Сведение материального и энергетического балансов при расчете фактических показателей тепловой экономичности ГТУ с учетом неопределенности результатов измерения теплотехнических параметров теплоносителей
А.С. Зиновьева, Г.В. Ледуховский, В.П. Жуков, А.А. Борисов, С.Д. Горшенин
Вестник ИГЭУ, 2025 г. выпуск 3, сс. 5—12
Скачать PDF
Состояние вопроса. Известна скалярная и векторная постановки задачи регуляризации материальных потоков при расчете фактических показателей тепловой экономичности применительно к газотурбинным установкам, основанные на концепции регуляризации Тихонова при решении некорректных задач. Получены аналитические и численные решения задачи, позволяющие учесть ограничения на область допустимых значений расходов теплоносителей, обусловленные метрологическими характеристиками используемых средств измерения. Однако во всех указанных случаях энтальпии теплоносителей, зависящие от их теплофизических параметров, в частности давления и температуры, считаются заданными. Учет неопределенности результатов измерения теплофизических параметров позволит дополнительно повысить степень обоснованности результатов сведения материальных и энергетических балансов газотурбинных установок.
Материалы и методы. Задача сведения материального и энергетического балансов газотурбинной установки с учетом неопределенности результатов измерения теплофизических параметров теплоносителей формулируется в рамках концепции регуляризации Тихонова. Для численного решения задачи используется метод статистического программирования. Апробация результатов работы выполнена с использованием эксплуатационных данных по газотурбинной установке GTX-100.
Результаты. Получены решения сформулированной задачи сведения материального и энергетического балансов газотурбинной установки с учетом обусловленных метрологическими характеристиками средств измерения ограничений на область допустимых значений расходов и теплотехнических параметров теплоносителей и электрической мощности. Выполнено сопоставление различных вариантов постановки и решения задачи. Установлено их влияние на результаты расчета показателей тепловой экономичности газотурбинных установок.
Выводы. Предложенная методика сведения балансов позволяет дополнительно повысить степень достоверности результатов расчета фактических показателей тепловой экономичности газотурбинных установок по сравнению со скалярной и векторной постановками задачи при неизменных значениях теплофизических параметров теплоносителей. Методика применима как при разработке нормативных энергетических характеристик оборудования, в том числе при обработке результатов тепловых балансовых испытаний, так и при оперативном контроле эксплуатируемых установок.
1. Алгоритмы сведения материальных и энергетических балансов при расчетах технико-экономических показателей оборудования ТЭС на основе метода регуляризации некорректны задач / Г.В. Ледуховский, В.П. Жуков, Е.В. Барочкин и др. // Теплоэнергетика. – 2015. – № 8. – С. 72–80. DOI: 10.1134/S0040363615080032.
2. Ледуховский Г.В., Поспелов А.А. Расчет и нормирование показателей тепловой экономичности оборудования ТЭС. – Иваново, 2015. – 468 с.
3. Горшков А.С. Технико-экономические показатели тепловых электростанций. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергия, 1974. – 240 с.
4. Методика совместного сведения материального и энергетического балансов при расчете фактических показателей тепловой экономичности газотурбинных установок / А.С. Зиновьева, С.Д. Горшенин, Г.В. Ледуховский, В.П. Жуков // Вестник ИГЭУ. – 2023. – Вып. 1. – С. 5–10. DOI: 10.17588/2072-2672.2023.1.005-010.
5. Векторная постановка задачи совместного сведения материального и энергетического балансов при расчете фактических показателей тепловой экономичности газотурбинных установок / А.С. Зиновьева, Г.В. Ледуховский, В.П. Жуков и др. // Вестник ИГЭУ. – 2023. – Вып. 5. – С. 5–11. DOI: 10.17588/2072-2672.2023.5.005-011.
6. Тихонов А.Н., Арсенин В.Я. Методы решения некорректных задач. – М.: Наука, 1979. – 285 с.
7. Hoerl A.E., Kennard R.W. Ridge Regression: Biased Estimation for Non orthogonal Problems // Technometrics. – 1970. – No. 12. – P. 55–67.
8. Hoerl A.E., Kennard R.W. Ridge regression – 1980. Advances, algorithms, and applications // Amer. J. Math. Management Sci. – 1981. – No. 1. – P. 5–83.
9. Вентцель Е.С. Исследование операций: задачи, принципы, методология. – М.: Дрофа, 2004. – 207 с.
10. Таха Х. Введение в исследование операций. – М.: Вильямс, 2005. – 901 с.
11. Цанев С.В., Буров В.Д., Ремезов А.Н. Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электростанций / под ред. С.В. Цанева. – М.: Изд-во МЭИ, 2002. – 584 с.
12. Шелыгин Б.Л., Мошкарин А.В. Котлы-утилизаторы парогазовых установок электростанций. – Иваново, 2012. – 284 с.