Способ управления отопительной котельной

)5 Р 22 В 35/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ольш энергетиснижения етических энергии, ых котельнтроля ин котб тла лом станов- роизвои этом расход ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(56) Авторское свидетельство СССРМ 1154511, кл. Е 22 В 35/00, 1982.(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ОТОПИТЕЛЬНОЙ КОТЕЛЬНОЙ(57) Изобретение относится к теплоэнергетике. Цель изобретения - уменьшениеудельного расхода топливно-энергетических ресурсов при использовании во всехкотлах котельной одного вида топлива и ееработе на режимах с изменяющейся суммарной тепловой нагрузкой путем контролярасхода энергии на привод тягодутьевыхмашин котлов. Это достигается тем, что прираспределении суммарной тепловой нагрузки между котлами, имеющими различные верхние и нижние пределы Изобретение относится к тепл ке и может быть использовано для удельного расхода топливно-энерг ресурсов на выработку тепловой преимущественно, на отопительн ых.Целью изобретения является уменьше ие удельного расхода топливно-энергети ескина ресурсов при использовании во всех отлах котельной одного вида топлива и ее аботе на режимах с изменяющейся сум производительности и различные зависимости их КПД от тепловой нагрузки, дополнительно измеряют среднюю температуру наружного воздуха в течение каждых суток, Определяют тенденцию изменения этой температуры и пуск и остановку котлов производят в такой последовательности во времени, при которой уменьшение величины (3,40/р+ 4.б,10 Э) б е произ.1=1ведения (А - -4 10,11 з - 12)0", где и - количество котлов в котельной; 0 - тепловая нагрузка 1-го котла,МВт; ц; - КПД-го котла, ,4; Э - мощность, потребляемая приводом тягодутьевых машин 1-го котла, кВт;11, 12 и 1 з - температура наружного воздуха соответственно позапрошлых, прошлых и текущих суток, С; 01 н - . максимальная тепло- производительность пускаемого или останавливаемого котла, МВт; А = 4,6.10 при О 1Оид=710 при13 - 2 12 +11 413 - 11 + 0,0113 - 2 12 +11.- +001 О. 2 табл.1 З - 11 + 0,01 марной тепловой нагрузкой путемнергии на привод тягодутьевых маов.Способ осуществляется следу ющразом,Для обеспечения работающимими фактической тепловой нагрузки впо котельной пуск нового котла или ока одного из работающих котлов идится только в том случае. если пруменьшается суммарный секундныйтопливно-энергетических ресурсов в пересчете на условное топливо (В, кг ул,/с), определяемый по формулеи0=0,034 1 +4,0 10Э+9+ К, Ц 4 аксПервое слагаемое их трех равно секундному расходу топлива в пересчете на условное топливо в целом по отопительной котельной, при этом 0,034 - теоретическое значение удельного расхода топлива на выработку тепловой энергии, кг у.т./ МДж; С 1 - фактическая тепловая нагрузка 1-го котла, МБт; д - коэффициент полезного действия КПД) 1-го котла, 0, соответствующий его фактической тепловой нагрузке; и - обее количество котлов, установленных в ко 1 ЕЛЬНОй.Второе слагаемое равно расходу электроэнергии приводом тягодутьевых машин в ересчете на секундный расход условного оплива пересчет осуществляется пропорионально отношению цен на электроэнерию и условное топливо), при этом Э - мощность, потребляемая приводом тяго/утьевых машин 1-го котла, кВт,Третье слагаемое равно дополнительному расходу топливно-энергетических реурсов в пересчете на секундный расход условного топлива за счет проведения пуско-остановочных операций. Этот дополни.тельный расход пропорционален максимальной теплопроизводительности пускаемого (останавливаемого) котла ГО 14", МВт), а коэффициент К зависит от характера изменения температуры наружного воздуха,При обеспечении текущей тепловой нагрузки работающими котлами увеличение их числа оправдано только в том случае, когда оперативный прогноз позволяет ожидать понижения температуры, и наоборот, уменьшения числа работающих котлов предпочтительно при ожидаемом повышении температуры. Чем интенсивнее подъем Сснижение) температуры наружного воздуха и чем более явно прослеживалась эта тенденция в течение предшествующего периода, тем больше оснований для изменения состава работающих котлов, если при этом достигается снижение суммарного расхода топливно-энергетических ресурсов на выработку требуемого количества тепловой энергии. Если знаки первой и второй производных от функции изменения во времени температуры наружного воздуха (с) различны, тенденция дальнейшего изменения темпе ратуры наружного воздуха в том же направлении ослабевает. Математически это условие может быть выражено следующим образом:10сз 2 с 2 +с 1сз - с 1 + 0,01где с 1, с 2 и сз - средняя температура наружного воздуха соответственно позапрошлых, 15 прошлых и текущих суток, а слагаемое 0,01в знаменателе введено во избежание возможного деления на нуль.В этом случае изменение состава рабо-тающих котлов путем выполнения пуско-ос тановочных операций нерационально, таккак при с 2сз в ближайшее время с большей вероятностью следует ожидать потепления, а при с 2сз следует ожидать похолодания,В случаях, когда знаки первой и второй 25 производных совпадают, с большей вероятностью следует ожидать дальнейшего изменения температур в прежнем направлении и, следовательно, значение коэффициента К должно быть меньше.30 В таких случаях справедливо условиес 3-2 с 2+с 1Осз - сс+ 0,01При прочих равных условиях увеличение абсолютного значения изменения температуры наружного воздуха в течение последних суток, т.е, увеличение абсолютной величины сз -сг. делает более целесо образным изменение состава работающихкотлов, что выражается в уменьшении значения К.Таким образом, значения К необходимоопределять из соотношенияК=А- Всз-сг,Для определения значений А и В былвыполнен комплекс экспериментов, в которых значения А и В изменялись в пределах от 1 10 до 1 10 . При таком диапазоне изменения А и В 0К 0,01, Для К = 0,01 при общей тепловой нагрузке котельной 348 МВт и максимальной теплопроизводительности котла 58 МВт значение третьего слагаемого составляет 0,6 кг у.т./с, а первого - 13,9 кг у.т./с, В этом предельном случае пуск нового котла или остановка работающего котла могут быть оправданы только повышением КПД в целом по котельной на 4,3;, что примерно равно верхнему пред 1661540елу реального изменения КПД котлов при изменении тепловой нагрузки.Эксперименты выполнялись с использованием реальных значений температуры наружного воздуха в отопительных сезонах 1984-85, 1985-86., 1986 - 87 и 1987-88 годов для Архангельска, Москвы, Киева, Днепропетровска и Одессы, Полученные данные обрабатывались в виде функциональной зависимости удельного расхода топлива на выработку тепловой энергии (Ь, кг у.т,/ГДж) от значений парных сочетаний А и В. Минимизация величины Ь обеспечивалась в следующих случаях:сэ - 2 т 2+11при + 1 Одолжны выполняться условия А = 7 10 В =41013 2 12 +11при, 0010соответственно условия А = 4,6 10 , В = =4 10Таким образом, пуск или остановку котлов при суммарной тепловой нагрузке, обеспечиваемой работающими котлами, следует производить в такой последовательности вс времени, чтобы уменьшение величиныР,446 4,610-4.Э 0было больше произведения(Аэ-т 2),где разность з - т 2 принимается по абсолютной величине,.а значения А указаны.В табл. 1 приведены данные, характеризующие состав котлов котельной, зависимость КПД котлов и мощности, потребляемой приводом тягодутьевых машин, от фактической теплопроизводительности котлов.Б рассматриваемом примере по состоянию на текущие сутки в котельной работают все котлы за искл)очением котлов 2 и 6. Температура наружного воздуха (средняя) 1 э = - 8,0 С. Средняя температура наружного воздуха прошлых суток 12 = - 8,ЗОС, позапрошлых суток 1 = - 13,4 С, Тепловая нагрузка в целом по котельной при температуре наружного воздуха -8,0 С равна 107 МВт.Обеспечение требуемой тепловой нагрузки (107 МВт) возможно при различном составе работающих котлов.В табл. 2 приведены два варианта распределения суммарной тепловой нагрузки между котлами. Вариант 1 соответствует тому составу работающих котлов, который имеет место по состоянию на текущие сутки при распределении суммарной тепловойнагрузки между работающими котлами,обеспечивающем минимальное значениесуммы 5)0,4 О/р4.610,Э 0 Вариант 2, также обеспечивающий требуемую тепловую нагрузку в целом по котельной (107 МВт), отличается от варианта 1 пуском в эксплуатацию котла 6. При этом суммарная тепловая нагрузка также распределяется между работающими котлами таким образом, чтобы значение суммы)3,4 0)/0 р4,610Э) 45при переходе от варианта 1 к варианту 2 равно 4,139 - 4,091 =. 0,048,Таким образом, поскольку 0,0480,008.необходимо осуществить пуск в оаботу кот ла 6 и перераспределить тепловую нагрузкусогласно табл. 2 (вариант 2).В результате будет достигнута экономия топлива по сравнению с вариантом 1 в размере 0,04 кг/с (с учетом изменения рас хода электроэнергии приводом тягодутьевых машин), что соответствует при данной тепловой нагрузке снижению удельного расхода топливно-энергетических ресурсов на 0,37 кг у,т.,4 ГДж или на ОЯО)( Б целом для данной отопительной котельной зто эквивав20 было минимальным,Поскольку для варианта 2 первое слагаемое (табл. 2) меньше, чем для варианта 1, атакже меньше и сумма первого и второгослагаемых, необходимо решить вопрос це 25 лесообраэности пуска котла 6. т,е, установить последовательность реализации вовремени пуско-остановочных операций.В соответствии с данными по температуре наружного воздуха, приведенными выЗО ше,1661540 3,401/74,610 Э)1=1 Тв блида 1 Тип котла Зависоесть КП ) Х и модности потребляемой приводом тятодутьевыя манин, (Э) кВт, от теплопроводиости котла 7)НВт Котлы 1 и 2КВ- П 1- ЗОКотлы 3 и 4ПТВВ Котлы 5 и 6КВ"ИО 209 938 80 256 93 872 349 914 95 9,3 52,6 95 51,4 22,3 93,9 62,5 30,9 90,6 75 34,5 89,2 80, 1 4,6 6 98 94 2 2 9 3 93 4 23 6 1 6 92 4 25 6 17,6 4,7 94,8 лентно годовой экономии топлива в размере около 700 т у.т,Формула изобретения Способ управления отопительной котельной, имеющей несколько котлов, путем определения верхнего и нижнего пределов производительности котлов и зависимости их коэффициента полезного действия от тепловой нагрузки и распределения сумм)рной тепловой нагрузки котельной между котлами до достижения минимума удельного расхода топлива на выработку тепловой энергии, о тл и ч а ю щи й с я тем, что,с целью уменьшения удельного расхода топливно-энергетических ресурсов при использОВании ВО всех котлах котельной одного вида топлива и ее работе на режимах с иэмняющеися суммарной епловой нагрузкОй путем контроля расхода энергии на пивод тягодутьеВых машин котлов, допОЛ- нительно определяют мощность, потребляе 4 ую тягодутьевыми машинами каждого ктла, измеряют среднюю температуру нар 7 жного воздуха в течение каждых суток работы котельной, среднюю температуру наружного воздуха текущих суток сравнивают со средней температурой наружного воздуха прошлых и позапрошлых суток, ог) ределяют тенденцию изменения емпертуры наружнОгО воздуха и соОтветствуюиих ей изменений суммарной тепловой нагрузки котельной, связанных с необходимостью пуска или остановки котлов, и производят пуск или остановку котлов в такой последовательности во времени, при кото рой уменьшение величины 10больше произведения(д - 4 10тз - т 2) 048 к 0где п - количество котлов в котельной;О - тепловая нагрузка )-го котла, МВт;15 д- коэффициент полезного действия1-го котла в процентах;Э - мощность, потребляемая приводомтягодутьевых машин 1-го котла, КВТ;11, т 2 и Сз - средняя температура наруж 20 ного воздуха соответственно позапрошлых,прошлых, и текущих суток,оСО 4"- МакСимальнаЯ теплопРоизводительность пускаемого или останавливаемого котла, МВт,25 а коэффициент д определяют по следующимсоотношениям при + 10тз - 2 12+1тз - т 1 + 0,01д-л 6104 п и з 2" "Одтз. - 41 + 0,017101661540 10 Таблица 2 Составитель А, ЗосимовРедактор О. Юрковецкая Техред М.Моргентал Корректор Н. Король Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 2114 Тираж 289 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 45