Особенности распределения нагрузки при комбинированном производстве энергии на ТЭЦ

В теплофикационных агрегатах электроэнергия может быть выработана в двух основных режимах: на тепловом потреблении и в конденсационном режиме. По экономичности режимы сильно отличаются друг от друга. В конденсационном режиме имеются большие потери тепла, связанные с конденсацией пара. В теплофикационном режиме эти потери отсутствуют. поэтому на ТЭЦ в первую очередь следует стремиться к выработке электроэнергии по теплофикационному циклу.

Если решается вопрос о распределении нагрузки между агрегатами типа Т и ПТ имеющих энергетические характеристики:

То в первую очередь распределяется тепловая нагрузка по максимальной удельной выработке на тепловом потреблении.

При распределении электрической и тепловой нагрузки, в первую очередь распределяется тепловая нагрузка, и при этом надо учитывать:

1. Параметры пара в отборах (в первую очередь загружается отбор с большим , для турбин типа ПТ – теплофикационный).

2. величину максимальной нагрузки отбора турбины, задаваемой в характеристике ().

3. Необходимость соблюдения при нагрузке турбины величин технического максимума и минимума электрической нагрузки.

4. Необходимость минимального пропуска пара в конденсатор турбины, на котором вырабатывается привязанная конденсационная мощность, которая должна быть не меньше 10% от номинальной мощности турбины.

Это необходимо для вентиляции конденсаторов.

5. Если на станции имеется противодавление турбины, то они загружаются в первую очередь по теплу, т.к. электроэнергия получается на них самым экономичным способом (отсутствует конденсатор).

6. Электрическая нагрузка теплофикационных агрегатов складывается из нагрузки по теплофикационному циклу и нагрузки по конденсационному циклу

появляется если при распределении электрической нагрузки на ТЭЦ полностью загружены до максимального значения, загружены конденсационные хвосты и при этом остается непокрытой электрическая нагрузка. Остаток электрической нагрузки распределяется между агрегатами по min относительных приростов.

7. Непокрытая из отборов турбины тепловая нагрузка передается на РОУ – редукционно охладительная установка и ПВК – пиковый водогрейный котел.

Распределение нагрузки между

агрегатами с криволинейными характеристиками.

Для случая криволинейных характеристик агрегатов минимум суммарного расхода энергии можно определить, если приравнять нулю первую производную , взяв за независимую переменную нагрузку любого агрегата.

Если , то

Необходимо, чтобы соблюдалось условие

Для получения минимальных затрат первичной энергии необходимо перераспределить нагрузку между агрегатами с криволинейными характеристиками по равенству относительных приростов.

Этот вывод справедлив только для вогнутых характеристик, которые бывают у котлов, гидроагрегатов, трансформаторов, ЛЭП.

При случае выпуклых характеристик условие равенства нулю первой производной будет приводить не к минимуму, а к максимуму первичной энергии.

Если агрегаты имеют выпуклые характеристики, то необходимо загружать агрегаты в первую очередь на максимальную нагрузку те, у которых меньше относительные приросты при максимальной нагрузке. Остаток нагрузки передается на агрегаты с большим удельным приростом.

Если агрегаты имеют одинаковые характеристики и агрегатов n единиц, то сначала загружают по максимуму n–1 агрегат, а остаток передают на последний агрегат.

(Вариант Б) Выбор состава работающего оборудования,

при условии появления нагрузки, когда агрегаты стоят.

Вопрос о выборе состава работающего оборудования встает в случае изменения нагрузки. Решение этой задачи может иметь различную степень сложности.

1. Нагрузка может быть покрыта при работе одного из имеющихся агрегатов. Очевидно, выбирается такой, который для покрытия нагрузки израсходует min энергии.

Имеются два агрегата со следующими характеристиками:

Работающий агрегат выбираем по min , а не min , т.к. на экономичность в данном случае влияет и – расход энергии на холостой ход.

2. Допустим, что характеристики пересекаются.

Очевидно, что до нагрузки экономичнее работать на первом агрегате, а при нагрузке сверх – на втором агрегате.

Для каждой пары агрегатов можно определить величину

– соответствует одинаковому расходу энергии и в первом и во втором агрегатах:

; ;

– значение равноэкономической нагрузки.

Всегда ли экономично при нагрузке выше останавливать один агрегат и пускать другой. Очевидно, только в том случае, если экономия будет больше дополнительных расходов на пуск–останов. Определим значение нагрузки, при которой целесообразно остановить один агрегат и пустить другой и при этом получить экономию первичной энергии.

Экономия:

;

Расход:

Целесообразно, когда

Отсюда можно определить величину нагрузки, при которой целесообразна эта операция

– для продолжительности 1 ч.

За время t

Обычно пуск одного и останов другого агрегата бывает очень редко. Чаще требуется при ночном провале графика нагрузки решать вопрос о останове агрегата на определенное время, или остановить его работать на холостом ходу.

Пример:

Определить целесообразность остановки ТА на 6 ч. в период ночного спада нагрузки.

В результате остановки на другой агрегат передается 15 МВт нагрузки,

Экономия:

Расход:

Вывод: данный агрегат целесообразно остановить на 6 ч.

3. Нагрузку могут нести больше 2-х агрегатов. Сколько агрегатов надо включить в работу n или n+1

Они имеют:

Если получается с «+», то переход от n к n+1 агрегату уменьшает расход первичной энергии. Если получаем «–», то это увеличивает расход первичной энергии.

Энергетические характеристики

котельных агрегатов.

Энергетическая характеристика котельного агрегата представляет собой функцию

– расход топлива, т.у.т.

– количество тепловой энергии Гкал.

Так же как и в энергетических характеристиках турбин здесь чаще всего кривую зависимость расхода топлива от количества полученной тепловой энергии спрямляют, но не одной прямой, а тремя, которые характеризуют три различные зоны нагрузки котельного агрегата.

– величина относительного прироста расхода топлива.

I – зона характеризуется:

• медленным возрастанием потерь

• небольшой нагрузкой

• низким к.п.д.

• неустойчивым режимом

II – зона:

• зона экономической работы

• максимальный к.п.д.

III – зона:

• зона перегрузок

• снижение к.п.д.

• быстрое потерь

III зона

I зона может достигать 50% Р_н..

Обычно котельные агрегаты эксплуатируются при режимах, лежащих во II зоне.