ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 06.04.2021
Просмотров: 1420
Скачиваний: 4
ЕНЕРГЕТИЧНІ
ТА
ТЕПЛОТЕХНІЧНІ
ПРОЦЕСИ
Й
УСТАТКУВАННЯ
–
составляющая
себестоимости
на
амортизационные
отчисления
,
которая
зависит
от
затрат
на
реализацию
аппаратуры
управления
и
регулирования
СЕБЕСТОИМОСТЬ
ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
БЛОКА
Заработная
Амортизация
Текущий
основных
плата
Топливо
ремонт
средств
КПД
блока
нетто
КПД
КПД
Расход
котла
турбины
на
собственные
брутто
брутто
нужды
Сокращение
Снижение
Выработка
времени
аварийности
дополнительной
пуска
блока
Условия
работы
металла
Рис
.
Схема
связи
себестоимости
вырабатываемой
электроэнергии
с
автоматическим
управленим
блока
в
пусковых
режимах
электроэнергии
Автоматизация
пусковых
режимов
Известно
,
что
теплоэнергетические
установки
имеют
максимальный
КПД
при
номинальных
параметрах
пара
или
,
по
крайней
мере
,
близких
к
ним
.
При
этом
КПД
монотонно
возрастает
по
мере
роста
этих
параметров
.
Следовательно
,
при
пусках
следует
стремиться
к
максимально
быстрому
подъему
параметров
и
нагружению
установки
,
так
как
это
способствует
повышению
среднего
значения
КПД
установки
.
При
сокращении
времени
пуска
уменьшается
и
расход
электроэнергии
на
собственные
нужды
.
Условия
работы
металла
и
состояние
оборудования
влияют
на
КПД
блока
,
а
также
на
внешнюю
составляющую
общего
критерия
через
выполнение
диспетчерского
графика
нагрузки
.
Учесть
это
влияние
очень
трудно
,
так
как
необходимо
сначала
8’2012
100
ЕНЕРГЕТИЧНІ
ТА
ТЕПЛОТЕХНІЧНІ
ПРОЦЕСИ
Й
УСТАТКУВАННЯ
определить
на
основе
статистического
анализа
влияние
режимов
пуска
на
состояние
оборудования
,
а
затем
,
оценить
влияние
состояния
оборудования
на
технологию
.
Для
определения
условий
работы
металла
необходимо
определить
изменения
напряжений
в
металле
парогенератора
при
пуске
,
выделить
наиболее
уязвимые
места
и
определить
оптимальные
схемы
управления
.
Если
известна
зависимость
напряжения
в
металле
от
измеряемых
показателей
,
то
по
этой
модели
можно
непосредственно
определить
напряжение
(
решая
уравнение
в
общем
случае
нелинейное
и
с
частными
производными
),
а
затем
по
влиянию
этого
напряжения
на
надежностные
характеристики
оборудования
определить
и
составляющую
критерия
затрат
на
текущий
ремонт
оборудования
.
При
определении
критерия
по
упрощенной
модели
принимают
ограничения
на
перепады
температуры
в
различных
точках
и
темп
роста
температуры
пара
и
металла
.
Эти
ограничения
определяются
априорно
на
основании
данных
заводов
-
изготовителей
.
Влияние
на
составляющие
себестоимости
по
зарплате
и
амортизации
следует
учитывать
в
критерии
конкретно
для
данного
энергоблока
,
исходя
из
степени
высвобождения
персонала
при
автоматизации
пусковых
режимов
,
объема
и
стоимости
примененной
для
этого
аппаратуры
,
наличия
на
станции
достаточного
штата
для
обслуживания
устройств
автоматизации
и
т
.
п
.
Следовательно
,
частный
критерий
,
максимизация
которого
соответствует
оптимальному
управлению
при
пусках
энергоблоков
,
обратно
пропорционален
функционалу
времени
пуска
:
I
A
=
η
пуска
, (1)
где
А
–
коэффициент
пропорциональности
;
I
–
функционал
времени
пуска
,
зависящий
от
начального
состояния
оборудования
при
пуске
с
ограничениями
двух
типов
[4]:
–
ограничения
первого
рода
,
связанные
с
физическими
процессами
в
объекте
и
описываемые
дифференциальными
уравнениями
связи
между
входом
и
выходом
;
–
ограничения
второго
рода
,
определяемые
ограниченностью
ресурсов
управления
,
ограничениями
фазовых
координат
и
т
.
п
.,
связанные
с
моделью
зависимости
напряжения
в
металле
от
параметров
технологического
процесса
.
Эти
ограничения
могут
быть
учтены
в
виде
штрафов
.
Одна
из
форм
учета
,
например
,
может
быть
осуществлена
следующим
образом
:
(
)
доп
общ
,
i
i
i
k
i
l
i
x
x
λ
∏
=
λ
=
=
, (2)
где
λ
общ
–
коэффициент
штрафа
;
λ
i
–
функции
или
функциональные
отклонения
i
-
го
параметра
при
пуске
от
допустимого
значения
x
i
доп
.
Каждая
из
величин
λ
i
может
быть
представлена
в
виде
(
)
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
−
+
−
α
+
=
λ
2
)
(
stgn
1
1
доп
1
макс
1
превыш
доп
х
x
x
x
i
i
i
, (3)
где
8’2012
101
ЕНЕРГЕТИЧНІ
ТА
ТЕПЛОТЕХНІЧНІ
ПРОЦЕСИ
Й
УСТАТКУВАННЯ
(
)
∑
∑ ∫
=
=
=
=
−
=
r
j
j
j
j
r
j
j
t
t
i
t
t
dt
x
x
j
j
1
1
2
1
превыш
2
1
. (4)
В
выражениях
(3)
и
(4)
приняты
следующие
обозначения
:
α
i
–
коэффициент
,
учитывающий
уменьшение
пуска
η
пуска
при
превышении
допустимого
предельного
значения
i
-
го
параметра
прогрева
;
x
i
доп
–
допустимое
отклонение
параметра
;
x
i
макс
–
максимальное
отклонение
параметра
;
превыш
x
–
усредненное
значение
превышения
параметра
за
время
его
отклонения
от
доп
i
x
;
t
j
1
,
t
j
2
–
моменты
начала
и
конца
превышения
параметром
допустимого
значения
x
i
доп
;
r
–
число
этих
превышений
при
пуске
.
В
простейшем
случае
функционал
I
равен
времени
пуска
τ
.
Таким
образом
,
частный
критерий
оптимального
управления
при
пуске
энергоблока
может
быть
окончательно
выражен
следующим
образом
:
(
)
(
)
∏
=
=
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−
+
⋅
−
α
+
τ
=
η
k
i
i
i
i
i
i
x
x
x
x
А
1
доп
макс
превыш
доп
пуска
2
sign
1
1
. (5)
Обычно
в
качестве
x
i
принимают
разности
температур
в
некоторых
точках
турбогенератора
и
скорости
изменения
температур
пара
и
металла
.
Статистика
показывает
,
что
при
ручных
пусках
блоков
на
выполнение
одинаковых
операций
затрачивается
разное
время
.
Так
,
на
трех
электростанциях
с
блоками
по
200
МВт
прогрев
парогенератора
и
паропроводов
занимает
от
1,5
до
6
ч
,
а
длительность
разворота
турбогенератора
в
большинстве
случаев
составляет
от
15
до
1
ч
[1].
Ориентировочная
оценка
эффективности
автоматизации
пусковых
режимов
тепловой
электростанции
с
блоками
мощностью
по
200
и
300
МВт
приведена
в
таблице
.
При
этом
учитывались
лишь
два
фактора
:
снижение
вероятной
величины
недоотпущеной
электроэнергии
за
счет
уменьшения
числа
вынужденных
остановок
оборудования
и
сокращение
времени
пуска
.
Было
принято
,
что
автоматизация
пусковых
операций
уменьшает
время
аварийного
простоя
блока
из
-
за
разупрочнения
металла
на
50 %,
которое
составляет
7,5 %
времени
простоя
из
-
за
прочих
повреждений
турбогенератора
и
парогенератора
.
В
качестве
основного
вероятностного
фактора
,
учитываемого
при
расчете
недоотпущеной
энергии
,
было
выбрано
снижение
активной
мощности
,
вызванной
аварийным
состоянием
блока
.
Дополнительная
выработка
электроэнергии
∆
W
′
определялась
как
разность
вероятных
величин
недовыработки
электроэнергии
станцией
с
различным
числом
автоматизированных
блоков
[2].
На
основании
накопленного
на
ряде
станций
опыта
уменьшение
времени
пуска
автоматизированного
блока
по
сравнению
с
неавтоматизированным
было
оценено
в
2
ч
.
8’2012
102
ЕНЕРГЕТИЧНІ
ТА
ТЕПЛОТЕХНІЧНІ
ПРОЦЕСИ
Й
УСТАТКУВАННЯ
Таблица
Дополнительная
выработка
электроэнергии
за
год
различными
электростанциями
Дополнительная
выработка
электроэнергии
за
год
(
тыс
.
МВт
·
ч
)
Количество
и
мощность
агрегатов
ТЭС
За
счет
снижения
аварийности
блоков
∆
W
′
За
счет
сокращения
времени
пуска
∆
W
″
Всего
∆
W
Экономия
за
счет
дополнительной
выработки
электроэнергии
S
,
тыс
.
грн
.
200×(1
А
+5
Н
) 9
2,2 11,2 195
200×(2
А
+4
Н
) 17
4,4 21,4 365,9
200×(3
А
+3
Н
) 29
6,6 35,6 608,7
200×(4
А
+
Н
) 37
8,8 45,8 783,2
200×(5
А
+
Н
) 45
11 56 957,6
200×6
А
54 13,25
67,25
1150
300×(1
А
+3
Н
) 39
3,3 42,3 723,3
200×(2
А
+2
Н
) 84
6,6 90,6 1550
200×(3
А
+1
Н
) 118
9,9 127,9 2187
300×4
А
157 13,2
170,2 2910
(200×6
А
)+300×4
А
196
26,45 222,45
3803,8
Для
расчета
дополнительно
выработанной
электроэнергии
от
времени
пуска
было
принято
,
что
нагрузка
набирается
равномерно
.
Дополнительная
выработка
электроэнергии
∆
W
″
определялась
как
разность
выработанной
электроэнергии
за
одинаковый
промежуток
времени
при
ручном
и
автоматизированном
пусках
:
(
)
k
a
W
W
W
⋅
⋅
′′
−
′′
=
′′
∆
ручн
доп
,
где
а
≈
12 –
количество
пусков
блока
в
год
;
k
–
количество
автоматизируемых
блоков
.
Экономия
за
счет
дополнительно
выработанной
электроэнергии
определялась
по
формуле
(
)
(
)
топл
общ
с
c
W
W
S
−
′′
∆
+
′
∆
=
,
где
с
общ
,
с
топл
–
себестоимость
электроэнергии
и
ее
топливная
составляющая
,
принятые
по
данным
электростанциям
.
Приведенные
в
таблице
данные
являются
весьма
приближенными
из
-
за
ориентировочного
учета
некоторых
отмеченных
выше
факторов
,
а
также
неучета
части
из
них
в
связи
с
отсутствием
достоверных
статистических
данных
.
Однако
они
наглядно
иллюстрируют
и
подтверждают
,
что
основная
часть
эффективности
от
автоматизации
пусковых
режимов
энергоблока
достигается
за
счет
повышения
надежности
и
наиболее
полно
этот
эффект
может
быть
реализован
при
автоматизации
всех
энергоблоков
станции
.
8’2012
103
ЕНЕРГЕТИЧНІ
ТА
ТЕПЛОТЕХНІЧНІ
ПРОЦЕСИ
Й
УСТАТКУВАННЯ
Выводы
:
1
Реализации
различных
систем
автоматического
управления
энергоблоков
в
нестационарных
режимах
должны
предшествовать
работы
по
подготовке
основного
оборудования
,
отработке
пусковых
схем
и
режимов
,
а
также
по
оснащению
основного
оборудования
соответствующими
датчиками
,
электрифицированными
задвижками
,
надежными
регулирующими
органами
и
другими
устройствами
.
2
Выбор
системы
автоматического
управления
для
любого
уровня
автоматизации
должен
производиться
на
основе
тщательного
технико
-
экономического
анализа
.
Разработка
достаточно
аргументированных
критериев
для
такого
анализа
является
одной
из
первоочередных
задач
,
от
решения
которой
во
многом
зависит
создание
рациональных
систем
управления
энергоблоками
.
3
В
качестве
частного
критерия
,
максимум
которого
соответствует
оптимальному
управлению
при
пусках
энергоблоков
,
может
быть
выбрано
время
пуска
с
соответствующими
ограничениями
на
параметры
прогрева
в
виде
штрафов
.
Список
литературы
:
1.
Дуэль
,
М
.
А
.
Автоматизированное
управление
объектами
и
технологическими
процессами
ТЭС
и
АЭС
[
Текст
] /
М
.
А
.
Дуэль
. –
Харьков
:
ЧП
«
КиК
», 2010. – 448
с
.
2.
Дуэль
,
М
.
А
.
Автоматическое
управление
энергоустановками
в
пусковых
режимах
[
Текст
] /
М
.
А
.
Дуэль
,
А
.
Х
.
Горелик
,
А
.
Ф
.
Марьенко
. –
К
.:
Техника
, 1974. – 152
с
3
.
П
росветов
,
М
.
М
.
АСУ
Змиевской
ГРЭС
[
Текст
] /
М
.
М
.
Просветов
,
М
.
А
.
Дуэль
,
Б
.
А
.
Соляник
//
Электрические
станции
. – 1983. –
№
5. –
С
. 73-74.
4
.
Цыпкин
,
Я
.
З
.
Релейные
автоматические
системы
[
Текст
] /
Я
.
З
.
Цыпкин
. –
М
.:
Наука
, 1974. – 575
с
.
©
Дуэль
М
.
А
.,
Канюк
Г
.
И
.,
Приходько
А
.
В
.,
Фурсова
Т
.
Н
., 2012
Поступила
в
редколлегию
15.02.12
8’2012
104