Лекция XII. Выбор оптимального режима резервирования при прохождении провалов нагрузки. Режимы разгружения. Остановочно-пусковые режимы

⇐ ПредыдущаяСтр 15 из 17Следующая ⇒

При работе энергоблока в переменной части графика суточной нагрузки (рис. 12.1) становится важным выбор режима резервирования.

Рис. 12.1. Суточной график нагрузки энергоблока

Провалом нагрузки можно считать время , равное времени от максимальной нагрузки перед разгружением до максимальной нагрузки после нагружения, за которое нагрузка системы падает до . Таким образом, время провала нагрузки можно представить в виде суммы слагаемых:

Суточный график, представленный на рис. 12.1, отражает работу ТЭС в состав которой входит агрегатов. Каждый агрегат выдает определенную мощность, лежащую в диапазоне;

Тогда разность является регулировочным диапазоном
-ого агрегата.

Для описания неравномерности выработки электроэнергии вводят коэффициент неравномерности (см. лк 5), который определяет собственную величину провала:

При провале нагрузке ставится задача оптимального его прохождения по трем критериям:

1. Экономичность.

2. Надежность.

3. Маневренность.

Каждый из этих критериев требует определенную работу энергоблока и за частую успешное выполнение одного критерия приводит к проигрышу другого. Следовательно, необходимо решать задачу возможности резервирования агрегатов.

Допустим, имеем агрегатов. Тогда некоторое количество из них работают в «генерирующем» режиме, в соответствующем им регулировочном диапазоне, а часть из них в режиме «резерва».

Режим «резерва» можно классифицировать следующим образом:

1. Режим разгружения:

а) Режим генерации (блок разгружен, но вырабатывает электроэнергию, работа в РД);

б) Режим низких нагрузок (выход за РД: ).

2. Остановочно-пусковой режим:

а) Пуск из горячего состояния;

б) Пуск из неостывшего состояния;

в) Пуск из охлажденного состояния.

3. Малопаровой режим:

а) Режим холостого хода;

б) Моторный режим;

в) Низкооборотный режим.

Под горячем состоянием энергоблока понимают его такое состояние, при котором температура металла паровпусковой части ПТ больше 420 °C. Холодное состояние — 100 … 120 °C.

Малопаровым считается режим турбины, когда паровая турбина находится или в холостом вращении или на пониженных оборотах без выдачи активной мощности.

Режимы разгружения

Критерий экономичности

На рис. 12.2 представлен график режима разгружения.

Рис. 12.2. График режима разгружения РД — регулировочный диапазон; РНН — режим низких нагрузок

Общие потери топлива в режиме разгружения составят:

Рис. 12.3. График энергетической характеристики для пояснения потерь в режиме разгружения

Стационарные потери топлива складываются из потерь в различных частях провала нагрузки (рис. 12.3):

в части разгружения:

в части провала:

в части нагружения:

где — выработка электроэнергии в соответствующей части провала нагрузки, кВт.

Не стационарные потери в основном связаны с переходными процессами.

Рассмотрим на примере КПД котла стационарный и нестационарный режим (рис. 12.4).

Рис. 12.4. Изменение КПД котлоагрегата в стационарном и нестационарном режиме

Как видно из рис. 12.4, КПД котла в динамике сначала резко падает, после чего стабилизируется. Это происходит в результате работы автоматизированной системы управления (АСР) горения. При снижении нагрузки, чтобы избежать недожога топлива мы уменьшаем расход топлива, а воздух следит за топливом, следовательно, в какой-то момент времени воздуха становится больше, чем топлива, из-за чего КПД котлоагрегата резко падает.

При нагружении энергоблока происходит ситуация обратная разгружению. Теперь, чтобы не было пережога — топливо следит за воздухом.

Значимость таких потерь могла быть небольшой порядка 0, 5 … 1 % при сжигании газа и от 2 до 5 % при сжигании твердого топлива, если бы провалов по нагрузки было бы мало. Но в сутки таких провалов может быть 10 … 15 из-за чего потери становятся довольно высокими.

Критерий надежности

Оценка делается по отношению к номинальному режиму. Ухудшение надежности связано с температурными колебаниями.

Показатели надежности:

переходной процесс изменения состояния агрегата;

колебание параметров, особенно по температуре;

человеческий фактор связанный с неправильными действиями в аварийных ситуациях.

Скорости изменения нагрузки

Режим разгружения лучше всего протекает в РД энергоблока.

Ограничивающие факторы в режиме разгружения представляют следующие параметры:

1. Скорость исполнительного механизма.

где — проектное значение исполнительного механизма.

2. Скорость разгружения, не более 3 МВт/с:

3. Скорость разгружения по температуре:

где — допустимая скорость по температуре в режиме разгружения.

Остановочно-пусковые режимы

На рис. 12.5 представлен график остановочно-пускового режима с иллюстрированием изменения частоты генератора.

Рис. 12.5. График остановочно-пускового режима

Преимущества остановочно-пуского режима:

1. Возможность задействовать большую мощность резерва.

2. Блок не работает, оперативный персонал не работает.

Допускается ночной провал, длительностью 6 … 7 часов.

Снятие мощности это ещё не остановочное состояние, сам блок в состоянии останова находится около 2 … 3 часов.

После останова во время остывания турбины появляется значительная разность температур верха и низа турбины вследствие конвективных воздушных течений внутри турбины; отвода тепла по присоединенным снизу паропроводам отбора пара; различного состояния изоляции, которая, как правило, снизу хуже.

Если вал турбины остывает в неподвижном состоянии, то за счет наличия разности температур верха и низа турбины происходит его временный изгиб. При неподвижном состоянии верхняя часть вала находится в зоне с более высокой температурой, чем нижняя, поэтому волокна вала снизу сокращаются быстрее, чем верхние, и вал выгибается вверх.

Для равномерного остывания вала турбины применяют валоповоротный механизм с частотой вращения ротора (для турбин малой мощности = 4, 5 об/мин, а для турбин большой мощности = 40 … 50 об/мин).

Режимы пуска и останова не автоматизированы до сих пор, потому что сложность связана со следующими факторами:

1) Блок представляет собой сложную иерархическую систему с очень большим количеством контролируемых параметров. На блоке 800 МВт количество контролируемых параметров достигает более 200.

2) Большое количество ограничений по параметрам пара и по скорости их изменения.

3) Алгоритм пуска представляет собой большое количество взаимосвязанных последовательных операций, начало и конец которых может не совпадать.

Критерий надежности

1. Дважды меняем состояние в большом диапазоне.

2. Максимально возможные колебания.

3. Все ложится на плечи оператора из-за отсутствия автоматизации остановочно-пусковых процессов, следовательно, вероятность совершения ошибки выше. Из всех аварий 90 % связано с остановочно-пусковыми режимами и 30 % из них связано с ошибкой оперативного персонала, а 70 % происходит на этапах пуска.

Таким образом, остановочно-пусковой режим является самым не надежным и худшим по маневренности.

По остановки блока системный оператор дает нормативные требования, которые сложно выполнить оперативному персоналу, следовательно, появляются большие штрафы. Считается, что станция должна взять на себя расходы из-за недодачи электроэнергии в размере стоимости удельного расхода топлива станции с самыми наихудшими показателями. По показателям маневренности ввели ограничение по останову блока — не более одного раза в сутки.

⇐ Предыдущая 8 9 10 11 12 13 141516 17 Следующая ⇒