Решение задачи оптимизации

Для указанной задачи существуют следующие ограничения:

1) на потребление пара турбиной, исходя из следующих областей границы нормативной паровой характеристики:

– первая граница (режим с нулевым теплофикационным отбором)

, (8.3)

– вторая граница (ограничение на максимальный расход в конденсатор)

, (8.4)

где , , , – коэффициенты, определяющие границы.

С учетом (9.2) ограничения (9.3), (9.4) на потребление пара турбиной выражаются следующими соотношениями:

– первая граница

,

– вторая граница

.

2) на выработку электрической энергии

,

где – заданное значение электрической энергии, которое необходимо выработать блоком турбин;

– общая выработка электрической энергии блоком турбин, которая определяется из следующего соотношения

,

где

,

где – максимально возможная выработка электроэнергии i -й турбиной, которая определяется по нормативной паровой характеристике.

3) на расход пара теплофикационного отбора

,

где , – соответственно максимально и минимально возможные расходы пара теплофикационного отбора.

4) на тепловую нагрузку

,

где – общая тепловая нагрузка блока турбин, которую необходимо выработать;

– расчетная тепловая нагрузка блока турбин, которая определяется из следующего соотношения

,

где – неизвестные коэффициенты зависимости;

– расчетная величина, определяемая по следующему соотношению

.

Данную задачу также можно решать с учетом поправок. В этом случае соотношения (8.2) –(8.4) соответственно будут иметь вид:

,

,

,

где – нормированная величина отклонения давления свежего пара от его нормативного значения;

– нормированная величина отклонения температуры свежего пара от его нормативного значения;

– нормированная величина отклонения давления пара в теплофикационном отборе от его нормативного значения;

– нормированная величина отклонения давления пара в конденсационном отборе от его нормативного значения.

На вводимые поправки существуют следующие ограничения

,

где , – соответственно максимальная и минимальная нормированная величина отклонения давления свежего пара от его нормативного значения;

,

, – соответственно максимальная и минимальная нормированная величина отклонения температуры свежего пара от его нормативного значения;

,

, – соответственно максимальная и минимальная нормированная величина отклонения давления пара в теплофикационном отборе от его нормативного значения;

,

, – соответственно максимальная и минимальная нормированная величина отклонения давления пара в конденсационном отборе от его нормативного значения.

На основе приведенных соотношений была разработана программа оптимальной нагрузки параллельно работающих турбоагрегатов по данным эксплуатации по критерию минимума потребления пара блоком турбин.

Программа «ТГ-ПАР»

Моделирование оптимизации нагрузки параллельно работающих турбоагрегатов по данным эксплуатации турбин осуществляется при помощи разработанной программы «ТГ-ПАР». Эта программа рассчитывает необходимые значения параметров для построения энергетических характеристик по заданным параметрам турбогенератора. При постоянной выработке электрической и тепловой мощности, изменяя давление в отборах и температуру свежего пара, можно рассчитать изменения расхода свежего пара и тепла на турбину. Использование программы упрощает расчет режимов турбины по нормативным энергетическим характеристикам.

Искомые параметры рассчитываются на основе нормативных диаграмм для каждой турбины. Так как турбины находятся в эксплуатации длительное время, реальные параметры турбин отличаются от номинальных. Для этого в программе введены расчеты поправок на условия эксплуатации.

Рассмотрим пример расчета коэффициентов влияния режимных параметров турбины на объемы потребления пара и тепла. В качестве расчетного объекта рассмотрим блок турбогенераторов. На первом шаге расчетов задаем приращение отклонению давления пара на входе турбины при неизменной электрической и тепловой нагрузке турбин, приведенной в табл. 8.1.

Таблица 8.1

Значения электрической и тепловой нагрузок турбин

№ ТГ	Электрическая нагрузка Wэ, МВт	Теплофикационный отбор Dт, т/ч
	52,00	90,09
	51,00	84,98
	49,00	119,30
	60,00	129,62
	62,00	118,43
	57,00	131,46

С помощью программы «ТГ-ПАР» рассчитываются значения расхода свежего пара , т/ч на турбину. Далее рассчитывается потребления тепла на турбину , Гкал/ч, по формуле

,

где – энтальпия пара, ккал/кг;

– энтальпия питательной воды, ккал/кг.

После этого с помощью программы «Регрессия» надстройки «Пакет анализа» в Excel определяются зависимости

,

где – коэффициент влияния по давлению свежего пара, Гкал/(ч∙ати);

– фактическое значение давления свежего пара, ати;

– номинальное значение давления свежего пара, ати.

В расчетном примере значения для каждой турбины приведено в таблице 8.2.

Таблица 8.2

Значения для каждой турбины

	ТГ1	ТГ2	ТГ3	ТГ4	ТГ5	ТГ6
	–0,057	–0,056	–0,054	–0,166	–0,059	–0,054

Аналогично для нахождения коэффициента влияния по температуре свежего пара задаются различные значения отклонения температуры свежего пара от номинального значения. С использованием программы «ТГ-ПАР» определяются и . После этого с помощью программы «Регрессия» надстройки «Пакет анализа» в Excel определяются зависимости

,

где – коэффициент влияния по температуре свежего пара, Гкал/(ч∙°С);

– фактическое значение температуры свежего пара, °С;

– номинальное значение температуры свежего пара, °С.

Повторяя указанную процедуру для всех параметров, в результате будет построена расчетная зависимость потребления тепла турбиной

.

Значения , , , для каждой турбины приведены в таблице 8.3.

Таблица 8.3

Значения коэффициентов влияния для каждой турбины

ТГ1	–0,057	–0,18	3,56	–122,59
ТГ2	–0,056	–0,17	3,32	–121,21
ТГ3	–0,054	–0,16	4,66	–122,18
ТГ4	–0,166	–0,20	15,04	–72,83
ТГ5	–0,059	–0,13	5,44	–76,17
ТГ6	–0,054	–0,12	7,34	–66,23

Фактическую зависимость потребления тепла турбиной по данным эксплуатации представим в аналогичном виде

,

здесь неизвестная величина – фактическое потребление тепла в номинальном режиме, Гкал/ч.

,

где – номер наблюдения за турбиной. Отсюда следует, что в номинальном режиме фактическое наблюдение тепла определяется формулой

,

далее значение отклонения усредняется

.

В среднем величина (прочие резервы) составила 21 тонну, что говорит о значительном отклонении параметров режимов работы турбин ТЭЦ от нормативных значений.
В этой связи представляет интерес определить величину отклонений потребления тепла за счет отклонения режимных параметров

,

отклонения представлены в таблице 8.4.

Таблица 8.4

Величина отклонений потребления тепла за счет отклонения режимных параметров

	ТГ1	ТГ2	ТГ3	ТГ4	ТГ5	ТГ6
	–6,03	–3,04	–7,00	–4,28	6,02	8,59

Приведенный пример показывает, что с использованием разработанной программы
«ТГ-ПАР» можно без особых сложностей выполнить расчеты необходимых значений для таблиц отчета по тепловой экономичности турбин электрических станций.

Дата добавления: 2014-12-29