Ograniczanie strat rozruchowych bloku energetycznego poprzez optymalizację rozruchu turbiny.

Rynek energii elektrycznej oraz duża konkurencja wśród jej wytwórców skłaniają do poszukiwania nowych możliwości poprawy efektywności eksploatacji. Oprócz poprawy sprawności konwersji energii w ustalonych stanach pracy bloku energetycznego coraz większe znaczenie ma ograniczenie strat rozruchowych. Straty rozruchowe mogą być generowane zarówno w kotle, jak w turbinie. Skracanie czasu rozruchu turbiny pociąga za sobą szybsze osiągnięcie przez blok energetyczny pełnej mocy, zwiększa się zatem energia użyteczna, a tym samym obniżają się straty rozruchowe. W niniejszym artykule omówiono możliwości optymalizacji rozruchu turbin z uwagi na kryterium ograniczenia strat rozruchowych. Omówiono warunki zastosowania opracowanej metody optymalizacji w trybie on-line oraz podano przykład optymalizacji rzeczywistego rozruchu turbiny dużej mocy.

---

The liberation of the electric energy market and intense competition among its producers compel a search for new possibilities of improving operational efficiency. Apart from the improvement of the efficiency of energy conversion in steady states of the operation of power units, reduction of start-up losses receives more and attention. This fact is especially important when shutdowns and start-ups of power units are more frequent, as is the case with cyclical nature of the operation of power plants nawadays and in the future. As far as the duration of power losses at start-ups is concerned, they are a sum of the losses sustained at shut-down and start-up phases in the operation of power units. The start-up losses also include the fatigue wear of boiler and turbine elements caused by cyclical heating up and cooling down, which, accordingly, leads to the loss of power unit life. The start-up losses may be generated both in a boiler as well as in a turbine. If the turbine start-up time is reduced, the power unit reaches its full capacity in a shorter time, thus effective energy increases and, likewise, start-up losses decrease. The scope of the paper is the discussion on the possibilities of optimizing turbine start-ups in view of start-up losses reduction criterion. A mathematical model of such optimization is presented and optimization criteria, decision variables, limitations and objective function defined. Calculation algorithms of stresses in turbine components are based on Green's functions and Duhamel's integral. The conditions of applying the optimization method on-line are discussed and example of optimizing a real start-up of a turbine shown. The results of the optimization of real start-ups enable the formulation of a conclusion about the possibility of start-up losses reduction by either reducing the start-up time or reducing the fatigue wear of turbine components.