Возможности повышения эффективности работы систем циркуляционного водоснабжения ТЭС

Указанные выше расчетные отношения по продукции тепла человеком основывались на калориметрических методах исследований. Нам представляется, что более эффективным является метод, который применяется в термобарокамере с непосредственным измерением тепловых потоков при помощи контактной или бесконтактной теплометрической аппаратурой [11].

Литература

1. Малоземов В.В. и др. Системы жизнеобеспечения экипажей

летательных аппаратов: Учебник для вузов. М., 1986.

2. Банхиди Л. Тепловой микроклимат помещений: Расчет комфортных параметров по ощущениям человека / Пер. с венгер. В.М. Беляева; Под ред. В.П. Прохорова и А.Л. Наумова. М.,1981.

3. Fanger P.O., Banhidi L., Olesen В., Langkilde G. Comfort

limits for heated ceiling // ASHRAE Transaction. 1980. Vol. 80. Pt. 2.

Отвод тепла в окружающую природную среду от паротурбинных установок с поверхностными конденсаторами осуществляется, как правило, циркуляционной водой системы технического водоснабжения ТЭС. На отечественных энергоблоках используются циркуляционные насосы с механизмом регулирования производительности путем изменения угла поворота лопастей рабочего колеса, которые, зачастую, работают в неоптимальных режимах вследствие неисправности самого механизма поворота лопастей рабочего колеса или/и его привода. Кроме того, могут отсутствовать данные расчетов требуемых углов установки лопастей для различных условий работы блоков (режимных карт, алгоритмов и т.д.) [1].

Федеральным законом «О плате за пользование водными объектами» устанавливается плата за водопользование, в размер которой включены затраты на забор и сброс воды, зависящие от типа схемы водоснабжения: прямоточной, оборотной, от источников водоснабжения и т. д. Так, в случае прямоточной схемы при охлаждении конденсатора эта величина складывается как сумма платы за забор воды на охлаждение и за сброс нагретой в конденсаторе воды, следовательно, при изменении расхода охлаждающей воды будут меняться затраты не только на привод насосов, но и на водопользование.

4. Mecheels J. Korpek-klima-kleiding // Melliang Textilberiche.

1977. Vol. 58. P. 857-860.

5. Богословский В.Н. Строительная теплофизика: Учебник

для вузов: 2-е изд., перераб. и доп. М., 1982.

6. ASHRAE Standard 55-74: Thermal environmental conditions for human occupancy. New York, 1974.

7. Ponge A. Zur Frage der Bewahrung von Schuhleibanten //

Gesundh. Zng. 1957. H. 78. S. 103-108.

8. Мачкашин А., Банхиди Л. Лучистое отопление / Пер. с

венг. В.М. Беляева; Под. ред. В.Н. Богословского и Л.М. Махова. М., 1985.

9. Насонов Е.А., Исмаилова Д.И. Расчет панельно-лучистого отопления и охлаждения с использованием гигиенических нормативов облученности // Гигиена и санитария. 1957. № 8.

10. Winslow C.E., Harrington L.P., Gagge A.P. Heat excgange and regulation in radiant environments above and below air temperature // Amer. J. of Psysiology. 1940. Vol. 131. P. 79.

11. Драганов Б.Х. и др. Теплометрия в сельском хозяйстве. Киев, 1993.

2003 г.

Эффективность работы системы технического водоснабжения оказывает существенное влияние на величину экономически оправданного вакуума (давления) в конденсаторах и технико-экономические показатели ТЭС в целом.

Основными факторами, влияющими на величину вакуума, являются температура и расход охлаждающей воды, а также паровая нагрузка конденсатора. Уровень достигаемого вакуума зависит от эксплуатационного состояния конденсатора (отложения, присо-сы воздуха). Отложения (загрязнения) на внутренних поверхностях трубной системы конденсаторов, повышенные присосы воздуха в межтрубное пространство и часть системы регенерации, работающей при давлении ниже атмосферного, приводят к ухудшению коэффициентов теплопередачи и повышению недогре-вов конденсаторов.

Кроме того, ухудшение вакуума может быть вызвано также нарушениями нормальной работы отдельных узлов циркуляционной системы. Наиболее характерными и типичными из них являются: загрязнение всасывающей линии насоса, засорение трубной доски, заглушение трубок конденсатора, подсос воздуха на всасывающей линии насоса и через его сальники, срыв или ухудшение сифона на сливной линии.

Кубанский государственный аграрный университет, г. Краснодар 11 декабря

УДК 621.311.22:621.183.371

ВОЗМОЖНОСТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ СИСТЕМ ЦИРКУЛЯЦИОННОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ ТЭС

© 2004 г. Г.М. Борисов, С.В. Скубиенко

Указанные причины ухудшения вакуума могут и должны устраняться в процессе эксплуатации при их обнаружении. Для их обнаружения необходимо внедрение систем мониторинга параметров отдельных узлов и диагностирования эксплуатационного состояния конденсатора [2]. Вместе с тем при определенной температуре охлаждающей воды и паровой нагрузке конденсатора на величину вакуума в конденсаторе может влиять только изменение расхода охлаждающей воды. Таким образом, повышение эффективности работы системы циркуляционного водоснабжения должно сопровождаться не только поддержанием в исправном состоянии всех рабочих узлов системы, но и возможностью регулирования расходов охлаждающей воды.

В данной статье оцениваются возможности повышения эффективности работы энергоблоков путем оптимизации работы системы циркуляционного водоснабжения при прямоточной системе водоснабжения.

В соответствии с действующими методическими указаниями [3] оптимальный расход охлаждающей воды определяется по соотношению прироста мощности турбоагрегата (за счет углубления вакуума) и изменения мощности на приводе циркуляционных насосов. Вместе с тем в настоящее время плата за использование кубометра воды по своей величине сопоставима с величиной затрат на прокачку этого кубометра циркуляционными насосами. Так, в частности, для ТЭС в южном регионе страны с блоками 300 МВт при прямоточной системе водоснабжения проектные величины затрат на привод циркуляционных насосов при прокачке 1 м3 охлаждающей воды составляют 0,09 кВт-ч для зимнего периода и 0,12^0,14 кВт-ч -для летнего. В 2002 г. величина платы за водопользование 1 м3 составляла 0,08733 р. При средневзвешенной стоимости 1 МВт-ч на ФОРЭМ в 2002 г., равной 380 р., затраты, относимые на водопользование 1 м3, эквивалентны 0,23 кВт-ч [4].

Таким образом, оптимизация водопотребления на техническое водоснабжение конденсаторов энергоблоков, выполняемая в соответствии с действующими методическими указаниями, т. е. без учета платы за водопользование, является некорректной. Наряду с технологическим минимумом водопотребления (обеспечение оптимального вакуума в конденсаторе за счет минимальных недогревов) должен учитываться и его экономический минимум, соответствующий минимальной плате за водопользование (при обеспечении максимальной мощности турбоагрегата с учетом затрат мощности на привод циркуляционных насосов).

Для условий упомянутой ТЭС проведены оценочные расчеты по определению величин оптимальных расходов охлаждающей воды с учетом затрат на водопользование и привод циркуляционных насосов. Номинальный расход охлаждающей воды для конденсаторов блоков 300 МВт составляет 10,0 м3/с (36 000 м3/ч). Схема установки циркуляционных насосов -блочная (два насоса типа ОПВ-110 на блок). При проведении расчетов учтены характеристики схемы водо-потребления и водоотведения станции.

На основании данных расчетов на рис. 1 представлены графики, характеризующие величину потери эквивалентной мощности* энергоблока при работе на номинальном расходе охлаждающей воды по отношению к ее оптимальному расходу.

2,5

2,0

3 § 1,5 ^ §

* I

и

1,0

ft я,

я ^

и

о

«

Щ

к

0,5 0,0

-—^

Ч1

N

V 3

\

10 15 20

Температура охлаждающей воды, оС

25

Рис. 1. Изменение недовыработки эквивалентной мощности энергоблока при работе на номинальном расходе охлаждающей воды по отношению к ее оптимальному расходу при различных температурах циркуляционной воды: 1 - при мощности энергоблока 200 МВт; 2 - то же при 250 МВт;

3 -то же при 300 МВт

Из графиков видно, что чем выше электрическая нагрузка энергоблока и ниже температура охлаждающей воды, тем стремительней растет величина потери эквивалентной мощности, а следовательно, и снижается эквивалентный отпуск электроэнергии. Это иллюстрируют зависимости, представленные на рис. 2, где показано, как изменяется эквивалентная недовыработка электроэнергии одним энергоблоком номинальной мощностью 300 МВт по месяцам в течение года в результате отсутствия регулирования расхода охлаждающей воды. При этом учтено, что среднемесячные электрические нагрузки блока составляют 225^235 МВт. В целом для рассмотренных условий недовыработка электроэнергии одним блоком номинальной мощностью 300 МВт за год составляет около 12 млн кВт-ч, что в денежном эквиваленте равняется примерно 4,5 млн р. (при условиях 2002 г.).

Приведенные данные для конкретных условий и схемы циркуляционного водоснабжения ТЭС свидетельствуют о существенных экономических потерях, которые могут возникнуть при отсутствии (или неэффективности) регулирования расхода охлаждающей воды.

Поэтому очевидная экономическая целесообразность регулирования расхода охлаждающей воды подтверждает необходимость проведения модернизации циркуляционных насосов с блочной схемой работы. Проведение такой модернизации позволит получить существенный резерв повышения топливоис-пользования ТЭС.

* Под эквивалентной мощностью и эквивалентной недовыработкой понимается сумма изменения мощности приводов насосов, дополнительной выработки турбогенератором за счет углубления вакуума и изменение платы за водопользование при изменении расхода охлаждающей воды, выраженная в кВт и кВт-ч исходя из стоимости одного кВт-ч на ФОРЭМ.

5

2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0

янв. февр. март апр.

май июнь июль Месяц года

окт. нояб. дек.

30

25

20

15

10

янв. февр. март апр. май июнь июль авг. сен. окт. нояб. дек.

Месяц года

б

Рис. 2. Изменение недовыработки электроэнергии

Литература

. Прибытков Б.П. Эксплуатация циркуляционных насосов ТЭС. М., 1991.

. Борисов Г.М. К выбору критерия оценки изменения эксплуатационного состояния конденсатора паротурбинной установки // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2002. № 3. С. 25-28.

3. Методические указания по эксплуатации конденсационных установок паровых турбин электростанций. М., 1986.

4. Лукьянов В.Г., Балтян В.Н., Борисов Г.М., Скубиенко С.В. О необходимости и эффективности регулирования производительности циркуляционных насосов энергоблоков // Материалы IV междунар. конф. «Повышение эффективности производства электроэнергии», 14-17 октября 2003 г., Новочеркасск, ЮРГТУ (НПИ). Новочеркасск, 2003. С. 125-128.

Научно-исследовательский институт ЮжВТИ,

Южно-Российский государственный технический университет

14 ноября 2003 г.

авг

сен

а

5

0