D. Jeremi} i dr.: Eksploatacioni pokazateqi pouzdanosti rada ...
TERMOTEHNIKA, 2011, XXXVII, 1, 53‡63
Dragan Jeremi}1*, Zdravko Milovanovi}2, Fajik Begi}3,
Momir Samarxi}4, Svetlana Dumowi}-Milovanovi}5, Jovan [kundri}2
1 ZP
RiTE „Gacko”, Republika Srpska, Bosna i Hercegovina
fakultet, Univerzitet u Bawoj Luci, Bawa Luka,
Republika Srpska, Bosna i Hercegovina
3 Ma{inski fakultet, Univerzitet u Sarajevu, Sarajevo,
Federacija Bosne i Hercegovine, Bosna i Hercegovina
4 ZP RiTE „Ugqevik”, Republika Srpska, Bosna i Hercegovina
5 Partner in`ewering, Bawa Luka, Republika Srpska, Bosna i Hercegovina
2 Ma{inski
Eksploatacioni pokazateqi pouzdanosti
rada termoenergetskih postrojewa
Stru~ni rad
UDK: 620.4:662.6:621.311
Sigurnost funkcionisawa termoenergetskog postrojewa i wene
prate}e energetske opreme odre|ena je brojem razli~itih (po svojoj prirodi) faktora, kao {to su: konstrukcija kvaliteta kori{}enih materijala, tehnologija izrade, kvalitet monta`e,
uslovi opslu`ivawa i eksploatacije, kvalitet pare i sl. U procesu
eksploatacije javqaju se slu~ajevi potpunog ili djelimi~nog gubqewa funkcionalnih svojstava odnosno otkaza sistema, koji mo`e
biti potpun (havarijski prekid ili obustava rada) ili djelimi~an
(sni`ewe radne sposobnosti). Pri tome, otkazi koji nastaju mogu
biti trenutni ili postepeni. Pored kriterijuma za ocjenu
pokazateqa pouzdanosti, neophodno je definisati i osnovne i dopunske pokazateqe pouzdanosti. Kao ilustracija, u radu je data
analiza pokazateqa rada ostvarenih u RiTE Ugqevik u periodu
januar‡jun 2010. godine.
Kqu~ne re~i: eksploatacija, termoenergetska postrojewa,
pouzdanost, pokazeteqi, otkaz
Uvod
Eksploatacija termoenergetskog postrojewa (TEP) podrazumjeva ostvarewe projektovane funkcije ciqa (proizvodwa elektri~ne energije, toplote i tehnol{ke pare), sa {to mawim intervalima zastoja. Zadatak eksploatacije TEP u
okviru EES Republike Srpske je obezbje|ewe kontinuirane proizvodwe elektri~ne
energije u koli~inama definisanim dispe~erskim programom rada na bazi usvojenog
* Odgovorni autor; elektronska adresa: [email protected]
53
D. Jeremi} i dr.: Eksploatacioni pokazateqi pouzdanosti rada ...
TERMOTEHNIKA, 2011, XXXVII, 1, 53‡63
elektroenergetskog bilansa na nivou Republike Srpske, uz prate}e minimalne
materijalne i finansijske tro{kove. Podizawe vrijednosti stepena kori{}ewa
pojedinih elemenata TEP i TEP u cjelini na vi{i nivo posti`e se kvalitetnim i od
strane proizvo|a~a opreme propisanim rukovawem i odr`avawem. Osnovni parametar koji karakteri{e metode za wihovo odr`avawe je informacija o wihovom
trenutnom tehni~kom stawu i o pouzdanosti. Za ostvarewe uspje{ne eksploatacije
RiTE Ugqevik i RiTE Gacko u okviru EES Republike Srpske potrebno je, pored
dobrog odr`avawa u ispravnom stawu cjelokupne termo i elektrotehni~ke opreme,
kao i infrastrukturnih (komunikacionih) vodova (parni, vodeni, elektri~ni i sl.)
na TEP (obezbje|ewe potrebnih teku}ih i kapitalnih remonata), realizovati i sqede}e aktivnosti: obezbijediti racionalne, pouzdane i ekonomi~ne re`ime rada
(raspodjela optere}ewa izme|u energetskih blokova, startovawe i obustavqawe rada, kori{}ewe i daqa automatizacija sistema za upravqawe i kontrole rada pojedine opreme na TEP itd.), ostvariti mehanizovawe te{kih poslova, obezbijediti
kontinuirano usavr{avawe eksploatacije uz rekonstrukciju, modernizaciju i revitalizaciju potrebne opreme na TEP, uz ostvarewe dodatne {tedwe goriva i elektri~ne energije, zatim obezbijediti za{titu na radu i za{titu zdravqa osobqa (minimizacija rizika), za{titu `ivotne sredine (sprovo|ewe potrebnih zahvata definisanih privremenim ekolo{kim dozvolama), kao i dobro organizovawe eksploatacije sa pravilnom raspodjelom obaveza osobqa na TEP zajedno sa rudnikom
(svo|ewe broja osobqa na prihvatqiv nivo od 2 do 2,5 radnika po instalisanom MW
snage na rudniku i termoelektrani, povi{ewem kvalifikacione osnove anga`ovanog osobqa, ta~nim sprovo|ewem tehni~kih propisa i instrukcija u vezi rada sa
pojedinom opremom na TEP i sl.) [1]. Jedan od bitnih zadataka EES (koji je u posqedwih 25 godina totalno zanemaren), predstavqa obezbje|ewe daqeg razvoja EES, u
zavisnosti od potreba za elektri~nom i toplotnom energijom, kao i tehnolo{kom
parom, kao i prestrukturirawe u okviru proizvodnih radnih jedinica u smislu uvo|ewa i osvajawa novih rje{ewa i nau~ne organizacije rada kako na nivou EES, tako i
na nivou ni`ih hijerarhijskih sistema, uz smawewe prate}ih gubitaka vezanih za
prenos (transport) i distribuciju pojedinih oblika korisne energije do krajwih
potro{a~a, kao i pove}awe i odr`awe wenog kvaliteta [2].
Pokazateqi efektivnosti TEP
Izbor adekvatne tehnologije odr`avawa ima dominantan uticaj na samu
efikasnost opreme TEP. Vjerovatno}a da }e TEP u cjelini uspje{no stupiti u rad i
obavqati zahtijevanu funkciju kriterijuma u granicama dozvoqenih odstupawa za
dati period vremena i date uslove okoline (radna temperatura, pritisak, vla`nost,
dozvoqene vibracije, buka i udari, promjene re`imskih parametara rada i sli~no),
predstavqa efikasnost TEP. Pokazateq efektivnosti karakteri{e jedini~no (jedini~ni parametar) ili nekoliko svojstava efektivnosti (kompleksni parametar),
kao {to su: pouzdanost, pogodnost odr`avawa i postojanost [3].
Efikasan pristup za povi{ewe efektivnosti je pravovremena i pouzdana
identifikacija stawa opreme primjenom mjera tehni~ke dijagnostike. Kori{}e-
54
D. Jeremi} i dr.: Eksploatacioni pokazateqi pouzdanosti rada ...
TERMOTEHNIKA, 2011, XXXVII, 1, 53‡63
wem adekvatnih metoda tehni~ke dijagnostike lak{e se i pouzdanije uspostavqa
dijagnoza stawa pojedinih elemenata TEP (parni kotao, turbina, generator, sistemi
za regulisawe, sistemi za{tite, pomo}ni sistemi i sl.), na osnovu koje se daqe
sprovode aktivnosti koje dovode do ostvarewa postavqenog ciqa, odnosno odr`avawa projektovane ciqne funkcije. Sve ve}i trend sprovo|ewa optimizacija procesa
proizvodwe elektri~ne energije, toplote i tehnolo{ke pare po ekonomskom kriterijumu imaju za ciq smawewe tro{kova i pove}awe proizvodnosti. Da bi se optimizacija mogla efikasno sprovesti prethodno je neophodno definisati procesno uticajne faktore, kao i wihove mogu}e uticaje na sam proizvodni proces. Me|utim, da bi
termoelektrana i EES u cjelini radili optimalno i najproduktivnije (kada je to
najpotrebnije), potrebno je imati pouzdanu opremu neophodnu za odvijawe procesa. S
druge strane, rad opreme u odre|enom vremenskom periodu pod uslovima diktiranim
optimizacijom procesa po ekonomskom kriterijumu mo`e se nepovoqno odraziti na
du`inu osnovnog `ivotnog perioda predvi|enog za eksploataciju, prije svega zbog
rada pod druga~ijim mehani~kim uslovima od propisanih (preoptere}ewe, skra}ivawe perioda odr`avawa i odga|awe pojedinih remontnih planiranih aktivnosti,
preporu~enih od strane proizvo|a~a opreme, forsiran rad sistema i sl.). Takav rad
vrlo ~esto rezultira pove}anim naprezawima u elementima opreme, posebno rotacionim ma{inama i dovodi do br`e degradacije mehani~kog stawa. Ova se ~iwenica
vrlo ~esto zanemaruje, {to u nekom du`em vremenskom periodu mo`e u potpunosti
anulirati prethodno postignute optimizacijom procesa pozitivne rezultate (pove}ani tro{kovi odr`avawa i popravki, kao i gubici zbog du`ih zastoja u procesu
eksploatacije).
Rad opreme TEP pod mehani~ki i procesno nepovoqnijim uslovima generi{e promjewiva naprezawa meterijala {to dovodi do o{te}ewa pojedinih wenih
sklopova, pojavu pukotina i lomova sa ~esto katastrofalnim posqedicama. Razvoj
mikroprocesorskih ure|aja za potpuno pra}ewe i analizu rada, sa mogu}no{}u utvr|ivawa trenutnog mehani~kog stawa najva`nije opreme na TEP, omogu}ili su sasvim druga~iji pristup odr`avawu postrojewa, ~ime je sve vi{e primjewivana metoda
odr`avawa prema stawu (u odnosu na ranije planirano odr`avawe prema konstantnom datumu). Pri tome, sve aktivnosti na odr`avawu se vr{e samo onda kada je to
neophodno, odnosono kada to zahtijeva stawe opreme ili postrojewa na TEP [4].
Kriterijumi i pokazateqi pouzdanosti TEP
Sigurnost funkcionisawa pojedinih postrojewa i wihove prate}e energetske opreme TEP, kao i TEP u cjelini, odre|ena je brojem razli~itih (po svojoj
prirodi) faktora, kao {to su: konstrukcije, kvalitet pare i sl. U procesu eksploatacije javqaju se slu~ajevi kada se de{ava potpuno ili djelimi~no gubqewe funkcionalnih svojstava. Tako, trenutni otkaz karakteri{e naj~e{}e lom i havarija pojedinih dejelova TEP, a koji po svojoj funkciji automatski zna~e i potpunu obustavu
rada sistema TEP, dok postepeni otkaz ima vremensku promjenu stawa jednog ili
vi{e elemenata postrojewa. Naj~e{}e su to otkazi nastali slabqewem materijala
zbog rada u termi~ki nepovoqnim uslovima ili nastali odno{ewem materijala i
55
D. Jeremi} i dr.: Eksploatacioni pokazateqi pouzdanosti rada ...
TERMOTEHNIKA, 2011, XXXVII, 1, 53‡63
smawewem stjenki usqed korozije, erozije i abrazije. Pored kriterijuma za ocjenu
pokazateqa pouzdanosti, neophodno je definisati osnovne i dopunske pokazateqe
pouzdanosti, neophodno je definisati osnovne i dopunske pokazateqe pouzdanosti,
zavisno od uslova konkretnih zadataka, [1]. Pouzdanost postrojewa energetskog
sistema prema wegovoj funkciji, odnosno odavawu mehani~kog rada preko spojnice
generatoru i proizvodwa elektri~ne, kao i toplote (i tehnolo{ke) energije po unapred strogo definisanom re`imu sa regulisanih i neregulisanih oduzimawa, mo`e se
okarakterisati odgovaraju}im slo`enim pokazateqima, od kojih je najzna~ajniji
tzv. koeficijent osigurawa produkcije (snage, energije), [5]; p = W/Wt, gdje je sa W
dato matematsko o~ekivawe koli~ine odate proizvodnosti (snage, energije) za razmatrani vremenski period t, odnosno sa Wt zahtijevana ili potencijalno mogu}a
koli~ina proizvodnosti (snage, energije) pri radu na zadatom re`imu za taj period.
Kao posebni izvedeni slu~ajevi koeficijenta p, ~esto se u literaturi sre}u jo{ i
koeficijent tehni~kog iskori{tewa Kti i koeficijent gotovosti Kg. Koeficijent tehni~kog iskori{tewa predstavqa odnos o~ekivane vrijednosti vremena u
toku koga je objekt bio u radnom stawu za neki period eksploatacije i o~ekivanih
vrijednosti ukupnog vremena radnog stawa opreme parne turbine, tehni~kog odr`avawa i vremena remonta. Treba ista}i i ~iwenicu da koeficijent gotovosti predstavqa vjerovatno}u da }e pojedina oprema i turbina u cjelini biti spremna za rad u
bilo kom momentu, osim planiranih perioda za izvo|ewe planskih remonata i
poslova vezanih za tehni~ko od`avawe. Pri odsustvu djelimi~nih otkaza vrijedi
Kti = T/(T + Tnr + Tpr), odnosno, pri odsustvu djelimi~nih otkaza i planskih remonata,
vrijedi Kg = T/(T + Tnr).
Gotovost energetskog sistema ukazuje na potrebu stvarawa takvih uslova
rada i kvaliteta upravqawa odr`avawem, koji za rezultat imaju maksimalna
vremena u radu, a minimalna u otkazu. Ovo se posti`e kroz razradu i projektovawe
takvih struktura sistema koje su pogodne za izradu, monta`u i odr`avawe. Polaze}i
od strukture, stepen operativne gotovosti se mo`e izraziti kao: ugra|ena gotovost
Kg.ugr = T/(T + ta) ili ostvarena gotovost Kg,ost = T/(T + ta + tc), pri ~emu su kori{}ene
slijede}e oznake: ta ‡ aktivno vrijeme izvo|ewa postupaka odr`avawa, T – ukupno
vrijeme u radu, i tc ‡ vrijeme ~ekawa rezervnih dijelova. U op{tem slu~aju, sa prisutnim potpunim i djelimi~nim otkazima, neplanskim i planskim remontima, vrijede
sqede}i odnosi:
p = K ti p n ; p N =
Nc
W
N
ki ; ki =
= t
N inst
N inst Winst
(1)
U jedna~ini (1) sa pN ozna~en je koeficijent obezbje|ewa zadane sredwe re`imske proizvodnosti (snage) N u toku ukupnog rada u stawu potpune ili djelimi~ne
radne sposobnosti u trajawu T za razmatrani kalendarski period vremena t. Pokazateqi p i re`imski pokazateq ‡ koeficijent iskori{tewa snage Ki povezani su
sqede}om jedna~inom Ki = p ki.
Vrijeme stajawa iz organizacionih razloga nije uzeto u obzir, a ako postoji
neophodno ga je ukqu~iti u izraze za Kti i Kg. U prethodnim jedna~inama date su
56
D. Jeremi} i dr.: Eksploatacioni pokazateqi pouzdanosti rada ...
TERMOTEHNIKA, 2011, XXXVII, 1, 53‡63
slijede}e oznake: Wt , Winst ‡ zahtijevana ili potencijalno mogu}a snaga za period t,
instalisana (prora~unska) snaga za period t, Tnr, Tpr ‡ ukupno trajawe neplanskih i
planskih remonta, ukqu~uju}i tehni~ko odr`avawe, Ninst ‡ instalisana proizvodwa
(snaga) i Nc ‡ matematsko o~ekivawe proizvodnosti (snage) objekta, uz u~e{}e djelimi~nih otkaza.
Parametar koji karakteri{e u~estanost otkaza za odre|eni period je parametar toka otkaza, a predstavqa gustine vjerovatno}e pojave otkaza objekta koji se
popravqa, odnosto sredwi broj otkaza opreme koja se remontuje u jedinici vremena.
Pri tome se za odre|ivawe toka otkaza mo`e koristiti aproksimativna jedna~ina:
K
K
å mi (t + Dt) - å mi (t)
w(t) » i = 1
i= 1
KDt
(2)
gdje su: mi (t + Dt) ‡ broj otkaz u vremenu t + Dt, mi (t) ‡ broj otkaza u vremenu t i K ‡ broj
objekata koji su sa~uvali radnu sposobnost do kraja posmatranog vremena.
Sredwe vrijeme popravke predstavqa vrijeme za prinudno stawe izazvano
tra`ewem i otklawawem jednog otkaza. Ako se za tra`ewe i otklawawe svakog j-tog
otkaza koristi vrijeme tj, onda je sredwe vrijeme popravke mogu}e na}i iz jedna~ine:
Topr =
1
m
N
å tj
(3)
j= 1
gdje je m ‡ broj otkaza.
Pokazatew pN je pri odsustvu djelimi~nih otkaza jednak jedinici, pa je u tim
slu~ajevima dovoqno koristiti pokazateqe Kti i Kg, a u slu~aju wihove prisutnosti
vrijedi Tnr = 0, Tpr = 0 i Kti = 1, odnosno p = pN. Posebno treba izdvojiti objekte kod
kojih su karaktristi~ni djelimi~ni otkazi sa sni`enom efektivno{}u funkcionisawa (smawewa proizvodnost, odnosno snaga), jer se direktno ne mogu predstavqati sa pokazateqima p, Kti i Kg. S druge strane, treba ista}i da ovi pokazateqi ne uzimaju u obzir svojstva pouzdanosti i trajnosti (dato kroz relativne karakteristike
stawa).
Zavisno od hijerarhijskog nivoa u okviru slo`enog kompleksa termoelektrane vr{e se izmjene i cjelokupnog sastava osnovnih pokazateqa pouzdanosti.
Polaze}i od ~iwenice da termoelektrana, kao jedinica u okviru elektroenergetskog sistema, radi tokom obra~unskog perioda vremena sa promjenqivom snagom,
kao i od toga da nije uvijek rasplo`iva sa najve}om snagom, postoji razlika izme|u
pokazateqa datih pomo}u vremenske i energetske metode. Pokazateqi odre|eni
vremenskom metodom su uvijek povoqniji od onih odre|enih energetski, pa da bi se
izme|u wih napravila razlika uvijek se ispred pokazateqa odre|enih vremenskom
metodom stavqa odrednica vremenski, [5]. Pokazateqi koji se ~esto koriste u
analizi pouzdanosti energetske opreme ‡ koeficijent gotovosti (pogonske spremnosti) i koeficijent tehni~kog iskori{}ewa, samo odra`avaju potpune otkaze, a ne
parcijalne. U literaturi se ~esto za odra`avawe ovih otkaza, koji za posqedicu imaju smawewe proizvodwe elektri~ne energije primjewuju sqede}i dopunski koeficijenti, [1]: koeficijent relativnog smawewa odate elektri~ne energije, koefici-
57
D. Jeremi} i dr.: Eksploatacioni pokazateqi pouzdanosti rada ...
TERMOTEHNIKA, 2011, XXXVII, 1, 53‡63
jent relativnog pogor{awa ekonomsko-tehni~kih pokazateqa postrojewa, koeficijent relativnog rada kompleksa termoelektrane, i koeficijent nominalne spremnosti. Struktura tehnolo{kog sistema, sa svojim unutra{wim i spoqnim vezama i
karakteristike pouzdanosti pojedinih elemenata osnovni su elementi za procjenu
mjere va`nosti pojedinih elemenata.
Kada se razmatraju pitawa va`nosti elemenata tehnolo{kog sistema obi~no
se mogu postavqati razli~ita pitawa, [2]: promjena operativne gotovosti tehnolo{kog sistema pri promjeni operativne gotovosti pojedinih elemenata, procjena elemenata sa najve}om vjerovatno}om otkaza pri otkazu tehnolo{kog sistema (parne turbine u cjelini), procjena pove}awa operativne gotovosti parne turbine pri pove}awu
operativne gotovosti pojedinih wenih elemenata i pomo}ne opreme i procjena i
racionalna raspodjela resursa pri povi{ewu pouzdanosti pojedinih elemenata.
Analiza proizvodnih i tehni~ko-ekonomskih veli~ina
u posmatranom periodu za TE Ugqevik
Prikaz parametara proizvodwe elektri~ne energije za period januar‡jun
2010. godine dat je u tabl. 1. Uporedna analiza ostvarenih veli~ina u odnosu na
ra~unarske i planske veli~ine pokazala je da faktor snage u odnosu na ra~unski/planski za 0,179/0,079 mawi, dok je faktor eksploatacije u odnosu na ra~unski/
planski za 0,102/0,126 ve}i. [to se ti~e proizvodwe elektri~ne energije na generatoru, u odnosu na ra~unsku je mawe proizvedeno 69,688.440 kWh, dok je u odnosu na planiranu vi{e proizvedeno 62,688.440 kWh. Tako|e, na pragu termoelektrane u odnosu
na ra~unsku je mawe proizvedeno 70,256.800 kWh, dok je u odnosu na planiranu vi{e
proizvedeno 57,324.000 kWh. Vlastita potro{wa bloka termoelektrane u odnosu na
ra~unsku/plansku je ve}a za 264.240/5,364.440 kWh.
Tablica 1. Prikaz parametara proizvodwe elektri~ne energije za period januar-jun 2010.
Parametar
Ra~unarske Planirane Ostvarene
veli~ine
veli~ine
veli~ine
proizvodwe proizvodwe proizvodwe
Snaga
‡ Faktor snage
‡ Snaga na generatoru [MW]
‡ Snaga na pragu [MW]
1,0
300
279
0,9
270
250
0,821
246,32
229,62
Vrijeme
‡ Faktor eksploatacije
‡ Vrijeme eksploatacije [h]
0,80
3475,2
0,776
3371
0,902
3961,62
‡ generator
Elektri~na energija
na godi{wem nivou
[kWh]
58
1.042,560.000 909,880.000 972,568.440
‡ prag
969,580.800 842,000.000 899,324.000
‡ vlastita potro{wa bloka
72,980.200
67,880.000
73,244.440
0,07
0,0746
0,753
‡ koeficijent vlastite
potro{we blok
D. Jeremi} i dr.: Eksploatacioni pokazateqi pouzdanosti rada ...
TERMOTEHNIKA, 2011, XXXVII, 1, 53‡63
Neostvarene planske vrijednosti snage i snage bloka na generatoru i pragu
(17,9% ni`e od nominalnih vrijednosti), negativno je uticalo na nivo proizvodwe
elektri~ne energije u proteklom periodu. Imaju}i u vidu eksploataciono pona{awe
bloka termoelektrane u dosada{woj eksploataciji i kvalitet ugqa koji se koristi,
ne o~ekuje se da }e se u daqoj eksploataciji znatnije pove}ati faktor snage, a samim
tim i snaga bloka. Znaju}i karakteristike kotla i wegovo pona{awe u dosada{woj
eksploataciji o~ekuju se prosje~ne vrijednosti faktora snage oko 0,88 i nakon izvr{ene revitalizacije u zastoju u okviru generalnog remonta tokom 2010. godine.
Ostvarivawe planskih vrijednosti zna~ajno }e uticati na pove}awe kapaciteta proizvodwe, uz zadr`avawe faktora eksploatacije na ra~unskom nivou ili nivou koji je
ostvaren u periodu januar‡jun 2010. godine.
S druge strane, ostvareni nivo vremena eksploatacije je znatno iznad planiranog i ra~unskog, {to je pozitivno uticalo na pove}awe proizvodwe elektri~ne
energije i uz smaweni faktor snage. Pogonska spremnost i sigurnost bloka je na
relativno visokom nivou, {to potvr|uje i faktor eksploatacije (koji je iznad
ra~unskog u posmatranom periodu), pa se o~ekuje da se pogonska sigurnost bloka i u
budu}oj eksploataciji ne}e pogor{ati. Ukoliko se zadr`i postoje}e stawe, efekti u
ekonomi~nosti proizvodwe }e biti zna~ajni. Smaweni nivo faktora snage (snage
bloka) imao je negativan uticaj na vlastitu potro{wu bloka termoelektrane, {to se
odrazilo i na pove}awe koeficijenta vlastite potro{we iznad ra~unskih i planskih vrijednosti. Ovo je imalo negativne vrijednosti na ekonomske parametre.
Utro{ena toplotna energija za proizvedenu elektri~nu energiju
Toplotna energija utro{ena pri proizvodwe elektri~ne energije je dobijena sagorijevawem ugqa kao osnovnog goriva i mazuta kao pomo}nog goriva u kotlu
bloka. Toplotna energija dobijena sagorijevawem mazuta koristi se vi{e za stabilizaciju sagorijevawa, a osnovna namjena je za pokretawe bloka i normalizaciju parametara pri kretawu, uz dovo|ewe rada u stacionarni re`im. Da bi izvr{ili uporednu analizu potro{we toplote za proizvedenu elektri~nu energiju razmotri}emo
slu~ajeve ostvarewa proizvodwe sa nominalnom (ra~unskom), planiranom i stvarno
ostvarenom snagom. Potrebna toplotna energija za nominalnu (ra~unsku)/plansku
snagu bloka i ostvarenu proizvodwu iznosi 10,362.742/10,180.967 GJ, odnosno za ostvarenu snagu bloka i ostvarenu proizvodwu 10,220.675 GJ. Utro{ena koli~ina toplotne energije za ostvarenu proizvodwu je 0,39% ve}a u odnosu na planiranu snagu, a
za 1,37% mawa u odnosu na nominalnu snagu. Na osnovu izvr{ene analize mo`e se
konstatovati da je potro{wa toplotne energije na nivou ekonomi~nog rada.
Da bi izvr{ili analizu utro{enog ugqa sa stanovi{ta koli~inske potro{we posmatraju se garancijske, planske i ostvarene vrijednosti dowe toplotne
mo}i (dowa toplotna mo} garantovanog ugqa je 10.465 kJ/kg, dowa toplotna mo}
planska iznosi 10.200 kJ/kg, dok dowa toplotna mo} utro{enog ugqa (ostvarena
prosje~na) ima vrijednost 10.006 kJ/kg). Koli~ine ugqa koje bi se utro{ile ili koje
su utro{ene za ostvarenu proizvodwu elektri~ne energije iznosile bi u slu~aju
kori{}ewa ugqa garancijskih karakteristika 976.661,7 t, odnosno 1,002.035 t da je
59
D. Jeremi} i dr.: Eksploatacioni pokazateqi pouzdanosti rada ...
TERMOTEHNIKA, 2011, XXXVII, 1, 53‡63
ugaq bio planski ili sa ostvarenom prosje~nom dowom toplotnom mo}i ta vrijednost bi bila 1,021.159,0 t. Na osnovu rezultata ove analize slijedi da je zbog lo{ijeg
kvaliteta utro{enog ugqa u procesu proizvodwe elektri~ne enegije, potro{eno
vi{e za 44.497,3 t u odnosu na ugaq garancijskog kvaliteta, odnosno za 19.159,4 t da je
ugaq bio planiranog kvaliteta. Kori{}eni ugaq u periodu januar‡juni 2010. godine
po dowoj toplotnoj mo}i ne izlazi iz okvira projektovanog ugqa (8790‡12090 kJ/kg),
dok hemijske karakteristike nije bilo mogu}e analizirati (nisu ra|ene hemijske
analize ugqa i mineralnih materija u nesagorqivom ugqu, kako bi se moglo analizirati i {qakaju}e svojstvo ugqa). Potro{wa mazuta je bila za kretawa bloka u pogon
i normalizaciju nestacionarnih re`ima rada kotla bloka termoelektrane. Potro{wa mazuta je bila racionalna i vidne su u{tede u odnosu na normative. Upore|uju|i potro{wu mazuta sa planiranom razlike su zna~ajne (mazuta je potro{eno
979 t i u odnosu na planiranih 2050 t ili svega 47,61%, {to prevedeno u toplotnu
energiju iznosi 40.016 GJ ili 0,39% ukupnog toplotnog konzuma utro{enog za proizvodwu elektri~ne energije). Planom je predvi|eno da je to u~e{}e oko 0,8%.
Op{tina Ugqevik koristi toplotnu energiju iz termoelektrane za grijawe
objekata, pri ~emu se toplotna energija prenosi pomo}u vrelovoda koji povezuje
izvore toplotne energije (vr{ni i osnovni zagrija~ smje{teni u termoelektrani),
cirkulacione pumpe (primarna mre`a) sa izmjewiva~ima toplote sekundarne mre`e u podstanicama u Ugqeviku (parametri vrele vode u osnovnom i vr{nom zagrija~u
‡ izlazna temperatura vrele vode iz zagrija~a tvv'' = 135 °C i temperatura povratne
vode na ulazu u zagrija~ tvv' = 75 °C). Za potrebe toplifikacije Ugqevika proizvedeno je 56.922 GJ toplotne energije, {to je evidentirano preko brojila toplote i
predato potro{a~ima. U odnosu na ukupno potro{enu toplotnu energiju bloka termoelektrane (10,260.781 GJ), ove koli~ine iznose svega oko 0,555%, {to gledano sa
stanovi{ta ukupnog toplotnog konzuma predstavqa zanemarqivu vrijednost.
Za potrebe tehnolo{kog procesa bloka termoelektrane koriste se dekarbonizovana i demineralizovana voda, koje se hemijskom pripremom dobijaju iz sirove
vode. Sirova voda se iz akumulacionog jezera „Snije`nica” tokom rijeke Jawe (kao i
dio vode toka rijeke Jawe i Mezgraje) dobavqa do hemijske pripreme, a potom do
bloka termoelektrane. Za proizvedenu elektri~nu energiju, a za potrebe bloka termoelektrane utro{eno je 2,376.001 m3 dekarbonizovane vode i 273.810 m3 demineralizovane vode. Planom je bilo predvi|eno da se za ove potrebe utro{i 2,576.520 m3
dekarbonizovane vode i 269.440 m3 demineralizovane vode. Upore|uju}i potro{ene
koli~ine u odnosu na planirane mo`e se konstatovati da je potro{wa dekarbonizovane vode za 7,78% mawa u odnosu na planirane koli~ine, zatim, da je potro{wa
demineralizovane vode za 1,62% ve}a u odnosu na planirane koli~ine. Mo`e se konstatovati da je potro{wa voda bila racionalna i u granicama predvi|enih normativa.
Stepen iskori{}ewa bloka termoelektrane
Veli~ine koje figuri{u u pra}ewu procesa proizvodwe su specifi~ni utro{ci toplotne energije, bruto i neto. Specifi~ni utro{ci defini{u jedini~nu
60
D. Jeremi} i dr.: Eksploatacioni pokazateqi pouzdanosti rada ...
TERMOTEHNIKA, 2011, XXXVII, 1, 53‡63
potro{wu toplotne energije u kJ/kWh proizvedene elektri~ne energije. Specifi~ni bruto utro{ak se odre|uje u odnosu na proizvedenu elektri~nu energiju na
generatoru, dok specifi~ni neto utro{ak u odnosu na proizvedenu elektri~nu energiju na pragu termoelektrane. Na bazi specifi~nog utro{ka toplote ra~una se
stepen iskori{tewa bloka termoelektrane, tabl. 2.
Tablica 2. Prikaz bruto i neto specifi~nih utro{aka toplote
i SKD bloka TE Ugqevik za period januar‡jun 2010. godine
Za nominalnu
(ra~unsku) snagu
na generatoru
(300 MW)
Za planiranu
snagu na generatoru
(270 MW)
Za prosje~no
ostvarenu snagu
na generatoru
(246,32 MW)
Specifi~ni utro{ak bruto
[kJ/kWh]
10655
10468
10509
Specifi~ni utro{ak neto
[kJ/kWh]
11493
11308
11365
Ra~unski stepen iskori{tewa
bloka, bruto
0,3379 ili 33,79%
0,3439 ili 34,39%
0,3426 ili 34,26%
Ra~unski stepen iskori{tewa
bloka, neto
0,3132 ili 31,32%
0,3184 ili 31,48%
0,3168 ili 31,68%
Parametar
Specifi~ni utro{ak toplote je u direktnoj sprezi sa snagom i u finkcionalnoj su zavisnosti. Normativnim ispitivawima ura|enim 1987. godine potvr|eno
je da je najekonomi~niji rad bloka pri snazi na generatoru od 260 do 275 MW, pri ~emu
je najve}i stepen iskori{tewa bloka pri snazi na generatoru 266 MW i iznosi 0,3440
ili 34,40% (bruto) odnosno 0,3183 ili 31,83 (neto). Na osnovu odre|enih vrijednosti
stepena iskori{tewa bloka termoelektrane mo`e se konstatovati da je rad bloka
bio relativno ekonomi~an i da je stepen iskori{tewa dostigao gotovo maksimalnu
vrijednost (odstupawe od 0,41%, {to je za TE Ugqevik prili~no dobar rezultat).
Zakqu~ak
Sprovedena analiza proizvodnih veli~ina i parametara na TE Ugqevik u
periodu eksploatacije januar‡jun 2010. godine pokazala je da su ostvarene vrijednosti faktora snage i snage bloka na generatoru i pragu ispod planiranih i
nominalnih (ra~unskih) vrijednosti (17,9% ni`e od nominalnih vrijednosti i
8,78% ni`e od planiranih vrijednosti), {to je negativno uticalo na ostvareni nivo
proizvodwe elektri~ne energije u proteklom periodu. S druge strane, ostvareni
nivo vremena eksploatacije u proteklom periodu je bio ve}i od planiranog i
ra~unskog (12,75% ve}i od ra~unskog, a 16,24% ve}i od planiranog). Pove}an faktor
eksploatacije je pozitivno uticao na pove}awe proizvodwe elektri~ne energije i uz
smaweni faktor snage. Pogonska spremnost i sigurnost bloka bila je na o~ekivanom
61
D. Jeremi} i dr.: Eksploatacioni pokazateqi pouzdanosti rada ...
TERMOTEHNIKA, 2011, XXXVII, 1, 53‡63
nivou, {to potvr|uje faktor eksploatacije i broj zastoja (6 zastoja), pa se o~ekuje da
se pogonska sigurnost bloka i u budu}oj eksploataciji odr`i na istom nivou, {to uz
pove}awe faktora snage bloka mo`e dati i pove}ani nivo proizvodwe. Ni`e ostvareni faktor snage bloka negativno je uticao na vlastitu potro{wu bloka termoelektrane, {to je imalo za posqedicu direktno pove}awe koeficijenta vlastite
potro{we iznad ra~unskih i planskih vrijednosti (negativni efekti na ekonomske
parametre preko koli~ine prodate elektri~ne energije). Zbog lo{ijeg kvaliteta
utro{enog ugqa u procesu proizvodwe elektri~ne energije do{lo je do pove}awa wegove potro{we (vi{e potro{eno 4,56% u odnosu na ugaq garancijskog kvaliteta).
Tako|e, potro{ene koli~ine dekarbonizovane i demineralizovane vode za proizvedenu elektri~nu energiju su bile u granicama normativa (racionalna potro{wa).
Upore|uju}i ostvarene vrijednosti stepena iskori{tewa bloka termoelektrane od
0,3426 ili 34,26% (bruto) i 0,3168 ili 31,68 (neto) za prosje~no ostvarenu snagu bloka
246,32 MW na generatoru sa normativnim vrijednostima, mo`e se zakqu~iti da je rad
bloka bio ekonomi~an i da je stepen iskori{tewa dostigao gotovo maksimalnu vrijednost (odstupawe od 0,41% u odnosu na maksimum). Nakon izvedenih radova na II
fazi rekonstrukcije tokom generalnog remonta u teku}oj 2010. godini i pode{avawa
kotla, neophodno je sprovesti sva potrebna garantna ispitivawa s ciqem provjere
ugra|enih rje{ewa ispitivawem rada kotla i bloka TE Ugqevik I u cjelini.
Literatura
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
62
Mili~i}, D., Milovanovi}, Z., Monografija Energetske ma{ine ‡ Parne turbine,
Ma{inski fakultet, Univerzitet u Bawoj Luci, Bawa Luka, 2010.
Milovanovi}, Z., Metode i kriterijumi za procjenu preostalog radnog vijeka parnoturbinskog postrojewa u TE Ugqevik, Zbornik radova sa 9. me|unarodne konferencije o dostignu}ima elektrotehnike, ma{instva i informatike ‡ DEMI 2009,
Bawa Luka, 2009, 781-786
Milovanovi}, Z., [[email protected]~i}, V., Milanovi}, D., Baki}, G., Dijagnostika tehni~kih pokazateqa odr`avawa termoelektrane, Dio II ‡ Odre|ivawe pouzdanosti
postrojewa u prvom pribli`ewu, Tehni~ka dijagnostika, 8 (2009), 3, 3‡8
Milovanovi}, Z., [[email protected]~i}, V., Baki}, V., \uki}, M., Dijagnostika tehni~kih pokazateqa odr`avawa termoelektrane, Dio III ‡ Odre|ivawe fizi~kih uzroka
pada pouzdanosti, Prethodno saop{tewe, Tehni~ka dijagnostika, 8 (2009), 4, 11-16
Milovanovi}, Z., [[email protected]~i}, V., Milanovi}, D., Produ`ewe radnog veka
opreme termoelektrana u funkciji razvoja elektroenergetike Republike Srpske,
Elektroprivreda, 43 (2010), 1, 29-40
D. Jeremi} i dr.: Eksploatacioni pokazateqi pouzdanosti rada ...
TERMOTEHNIKA, 2011, XXXVII, 1, 53‡63
Abstract
Exploitation Indicators of Thermal Power
Plant Facilities Reliability
by
Dragan JEREMI]1*, Zdravko MILOVANOVI]2, Fajik BEGI]3
Momir [email protected]]4, Svetlana DUMONJI]5, Jovan [KUNDRI]2
1 TPP
“Gacko”, Republic of Srpska, Bosnia and Herzegovina
of Mechanical Engineering, University of Banja Luka,
Republic of Srpska, Bosnia and Herzegovina
3 Faculty of Mechanical Engineering, University of Sarajevo, Sarajevo
Federation Bosnia and Herzegovina, Bosnia and Herzegovina
4 TPP “Ugljevic”, Republic of Srpska, Bosnia and Herzegovina
5 Partner Engineering, Banja Luka, Republic of Srpska, Bosnia and Herzegovina
2 Faculty
Safety of functioning of thermal power plant facilities and its supporting energetic equipment is determined by numerous different (by its nature) factors, such as: construction, quality of materials, building technology, quality of installation, conditions of
exploitation, quality of steam, etc. During the exploitation, situations occur when partial
or total loss of functional abilities takes places, namely malfunctions, which can be total
(breakdown or shutdown) or partial (lowering working ability). Therein, malfunctions
that occur can be instantaneous and gradual. Aside the criteria for evaluating the reliability indicators, it is also necessary to define primary and supplementary reliability indicators. For the illustration, inside this paper the analysis of operating indicators achieved in
thermal power plant Ugljevik is given for period from January to June of 2010.
Key words: exploitation, thermal power plant facilities, reliability, indicators, malfunction
Corresponding author; e-mail: [email protected]
Rad primqen: 1. septembra 2010.
Rad revidiran: 20. decembra 2010.
Rad prihva}en: 20. januara 2011.
63
Download

Eksploatacioni pokazatelji pouzdanosti rada