Основания выбора мощности

Выбор мощности оборудования электростанции

Выбор мощности электростанции

Установленная мощность электростанции (ЭС) - это сумма номинальных мощностей всех турбогенераторов.

Основания выбора мощности

При выборе мощности должны быть учтены следующие факторы:

а) суммарная нагрузка потребителей энергии (как электрической так механической и тепловой).Для вновь сооружаемых ЭС основанием является перспективный план развития народного хозяйства, причем развитие энергетики должно быть опережающим;

б) необходимо учесть резерв мощности ЭС. Для чего рассматривается суточный график потребления электроэнергии (рис.2.1):

Рис.2.1.Суточный график электрической нагрузки.

Здесь:

N_мах - суммарнаяэлектрическая нагрузка, состоящая из промышленной, осветительной, бытовой и электротранспортной нагрузок (в рабочий зимний день).

- скрытый (вращающийся) резерв - это превышение рабочей мощности (N_раб)над максимальной (N_мах). Данный резерв является оперативным (мобильным):

, кВт;(2.1)

- явный (аварийный резерв), т.е. дополнительная резервная мощность.

Общий аварийный резерв определяется как:

, кВт;(2.2)

Запишем уравнение располагаемой мощности:

, кВт;(2.3)

- Ремонтный резерв - требуется, если нет возможности отремонтировать все агрегаты за время летнего спада нагрузки или во время весеннего паводка.

входит в состав установленной мощности:

, кВт (2.4)

Плановый ремонт турбины производится 1 раз в 2 - 3 года. Котел ремонтируется ежегодно. Вспомогательное оборудование – вместе с соответствующим основным. В резерв, как правило, выводится менее совершенное оборудование;

в) график электрических и тепловых нагрузок.

Здесь рассматривают суточные, недельные и годовые графики.

Тепловая нагрузка изменяется более резко, чем электрическая, поэтому рабочая мощность ТЭЦ[1] выбирается не по максимальной тепловой нагрузке, а по некоторому промежуточному значению(это делается для более полного использования отборов турбины). Остальную часть тепловой нагрузки в наиболее холодное время покрывает пиковый водогрейный котёл (ПВК);

г) условия работы ЭС.

ЭС может работать изолированно или в энергосистеме.На изолированных ЭС нужен больший резерв мощности. Для ЭС работающих в энергосистеме резерв рассчитывается не для каждой станции в отдельности, а для системы в целом.

Энергосистема состоит из станций различных типов, таких как:

- КЭС[2] (ГРЭС[3]);

- ТЭЦ. Имеют вынужденный электрический график нагрузок, обусловленный тепловой нагрузкой;

- ГЭС[4]. Нагрузка увеличивается во время паводков, если нет регулирования стока.

- АЭС[5]. Останавливаются летом на время перегрузки топлива, а в остальное время работают в базовом режиме ().

В энергосистеме разновременность периодов снижения нагрузки для различных типов электростанций позволяет уменьшить ремонтный резерв.

Если энергосистема охватывает несколько часовых поясов, то наступление вечерних максимумов электрической нагрузки растянуто по времени (с востока на запад). Это дает резерв мощности, который учитывается и используется как аварийный;

д) расход электроэнергии на собственные нужды.

- доля расхода электроэнергии на собственные нужды:

β_с.н = ≈ 0.04 ÷ 0.10; (2.5)

где - сумма мощностей агрегатов собственных нужд (на питательные, циркуляционные, конденсатные насосы, подготовку угля к сжиганию и др.).

зависит от типа ЭС, тепловой схемы, вида и качества топлива, параметров пара, типа системы технического водоснабжения (прямоточной (реки) или оборотной (пруда, градирни)) и т.д. Более высокие значения β_с.н характерны для малых ЭС на угле;

е) потери энергии в передающих сетях (ЛЭП).

Эти потери зависят от протяженности сетей и качества энергии. Качество электрической энергии – это напряжение и частота сети , а качество тепловой энергии - это давление, температура пара или горячей воды. Чем выше напряжение, тем меньше потери в электрических сетях. Наиболее распространены линии в 500 кВ, допустимая частота сети = 50 ± 0,1 Гц.

Чем выше давление пара, тем лучше. Пар можно транспортировать на 2 – 3 км. Температура должна быть нормативная. Параметры сетевой воды по нормативам:

t_пс = 130 ^оС÷150 ^оС – температура прямой сетевой воды, = 70 ^оС - температура обратной сетевой воды.

Проектные нормативы потерь в тепловых сетях на собственные нужды плюс в сетях – 7 % от установленной мощности ЭС:

.

[1] ТЭЦ – теплоэлектроцентраль.

[2] КЭС – конденсационная ЭС.

[3] ГРЭС – государственная районная ЭС.

[4] ГЭС – гидроэлектростанция.

[5] АЭС – атомная ЭС,