Оптимизация параметров энергоблоков угольных мини-ТЭЦ, работающих в автономных системах энергоснабжения

• Автор: Сушко, Светлана Николаевна
• Шифр специальности: 05.14.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 130 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. МЕТОДИКА ОПТИМИЗАЦИИ ПАРАМЕТРОВ ЭНЕРГОБЛОКА УГОЛЬНОЙ МИНИТЭЦ.

1.1.Постановка задачи оптимизации параметров энергоблока угольной миниТЭЦ

1.2.Методический подход к решению задачи согласованной оптимизации конструктивных характеристик и режимов работы энергоблока миниТЭЦ

2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЭНЕРГОБЛОКА УГОЛЬНОЙ ПАРОТУРБИННОЙ МИНИТЭЦ

2.1.Вопросы математического моделирования теплоэнергетических установок.

2.1.1. Математическая модель охладителя пара, ориентированная

на конструкторский расчет.

2.1.2. Математическая модель охладителей пара, ориентированная

на поверочный расчет

2.1.3. Математическая модель отсека паровой турбины, ориентированная на поверочный расчет регулирующая
ступень
2.2.Технологическая схема энергоблока угольной паротурбинной миниТЭЦ
2.3.Расчетная схема угольного паротурбинного энергоблока
2.4.Математические модели конструкторского и поверочного расчетов энергоблока угольной паротурбинной миниТЭЦ.
2.5.Решение задачи оптимизации угольного паротурбинного энергоблока с помощью комплексной математической модели
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОПТИМИЗАЦИОННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
ЭНЕРГОБЛОКА УГОЛЬНОЙ МИНИТЭЦ
3.1.Исходные данные для оптимизационных исследований.
3.2.Анализ эффективности процесса оптимизации
3.3.Результаты оптимизационных расчетов по критериям минимума суммарной стоимости тепловой и электрической энергий, минимума годового расхода топлива и минимума
капиталовложений
3.4.Определение оптимальной зависимости между минимальными
капиталовложениями и годовым расходом томлива.
3.5.Результаты оптимизационного расчета по критерию минимума суммарной стоимости тепловой и электрической энергий с увеличенной тепловой нагрузкой.
3.6.Сопоставление экономической и энергетической эффективности угольных энергоблоков на оптимизированных и стандартных параметрах.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Начиная с момента изобретения теплового двигателя в начале XIX века, ученые стремятся к совершенствованию процессов для приближения к «идеальному циклу» преобразования энергии топлива в теплоту и энергию. До появления электронно-вычислительных машин в первой половине XX века велись «ручные» расчеты с использованием аналитических методов. Были созданы: метод теплового баланса, с помощью которого можно определить источники потерь тепла и пути их снижения; методы оценки влияния изменения в тепловой схеме на экономичность станции с помощью коэффициента ценности теплоты, коэффициента изменения мощности [2Ц и ДР* Появились работы в области экономики энергетики и технико-экономического обоснования параметров и оценки эффективности разных типов электростанций, видов топлива и энергоносителей []. В -е гг. В.Я. Рыжкиным [, ] был разработан метод эквивалентных теплоиерепадов, использующийся для термодинамического анализа паротурбинных установок. А.И. Андрющенко, Р. З. Аминова и др. Саратовском государственном техническом университете [-]. Появление в конце -х годов электронно-вычислительных машин обусловило массовую разработку математических моделей для исследований и управления развитием и функционированием систем во всех областях энергетики. В начале ЭВМ использовались для «механизации» расчетов но имеющимся методикам и методам, позже начали разрабатываться новые математические методы и модели, специально ориентированные на применение вычислительной техники []. Известно достаточно много работ по применению математического моделирования и оптимизации, направленных на повышение экономической и энергетической эффективности ТЭУ. Такие работы ведутся как в нашей стране, так и за рубежом [, -]. С целью расширения исследований по развитию энергетики с использованием математического моделирования и ЭВМ в г. Сибирский энергетический институт СО АН СССР (сейчас Институт систем энергетики СО РАН). Разработкой математических моделей в области расчетов нестационарных и установившихся режимов электроэнергетических систем, управления ими и оценки их надежности занимались многие научно-исследовательские (ВНИИЭ, ЭНИН им. Г.М. Кржижановского, ИСЭМ, Энергосетьпроект и др. МЭИ, УПИ, ЛПИ и др. Подход, основанный на сочетании аналитических методов оптимизации с математическим моделированием энергоустановок атомных электростанций, представлен в работе Андреева П. А., Гринмана М. И., Смолкина Ю. В. (НПО ЦКТИ) []. Вульманом Ф. А. и Хорьковым Н. С. (ЦИНИКА) предложено построение математических моделей теплоэнергетических установок на основе модульного программирования [-]. Институте проблем машиностроения АН Украины Шубенко-Шубиным Л. А., Палагиным A. A. и др. Применение методов нелинейного программирования реализовано в ННГТУ A. C. Карабасовым, Г. Б. Усыниным и др. Работы В. М. Боровкова, С. А. Казарова А. Г. Кутахова [, ], выполненные в СПбГТУ и Ленэнерго, посвящены автоматизированному проектированию тепловых схем паротурбинных установок ТЭС и АЭС и моделированию переменных и стационарных режимов их работы. В Новосибирском государственном техническом университете Ноздренко Г. В., Щинниковым П. А. и др. ТЭС с традиционными и новыми технологиями. Функциональной частью вычислительного комплекса является структурная схема TEPLOT. Настройка блоков программы производится по агрегатам (котлу, турбине, техническим схемам и др. Для определения показателей котлов и настройки их моделей применяются специализированные программы, а при расчете газификаторов - программы, разработанные в НГТУ []. Выполнен ряд работ по исследованию экологически перспективных энерготехнологических блоков электростанций с новыми технологиями [-], разработана методика технико-экономической оптимизации энергоблоков ТЭС с использованием интегрального критерия эффективности []. Работы по моделированию энергетических установок проводились и за рубежом [-, -]. Более подробно следует отметить работы итальянских ученых A. Toffolo, A. Lazaretto [], в которых используется, как и в данной диссертационной работе, вариант подхода к оптимизации ТЭУ с учетом как экономической, так и энергетической эффективности.