Evaluation of a modernization project of the main condensate scheme at CHP-10 power unit No. 5 using its customized simulation model

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Аннотация

We investigate the effect of modernizing the main condensate scheme applied at the power unit No.5, CHP-10 of Baikal Energy Company LLC, on its energy and economic efficiency using a customized simulation model. Simulation modelling was carried out in the Machine Program Building System software environment. The constructed model was verified using the results of measuring control parameters in several operating modes according to a three-stage procedure of verifying the mathematical models of complex thermal power units. We propose an original approach to modernizing the main condensate thermal scheme at the power unit under study in order to reduce the specific fuel consumption for balance-of-plant needs. The idea was to expand the main condensate scheme by including an additional sealing pump to the feedwater electric pumps of the 1Кs-20-110 unit in order to avoid the incorrect selection of condensate pumps. The study showed that the redistribution of the main condensate flow between the existing condensate pumps and the proposed 1Ks-20-110 sealing pump leads to a reduction in the specific fuel consumption for the electric energy generation to 0.32 g of fuel per kWh across the range of electrical loads from 137 to 150 mW. As a result, the net efficiency of the power unit can be raised by 0.03%. It should be noted that the proposed modernization project may reduce the consumption of electricity for balance-of-plant needs when the feedwater electric pump is switched to the standby mode during an emergency shutdown of the power unit. Based on the performed energy and economic calculations, energy savings for the period of 2019 comprise 82,653 kWh, while the total annual savings are estimated at 78,030 rubles. Thus, the conducted research demonstrates the high efficiency of applying simulation modelling in the study and optimization of existing thermal power plants.

Авторлар туралы

F. Zabuga

Melentiev Energy Systems Institute SB RAS; Engineering Center “Irkutskenergo” LLC

Email: xpbellow@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0003-2298-3530

V. Alekseyuk

Melentiev Energy Systems Institute SB RAS

Email: alexeyuk.vitaliy@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-4226-0519

Әдебиет тізімі

  1. Лазарев Г. Б. Управление эффективностью механизмов собственных нужд ТЭС // Научно-технический журнал «Энергия единой сети». 2012. № 5. С. 58–67.
  2. Нажимова А. М., Хабибулина А. Х. Энергоресурсосбережение в системе собственных нужд теплоэлектростанции // Электротехнические системы и комплексы. 2013. № 21. С. 293–297.
  3. Сизов Р. Р. Снижение удельного расхода электроэнергии на собственные нужды энергоблока ст. № 8 Заинской ГРЭС // Вестник Казанского государственной энергетического университета. 2015. № 3. С. 129–131.
  4. Соболев С. П. Паровая турбина К-160-130 ХТГЗ. М.: Изд-во «Энергия», 1980. 192 с.
  5. Забуга Ф. В. Использование математической модели паровой турбины К-160-130 для модернизации ее технологической схемы // Системные исследования в энергетике: тр. молодых ученых ИСЭМ СО РАН. Вып.
  6. Иркутск: Изд-во ИСЭМ СО РАН, 2017. С. 56–61. 6. Забуга Ф. В. Использование математической модели энергоблока для модернизации его технологической схемы // Системные исследования в энергетике: тр. молодых ученых Института систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН. Вып. 48. Иркутск: Изд-во ИСЭМ СО РАН, 2016. С. 51–56.
  7. Забуга Ф. В., Алексеюк В. Э. Исследования на основе математического моделирования энергоблока № 5 ТЭЦ-10 ООО «Байкальская Энергетическая Компания» для оценки эффективности его модернизации // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2021. Т. 25. № 2. С. 183–195. https://doi.org/10.21285/1814-3520-2021-2-183-195.
  8. Zabuga F., Alekseiuk V. Research based on mathematical modeling of CHP-10 power unit No 5 “Baikal Energy Company” LLC to assess the efficiency of its modernization // Energy Systems Research 2021: Proceedings International Conference of Young Scientists. E3S Web Conference. 2021. Vol. 289. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202128902002.
  9. Клер А. М., Деканова Н. П., Скрипкин С. К., Михеев А. В., Корнеева З. Р., Орехов А. Б. Математическое моделирование и оптимизация в задачах оперативного управления тепловыми электростанциями. Новоси бирск: «Наука», Сиб. предприятие РАН, 1997. 120 с.
  10. Клер А. М., Тюрина Э. А. Оптимизационные исследования энергетических установок и комплексов. Новосибирск: Акад. изд-во «Гео», 2016. 298 с.
  11. Alexeyuk V. E. An improved technique for identification of mathematical models of thermal power equipment // Energy Systems Research. 2018. Vol. 1. No. 3. P. 53–60. https://doi.org/10.25729/esr.2018.03.0007.
  12. Алексеюк В. Э., Максимов А. С., Сафронов П. Г. Усовершенствованная методика идентификации математических моделей теплоэнергетического оборудования // iPolytech Journal. 2019. Т. 23. № 3. С. 503–515. https://doi.org/10.21285/1814-3520-2019-3-503-515.
  13. Клер А. М., Алексеюк В. Э. Повышение точности идентификации параметров математических моделей существующего теплоэнергетического оборудования // Научный вестник Новосибирского государственного технического университета. 2019. № 3. С. 57–76. https://doi.org/10.17212/1814-1196-2019-3-57-76.
  14. Kler А., Alekseiuk V., Maksimov А. An improved technique for identification of mathematical model parameters of thermal power equipment and assessment of its performance // Energy Systems Research 2019: Proceedings International Conference of Young Scientists. E3S Web Conferences. 2019. Vol. 114. https://doi.org/https://doi.org/10.1051/e3sconf/201911406009.
  15. Alekseiuk V. Improving the efficiency of the threestage technique of mathematical model identification of complex thermal power equipment // ENERGY-21 – Sustainable Development & Smart Management: Proceedings E3S Web Conferences. 2020. Vol. 209. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202020903002.
  16. Гамм А. З. Статистические методы оценивания состояния электроэнергетических систем. М.: Изд-во «Наука», 1976. 220 с.
  17. Huber P. J. Robust statistics. New York: John Wiley & Sons, 1981. 308 p.
  18. Клер А. М. Эффективные методы схемнопараметрической оптимизации сложных теплоэнергетических установок: разработка и применение. Новосибирск: Акад. изд-во «Гео», 2018. 145 с.
  19. Kler A. M., Zharkov P. V., Epishkin N. O. Parametric optimization of supercritical power plants using gradient methods // Energy. 2019. Vol. 189. P. 116230. https://doi.org/10.1016/j.energy.2019.116230.
  20. Kler A. M., Potanina Y. M., Marinchenko A. Y. Cooptimization of thermal power plant flowchart, thermodynamic cycle parameters, and design parameters of components // Energy. 2020. Vol. 193. Р. 116679. https://doi.org/10.1016/j.energy.2019.116679.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).