RU2429353C2 - Operating method of thermal power plant - Google Patents
Operating method of thermal power plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2429353C2 RU2429353C2 RU2010100499/06A RU2010100499A RU2429353C2 RU 2429353 C2 RU2429353 C2 RU 2429353C2 RU 2010100499/06 A RU2010100499/06 A RU 2010100499/06A RU 2010100499 A RU2010100499 A RU 2010100499A RU 2429353 C2 RU2429353 C2 RU 2429353C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- heat
- load
- consumer
- network water
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
- Control For Baths (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности к способам работы тепловой электрической станции, и может быть использовано на тепловых электрических станциях.The invention relates to the field of power engineering, in particular to methods of operating a thermal power station, and can be used at thermal power plants.
Известен способ работы тепловой электрической станции (патент №2174610, МПК F01K 17/02, опубл. 20.01.2007), по которому поступающую от потребителей системы теплоснабжения сетевую воду нагревают в сетевых подогревателях теплофикационных турбин и водогрейных котлах, тепловую нагрузку Q системы теплоснабжения регулируют в соответствии с температурой наружного воздуха tн по графику зависимости Q=f(tн). В базовой части графика осуществляют центральное качественное регулирование тепловой нагрузки путем изменения температуры сетевой воды, циркулирующей только через сетевые подогреватели, а после полной загрузки сетевых подогревателей, в пиковой части графика, осуществляется количественно-качественное регулирование тепловой нагрузки.A known method of operation of a thermal power plant (patent No. 2174610, IPC F01K 17/02, publ. 20.01.2007), in which the network water coming from consumers of the heating system is heated in the network heaters of heating turbines and boilers, the heat load Q of the heating system is regulated in in accordance with the outdoor temperature t n according to the graph of the dependence Q = f (t n ). In the base part of the graph, the central quality control of the heat load is carried out by changing the temperature of the network water circulating only through the network heaters, and after the network heaters are fully loaded, in the peak part of the graph, quantitative and qualitative control of the heat load is carried out.
К недостаткам данного способа можно отнести то, что регулирование производится относительно типового потребителя и без учета нагрузки ГВС.The disadvantages of this method include the fact that regulation is carried out relative to the typical consumer and without taking into account the load of hot water.
Наиболее близким по решаемой задаче к заявляемому является способ работы тепловой электрической станции, по которому поступающую от потребителей системы теплоснабжения сетевую воду нагревают в сетевых подогревателях теплофикационных турбин. Центральное регулирование тепловой нагрузки производится по закону изменения совмещенной нагрузки от температуры наружного воздуха и нагрузки горячего водоснабжения Q=f(tн, QГВС). (Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети: Учебник для вузов. - 6-е изд., перераб. - М.: Издательство МЭИ, 1999, - с.148). Данный способ предполагает изменение температурного графика в зависимости от температуры наружного воздуха с корректировкой по среднесуточной нагрузке ГВС, при этом предполагается обеспечение типового потребителя расчетным расходом теплоты.Closest to the problem being solved, the claimed one is the method of operation of a thermal power plant, in which the network water supplied by consumers of the heat supply system is heated in the network heaters of cogeneration turbines. Central regulation of the heat load is made according to the law of changing the combined load from the outside temperature and the load of hot water supply Q = f (t n , DHW Q). (Sokolov E.Ya. Heating and heating networks: Textbook for universities. - 6th ed., Revised. - M.: MEI Publishing House, 1999, - p.148). This method involves changing the temperature graph depending on the outdoor temperature, adjusted for the average daily load of hot water, while it is assumed that the typical consumer is provided with a calculated heat consumption.
Регулирование производится на главном щите управления. Сигналы от датчиков температур прямой и обратной сетевой воды, датчика температуры наружного воздуха и датчика нагрузки ГВС подаются на главный щит управления, где производится задание новой температуры прямой сетевой воды для обеспечения типового потребителя расчетным расходом теплоты. При этом регулирование нагрузки производится 2 раза в течение суток.Regulation is made on the main control panel. Signals from the direct and return network water temperature sensors, the outdoor temperature sensor and the DHW load sensor are fed to the main control panel, where a new direct network water temperature is set to provide the typical consumer with the calculated heat consumption. At the same time, the load is regulated 2 times during the day.
В данном способе работы потребитель рассматривается как типовой абонент без учета разновидностей характеристик зданий, внутренних источников теплоты. Регулирование температуры прямой сетевой воды производится без учета суточной неравномерности температуры наружного воздуха и нагрузки ГВС. У ряда потребителей тепловой энергии, отличных от типового, будут наблюдаться значительные перерасходы тепловой энергии.In this way of working, the consumer is considered as a typical subscriber without taking into account the varieties of characteristics of buildings, internal sources of heat. Direct network water temperature control is performed without taking into account the daily unevenness of the outdoor temperature and the hot water load. A number of consumers of thermal energy, different from the standard, will experience significant overspending of thermal energy.
Техническим результатом изобретения является использование оптимального температурного графика теплосети в течение суток, при использовании которого на ТЭЦ будет получена максимальная экономическая выгода.The technical result of the invention is the use of an optimal temperature schedule of the heating system during the day, when used at the CHP plant, the maximum economic benefit will be obtained.
Технический результат достигается тем, что способ работы тепловой электрической станции, при котором поступающую от потребителей системы теплоснабжения сетевую воду нагревают в сетевых подогревателях теплофикационных турбин и ведут регулирование тепловой нагрузки по закону изменения температуры прямой сетевой воды от нагрузки горячего водоснабжения и температуры наружного воздуха, отличается тем, что предварительно находят характерного потребителя, характеризующегося минимальной температурой внутреннего воздуха, для характерного потребителя задают расчетную температуру внутреннего воздуха и ведут регулирование тепловой нагрузки 6-8 раз в течение суток в зависимости от температуры внутреннего воздуха характерного потребителя.The technical result is achieved by the fact that the method of operation of a thermal power plant, in which the network water supplied by consumers of the heat supply system is heated in the network heaters of cogeneration turbines and regulates the heat load according to the law of changing the temperature of the direct network water from the load of hot water supply and the outdoor temperature, is that previously find a characteristic consumer, characterized by a minimum temperature of internal air, for the characteristic of the current consumer, the calculated temperature of the internal air is set and the heat load is regulated 6-8 times a day, depending on the temperature of the internal air of the typical consumer.
На чертеже приведена схема регулирования тепловой нагрузки, где:The drawing shows a diagram of the regulation of thermal load, where:
1 - датчик температуры прямой сетевой воды, 2 - датчик температуры обратной сетевой воды, 3 - датчик температуры наружного воздуха.1 - temperature sensor for direct network water, 2 - temperature sensor for reverse network water, 3 - temperature sensor for outdoor air.
Выбор оптимального температурного графика производится из условия обеспечения характерного потребителя расчетным расходом теплоты в сутках. Характерным является тот потребитель, обеспечив которого расчетным расходом теплоты в сутках, все другие потребители будут обеспечены расходом теплоты больше расчетного. Нагрузка горячего водоснабжения позволяет разбить сутки на некоторые временные диапазоны и на каждом из них определить характерного абонента. Поиск характерного потребителя проводится из условия неудовлетворительной температуры внутреннего воздуха на каждом из временных диапазонов.The choice of the optimal temperature schedule is made from the condition of providing the characteristic consumer with the calculated heat consumption in days. Typical is the consumer, providing which with the estimated heat consumption in days, all other consumers will be provided with a heat consumption greater than the calculated one. The load of hot water supply allows you to divide the day into some time ranges and on each of them to determine the characteristic subscriber. The search for a typical consumer is carried out from the condition of unsatisfactory internal air temperature in each of the time ranges.
Поиск характерного абонента осуществляется с учетом следующих показателей:The search for a characteristic subscriber is carried out taking into account the following indicators:
- схемы тепловой сети;- schemes of the heat network;
- текущих температур горячей tг и холодной tx воды;- current temperatures of hot t g and cold t x water;
- теплофизических свойств потребителей тепловой энергии;- thermophysical properties of consumers of thermal energy;
- характеристик участков тепловой сети (длина 1, диаметр трубопроводов d, коэффициентов шероховатости kэ и коэффициентов местных сопротивлений R;- characteristics of sections of the heating network (length 1, pipe diameter d, roughness coefficients k e and local resistance coefficients R;
- характеристик насосных групп;- characteristics of pumping groups;
- аккумулирующей способности зданий;- the accumulating capacity of buildings;
- инерционного запаздывания теплоносителя в тепловой сети.- inertial delay of the heat carrier in the heat network.
Определение характерного потребителя производится по следующей методике. Производится расчет температуры внутреннего воздуха в зависимости от температуры прямой сетевой воды на ТЭЦ у всех потребителей, с учетом гидравлических характеристик и аккумулирующих способностей тепловых сетей и потребителей тепловой энергии. Потребитель, у которого будет наблюдаться максимальное снижение температуры внутреннего воздуха, является характерным.The characteristic consumer is determined using the following procedure. The calculation of the temperature of the internal air is carried out depending on the temperature of the direct network water at the CHPP for all consumers, taking into account the hydraulic characteristics and storage capacities of the heating networks and consumers of thermal energy. A consumer who will experience a maximum decrease in internal air temperature is characteristic.
Температуры внутреннего воздуха у потребителей определяются по формуле:Consumer air temperatures are determined by the formula:
где: 
χ0 - удельная отопительная характеристика зданий, кДж/м3ч °С;χ 0 - specific heating characteristic of buildings, kJ / m 3 h ° С;
V - наружный объем зданий, м3;V is the external volume of buildings, m 3 ;
F - суммарная поверхность конструкций, м2;F - total surface of structures, m 2 ;
ρ - плотность материала стен, кг/м3;ρ is the density of the wall material, kg / m 3 ;
S - толщина стен, м;S - wall thickness, m;
с - теплоемкость материала стен, кДж/кг °С;C is the heat capacity of the wall material, kJ / kg ° C;
tв - температура внутреннего воздуха, °С;t in - the temperature of the internal air, ° C;
t''в - температура внутреннего воздуха в начальный момент времени, °С;t '' in is the temperature of the internal air at the initial time, ° C;
tн - температура наружного воздуха, °С;t n - outdoor temperature, ° C;
cрв - теплоемкость сетевой воды, кДж/кг °С;c pb is the heat capacity of the network water, kJ / kg ° C;
ϑв - расход сетевой воды, м3/ч;ϑ in - consumption of network water, m 3 / h;
τ - время, с;τ is the time, s;
αв - коэффициент теплоотдачи на внутренней поверхности стены, кВт/м2 °С;α in - heat transfer coefficient on the inner surface of the wall, kW / m 2 ° C;
αн - коэффициент теплоотдачи на наружной поверхности стены, кВт/м2 °С;α n - heat transfer coefficient on the outer surface of the wall, kW / m 2 ° C;
λ - коэффициент теплопроводности, кВт/м °С;λ is the coefficient of thermal conductivity, kW / m ° C;
t''ос - температура обратной сетевой воды у потребителя, °С;t '' os - temperature of the return network water at the consumer, ° С;
t''пс - температуры прямой сетевой воды у потребителя, °С;t '' ps - direct network water temperature at the consumer, ° С;
t'пс - температура возмущения прямой сетевой воды на источнике (ТЭЦ), °С.t ' ps - perturbation temperature of direct network water at the source (CHP), ° С.
Установившаяся температура сетевой воды у потребителя находится по формуле (2) в зависимости от температуры прямой сетевой воды на ТЭЦ t'пс The steady-state temperature of the network water at the consumer is found by the formula (2) depending on the temperature of the direct network water at the TPP t ' ps
где: β - коэффициент местных потерь теплоты трубопровода прямой сетевой воды;where: β is the coefficient of local heat losses of the direct network water pipeline;
l - длина трубопровода прямой сетевой воды, м;l is the length of the direct network water pipeline, m;
Rср - термическое сопротивление трубопровода прямой сетевой воды (среднее по всей длине), м °С/Вт;R cf - thermal resistance of the direct network water pipeline (average over the entire length), m ° C / W;
Vпс - емкость труб подающей магистрали теплосети, м3.V ps - the capacity of the pipes of the supply pipe of the heating network, m 3 .
Значения υв находятся на основе решения системы из p уравнений.The values of υ in are based on the solution of a system of p equations.
Системы уравнений составляются из условий соблюдения закона сплошности и закона сохранения энергии, т.е. аналогов первого и второго законов Кирхгофа для всех независимых узлов и контуров, а также с учетом замыкающих уравнений связи между напорами и расходами для всех участков сети.Systems of equations are made up of the conditions for observing the law of continuity and the law of conservation of energy, i.e. analogues of the first and second Kirchhoff's laws for all independent nodes and circuits, as well as taking into account the closing equations of the relationship between pressure and flow for all sections of the network.
Исходя из известного топологического соотношенияBased on the known topological relation
Регулирование производится с помощью ЭВМ, которая подает сигнал на щит управления (чертеж). С датчиков температуры прямой 1 и обратной 2 сетевой воды, датчика температуры наружного воздуха 3 и заданной нагрузки горячего водоснабжения 4 подаются сигналы на ЭВМ, где после произведенного анализа данных, гидравлического и теплового расчетов, расчета определения температуры внутреннего воздуха у характерного абонента задается новое значение температуры прямой сетевой воды на главный щит управления.Regulation is carried out using a computer that sends a signal to the control panel (drawing). From the direct 1 and return 2 temperature sensors of the network water, the outdoor temperature sensor 3 and the set load of hot water supply 4, signals are sent to the computer, where after the data analysis, hydraulic and thermal calculations, calculation of determining the temperature of the internal air, the characteristic subscriber sets a new temperature value direct network water to the main control panel.
Регулирование температурного графика сетевой воды относительно характерного абонента позволит обеспечить всех других потребителей теплоты расходом, равным или выше расчетного. Используя корректировку температурного графика по температуре внутреннего воздуха характерного потребителя, возможно уменьшить перетоп абонентов и, как следствие, снизить температуру прямой сетевой воды. Изменение температуры прямой сетевой воды 6-8 раз в течение суток в зависимости от нагрузки горячего водоснабжения позволит снизить рост температуры обратной сетевой воды. Данные мероприятия позволят выбрать такой температурный график, при использовании которого на ТЭЦ может быть получен значительный экономический эффект.Regulation of the temperature schedule of the network water relative to the characteristic subscriber will provide all other heat consumers with a flow rate equal to or higher than the calculated one. Using the correction of the temperature schedule for the temperature of the internal air of a typical consumer, it is possible to reduce the overflow of subscribers and, as a result, reduce the temperature of direct network water. Changing the temperature of direct network water 6-8 times a day, depending on the load of hot water supply will reduce the temperature rise of return network water. These measures will make it possible to choose a temperature schedule that can be used to obtain a significant economic effect at the CHP.
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
Для регулирования температуры прямой сетевой воды необходимо определить характерного потребителя. Для этого в ЭВМ задаются характеристики тепловой сети (первоначальная температура прямой сетевой воды, расход сетевой воды, теплоемкость, плотность, коэффициент местных потерь теплоты трубопровода прямой сетевой воды, длина трубопровода прямой сетевой воды, термическое сопротивление трубопровода прямой сетевой воды (среднее по всей длине), емкость труб подающей магистрали теплосети), характеристики зданий (удельная отопительная характеристика зданий, наружный объем зданий, суммарная поверхность конструкций, плотность материала стен, толщина стен, теплоемкость материала стен, температура внутреннего воздуха, температура внутреннего воздуха в начальный момент времени, температура наружного воздуха в начальный момент времени, термические сопротивления, коэффициент теплоотдачи на внутренней поверхности стены, коэффициент теплоотдачи на наружной поверхности стены, коэффициент теплопроводности, температура обратной сетевой воды у потребителя, температуры прямой сетевой воды у потребителя). Исходя из заданных параметров по формулам, выполнив тепловой и гидравлический расчеты по упрощенным формулам (1), (2), (4), (5) и (8), определим характерного потребителя (потребителя с минимальной температурой внутреннего воздуха).To regulate the temperature of direct network water, it is necessary to determine the characteristic consumer. For this, the computer sets the characteristics of the heating network (initial temperature of direct network water, consumption of network water, heat capacity, density, coefficient of local heat losses of the direct network water pipe, length of the direct network water pipe, thermal resistance of the direct network water pipe (average over the entire length) , the capacity of the pipes of the supply line of the heating network), the characteristics of buildings (specific heating characteristics of buildings, the external volume of buildings, the total surface of structures, the density of the wall material, wall thickness, heat capacity of the wall material, indoor air temperature, indoor air temperature at the initial time, outdoor air temperature at the initial time, thermal resistance, heat transfer coefficient on the inner wall surface, heat transfer coefficient on the outer wall surface, heat conductivity coefficient, return network temperature consumer water, direct network water temperature at the consumer). Based on the given parameters according to the formulas, performing thermal and hydraulic calculations according to the simplified formulas (1), (2), (4), (5) and (8), we define a characteristic consumer (a consumer with a minimum temperature of internal air).
Далее, задав этому характерному потребителю расчетную температуру внутреннего воздуха и зная температуру наружного воздуха, определяемую с помощью датчика 3, на ЭВМ по формулам (6) и (8) определим необходимую температуру прямой сетевой воды на источнике (ТЭЦ). Регулирование температуры подаваемой воды необходимо производить 6-8 раз в течение суток в зависимости от температуры наружного воздуха, которая измеряется с помощью датчика 3. Это позволит избежать перетопов абонентов в дневные часы и недотопов в вечерние и ночные часы.Further, by asking this characteristic consumer the calculated temperature of the indoor air and knowing the temperature of the outdoor air, determined using sensor 3, on the computer using formulas (6) and (8), we determine the necessary temperature of the direct network water at the source (CHP). It is necessary to control the temperature of the supplied water 6-8 times during the day, depending on the outdoor temperature, which is measured using a sensor 3. This will prevent subscribers from overflowing in the daytime and underflooding in the evening and night hours.
Определив необходимую температуру прямой сетевой воды, с помощью ЭВМ на щит управления подается сигнал для регулирования температурного графика. Регулирование происходит за счет снижения (в случае снижении температуры прямой сетевой воды) или повышения расходов пара теплофикационных отборов турбин с помощью регулирующей диафрагмы.Having determined the required temperature of direct network water, a signal is sent to the control panel using a computer to control the temperature graph. Regulation occurs due to a decrease (in the case of a decrease in the temperature of the direct network water) or an increase in the flow rate of steam from the heat extraction of turbines using a control diaphragm.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010100499/06A RU2429353C2 (en) | 2010-01-11 | 2010-01-11 | Operating method of thermal power plant |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010100499/06A RU2429353C2 (en) | 2010-01-11 | 2010-01-11 | Operating method of thermal power plant |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010100499A RU2010100499A (en) | 2010-04-10 |
| RU2429353C2 true RU2429353C2 (en) | 2011-09-20 |
Family
ID=42670961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010100499/06A RU2429353C2 (en) | 2010-01-11 | 2010-01-11 | Operating method of thermal power plant |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2429353C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA037492B1 (en) * | 2018-06-08 | 2021-04-02 | Владимир Владимирович Дремлюков | Method for reducing heat losses and capital costs for pipelines of heat distribution network |
-
2010
- 2010-01-11 RU RU2010100499/06A patent/RU2429353C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| СОКОЛОВ Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. - М.: Издательство МЭИ, 1999, с.148. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA037492B1 (en) * | 2018-06-08 | 2021-04-02 | Владимир Владимирович Дремлюков | Method for reducing heat losses and capital costs for pipelines of heat distribution network |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010100499A (en) | 2010-04-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112128841B (en) | Whole-network balance adjusting method based on load prediction and room temperature feedback correction | |
| Krzaczek et al. | Improved energy management technique in pipe-embedded wall heating/cooling system in residential buildings | |
| Dalla Rosa et al. | Method for optimal design of pipes for low-energy district heating, with focus on heat losses | |
| CN102865623B (en) | Centralized heating public building heat supply energy-saving control method | |
| Madani et al. | A descriptive and comparative analysis of three common control techniques for an on/off controlled Ground Source Heat Pump (GSHP) system | |
| CN104764084B (en) | A kind of Intelligent hot network control method and system | |
| CN106016760A (en) | Energy-saving control method for self-adaptation frequency-conversion heat pump hot water heating system | |
| RU2655154C2 (en) | Method for adjusting the setpoint temperature of a heat transfer medium | |
| US11874014B2 (en) | Method and controller for controlling a reversible heat pump assembly | |
| Bagdanavicius et al. | Power requirements of ground source heat pumps in a residential area | |
| CN202328468U (en) | Sectional temperature energy-saving heat supply system | |
| CN111829059B (en) | Dynamic modeling method, model and regulation and control system for heat supply system | |
| RU2429353C2 (en) | Operating method of thermal power plant | |
| KR101077255B1 (en) | Supplying method of heating energy by monitoring representative households | |
| CN115234973B (en) | Method for determining dynamic heat supply strategy of heat supply network | |
| Liu et al. | An on-off regulation method by predicting the valve on-time ratio in district heating system | |
| Mondol et al. | Experimental performance evaluation of a novel heat exchanger for a solar hot water storage system | |
| CN108548212A (en) | The heat balance control method of earth source heat pump and gas fired-boiler composite energy supply regulatory region | |
| Himpe et al. | Heat losses in collective heat distribution systems: an improved method for EPBD calculations | |
| Vasek et al. | Pulled plug-flow model for 4th generation district heating | |
| Chen et al. | Thermal Performance and Charge Control Strategy of a Ventilated Concrete Slab (VCS) with Active Cooling Using Outdoor Air. | |
| Biryuzova et al. | Study of the effectiveness of the transition from an open heat supply systems to a closed one | |
| KR20210029717A (en) | How the circulatory system works and its circulatory system | |
| Sabdenov et al. | Optimum control of heat supply of a building. 1. Formulation of the problem and basic formulas | |
| CN112766604B (en) | Comprehensive energy system optimization scheduling method based on heat pipe network constraint self-adaptive adjustment |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FA92 | Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted) |
Effective date: 20101026 |
|
| FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20101214 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150112 |