Наш логотип
Научно-производственный центр "Приоритет" Приоритет качества и профессионализма  -  Приоритет новых технологий  -  Приоритет Ваших интересов
Спрут* Советчик диспетчера* TPP*
Новости компании      как нас найти      Лицензии      Наши сертификаты      Задайте Ваш вопрос, и мы ответим!
О компании
Проектирование
Строительство и монтаж
Оборудование
Сервис
Примеры технических решений
Программный комплекс для энергетики
Системы управления
публикации

Контактная
информация

Адрес: 113035,
г. Москва,
ул. Садовническая, 15;

Многоканальный
телефон
: (495) 995-2733.

Факс:
(495) 995-2733 доб. 9

e-mail:

общий
prioritet@
priortelecom.ru
отдел
проектирования
project@priortelecom.ru
строительный
отдел
montage@priortelecom.ru
сервисный
центр
service@priortelecom.ru
научный
отдел
(программное
обеспечение
для энергосистем)
soft@priortelecom.ru
отдел
продаж
development@
priortelecom.ru
Rambler's Top100
Яндекс цитирования
 TPP (Thermal Power Plant) 

Моделирование установившихся и переходных процессов в теплогидравлическом оборудовании энергообъектов

Создание новых и модернизация существующих тепловых схем энергетических объектов в целях более экономного использования топлива и электроэнергии требует проведения целого комплекса работ, связаных с выбором вариантов компоновок, состава оборудования и режима работ. В ряде случаев требуется провести анализ некоторых процессов и обязательным является проведение испытаний оборудования в различных режимах эксплуатации.

НПЦ "ПРИОРИТЕТ" имеет ряд предложений в области энергосберегающих технологий, к которым, в частности, относятся:

  • разработка новых схем приводов насосов теплоэнергетических установок, позволяющих адекватно реагировать на изменение режима их работы (Полезная модель автоматизированного привода насоса теплоэнергетической установки) — Свидетельство на полезную модель № 9017 (59 kb) “Автоматизированный привод насоса теплоэнергетической установки”. Приоритет от 09.07.98 ;
  • разработка способов управления частотно-регулируемыми и комбинированными приводами механизмов собственных нужд электростанций, основанных на диспетчерском способе разделения затрат (Способ управления частотно-регулируемым и комбинированным приводом механизма собственных нужд на электростанциях) — Патент на изобретение № 2133548 (63 kb) “Способ управления трехфазным непосредственным преобразователем частоты”. Приоритет от 24.07.98;
  • разработка предложений по снижению потерь при частотном регулировании электроприводов собственных нужд на филиалах ОАО Мосэнерго на основании уточненной методики расчетов энерго- и ресурсосбережения

Для обоснования эффективности предлагаемых решений необходимо провести серию довольно сложных тепло-гидравлических расчетов. Так как интерес представляют процессы, меняющиеся во времени, то должны моделироваться нестационарные режимы работы. Подготовка к проведению испытаний также требует предварительного математического моделирования процесса испытания.

Для моделирования установившихся и переходных процессов в тепло-гидравлическом оборудовании энергообъектов был создан программный комплекс "TPP" (Termal Power Plant), позволяющий рассчитывать переходные процессы в сложных тепловых сетях при использовании любого теплоносителя, свойства которого известны: вода – водяной пар, воздух, масло, гелий и т.д. Кроме того, на этапе создания модели процесса ПК "TPP" позволяет включить автоматические регуляторы, характеристики которых могут быть составлены из стандартных блоков и настроены на определенное пользователем воздействие. Эти обстоятельства позволяют утверждать, что ПК "TPP" является мощным средством моделирования сложных теплогидравлических систем со средствами поддержания режима работы.

Здесь вы можете ознакомиться с Описанием программного комплекса "ТРР" (Thermal Power Plant) tppinf.zip (230 kb)

Демонстрационный пример расчета участка питательного тракта турбоустановки на базе программного комплекса ТРР и МВТУ. (2 Мб)

Только для Windows NT 4.0. Для корректного запуска содержимое архива распаковать на диск D:\ с сохранением путей (папка proba).
При установке в другой каталог требуется ручная настройка путей в некоторых файлах программного комплекса.
Для запуска комплекса необходимо выполнить файл d:\proba\#autorun.bat;
Перед повторным запуском выполнить файл d:\proba\#restart.bat; затем d:\proba\#autorun.bat.

Модели, созданные с помощью ПК "TPP", позволили:

  • исследовать различные режимы работы оборудования, например:
    промоделировать некоторые переходные процессы в турбостановке Т-100 (сброс и наброс пара, аварийцное отключение ПНД и ряд других) и в турбоустановке К-1000 в составе модели блока АЭС (совместно с институтом "Атомэнергопроект") (исследование влияния внешней энергосистемы на работу турбоустановки и др.);
  • при анализе вариантов модернизации оборудования исследовать
    процесы в трактах сетевой и питательной воды при использовании частотно-регулируемых механизмов собственных нужд ТЭС и АЭС для выбора оптимальных режимов их работы;
  • использовать модели процессов, для тренировок оперативного персонала с целью повышения и поддержания квалификации.

Математическое моделирование процессов с турбоустановках в целом и в их частях полезно для проведения технико-экономических расчетов в модернизированных и ремонтных схемах и для понимания режима работы турбоустановки.

Применяемый для моделирования программный комплекс "TPP" зарекомендовал себя как удобный и надежный инструмент, позволяющий проводить серии расчетов быстро и эффективно.

Исследование эффективности частотно-регулируемого привода механизмов собственных нужд ТЭС (ТЭЦ)

Электроприводы насосов питательной воды и сетевой воды (СН) обычно признаются первоочередными объектами внедрения частотно-регулируемого электропривода при модернизации установок собственных нужд электростанций.

Экономия электроэнергии и топлива обусловлена внедрением на электростанциях более совершенных устройств и алгоритмов регулирования режимов работы механизмов с ЧРП режимов работы механизмов с ЧРП. При этом выводятся в резерв заменяемые регулирующие устройства дроссельного типа.

В данном случае ставилась задача определения эффективности ввода частотно-регулируемого привода (ЧРП) питательных насосов (ПЭН). Под эффективностью здесь понимается качество поддержания уровня воды в барабане котла с помощю ЧРП при изменении нагрузки турбоустановки.

Для исследования работы тракта питательной воды с переменной скоростью вращения роторов и, соответственно, изменением расхода теплоносителя решалась система уравнений тепло- и гидродинамики в одномерном приближении совместно с уравнением термодинамического состояния теплоносителя с учетом процессов теплообмена и расширения рабочего тела. В проточных частях турбин и насосов учитывалось преобразование тепловой энергии в механическую, электрическую и обратно. Такая модель была построена с помощью ПК "TPP".

Кроме того, в ПК “ТРР” входят блоки, моделирующие элементы систем управления. Это дает возможность как ручного, так и автоматического управления моделью непосредственно во время расчета.

Более подробно эти вопросы освещены в докладах:

Расчетная схема тракта питательной воды


Рис. 1. Расчетная схема трактов питательной воды с комбинированной установкой питания гидроприводного насоса очереди 140 ат

На рис. 1 показана расчетная схемы тракта питательной воды. В состав представленной расчетной схемы входят тракты питательной воды очереди 140 ат, которые включают в себя:

  • котельные агрегаты (К-1, -2);
  • регуляторы питания котлов (РПК-1,-2);
  • подогреватели высокого давления (ПВД-5, -6, -7);
  • питательные электронасосы (ПЭН-1, -2, -3);
  • деаэраторы (Д-1, -2);
  • участки примыкающих к тракту линий дренажей, отвода конденсата из подогревателей и подачи греющего пара из соответствующих отборов турбин.

Регуляторы питания котла (РПК) состоят из трех параллельно включенных регулирующих клапанов: грубого регулирования ? 250 мм (Р3 для РПК—1 и Р10 для РПК—2), точного регулирования ? 100 мм (Р49 и Р55 соответственно) и пускового ? 65 мм (Р52 и Р58).

Степень детализации модели объекта зависит от поставленной задачи и может варьироваться в очень больших пределах. Так, в приведенном примере котел представлен тремя каналами и компенсационным объемом, тогда как регулятор питания котла (РПК) описан очень подробно. Это объясняется тем, что в данной задаче ставилась задача сравнить два способа регулирования уровня в барабане котла: с помощью дросселирования на РПК и регулированием частоты привода питательного насоса. Оба режима должны обеспечить работу котла в одинаковых условиях, но режимы работы РПК и ПЭН различны, следовательно, для решения задачи важно описать работу РПК детально, а котел — качественно. При исследовании процессов в котле можно описать котел более детально.

Кроме реально существующего оборудования, на расчетной схеме рис.1 дополнительно учтена комбинированная установка питания гидроприводного насоса, которая представляет собой насос силовой воды гидропривода НСВ ГП, вращаемый электродвигателем и паровой турбиной. НСВ ГП питает силовой водой гидротурбину питательного насоса ПНГ-4.

Преимущества ввода комбинированной установки перед вводом ЧРП для ПЭН-1 заключаются в следующем:

  1. избыточная мощность паровой турбины позволяет уменьшить требуемую мощность электропривода и ЧРП;
  2. в комбинированной установке легко переводить электродвигатель в генераторный режим и обратно, без остановки насоса и без дросселирования задвижками воды в рассматриваемом тракте.

Стоимостные оценки комбинированной установки по нашему мнению следует определить после испытаний головных образцов и доведения их показателей до проектных значений, с учетом стоимости резерва.

Регулирование уровня воды в барабане котла

Для сравнения качества регулирования уровня воды в барабане котла и сравнения технико-экономических показателей режимов поддержания уровня дросселированием на РПК-2 для котла 2 с частотным регулированием ПЭН-1 для котла 1 при переменном давлении пара перед турбинами проведены расчеты по схеме тракта питательной воды (см. рис.1).

В качестве внешнего возмущения принято ступенчатое изменение давления пара перед 1-й и 2-й турбинами ±2 кгс/см2 (см. рис. 2.а).


Рис. 2. Результаты расчета питательного тракта:
а) давление пара перед турбиной (возмущение); б) уровень воды в барабане котла при регулировании с помощью дросселирования на РПК и с помощью ЧРП; в) перепад давления на РПК (при регулировании с помощью РПК).

В результате расчета определены расходы, давления, температуры, энтальпии потоков воды и пара, частоты вращения роторов, механические и электрические мощности для элементов расчетной схемы (см. рис. 1).

На рис. 2.б, 2.в и 3 показаны результаты моделирования тракта питательной воды с оценками:

  • изменения уровня воды в барабане котла;
  • перепада давления питательной воды на РПК;
  • механической мощности на валу электропривода питательного насоса.


Рис. 3. Механическая мощность питательного насоса при регулировании с помощью дросселирования на РПК и с помощью ЧРП.

Среднее уменьшение потребляемой мощности при полном открытии РПК в установившемся режиме работы ПЭН с ЧРП составляет 629 кВт

За цикл регулирования уровня воды в барабане котла дросселированием РПК средняя потребляемая мощность электропривода ПЭН увеличивается по сравнению с мощностью в установившемся режиме на 2,4 кВт, а в случае регулирования с помощью ЧРП при полном открытии РПК — на 1,8 кВт.

Наименование показателя

Среднее значение в установившемся режиме
(0)

Среднее значение в переходном режиме
(1)

Прирост
(1)-(0)

Мощность ПЭН без ЧРП, кВт

2516,1

2518,5

2,4

Мощность ПЭН с ЧРП, кВт

1887,1

1888,9

1,8

Эффект ввода ЧРП ПЭН, кВт

629,0

629,6

0,6

то же, % номинальной мощности ЧРП

15,7

15,7

0,017

Ввод комбинированной установки позволяет получить в тех же условиях снижение мощности электродвигателя ПЭН на 0,9 МВт, а при мощности паровой турбины 4 МВт можно перевести двигатель в режим генератора с переменной частотой вращения с мощностью до 1,5 МВт. Прямое сравнение комбинированной установки и ПЭН с ЧРП по потреблению электроэнергии по нашему мнению некорректно.

При ручном управлении от оперативного персонала зависит соотношение мощностей паровой турбины и электропривода и, следовательно, эффективность внедрения ЧРП в составе комбинированной установки. Для комбинированной установки НПЦ “ПРИОРИТЕТ” предложен новый подход (“диспетчерский”), который практически позволяет достичь оптимального режима распределения мощностей комбинированной установки в децентрализованной системе управления.

Подробнее о ценах.

О Компании | Новости | Как нас найти | Лицензии | Сертификаты | Вопросы? | Проектирование | Строительство и монтаж | Оборудование | Сервис | Примеры технических решений | Программный комплекс для энергетики: Советчик диспетчера, TPP, PPT02, Спрут | Системы управления.

Локальные вычислительные сети: аппаратура, программное обеспечение | Структурированные сети: LANConnect 200, ISCS GigaPath, кабельные системы XE | Радиосистемы и системы беспроводного доступа | АТС: Coral, Definity, Hicom | Системы передачи

Copyright © 1999-2017