Файл: Кулоян, Л. Т. Тепло- и холодоснабжение в условиях теплого климата (на примере Армянской ССР).pdf

§ 2—14. Структура тепловых нагрузок и выбор типа турбоагрегатов

Рассмотрим, с точки зрения влияния структуры тепловых нагрузок на выбор типа и числа теплофикационных турбоаг­ регатов, следующие возможные случаи: а) преобладает техно­ логическая составляющая суммарной нагрузки, б) преобла­ дает отопительно-бытовая составляющая и в) обе составляю­ щие соизмеримы. При преобладании технологической нагруз­ ки, особенно если она достаточно большая по абсолютной ве­ личине, наиболее целесообразным окажутся турбины с проти­ водавлением. Если преобладающая технологическая нагрузка отличается небольшой величиной и сравнительно равномер­ ным суточным графиком, то целесообразность теплофикации,

в этом случае турбин с противодавлением оказывается еще более уместным, если в отопительно-бытовой тепловой нагруз­ ке подавляющую долю составляет горячее водоснабжение. Такую структуру тепловых нагрузок мы часто встречаем в промышленных районах южных городов при развитом, в соответствии с климатическими условиями, круглогодичном горячем водоснабжении. В этом случае сезонную нагрузку, сравнительно небольшой величины, можно покрыть от ко­ тельных. Целесообразным может оказаться также установка турбин с противодавлением и с отборами типа ПР. Неболь­ шие ТЭЦ, в состав основного оборудования которых входят турбины с противодавлением типа Р или ПР малой единич­ ной мощности, могут экономически оправдать себя в районах очень дорогого топлива при возможно-максимальном значе­ нии числа часов использования тепловой мощности турбин. Расчеты показывают, что они могут оказаться эффективны­ ми, особенно в таких энергосистемах, где применение мощных и высокоэкономичных конденсационных турбоагрегатов обес­ печивает покрытие базисной и частично полупиковой части графика электрических нагрузок.

Если преобладающая технологическая нагрузка значи­

тельна по величине, создаются благоприятные условия для применения турбин с противодавлением сравнительно высокой единичной мощности — 25, 50 и в перспективе 100 МВт. В рай­ онах, где подавляющими в отраслевой структуре промышлен­ ности являются теплоемкие предприятия с непрерывным н трехсменным режимами работы, создаются благоприятные

157

условия для их эффективной работы. Для покрытия также отопительно-бытовой нагрузки наилучшим может оказаться

сочетание турбин типа Р и Т.

Трудности и ошибки в определении перспективных тепло­ вых нагрузок создали несколько излишнюю осторожность в отношении турбин с противодавлением, особенно в тех случа­ ях, когда темпы роста установленной электрической мощности

вданной энергосистеме вызывают опасения о степени надеж­ ности электроснабжения в перспективе.

При сравнении вариантов покрытия технологической теп­ ловой нагрузки турбинами типа Р или ПТ следует учесть, что

впервом случае установленная электрическая мощность ока­ зывается меньшей, чем при установке турбин типа ПТ (при

заданной расчетной тепловой нагрузке). Условие п р и в е д е ­ н и я обоих вариантов к одинаковой выработке электроэнер­ гии в общем случае можно представить следующим образом

Nk°c — мощность дополняющей К.ЭС;

Ьпт> hp , Ькэс — соответственно число часов использования мощности турбоагрегатов типа ПТ, Р и кон­ денсационной электростанции в целом.

Из (2—88) определяется дополняющая (для варианта установки турбин с противоподавлением) конденсационная мощность N“ ", зависящая в значительной степени от струк­

туры энергосистемы (в первую очередь от режима работы КЭС) и полноты участия турбоагрегатов в балансе мощности энергосистемы [Л. 46].

В отдельных случаях, когда в структуре тепловых нагру­ зок ТЭЦ преобладают низкотемпературная технологическая нагрузка (горячая вода) и горячее водоснабжение, целесооб­ разным может оказаться сочетание турбин ПТ и Т.

Преобладание отопительно-бытовой нагрузки подсказы­ вает, что в структуре турбинного оборудования обязательно

должны быть представлены теплофикационные турбины ти­ па Т.

Учитывая, что мощности теплофикационных отборов тур­ бин ПТ значительно ограничены (даже при полном отключе­ нии промотбора), установка их вместо турбин Т приводит к излишнему увеличению числа турбоагрегатов (при заданном

значении а<’Р1’).

ТЭЦ '

Особенно в тех случаях, когда, с одной стороны, домини­ рующая отопительно-бытовая нагрузка сравнительно неболь­ шая по абсолютному значению и, с другой стороны, ожидае-

168

мые темпы роста этих нагрузок невысокие строительство ТЭЦ целесообразно начинать установкой турбин типа ПТ. В даль­ нейшем, в соответствии с ростом отопительно-бытовой нагруз­ ки, в работу включаются турбины типа Т. В конечном счете при преобладании сезонной нагрузки наиболее приемлемым вариантом является сочетание турбин типа Т и ПТ. При зна­ чительных величинах составляющих суммарной тепловой на­ грузки варианты установки турбин Р и Т или ПТ и Т могут оказаться равноэкономичными. В этих случаях следует особо учесть и другие требования, связанные в первую очередь с условиями работы данной энергосистемы. Если, например, в последней значительное место занимают высокоэкономичные современные конденсационные блоки, то в целях повышения конкурентоспособности ТЭЦ необходимо в экономически раз­ умных масштабах внедрить турбины с противодавлением. Од­ нако часто сама энергосистема суживает масштабы их при­ менения, если темпы роста установленной электрической мощ­ ности не обеспечивают надежное электроснабжение данного района. Дело в том, что при одном и том же расчетном от­ пуске тепла от ТЭЦ ее установленная электрическая мощность будет тем выше, чем ниже доля турбин с противоподавлением и выше доля теплофикационных турбин типа ПТ и, особеннс..

Т(расчетный отпуск тепла составляет для Р-50—130 и Т-5С

—130 соответственно 216,0 и 85,0 Гкал/ч). Если к этому доба­ вить также ожидаемое сокращение числа часов использовани : максимума электрической мощности этих турбин в связи с возможными нарушениями графика отпуска тепла, окажутся очевидными трудности, связанные с претворением в жизнь вариантов, предусматривающих широкое внедрение турбин

типа Р.

Когда доминирующая отопительно-бытовая нагрузка по абсолютной величине значительная, а ожидаемые темпы ее роста сравнительно высокие, то затруднения, связанные с. временной нехваткой электрогенерирующих мощностей, мож­ но разрешить установкой мощных теплофикационных турбин типа Т-100—130, а позже и Т-250—240, допуская на опреде­ ленный отрезок времени их работу с неполным использовани­ ем тепловой мощности (с учетом, что перерасход топлива по сравнению с мощными конденсационными станциями неболь­ шой). Если круглогодичная и сезонная нагрузки по величине

турбин, как уже рассмотренных, так и более сложных, вклю­ чающих все три основные типа теплофикационных турбин ПТ, Т и Р.

Выбор и очередность их установки зависит, кроме всего

169

значительным. В таких случаях следует полнее учитывать все факторы, особенно местные, прямо или косвенно связанные с работой всей энергоснабжающей системы. Равноэкономичность вариантов иногда отражает слишком общий и унифици­ рованный подход к этим вопросам, а иногда и трудности оцен­ ки тех или иных факторов обычными экономическими кате­

гориями.

Таким образом, оптимизация состава оборудования ТЭЦ смешанного типа оказывается особенно сложной при больших абсолютных значениях и соизмеримости обоих видов нагрузки. В этом случае именно количество возможных сочетаний тур­ бин типа Р, ПТ и Т различной мощности достигнет значения, при котором выбор оптимального варианта состава оборудо­ вания обычными методами окажется невозможным. В послед­ нее время для решения подобных сложных энергоэкономичес­ ких задач пользуются методом математического моделирова­ ния [Л.’59]. В частности, на основе этого метода и с помощью ЭЦВМ разработана программа оптимизации состава основно­ го оборудования ТЭЦ смешанного типа [Л. 60].

Расчеты на основе этой программы производились для климатических условий г. Москвы при диапазоне общей теп­ ловой нагрузки ТЭЦ от 200 до 2700 Гкал/ч. Основные выводы во многом совпадают с изложенными выше положениями.

Вариантное сравнение может дать оптимальное решение только из числа рассмотренных. При небольших тепловых на­ грузках и особенно резком преобладании одной из них ва­ риантный метод может оказаться плодотворным, даже без помощи ЦВМ.

Считая, что выбор оптимального состава оборудования ТЭЦ представляет сложную математическую задачу нахож­ дения экстремума м н о г о к о м п о н е н т н о й ц е л е в ой ф у н к ц и и в многомерном пространстве и при данных огра­ ничениях, можно рассматривать создание математической мо­ дели такой оптимизации [Л. 61]. Математическая постановка задачи сводится к минимизации суммы приведенных годовых расчетных затрат по системе энергоснабжения, Зс -*■ мин.

Так как приняты две основные переменные-тепловые мощ­ ности производственного и теплофикационного отборов, то

170

СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ ЦЕНТРАЛИЗАЦИИ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ И ТЕПЛОФИКАЦИИ В АРМЯНСКОЙ ССР

§ 2—15. Состояние централизации теплоснабжения и теплофикации в Армянской ССР

В последнее время идея централизованного теплоснаОжв' кия получает признание и должную поддержку во всех рес­ публиках Закавказья. На темпы и масштабы внедрения цен­ трализованного теплоснабжения влияют, кроме прямых энер­ го-экономических факторов, и такие важные обстоятельства, как:

171