшего оборудования, должно было разрабатываться по специальным техническим требованиям. «Технические требования к маневренности энергетических парогазовых установок блочных тепловых электростанций» [14] были разработаны и утверждены департаментом науки и техники РАО «ЕЭС России» 23/Ш 1995 г. Выполнение этих Технических требований для полупикового режима использования обеспечит регулирование мощности ПГУ в соответствии с требованиями энергосистемы при еженедельных остановах в резерв на нерабочие дни и ежесуточных остановах на ночное время с последующими пусками из неостывшего и горячего состояний.

Как известно, наиболее значимыми эксплуатационными характеристиками, определяющими экономичность, маневренность ПГУ, являются продолжительность пусков, остановов, скорость изменения нагрузки при работе блоков в пределах регулировочного диапазона нагрузок и величина регулировочного диапазона.

Каждый такой процесс представляет не только потенциальную угрозу долговечности элементов блока, но и связан со значительными потерями тепла и энергии. Протекание неустановившихся процессов ограничено главным образом уровнем напряжений в толстостенных элементах оборудования энергоблока, таких как барабаны котлов, выходные коллекторы пароперегревателей, паропроводы, корпусы стопорных клапанов высокого давления и роторы паровых турбин. Периодические изменения нагрузок при выполнении диспетчерского графика в сочетании с изменениями давления пара и его температуры или остановы блоков на ночное время в период минимума нагрузок вызывают циклическую усталость материала элементов энергоблока. Исчерпание долговечности материалов, в особенности работающих при высоких температурах, будет приводить к появлению усталостных трещин в элементах оборудования и тем быстрее, чем большее количество изменений нагрузки, пусков и остановов будет испытывать материал. Наибольший усталостный износ наступает в так называемых "критических элементах" оборудования энергоблока, к которым следует отнести перечисленные выше элементы -барабаны котлов, выходные коллекторы пароперегревателей, паропроводы, корпусы стопорных клапанов высокого давления и роторы паровых турбин, и т.п. [20].

1.2. Анализ тепловых схем и методических материалов по расчету энергетических показателей теплофикационных ПГУ

Описание технологии и режимов работы энергетических бинарных ПГУ средней и большой мощности, построенных и строящихся в России, содержится в работах Ольховского Г. Г. [3,4,41] , Радина Ю. А. (ВТИ) [11,12,20,29,35,36], Давыдова А. В. (ВТИ) [8,11,12,43], Трухний А. Д. (МЭИ) [22,31,42], Цанева C.B.и Бурова В.Д. [10750], Мошкарина А. В. (ИГЭУ) [25] и др.

Исследованию работы энергоблоков ПГУ на частичных нагрузках и пусковых режимах посвящены работы Трухния А. Д. (МЭИ) 42] , Аракеляна Э.К (МЭИ) [47-49,55], ОАО «ВТИ» [24,33,36,43], ОАО «ОРГРЭС»[21] и др.

Большие исследования, проводимые ОАО «ВТИ» [20,33,37], посвящены исследованию маневренных и ресурсных характеристик, анализу пусковых режимов газовых турбин и ПГУ.

В работах ОАО «ОРГРЭС» [21,52] большое внимание уделено разработке и освоению на практике эксплуатации пошаговой логики автоматизированного пуска оборудования ПГУ из различных тепловых состояний.

Работы, проводимые МЭИ под руководством проф. Аракеляна Э.К., [34, 35, 44,45] направлены на разработку методических положений по расчету и оптимизации показателей ПГУ при их работе на пониженных нагрузках, поиску возможностей расширения регулировочного диапазона ПГУ при привлечении их к регулированию мощности и частоты в энергосистеме.

В своих работах Трухний А. Д. [42] приводит расчет параметров пароводяного и газового трактов двухконтурной ПГУ, состоящей из двух ГТУ ГТД-110, двух котлов-утилизаторов и одной конденсационной турбины К-110-6,5. Он показывает, что требования к надежной работе паровой турбины могут существенно влиять не только на экономические показатели ПГУ, но и на возможность ее работы в некоторых режимах, и приводит результаты исследования влияния температуры наружного воздуха и последовательности разгружения ГТУ на параметры газового и пароводяного трактов и экономические показатели ПГУ.

В учебном пособии под авторством Цанева С. В., Бурова В. Д. и Ремезова А. Н. «Газотурбинные и парогазовые установки тепловых

13

электростанций» [10] (МЭИ), наряду с доступным изложением основ теории газотурбинных и парогазовых установок электростанций, особенностям их конструкции и составу тепловых схем, особое внимание уделено факторам, влияющим на режимы и показатели работы ГТУ и ПГУ, способам регулирования отпуска электрической и тепловой энергии, методам повышения КПД и экономии топлива.

Обзор исторического пути и тенденции развития паротурбинных и парогазовых технологий генерации электрической энергии представлен в книге Мошкарина А. В. и Мельникова Ю. В. «Анализ тепловых схем ТЭС» [25] (ИГЭУ). В ней также описаны методы и представлены основные результаты отечественных и зарубежных исследований по выбору параметров и структур тепловых схем ПТУ и ПГУ. Даны результаты оптимизации параметров двухконтурных и трехконтурных парогазовых установок утилизационного типа, а также результаты оценки показателей ПГУ в режимах сниженных нагрузок.

ЗАО «Тренажеры для электростанций» были выполнены работы по созданию модели энергоблока ПГУ-450Т Калининградской ТЭЦ-2. Совместно с ОАО «ВТИ» выполнены работы по исследованию пусковых режимов энергоблока на разработанной модели, что нашло отражение в [12]. В статье излагаются результаты построения математической модели дубль-блока ПГУ-450 с горизонтальными котлами-утилизаторами естественной циркуляции П-96 и оптимизации с ее помощью режимов пуска энергоблока из холодного и горячего состояний. Задача, которая ставилась авторами работ, схожа с работами , результаты которых изложены в [1,11], но в отличие от оборудования ОАО «Калининградская ТЭЦ-2» в состав энергоблока ПГУ-450Т ТЭЦ-21 ОАО «Мосэнерго» входят вертикальные котлы-утилизаторы принудительной циркуляцией 11-116. Таким образом, котлы-утилизаторы, а, следовательно, и энергоблок в целом, обладают разными динамическими и статическими характеристиками, что потребовало отдельного исследования.

В работах [54,55] разработаны методические положения по учету температуры наружного воздуха при планировании и оптимизации суточного и годового режимов работы ПГУ.

В работах [70,71] сделаны первые шаги по разработке методических положений по расчету годовых технико-экономических показателей ПГУ и исследованию влияния климатических условий на эти показатели при проектировании новых ПГУ.

В работе [70] выбран и обоснован критерий системной эффективности ПГУ, произведен анализ его зависимости от основных определяющих факторов (относительное изменение температуры уходящих газов на выходе из газовой турбины, доля отпуска тепла внешнему потребителю от котла-утилизатора и паровой турбины), что дало возможность производить сравнение эффективности применения различных схем ПГУ с учетом особенностей их энергетических характеристик.

В качестве критерия для оценки экономической эффективности различных схем ПГУ при строительстве новых или реконструкции действующих ТЭС выбрана относительная экономия топлива против раздельной схемы энергоснабжения, рассчитываемого в общем случае по выражению

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Хуршудян, Смбат Размикович, 2014 год

Список использованной литературы

1. Дьяков А.Ф., Березинец П.А., Грибов В.Б., Комисарчик Т.Н., Костюк Р.И., Писковацков И.Н. Теплофикационная парогазовая установка СевероЗападной ТЭЦ Санкт-Петербурга//Электрические станции. - 1996.-№12.

2. Костюк Р.И., Писковацков И.Н., Блинов A.M., Колесников В.И. Опыт создания теплофикационного парогазового энергоблока ПГУ-450Т СевероЗападной ТЭЦ// Теплоэнергетик.- 1999 .- №1.

3. Ольховский Г.Г., Чернецкий Н.С., Бородин A.A., Гусев В.П., Святов В.А Экономичная маневренная парогазовая установка с котлом-утилизатором мощностью 250 МВт.//Теплоэнергетика.-1986.-№3.

4. Ольховский Г.Г. Газотурбинные и парогазовые установки в России// Теплоэнергетика.- 1999.-№1.

5. Авруцкий Г.Д., Лыско В.В., Щварц A.JI., Шмуклер Б.И О создании пылеугольных энергоблоков на суперкритических параметрах пара// Электрические станции.- 1999 .-№5.

6. .". Bendick, В. Hahn W. Experience With Condition Assessment of Main Steam and Hot Reheat Pipework in X20CrMoVl 2-1 After a Service of 180000 Ьб.м.// VGB Power Tech .-2000.-№l 1.

7. Березинец П.А., Васильев M.К., Ольховский Г.Г. Бинарные ПГУ на базе газотурбинной установки средней мощности.// Теплоэнергетика .-1999.-№9..

8. Радин Ю.А., Давыдов A.B., Малахов C.B., Голубничий В.А., Першин Д.И. Опытное определение технико-экономических показателей блоков ПГУ-39 Сочинской ТЭС // Электрические Станции.- 2006.-№5.

9. Грибов В.Б., Комисарчик Т.Н., Прутковский E.H. Об оптимизации схем и параметров ПГУ с котлом-утилизатором// Энергетическое строительство.- 1995 .-№3.

10. Цанев C.B., Буров В.Д., Ремезов А.Е. Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электрических станций. - Москва : Издательство МЭИ, 2002.

11. Гуторов В.Ф., Радин Ю.А., Давыдов A.B. и д.р. О результатах режимной наладки тепломеханического оборудования энергоблока №1 Г1ГУ -450 Т Северо-Западной ТЭЦ.// М. : ВТИ, 2002,- Арх. № 14992.

132

12. Радии Ю. А., Рубашкин A.C., к.т.н. Давыдов А. В., Рубашкин В. А., Отработка пусковых режимов энергоблока ПГУ-450 Калининградской ТЭЦ-2 на математической модели - Теплоэнергетика .- 2005. -№10

13. Рубашкин А. С. Выбор структуры и шагов квантования по временной и пространственной координатам при построении нелинейной цифровой модели участка пароводяного тракта парогенератора // Теп лоэнергети ка.-1973 .-№5.

14.Рубашкин А. С., Обуваев А. С. Компьютерный тренажер энергоблока ПГУ-450Т. Тренажерш комплекси та системи: 3 науково-практичног конференцк В 2-х т. - Киг'в: 1нститут проблем моделюровання в енергетищ îm. Г. С. Пухова HAI I Украши, 2006.

15. Обуваев A.C. Разработка и исследование аналитической модели ПГУ-450. Дисс. ... канд. техн. наук. М., 2011.-20с.

16. Рубашкин А. С. Компьютерные тренажеры для операторов тепловых электростанций // Теплоэнергетика,-1995.- №10.

17. Рубашкин А. С. Построение математической модели энергоблока для обучения и тренировки оперативного персонала // Теплоэнергетика.-1990.-№11.

18.Разработка исходных данных для проектирования АСУ ТП энергоблока №11 ПГУ-450 ТЭЦ-21 Мосэнерго. Описание режимов работы блока ПГУ-450. ОАО «ВТИ»,- М.: 2007.

19.Радин Ю. А., Панько М. А., Невзгодин В. С. Алгоритмические основы автоматизации пуска парогазовых установок большой мощности // Теплоэнергетика.- 2007.- №10.

20.Радин Ю.А. Исследование и улучшение маневренности парогазовых установок. Дисс....докт. техн. наук. М., 2013.-40с.

21 .Невзгодин В. С. Разработка и освоение пошаговой логики пуска энергоблока ПГУ-450 на базе ОАО «Северо-Западная ТЭЦ». Дисс. ... канд. техн. наук. М., 2008.-20с.

22. Трухний А.Д., Михайлов И.А. Выбор профиля маневренных парогазовых установок для новых электростанций России // Теплоэнергетика.-2006.-№6.

23. Мадоян A.A., Аракелян Э.К., Макарчьян В.А., Фотин Л.П., Минасян С.А Экономичность энергоблоков в режимах регулирования параметров энергосистемы// Электрические станции.- 1979.-№6.

24. Шмуклер Б.И., Березинец П.А., Плоткин Е.Р., Моисеев Г.И., Директор Б.Я., Поляков B.C., Касьянов Л.П., Плясуля И.П. Технические требования к маневренности энергетических парогазовых установок блочных

тепловых электрических станций.// Служба передового опыта ОРГРЭС .1996.

25. Мошкарин A.B., Девочкин М.А., Щелыгин Б.Л., Рабенко B.C. Анализ

перспектив развития отечественной теплоэнергетики/ Под ред. A.B. Мошкарина/ Иван. гос. энерг. ун-т.- Иваново, 2002,- 256с.

26. Опыт работы энергоблоков ТЭС в системе автоматического регулирования частоты и активной мощности в Объединенной энергосистеме Северо-Запада./ А.Д. Меламед, Ю.М. Терезов, Ю.С. Глузман. М. : Энергоатомиздат.-1990.

27. Васильев В.И. Система автоматического регулирования мощности теплофикационного блока. -М. : Энергоатомиздат, 1990.

28. Аракелян Э.К., Мадоян A.A., Ведяев В.А., Киселев Г.П., Паймухин В.Б Влияние переменных нагрузок на экономичность работы газомазутных энергоблоков 150-200 МВт //Электрические станции, 1981.-№6.

29. Богачев А.Ф., Радин Ю.А., Герасименко О.Б. Особенности эксплуатации и повреждаемость котлов-утилизаторов бинарных парогазовых установок. -М : Энергоатомиздат, 2008.

30. Костюк Р.И. Ввод в эксплуатацию Северо-Западной ТЭЦ - новый этап в энергетике России// Энергетик.-2008.-№6.

31. Трухний А.Д., Макаров A.A., Клименко В.В. Основы современной энергетики. - М. : Издательство МЭИ, 2003.- Т. I.

32. Плоткин Е.Р., А.Ш. Лейзерович. Пусковые режимы паровых турбин энергоблоков.- М. : Энергия, 1980.

33. Березинец П.А., Крашенинников В.Г., Костюк Р.И., Писковацков H.H. Динамические характеристики парогазовой установки ПГУ-450Т Северо-Западной ТЭЦ Санкт-Петербурга // Электрические станции.- 2001.-№7.

34. Emberger П., Schmid Е., Gobrecht Е. Fast cycling capability for new plants and upgrade opportunities.- Erlangen : Siemens Power Generation (PG).

35. Опытная проверка режимов пуска дубль-блока 300 МВт по моноблочной схеме. Уютов В.В., Завйцев В.Г., Израилев Ю.Л., Радин Ю.А. Горловка : Саюзтехэнерго-ВТИ, 1982.

36. Костюк Р.И., Писковацков И.Ы.,Чугин A.B., Коцюк Н.Ы., Радии Ю.А., Березииец П.А Некоторые особенности режимов эксплуатации головного энергоблока ПГУ-450Т// Теплоэнергетика.- 2002 .-№9.

37. Анализ допустимых скоростей повышения давления пара в барабанах ВД КУ на основе математического моделирования// Электрические Станции.- 2007.

38. Радин Ю.А., Конторович Т.С., Давыдов А.В Анализ допустимых скоростей нарастания давления в барабанах КУ при пусках и остановах энергоблока ПГУ-450Т// Теплоэнергетика.- 2004.-№9.

39. Гуторов В.Ф., Радин Ю.А., Давыдов A.B. и д.р. Результаты режимно - наладочных работ и испытаний тепломеханического оборудования блоков ПГУ-39 Сочинской ТЭС. Москва : ВТИ, 2004. - Арх. №15164,130с.

40. А.И. Левченко, B.C. Балина, Е.Р. плоткип, М.Н. Зингер, В.М. Панасюк, С.А. Тихомиров. РТМ 108.021.103 Детали паровых стационарных турбин. Расчет на малоцикловую усталость/ Руководящий технический материал// НПО ЦКТИ.-1985.

41. Ольховский Г.Г., Резинских В.Ф., Гуторов В.Ф., Березинец П.А., Терешина Т.Е. СТО-008-14 Парогазовые установки. Условия поставки. Нормы и Требования. М. : НП ИНВЭЛ.- 2008.

42. Турхний А.Д. Исследование работы ПГУ утилизационного типа при частичных нагрузках// Теплоэнергетика.-1999.-№3.

43. Давыдов Н.И., Зорченко Н.В., Давыдов A.B., Радин Ю.А Модельные исследования возможности участия ПГУ в регулировании частоты и перетоков мощности в ЕЭС России //Теплоэнергетика.- 2009.-№10.

44. Радин Ю.А, Конторович Т.С., Паншина О.Б., Гришин И.А О подключении второго КУ к работающему первому в условиях теловых схем ПГУ с 2-мя ГТУ и одной паровой турбиной // Электрические станции.- 2006.-№2.

45. Narula, Ram G. The single-shaft combined cycle, б.м. : Proceeding of ASME TURBOEXPO, 2000 .

46. A. Pasha, R. Allen Designing and modifying HRSG's for cycling operation // Power, march.- 2003.

47.Аракелян Э.К., Сахаров К.В. Исследование температурного состояния ступеней ЦВД паровой турбины Т-125/150 ПГУ-450 при работе в малопаровом режиме // Новое в российской электроэнергетике. -2013.-№1.

48.Аракелян Э.К., Болонов В.О., Сахаров К.В. Выбор оптимальных режимов работы бинарных ПГУ на пониженных нагрузках // Новое в российской электроэнергетике. -2011.-№11.

49.Аракелян Э.К., Сахаров К.В. Выбор оптимальных режимов работы ПГУ на пониженных нагрузках// Радиоэлектроника, электротехника и энергетика. Тез.докл. XVI МНТК студентов и аспирантов: В Зт. Т.З.-М.: МЭИ,2010.-С244-245.

50. Сахаров В.К. Выбор оптимальных режимом энергоблоков ПГУ при участии их в регулировании мощности энергосистемы. Дисс. ... канд. техн. наук. М.:, 2013.-20с.

51. Аракелян Э.К., Хуршудян С.Р. Выбор оптимальных режимов газовых турбин ПГУ-450Т при пониженных нагрузках // Повое в российской электроэнергетике. - 2013.-№7.

52. Методические указания по составлению отчета электростанции и акционерного общества энергетики и электрификации о тепловой экономичности оборудования. РД 34.08.552-95. СПО ОРГРЭС.- М.: 1995.

53. Оптимизация и оптимальное управление: учеб. пособие/ Э.К.Аракелян, Г.А.Пикина.- 2-е изд., перераб. И доп.- М.: Издательский дом МЭИ, 2008. - 408с.

54.Гнуни Т.С., Оганесян А.О. Разработка методики определения текущих и среднегодовых показателей работы теплофикационных парогазовых установок // Вестник ГИУА, Серия «Электротехника, энергетика», вып. 16.- 2013.- №1.

55. Аракелян Э.К., Оганесян А.О. Разработка методических положений расчета и оптимизации среднегодовых технико-экономических показателей ПГУ // Новое в Российской электроэнергетике, электронный журнал, М.: 2013.-№10.

56.Аракелян Э.К., Старшинов В.А. Повышение экономичности и маневренности оборудования тепловых электростанций .М.: Изд-во МЭИ, 1993.

57.Гуторов В.Ф., Эфрос Е.И., Симою Л.Л. Повышение эффективности комбинированного производства тепла и электроэнергии//Энергосбережение и водоподготовка.- 2006.- №6. С. 64-72.

58.Коротков В.А., Кондратьев В.II., Ермолаев П.А., Николаев А.И. Возможные перспективы использования газовых турбин при техническом перевооружении и реконструкции тепловых электростанций// Новое в российской энергетике.- 2002.- №3. С. 24-32.

59.Цанев С.В., Буров В.Д., Зауэр А. Анализ режимов работы парогазовых теплоэлектроцентралей// Изв. РАН. Энергетика. 2001,- № 4. С. 132-138.

бО.Земцов A.C., Брыскин A.C., Зыков H.A. и др. Проект Калининградской ТЭЦ-2 с двумя парогазовыми энергоблоками ПГУ-450 // Электрические станции.- 2000.- №12, С. 6-10.

61.МагидС.И. Теория и практика тренажеростроения для тепловых электрических станций.— М.: Издательство МЭИ, 1998. — 156 с.

62. Матвиенко К.С. Исследование участия теплофикационного энергоблока Т-250 в регулировании частоты и мощности в энергосистеме на базе его тренажерной модели: Дисс. ... канд. техн. наук. М.:, 2011.-20с.

63. Плетнев Г. П Автоматизированные системы управления объектами тепловых электростанций.. - М.: Издательство МЭИ, 2006.

64. Ротач В.Я. Теория автоматического управления. Учебн. для вузов. -М.: Издательство МЭИ, 2008.

65. «Регулирование частоты и перетоков активной мощности в ЕЭС России. Нормы и требования» Стандарт Организации ОАО «СО ЕЭС» СТО 59012820.27.100.003-2012.

66.«Нормы участия парогазовых установок в нормированном первичном регулировании частоты и автоматическом вторичном регулировании частоты перетоков и активной мощности » Стандарт Организации ОАО «СО ЕЭС» СТО 59012820.27.100.004-2012.

67.Методические указания по расчету цен (тарифов) на услуги по обеспечению системной надежности N 21998. Стандарт Организации ОАО «СО ЕЭС» СТО 59012820.27.100.004-2012.

68.Рузанков В. Н., Иванов II. В. Особенности нормирования расхода топлива при работе энергоблоков в режиме регулирования графика

нагрузки. - Сб. научных трудов/ Работа энергоблоков в режиме глубокого регулирования нагрузки энергосистем. М.: Энергоатомиздат, 1990.

69. www.so-ups.ru Методика проверки соответствия Г1ГУ требованиям, предъявляемых к ним для участия в НПРЧ и (или) АВРЧ. М., 2012.

70. Лапшин Н.В. Разработка методов анализа технико-экономических характеристик и сравнительной системной эффективности схем парогазовых установок // Дисс. ... канд. техн. наук. Минск.:, 2002.-20с.

71. Дудолин A.A. Исследование влияния климатических условий и типа ГТУ на выбор структуры тепловых схем парогазовых ТЭЦ утилизационного типа// Дисс. ... канд. техн. наук. М.:, 2004.-20с.

72.Аракелян Э.К., Коршикова A.A., Хуршудян С.Р. Эффективность применения дополнительной камеры сгорания низкого давления для совершенствования режимов энергоблока ПГУ-450 на пониженных нагрузках// Вестник МЭИ,- 2013.-№3.

73. Хуршудян С.Р., Аракелян Э.К. Оптимальное распределение нагрузки между газовыми турбинами при работе ПГУ-450 на пониженных нагрузках//Радиоэлектроника, электротехника и энергетика. Тез.докл. XV111 МНТК студентов и аспирантов: В Зт. Т.З.-М.: МЭИ,2013,- С. 172.

74.Хуршудян С.Р., Аракелян Э.К. Исследование экономичности работы ПГУ-450 на пониженных нагрузках// Радиоэлектроника, электротехника и энергетика. Тез.докл. XVII МНТК студентов и аспирантов: В Зт. Т.З.-М.: МЭИ,2012.- С.227.