Файл: Способы и возможности повышения эффективности работы тепловых электрических станций Выполнили студенты Группы тэбз221.pdf

Министерство науки и высшего образования
Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева» Институт энергетики Кафедра Теплоэнергетики и теплоснабжения Предмет Теплоэнергетика и теплотехника»
Реферат на тему Способы и возможности повышения эффективности работы тепловых электрических станций Выполнили студенты Группы ТЭбз-221
Казагашев Д.И. Рачков Г.В.
Михедько АД.
/
/ 2023 Проверил преподаватель Института энергетики
Шевырѐв Сергей Александрович
________/______/2023 Кемерово г.

СОДЕРЖАНИЕ Введение.
3 1 Способы и возможности повышения эффективности работы тепловых электрических станций.
4 Заключение. 11 Список использованных источников. 12

3 ВВЕДЕНИЕ Основой экономики России являются предприятия энергоемких отраслей промышленности химической, нефтехимической, черной и цветной металлургии, машиностроения и др. Их работа в значительной степени зависит от надежного и эффективного обеспечения топливно-энергетическими ресурсами от теплоэнергетической системы промышленных предприятий (ТЭС
ПП), и поэтому рациональное построение и эксплуатация этих систем имеет большое значение. Целью данной работы является рассмотрение способов и возможностей повышения эффективности работы тепловых энергетических станций.

4
1 Способы и возможности повышения эффективности работы тепловых электрических станций Российская Федерация является самой крупной страной в мире. В состав энергетики в основном входят

ТЭС 67 %; ГЭС 20 %; АЭС 12 %; солнечная энергетика 1 %;

сетроэнергетика менее 1 %. На рисунке 1 показана структура энергетики поданным. Рисунок 1 – структура энергетики РФ Как видно из рисунка, самая существенная доля в балансе энергосистеме по установленной мощности имеют тепловые электростанции. С одной стороны, простота конструкции и обработанность технологий эксплуатации и ремонта, ас другой низкие капитальные затраты за единицу мощности [1]. Между тем, при, казалось бы, низких затратах и низкой себестоимости продукции при строительстве новых электростанций на ТЭС существует

5 достаточно много технологических несовершенств, которые требуют вмешательства инженера. Одним из таких примеров является оптимизация режимов работы ТЭС. При одних и тех же внешних воздействиях, таких как температура наружного воздуха нагрузка промышленного потребителя по пару и горячей воде электрическая нагрузка, задаваемая диспетчером энергосистемы, существует оптимальное распределение нагрузок внутри ТЭС, при которых потребление топлива становится минимальным. Так в работе показано, что оптимальное распределение нагрузок может позволить снизить потребление топлива на 1,5–
3 % [2]. Изношенность основных фондов на большинстве электростанций и снижение уровня квалификации инженерного состава электростанций, в связи с изменением структуры образования и банальным уходом на пенсию старых высококвалифицированных кадров наталкивает на мысль про высокий потенциал снижения себестоимости продукции на ТЭС простыми способами. Одним из способов повышения эффективности работы ТЭС является оптимизация тепловых потоков внутри станции. Они хорошо описаны в работах.
Оптимизация потоков внутри ТЭС, как правило сопряжена с существенными затратами ресурсов. Между тем можно мероприятия, направленные на оптимизацию тепловых потоков разделить на высокозатратные, низкозатратные и беззатратные. Принципиально разделить затраты на ТЭС можно на котельные агрегаты, турбины, вспомогательное оборудование. Основной проблемой в котельном агрегате являются повышенные присосы. Разделяя котельный агрегат на топку и газоход можно влияние присосов на экономичность различна. При наличие повышенных присосов в топку механизм снижения экономичности заключается в следующем

6 для организации нормального горения требуется определенное соотношение топлива и воздуха [3]. Избыток воздуха на выходе из топки для газовых котлов 1,05–1,15, для пылеугольных характерно 1,15–1,3 [4]; на выходе из топки поддерживается заданное соотношения топлива и воздуха, называемым содержанием кислорода в режимном сечении. При наличии присосов в топку, воздух начинает участвовать в горении снижается организованный расход воздуха в топку, при этом увеличивается температура уходящих газов, т. к. количество тепла, утилизируемого с уходящих газов, снижается. При наличии присосов в газоход в основном эффективность котла падает за счѐт увеличения затратна тягодутьевые механизмы, т. к. увеличивается количество дымовых газов. Второе, более низкое влияние оказывает повышенный объѐм, разбавленный воздухом с более низкой температурой относительно температуры дымовых газов. Понижение температуры газов присасываемым воздухом вызывает снижение температурных напоров в хвостовых поверхностях нагрева, что в свою очередь снижает КПД котельного агрегата. Основными проблемами на теплофикационных турбинах являются снижение относительного внутреннего КПД проточной части повышенные температурные напоры (недогревы) в подогревателях и конденсаторах турбин повышенные присосы в вакуумную систему

сзнос концевых уплотнений Снижение внутреннего относительного КПД оказывает негативное влияние на экономичность паровой турбины. Электрическая мощность при определѐнном расходе острого пара можно найти из соотношения
(1)

7 где
– расход пара, кг/с;
– располагаемый теплоперепад, кДж/кг;
– внутренний относительный КПД
– электромеханический КПД [5]. При снижении внутреннего относительного КПД при сохранении электрической нагрузке придѐтся увеличить расход пара на турбину, что вызовет увеличение расхода топлива, т. к. его можно найти из соотношения
(2) где
– энтальпия острого пара, кДж/кг;
– энтальпия питательной воды, кДж/кг;
– расход топлива, кг/с;
– теплота сгорания топлива, кДж/кг;
– КПД котельного агрегата. Как видно, изменение расхода пара вызывает пропорциональное изменение расхода пара. При этом следует отметить, что основным экономическим показателем по турбине является удельный расход тепла на выработку электроэнергии. При анализе эффективности работы турбины можно попасть в ловушку, если некорректно учитывать особенность теплофикационных турбина именно независимость теплофикационного потока от внутреннего относительного КПД. Это связано стем, что паровые турбины типа Р не зависят от экономичности проточной части, что отмечено в. Отсюда можно сделать вывод, что теплофикационные потоки слабо зависят от внутреннего относительного КПД и следует учитывать при определении экономичности удельную теплофикационную выработку [6].

8 Повышенные температурные напоры влияют на экономичность оборудования по-разному. Если рассматривать теплофикационную турбину, то наиболее критичным узлом для строгого контроля являются сетевые подогреватели [7]. Повышенные температурные напоры снижают долю комбинированной выработки электрической энергии за счѐт повышения давления в теплофикационном отборе. Повышенные температурные напоры в сетевых подогревателях возникают в трѐх случаях

отглушение трубок ввиду их износа, тем самым снижая полезную площадь нагрева загрязнение трубок, ввиду не выдерживания параметров воднохимического режима в тепловых сетях эксплуатационное не выдерживание уровня конденсата в сетевом подогревателе, вызывающее проскок пара [8]. Одним из факторов влияющим на повышенные температурные напоры является присос в вакуумную систему. Особенностью поверхностных теплообменников является, то что при наличие воздуха в паровом пространстве происходит снижение коэффициента теплопередачи на 30–50 % [9]. Нельзя забывать, что многие теплофикационные турбины в своей системе имеют теплофикационные пучки, либо конденсатор используют в качестве сетевого подогревателя полностью. Износ концевых уплотнений определяется по парению в районе турбин и повышенными присосами в вакуумную систему при максимальном повышении давления пара на уплотнение, при котором происходит уже обводнение масла
[10]. Вспомогательное оборудование на ТЭС достаточно обширно и требует детального анализа и нормирования потоков потребления энергетических ресурсов. В основном технический анализ проводят крупных механизмов, потребляющих значительное количество тепла и электроэнергии, таких как питательные электронасосы, тягодутьевые механизмы, циркуляционные насосы

9 и др. Каждый из механизмов, как правило позволяет оптимизировать на него затраты.

10 ЗАКЛЮЧЕНИЕ Таким образом, выполнение данной работы позволило определить основные способы и возможности повышения эффективности работы тепловых электрических станций, среди которых оптимизация режимов работы ТЭС; снижение присосов в котельные агрегаты повышение эффективности работы теплофикационных турбин, как за счѐт оптимизации тепловых схем, таки оптимизации внутренних потоков тепла повышение эффективности теплофикационного комплекса оптимизация затратна вспомогательное оборудование и системы.

11 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Казаков В. Г. Эксергетические методы оценки эффективности теплотехнических установок / В. Г. Казаков. – СПб.: Юрайт, 2013 – 93 с.
2. Муслина ДБ. Научно-методическое обеспечение модернизации теплоэнергетических систем / ДБ. Муслина. Минск, 2016 – 172 с.
3. Дуванов С. А. Исследование работы тепловых насосов на режимах, отличных от номинального, при сохранении выходных параметров дис. канд. техн. наук 01.04.14 / С. А. Дуванов. Астрахань, 2006 – 196 с.
4. Ефимов Н.Н. Анализ использования тепловых насосов на тепловых и атомных электростанциях / Н. Н. Ефимов и др // Известия ВУЗов. Северокавказский регион. Серия Технические науки. 2010. № 4. С. 35–39 5. Валиев Р.Н. Повышение эффективности парогазовой установки с котлом-утилизатором за счет включения в схему абсорбционного преобразователя теплоты / Р. Н. Валиев и др // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2017. Т. 19, № 11–12. С. 101-111.
6. Курнакова НЮ. О возможности повышения энергоэффективности тепловой схемы ТЭС с применением теплового насоса / НЮ. Курнакова, А. В.
Нуждин, А. А. Волохонский // Вестник ИрГТУ. 2018. Вып. 22, № 7. С. 114–122.
7. Повышение эффективности работы ТЭС при организации контроля параметров и диагностики эксплуатационного состояния теплоэнергетического оборудования // Энергосбережение и водоподготовка – 2007, № 2. С.
8. Борисов ГМ. Возможности повышения энергоэффективности производства на ТЭС / / Энергетика эффективность, надежность, безопасность
– Материалы Х Всероссийской научно-технической конференции / ТПУ, 4-6 дек. 2013 - Томск Изд. ООО «Скан», 2013 – С.
9. Иванов С.А. Метод повышения электрической мощности турбин /
С.А. Иванов, А.Г. Батухтин, Н.В. Горячих // Промышленная энергетика. – 2009.
– № 12. – С. 13-15.
10. Костюк А.Г. Турбины тепловых и атомных электрических станций

12 Учебник для вузов. - е изд, перераб. и доп./А.Г. Костюк, В.В. Фролов, А.Е.
Булкин, АД. Трухний; Под ред. А.Г. Костюка, В.В. Фролова. – М Издательство МЭЙ, 2001. – 488 сил