Пошук академічних текстів

Інформація × Реєстраційний номер 0825U001963, Дисертація доктора філософії На здобуття Доктор філософії Дата захисту 03-07-2025 Статус Наказ про видачу диплома Назва роботи Система планування раціональних ресурсозберігаючих режимів експлуатації ТЕС Здобувач Ліщук Сергій Русланович, Керівник Пешко Віталій Анатолійович Опонент Юдін Юрій Олексійович Опонент Третяк Олексій Володимирович Рецензент Рачинський Артур Юрійович Рецензент Риндюк Дмитро Вікторович Опис Робота присвячена підвищенню ефективності роботи теплових електростанцій в умовах зростання нерівномірності графіків навантаження та дефіциту маневрених потужностей в об’єднаній енергосистемі України. Через часті пуски енергоблоків обладнання працює в змінних режимах, що призводить до підвищення витрат на відпуск електроенергії, пришвидшеного зносу та зменшення ресурсу обладнання. Актуальність теми зумовлена потребою у раціоналізації режимів роботи, модернізації технічних підходів та впровадженні ефективних методів діагностики й експлуатації. У вступі обґрунтовано вибір теми, сформульовано мету, завдання, об’єкт і предмет дослідження, зазначено наукову новизну, практичну значущість, апробацію та особистий внесок здобувача. Перший розділ містить огляд літературних джерел, в яких розглядається раціоналізація режимів роботи енергетичного обладнання на всіх етапах: виробництво, передача, розподіл електроенергії. Визначено вплив частих пусків на надійність і собівартість генерації електроенергії. Досліджено ключові процеси деградації обладнання: температурні цикли, корозійне розтріскування, повзучість. Розглянуто широкий спектр оптимізаційних методів: метод Лагранжа, стохастичне програмування, генетичні алгоритми, моделі прогнозованого керування. Особлива увага приділена чисельному моделюванню: метод скінченних елементів, функція Гріна. У другому розділі проаналізовано особливості експлуатації енергоблока 200 МВт з турбіною К-200-130, що широко використовується на ТЕС України. Наведено класифікацію пусків (холодний, неостиглий, гарячий) за температурою металу циліндра високого тиску. Основними досліджуваними параметрами є втрати енергії та палива під час пуску. Побудовано математичні моделі теплообміну в турбіні, що дозволяють визначати температурні розподіли та оцінювати напружено-деформований стан конструкцій. Проаналізовано процес накопичення малоциклової втоми ротора. Для оцінки ресурсу використано гіпотезу Пальмгрена-Майнера. Наведено рівняння для визначення моменту утворення тріщин залежно від режиму експлуатації. У третьому розділі визначено пускові перевитрати палива. Встановлено, що при пуску з холодного стану перевитрата умовного палива становить 90,7 т.у.п., з неостиглого – 77,2 т.у.п., з гарячого – 59,6 т.у.п. На основі результатів розроблено математичну систему раціоналізації режимів експлуатації енергоблока, що дозволяє мінімізувати середньорічну питому витрату умовного палива. Встановлено оптимальні експлуатаційні параметри: річне напрацювання 5500–6500 год, кількість пусків 20–32, частка пусків із холодного стану – 70–80 %. Запропонований режим забезпечує на 20 % менші втрати палива порівняно з найменш ефективним варіантом. Додатково встановлено вплив відхилення від оптимальних режимів на витрати палива. У четвертому розділі побудовано геометричну модель найбільш навантаженої частини ротора середнього тиску (РСТ) турбіни К-200-130. Моделювання виконано у двовимірній постановці методом скінченних елементів. Встановлено, що при номінальному навантаженні максимальна температура досягає 508 °C, найбільше напруження (134 МПа) – у зоні осьового отвору під регулюючим ступенем. Під час пусків найвищі напруження спостерігаються в термокомпенсійних канавках та галтелі регулюючого ступеня. Напруження при пусках із холодного стану сягає 447 МПа, з неостиглого – 367 МПа, з гарячого – 270 МПа. Найінтенсивніші навантаження виникають у момент переходу від поштовху до холостого ходу. На завершення запропоновано математичну модель раціоналізації режимів експлуатації, яка дозволяє керувати темпом накопичення пошкоджень шляхом зменшення впливу нераціональних режимів. Оптимальний режим для енергоблоку 200 МВт: 6000–6500 год річного напрацювання, 20–26 пусків, частка ХС – 0,74–0,8. Такий підхід дозволяє збільшити ресурс обладнання до 80 тис. год у порівнянні з найменш ефективним варіантом. Запропоновані в роботі рішення є важливим внеском у підвищення енергоефективності та надійності ТЕС, особливо в умовах зростаючого навантаження на енергосистему України. Дата реєстрації 2025-05-26 Додано в НРАТ 2025-05-26 Закрити