Fuel consumption of thermal power technologies under maneuvering modes
A characteristic feature of the present day development of power engineering lies in the increase in the unevenness of power systems schedules. The structure of generating powers of Ukrainian energy engineering is overloaded with basic powers and characterized by a sharp deficit of maneuvering wanes...
Saved in:
| Date: | 2020 |
|---|---|
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine
2020
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/766 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | System Research in Energy |
| Download file: |  |
Institution
System Research in Energy| _version_ | 1871104276668874752 |
|---|---|
| author | Kobernik V.S. |
| author_facet | Kobernik V.S. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "Kobernik V.S.",
"institution": null
}
] |
| author_sort | Kobernik V.S. |
| baseUrl_str | https://systemre.org/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-18T12:57:46Z |
| description | A characteristic feature of the present day development of power engineering lies in the increase in the unevenness of power systems schedules. The structure of generating powers of Ukrainian energy engineering is overloaded with basic powers and characterized by a sharp deficit of maneuvering wanes. To cover the uneven load of the power system during the operation of existing and construction of new power plants, it is necessary to take into account the possibility of their operation under maneuvering modes. This paper determines the influence of work of power plants i under maneuvering modes on the specific consumption of conditional fuel on the released electric energy at working on gas or coal fuel. Fuel consumption for starting of a unit depends on its type and downtime in reserve. The use of steam–and–gas facilities and gas turbines helps to enhance the maneuverability of power plants. Alternative options for the development of thermal energy are the introduction of gas–piston power plants and power units with fluidized–bed boilers. We present formulas for the calculations of fuel consumption on by power units for start–ups and specific consumptions depending on the load and degree of their involvement to regulating loads for different thermal energy technologies: steam–turbine condensation and district heating power units; steam–and–gas and gas turbine plants; gas piston installations; power units with fluidized bed boilers. For enhancing the maneuverability of power plants, working on fossil fuels, their modernization and renewal of software are necessary. Quantitative assessment of the efficiency of power units and separate power plants during their operation under variable modes is important for forecasting the structure of generating capacities of power systems, the need to introduce peak and semi–peak capacities, the choice of the most profitable composition of operating equipment at different schedules of electrical loads |
| doi_str_mv | 10.15407/pge2020.04.045 |
| first_indexed | 2026-03-24T02:02:57Z |
| format | Article |
| fulltext |
45
Витрати палива технологій теплової енергетики в маневрених режимах
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2020, issue 4(63)
ISSN 2522-4344 (Online), ISSN 1562-8965 (Print). The problems of general energy, 2020, 4(63): 45–49
doi: https://doi.org/10.15407/pge2020.04.045
Характерною рисою сучасного розвитку енер-
гетики є збільшення нерівномірності графіків енер-
госистем. Зі зміною структури генеруючих потуж-
ностей покриття змінної частини графіків наванта-
ження стає все більш складним завданням. Раніше
для покриття змінної частини графіків навантажень
використовували в основному гідроелектростанції і
малоекономічні енергоблоки, а в нових умовах необ-
хідно також залучати інше обладнання до участі в
регулюванні потужності енергосистем.
Участь енергетичного устаткування в покритті
змінної частини графіка навантаження можливо здій-
снювати шляхом його розвантаження або зупинки в
резерв на час провалів навантаження. Майже повне
використання регулювального діапазону змушує ши-
роко практикувати зупинку блоків на час провалів на-
вантаження вночі та у вихідні дні з подальшим пуском.
Структура генеруючих потужностей української
енергетики переобтяжена базовими потужностями
і характеризується гострим дефіцитом маневрених
потужностей. Через це як маневрені використову-
ють енергоблоки ТЕС, що спроектовані для робо-
ти в базових режимах, значна частина їх працює
в непроектних режимах. На дефіцит маневрених
потужностей ГЕС суттєво впливає маловодність в
Україні. Частка пиловугільних енергоблоків ТЕС
потужністю 100–200 МВт, які використовують як
напівпікові потужності, складає 17%, а для прохо-
дження напівпікових періодів необхідно 30–35%
[1]. Тому в маневрених режимах використовують
пиловугільні блоки потужністю 300 МВт.
За таких умов в енергосистемі щоденно зупи-
няють 7–10 енергоблоків на період зниження на-
вантаження вночі та запускають у період ранкового
максимуму, зупиняють вдень, щоб компенсувати
зростання виробітку на сонячних електростанціях,
і запускають у період вечірнього максимуму наван-
таження. Такі режими призводять до перевитрат па-
лива, додаткового спрацювання устаткування, підви-
щення аварійності.
З появою ринку електроенергії для покриття не-
рівномірності навантаження енергосистеми при ро-
боті існуючих та будівництві нових енергетичних
установок необхідно враховувати можливість їх екс-
плуатації в маневрених режимах з найкращими по-
казниками економічності, надійності, екологічності.
Кількісна оцінка ефективності енергоблоків ТЕС
при їх роботі в змінних режимах має важливе зна-
чення для прогнозування структури генеруючих по-
тужностей енергосистем, необхідності введення пі-
кових і напівпікових потужностей, вибору найбільш
вигідного складу функціонуючого обладнання при
різних графіках електричних навантажень.
Метою роботи є визначення впливу роботи енер-
гетичних установок у маневрених режимах на питомі
витрати умовного палива, отримання розрахункових
формул для обчислення витрат палива на пуски та в
залежності від навантаження для різних технологій
теплової енергетики.
Витрати палива паротурбінних конденсацій-
них енергоблоків.
Розглянемо типові пускові характеристики
конденсаційних паротурбінних енергоблоків
УДК 621.311 В.С. КОБЕРНИК, ORCID: 0000-0001-8727-7157
Інститут загальної енергетики НАН України, вул. Антоновича, 172, м. Київ, 03150, Україна
ВИТРАТИ ПАЛИВА ТЕХНОЛОГІЙ ТЕПЛОВОЇ ЕНЕРГЕТИКИ В МАНЕВРЕНИХ РЕЖИМАХ
Для покриття нерівномірності навантаження енергосистеми при роботі існуючих
та будівництві нових енергетичних установок необхідно враховувати можливість
їх експлуатації в маневрених режимах. Визначено вплив роботи енергетичних
установок у маневрених режимах на питомі витрати умовного палива на відпущену
електроенергію при роботі на газовому або вугільному паливі. Надано формули
для розрахунків витрат палива на пуски та в залежності від навантаження для різних
технологій теплової енергетики: паротурбінних конденсаційних і теплофікаційних
енергоблоків; парогазових і газотурбінних установок; газопоршневих установок;
енергоблоків з котлами киплячого шару.
К л ю ч о в і с л о в а: теплова енергетика, енергоблок, маневрений режим, пускові
витрати, електричне навантаження, питома витрата палива.
© В.С. КОБЕРНИК, 2020
46
В.С. КОБЕРНИК
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2020, issue 4(63)
ТЕС. Витрата палива на пуск блоку залежить від
його типу і часу простою в резерві. Норми вста-
новлюють сумарні втрати за цикл від відклю-
чення при зупинці до повної стабілізації стану
обладнання після досягнення номінального на-
вантаження. Норми витрат газомазутного палива
на пуски енергоблоків з конденсаційними турбі-
нами з холодного стану при спалюванні на ТЕС
України кам’яного вугілля з виходом летких речо-
вин менше 20% за даними стандарту [2] склада-
ють (т у.п.): 120 (блоки 150 МВт); 140 (200 МВт);
265 (300 МВт); 570 (800 МВт).
Витрати газомазутного палива на пуски енерго-
блоків з інших теплових станів по відношенню до
витрат на пуск з холодного стану (у – % ) при спа-
люванні кам’яного вугілля залежно від тривалості
простою енергоблоку (х – від 0 до 60 год) наведено
на графіку в стандарті [2]. При зупинці на 60 год і
більше витрати складають 100%, на 50 год – 98%, на
40 год – 93%, на 30 год – 86%, на 20 год – 74%, на
10 год – 52%, на 6 год – 40%, на 3 год – 20%. В ІЗЕ
НАНУ в середовищі Exel отримані розрахункові
формули для обчислення нормативних питомих ви-
трат палива на пуск енергоблоку при спалюванні
кам’яного вугілля залежно від тривалості зупинки:
при простоюванні до 6 год 7,67 4,67у х ;
при простоюванні 6 год і більше
19,317 ln( ) 10,885у х .
Для зменшення пускових витрат палива в енер-
гетичній системі в режимах частих пусків і зупинок
необхідно в першу чергу зупиняти енергоблоки мен-
шої потужності, у яких значення цих витрат нижчі.
У статті [3] проаналізовано питомі витрати пали-
ва конденсаційних енергоблоків ТЕС на відпущену
електроенергію при роботі на газовому або вугіль-
ному паливі за різного навантаження (Ін – інтер-
вал). При зменшенні потужності на 50% зростають
питомі витрати (г у.п./кВт·год): для енергоблоків
200 МВт на 53 (вугілля), 41 (газ); для енергоблоків
300 МВт на 28 (вугілля), 25 (газ); для енергоблоків
800 МВт на 21 (газ). Апроксимаційні формули для
розрахунків питомих витрат палива на відпущену
електроенергію (у, г у.п./кВт·год) залежно від на-
вантаження енергоблоків (х, МВт), отримані в ІЗЕ
НАНУ, надані нижче:
150 МВт вуг 0,20651029,7865у х
Ін 70–150 МВт;
200 МВт вуг
5 3 22,3063 10 1,5588 10у х
2 3,5921 676,7х х Ін 100–200 МВт;
200 МВт газ
5 3 3 21,0555 10 8,0816 10у х х
2,0958 535,59х Ін 100–200 МВт;
300 МВт вуг
6 38,8857 10 7,2995у х
3 210 2,1064 554,22х х Ін 160–300 МВт;
300 МВт газ
6 3 35,6787 10 4,7699 10у х
2 1,4421 478,93х х Ін 160–300 МВт;
800 МВт газ
7 3 42,0027 10 5,3124 10у х
2 0,47852 471,24х х Ін 400–800 МВт.
У роботі [4] представлено графічні залежнос-
ті питомих витрат палива на ТЕС від ступеня їх
залучення до регулювання навантаження (Ін –
кількість годин роботи за рік). Апроксимаційні
формули для обчислення питомих витрат палива
(у, г у.п./кВт·год) на ТЕС залежно від ступеня їх
залучення до регулювання навантаження (х, год/
рік), отримані в ІЗЕ НАНУ, надано нижче:
ТЕС середнього тиску
5 21,6364 10 2,02 1139,6у х х
Ін 2000–6000
ТЕС високого тиску з поперечними звʼязками
9 3 52,6068 10 5,1525 10у х
2 0,34025 1172,4х х Ін 2000–7500
Піковий блок
9 3 48,3463 10 1,1062 10у х
2 0,49904 1202,5х х Ін 1750–5000
ТЕС (блоки 200 МВт)
9 3 52,2749 10 4,4388 10у х
2 0,29315 1021,6х х Ін 2500–7500
ТЕС (блоки 300 МВт)
9 3 53,7061 10 6,0249 10у х
2 0,33728 1008,9х х Ін 2500–7000
ТЕС (блоки 800 МВт)
9 3 54,1836 10 6,6776 10у х
2 0,35506 947,66х х Ін 2500–7000.
З аналізу витрат видно, що зменшення викорис-
тання енергоблоку (з 7000 до 5000 год/рік) призво-
дить до незначних змін питомих витрат палива, а
при подальшому зменшенні до 2500 год/рік питомі
витрати збільшуються: для енергоблоків 200 МВт на
~39%; 300 МВт – на ~30%; 800 МВт – на ~27%.
Витрати палива теплофікаційних енергоблоків.
Вибір оптимального складу працюючих тепло-
фікаційних енергоблоків для покриття діючих елек-
тричних і теплових навантажень є однією з основних
задач при управлінні режимами роботи ТЕЦ. При
її вирішенні потрібно враховувати пускові витра-
ти. У стандарті [5] надані норми витрат палива при
пусках теплофікаційних енергоблоків потужністю
60–250 МВт для моноблоків або дубль-блоків при
пускові по моноблочній схемі залежно від теплового
стану і кількості годин простою. Норми витрат при
пусках з холодного стану не включають втрати за пе-
ріод простою блоку. Прийнято пуск енергоблоків на
конденсаційному режимі з підключенням регульова-
них відборів після закінчення пуску. Апроксимаційні
формули для розрахунків питомих витрат палива (у,
т у.п.) залежно від теплового стану та кількості годин
47
Витрати палива технологій теплової енергетики в маневрених режимах
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2020, issue 4(63)
простою енергоблоків (х дорівнює: 1 – простій блоку
6–10 год; 2 – 15–20 год; 3 – 30–35 год; 4 – 50–60 год;
5 – холодний стан) з теплофікаційними турбінами
потужністю 60–250 МВт для моноблоків або дубль-
блоків при пускові по моноблочній схемі, отримані
в ІЗЕ НАНУ, надано нижче. Витрати палива на пуск
при кількості годин простою між реперними точка-
ми визначаються лінійною апроксимацією.
Енергоблоки з теплофікаційними турбінами:
ПТ-60/80-130 гм
3 21,125 8,9036 20,771 27,2у х х х ;
ПТ-60/80-130 вуг
3 21,25 10,079 24,471 28,74у х х х ;
ПТ-80/100-130 гм
3 21,3417 10,711 25,348 31,14у х х х ;
ПТ-80/100-130 вуг
3 21,45 11,7 28,55 34,2у х х х ;
Т-110/120-130 гм
3 20,175 0,575 8,1 63,86у х х х ;
Т-110/120-130 вуг
22,328 12,871 75,14у х х ;
Т-180/210-130 гм
4 32,0458 25,542у x х
2109 188,81 48,5х х ;
Т-180/210-130 вуг
4 32,1292 27,017у x х
2116,82 204,63 46,4х х ;
Т-185/220-130 і ПТ-140/165-130 гм
4 31,425 18,233у x х
278,125 128,72 17,3х х ;
Т-185/220-130 і ПТ-140/165-130 вуг
4 31,3792 17,808у x х
276,771 127,44 32х х ;
Т-250-240 гм
4 32,8417 36,1у x х
2158,46 260,8 210х х ;
Т-250-240 вуг
4 32,9333 37,15у x х
2162,77 266,75 228,8х х .
Витрати палива парогазових і газотурбінних
установок.
Підвищенню маневреності електростанцій
сприяє застосування парогазових установок (ПГУ)
і газотурбінних установок (ГТУ). Для аналізу ККД
роботи потужних ПГУ і ПТУ енергоблоків при
частковому навантаженні в статті [6] використову-
вали данні фірм-виробників і обробляли їх за допо-
могою регресивного аналізу. Там наведено графічні
залежності ККД нетто за температури зовнішнього
повітря +5 оС і 60–100% навантаженнях. Зменшен-
ня ККД при розвантаженні ПТУ нижче, ніж у ПГУ,
а з ПГУ найбільш економічним є енергоблок з ГТУ
GT26. Розвантаження до менш ніж 50% від номі-
нального навантаження у більшості ГТУ викликає
різке зниження ККД. Це повʼязано з вичерпанням
можливостей кількісного методу регулювання і
переходом на якісний, за використання якого різко
знижуються температура продуктів згоряння і ККД
ГТУ. Регулювальний діапазон ПГУ становить 50–
110% від номінального навантаження, що значно
менше, ніж у паротурбінних енергоблоків. ПТУ
стійкіші до зниження ККД на часткових наванта-
женнях, ніж ПГУ, але останні більш економічні.
Це означає, що при розвантаженні енергоблоків
різних типів до 50% їх номінального навантажен-
ня пріоритет слід віддавати паротурбінним блокам.
Апроксимаційні залежності для розрахунків пито-
мих витрат палива на відпущену електроенергію
(у, г у.п./кВт·год) ПГУ з різними ГТУ залежно від
частки навантаження (х, 60–100%), отримані в ІЗЕ
НАНУ, надано нижче:
ПГУ 400к з ГТУ SGT5-400F
20,0066 1,3925 306,62у х х ;
ПГУ-285к з ГТУ SGT5-3000E
20,0052 1,2748 296,51у х х ;
ПТУ К-300-23,5
20,0098 1,7928 395,5у х х ;
ПГУ 400 з ГТУ GT26
20,0065 1,2919 284,05у х х .
Витрати палива газопоршневих установок.
Одним з альтернативних варіантів розвитку тепло-
вої енергетики в Україні є впровадження газопоршне-
вих електростанцій. Принцип дії газопоршневої елек-
тростанції (ГПЕС) базується на використанні кількох
незалежних установлених паралельно газопоршне-
вих установок (ГПУ) на газовому паливі під тиском.
Електростанції з комбінованим виробництвом елек-
троенергії і тепла та тригенераційні станції викорис-
товують паливо найбільш ефективно і дозволяють
знижувати викиди. Загальний ККД станції комбіно-
ваного циклу може перевищувати 90%. Багатоблоко-
ва конфігурація ГПЕС забезпечує високі показники
готовності та надійності та максимально можливу
гарантовану потужність. Станції дозволяють опера-
тивно відслідковувати навантаження і забезпечувати
пікове навантаження з швидким регулюванням час-
тоти. ГПЕС можуть працювати на природному газі,
скрапленому природному газі та окремих видах біо-
газу. За даними [7], основою перевагою ГПУ, порів-
няно з ГТУ, є їх стійкість до зниження електричного
навантаження; при зменшенні навантаження до 50%
від номінального ККД (ηел) ГТУ значно знижується,
а ГПУ мало змінюється. При підвищенні температу-
ри навколишнього повітря від –30 °С до +30 °С ηел у
ГТУ падає на 15–20%, а у ГПУ він постійний і більш
високий. Питома витрата палива менша у ГПУ при
будь-якому навантаженні.
У даний час на ринку представлено багато іно-
земних фірм, що пропонують ГПУ різної потужності
– до 10 МВт і більше. Провідними фірмами є MWM
48
В.С. КОБЕРНИК
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2020, issue 4(63)
(Deutz, Німеччина), «Caterpillar» (США), «Jenbacher»
(Австрія), «Wärtsilä» (Фінляндія).
У багатоблокової електростанції є можливість
оптимізації використання кожного окремого бло-
ку шляхом переведення його в гарячий резерв або
застосування на повній потужності для отримання
максимального ККД. Багатоблокові ГПЕС можли-
во експлуатувати в режимах: 1) гарячого резерву
– окремі ГПУ синхронізовані і працюють зі зни-
женим навантаженням, в цьому випадку елек-
тростанція повністю готова до значного збіль-
шення навантаження протягом декількох секунд;
2) максимального ККД – на повне навантаження з
максимальним ККД працює мінімальна кількість
ГПУ, а резервні включаються та можуть вийти на
робочий режим і досягти повного навантаження
за декілька хвилин.
Апроксимаційні формули для розрахунків ККД
(%) і питомих витрат палива (у, у.п./кВт·год) залежно
від частки навантаження (х, 30–100%) ГПЕС у гаря-
чому резерві, отримані в ІЗЕ НАНУ, надано нижче:
5 3 24,924 10 1,279 10х
2 1,176 1,005х x ;
5 4 3 31,5647 10 4,6236 10грb x х
20,51231 25,92 779,82х х .
У статті [9] розглянуто газопоршневі міні-ТЕЦ
з одиничною потужністю ГПУ близько 1 МВт.
Проведене порівняння ГПУ: TCG 2020 V12, G
3512 E, JMS 320. Нижньою оцінкою ефективності
роботи міні-ТЕЦ вважається робота ГПУ на мі-
німальне рекомендоване навантаження 50% від
номінальної потужності. Технічні характеристики
цих ГПУ при номінальному навантаженні наведе-
ні в таблиці.
Розрахункові формули для обчислення витрат
газу (у, т у.п./год) ГПУ залежно від частки наванта-
ження (х, 50–100%) ГПУ, отримані в ІЗЕ НАНУ, на-
ведені нижче:
TCG 2020 V12 (MWM (Deutz))
0,003 0,036у х ;
G 3512 E («Caterpillar»)
0,0025 0,0334у х ;
JMS 320 («Jenbacher»)
0,003 0,0162у х .
На кафедрі ТЕС МЕІ проаналізовано деякі ГПУ
(фірми США: «Caterpillar», «Waukesha» (раніше
«General Electric»), «Cummins» та «Jenbacher»
(Австрія)). Вони можуть працювати без зниження
електричної потужності на різних газах (біогаз,
газ сміттєзвалищ і стічних вод, шахтний і генера-
торний гази, синтез-газ). Електростанції на базі
ГПУ мають досить високий електричний ККД,
надійні в експлуатації, здатні тривалий час пра-
цювати при часткових навантаженнях без шкоди
для свого ресурсу і практично без зниження ККД
[10]. Кращими ГПУ за технічними параметрами,
надійністю і співвідношенню ціна / якість вважа-
ються німецькі концерну «Caterpillar». Найбільш
доцільна робота ГПУ у якості маневрених з мож-
ливістю продажу надлишків виробленої електрич-
ної енергії споживачам, підключеним до загальної
електричної мережі.
Витрати палива енергоблоків з котлами ки-
плячого шару.
Екологічно чисті технології використання ву-
гільного і альтернативних палив основа сталого
розвитку енергетики. Одна з таких технологій –
спалювання вугілля в циркулюючому киплячому
шарі (ЦКШ). Переваги технології: можливість
спалювати вугілля від бурого до антрациту з ви-
сокими зольністю і вмістом сірки; стабільна ро-
бота котла без підсвічування факела мазутом або
газом при зменшенні навантаження до 30%; хоро-
ші маневрені характеристики при короткочасних
зупинках котла.
Енергоблок номінальною потужністю 460 МВт
з котлом ЦКШ на надкритичні параметри пари з
2009 р. працює на ТЕС в Логіже (Польща). Енерго-
блок відповідає вимогам польської енергосистеми
і приймає участь у первинному і вторинному регу-
люванні частоти. Графічні залежності ККД брутто і
нетто блоку по відношенню до електричного наван-
таження наведені в [11]. При номінальній потужнос-
ті ККД брутто складає 46,75%, а ККД нетто 44,1%;
при потужності 230 МВт ККД брутто – 45,4%, а
ККД нетто 42,1%; при потужності 180 МВт ККД
брутто – 44,6%, а ККД нетто 41%.
Розрахункові формули для обчислення ККД (%) і
питомих витрат палива (у у.п./кВт·год) енергоблоку
з котлом ЦКШ на ТЕС в Логіже залежно від частки
навантаження (х, 39–100%), отримані в ІЗЕ НАНУ,
наведені нижче:
Таблиця. Технічні характеристики
газопоршневих установок
при номінальному навантаженні
Виробник MWM
(Deutz)
«Caterpillar» «Jenbacher»
Модель TCG
2020 V12
G 3512 E JMS 320
Електрична
потужність,
МВт
1,2 1,0 1,063
Теплова
потужність,
МВт
1,24 1,08 1,204
Витрата газу,
м3/год.
289 246 274
Витрата газу,
т у.п./год.
0,335 0,284 0,318
49
Витрати палива технологій теплової енергетики в маневрених режимах
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2020, issue 4(63)
20,00069 0,1317 40,52806брутто х x ;
20,00096 0,18471 35,25875нетто х x ;
20,00069 1,2983 339,7978ЦКШb х x .
Одним з масштабних проектів в енергети-
ці України є будівництво нового енергоблоку за
технологією ЦКШ (з розділенням на два блоки)
Слов’янської ТЕС, що дозволить збільшити вста-
новлену потужність на 660 МВт. ККД кожного бло-
ку становитиме 41%. Енергоблоки відповідатимуть
усім європейським технічним вимогам ENTSO-E з
балансування енергосистеми.
Таким чином, для підвищення маневренос-
ті електростанцій, що працюють на викопному
паливі, необхідна модернізація устаткування та
оновлення програмного забезпечення. Модерніза-
ція устаткування передбачає переобладнання для
зменшення мінімального навантаження, скорочен-
ня часу і витрат палива на пуск, а також збільшення
швидкостей зміни навантаження і ефективності за
умов часткового навантаження.
ВИСНОВКИ
1. Надано формули для розрахунків витрат па-
лива на пуски та в залежності від навантаження
для різних технологій теплової енергетики. Вони
можуть бути використані для оновлення програм
прогнозування структури генеруючих потужнос-
тей енергосистем, визначення необхідності вве-
дення нових потужностей, вибору найбільш ви-
гідного складу обладнання при різних електрич-
них навантаженнях.
2. Визначено вплив роботи енергетичних уста-
новок в маневрених режимах на питомі витрати
умовного палива. Розвантаження енергетичних
установок призводить до істотного погіршення їх
техніко-економічних показників. При зменшен-
ні потужності на 50% зростають питомі витра-
ти (г у.п./кВт·год): для енергоблоків 200 МВт на
53 (вугілля), 41 (газ); для енергоблоків 300 МВт на
28 (вугілля), 25 (газ); для енергоблоків 800 МВт на
21 (газ). Може виявитися більш доцільною зупин-
ка частини установок в резерв на час провалів, при
цьому інші установки можуть працювати в номі-
нальному режимі.
3. Існуючі в енергосистемі України генеруючі
джерела знаходяться на стадії вичерпання фізичних
можливостей для забезпечення регулювання на-
вантаження, тому слід передбачити введення нових
високоманеврених потужностей або накопичувачів
електроенергії.
4. Необхідно розробити програму виводу з екс-
плуатації існуючих застарілих вугільних енерго-
блоків і заміщення їх новими блоками. Нові сучасні
енергоблоки мають більшу ефективність і діапазони
регулювання потужності. Це дозволить збільшити
стійкість енергосистеми України.
1. Звіт з оцінки відповідності (достатності) генеру-
ючих потужностей. Укренерго. 2019. 73 с. URL: https://
ua.energy/wp-content/uploads/2019/12/Zvit-z-otsinky-
vidpovidnosti-2019.pdf (дата звернення: 06.10.2020).
2. ГКД 34.10.502 – 2003. Витрата газомазутного пали-
ва під час спалювання на ТЕС України кам’яного вугілля
з виходом летких речовин менше 20%. URL: https://www.
yumpu.com/xx/document/read/55413855/gkd-34-10-502-
2003-rashod-gazomazutnog (дата звернення: 06.10.2020).
3. Дрьомін В.П., Костенко Г.П., Згуровець О.В. Ана-
ліз витрат палива блоками ТЕС i можливостей їх економії
при регулюванні електроспоживання. Проблеми загаль-
ної енергетики. 2008. Вип. 1(17). С. 73—77. URL: http://
pge.org.ua/index.php?option=com_docman&task=art_
list&mid=20081&gid=17&lang=ua
4. Ковецкий В.М., Ковецкая М.М. Оценка маневренных
возможностей энергогенерирующих установок для обес-
печения качества электроэнергии. Проблеми загальної
енергетики. 2007. Вип. 2(16). С. 47—54. URL: http://pge.
org.ua/index.php?option=com_docman&task=art_details&m
id=20072&gid=186&lang=ua
5. СО 34.09.112-2001 Нормы потерь топлива,
электроэнергии и пара при пусках теплофикационных
энергоблоков мощностью 60–250 МВт тепловых
электростанций. 2001. 7 с. URL: http://normativ.info/
list_fi les.php?put=excel_base/norms/sto.csv&n=847
6. Мошкарин О.В., Мельников Ю.В. Оценка показателей
работы мощных одноцелевых парогазовых и паросиловых
энергоблоков на частичных нагрузках. Вестник Ивановско-
го государственного энергетического университета. 2007.
Вып. 2. С. 1—4. URL: http://ispu.ru/fi les/str._3-6_1.pdf
7. Белобородов С.С. Многофакторный анализ и разработ-
ка высокоманевренной ТЭЦ для прохождения суточных гра-
фиков потребления электроэнергии ОЭС России. МЭИ. Дис.
канд. техн. наук. Специальность: 05.14.01 – Энергетические
системы и комплексы. 2019. 212 с. URL: https://mpei.ru/diss/
Lists/FilesDissertations/399-%D0%94%D0%B8%D1%81%D1
%81%D0%B5%D1%80%D1%82%D0%B0%D1%86%D0%B
8%D1%8F.pdf (дата звернення: 06.10.2020).
8. Решения для электростанций. Wärtsilä. 2016. 92 с.
URL: https://cdn.wartsila.com/docs/default-source/local-fi les/
russia/power-plants/power-plants-solutions_russian_06_2016.
pdf?sfvrsn=caf86444_2 (дата звернення 06.10.2020).
9. Платонов А.С., Пихлецкий В.В. Оценка эффектив-
ности работы мини-ТЭЦ на базе газопоршневых уста-
новок. Современная наука. Серия «Естественные и Тех-
нические науки». 2013. № 11-12. С. 21—28. URL: http://
www.nauteh-journal.ru/index.php/-etn13-11/1059-a
10. Возможности и преимущества газопорш-
невых установок в когенерационных автономных
электростанциях. URL: https://manbw.ru/analitycs/
gazoporshnevye-installations-cogeneration-autonomus-
power-stations.html (дата звернення: 17.08.2020).
11. Рябов Г.А. Перспективы освоения технологии
сжигания угля в циркулирущем кипящем слое на рос-
сийских угольных ТЭС: презентация. Международная
научно-практическая конференция «УгольЭко-2016».
М.: ВТИ. 2016. 27 с. URL: http://coaleco.ru/wp-content/
uploads/2016/10/3-Ryabov-VTI-Coaleco2016.pdf
Надійшла до редколегії: 21.10.2020
|
| id | systemreorg-article-766 |
| institution | System Research in Energy |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-07-19T01:21:31Z |
| publishDate | 2020 |
| publisher | General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | systemreorg/86/1ce02b537d0d74f565ae5c10f2e68586.pdf |
| spelling | systemreorg-article-7662026-07-18T12:57:46Z Fuel consumption of thermal power technologies under maneuvering modes Витрати палива технологій теплової енергетики в маневрених режимах Kobernik V.S. thermal power, power unit, maneuverable mode, electrical load, specific fuel consumption теплова енергетика, енергоблок, маневрений режим, електричне навантаження, питома витрата палива A characteristic feature of the present day development of power engineering lies in the increase in the unevenness of power systems schedules. The structure of generating powers of Ukrainian energy engineering is overloaded with basic powers and characterized by a sharp deficit of maneuvering wanes. To cover the uneven load of the power system during the operation of existing and construction of new power plants, it is necessary to take into account the possibility of their operation under maneuvering modes. This paper determines the influence of work of power plants i under maneuvering modes on the specific consumption of conditional fuel on the released electric energy at working on gas or coal fuel. Fuel consumption for starting of a unit depends on its type and downtime in reserve. The use of steam–and–gas facilities and gas turbines helps to enhance the maneuverability of power plants. Alternative options for the development of thermal energy are the introduction of gas–piston power plants and power units with fluidized–bed boilers. We present formulas for the calculations of fuel consumption on by power units for start–ups and specific consumptions depending on the load and degree of their involvement to regulating loads for different thermal energy technologies: steam–turbine condensation and district heating power units; steam–and–gas and gas turbine plants; gas piston installations; power units with fluidized bed boilers. For enhancing the maneuverability of power plants, working on fossil fuels, their modernization and renewal of software are necessary. Quantitative assessment of the efficiency of power units and separate power plants during their operation under variable modes is important for forecasting the structure of generating capacities of power systems, the need to introduce peak and semi–peak capacities, the choice of the most profitable composition of operating equipment at different schedules of electrical loads Характерною рисою сучасного розвитку енергетики є збільшення нерівномірності графіків енергетичних систем. Структура генеруючих потужностей української енергетики переобтяжена базовими потужностями і характеризується гострим дефіцитом маневрених потужностей. Для покриття нерівномірності навантаження енергосистеми при роботі існуючих та будівництві нових енергетичних установок необхідно враховувати можливість їх експлуатації в маневрених режимах з найкращими показниками економічності. У статті визначено вплив роботи енергетичних установок в маневрених режимах на питомі витрати умовного палива на відпущену електричну енергію при роботі на газовому або вугільному паливі. Витрата палива на пуск блоку залежить від його типу і часу простою в резерві. Підвищенню маневреності електростанцій сприяє застосування парогазових і газотурбінних установок. Альтернативними варіантами розвитку теплової енергетики є впровадження газопоршневих електростанцій і енергоблоків з котлами киплячого шару. Отримано формули для розрахунків витрат палива на пуски та питомих витрат залежно від навантаження і від ступеня їх залучення до регулювання навантаження для різних технологій теплової енергетики: паротурбінних конденсаційних і теплофікаційних енергоблоків; парогазових і газотурбінних установок; газопоршневих установок; енергоблоків з котлами киплячого шару. Для підвищення маневреності електростанцій, що працюють на викопному паливі, необхідна модернізація устаткування та оновлення програмного забезпечення. Кількісна оцінка ефективності енергоблоків і окремих енергетичних установок при їх роботі в змінних режимах має важливе значення для прогнозування структури генеруючих потужностей енергетичних систем, вибору найбільш вигідного складу функціонуючого обладнання при різних графіках електричних навантажень. General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine 2020-12-28 Article Article application/pdf https://systemre.org/index.php/journal/article/view/766 10.15407/pge2020.04.045 System Research in Energy; No. 4 (63) (2020): The Problems of General Energy; 45-49 Системні дослідження в енергетиці; № 4 (63) (2020): Проблеми загальної енергетики; 45-49 2786-7102 2786-7633 uk https://systemre.org/index.php/journal/article/view/766/660 Copyright (c) 2020 Kobernik V.S. https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0 |
| spellingShingle | thermal power power unit maneuverable mode electrical load specific fuel consumption Kobernik V.S. Fuel consumption of thermal power technologies under maneuvering modes |
| title | Fuel consumption of thermal power technologies under maneuvering modes |
| title_alt | Витрати палива технологій теплової енергетики в маневрених режимах |
| title_full | Fuel consumption of thermal power technologies under maneuvering modes |
| title_fullStr | Fuel consumption of thermal power technologies under maneuvering modes |
| title_full_unstemmed | Fuel consumption of thermal power technologies under maneuvering modes |
| title_short | Fuel consumption of thermal power technologies under maneuvering modes |
| title_sort | fuel consumption of thermal power technologies under maneuvering modes |
| topic | thermal power power unit maneuverable mode electrical load specific fuel consumption |
| topic_facet | thermal power power unit maneuverable mode electrical load specific fuel consumption теплова енергетика енергоблок маневрений режим електричне навантаження питома витрата палива |
| url | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/766 |
| work_keys_str_mv | AT kobernikvs fuelconsumptionofthermalpowertechnologiesundermaneuveringmodes AT kobernikvs vitratipalivatehnologíjteplovoíenergetikivmanevrenihrežimah |