Оптимизация режимов ПГУ при участии ее в регулировании мощности и частоты в энергосистеме : на примере ПГУ-450

• Автор: Хуршудян, Смбат Размикович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 147 с. : ил.

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-
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-
4 5 ОТ
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

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

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 па 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
каждого котла-утилизатора. После ГПК конденсат направляется в деаэратор. Питание деаэратора осуществляется паром низкого давления. Для исключения попадания входных труб ГПК в зону «точки росы», к конденсату перед ГПК с помощью насосов рециркуляции (РЦН) подмешивается нагретый в ГПК конденсат в таком количестве, чтобы его температура после смешения составляла не менее 60 °С. К указанным насосам также подключен водоводяной теплообменник (ВВТО), в котором осуществляется подогрев сетевой воды нагретым в ГПК конденсатом. Использование ВВТО позволяет более глубоко охладить дымовые газы и дополнительно получить 6-8 МВт теплофикационной нагрузки с каждого корпуса котла-утилизатора.
Для каждого котла-утилизатора предусматриваются паровые байпасы паровой турбины по ВД и НД. Па каждом байпасе ВД устанавливается быстродействующая редукционно-охладительная установка (БРОУ) рассчитанная на номинальный расход пара при работе паровой турбины с одной ГТУ. Регулирования давления и температуры пара в котле в рабочем диапазоне нагрузок не предусмотрено, блок рассчитан для работы при скользящих параметрах пара, определяемых температурой и расходом газов, поступающих в котел из ГТУ, а также режимом работы паровой турбины. Мероприятий по снижению выбросов N0* в котле нет, их концентрация в уходящих газах определяется работой камер сгорания ГТУ.
В схеме блока применен деаэратор, работающий при давлении 0,4-0,7 МПа. Это упрощает конструкцию котла-утилизатора (пет экономайзера низкого давления и «кипящего» экономайзера), практически не снижая экономичность блока. Часть выработанного в контуре НД пара до поступления в турбину отбирается в деаэратор для осуществления деаэрации конденсата. Из деаэратора питательная вода электронасосами низкого давления (два рабочих, один резервный) подастся непосредственно в барабаны НД, а электронасосами ВД (два рабочих, один резервный) - в экономайзеры ВД.
Регулирование уровня воды в барабане НД осуществляется регулирующим питательным клапаном, установленным перед барабаном НД.
Уровень воды в барабане ВД регулируется регулирующим клапаном, расположенным между барабаном и экономайзером ВД. Такое расположение регулирующей арматуры обусловлено необходимостью поддерживать давление в экономайзере ВД на уровне, исключающем кипение воды в обогреваемых трубах, особенно в режимах пониженных нагрузок ГТУ.
Паровал турбина теплофикационная, типа Т-125/150-7,4 с 2-мя регулируемыми отборами пара, номинальной мощностью 161,6 МВт в конденсационном режиме и 128,6 МВт в теплофикационном режиме,