Стационарные, переменные и пусковые режимы энергоблоков ТЭС - Оптимизация режимов работы ГРЭС с однотипным оборудованием

ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ГРЭС С ОДНОТИПНЫМ ОБОРУДОВАНИЕМ
Рассмотрим результаты разработки рациональных режимов работы ГРЭС с энергоблоками 200 и 300 МВт.

Рациональные режимы работы ГРЭС с энергоблоками 200 МВт

В качестве примера расчета рационального режима работы ГРЭС при частичных нагрузках была выбрана электростанция установленной мощностью 2400 МВт, имеющая 12 моноблоков мощностью 200 МВт каждый с котлами ТП-100 и турбинами К-200-130 ПО ЛМЗ.
В основу метода положен вышеуказанный принцип принцип наименьших потерь топлива на отпущенную электроэнергию с учетом обеспечения достаточной маневренности ГРЭС.
Для рабочих суток было разработано шесть вариантов про хождения графиков электрических нагрузок, а для работы в выходные дни—пять [11].
Исследованы практически все реальные комбинации способов прохождения минимальных нагрузок ГРЭС с пропорциональной разгрузкой энергоблоков, использованием остановов и пусков и переводом отдельных энергоблоков в режим минимальных нагрузок.

Рис. 6.1. Варианты прохождения графика нагрузки ГРЭС установленной мощностью 2400 МВт с энергоблоками 200 МВт в рабочие сутки: а — график нагрузки ГРЭС в рабочие сутки; б—г графики нагрузок энергоблоков при различных вариантах прохождения суточного графика нагрузок ГРЭС, / — VI номера вариантов; 1—3  —  номера энергоблоков, останавливаемых или переводимых на минимальную нагрузку

На рис. 6.1 представлены графики нагрузки ГРЭС на рабочие сутки и шесть вариантов прохождения этого графика. Вариант I предусматривает равномерное снижение нагрузки на ночные провалы на всех энергоблоках без останова.

Варианты II VI предусматривают кроме разгрузки энергоблоков также останов некоторого числа энергоблоков.
Недостатком I варианта кроме значительного пережога топлива является необходимость подсветки мазутом и перехода на режим с сухим шлакоудалением всех котлов ТП-100, так как минимальная нагрузка энергоблока снижается на пять ночных часов до 120—125 МВт. Это создает трудности при повышении нагрузки и переходе на жидкий шлак. Остальные варианты отличаются от варианта I количеством остановов и их продолжительностью. В варианте III, кроме того, два энергоблока необходимо переводить на ночь на минимальную нагрузку 50 МВт.
При максимальной нагрузке 185 МВт, обеспечиваемой одним питательным электронасосом, наиболее экономичным является вариант V с остановом двух энергоблоков на ночь, а при максимальной нагрузке на одном питательном насосе 200 МВт — вариант IV.
Фактически почти все энергоблоки ГРЭС имеют по крайней мере по одному реконструированному питательному насосу, обеспечивающему номинальную нагрузку энергоблока. При использовании реконструированных питательных насосов, обеспечивающих номинальную нагрузку энергоблока, имеется возможность значительно (на 25 т условного топлива) снизить потери топлива и довести их до 86 т условного топлива за сутки, т. е. в результате внедрения режима с остановами энергоблоков на время провала графика можно получить экономический эффект от 29 до 44 т условного топлива за сутки.
Аналогично решается задача пяти вариантов прохождения ГРЭС графика нагрузок в выходные и переходные дни (рис. 6.2).
В варианте 1 (как и на рис. 6.1) все энергоблоки равномерно разгружаются на время провалов графика нагрузки, что вызывает пережог свыше 1000 т условного топлива за три дня. В остальных четырех вариантах предусматриваются остановы энергоблоков на провалы графика нагрузок различной продолжительности, причем в вариантах II и IV производится большое количество остановов и пусков (6 и 11 соответственно), а в варианте III —переходы двух энергоблоков на нагрузку 50 МВт на ночь и на сутки. При работе на одном ПЭН до нагрузки 185 МВт наиболее экономичным оказался вариант V с тремя остановами и пусками энергоблока. Недостатком этого варианта являются сравнительно низкие ночные нагрузки блоков (144 МВт), при которых возможно ухудшение выхода шлака. При работе на одном ПЭН до 200 МВт наиболее экономичен вариант IV, при этом требуется за трое суток выполнить 11 остановов и пусков, из них 6 на ночь. Следующим за наиболее экономичным следует признать вариант II с шестью остановами и пусками, из которых всего 3 за ночь.

Рис. 6.2. Варианты прохождения графика нагрузки ГРЭС установленной мощностью 2400 МВт с энергоблоками 200 МВт:
1—5 - номера энергоблоков (остальные обозначения см. на рис. 6.1)

Режимы работы ГРЭС с остановами части энергоблоков на время провалов графика нагрузок на выходные и праздничные дни, безусловно, экономически целесообразны, эффект от их внедрения составляет от 626 до 729 т условного топлива за 3 дня, а за год от 32,5 до 38 тыс. т условного топлива и требует за год 156 остановов энергоблоков на сутки и более.

Таблица 6.1 Экономичность ГРЭС при прохождении минимума графика электрической нагрузки

Примечание. В скобках указаны потери топлива в случае, если номинальная нагрузка энергоблок обеспечивается при работе одного ПЭН

Годовой экономический эффект от внедрения рекомендованных режимов на все дни недели составляет от 38,6 до 47 тыс. т. условного топлива, при этом в течение года на ГРЭС должно проводиться от 572 до 988 остановов и пусков энергоблоков в год, из них после останова на сутки и более 156 пусков, а после остановов на ночь и на 15—18 ч — от 416 до 832. Таким образом, основной экономический эффект получается за счет внедрения режима с остановами оборудования продолжительностью от 28 до 36 ч.
Результаты расчетов потерь топлива для всех вариантов сведены в табл. 6.1

Рациональные режимы работы ГРЭС с энергоблоками 300 МВт

Для расчета рационального режима работы ГРЭС с энергоблоками 300 МВт в резкопеременном графике нагрузок энергосистем была выбрана электростанция с шестью моноблоками 300 МВт с котлами ТПП-312 и турбинами К-300-240 ПОАТ ХТЗ.
В основу расчета рациональных режимов работы ГРЭС положен тот же принцип, что и для ГРЭС с энергоблоками 200 МВт,- наименьшего удельного расхода топлива на отпущенный 1 кВт-ч, при этом задача решалась с учетом вероятности возникновения аварий и неполадок в процессе цикла останов — простой пуск, а также минимально допустимых нагрузок энергоблоков в стационарных режимах и их маневренности.
Анализ пусков энергоблоков ГРЭС показал, что из-за неполадок и аварийных ситуаций, возникающих в процессе пуска энергоблока, потери топлива при обычных эксплуатационных циклах останов простой — пуск превышают потери нормативных циклов (по графикам-заданиям типовой инструкции) не более 20% [116].

Рис. 6.3. Номограмма для определения рационального режима работы ГРЭС установленной мощностью 1800 МВт с энергоблоками 300 МВт в зависимости от длительности провала нагрузки:
I - IV соответственно в работе находятся 6. 5. 4 и 3 энергоблока

Для определения рациональных режимов работы ГРЭС исследовались различные варианты прохождения графиков минимальных нагрузок в рабочие и выходные дни. На основании анализа исследований разработан рациональный режим прохождения минимальных нагрузок ГРЭС, который представлен в виде номограммы (рис. 6.3)

Рассмотрим конкретный пример рационального режима работы ГРЭС в зависимости от графика нагрузок. Пусть нагрузка ГРЭС должна составить 1250 МВт в течение 48 ч. По номограмме на пересечении координат находим рабочую точку, которая соответствует области режима работы пяти энергоблоков. Так как наименьшие потери топлива дает равномерная нагрузка всех энергоблоков, то каждый из пяти энергоблоков в течение 48 ч будет работать с нагрузкой 250 МВт, а один энергоблок на это время останавливается.
Экономия топлива на электростанции в результате работы пяти энергоблоков с нагрузкой 250 МВт и останова одного энергоблока на 48 ч с последующим его пуском по сравнению с расходом топлива при работе шести энергоблоков с нагрузкой 208,3 МВт составляет 152 тонны условного топлива.