МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОФИКАЦИОННЫХ ТУРБОУСТАНОВОК ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ТЭЦ
|
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
Актуальность проблемы (работы). Формирование рыночных отношений в энергетике обострило вопросы коммерческой эффективности теплоэлектроцентралей (ТЭЦ). Актуальность работы обусловлена необходимостью повышения технико-экономических показателей работы ТЭЦ (при массовом старении установленного основного оборудования) в современных условиях и недостаточной разработкой вопросов, касающихся моделей тепловых процессов в теплофикационных паротурбинных установках, способов адекватной оценки переменных ре-жимов их работы и тактических подходов к оптимизации их эксплуатации.
Работа выполнена в соответствии с утвержденными на Федеральном уровне Приоритетными направлениями развития науки, технологий и техники РФ (пункт 08 - Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика) и Перечнем критических технологий РФ (пункт 27 - Технологии энергоэффективного производства и преобразования энергии на органическом топливе).
Объект исследования. В качестве объекта исследования определены теплофикационные паротурбинные установки в составе действующих ТЭЦ.
Предмет исследования - режимы работы и параметры теплофикационных турбоустановок, энергетические и технико-экономические показатели их эффективности.
Цель исследования - разработка, научное обоснование и практическая реализация методов математического моделирования теплофикационных паротурбинных установок для решения задач исследования и повышения энергетической эффективности работы ТЭЦ.
Для достижения указанной цели поставлены следующие задачи, решение которых выносится на защиту.
1. Анализ объектов исследования и разработка (обоснование) новых, более совершенных математических моделей и методик исследования переменных режимов работы теплофикационных турбоустановок на основе реальных энергетических характеристик турбинных отсеков и вспомогательного оборудования по результатам обобщения экспериментального материала и данных промышленных испытаний.
2. Совершенствование вычислительных методов математического моделирования, а именно методики решения системы нелинейных уравнений большой размерности (с числом независимых переменных более 50), проведение модернизации существующих алгоритмов и численных методов применительно к расчету режимов работы теплофикационных турбоустановок.
3. Выполнение сравнительного анализа результатов расчетных исследований энергетической эффективности переменных режимов работы теплофикационных турбоустановок с использованием разработанных автором математических моделей с результатами расчетов, полученных на основе типовых нормативных характеристик.
4. Демонстрация применимости разработанных математических моделей для проведения детальных расчетно-экспериментальных исследований энергетической эффективности различных способов эксплуатации ТЭЦ (в частности, способов получения дополнительной и пиковой мощности, перехода с одноступенчатого на двухступенчатый подогрев сетевой воды и др.); разработка и обоснование рекомендаций по совершенствованию эксплуатации оборудования и описание области их применения.
5. Проведение комплексных расчетных исследований, ориентированных на выявление резервов повышения энергетической эффективности работы ТЭЦ за счет оптимизации распределения нагрузок и совершенствования тепловых схем турбо-установок ТЭЦ.
6. Проведение исследований на математических моделях теплофикационных турбоустановок возможного влияния учета процессной влаги на технико-экономические показатели их работы в условиях эксплуатации.
7. Апробация результатов работы на ряде ТЭЦ и подтверждение эффективности этих результатов экспериментальными данными.
Научная новизна работы обоснована тем, что:
- разработан и исследован новый комплексный подход к оценке энергетической эффективности работы ТЭЦ на основе математического моделирования, позволяющий дать теоретическое обоснование предлагаемых решений по эксплуатации ТЭЦ и возможность исследования влияния таких факторов на экономичность работы, которые затруднительно осуществить в результате натурного моделирования;
- впервые разработаны математические модели теплофикационных турбоустановок различных типов (Т-185/220-130, Т-180/210-130, Т-100/120-130, Т-50/60-130, ПТ-80/100-130/13, ПТ-60/75-130/13) на базе реальных энергетических характеристик ступеней и отсеков турбин, позволяющих производить полный тепловой расчет во всем возможном диапазоне режимов их работы, включая вентиляционные, что вносит существенный вклад в расширение представлений о процессах, происходящих в турбинных ступенях;
- разработана и обоснована усовершенствованная методика решения системы нелинейных уравнений с большим числом независимых переменных (более 50) применительно к расчету режимов работы теплофикационных турбоустановок, проведено уточнение существующих алгоритмов и численных методов, что обеспечило получение новых результатов по теме диссертации;
- на основе расчетных исследований на математических моделях получена количественная оценка наиболее эффективных режимов работы теплофикационных турбоустановок в периоды пиковых и частичных нагрузок в заданных условиях эксплуатации ТЭЦ;
- разработаны и обоснованы рекомендации, относящиеся к оптимизации распределения нагрузок между турбоагрегатами, и предложения по рациональным режимам их эксплуатации;
- на примере теплофикационной турбоустановки Т-50-130 представлен сравнительный анализ показателей экономичности в характерных режимах работы по тепловому и электрическому графикам и оптимизации, полученных в результате расчета по типовым энергетическим характеристикам и с использованием разработанной математической модели;
- впервые изложены и раскрыты вопросы возможного влияния учета процессной влаги на технико-экономические показатели работы 'теплофикационных турбин.
Значение полученных результатов исследования для практики подтверждается тем, что:
- разработаны, реализованы и используются в условиях эксплуатации рекомендации и математические модели (компьютерные программы) расчета показателей режимов работы оборудования на примерах ТЭЦ Кировской энергосистемы (ТЭЦ-4, ТЭЦ-5), а также других энергосистем нашей страны. При этом правильный выбор последовательности загрузки турбоустановок различных типов и степени использования паротурбинного оборудования ТЭЦ, в среднем позволил снизить удельный расход топлива на отпуск электроэнергии для большинства реальных режимов примерно на 3-5%;
- определены пределы применимости разработанных методов анализа и расчета, а также сформулированы предложения по использованию результатов расчетных исследований для научно-обоснованного выбора режимов работы теплофикационных турбоустановок в зависимости от конкретных условий их эксплуатации, а также для обеспечения экономии топлива в энергосистеме за счет организации оптимального распределения нагрузки оборудования ТЭЦ. Представленные решения задач теории моделирования и оптимизации существенно сокращают объем исследований, снижают затраты материальных ресурсов на их отработку и представляют методологическую основу для создания моделей турбоустановок других типов, что способствует в конечном итоге снижению удельных расходов топлива на выработку электроэнергии и повышению КПД цикла турбоагрегатов;
- подтверждена возможность использования предложенной методики и критериев определения энергетической эффективности и разработанных автором математических моделей для решения задач управления оборудованием ТЭЦ при оптимальном распределении нагрузок между турбоагрегатами в условиях выполнения существующих графиков тепловой и электрической нагрузок.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях: всероссийских «Наука - производство - технологии - экология» (Киров, ВятГУ, 2003, 2004, 2005, 2006, 2008), «Общество, наука, инновации» (Киров, ВятГУ, 2014), конференции и выставке студентов, аспирантов и молодых ученых (Екатеринбург, ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2005). Результаты по теме диссертации используются при выполнении хоздоговорных и инновационных работ. Методика технико-экономического сопоставления вариантов через величину ддоп и разработанные математические модели используются в научно-исследовательских работах и учебном процессе на кафедре теплотехники и гидравлики ВятГУ.
Достоверность и обоснованность результатов работы базируется на использовании в расчетах фундаментальных закономерностей термодинамики и теории теплообмена, обобщении передового опыта ведущих отраслевых организаций (ВТИ, МЭИ, ОРГРЭС и др.), согласованности полученных теоретических результатов с опубликованными экспериментальными данными по теме диссертации (в том числе для предельных случаев), а также с результатами исследований других авторов в данном направлении. Корректность разработанных математических моделей и их адекватность обусловлены качественным и количественным совпадением результатов, полученных автором, с данными испытаний оборудования ТЭЦ с учетом пределов применимости моделей. Использованы современные методики сбора и обработки исходной информации, обоснован подбор объектов исследования, показана воспроизводимость результатов расчета на турбоустановках различных типов.
Личный вклад автора состоит во включенном участии на всех этапах процесса, в непосредственном участии в формировании концепции работы, получении исходных данных, разработке методик исследований, математических моделей и программных продуктов, алгоритмов их численной реализации, экспериментальных проверках, проведении расчетов, анализе, обобщении и интерпретациях полученных результатов, в апробации и реализации практических рекомендаций, подготовке основных публикаций по выполненной работе.
Публикации. Основное содержание диссертации отражено в 28 опубликованных работах общим объёмом 12,2 печатных листов, в том числе 3 статьи в научных журналах и изданиях, определенных ВАК для опубликования основных научных результатов диссертаций, одна из которых переведена на английский язык и опубликована в индексируемом журнале, входящем в систему цитирования «Scopus».
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, общей характеристики работы, пяти глав основной части, заключения, списка использованных источников из 174 наименований. Работа представлена на 192 страницах, включая 48 иллюстраций, 8 таблиц и приложение.
Работа выполнена в соответствии с утвержденными на Федеральном уровне Приоритетными направлениями развития науки, технологий и техники РФ (пункт 08 - Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика) и Перечнем критических технологий РФ (пункт 27 - Технологии энергоэффективного производства и преобразования энергии на органическом топливе).
Объект исследования. В качестве объекта исследования определены теплофикационные паротурбинные установки в составе действующих ТЭЦ.
Предмет исследования - режимы работы и параметры теплофикационных турбоустановок, энергетические и технико-экономические показатели их эффективности.
Цель исследования - разработка, научное обоснование и практическая реализация методов математического моделирования теплофикационных паротурбинных установок для решения задач исследования и повышения энергетической эффективности работы ТЭЦ.
Для достижения указанной цели поставлены следующие задачи, решение которых выносится на защиту.
1. Анализ объектов исследования и разработка (обоснование) новых, более совершенных математических моделей и методик исследования переменных режимов работы теплофикационных турбоустановок на основе реальных энергетических характеристик турбинных отсеков и вспомогательного оборудования по результатам обобщения экспериментального материала и данных промышленных испытаний.
2. Совершенствование вычислительных методов математического моделирования, а именно методики решения системы нелинейных уравнений большой размерности (с числом независимых переменных более 50), проведение модернизации существующих алгоритмов и численных методов применительно к расчету режимов работы теплофикационных турбоустановок.
3. Выполнение сравнительного анализа результатов расчетных исследований энергетической эффективности переменных режимов работы теплофикационных турбоустановок с использованием разработанных автором математических моделей с результатами расчетов, полученных на основе типовых нормативных характеристик.
4. Демонстрация применимости разработанных математических моделей для проведения детальных расчетно-экспериментальных исследований энергетической эффективности различных способов эксплуатации ТЭЦ (в частности, способов получения дополнительной и пиковой мощности, перехода с одноступенчатого на двухступенчатый подогрев сетевой воды и др.); разработка и обоснование рекомендаций по совершенствованию эксплуатации оборудования и описание области их применения.
5. Проведение комплексных расчетных исследований, ориентированных на выявление резервов повышения энергетической эффективности работы ТЭЦ за счет оптимизации распределения нагрузок и совершенствования тепловых схем турбо-установок ТЭЦ.
6. Проведение исследований на математических моделях теплофикационных турбоустановок возможного влияния учета процессной влаги на технико-экономические показатели их работы в условиях эксплуатации.
7. Апробация результатов работы на ряде ТЭЦ и подтверждение эффективности этих результатов экспериментальными данными.
Научная новизна работы обоснована тем, что:
- разработан и исследован новый комплексный подход к оценке энергетической эффективности работы ТЭЦ на основе математического моделирования, позволяющий дать теоретическое обоснование предлагаемых решений по эксплуатации ТЭЦ и возможность исследования влияния таких факторов на экономичность работы, которые затруднительно осуществить в результате натурного моделирования;
- впервые разработаны математические модели теплофикационных турбоустановок различных типов (Т-185/220-130, Т-180/210-130, Т-100/120-130, Т-50/60-130, ПТ-80/100-130/13, ПТ-60/75-130/13) на базе реальных энергетических характеристик ступеней и отсеков турбин, позволяющих производить полный тепловой расчет во всем возможном диапазоне режимов их работы, включая вентиляционные, что вносит существенный вклад в расширение представлений о процессах, происходящих в турбинных ступенях;
- разработана и обоснована усовершенствованная методика решения системы нелинейных уравнений с большим числом независимых переменных (более 50) применительно к расчету режимов работы теплофикационных турбоустановок, проведено уточнение существующих алгоритмов и численных методов, что обеспечило получение новых результатов по теме диссертации;
- на основе расчетных исследований на математических моделях получена количественная оценка наиболее эффективных режимов работы теплофикационных турбоустановок в периоды пиковых и частичных нагрузок в заданных условиях эксплуатации ТЭЦ;
- разработаны и обоснованы рекомендации, относящиеся к оптимизации распределения нагрузок между турбоагрегатами, и предложения по рациональным режимам их эксплуатации;
- на примере теплофикационной турбоустановки Т-50-130 представлен сравнительный анализ показателей экономичности в характерных режимах работы по тепловому и электрическому графикам и оптимизации, полученных в результате расчета по типовым энергетическим характеристикам и с использованием разработанной математической модели;
- впервые изложены и раскрыты вопросы возможного влияния учета процессной влаги на технико-экономические показатели работы 'теплофикационных турбин.
Значение полученных результатов исследования для практики подтверждается тем, что:
- разработаны, реализованы и используются в условиях эксплуатации рекомендации и математические модели (компьютерные программы) расчета показателей режимов работы оборудования на примерах ТЭЦ Кировской энергосистемы (ТЭЦ-4, ТЭЦ-5), а также других энергосистем нашей страны. При этом правильный выбор последовательности загрузки турбоустановок различных типов и степени использования паротурбинного оборудования ТЭЦ, в среднем позволил снизить удельный расход топлива на отпуск электроэнергии для большинства реальных режимов примерно на 3-5%;
- определены пределы применимости разработанных методов анализа и расчета, а также сформулированы предложения по использованию результатов расчетных исследований для научно-обоснованного выбора режимов работы теплофикационных турбоустановок в зависимости от конкретных условий их эксплуатации, а также для обеспечения экономии топлива в энергосистеме за счет организации оптимального распределения нагрузки оборудования ТЭЦ. Представленные решения задач теории моделирования и оптимизации существенно сокращают объем исследований, снижают затраты материальных ресурсов на их отработку и представляют методологическую основу для создания моделей турбоустановок других типов, что способствует в конечном итоге снижению удельных расходов топлива на выработку электроэнергии и повышению КПД цикла турбоагрегатов;
- подтверждена возможность использования предложенной методики и критериев определения энергетической эффективности и разработанных автором математических моделей для решения задач управления оборудованием ТЭЦ при оптимальном распределении нагрузок между турбоагрегатами в условиях выполнения существующих графиков тепловой и электрической нагрузок.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях: всероссийских «Наука - производство - технологии - экология» (Киров, ВятГУ, 2003, 2004, 2005, 2006, 2008), «Общество, наука, инновации» (Киров, ВятГУ, 2014), конференции и выставке студентов, аспирантов и молодых ученых (Екатеринбург, ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2005). Результаты по теме диссертации используются при выполнении хоздоговорных и инновационных работ. Методика технико-экономического сопоставления вариантов через величину ддоп и разработанные математические модели используются в научно-исследовательских работах и учебном процессе на кафедре теплотехники и гидравлики ВятГУ.
Достоверность и обоснованность результатов работы базируется на использовании в расчетах фундаментальных закономерностей термодинамики и теории теплообмена, обобщении передового опыта ведущих отраслевых организаций (ВТИ, МЭИ, ОРГРЭС и др.), согласованности полученных теоретических результатов с опубликованными экспериментальными данными по теме диссертации (в том числе для предельных случаев), а также с результатами исследований других авторов в данном направлении. Корректность разработанных математических моделей и их адекватность обусловлены качественным и количественным совпадением результатов, полученных автором, с данными испытаний оборудования ТЭЦ с учетом пределов применимости моделей. Использованы современные методики сбора и обработки исходной информации, обоснован подбор объектов исследования, показана воспроизводимость результатов расчета на турбоустановках различных типов.
Личный вклад автора состоит во включенном участии на всех этапах процесса, в непосредственном участии в формировании концепции работы, получении исходных данных, разработке методик исследований, математических моделей и программных продуктов, алгоритмов их численной реализации, экспериментальных проверках, проведении расчетов, анализе, обобщении и интерпретациях полученных результатов, в апробации и реализации практических рекомендаций, подготовке основных публикаций по выполненной работе.
Публикации. Основное содержание диссертации отражено в 28 опубликованных работах общим объёмом 12,2 печатных листов, в том числе 3 статьи в научных журналах и изданиях, определенных ВАК для опубликования основных научных результатов диссертаций, одна из которых переведена на английский язык и опубликована в индексируемом журнале, входящем в систему цитирования «Scopus».
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, общей характеристики работы, пяти глав основной части, заключения, списка использованных источников из 174 наименований. Работа представлена на 192 страницах, включая 48 иллюстраций, 8 таблиц и приложение.
1. На основе методов математического моделирования автором исследован
новый комплексный подход к оценке энергетической эффективности работы ТЭЦ и создана библиотека новых, более совершенных математических моделей теплофикационных паротурбинных установок наиболее распространенных типов на действующих ТЭЦ (Т-185/220-130, Т-180/210-130, Т-100/120-130, Т-50/60-130,
ПТ-80/100-130/13, ПТ-60/75-130/13), в которые заложен новый принцип расчета, позволяющий рассчитывать по универсальным обобщенным характеристикам отсеков всю турбоустановку в целом со вспомогательным оборудованием практически во всем диапазоне переменных режимов работы при любых начальных параметрах и могут служить основой для теоретического обоснования предлагаемых прогрессивных решений по эксплуатации ТЭЦ.
2. Модифицирован вычислительный метод решения системы нелинейных уравнений большой размерности с числом независимых переменных более 50 за счет введения целого ряда уточнений: минимизации количества итераций, искусственного ограничения шага по всем переменным, обусловленное их физической природой и др.
3. В сравнительном расчете наглядно продемонстрированы преимущества использования разработанных математических моделей перед типовыми нормативны-ми характеристиками при оценке энергетической эффективности существенно переменных режимов работы ТЭЦ и решении оптимизационных задач.
4. В результате комплексных расчетных исследований найдены основные зависимости технико-экономических показателей работы турбоустановок от различных эксплуатационных факторов, на основании которых даны рекомендации по эффективным способам получения дополнительной мощности на ТЭЦ и целесообразности перевода турбоустановок с одноступенчатого на двухступенчатый подогрев сетевой воды в неотопительный период. Созданные теоретические положения в совокупности с расчетно-экспериментальными сопоставлениями позволили провести качественный и количественный анализ влияния отдельных элементов тепловой схемы, начальных условий и ограничений и способа эксплуатации на конечную эффективность работы турбоустановок.
5. С привлечением методов математического моделирования автором усовершенствована методика нахождения оптимальных режимов работы ТЭЦ, выбраны критерии оценки оптимальности при переходе с одного режима на другой. Обоснованы тактические подходы к оптимизации распределения электрических и тепловых нагрузок между отдельными турбоустановками, ТЭЦ в целом и котельными, направленных на повышение энергетической эффективности их работы, даны некоторые рекомендации по совершенствованию тепловых схем ТЭЦ с учетом существующих ограничений при различных условиях эксплуатации.
6. Впервые проведено исследование и обобщение возможного влияния степени учета процессной влаги разного качества на энергетическую эффективность работы теплофикационной турбоустановки в целом в наиболее характерных режимах и поставлен вопрос о целесообразности такого учета при проведении оптимизационных расчетов.
7. Реализованы и используются в условиях эксплуатации рекомендации и разработанные математические модели (компьютерные программы) расчета показателей режимов работы оборудования на различных ТЭЦ Кировской энергосистемы При этом правильный выбор последовательности загрузки турбоустановок различных типов и степени использования паротурбинного оборудования ТЭЦ, в среднем позволил снизить удельный расход топлива на отпуск электроэнергии для большинства реальных режимов примерно на 3-5%.
На базе разработанных математических моделей теплофикационных турбоустановок выполнены исследования их энергетической эффективности, разработан ряд новых конструктивных, режимных и схемных решений, повышающих экономичность и надежность работы ТЭЦ в фактических условиях эксплуатации. Накопленный положительный опыт позволяет рекомендовать использование метода математического моделирования для решения подавляющей части задач этого класса. Вместе с тем подобные модели обладают огромным потенциалом и нуждаются в развитии. Например, они могут быть дополнены подробным расчетом котельной установки (как впрочем и любого другого элемента тепловой схемы) и применяться для определения выбросов в окружающую среду с целью определения их негативного воздействия и изучения ряда других сопутствующих явлений, что допускает возможность моделировать их влияние на экологическую обстановку. А решив обратную задачу, в перспективе позволяют проводить диагностику и мониторинг состояния основного и вспомогательного оборудования.
новый комплексный подход к оценке энергетической эффективности работы ТЭЦ и создана библиотека новых, более совершенных математических моделей теплофикационных паротурбинных установок наиболее распространенных типов на действующих ТЭЦ (Т-185/220-130, Т-180/210-130, Т-100/120-130, Т-50/60-130,
ПТ-80/100-130/13, ПТ-60/75-130/13), в которые заложен новый принцип расчета, позволяющий рассчитывать по универсальным обобщенным характеристикам отсеков всю турбоустановку в целом со вспомогательным оборудованием практически во всем диапазоне переменных режимов работы при любых начальных параметрах и могут служить основой для теоретического обоснования предлагаемых прогрессивных решений по эксплуатации ТЭЦ.
2. Модифицирован вычислительный метод решения системы нелинейных уравнений большой размерности с числом независимых переменных более 50 за счет введения целого ряда уточнений: минимизации количества итераций, искусственного ограничения шага по всем переменным, обусловленное их физической природой и др.
3. В сравнительном расчете наглядно продемонстрированы преимущества использования разработанных математических моделей перед типовыми нормативны-ми характеристиками при оценке энергетической эффективности существенно переменных режимов работы ТЭЦ и решении оптимизационных задач.
4. В результате комплексных расчетных исследований найдены основные зависимости технико-экономических показателей работы турбоустановок от различных эксплуатационных факторов, на основании которых даны рекомендации по эффективным способам получения дополнительной мощности на ТЭЦ и целесообразности перевода турбоустановок с одноступенчатого на двухступенчатый подогрев сетевой воды в неотопительный период. Созданные теоретические положения в совокупности с расчетно-экспериментальными сопоставлениями позволили провести качественный и количественный анализ влияния отдельных элементов тепловой схемы, начальных условий и ограничений и способа эксплуатации на конечную эффективность работы турбоустановок.
5. С привлечением методов математического моделирования автором усовершенствована методика нахождения оптимальных режимов работы ТЭЦ, выбраны критерии оценки оптимальности при переходе с одного режима на другой. Обоснованы тактические подходы к оптимизации распределения электрических и тепловых нагрузок между отдельными турбоустановками, ТЭЦ в целом и котельными, направленных на повышение энергетической эффективности их работы, даны некоторые рекомендации по совершенствованию тепловых схем ТЭЦ с учетом существующих ограничений при различных условиях эксплуатации.
6. Впервые проведено исследование и обобщение возможного влияния степени учета процессной влаги разного качества на энергетическую эффективность работы теплофикационной турбоустановки в целом в наиболее характерных режимах и поставлен вопрос о целесообразности такого учета при проведении оптимизационных расчетов.
7. Реализованы и используются в условиях эксплуатации рекомендации и разработанные математические модели (компьютерные программы) расчета показателей режимов работы оборудования на различных ТЭЦ Кировской энергосистемы При этом правильный выбор последовательности загрузки турбоустановок различных типов и степени использования паротурбинного оборудования ТЭЦ, в среднем позволил снизить удельный расход топлива на отпуск электроэнергии для большинства реальных режимов примерно на 3-5%.
На базе разработанных математических моделей теплофикационных турбоустановок выполнены исследования их энергетической эффективности, разработан ряд новых конструктивных, режимных и схемных решений, повышающих экономичность и надежность работы ТЭЦ в фактических условиях эксплуатации. Накопленный положительный опыт позволяет рекомендовать использование метода математического моделирования для решения подавляющей части задач этого класса. Вместе с тем подобные модели обладают огромным потенциалом и нуждаются в развитии. Например, они могут быть дополнены подробным расчетом котельной установки (как впрочем и любого другого элемента тепловой схемы) и применяться для определения выбросов в окружающую среду с целью определения их негативного воздействия и изучения ряда других сопутствующих явлений, что допускает возможность моделировать их влияние на экологическую обстановку. А решив обратную задачу, в перспективе позволяют проводить диагностику и мониторинг состояния основного и вспомогательного оборудования.



