Корнилов Г.П., Газизова О.В., Абдулвелеев И.Р., Лыгин М.М., Бочкарев А.А., Повышение энергетической эффективности заводских электростанций металлургических предприятий

скачать PDF

Аннотация

Развитие собственной генерации электрической энергии является одной из особенностей металлургических производств. Благодаря использованию вторичных энергоресурсов – доменного и коксового газов – электроэнергия, производимая на заво-дских электростанциях, существенно дешевле покупной, получаемой из энергосистемы. Собственные электростанции крупнейших российских металлургических комбинатов – ПАО «ММК», ПАО «НЛМК», ПАО «Северсталь» – покрывают в настоящее время 60-70 % общего потребления электроэнергии на каждом из этих предприятий. Статья посвящена исследованию резервов снижения потребления электроэнергии в системе собственных нужд одной из старейших электростанций ПАО «ММК». Рассматриваемая электростанция имеет в своем составе 8 энергетических котлов и 9 турбогенераторов мощностью более 200 МВт, она обеспечивает электроэнергией и теплом основные цеха предприятия, а также один из районов города. Транспортировка и подача основных компонентов технологического производства – воды, воздуха и топлива – осуществляется нерегулируемыми асинхронными электроприводами. Наиболее мощными и ответственными из них являются двигатели питательных насосов, которые осуществляют подачу воды к котлам с заданными параметрами – расходом и давлением. На сегодняшний день регулирование давления в системе производят ручным дросселированием за счет включения или отключения одного из насосов. Актуальной и практически значимой проблемой является обеспечение основных параметров питательных насосов за счет регулирования скорости электроприводов, что существенно повысит энергоэффективность станции. На математической модели проведено исследование режимов работы группы насосов с общим коллектором, где особое внимание уделено моделированию гидравлической части системы. В статье рассмотрены наиболее эффективные способы поддержания требуемого уровня давления. Согласно результатам комплексных исследований, проведенных на разработанной модели, авторами предложено каскадно-частотное управление регулируемых электроприводов питательных насосов. Внедрение такого решения обеспечит снижение потребления электроэнергии одного из насосов более чем на 20%.

Ключевые слова

электростанция, повышение эффективности, дросселирование, регулируемый привод, преобразователь частоты, питательные насосы, каскадно-частотное регулирование, заводское электроснабжение.

 

Корнилов Геннадий Петрович – д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой, кафедра электро-снабжения промышленных предприятий, Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, г. Магнитогорск, Россия, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., https://orcid.org/0000-0002-2451-3850

Газизова Ольга Викторовна – канд. техн. наук, доцент, кафедра электроснабжения промышленных предприятий, Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, Магнитогорск, Россия, кафедра электроэнергетики, Тюменский индустриальный университет, филиал ТИУ в Тобольске, Тобольск, Россия, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., https://orcid.org/0000-0001-9416-672X

Абдулвелеев Ильдар Равильевич – канд. техн. наук, доцент, кафедра электроснабжения промышленных предприятий, Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, Магнитогорск, Россия, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., https://orcid.org/0000-0003-2748-6533

Лыгин Максим Михайлович – аспирант, кафедра электроснабжения промышленных предприятий, Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, Магнитогорск, Россия, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., https://orcid.org/0000-0001-8884-4846

Бочкарев Алексей Андреевич – студент, кафедра автоматизированного электропривода и мехатроники, Магнитогорский государственный технический уни-верситет им. Г.И. Носова, Магнитогорск, Россия, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., https://orcid.org/0000-0002-8834-2384

 

  1. Hoang A.T., Nguyen T.V., Nguyen B.T. The Novel Design of Feed-water Control System for Thermal Power Plant Us-ing Super-critical Start-up Motor-Boiler Feed-water Pump // PES/IAS PowerAfrica. IEEE, 2020. Pp. 1-5. doi: 10.1109/PowerAfrica49420.2020.9219903
  2. Zhiyong H., Renmu H., Yanhui. X. Effect of Steam Pressure Fluctuation in Turbine Steam Pipe on Stability of Power Sys-tem // 3rd International Conference on Electric Utility Deregu-lation and Restructuring and Power Technologies. IEEE, 2008. Pp. 1127-1131. doi: 10.1109/DRPT.2008.4523576
  3. Состояние и перспективы развития систем электроснабжения металлургических предприятий с собственными электростанциями / Г.П. Корнилов, А.В. Варганова, А.Н. Шеметов, О.В. Газизова, Р.Р. Храмшин, Ю.Н. Кондрашова, И.Р. Абдулвелеев, А.А. Бочкарев // Изв. вузов. Электромеханика. 2021. Т. 64. №4-5. С. 79-89. doi: 10.17213/0136-3360-2021-4-5-79-89
  4. Особенности электроснабжения металлургического ком-бината и возможные перспективы его развития / Г.П. Корнилов, И.Р. Абдулвелеев, О.В. Газизова, Л.А. Копцев // Металлург. 2021. № 7. С. 81-89.
  5. Энергосбережение в теплотехническом хозяйстве города средствами регулируемого электропривода: монография / Крылов Ю.А., Медведев В.Н., Карандаев А.С., Корнилов Г.П. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2012. 202 с. 
  6. Способы повышения устойчивости частотно-регулируемых электроприводов при нарушениях электроснабжения / Г.П. Корнилов, Т.Р. Храмшин, О.И. Карандаева, А.Р. Губайдуллин, Р.Р. Галлямов // Вестник Магнитогорского государственного технического уни-верситета им. Г.И. Носова. 2011. №4. С. 79-84.
  7. Способы повышения надежности ответственных электроприводов заводских электростанций металлургических производств / К.Э. Одинцов, М.Ю. Петушков, Е.Ф. Иванов, А.А. Бочкарев, М.М. Лыгин // Электротехнические системы и комплексы. 2021. № 4(53). С. 28-32. doi: 10.18503/2311-8318-2021-4(53)-28-32
  8. Kornilov G.P., Khramshin T.R., Abdulveleev I.R. Increasing Stability of Electric Drives of Rolling Mills with Active Front Ends at Voltage Sag // International Conference on Electrotechnical Complexes and Systems (ICOECS). IEEE, 2019. Pp. 1-4. doi: 10.1109/ICOECS46375.2019.8949945.
  9. Advanced Electric Drive Control System of Continuous Hot-Dip Galvanizing Line / G.P. Kornilov, I.R. Abdulveleev, T.R. Khramshin, V.V. Shokhin // International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM). IEEE, 2020. Pp. 1-6. doi: 10.1109/ICIEAM48468.2020.9111905 
  10. Study of the Compensating Ability of Synchronous Motors in the Power Supply System of a Metallurgical Enterprise / G.P. Kornilov, I.R. Abdulveleev, T.R. Khramshin, A.A. Nikolaev // International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM). IEEE, 2020. Pp. 1-7. doi: 10.1109/ICIEAM48468.2020.9112039
  11. Ciontu M., Bratu C. Program for Efficiency Analaizing for Variable Speed Drive of Pumps // 3rd International Symposi-um on Electrical and Electronics Engineering (ISEEE). IEEE, 2010. Pp. 298-302. doi: 10.1109/ISEEE.2010.5628496
  12. Rizov P., Gueorgiev V. Influence of the Excitation Regime of Turbo-generators on the Own Needs Supply Stable Operation // 15th International Conference on Electrical Machines, Drives and Power Systems (ELMA). IEEE, 2017. Pp. 267-270. doi: 10.1109/ELMA.2017.7955446
  13. Ahmed A., Moharam B., Rashad E. Power Saving of Multi Pump-Motor Systems Using Variable Speed Drives // 20th International Middle East Power Systems Conference (MEPCON). IEEE, 2018. Pp. 839-844. doi: 10.1109/MEPCON.2018.8635157
  14. Analysis of Causes of Boiler Accidents in Power Plant and Accident Handling Based on Mathematical Statistics / G. Lian, Y. Niu, X. Zhang, Y. Lu, H. Li // International Confer-ence on Engineering Simulation and Intelligent Control (ESAIC). IEEE, 2018. Pp. 17-20. doi: 10.1109/ESAIC.2018.00012
  15. The System for Stabilizing Voltage for Essential Consumers in Industrial Grids / G.P. Kornilov, I.R. Abdulveleev, R.R. Khramshin, O.V. Gazizova // International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM). IEEE, 2021. Pp. 209-213. doi: 10.1109/ICIEAM51226.2021.9446443
  16. Bocquel A., Janning J. Analysis of a 300 MW Variable Speed Drive for Pump-Storage Plant Applications // European Conference on Power Electronics and Applications. IEEE, 2005. Pp.1-10. doi: 10.1109/EPE.2005.219434

Повышение энергетической эффективности заводских электростанций металлургических предприятий / Г.П. Корнилов, О.В. Газизова, И.Р. Абдулвелеев, М.М. Лыгин, А.А. Бочкарев // Электротехнические системы и комплексы. 2022. № 2(55). С. 55-61. https://doi.org/10.18503/2311-8318-2022-2(55)-55-61

Подробности
Просмотров: 367