Теплоэнергетика 13.04.01, Экономика 38.04.01.
(Конспект подготовлен студентами)
Повтор из прошлой лекции:
- Энергетика вырабатывает энергетические продукты.
- IT изучает и управляет данными (кто? что? - "данные", что делает? - ПО алгоритмы - указания в коде программ "что делать с данными")
- Экономика - порядок взаиморасчетов (время-деньги-продукт)
ГЕНЕРАЦИЯ. Тепловые станции (ТЭС)
Скачать из Интернет презентацию ПНИ "Цифровая энергетика" НИУ "МЭИ"
Посмотреть рисунок с АЭС и рисунок "Упрощенная схема ТЭС" Как у АЭС на первом рисунке, только вместо реактора – котел.
В реакторе АЭС идет управляемая (контролируемая) реакция атомного распада с выделением тепла.
В котле идет химическая реакция – горение с выделением тепла. В котел постоянно подаются топливо и окислитель (воздух), поэтому ТЭС «сидят на газе как на игле». ТЭС также могут быть на угле и дизеле (жидком топливе – это резервное топливо). На газе – экологически более чистые, чем на угле.
ТЭЦ обычно строят рядом с потребителями, в городах.
ТЭС могут работать в двух ролях:
1) ТЭЦ – (теплоэлектроцентрали) дает и электроэнергию и тепловую энергию;
2) КЭС (конденсационные) – только электроэнергию.
Плюсы ТЭС:
1) могут располагаться вблизи потребителя;
2) маневренная (относительно) – могут выходить за пределы своих номинальных нагрузок;
3) более быстрое сооружение относительно АЭС; меньше инвестиций.
Минусы ТЭС:
1) большие эксплуатационные затраты (топливные затраты);
2) сильно зависит от поставок топлива;
3) загрязняют окружающую среду (дым из труб котельной в результате сжигания газа);
Особенности ТЭС:
1) Стоимость электро- и теплоэнергии на ТЭС напрямую связана со стоимостью топлива;
2) Скорость окупаемости тоже относительная (если в Германии сейчас построить ТЭС на газе, это будет им невыгодно, срок окупаемости будет большой);
3) Можно строить в городах - поэтому в Москве много ТЭС = большая потребность в тепле и электроэнергии (высокая плотность потребления);
4) Как правило, при строительстве уже определяется вид топлива, его можно поменять, но для эксплуатации ТЭС не очень хорошо; Традиционный перевод – с угля на природный газ, мазут – резервное топливо;
5) ТЭЦ – выдает 2 продукта (продает на рынок): электричество и тепло
6) В основном у ТЭЦ максимум 42% КПД, когда они загружены на максимум, а ТЭС (в режиме КЭС) – 32-35%.
7) Вода для градирен используется; сухие градирни (как правило вентиляторная градирня) используют редко.
8) Зола (шлак) если станция на угле может обладать радиоактивностью;
9) ТЭС выделяют не только углекислый газ, но и соединения газа;
10) Гибель растений не происходит, но рядом с градирнями всегда влажно – это может повлиять на фауну.
Реверсинжениринг (посмотреть в Глоссарии ТОЦЭ)– создание по аналогу.
Задача "цифры" - сделать адекватную имитационную модель станции! Сначала создаются имитационные модели каждого элемента станции (например, модель котла, насоса, турбины, дэаэратора и др.), затем их объединяют в общую систему, потом тестируют.
Невозможно создать идеального цифрового клона, так как в реальности всегда будут свои допущения.
Каждая станция индивидуальна!
Отмечаем одну из ролей цифровизации - оптимизационная.
Примеры задач, для которых делается:
Пример 1: График потребления связан с жизнедеятельностью потребителей:
Цель: выполнить обязательства по договорам поставки мощности в сеть и "не разориться" (то есть продавать по приемлемой цене)
Базовая область – для АЭС;
Полупиковая область – для ТЭС и ГЭС, возобновляемая энергетика;
Пиковая область – для станций, которые могут быстро запускать мощность и быстро ее снижать – газотурбинные установки (ГТУ). ТЭС можно и сюда включить, потому что объемы топлива подаваемого можно регулировать.
Пример 2: На ТЭС несколько энергоблоков и нужно распределять между ними нагрузку для минимизации расхода топлива.
Внутри одной ТЭС может быть много блоков, чтобы оптимизировать работу также берутся разные области электрической нагрузки.
Повторить понятие "Акцепт на списание" – в США банк списывает сумму за электроэнергию автоматически по договору с кредитной карты
(Запросить у Кутько НЕ историю об арктическом циклоне в Техасе в 2021 г. Причины коллапса энергосистемы и суды с энергоснабжающими компаниями из-за денег. техническая часть: Перегрузка энергосистемы по причине климата. Цепочка непредусмотренных (или непредвиденных ) событий. Обособленность энергосистемы Техаса. Экономическая часть: деньги за оплату электричества тип договора (по тарифу или по рынку?)
Особенность цифры: Большие энергетические объекты способны генерировать огромное количество данных.
Вопрос: какие из этих данных нужны, а какие нет, ведь память ограничена.
Пример с использованием цифровизации на ТЭЦ посмотреть Ключевой запрос:
1. Цифровизация на тепловой электростанции
2. Лекторий «Газпрома | Цифровизация энергетики
Вопросы для самоконтроля:
1. Расскажите, какой пример цифровизации применен на ТЭЦ в Екатеринбурге.