Исходные данные для решения задачи.
Таблица 1. Состав и мощность оборудования, установленного на электростанциях.
Типы электрических станций |
Количество и мощность турбоагрегатов по вариантам |
КЭС № 1 |
|
КЭС № 2 |
|
ТЭЦ № 3 |
|
ГЭС № 4 |
|
В качестве условия для решения задачи принимается, что все оборудование на тепловых электростанциях работает по блочной схеме: турбо-котлоагрегат.
Таблица 2. Суточные максимумы электрических и тепловых нагрузок на январь месяц
Показатели |
% |
МВт |
1. Максимум нагрузки энергосистемы в % от установленной мощности |
87% |
|
2.суточные максимумы нагрузки по месяцам: |
|
|
январь |
95% |
|
февраль |
90% |
|
март |
80% |
|
апрель |
70% |
|
май |
65% |
|
июнь |
60% |
|
июль |
60% |
|
август |
65% |
|
сентябрь |
70% |
|
октябрь |
80% |
|
ноябрь |
90% |
|
декабрь |
100% |
|
Таблица 3. Энергетические характеристики турбоагрегатов.
Типоразмеры турбин |
Уравнения энергетических характеристик |
1. К – 200 |
Вэ = 8 + 0,3Рэк + 0,366 (Р – Рэк), т.у.т./ч. |
2. К – 300 |
Вэ = 20 + 0,25Рэк + 0,266 (Р – Рэк), т.у.т./ч. |
3. Т – 175 – 130 Ротб = 0,5/2,5 ата. Qт = 160 Гкал/ч. |
Вэ = 8 + 0,32Рк + 0,135Рт , т.у.т./ч.
Рт = 0,614Qт – 8,2 МВт |
4. ПТ – 80 – 130/7 Р1мтз = 7 ата. Qп = 80 Гкал/ч. Р2мтз = 1,2/2,5 ата. Qгв = 40 Гкал/ч. |
Вэ = 8 + 0,32Рк + 0,135Рт , т.у.т./ч. Рт = 0,37Qп + 0,61Qгв – 8,7 МВт |
Условием задачи является выполнение следующих разделов топливно-энергетического баланса.
1. Расчет производственной мощности и составление годового графика ремонта основного оборудования электростанций.
2. Планирование режимов работы электростанций энергосистемы.
3. Планирование месячной выработки электроэнергии и отпуска тепла электростанциями энергосистемы.
4. Разработка топливного баланса энергетической системы.
1. РАСЧЕТ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ МОЩНОСТИ И СОСТАВЛЕНИЕ ГОДОВОГО ГРАФИКА РЕМОНТА ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ
В данном разделе определяются следующие виды производственной мощности энергосистемы:
установленная Nу
эксплуатационная Nэ
диспетчерская потребная Nдп
диспетчерская располагаемая Nдр
рабочая Nр
Эти виды производственной мощности определяются по месяцам планового года.
У становленная мощность определяется как сумма установленных мощностей, отдельных, входящих в нее электростанций.
эксплуатационная мощность представляет собой ту мощность, которая может находиться в эксплуатации. Эксплуатационная мощность отличается от установленной
н а величину, обусловленную различными факторами:
Эксплуатационная мощность энергосистемы представляет собой сумму эксплуатационных мощностей входящих в нее электростанций:
Диспетчерская потребная мощность складывается из мощности, необходимых для покрытия максимума нагрузки энергосистемы Рмсист и мощности эксплуатационного резерва Nрезэксп:
Nдпотр = Рмсист + Nрезэксп
Величина эксплуатационного резерва должна составлять не менее величины наиболее крупного агрегата в энергосистеме.
Диспетчерская располагаемая мощность равна эксплуатационной мощности за вычетом величины мощности, которая будет находиться в ремонте в данном месяце Nрем:
Nдр = Nэ - Nрем
Необходимым условием баланса производственной мощности энергосистемы должно быть равенство или превышение диспетчерской располагаемой мощности по сравнению с диспетчерской потребной:
Nдр ≥ Nдп
Следовательно, годовой график ремонта основного оборудования энергосистемы должен быть составлен таким образом, чтобы в каждом месяце планового года снижение мощности в результате вывода в ремонт агрегатов не превышало располагаемого ремонтного резерва энергосистемы Nрезрем:
Nрем ≤ Nрезрем
Ремонтный резерв мощности энергосистемы в основном образуется за счет сезонного снижения максимума нагрузки энергосистем в весенне-летний и осенний периоды года.
Ремонтный резерв определяется как разность эксплуатационной мощности и диспетчерской потребной мощности:
Nрезрем = Nэ - Nдп
Рабочая мощность определяется как разность располагаемой диспетчерской мощности и расчетного эксплуатационного резерва энергосистемы:
Nр = Nдр - Nрезрем
Подтверждением правильности составления годового графика ремонта оборудования в пределах располагаемого ремонтного резерва энергосистемы будет являться следующее уравнение:
Nр ≥ Рмсист
При условии, если
Nр > Рмсист
или
Nдр > Nдп
то образуется дополнительный эксплуатационный резерв мощности энергосистемы ΔNрезэксп который равен:
ΔNрезэксп = Nр - Рмсист
Дополнительный эксплуатационный резерв может быть использован для покрытия дополнительной нагрузки потребителей, а также для повышения надежности электроснабжения или в качестве ремонтного резерва мощности.
Располагаемый эксплуатационный резерв мощности энергосистемы равен сумме расчетного эксплуатационного резерва и дополнительного эксплуатационного резерва мощности:
Nрез.экспрасп = Nрез.экспрасч + ΔNрезэксп
При расчете эксплуатационной мощности в данном случае учитывается снижение мощности конденсационных турбоагрегатов в летние месяцы (июнь-август) в связи с повышением температуры охлаждающей воды и за счет этого ухудшение вакуума в конденсаторе. Величина снижения мощности за счет этого фактора в задании принимается 2% для чисто конденсационных турбин типа К.
В условии задачи также принято, что мощность ГЭС в маловодный период года январь-февраль и ноябрь-декабрь будет снижена на 50 МВт.
В летние месяцы, величина эксплуатационной мощности будет составлять по отдельный электростанциям:
для КЭС № 1
Nэ = Nуст*[(100 – 2)/100];
Nэ = _____*[(100 – 2)/100] = _____МВт,
для КЭС № 2
Nэ = _____*[(100 – 2)/100] = _____ МВт,
Величина эксплуатационной мощности теплофикационных турбоагрегатов с конденсацией в течение года принимается неизменной и равной установленной мощности.
Таким образом, величина эксплуатационной мощности энергосистемы с учетом ее снижения в летний период на конденсационных электростанциях и в зимний период на ГЭС по месяцам планового года будет составлять:
январь, февраль, ноябрь, декабрь Nэ = ____+ ____ + ____ + ____ = ____ МВт.
март, май, сентябрь, октябрь Nэ = ____ + ____ + ____ + ____ = ____ МВТ.
июнь - август Nэ = ____ + ____ + ____ + ____ = ____ МВт.
Диспетчерская потребная мощность определяется для каждого месяца планового года, исходя из величины суточного максимума электрической нагрузки для данного месяца.
Величина эксплуатационного резерва принимается равной мощности наиболее крупного агрегата:
Nрезэксп = 300 МВт.
Расчет диспетчерской располагаемой мощности производится в следующей последовательности:
-
определяется ремонтный резерв для каждого месяца как разность эксплуатационной и диспетчерской потребной мощностей энергосистемы;
-
планируется график вывода в ремонт агрегатов в пределах располагаемого ремонтного резерва энергосистемы;
-
рассчитывается величина диспетчерской располагаемой мощности энергосистемы по месяцам планового года.
При составлении графика ремонта принимаются следующие условия:
-
периодичность капитального ремонта всех энергоблоков 2 года;
-
длительность капитального ремонта энергоблока 300 МВт 60 дней а для остальных 30 дней
-
длительность расширенного текущего ремонта принимается 20 дней;
-
количество и продолжительность обычных текущих ремонтов для всех агрегатов принимается два по 10 дней каждый.
Все расчеты представлены в табл. 1.
Табл. 1.
|
Показатели мощности в МВт |
Месяцы планового года |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
IX |
X |
XI |
XII |
123 |
123 |
123 |
123 |
123 |
123 |
123 |
123 |
123 |
123 |
123 |
123 |
|
Установленная мощность Nу |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Эксплуатационная мощность Nэ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Максимум электрической нагрузки Рм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчетный эксплуатационный резерв Nрез.экспл |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Потребная диспетчерская мощность NДП |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Располагаемый ремонтный резерв энергосистемы Nрез.эксплрасп |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Снижение мощности энергосистемы в результате вывода в ремонт агрегатов Nрем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Располагаемая диспетчерская мощность NДР |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рабочая мощность NР |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Дополнительный эксплуатационный резерв мощности ΔNремрез |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Общая величина эксплуатационного резерва мощности Nрез.эксплрасп |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Предполагается, что вся ремонтная кампания будет проведена в период март-октябрь. Ремонт оборудования ГЭС будет проводиться за счет местного ремонтного резерва ГЭС в маловодные период года.
Как видно из таблицы 4, график ремонта оборудования правильно размещен в ремонтном резерве энергосистемы, так как для каждого месяца планового года:
Nрем < Nрезрем
Nдп > Nдр
что удовлетворяет требованиям баланса мощности. В течение ремонтного периода величина располагаемого эксплуатационного резерва мощности мало различается по месяцам и превышает расчетный эксплуатационный резерв, принимаемый равным мощности наиболее крупного агрегата энергосистемы - 300 МВт.