МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ
Nbsp;
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное
Бюджетное образовательное учреждение
Высшего образования
«КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМОВ РАБОТЫ
И ПАРАМЕТРОВ ТЭС
Программа, методические указания
По изучению дисциплины
Для студентов заочной формы обучения
По образовательной программе «Технология производства электрической и тепловой энергии»
Направления подготовки
Теплоэнергетика и теплотехника
Казань 2016
УДК 621.311.22
ББК 31.37
О-60
| О-60 | Оптимизация режимов работы и параметров ТЭС : программа, методические указания по изучению дисциплины / Сост.: Ю.В. Абасев. – Казань: Казан. гос. энерг. ун-т, 2016. – 28 с. |
| Содержат программу, общие рекомендации и методические указания по изучению разделов дисциплины и выполнению контрольной работы, варианты контрольного задания. Разработаны в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего образования для студентов заочной формы обучения по образовательной программе «Технология производства электрической и тепловой энергии» направления подготовки магистров 13.04.01 Теплоэнергетика и теплотехника. |
УДК 621.311.22
ББК 31.37
© Казанский государственный энергетический университет, 2016
|
|
|
введение
Перед современной теплоэнергетикой стоят задачи обеспечения надёжной, безопасной и экономичной работы оборудования тепловых и атомных электростанций. Отечественный и зарубежный опыт эксплуатации теплоэнергетических предприятий свидетельствует о необходимости оптимизации режимов работы и параметров ТЭС для работы тепловых электростанций в рыночных условиях.
В рамках дисциплины «Оптимизация режимов работы и параметров ТЭС» изучаются современные методы оптимизации режимов работы и параметров ТЭС.
Студенты заочной формы обучения дисциплину «Оптимизация режимов работы и параметров ТЭС» изучают в 4 и 5-м семестрах. Работа студента над дисциплиной слагается из следующих элементов: посещения установочного занятия в КГЭУ; самостоятельного изучения дисциплины и выполнения контрольных работ. В процессе самостоятельной работы студент может обращаться к преподавателю с вопросами для получения письменной или устной консультации. Учебно-методическое обеспечение дисциплины студенты могут получить в электронных личных кабинетах информационной системы КГЭУ и в библиотеке КГЭУ. В конце
4 и 5-го семестров студенты посещают практические занятия в КГЭУ, сдают зачеты.
|
|
|
В данном документе приведена программа, общие рекомендации и методические указания по изучению разделов дисциплины и выполнению контрольных работ, варианты контрольных заданий.
Цель И ЗАДАЧИ освоения учебной дисциплины
Целью освоения дисциплины «Оптимизация режимов работы и параметров ТЭС» является изучение методов оптимизации режимов работы и параметров ТЭС и их учет при проектировании ТЭС и конструировании основного оборудования.
Задачи освоения дисциплины: сформировать у студентов способность к разработке мероприятий по совершенствованию технологии производства; изучение методов выбора оптимальной мощности КЭС, определения предельной мощности ТЭС по условиям загрязнения воздушного бассейна; методов оптимизации параметров пара на ТЭС; методов определения оптимальной температуры питательной воды, выбора оптимальных скоростей среды; методов оптимизации режимов и схем отпуска тепла от ТЭЦ.
Место учебной дисциплины в структуре
обраЗовательной программЫ
высшего образования
Дисциплина «Оптимизация режимов работы и параметров ТЭС» относится к вариативной части образовательной программы «Технология производства электрической и тепловой энергии» направления подготовки магистров 13.04.01 Теплоэнергетика и теплотехника.
|
|
|
До освоения дисциплины у обучающихся должны быть сформированы следующие компетенции: способность участвовать в сборе и анализе исходных данных для проектирования энергообъектов и их элементов в соответствии с нормативной документацией (ПК-1); способность проводить расчеты по типовым методикам, проектировать технологическое оборудование с использованием стандартных средств автоматизации проектирования в соответствии с техническим заданием (ПК-2).
РЕЗУЛЬТАТЫ ОБРАЗОВАНИЯ, ФОРМИРУЕМЫЕ
В ПРОЦЕССЕ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
В процессе освоения данной дисциплины студент формирует и демонстрирует следующую компетенцию: способность к разработке мероприятий по совершенствованию технологии производства (ПК-3).
Студент, изучивший дисциплину, должен знать:
– современные методы оптимизации; метод выбора оптимальной мощности КЭС, определения предельной мощности ТЭС по условиям загрязнения воздушного бассейна; методы оптимизации параметров пара на ТЭС; методы определения оптимальной температуры питательной воды, выбора оптимальных скоростей среды; методы оптимизации режимов и схем отпуска тепла от ТЭЦ; методы оптимизации систем теплоснабжения (ПК-3);
|
|
|
– параметры, характеристики и режимы работы оборудования (ПК-3);
– экономические критерии выбора оптимальных решений (ПК-3);
уметь:
– применять методы оптимизации на ТЭС (ПК-3);
– выбирать оптимальные параметры отопительных отборов у турбин со ступенчатым подогревом сетевой воды при эксплуатации (ПК-3);
владеть основными методами оптимизации на ТЭС (ПК-3).
СТРУКТУРА дисциплины
«Оптимизация режимов работы и параметров ТЭС»
Общая трудоёмкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы, 144 часа.
| Семестр | Форма промежуточной | Форма самостоятельной работы (К, Р, РГР, КР, КП и др.) | Часы учебных занятий | |||||
| Всего | Лекции | Практические занятия | Лабораторные работы | Самостоятельная работа | Занятия, проводимые в интерактивной форме | |||
| 4 | З | К | 72 | – | 4 | – | 68 | – |
| 5 | З | К | 72 | – | 4 | – | 68 | – |
Содержание разделов дисциплины
Раздел 1. Технико-экономические расчеты в энергетике
Экономические критерии выбора оптимальных решений. Метод замыкающих затрат. Фактор надежности и учет аварийного резерва. Режимные факторы в электроэнергетике. Современные методы оптимизации.
Раздел 2. Обоснование решений при проектировании ТЭС
Выбор оптимальной мощности КЭС. Определение предельной мощности ТЭС по условиям загрязнения воздушного бассейна.
Раздел 3. Оптимизация параметров пара на ТЭС
Оптимизация начальных параметров пара и промперегрева на ТЭС (методика технико-экономической оптимизации начальных параметров и параметров промежуточного перегрева пара; изменения технико-экономических и стоимостных показателей паротурбинных установок при оптимизации начальных параметров пара; позонное развитие ТЭС, технико-экономические величины начальных параметров для ТЭС различного назначения). Выбор расчетного конечного давления и характеристик конденсационного устройства турбин (технико-экономические показатели систем технического водоснабжения ТЭС; методика выбора расчетного конечного давления и характеристик конденсационного устройства турбин; некоторые результаты оптимизации конечного давления и характеристик конденсационного устройства турбин). Особенности выбора начальных и конечных параметров пара на АЭС.
Раздел 4. Оптимизация параметров и элементов тепловых схем паротурбинных установок
Термодинамически и технико-экономически оптимальная температура питательной воды. Выбор оптимальных скоростей среды и расчет потерь давления в трубопроводах ТЭС.
Раздел 5. Оптимизация режимов и схем отпуска тепла от ТЭЦ
Оптимальное распределение подогрева сетевой воды в подогревателях турбин. Ступенчатый подогрев сетевой воды у турбин типа Т и ПТ, переведенных на теплофикационное противодавление. Утилизация тепла отработавшего пара в конденсаторах турбин. Выбор оптимальных параметров отопительных отборов у турбин со ступенчатым подогревом сетевой воды. Выбор числа ступеней подогрева сетевой воды от турбин. Выбор оптимальных поверхностей нагрева сетевых подогревателей турбины.
Раздел 6. Оптимизация систем теплоснабжения
Определение расходов тепла. Выбор системы теплоснабжения. Выбор схем присоединения потребителей тепла. Выбор температурного графика теплосети. Гидравлический режим теплосети. Выбор параметров теплосети и сетевых и подпиточных насосов (определение расходов теплоносителя, гидравлический расчет трубопроводов водяных тепловых сетей, построение пьезометрического графика, выбор сетевых и подпиточных насосов). Оптимизация транспортных систем. Особенности выбора параметров и схем теплоснабжения от удаленных источников тепла. Дальний транспорт тепла.
Тематика практических занятий
| Номер занятия | Тема практического занятия | Продолжи-тельность (часов) |
| 1 | Обзорное занятие по дисциплине в целом. Распределение вариантов контрольных работ. Методика выполнения контрольного задания | 2 |
| 2 | Оптимизация параметров и элементов тепловых схем паротурбинных установок | 2 |
| 3 | Оптимизация режимов и схем отпуска тепла от ТЭЦ | 4 |
| Итого: | 8 |
Общие рекомендации по работе над дисциплиной
Работа студента над дисциплиной «Оптимизация режимов работы и параметров ТЭС» слагается из следующих элементов: самостоятельного изучения тем дисциплины по учебникам и учебным пособиям с последующей самопроверкой; посещения установочного занятия, практи-ческих занятий; выполнения контрольных работ; подготовки к зачётам. В процессе самостоятельной работы студент может обращаться к преподава-телю с вопросами для получения письменной или устной консультации. Завершающим этапом является сдача зачетов в 4 и 5-м семестрах.
Самостоятельное изучение материала по учебникам
и учебным пособиям
Освоение дисциплины следует начинать с уяснения её целей и задач. При первом чтении изучаемой темы необходимо получить общее представление об излагаемых вопросах, выделить основные понятия и отметить непонятные места. Затем отыскать в соответствующих справочных материалах ответы на появившиеся вопросы. При повторном чтении следует законспектировать материал по теме с необходимыми пояснениями и ссылками.
Переходить к изучению новой темы следует только после полного изучения теоретических вопросов и выполнения самопроверки.
Самопроверка
Закончив изучение темы, студент должен ответить на вопросы для самопроверки, внести коррективы в конспект, который впоследствии поможет при повторении материала в период подготовки к зачёту.
Консультации
При возникновении затруднений при проработке теоретического материала следует чётко сформулировать вопросы, ответы на которые можно будет получить в ходе индивидуальных письменных и устных консультаций или после практических занятий по соответствующим темам.
Практические занятия
Для более глубокого изучения дисциплины и получения навыков применения компьютерных технологий для расчета тепловых схем турбоустановок ТЭС проводятся практические занятия. Количество часов практических занятий и их содержание приведены в соответствующих разделах данной методической разработки.
Контрольная работа
В процессе изучения дисциплины «Оптимизация режимов работы и параметров ТЭС» студент самостоятельно выполняет контрольную работу, которая является формой методической помощи при изучении дисциплины. Преподаватель-рецензент указывает студенту на недостатки в усвоении материала дисциплины, что позволяет устранить их. Темы контрольных работ и правила их оформления представлены в соответствующем разделе данной методической разработки.
Зачёт
К сдаче зачётов по дисциплине «Оптимизация режимов работы и параметров ТЭС» допускаются студенты, имеющие зачтённые контрольные работы. Список вопросов, выносимых на зачёт, представлен в соответствующем разделе данной методической разработки.
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Основная литература:
1. Буров В.Д. Тепловые электрические станции: учебник для вузов / В.Д. Буров, Е.В. Дорохов, В.М. Лавыгин. – М.: МЭИ, 2007. – 466 с.
Дополнительная литература:
2. Андрющенко А.И. Оптимизация режимов работы и параметров тепловых электростанций: учеб. пособие для студентов вузов /
А.И. Андрющенко, Р.З. Аминов. – М.: Высшая школа, 1983. – 255 с.
3. Качан А.Д. Справочное пособие по технико-экономическим основам ТЭС / А.Д. Качан, Б.В. Яковлев. – Минск: Вышэйшая школа, 1982. – 320 с.
Программное обеспечение и интернет-ресурсы:
4. Вычислительная система Mathcad (адрес разработчика в интернете: http://ru.ptc.com/product/mathcad).
5. Компьютерная программа Water Steam Pro (о применении программы: http://www.wsp.ru/ru/documentation/wsp/5.6/usemath.htm).
6. Электронные образовательные ресурсы КГЭУ.
Методические указания ПО САМОСТОЯТЕЛЬНОМУ
изучению дисциплины
Программа дисциплины состоит из 6 разделов. Ниже по каждому разделу приводятся ссылки с указанием источника, где излагается данная тема. Номер источника, указанный в квадратных скобках, соответствует его номеру в списке литературы. Далее приводятся вопросы для самопроверки, к которым следует приступать после изучения соответствующей темы.
СЕМЕСТР 4
Раздел 1. Технико-экономические расчеты в энергетике
Литература: [3], гл. 1; [6].
Вопросы для самопроверки
1. Перечислите критерии оптимальности при выборе наиболее экономичного варианта в энергетике.
2. Перечислите условия технической и экономической сопоставимости сравниваемых вариантов по минимуму приведенных затрат.
3. Объясните, как определяется величина удельных капиталовложений.
4. Объясните, как определяются удельные приведенные затраты.
5. Перечислите недостатки метода срока окупаемости.
6. Раскройте понятие замыкающих затрат.
7. Раскройте понятие замыкающего топлива.
8. Перечислите основные показатели количественной оценки надежности энергоснабжения.
9. Перечислите основные виды резервов электрической мощности в энергосистеме.
10. Перечислите основные параметры, характеризующие суточный режим электропотребления.
11. Объясните, опираясь на какие оптимальные значения можно определить необходимый состав вновь вводимого оборудования, мощность и тип электростанций.
Раздел 2. Обоснование решений при проектировании ТЭС
Литература: [3], гл. 2; [6].
Вопросы для самопроверки
1. Объясните, почему предельная мощность новой или расширяемой электростанции ограничивается требованиями охраны атмосферного воздуха.
2. Назовите вещества, ПДК которых в атмосферном воздухе должны быть выдержаны при сооружении ТЭС.
3. Расскажите, как определяется предельная мощность электростанции при заданной высоте дымовых труб.
4. Расскажите, как определяется высота дымовых труб при заданной мощности электростанции.
Раздел 3. Оптимизация параметров пара на ТЭС
Литература: [1], гл. 2; [3], гл. 3; [6].
Вопросы для самопроверки
1. Объясните, в чем заключаются общие подходы в определении оптимизации начальной температуры и начального давления.
2. Напишите и объясните условие оптимума начальной температуры при заданном начальном давлении.
3. Объясните различие технико-экономически и термодинамически оптимального давления промперегрева.
4. Объясните, как определяется термодинамически оптимальная температура начала промперегрева.
5. Объясните, как определяется оптимальное давление промперегрева.
6. Расскажите, от чего существенно зависит стоимость элементов котельного агрегата, турбины и паропроводов.
7. Объясните, каким образом стоимость топливоподачи и системы пылеприготовления зависит от расхода топлива.
8. Объясните, почему не создаются установки на начальные давления в интервале 19–23 МПа.
9. Объясните, как связаны оптимальные начальные параметры для базовых паротурбинных блоков со стоимостью топлива.
10. Назовите капитальные затраты, зависящие от расхода охлаждающей воды.
СЕМЕСТР 5
Раздел 4. Оптимизация параметров и элементов тепловых схем паротурбинных установок
Литература: [1], гл. 2; [2], гл. 6; [3], гл. 8.
Вопросы для самопроверки
1. Объясните, от чего зависит термодинамически оптимальная температура питательной воды.
2. Объясните, от чего зависит технико-экономически оптимальная температура питательной воды.
3. Расскажите, как выбираются оптимальные скорости среды.
4. Расскажите, как рассчитываются потери давления в трубопроводах ТЭС.
Раздел 5. Оптимизация режимов и схем отпуска тепла от ТЭЦ
Литература: [1], гл. 4; [2], гл. 2; [3], гл. 6.
Вопросы для самопроверки
1. Расскажите, каково оптимальное соотношение подогрева сетевой воды в подогревателях турбин по ступеням.
2. Объясните, почему выравнивание подогрева по ступеням с помощью регуляторов отборов или частичного обвода сетевой воды помимо подогревателей не дает положительного результата.
3. Назовите преимущества режима свободного распределения пара по ступеням подогрева при ступенчатом подогреве сетевой воды.
4. Назовите оптимальные режимы ступенчатого подогрева сетевой воды при свободном распределении пара по ступеням подогрева.
5. Перечислите ограничения работы с отключенным регулятором отбора.
6. Перечислите случаи, в которых использование теплофикационных пучков конденсаторов наиболее эффективно.
7. Перечислите случаи, в которых использование теплофикационных пучков конденсаторов малоэффективно и может оказаться недопустимым.
8. Расскажите, когда достигается наибольшая выработка электроэнергии за отопительный сезон.
9. Назовите критерий, по которому можно проводить выбор оптимальных параметров отопительных отборов новых турбин.
10. Объясните, как выбирается экономически выгодное число ступеней подогрева сетевой воды от турбин.
11. Назовите величину экономически оправданного подогрева сетевой воды одним отбором турбины.
12. Перечислите параметры, от которых зависит оптимальная поверхность сетевых подогревателей.
13. Назовите соотношение подогрева по ступеням при двух-, трехступенчатом подогреве сетевой воды в расчетном режиме.
Раздел 6. Оптимизация систем теплоснабжения
Литература: [1], гл. 4; [2], гл. 2; [3], гл. 7.
Вопросы для самопроверки
1. Объясните, как рассчитывается расход тепла на отопление жилых зданий.
2. Объясните, как рассчитывается расход тепла на отопление общественных зданий.
3. Объясните, как рассчитывается расход тепла на вентиляцию общественных зданий.
4. Объясните, как рассчитывается расход тепла для определения нагрузки и выбора оборудования ТЭЦ и котельных, для расчета трубопроводов тепловых сетей.
5. Объясните, как рассчитываются годовые расходы тепла жилыми и общественными зданиями, необходимые для определения технико-экономических показателей системы теплоснабжения.
6. Перечислите случаи, в которых выгоднее использовать водяные
и паровые системы централизованного теплоснабжения.
7. Перечислите случаи, в которых применяются закрытые и открытые системы централизованного теплоснабжения.
8. Перечислите случаи, в которых тепловые потребители могут присоединяться к тепловым сетям по независимой схеме.
9. Перечислите случаи, в которых тепловые потребители могут присоединяться к тепловым сетям по зависимой схеме.
10. Объясните, как выбираются параметры температурного графика теплосети.
11. Объясните, в каких случаях выгодно повышать температуру прямой сетевой воды, а в каких не выгодно.
12. Объясните, как рассчитать расходы воды в наружных теплосетях на отопление.
13. Объясните, как рассчитать расходы воды в наружных теплосетях на вентиляцию.
14. Объясните назначение гидравлического расчета при проектиро-вании системы теплоснабжения.
15. Дайте определение понятию «расчетный участок теплотрассы».
16. Объясните, что такое пьезометрический график теплосети.
17. Объясните, каким требованиям должен удовлетворять пьезометри-ческий график.
18. Объясните, какие факторы необходимо учитывать при определении оптимальных характеристик транспортной сети.
19. Расскажите об особенностях выбора параметров и схем тепло-снабжения от удаленных источников тепла.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ
Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 182; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!