Тематический обзор приурочен к 130-летию со времени образования РУП «Минскэнерго».
Приведен системный анализ эффективности работы основного технологического оборудования теплоэлектроцентрали. Отражена проблема обеспечения надежности и экономичности работы теплофикационных парогазовых установок. Изложены методы расширения регулировочного диапазона по отпуску электроэнергии паротурбинных и парогазовых ТЭЦ. Рассмотрена модель управления рисками энергетических предприятий.
Представлены документы из фонда РНТБ, а также аннотированные описания электронных ресурсов и ссылки на полные тексты.
С полными текстами статей можно ознакомиться в зале информационно-справочной службы, комната 613, и в читальном зале периодических изданий, комната 614. Телефон для справок +375 17 226 61 88.
Бурденкова, Е. Ю. Оптимизация схем и способов расширения регулировочного диапазона по отпуску электроэнергии от ТЭЦ / Е. Ю. Бурденкова, М. В. Гариевский // Энергетик. – 2024. – № 5. – С. 39–44.
Проведена оценка эффективности расширения регулировочного диапазона по отпуску электроэнергии паротурбинных и парогазовых ТЭЦ за счет применения малорасходных режимов работы паровой турбины с учетом аккумулирующих свойств тепловых сетей и зданий. Показано, что применение малорасходных режимов работы турбоустановки в ночное время позволяет ТЭЦ более эффективно участвовать в покрытии переменной части графика электрической нагрузки. Определена зависимость доли участия дополнительной бойлерной установки в покрытии тепловой нагрузки от цен на топливо и электроэнергию. Сравнение показателей эффективности работы паротурбинной ТЭЦ в малорасходных режимах с отпуском необходимой потребителю тепловой энергии от дополнительной бойлерной установки и в моторном режиме с отпуском тепловой энергии от пикового водогрейного котла позволило, с учетом аккумулирующих свойств тепловых сетей и зданий, рекомендовать работу в малорасходном режиме в период снижения электрической нагрузки в энергосистеме. Для парогазовой ТЭЦ показано, что снижение ночью электрической мощности ПГУ при обеспечении номинального отпуска тепла целесообразно проводить за счет перевода ее в режим ГТУ–ТЭЦ с переводом паровой турбины в моторный режим.
Маркина, М. В. Исследование деформации ползучести паропроводов острого пара из стали 12Х1МФ / М. В. Маркина, Н. Т. Амосов // Энергетические системы. – 2024. – № 1. – С. 103–106. – URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_71308303_92829720.pdf (дата обращения: 24.01.2025).
Исследована деформация ползучести паропроводов острого пара из стали 12Х1МФ, использующихся на теплоэлектроцентралях для трансфера острого пара от парогенераторов к паротурбинным установкам. Главный параметр, исследуемый в данной работе – ползучесть. Также рассмотрены полные, упругие и пластические деформации. В ходе решения поставленной задачи построены изохронные кривые ползучести, а также диаграмма зависимости деформаций ползучести от напряжения. Использование изохронных кривых ползучести позволяет представить информацию в виде графической зависимости.
Многокритериальная оценка эффективности работы турбин / А. А. Гаврилова, Л. А. Сагитова, М. С. Шеметов, А. Г. Антонова // Энергетические системы. – 2024. – № 1. – С. 16–21. – URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_71308293_78536507.pdf (дата обращения: 24.01.2025).
Приведен системный анализ эффективности работы основного технологического оборудования теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) на основе исследования реальных статистических данных, полученных в ходе испытаний. Определена совокупность частных показателей эффективности, сворачиваемых в глобальный критерий. Проведено интегральное оценивание потенциала генерирующего оборудования энергетических предприятий. Критерий сравнительной эффективности позволяет определить оптимальные характеристики и режимы функционирования энергетических установок различных энергообъектов. На основе методологии Data Envelopment Analysis (DEA) разработана и предложена методика многокритериальной сравнительной оценки комплексной эффективности функционирования турбоагрегатов в различных режимах. Предложенная методика позволяет провести как качественную, так и количественную многокритериальную оценку обобщенной эффективности работы турбоагрегата в различных состояниях, позволяет произвести анализ функционирования и выбор оптимальных режимов работы, выработать рекомендации по оптимизации режимов основного оборудования. А также приводит к совершенствованию термодинамических циклов ТЭЦ, увеличению коэффициента полезного действия генерирующего оборудования действующих ТЭЦ, повышению эффективности использования энергетических и материальных ресурсов, снижению себестоимости производимой электрической и тепловой энергии.
Повышение маневренности ПГУ-450т с обеспечением надежности и экономичности в режимах переменных нагрузок / Э. К. Аракелян, А. В. Андрюшин, Ф. Ф. Пащенко [и др.] // Теплоэнергетика. – 2024. – № 2. – С. 15–24.
Рассмотрена проблема обеспечения надежности и экономичности работы теплофикационных парогазовых установок (ПГУ) на примере ПГУ-450 при пониженных нагрузках и регулировании электрических нагрузок в конденсационном режиме и тепловых и электрических нагрузок в теплофикационном режиме. Приведены главные ограничения, препятствующие широкому привлечению ПГУ к регулированию электрической и тепловой нагрузок. Указана необходимость перевода газовых турбин, обладающих ограниченными возможностями несения переменных нагрузок, на щадящий режим с переносом основной тяжести на паровую турбину. Предложена технология работы ПГУ-450 на пониженных нагрузках: разгружение ПГУ в соответствии с эксплуатационной инструкцией до допустимой базовой нагрузки газовых турбин, например по экологическому условию при работе ее в конденсационном режиме, и дальнейшее снижение мощности энергоблока по электрической нагрузке при постоянной базовой мощности газовых турбин и котлов-утилизаторов за счет снижения мощности паровой турбины путем применения обводного парораспределения или перевода в моторный режим части цилиндра высокого давления (ЦВД) или всего ЦВД либо паровой турбины в целом. Изложены результаты применения различных схем обводного парораспределения при работе ПГУ в конденсационном режиме, в том числе перевода части ЦВД или ЦВД целиком, а также паровой турбины в моторный режим при останове ПГУ в резерв при прохождении провалов нагрузок. Показано, что применение обводного парораспределения при работе ПГУ в теплофикационном режиме экономичнее, чем в конденсационном режиме. Продемонстрировано преимущество перевода паровой турбины в моторный режим вместо ее останова при работе ПГУ-450 в режиме газотурбинная установка ‒ теплоэлектроцентраль (ГТУ ‒ ТЭЦ) и прохождении провалов графика электропотребления по надежности и экономичности.
Повышение эффективности ТЭЦ за счет комбинированного производства водорода, теплоты и электроэнергии / К. С. Калмыков, Д. Л. Колбанцева, Д. А. Трещёв [и др.] // Альтернативная энергетика и экология. – 2023. – № 4. – С. 68–84.
Разработана новая тепловая схема тригенерационной электростанции с внедренной в ее состав установкой паровой конверсии метана (УПКМ). Проведена оценка влияния УПКМ на характерные режимы работы теплоэлектроцентрали (ТЭЦ). Выявлено, что на зимнем режиме с малыми отопительными нагрузками экономия топлива при комбинированном производстве электроэнергии, теплоты и водорода составляет 2,5%; при этом коэффициент использования теплоты топлива вырос с 78,61% до 80,63%. Установлено, что на летнем режиме работы станции наиболее выгодным является режим с работой только одного энергоблока. Отмечено, что экономия топлива при внедрении установки паровой конверсии метана в состав ТЭЦ составила 13,8%; коэффициент использования теплоты топлива вырос с 62,26% до 72,25%. Показано, что предложенный алгоритм исследования применим к тепловым электростанциям любого типа. Отмечено, что разработанная тепловая схема станции с комбинированным производством водорода, теплоты и электроэнергии применима для реализации на большинстве теплоэлектроцентралей, имеющих в своем составе достаточное количество типовых теплофикационных паротурбинных блоков. Сделан вывод, что в непиковое время потребления электричества и теплоты тепловые электростанции могут быть использованы для производства дополнительных технологических продуктов.
Ситас, В. И. Высокоэффективный теплофикационный блок для паротурбинной ТЭЦ / В. И. Ситас, И. Н. Исаев // Промышленная энергетика. – 2024. – № 8. – С. 21–26. – (Проекты и исследования).
Рассмотрен рыночный показатель сравнительной эффективности ТЭЦ и РК – удельный доход от продажи электрической энергии и тепла, произведенных из заданного количества топлива b (например, из 1000 нм3 природного газа). Показано, что внедрение на существующей ТЭЦ установки ПГУ с электрической мощностью, равной 53 % от суммарной мощности ТЭЦ, увеличивает суммарный удельный отпуск электроэнергии и тепла на 10 %. Приведено соотношение отпускных тарифов на электроэнергию и тепло, при котором доходность от выработки электроэнергии на ТЭЦ может быть выше, чем доходность от выработка тепла в РК. Предложен высокоэффективный теплофикационный блок на базе компактных, апробированных на практике и недорогих компонентов, обеспечивающий удельную доходность паротурбинной ТЭЦ на одном уровне с ПГУ.
Тымуль, Е. И. Использование точек риска в системе управления рисками теплоэлектростанций / Е. И. Тымуль // Наука и техника. – 2024. – Т. 23, № 2. – С. 172–180.
Рассмотрена модель управления рисками энергетических предприятий, которая включает в себя цель, объект, предмет, функции, принципы и процессы управления рисками с учетом особенностей энергетических предприятий. Представлен алгоритм реализации данной модели, состоящий из пяти основных этапов. Применение данного алгоритма позволит получать промежуточные результаты внедрения системы управления рисками и в случае необходимости корректировать данный процесс. Приведен анализ существующих концепций по использованию точек риска. Внимание уделено и вопросу использования данного метода на энергетических предприятиях других стран. Подробно описана методика определения критических контрольных точек, которая лежит в основе системы ХАССП, применяемой в пищевой промышленности. Обоснована возможность применения точек риска с целью определения ответственных за риски на энергетических предприятиях. Проведен анализ действующей теплоэлектроцентрали с целью определения точек производственно-технического риска. Результатом анализа стало выявление ответственных за данный вид риска.
Чупин, А. А. Автоматизация системы управления ТЭЦ / А. А. Чупин // Студенческий научный форум «Будущее науки» : сборник статей международной научной конференции, Санкт-Петербург, 30 мая 2024 года 2024. – Санкт-Петербург, 2024. – С. 24–28. – URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_68590845_87439553.pdf (дата обращения: 24.01.2025).
Рассмотрены преимущества автоматизации системы управления теплоэлектроцентралями (ТЭЦ) и ее влияние на эффективность, надежность и устойчивость работы энергетических комплексов. Введение автоматизированных систем управления позволяет оптимизировать процессы генерации и распределения энергии, снижать эксплуатационные затраты и минимизировать риск аварийных ситуаций. Использование современных технологий, таких как Интернет вещей (IoT), искусственный интеллект (AI) и анализ больших данных (Big Data), открывает новые возможности для улучшения работы ТЭЦ. Особое внимание уделяется важности инвестиций в передовые технологии для обеспечения устойчивого развития энергетики и соблюдения экологических норм. Работа подчеркивает необходимость интеграции новых технологий и обеспечения кибербезопасности для успешного функционирования автоматизированных систем управления ТЭЦ в долгосрочной перспективе.
Янченко, И. В. Повышение энергетической эффективности газопоршневой ТЭС за счет комплексного использования тепловых вторичных энергоресурсов / И. В. Янченко, Н. Ю. Курнакова, А. В. Нуждин // Вестник Ивановского государственного энергетического университета. – 2024. – № 1. – С. 28–34. – URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_62239361_94793527.pdf (дата обращения: 24.01.2025).
Обоснована возможность комплексного использования теплоты систем охлаждения газопоршневого двигателя ТЭЦ. Проведенные исследования выполнены с использованием известных методик термодинамического расчета цикла двигателя внутреннего сгорания, определения составляющих его теплового баланса и теплового расчета оборудования для утилизации вторичных тепловых энергетических ресурсов. Приведен анализ тепловых потерь приводного двигателя ГПУ, в результате которого установлено, что суммарные потери при его работе составляют около 11544,5 кВт, среднепотенциальные тепловые потери с дымовыми газами – 45,87 %, а низкопотенциальные тепловые потери с водой систем охлаждения и маслом системы смазки – 53,14 %. Предложена принципиальная схема для комплексной утилизации тепловых ВЭР на газопоршневой ТЭС. Основным отличием предложенной схемы от существующих технических решений является утилизация теплоты низкотемпературной системы охлаждения наддувочного воздуха после второй секции компрессора и теплоты системы смазки двигателя. Анализ расходной части энергетического баланса приводного двигателя, при комплексном использовании тепловых ВЭР в цикле ГПУ показал, что проведение энергосберегающих мероприятий позволит полезно использовать до 93,05 % подведенной энергии при производстве электрической и тепловой мощностей.
Янчук, В. В. Повышение термодинамической эффективности ТЭЦ при развитии системы регенеративного подогрева питательной воды / В. В. Янчук, В. Н. Романюк // XII Форум вузов инженерно-технологического профиля Союзного государства : сборник научных трудов, Минск, 24–27 октября 2023 г. – Минск, 2024. – С. 244–251.
На промышленных ТЭЦ, где невозврат конденсата производственного отбора значителен, целесообразным оказывается регенеративное использование отходящих низкотемпературных потоков. В частности, теплоту охлаждения циркуляционной воды конденсатора паровой турбины возможно использовать для нагрева подпиточной воды и применением абсорбционных тепловых насосов (АБТН). Для привода АБТН используются потоки высокопотенциальной тепловой энергии. Рассмотрен паровой привод АБТН. Использование на привод пара из регенеративных отборов соответствующих параметров или 245 пара из отбора на деаэратор показывает рост показателей эффективности ТЭЦ. В качестве функции цели при реализации данного решения возможно как снижать выработку электрической энергии, так и сохранять или повышать последнюю. Представлены зависимости для роста электрического и эксергетического КПД ТЭЦ при снижении электрической мощности станции и сохранении минимального пропуска пара в конденсатор, что наиболее согласуется с текущими условиями работы Белорусской ОЭС. Максимальный рост показателей эффективности получен в варианте с использованием пара из отбора на деаэратор в качестве греющего потока для АБТН, что связано с максимальной температурой нагреваемого потока на выходе из АБТН, которая зависит как от параметров греющего потока, так и от температур утилизируемого и начальной температуры нагреваемого потока. При сохранении минимального пропуска пара в конденсатор 12 т/ч, получено увеличение электрического КПД станции на 0,90 %, энергетического КПД на 0,55 % и эксергетического КПД на 0,23 %.
Gozali, A. A. Power station engine failure early warning system using thermal camera / A. A. Gozali // Jurnal Penelitian Pendidikan IPA. – 2023. – Vol. 9, iss. 8. – P. 6590–6596. – URL: https://jppipa.unram.ac.id/index.php/jppipa/article/view/4598/3321 (date of access: 24.01.2025).
Переведенное заглавие: Использование тепловизионной камеры в системах раннего предупреждения об отказе двигателя электростанции.
Предложена система раннего предупреждения о сбоях в работе ТЭЦ, основанная на тепловизионной камере и компьютерном зрении. Система использует тепловизионную камеру для создания тепловых изображений в видеоформате, которые затем обрабатываются автоматической системой обнаружения неисправностей и системой определения температуры. Результаты работы этих двух подсистем используются в качестве входных данных для системы обнаружения аномалий, и прогнозируется вероятность отказа двигателя. Основываясь на результатах экспериментов, можно сделать вывод, что модель YOLOv7 превосходит более быструю R-CNN в обнаружении отказов. В ходе эксперимента по прогнозированию времени выхода из строя аддитивный метод Холта-Винтерса с аддитивными ошибками, аддитивной моделью тренда и аддитивной моделью сезонности был признан наиболее подходящим среди оцениваемых моделей. Модель дерева решений показала хорошую производительность и короткое время обучения, Продемонстрирована эффективность различных моделей и подходов к системам раннего предупреждения об отказе двигателя на электростанции с использованием тепловизионной камеры.
Multi-component environmental impact assessment of a thermal power station / A. Sukiasyan, A. Gevorkyan, T. Ledashcheva [et al.] // E3S Web of Conferences. – 2024. – Vol. 555. – Article number: 01014. – URL: https://www.e3s-conferences.org/articles/e3sconf/pdf/2024/85/e3sconf_rieem2024_01014.pdf (date of access: 24.01.2025).
Переведенное заглавие: Комплексная оценка воздействия тепловой электростанции на окружающую среду.
Проведен сравнительный анализ концентрации некоторых химических элементов в образцах почвы, в том числе на территории Разданской ТЭС и Разданского цементного завода. Анализ показал существенные различия в зависимости от места отбора проб и времени года. Это может быть связано не только со снежным покровом, но и с началом весенних полевых работ и внесением удобрений и пестицидов на сельскохозяйственные угодья, а также с активным периодом работы электростанции. Поэтому при использовании многокритериальных методов оценки воздействия различных типов электростанций на окружающую среду необходимо учитывать коэффициент загрязнения почвы в качестве отдельного поправочного коэффициента.
Optimal control of combined heat and power station operation / J. Kůdela, J. Suja, R. Šomplák [et al.] // Optimization and Engineering. – 2024. – Vol. 25. – P. 121–145. – URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s11081-023-09848-2 (date of access: 24.01.2025).
Переведенное заглавие: Оптимальное управление работой теплоэлектроцентрали.
Предложен метод оптимального управления работой теплоэлектроцентрали на заданном временном интервале. Метод основан на двухуровневом подходе. Модели более низкого уровня предназначены для определения оптимальных параметров комбинированной теплоэлектростанции с учетом почасовой потребности в различных видах пара. Модель верхнего уровня соответствует оптимальному графику работы отдельных котлов, который планируется на весь период времени. Модель нижнего уровня моделируется как задача линейного программирования со смешанными целыми числами и решается с использованием параметрического программирования. Алгоритм динамического программирования решает модель верхнего уровня. На конкретном примере исследуется обоснованность предложенного метода и его вычислительная сложность для различных уровней детализации, различных диапазонов параметров, изменяющегося спроса на различные виды пара. Представленный подход может быть легко применен к другим задачам управления с аналогичной структурой.
Radioactivity of Technosols on thermal power station ash disposal sites: assessment of potential radiological human-health risk / Ł. Uzarowicz, M. Stobiński, F. Jędrzejek [et al.] // Land Degradation & Development. – 2023. – Vol. 35, iss. 13. – P. 4093–4104. – URL: https://doi.org/10.1002/ldr.5207 (date of access: 24.01.2025).
Переведенное заглавие: Радиоактивность Tехносолей на золоотвалах тепловых электростанций: оценка потенциального радиологического риска для здоровья человека.
Проведен анализ радиоактивности Техносолей, которые образуются на золоотвалах тепловых электростанций (ТЭС). Для определения уровня радиоактивности и оценки потенциального радиологического риска для здоровья определены общие концентрации урана (U), тория (Th) и цезия (Cs), а также радиоактивность отдельных радионуклидов в Техносолях. Общие концентрации U, Th и Cs в Техносолях находились в диапазоне от 1,5 до 11,3, от 4 до 22,9 и от 0,2 до 21,3 мг·кг−1 соответственно. Активности радиоизотопов в Техносолях (в Бк·кг−1) составили 1,6–25,5 (137Cs); 29,2–1265 (40K); 26,2–99,9 (228–й); 27,9–100 (228Ra); 20,5–134 (226Ra); 32,8–177 (210Pb); 23,9–144 (238U); диапазоны 1,2–7,0 (235U). Концентрации этих веществ были несколько выше, чем в незагрязненных почвах. Техносолы, полученные из золы каменного угля, имели более высокие концентрации 40K, 228Th и 228Ra, чем почвы, полученные из золы бурого угля. Искусственный 137Cs появился в поверхностных горизонтах Техносолей из-за выпадения атмосферной пыли, обогащенной 137Cs. Радиоактивность исследованных образцов несколько превышает среднюю радиоактивность природных почв. Радиологический риск для здоровья человека, связанный с анализируемыми почвами, невелик.