Розробка системи оцінки та прогнозування раціональних ресурсоощадних режимів експлуатації ТЕС

Автор(и)

  • Olga Chernousenko Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056, Україна https://orcid.org/0000-0002-1427-8068
  • Dmitro Rindyuk Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056, Україна https://orcid.org/0000-0001-7770-7547
  • Vitaliy Peshko Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056, Україна https://orcid.org/0000-0003-0610-1403
  • Olexandr Chernov Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056, Україна https://orcid.org/0000-0002-3355-4187
  • Vladyslav Goryazhenko Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056, Україна https://orcid.org/0000-0001-5137-2742

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.204505

Ключові слова:

теплова електростанція, енергоблок, пошкоджуваність, залишковий ресурс, прогнозування, оптимізація

Анотація

Світова енергетична криза та екологічні проблеми спонукали стрімке збільшення долі генерації електроенергії відновлювальними джерелами. Проте, режими роботи таких енергопотужностей є досить нерівномірними протягом доби. Так, для енергетики більшості країн, що розвиваються, та частини розвинених країн такі коливання в загальному балансі енерговиробітку призводять до примусового обмеження потужності обладнання на ТЕС, або й до повної зупинки енергоблоків.

Недостатня кількість маневрових потужностей в загальному енергогенеруючому балансі є характерною рисою енергосистем таких країн як Російська Федерація, Україна, Македонія, Болгарія, Румунія, Аргентина та низки інших.  Нестача таких потужностей часто компенсується за рахунок  пиловугільних блоків потужністю 200–300 МВт, що залучаються до роботи в напівпікових та пікових режимах. Дане обладнання проектно не пристосовано до такої роботи. Тому для запобігання передчасного зношення генеруючого устаткування ТЕС пропонується розробка режимного методу управління ресурсом.

На базі технічного аудиту експлуатаційної документації генеруючих компаній, запропоновано метод, спрямований на прогнозування раціональних ресурсоощадних режимів роботи високотемпературних елементів енергетичного обладнання шляхом оптимізації дольового відношення числа пусків устаткування з різних теплових станів. Сформульовано задачу оптимізації, яка полягає у визначенні такого розподілу конструктивно-технологічних параметрів процесу, що забезпечують максимальне збереження ресурсу обладнання. Як цільову функцію задачі оптимізації обрано залишковий ресурс. Розроблений метод представлено у вигляді комплексної системи оцінки та прогнозування раціональних режимів експлуатації високотемпературних елементів ТЕС, що дає можливість визначення індивідуальних ресурсних показників на протязі всього часу експлуатації обладнання для усіх можливих майбутніх комбінацій режимів роботи та згенерувати прогнози для тисяч різних варіантів режимної експлуатації енергоблоку, з розрахунком ресурсних показників для кожного з них

Біографії авторів

Olga Chernousenko, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056

Доктор технічних наук, професор

Кафедра теплоенергетичних установок теплових і атомних електростанцій

Dmitro Rindyuk, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра теплоенергетичних установок теплових та атомних електростанцій

Vitaliy Peshko, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056

Кандидат технічних наук, старший викладач

Кафедра теплоенергетичних установок теплових та атомних електростанцій

Olexandr Chernov, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056

Аспірант

Кафедра теплоенергетичних установок теплових та атомних електростанцій

Vladyslav Goryazhenko, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056

Аспірант

Кафедра теплоенергетичних установок теплових та атомних електростанцій

Посилання

  1. Chernousenko, O. Y., Peshko, V. A. (2016). Influence Produced by the Operation of the Power Units of Thermal Power Plants in the Maneuver Load Mode on the Reliability and Accident Rate of Power Equipment. NTU "KhPI" Bulletin: Power and heat engineering processes and equipment, 8 (1180), 100–106. doi: https://doi.org/10.20998/2078-774x.2016.08.14
  2. Peshko, V., Chernousenko, O., Nikulenkova, T., Nikulenkov, A. (2016). Comprehensive rotor service life study for high & intermediate pressure cylinders of high power steam turbines. Propulsion and Power Research, 5 (4), 302–309. doi: https://doi.org/10.1016/j.jppr.2016.11.008
  3. Shtefan, E. (2009). Mathematical modeling processes of the mechanical processing of disperse materials. Visnyk NTU „KhPI”, 25, 23–28.
  4. Wang, L., Lee, E. W. M., Yuen, R. K. K., Feng, W. (2019). Cooling load forecasting-based predictive optimisation for chiller plants. Energy and Buildings, 198, 261–274. doi: https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2019.06.016
  5. Safdarnejad, S. M., Tuttle, J. F., Powell, K. M. (2019). Dynamic modeling and optimization of a coal-fired utility boiler to forecast and minimize NOx and CO emissions simultaneously. Computers & Chemical Engineering, 124, 62–79. doi: https://doi.org/10.1016/j.compchemeng.2019.02.001
  6. Giannantoni, C., Lazzaretto, A., Macor, A., Mirandola, A., Stoppato, A., Tonon, S., Ulgiati, S. (2005). Multicriteria approach for the improvement of energy systems design. Energy, 30 (10), 1989–2016. doi: https://doi.org/10.1016/j.energy.2004.11.003
  7. Mirandola, A., Stoppato, A., Lo Casto, E. (2010). Evaluation of the effects of the operation strategy of a steam power plant on the residual life of its devices. Energy, 35 (2), 1024–1032. doi: https://doi.org/10.1016/j.energy.2009.06.024
  8. Plan rozvytku systemy peredachi na 2020–2029. Skhvaleno Postanovoiu NKREKP (Natsionalna komisiya, shcho zdiysniuie derzhavne rehuliuvannia u sferakh enerhetyky ta komunalnykh posluh) No. 764 vid 03.04.2020 (2019). Kyiv: Natsionalna enerhetychna kompaniya «Ukrenerho», 377.
  9. Miralles-Quirós, J. L., Miralles-Quirós, M. M. (2019). Are alternative energies a real alternative for investors? Energy Economics, 78, 535–545. doi: https://doi.org/10.1016/j.eneco.2018.12.008
  10. Li, N., Wei, C., Zhang, H., Cai, C., Song, M., Miao, J. (2020). Drivers of the national and regional crop production-derived greenhouse gas emissions in China. Journal of Cleaner Production, 257, 120503. doi: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.120503
  11. Daily Electricity Generation / Consumption Schedule. Ukrenergo. Available at: https://ua.energy/activity/dispatch-information/daily-electricity-production-consumption-schedule/
  12. The European Power Sector in 2019: Up-to-Date Analysis on the Electricity Transition (2020). Agora Energiewende and Sandbag, 46. Available at: https://www.agora-energiewende.de/fileadmin2/Projekte/2019/Jahresauswertung_EU_2019/172_A-EW_EU-Annual-Report-2019_Web.pdf
  13. Stoppato, A., Mirandola, A., Meneghetti, G., Lo Casto, E. (2012). On the operation strategy of steam power plants working at variable load: Technical and economic issues. Energy, 37 (1), 228–236. doi: https://doi.org/10.1016/j.energy.2011.11.042
  14. Kovetskiy, V. M., Kovetskaya, M. M. (2007). Otsenka manevrennyh vozmozhnostey elektrogeneriruyushchih ustanovok dlya obespecheniya kachestva elektroenergii. Problemy zahalnoi enerhetyky, 16, 47–53. Available at: http://dspace.nbuv.gov.ua/bitstream/handle/123456789/3098/2007_16_St_8.pdf?sequence=1
  15. Chernousenko, O. Y., Peshko, V. A. (2016). Influence of the Operation of the Power Units of Thermal Power Plants in the Maneuvering Mode on the Aging Rate of Power Equipment. NTU "KhPI" Bulletin: Power and heat engineering processes and equipment 10 (1182), 6–16. doi: https://doi.org/10.20998/2078-774x.2016.10.01
  16. Benato, A., Stoppato, A., Bracco, S. (2014). Combined cycle power plants: A comparison between two different dynamic models to evaluate transient behaviour and residual life. Energy Conversion and Management, 87, 1269–1280. doi: https://doi.org/10.1016/j.enconman.2014.06.017
  17. Shtefan, E., Rindyuk, D., Kadomsky, S. (2014). Mathematical simulation of the organic disperse material mechanical treatment processes. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (12 (68)), 55–61. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2014.23718
  18. Shtefan, E. V. (2002). Informatsionnaya tehnologiya proektirovaniya tehnologicheskogo oborudovaniya dlya mehanicheskoy obrabotki dispersnyh materialov. Mezhd. period. sb. nauch. tr. «Obrabotka dispersnyh materialov i sred. Teoriya, issledovaniya, tehnologii, oborudovanie», 12, 72–78.
  19. Shtefan, E., Pashchenko, B., Blagenko, S., Yastreba, S. (2018). Constitutive Equation for Numerical Simulation of Elastic-Viscous - Plastic Disperse Materials Deformation Process. Advances in Design, Simulation and Manufacturing, 356–363. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-319-93587-4_37
  20. Shtefan, E. V., Shamis, M. B., Litovchenko, I. N. (2010). Information technologies for vibration strength analysis of the Rovenskaya nuclear power plant main steam line. Strength of Materials, 42 (1), 124–128. doi: https://doi.org/10.1007/s11223-010-9199-z
  21. Chernousenko, O., Rindyuk, D., Peshko, V. (2017). Research on residual service life of automatic locking valve of turbine K-200-130. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (8 (89)), 39–44. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.112284
  22. Chernousenko, O., Rindyuk, D., Peshko, V., Goryazhenko, V. (2018). Development of a technological approach to the control of turbine casings resource for supercritical steam parameters. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (1 (92)), 51–56. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.126042
  23. Chernousenko, O. Yu. (2017). Otsenka ostatochnogo resursa i prodlenie ekspluatatsii parovyh turbin bol'shoy moshchnosti. Ch. 2. Kyiv: NTUU «KPI im. Igorya Sikorskogo», 207.

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-06-30

Як цитувати

Chernousenko, O., Rindyuk, D., Peshko, V., Chernov, O., & Goryazhenko, V. (2020). Розробка системи оцінки та прогнозування раціональних ресурсоощадних режимів експлуатації ТЕС. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(8 (105), 14–23. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.204505

Номер

Том 3 № 8 (105) (2020): Енергозберігаючі технології та обладнання

Розділ

Енергозберігаючі технології та обладнання

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Olga Chernousenko, Dmitro Rindyuk, Vitaliy Peshko, Olexandr Chernov, Vladyslav Goryazhenko

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.