<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">probener</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Power engineering: research, equipment, technology</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1998-9903</issn><issn pub-type="epub">2658-5456</issn><publisher><publisher-name>Kazan State Power Engineering  University</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.30724/1998-9903-2023-25-1-58-73</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">probener-2553</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ И КОМПЛЕКСЫ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>ENERGY SYSTEMS AND COMPLEXES</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Пути повышения маневренных характеристик ПГУ при работе в режимах регулирования нагрузки (на примере ПГУ-450)</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Ways to increase the maneuverability characteristics of the CCGT when operating in load control modes (for example, CCGT-450)</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0003-2376-3441</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Аракелян</surname><given-names>Э. К.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Arakelyan</surname><given-names>E. K.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Аракелян Эдик Койрунович – профессор кафедры «Автоматизированные системы управления тепловыми процессами»</p><p>г. Москва</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Edik K. Arakelyan</p><p>Moscow</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Национальный исследовательский университет «МЭИ»</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>National Research University «MPEI»</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2023</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>23</day><month>04</month><year>2023</year></pub-date><volume>25</volume><issue>1</issue><fpage>58</fpage><lpage>73</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Аракелян Э.К., 2023</copyright-statement><copyright-year>2023</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Аракелян Э.К.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Arakelyan E.K.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://www.energyret.ru/jour/article/view/2553">https://www.energyret.ru/jour/article/view/2553</self-uri><abstract><sec><title>ЦЕЛЬ</title><p>ЦЕЛЬ. Статья посвящена анализу проблем, возникающих при эксплуатации теплофикационных ПГУ типа ПГУ-450 на пониженных нагрузках при участии их в регулировании электрических и тепловых нагрузок. Приведено описание основных ограничений регулировочного диапазона газовых турбин, и маневренных характеристик ПГУ, анализ некоторых существующих технических предложений расширения регулировочного диапазона. Показано что применение этих предложений, расширяя границы регулировочного диапазона в не больших величинах, не решают проблему в целом. Приведены описание и результаты исследований предлагаемых новых технических решений по расширению регулировочного диапазона и маневренных характеристик ПГУ -450.</p></sec><sec><title>МЕТОДЫ</title><p>МЕТОДЫ. При решении поставленных задач проведено анализ, сравнение и обобщение энергетических характеристик, моделирование режимов.</p></sec><sec><title>РЕЗУЛЬТАТЫ Показано, что</title><p>РЕЗУЛЬТАТЫ Показано, что: применение способов перевода части ЦВД и ЦВД в целом паровой турбины Т-125/150 в малопаровой режим совместно с обводным парораспределением позволит расширить регулировочный диапазон до уровня, сопоставимого с регулировочным диапазоном конденсационных энергоблоков на газо-мазутном топливе; при останове ПГУ-450, работающую в конденсационном режиме и при работе ее в режиме ГТУ-ТЭЦ в периоды прохождения ночного провала электрической нагрузки перевод паровой турбины в МР значительно улучшает маневренные и надежностные характеристики паровой турбины и ПГУ в целом.</p></sec><sec><title>ЗАКЛЮЧЕНИЕ</title><p>ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Применение способов перевода части ЦВД и ЦВД в целом и обводного парораспределения расширяют регулировочный диапазон ПГУ-450 соответственно на 7,8, 10,1 и 16,0 % от номинальной мощности; При работе ПГУ-450 в конденсационном режиме при останове ПГУ и при работе ее в режиме ГТУ-ТЭЦ в периоды прохождения ночного провала электрической нагрузки перевод паровой турбины в МР значительно улучшает маневренные и надежностные характеристики паровой турбины путем сокращения длительности пуска и нагружения паровой турбины соответственно на 40 и 14,5 минут, сокращения пусковых потерь топлива, исключения при пуске колебания температур пара и металла паровпускных органов ЦВД и регулирующей ступени.</p></sec></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>THE PURPOSE The article is devoted to the analysis of the problems that arise during the operation of heating CCGTs of the type CCGT-450 at reduced loads with their participation in the regulation of electrical and thermal loads. The description of the main limitations of the adjustment range of gas turbines, and the maneuverability characteristics of the CCGT, an analysis of some existing technical proposals for expanding the adjustment range is given. It is shown that the application of these proposals, expanding the boundaries of the adjustment range in small quantities, does not solve the problem as a whole. The description and research results of the proposed new technical solutions to expand the adjustment range and maneuverability characteristics of the CCGT - 450 are given.</p><sec><title>METHODS</title><p>METHODS. When solving the tasks, the analysis, comparison and generalization of energy characteristics, modeling of modes were carried out.</p></sec><sec><title>RESULTS</title><p>RESULTS. It is shown that: the use of methods for converting part of the central heating system and the central heating system as a whole of the T-125/150 steam turbine into a low-steam mode together with bypass steam distribution will expand the adjustment range to a level comparable to the adjustment range of condensing power units on gas-fuel oil;. when shutting down the CCGT-450 operating in condensation mode and when operating it in the GTU-CHP mode during periods of night failure of the electrical load, the conversion of the steam turbine to motor mode significantly improves the maneuverability and reliability characteristics of the steam turbine and the CCGT as a whole. conclusion. The use of methods for transferring part of the central heating system and central heating system as a whole and bypass steam distribution expand the adjustment range of the CCGT-450, respectively, by 7.8, 10.1 and 16.0% of the rated power; When the CCGT-450 is operating in condensation mode when the CCGT is stopped and when it is operating in the GTU-CHP mode during periods of night failure of the electric load, the steam turbine is transferred the MR significantly improves the maneuverability and reliability characteristics of the steam turbine by reducing the duration of start-up and loading of the steam turbine by 40 and 14.5 minutes, respectively, reducing starting fuel losses, eliminating temperature fluctuations of steam and metal of the steam intake organs of the central pump and the control stage during start-up;</p></sec></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>повышение</kwd><kwd>маневренность</kwd><kwd>регулировочный диапазон</kwd><kwd>надежность</kwd><kwd>режимы регулирования</kwd><kwd>обводное парораспределение</kwd><kwd>моторный режим</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>raising</kwd><kwd>maneuverability</kwd><kwd>adjustment range</kwd><kwd>reliability</kwd><kwd>control modes</kwd><kwd>bypass steam distribution</kwd><kwd>motor mode</kwd></kwd-group><funding-group><funding-statement xml:lang="ru">Исследования выполнены при поддержке Российского научного фонда , грант № 19-19-00601</funding-statement></funding-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Давыдов Н.И., Зорченко Н.В., Давыдов А.В., Радин Ю.А Модельные исследования возможности участия ПГУ в регулировании частоты и перетоков мощности в ЕЭС России //Теплоэнергетика.- 2009.-№10. // М.- 2009.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Davydov NI, Zorchenko NV, Davydov AV, et al. Model studies of the possibility of participation of PSU in the regulation of the frequency and flow of power in the UES of Russia. Heat Power. 2009.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Радин Ю.А., Давыдов А.В., Чугин А.В. Исследование и улучшение маневренности парогазовых установок. Автореферат на соиск. уч. ст. докт. техн. наук.- Москва, 2013, 42с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Radin YA. Research and improvement of maneuverability of steam-gas installations. Autoabstract on the sofa. Uch. Art. Doc. Techn. Sciences. Moscow, 2013, 42c.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Радин Ю.А., Давыдов А.В., Чугин А.В Определение допустимого регулировочного диапазона нагрузок энергоблока ПГУ 450Т при работе в конденсационном режиме. // Теплоэнергетика, 2004. № 5. С. 47 -52.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Radin YuA, Davydov AV, Chugin AV. Determination of the permissible control range of the load of the GGP 450T power unit when operating in condensation mode. Heat and power engineering. 2004;5:47-52.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Давыдов А.В. Исследование переменных режимов бинарных ПГУ с целью повышения маневренности. Дисс. … канд. техн. наук. М.:, 2009.-20с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Davydov AV. Study of variable modes of binary PSU to increase maneuverability. Dis. ... Kand. techn. Sciences. M.:,2009. 20s.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Arturo Losi., Giovanni Mtrcurio Casolino, Mario Russo Design choices for combined cycle units and profit-based unit commitment. November 2012 International Journal of Electrical Power &amp; Energy Systems 42(1) p.:693-700.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Arturo Losi, Giovanni Mtrcurio Casolino, Mario Russo. Design choices for combined cycle units and profit-based unit commitment November 2012. International Journal of Electrical Power &amp; Energy Systems 42(1)p:693-700.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Аракелян Э.К., Болонов В.О., Сахаров К.В. Выбор оптимальных режимов работы бинарных ПГУ на пониженных нагрузках // Новое в российской электроэнергетике. -2011.-№11.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Arakelyan EK, Bolonov VO, Sakharov KV. Selection of optimal modes of operation of binary PSU at reduced loads. New in the Russian electric power industry. 2011. 11.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Технические требования к генерирующему оборудованию участников оптового рынка// АО «Системный оператор Единой энергетической системы».- М.:2021, 184с. 8.. Аракелян Э.К., Ильин Е.Т., Рогалев Н.Д. Режимы работы и эксплуатация ТЭС. М.: Издательство МЭИ, 2021, 520с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Technical requirements for generating equipment of participants of the wholesale market. JSC «System Operator of the Unified Power System». M.:2021, 184p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Аракелян Э.К. Оптимальное управление режимами ПГУ и ГТУ. М.: Издательство МЭИ, 2020. 56 с .</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Arakelyan EK, Ilyin ET, Rogalev ND. Modes of work and operation of TES. Textbook/ M.: Publishing House of IEI. 2021. 520p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">A.Baxter, M. Sauford, R. Smith, R.Szozepanski Analyses of Combinet Cycle Operating Patterus. // Probilistic Metods Applied to Power Systems .-October,2004.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Arakelyan EK. Optimal management of the modes of PSU and GTU. Training manual. M.: MEI Publishing House, 2020. 56 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Цанев С.В., Буров В.Д., Гончаренко Д.В., Вараксина Н.В. Определение нижней границы нагрузки парогазового теплофикационного энергоблока ПГУ-450Т// Энергосбережение и водоподготовка. 2008. № 6. С. 31-35. 12. Обуваев А.С. Разработка и исследование аналитической модели энергоблока ПГУ-450: Дис. … канд. тех. наук. М.: НИУ МЭИ, 2011.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Baxter A, Sauford M, Smith R, et al. Analyses of Combinet Cycle Operating Patterus. Probilistic Metods Applied to Power Systems . October,2004.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Патент. C12144619 Российская Федерация, МПК 7F01 K13/00. Парогазовая установка/ П.А.Березинец, Г.Г.Ольховский; АОО «ВТИ». №98108140/06; заявл.24.04.1998; опубл.20.01.2000, Бюл. №2.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Tsanev SV, Burov VD, Goncharenko DV, et al. Determination of the lower load limit of steam-gas heating unit PGU-450T. Energy saving and water treatment. 2008;6:31-35.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Тверской Ю.С., Муравьев И.К. Совершенствование системы регулирования расхода воздуха в компрессор газотурбинных установок блоков ПГУ с учетом изменяющихся режимных и внешних климатических факторов // Автоматизация в промышленности. – 2016. – №8. – С.61-64.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Shoenaev AS. Development and Research of Analytical Model of PSU 450: Dis. ... Kand. of Sciences. M.: NY MEI, 2011.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Коршикова А.А. Выбор оптимальных параметров, схемы и режимов работы дубль-блочной ПГУ с целью максимального расширения регулировочного диапазона (применительно к ПГУ-450Т. Дисс. канд.техн.наук. М.:2014.-20с</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Patent. C12144619 Russian Federation, MPC 7F01 K13/00. Steam gas plant/, P.A.Berezinets, G.G.Olkhovsky; JSC «VTI». - 98108140/06; declared.24.04.1998; Corrigendum.20.01.2000, Bul. 2.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Аракелян Э.К., Коршикова А.А., Хуршудян С.Р. Эффективност применения дополнительной камеры сгорания низкого давления для совершенствования режимов энергоблока ПГУ-450 на пониженных нагрузках// Вестник МЭИ.- 2013.-№3.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Tverskaya YuS, Muravyov IK. Improvement of the air flow control system in the compressor of gas turbine units of PSU units taking into account the changing mode and external climatic factors. Automation in industry. 2016;8:61-64.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Сахаров В.К. Выбор оптимальных режимом энергоблоков ПГУ при участии их в регулировании мощности энергосистемы. Дисс. канд. техн. наук. М.:, 2013.-20с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Korshikova AA. Selection of optimal parameters, schemes and operating modes of the double-block GGP with the aim of maximal expansion of the control range (for GGG-450T. Disses. Technical Sciences. M.:2014. 20p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Аракелян Э.К., Сахаров К.В. Исследование температурного состояния ступеней ЦВД паровой турбины Т-125/150 ПГУ-450 при работе в малопаровом режиме // Новое в российской электроэнергетике. 2013.№1.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Arakelyan EK, Korshikova AA, Khurshudyan SR. Effective application of additional low pressure combustion chamber to improve the mode of the PGU-450 power unit at reduced loads. Bulletin MPE. 2013. P.3.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Аракелян Э.К., Хуршудян С.Р. Выбор оптимальных режимов газовых турбин ПГУ-450Т при пониженных нагрузках // Новое в российской электроэнергетике.- 2013.-№7.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sakharov VK. Selection of optimal mode of power units PSU with the participation of them in the regulation of the power system. Dis. channel. techn. Sciences. M.:, 2013. -20s.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit18"><label>18</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Хуршудян С.Р. Оптимизация режимов ПГУ при участии ее в регулировании мощности и частоты в энергосистеме (на примере ПГУ-450). Дисс. канд.техн.наук. М.:2014.-20с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Arakelyan EK, Sakharov KV. Study of the temperature state of the stages of the KVD steam turbine T-125/150 PSU-450 when working in a low-steam mode. New in the Russian power industry. 2013. P.1.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit19"><label>19</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Аракелян Э.К, Андрюшин К.А., Безделгин И.Ю. Исследование температурного состояния проточной части паровой турбины Т-125/150 при работе ее в беспаровом и моторном режимах // Электрические станции. 2015. № 6. с. 21-26.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Arakelyan EK, Khurshudyan SR. Choice of optimal modes of gas turbines PGU-450T under reduced loads. New in the Russian electric power industry. 2013. P.7.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit20"><label>20</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">E. K. Arakelyan, G.A. Pikina, A. V. Andryushin, S. V. Mezin, K. A. Andryushin, Pashchenko F.F. Features of steam turbine stages operation in low-flow modes when modeling hydrodynamic processes in the turbine in steamless and motor modes. The 11th International Conference on Ambient Systems, Networks and Technologies (ANT) April 6-9, 2020,</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Hurshudian SR. Optimization of PGU modes with its participation in the regulation of power and frequency in the power system (on the example of PGU-450). Dis. kand.techn.. M.:2014. 20p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit21"><label>21</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Arakelyan EK, Andryushina AV, Burtsev SYu. Investigation of Technical and Economic Viability of the 450-MW CCGT Unit’s Operation in the GTU Based CHP Mode Thermal Engineering, (перевод с журнала "Теплоэнергетик") 2018, V. 65, No. 12, p.910-920..</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Arakelyan EK, Andriushin KA, Bezelgin IY. Study of the temperature state of the flow part of the steam turbine T-125/150 when it operates in the unmanned and motor modes. Electrical stations. 2015;6:21-26.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit22"><label>22</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Аракелян Э.К., Старшинов В.А. Повышение экономичности и маневренности оборудования тепловых электростанций // Москва, Издательство МЭИ, 1993 г.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Arakelyan EK., Pikina GA, Andryushin AV. Features of turbine operation in low-flow hydroin the turbing, PashchenkoF.F. Modelstages.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
