Підвищення ефективності теплофікаційних блоків ТЕЦ за рахунок вибору раціональних режимів відпуску теплоти

image_print
DOI https://doi.org/10.15407/pmach2024.01.046
Журнал Проблеми машинобудування
Видавець Інститут проблем машинобудування ім. А. М. Підгорного Національної академії наук України
ISSN 2709-2984 (print), 2709-2992 (online)
Випуск Том 27, № 1, 2024 (березень)
Сторінки 46–55

 

Автори

О. Л. Шубенко, Інститут проблем машинобудування ім. А. М. Підгорного НАН України (61046, Україна, м. Харків, вул. Пожарського, 2/10), e-mail: shuben@ipmach.kharkov.ua, ORCID: 0000-0001-9014-1357

Svitlana V. Alyokhina, Університет прикладних наук Technikum Wien (Höchstädtplatz 6, 1200 Відень, Австрія), e-mail: svitlana.alyokhina@gmail.com, ORCID: 0000-0002-2967-0150

В. М. Голощапов, Інститут проблем машинобудування ім. А. М. Підгорного НАН України (61046, Україна, м. Харків, вул. Пожарського, 2/10), e-mail: goloshchapov36@gmail.com, ORCID: 0000-0002-2075-5326

О. А. Бабенко, Інститут проблем машинобудування ім. А. М. Підгорного НАН України (61046, Україна, м. Харків, вул. Пожарського, 2/10), e-mail: ola_babenko@meta.ua, ORCID: 0000-0002-7587-8470

О. В. Котульська, Інститут проблем машинобудування ім. А. М. Підгорного НАН України (61046, Україна, м. Харків, вул. Пожарського, 2/10), e-mail: kot2017ov@gmail.com, ORCID: 0000-0002-5902-9313

 

Анотація

Проаналізовано можливості підвищення економічності теплофікаційних турбін теплоелектроцентралей за рахунок вибору раціональних режимів експлуатації підігрівачів сітьової води. За допомогою програмно-обчислювального комплексу, розробленого в Інституті проблем машинобудування НАН України та адаптованого авторами до умов експлуатації генеруючого обладнання ТЕЦ з одним або двома мережевими підігрівачами, у роботі проведено комплекс розрахункових досліджень різних способів їх підключення залежно від температури зовнішнього повітря. Встановлено області позитивного ефекту, пов’язаного з підвищенням електричної потужності турбоустановки. Розрахункове дослідження виконано при типових для турбоустановки витратах сітьової води від 1000 т/год до 4500 т/год, в діапазоні зміни температури зовнішнього повітря від -11 ºС до 10 ºС (опалювальний сезон) і більше 10 ºС (гаряче водопостачання). Зміна навантаження енергоблоку здійснювалася за рахунок витрати свіжої пари при постійному тиску й температурі на вході в турбіну. Як показали результати роботи теплофікаційної турбіни Т-100/120-130 в умовах експлуатації з одним або двома теплофікаційними відборами пари, в області позитивних температур зовнішнього повітря вище 2ºС при всіх витратах сітьової води доцільно використовувати один нижній відбір (при відключеному верхньому). При цьому додаткова електрична потужність в області температур зовнішнього повітря більше 6 ºС може скласти від 0,25 МВт до 2,15 МВт. Проте при температурі зовнішнього повітря меньше 2 ºС робота з одним нижнім теплофікаційних відбором стає нераціональною. Із точки зору обрання раціональних режимів експлуатації турбоустановок найбільш важливими є результати з визначення оптимального розподілу теплового навантаження між сітьовими підігрівачами. Виграш у електричній потужності турбіни може становити на номінальному режимі експлуатації з двома підігрівачами до 2,46 МВт, а в порівнянні з використанням одноступінчатого підігріву – до 7,84 МВт. Характер впливу розподілу теплового навантаження вказує на те, що при відході від інструкційного рівномірного розподілу теплового навантаження між сітьовими підігрівачами можна отримувати додаткову електроенергію.

 

Ключові слова: математичне моделювання, підігрівач сітьової води, режими роботи, теплоелектроцентраль, теплофікаційна турбоустановка.

 

Повний текст: завантажити PDF

 

Література

  1. Шубенко А. Л., Бабенко О. А., Голощапов В. Н., Лыхвар Н. В., Козлоков А. Ю. Работа теплофикационной турбоустановки Т-100/120-130 при нагреве сетевой воды в подогревателе верхней ступени. Проблемы машиностроения. 2013. Т. 16. № 1. С. 4–9.
  2. Rusanov A., Shubenko A., Senetskyi O., Babenko O., Rusanov R. Heating modes and design optimization of cogeneration steam turbines of powerful units of combined heat and power plant. Entrgetika. 2019. Vol. 65. No. 1. P. 39–50. https://doi.org/10.6001/energetika.v65i1.3974.
  3. Шубенко О. Л., Сенецький О. В., Бабенко О. А. Підвищення ефективності паротурбінних установок різної потужності. Східно-європейський журнал передових технологій. 2014. Т. 2. № 8 (68). С. 13–19. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2014.23387.
  4. Smith A. D., Mago P. J. Effects of load-following operational methods on combined heat and power system efficiency. Applied Energy. 2014. Vol. 115. Р. 337–351. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2013.10.063.
  5. Rušeljuk P., Lepiksaar K., Siirde A., Volkova A. Economic dispatch of CHP units through district heating network’s demand-side management. Energies. 2021. Vol. 14. Iss. 15. Article ID 4553. 20 p. https://doi.org/10.3390/en14154553.
  6. Инструкция по эксплуатации паровой турбины Т-100/120-130. Харьков: Харьковская ТЭЦ-5, 1989. 121 с.
  7. Инструкция по эксплуатации турбоагрегата с турбиной типа Т-250/300-240. Киев: Киевская ТЭЦ-5, 1979. 214 с.
  8. Нормативные энергетические характеристики блока Т-250 МВт Харьковской ТЭЦ-5. Харьков: Харьковская ТЭЦ-5, 2000. 110 с.
  9. Трухний А. Д., Ломакин Б. В. Теплофикационные паровые турбины и турбоустановки. М.: Издательский дом МЭИ, 2006. 540 с.
  10. Инструкция по эксплуатации теплофикационной установки Харьковской ТЭЦ-5. Харьков: Харьковская ТЭЦ-5, 2006. 31 с.
  11. Лыхвар Н. В. Диагностирование состояния оборудования турбоустановок ТЭС и АЭС по термодинамическим параметрам на основе математического моделирования. Авиационная космическая техника и технология: сб. науч. тр. 1998. Вып. 5. С. 362–365.
  12. Лыхвар Н. В. Гибкие математические модели энергоустановок для оптимизации режимов ТЭЦ. Совершенствование турбоустановок методами математического и физического моделирования: сб. науч. тр. 2003. С. 413–419.
  13. Лыхвар Н. В., Говорущенко Ю. Н., Яковлев В. А. Моделирование теплоэнергетических установок с использованием интерактивной схемной графики. Проблемы машиностроения. 2003. Т. 6. № 1. С. 30–41.
  14. Лыхвар Н. В., Косяк Ю. Ф. Математическое моделирование и оптимальное проектирование паротурбинной установки. Теплоэнергетика. 1986. № 2. С. 69–72.

 

Надійшла до редакції 30.11.2023