Главная   >>   Экономика электроэнергетики

Экономика электроэнергетики

9.4. Методы оптимального распределения нагрузки между котлами в котельной

На основе расходных энергетических характеристик и характеристик относительных приростов расходов топлива отдельных котлов строятся одноименные характеристики по котельной в целом применительно к одновременно находящимся в работе агрегатам (имеются в виду котлы, работающие на общую тепловую нагрузку данных параметров).
Для обеспечения минимального расхода топлива промышленной котельной необходимо такое распределение общей тепловой нагрузки между отдельными агрегатами, чтобы в каждый момент времени существовало равенство относительных приростов расхода топлива (условного) по каждому из котлов:

rк1=rк2=rк3=...=rкi=... =rкn,

где rкi --- относительные приросты расхода топлива (условного) по каждому из котлов, т у.т/ГДж. Если в рассматриваемый период времени в котельной используются различные виды топлива, то распределение тепловых нагрузок на минимум расхода топлива не будет приводить одновременно и к минимуму себестоимости производства теплоты. Чтобы достигнуть минимальной себестоимости производства теплоты, необходимо в каждый момент времени обеспечить равенство стоимостей относительных приростов расхода топлива

rк1Ц1 = rк2Ц2= rк3Ц3= ...= rкiЦm= ... = rкnЦn;

здесь Ц1, Ц2, Ц3,..., Цm,..., Цn --- цена 1, 2, 3, ..., m, ..., n-го вида топлива, используемого отдельными котлами, руб/т у.т. Разделив каждый член этого равенства на цену базового вида топлива, для которого она близка к средней, получим

Если отношение Цi / Цб >1, то, следовательно, для обеспечения минимальной себестоимости производства теплоты этот i-й котел необходимо разгрузить по сравнению с режимом на минимум расхода топлива. Если Цi / Цб <1, то этот i-й котел нужно догрузить по сравнению с режимом на минимум расхода топлива. Обеспечив режимы на минимум себестоимости производства теплоты, получим расход топлива, превышающий минимальный. Совпадение оптимальных режимов работы котлов на минимум расхода топлива и минимум себестоимости производства теплоты имеет место, если все котлы рассматриваемой котельной используют одинаковое топливо (Цi / Цб =1). Рассмотрим построение характеристики относительных приростов и расходной энергетической характеристики котельной применительно к критерию минимума расхода топлива. Переход к критерию минимума себестоимости теплоты потребует внесения множителей Цi / Цб в исходную информацию по отдельным котлам. Поскольку в каждый момент времени относительные приросты расхода топлива для находящихся в работе котлов должны быть равны между собой, суммирование нагрузок отдельных котлов следует производить при одинаковых значениях относительных приростов расходов топлива.
Если в котельной работают агрегаты с различными характеристиками относительных приростов, то за наименьшее значение относительного прироста расхода топлива в котельной принимается его наименьшее значение для рассматриваемых агрегатов. При значении относительного прироста расхода топлива в котельной, меньшем, чем его наименьшее значение для данного котла, нагрузка его принимается равной минимальной. За наибольшее значение относительного прироста расхода топлива в котельной принимается его максимальное значение для находящихся в работе котлов. При значении относительного прироста расхода топлива в котельной большем, чем наибольшее значение относительного прироста для данного котла, в качестве его нагрузки принимается максимальное значение. С учетом вышеизложенного на рис. 9.10 показано построение характеристики относительных приростов расхода топлива котельной, состоящей из трех разнотипных котлов.
Суммирование необходимо проводить для тех значений относительных приростов расхода топлива, при которых происходит излом характеристики котельной (характерные точки), а также (в целях повышения точности) и для нескольких промежуточных значений. Излом характеристики котельной происходит в точках, соответствующих минимальным и максимальным нагрузкам отдельных котлов.

Минимальная нагрузка котельной   Qminк равна сумме минимальных нагрузок отдельных котлов

Qminк =QminI+QminII+QminIII

Первый излом характеристики котельной (точка а) вызывается в данном случае началом загрузки котла I. Нагрузка котельной, соответствующая излому характеристики в точке а,

Q1к =Q1I+QminII+QminIII

Второй излом характеристики (точка б) определяется началом загрузки котла II

Q2к =Q2I+Q1II+QminIII

Аналогично определяются нагрузки, соответствующие другим точкам характеристики относительных приростов расхода условного топлива котельной. Расходная энергетическая характеристика котельной (рис. 9.11) строится по тем же характерным точкам, что и характеристика относительных приростов расхода топлива. При этом дополнительно используются энергетические характеристики отдельных котлов. По тепловым нагрузкам отдельных котлов, соответствующих данному (одинаковому) значению относительного прироста расхода условного топлива, из энергетических характеристик находятся соответствующие им расходы топлива. Суммируя эти значения расходов топлива, получаем расход топлива котельной при тепловой нагрузке, равной сумме тепловых нагрузок отдельных котлов. Минимальный расход топлива котельной Bminк при тепловой нагрузке  Qminк равен сумме минимальных расходов топлива отдельными котлами:

Bminк=BminI+BminII+BminIII

Расход топлива котельной, соответствующий тепловой нагрузке   Q1к , в рассматриваемом примере составит

B1к=B1I+BminII+BminIII

где B1I - расход топлива котлом I при тепловой нагрузке Q1I. Расход топлива котельной, соответствующий тепловой нагрузкеQ2II , определяется по формуле

B2к=B2I+B1II+BminIII

где B2I - расход топлива котлом I при тепловой нагрузке Q2I; B1II - расход топлива котлом II при тепловой нагрузке Q1II. Аналогично устанавливаются расходы топлива для других значений тепловых нагрузок котельной. Указанные характеристики необходимы для определения суммарных расходов топлива промышленной котельной за планируемый период, а также оптимального расхода топлива и режима работы отдельных котлов. Выполняя подобные расчеты для ряда характерных суточных графиков тепловых нагрузок, можно с учетом длительности периода установить месячные, квартальные и годовой расходы топлива.