+
Структурно-экономический подход при выборе пиковых регулирующих мощностей на тепловых электростанциях
стр.497-508
Богдан Е. B., КАРНИЦКИЙ Н. Б.
Выход энергоблока № 2 Белорусской АЭС на уровень освоения нейтронной мощности 100 % от номинальной изменил структуру генерации Объединенной энергетической системы (ОЭС) Беларуси. При текущих нагрузках межотопительного периода 2023 г. доля атомной электростанции с работающими на полной мощности двумя энергоблоками в суточной структуре генерации республики составляет порядка 50 %. Для балансирования ОЭС при работе двух энергоблоков атомной электростанции в ночные часы требуется применение регулировочных мероприятий, превышающих по объему имеющиеся возможности. Почти полное использование регулировочного диапазона ТЭС вынужденно приведет все в более широких масштабах к останову блоков на время провалов нагрузки ночью с последующим пуском из неостывшего и горячего состояний. Данные режимы работы генерирующего оборудования неизбежны в сложившихся условиях рынка электроэнергии, что обусловило появление сложнейших задач по оценке экономической и технической эффективности привлечения к подобным режимам того или иного оборудования электростанций. В работе предложен подход к решению задачи синтеза надежности и экономичности энергетических систем на примере газовых турбин и крупных энергоблоков ПГУ. Получена обобщенная функция желательности, включающая в себя ряд параметров для выбора рационального соотношения и взаимовлияния между надежностью и экономичностью производства электроэнергии при участии оборудования тепловых электростанций в регулировании суточного графика нагрузок. Предложенная математическая модель является эффективным средством анализа пригодности оборудования к привлечению для работы в требуемых режимах эксплуатации.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Модернизация системы регенеративного подогрева питательной воды в цикле турбоустановки ПТ-60
стр.509-523
Янчук В. B., Романюк В. Н.
На промышленных ТЭЦ, характеризующихся в том числе отпуском тепловой энергии промышленным потребителям с паровым теплоносителем, в случае, когда имеет место значительный невозврат конденсата, предлагается развитие системы регенеративного подогрева питательной воды за счет утилизации низкотемпературных сбросных тепловых потоков, имеющих место непосредственно на ТЭЦ. Предлагаемое регенеративное использование низкотемпературных потоков теплоты внутри тепловой схемы ТЭЦ возможно лишь на базе применения теплонасосных установок. В данном контексте рассматривается использование парокомпрессионных тепловых насосов (ПКТН) и теплоиспользующих на базе абсорбционных бромисто-литиевых тепловых насосов (АБТН). Показано, что, несмотря на более высокий отопительный коэффициент ПКТН, термодинамическая (эксергетический КПД) и экономическая эффективность выше у АБТН. Последний имеет и эксплуатационные преимущества. В качестве компенсационных затрат энергии для АБТН, требуемых для передачи тепловой энергии от холодного источника к горячему приемнику, возможно использовать потоки теплоты с различными теплоносителями. В данной работе на примере турбогенераторной установки ПТ-60, которая является наиболее распространенным типом на ТЭЦ Белорусской энергосистемы, определены показатели повышения эффективности использования первичного топлива на ТЭЦ для варианта с паровым приводом АБТН. Рассматриваются три сценария использования АБТН в составе тепловой схемы ТЭЦ: с увеличением, сохранением или со снижением выработки электрической энергии. Последний актуален в нынешней ситуации, сложившейся в Объединенной энергетической системе Беларуси. В этом случае, при сохранении минимального пропуска пара в конденсатор 12 т/ч, получено увеличение электрического КПД станции на 0,90 %, энергетического КПД на 0,55 % и эксергетического КПД на 0,23 %.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Расчетно-экспериментальное исследование локальных характеристик процесса псевдоожижения топливных гранул
стр.524-535
Карманов А. Е., Митрофанов А. В., Приходько Е. В., Василевич С. В., Шпейнова Н. С.
В настоящее время наблюдается тенденция к диверсификации генерации тепловой и электрической энергии и к совершенствованию твердотопливных технологий. Указанные тенденции актуализируют поиск математических инструментов для описания и прогнозирования работы аппаратов с псевдоожиженным слоем дисперсных топливных материалов. Однако, поскольку механика гетерогенных сред (и дисперсных сред, в частности) в известной мере находится в стадии становления в отношении математических основ моделирования, прогнозирование работы аппаратуры часто затруднительно. В частности, низкое качество математического обеспечения не позволяет прогнозировать поля концентраций и скоростей фаз псевдоожиженного слоя, хотя эти знания служат первоосновой для расчета тепло- и массообменных и химических процессов. В настоящей работе выполнено расчетное и экспериментальное исследование локальных гидромеханических характеристик монодисперсного псевдоожиженного слоя. В качестве основы моделирования используется математический аппарат теории цепей Маркова. Задачи решаются в одномерной постановке, подразумевающей разбиение слоя по высоте на ячейки малых, но конечных размеров. Распределения фаз слоя описываются векторами состояний, эволюцию которых контролируют матрицы переходных вероятностей. Элементы этих матриц были поставлены в соответствие физическим параметрам процессов. Верификация модели выполнена путем сопоставления расчетных прогнозов с данными проведенного в рамках исследования натурного эксперимента, направленного на измерение локальных скоростей газовой фазы внутри псевдоожиженного слоя. Данные эксперимента с хорошей для инженерных расчетов точностью были описаны предложенной физико-математической моделью, что позволяет рассматривать ее как достоверную научную основу компьютерного метода расчета котлоагрегатов, использующих технику псевдоожижения.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Оценка возможности перевода энергетических котлов на альтернативные твердые топлива путем моделирования процессов горения
стр.536-551
Прохоров В. Б., Киричков В. С., Чернов С. Л., Фоменко М. В.
В настоящее время переход на альтернативное топливо при работе ТЭС возникает вследствие сокращения и необеспеченности поставок угля, ухудшения его качества, предложений по использованию более дешевого топлива, ужесточения экологических требований. Под альтернативным топливом понимается уголь, на использование которого не были рассчитаны котлы при их проектировании или реконструкции, а также ранее не прошедший промышленного или опытного сжигания на данной ТЭС. При переводе котлов на альтернативные топлива основными проблемами являются: шлакование топочных экранов и поверхностей нагрева, расположенных над топкой; загрязнение конвективных поверхностей нагрева; неустойчивость горения непроектного топлива; абразивный износ конвективной части котлов; снижение экологических показателей; изменение условий работы систем пылеприготовления, шлакоудаления, золоулавливания и топливоподачи. Перед проведением опытного сжигания альтернативного топлива целесообразно проводить предварительную оценку возможности его сжигания с помощью численного моделирования, которое позволяет заблаговременно выявить возникающие проблемы. Важнейшим фактором оценки возможности использования альтернативных топлив является влияние теплотехнических показателей, характеристик топлива и золы на шлакование поверхностей нагрева в топке. Длительное время способность золы к шлакованию определялась по результатам теста на плавкость по изменению формы пирамиды из частичек золы при ее постепенном нагревании до различных состояний с выделением характерных температур: начала деформации, начала размягчения, начала жидкоплавкого состояния. Тест на плавкость не может предсказать реальную ситуацию, которая возникает при эксплуатации котла. Кроме того, он не позволяет ранжировать угли по склонности к шлакованию, что необходимо для предварительного выбора альтернативного угля, поэтому предложено использовать методику Ватта–Фарадея с уточнением Бомкампа по расчету индекса шлакования для ранжирования углей по годности в качестве непроектных топлив.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Энергоэффективность применения гибридных тепловых пунктов в условиях интеграции электрических и тепловых сетей городских микрорайонов. Часть 1. Обоснование целесообразности применения гибридных тепловых пунктов
стр.552-566
Седнин А. B., Позднякова М. И.
В статье обсуждаются обстоятельства и технические решения, способствующие интеграции электрических и тепловых сетей городских микрорайонов в рамках профицита электрогенерирующих мощностей, возникающего из-за несбалансированности развития генерации и потребления энергии, стохастичности процессов развития рыночной экономики, переноса энергоемких промышленных производств в другие страны, стремления к диверсификации топливных энергоресурсов, увлечения строительством энергоисточников на альтернативные энергоресурсы в противовес объектам традиционной энергетики, без учета всех сторон взаимодействия первых с окружающей средой и др. В системах централизованного теплоснабжения электрических и тепловых сетей городских микрорайонов достигается применение гибридных тепловых пунктов, которые в отличие от типовых решений оснащаются электрокотлами, тепловыми аккумуляторами и тепловыми насосами. По времени использования генерирующих мощностей предпочтение следует отдавать вариантам по покрытию горячеводной нагрузки. В расчете по средней суточной нагрузке время использования мощности в этом случае лежит в пределах 6000–6500 ч/год. При выборе мощности оборудования следует учитывать, что суточная нагрузка горячего водоснабжения крайне неравномерна и зависит также от дня недели, при этом максимальная нагрузка превышает среднесуточную в 2,5–3 раза. При интеграции систем электро- и теплоснабжения целесообразно рассматривать варианты только ночного потребления электроэнергии или ночного потребления плюс потребление в часы дневных провалов графика электропотребления. Если при новом строительстве мощность электрической сети может варьироваться в зависимости от выбранного варианта, то при модернизации системы теплоснабжения задача решается при наличии ограничения по доступной электрической мощности. Поэтому отдельным вопросом является определение этих ограничений. По сравнению с прямым потреблением электроэнергии на нужды теплоснабжения, которое априори является энергетически и экономически малоэффективным, применение гибридных систем в теплоснабжении позволяет решать многофункциональную задачу повышения надежности энергоснабжения и устойчивости функционирования энергосистемы, что, в первую очередь, достигается решением проблемы балансировки мощностей производства и потребления энергии с позиции выравнивания графиков генерации и потребления энергии.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Влияние возобновляемых источников энергии на себестоимость производства электрической энергии
стр.567-581
В исследовании проведено сценарное моделирование, основой которого служило построение энергетических цепочек, определяющих поток энергии от добычи и импорта энергоресурсов через технологии трансформации форм энергии, передачу и распределение к конечному потребителю. Построена принципиальная модель энергетической системы Республики Беларусь. В качестве целевой функции для проведения моделирования выбран принцип минимизации общих системных затрат при условии выполнения ряда ограничений, накладываемых на энергосистему. Для целей балансирования энергосистемы предложено использовать потенциал гидроэнергетики: существующих гидроэлектростанций для сценария 1 и технически возможного потенциала для сценария 2. В результате моделирования получена структура производства электроэнергии по двум сценариям. На базе полученной структуры определена себестоимость производства электрической энергии. Рассматривались два подхода: первый учитывал себестоимость производства электроэнергии на атомных электростанциях, которые можно отнести к новой, второй – к существующей генерации. Производственная себестоимость электроэнергии к 2030 г. прогнозируется: при подходе 1 на уровне 63,3 дол. США/(МВт·ч) по сценарию 2 против 65,3 дол. США/(МВт·ч) по сценарию 1; при подходе 2 – 37,5 против 39,4 дол. США/(МВт·ч) соответственно. Определен экономически целесообразный потенциал использования энергии солнца, который к 2025 г. составит 0,91–1,45 млрд кВт·ч/год, а к 2030 г. – 2,15–3,46 млрд кВт·ч/год; энергии ветра – 1,55–2,39 и 3,69–5,67 млрд кВт·ч/год соответственно; энергии движения водных потоков – 1,11–1,45 млрд кВт·ч/год на протяжении всего рассматриваемого периода до 2030 г. На основе проведенного исследования удалось установить, что в Республике Беларусь экономически целесообразно и технически возможно к 2030 г. заместить до 20 % выработки электрической энергии энергией, произведенной за счет возобновляемых источников энергии.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ПЕРЕЧЕНЬ СТАТЕЙ, ОПУБЛИКОВАННЫХ В ЖУРНАЛЕ «ЭНЕРГЕТИКА» в 2023 г. I.Тематический указатель
стр.582-584
Загружаем данные из библиотечной системы...
+
ПЕРЕЧЕНЬ СТАТЕЙ, ОПУБЛИКОВАННЫХ В ЖУРНАЛЕ «ЭНЕРГЕТИКА» в 2023 г. II. Именной указатель
стр.585-586
Загружаем данные из библиотечной системы...
