Переменные режимы работы.

Включение и выключение большого количества потребителей, происходящее одновременно, вызывает колебание перетоков мощности. Поэтому реальные графики нагрузки выглядят на плавными кривыми, а колебаниями с большей или меньшей частотой и амплитудой с широким спектром диапазона.

Все эти колебания влияют на экономичность работы оборудования, в основном это сказывается на котлоагрегате, где происходят изменения стабилизированных процессов горения в топке и теплообмена в поверхностях нагрева.

В результате этого происходит снижение экономичности работы оборудования ( ), которое не учитывается в нормативных характеристиках, получаемых для стационарных условий работы.

Анализ динамики переходных процессов при привлечении оборудования к регулированию графика показал, что в общем случае режимные затраты зависят от множества факторов:

- начальное тепловое состояние;

- начальная и конечная мощности;

- КПД котла перед началом возмущающего воздействия;

- скорость изменения нагрузки;

- способ регулирования и др.

Изменение суммарных затрат топлива, связанных с нестационарностью процессов определяются, в основном:

- изменением потерь теплоты с уходящими газами из-за изменения (повышения) избытков воздуха и температуры уходящих газов;

- потерь теплоты в окружающую среду через обмуровку нагретых элементов;

- выделяемого или поглощаемого количества тепла, аккумулированного в конструкциях;

- от самого переходного процесса – разгружение или нагружение.

В этом случае необходимо рассматривать оптимизацию режимов работы каждого из этапов графика нагрузки.

В целом все этапы можно условно разделить на 3 категории:

I – разгружение – этап связан с переходным процессом;

II – работа но стационарной нагрузке (провал нагрузки);

III – нагружение, этап связан с переходным процессом;

В этом случае, например при оценке оптимального режима прохождения графика нагрузки производится выбор состава оборудования и выбор режимов работы.

В этом случае необходимо рассматривать и проводить оптимизацию за определенный период – график нагрузки разбивается на оптимальные зоны. В состав такой зоны входят переходные процессы и режим работы на стационарной нагрузке, до начала нового переходного режима, одного и тоге же типа (например, от разгружения до начала нового разгружения). На рис. 1 эта зона начинается в 0:00 часов и заканчивается в 12:00, она включает в себя: разгружение – провал нагрузки – нагружение – работа на максимальной нагрузке.

В этом случае экономичность работы должна рассчитываться для всей зоны в целом. Например, суммарные затраты топлива для всего переменного режима составят:

Разгружение: , где: .

Провал: .

Нагружение: .

Этапы нагружения и разгружения, это переходные тапы и наряду со стационарными составляющими в них входят нестационарные, связанные с переходным процессом. Экономичность таких режимов зависит от амплитуды изменения нагрузки, скорости изменения, вида топлива, способа разгружения и в целом от способности и возможности на всем этапе удерживать изменяющиеся в переходном процессе параметры на уровне, соответствующем оптимальному значению в каждый момент переходного периода.

В этом случае с учётом дополнительных затрат на переходный процесс ( ) суммарные затраты топлива можно определить по выражению:

.