АНАЛІЗ ВПЛИВУ ПОКАЗНИКІВ ЯКОСТІ НА ЕФЕКТИВНІСТЬ РОБОТИ ЕНЕРГЕТИЧНОГО ОБЛАДНАННЯ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ
Анотація
DOI: https://doi.org/10.26565/2079-1747-2026-37-07
У статті розглянуто вплив показників якості основного енергетичного обладнання електростанцій на ефективність виробництва електричної та теплової енергії. Показано, що в сучасних умовах дефіциту маневрових потужностей, старіння енергоблоків, зростання вимог до паливної економічності, екологічної безпеки та гнучкості режимів роботи питання оцінювання якості енергетичного обладнання виходить за межі традиційного аналізу лише номінального ККД. Для турбін, котлів, конденсаторів, генераторів, систем регулювання та охолодження визначальними стають не тільки енергетичні, а й надійнісні, режимні, ресурсні та експлуатаційні характеристики. Обґрунтовано, що ефективність роботи енергетичного обладнання формується під впливом сукупності взаємопов’язаних показників, до яких належать коефіцієнт корисної дії, питома витрата палива, надійність, готовність, коефіцієнт використання встановленої потужності, рівень втрат у допоміжних системах, термодинамічна досконалість та стабільність параметрів у часі.
Проаналізовано сучасні дослідження, які присвячено деградації парових турбін, оптимізації горіння в котлах, впливу надлишку повітря на ефективність, ексергетичному розподілу втрат між основними вузлами теплових електростанцій, підвищенню ефективності турбоустановок у змінних режимах, вдосконаленню систем охолодження турбогенераторів, а також питанням надійності та безпечної експлуатації обладнання. Встановлено, що окремі показники якості мають кількісно відчутний вплив на результативність роботи. Зокрема, довготривала деградація парових турбін може зумовлювати втрату потужності на рівні (2-7,5)%; збільшення надлишку повітря в котлі від 10% до 70% спричиняє зниження енергетичної та ексергетичної ефективності приблизно на 5%; інтеграція термоакумуляційних систем і вдосконалення режимів роботи можуть збільшувати маневровість у 3-4 рази та підвищувати прибутковість електростанції. Для окремих турбоагрегатів раціоналізація температури проміжного перегріву забезпечувала приріст ККД на (0,3-1,5)% і зниження питомої витрати умовного палива на (3-4) г у.п./кВт·год.
Запропоновано систему окремих показників якості енергетичного обладнання та комплексний показник якості, придатний для багатокритеріального оцінювання. Показано, що найбільший вплив на інтегральну ефективність електростанцій справляють показники якості турбінного, котельного та конденсаційного обладнання, а також надійність генераторів і допоміжних систем. Результати можуть бути використані під час технічної діагностики, модернізації, оптимізації режимів роботи та обґрунтування пріоритетів ремонту й реконструкції енергетичного обладнання електростанцій.
Завантаження
Посилання
Dosa, I, Gavriliuc, I, Costea, M, Neagoe, M & Popescu, C 2025, ‘Assessment of steam turbine performance degradation in long-term operation’, Energy, Vol. 327, 136491. DOI: https://doi.org/10.1016/j.energy.2025.136491 .
Wang, Y, Wang, C, Zhang, H et al 2022, ‘Mechanism modeling of optimal excess air coefficient for operating in coal fired boiler’, Energy, Vol. 261, Art. 125274. DOI: https://doi.org/10.1016/j.energy.2022.125128
Lee, KJ et al 2025, ‘Artificial Intelligence-Driven Approach to Optimizing Boiler Power Generation Efficiency: The Advanced Boiler Combustion Control Model’, Energies, Vol. 18, No. 4, Art. 820. DOI: https://doi.org/10.3390/en18040820 .
Gungor Celik A 2025, ‘Energy, Exergy Analysis and Sustainability Assessment of a Thermal Power Plant Operating in Various Environmental Conditions Using Real Operational Data’, Sustainability, Vol. 17, No. 4, Art. 1417. DOI: https://doi.org/10.3390/su17041417
Chen, H et al 2025, ‘Operation Optimization of a Combined Heat and Power Plant Integrated with Flexibility Retrofits in the Electricity Market’ Energies, Vol. 18, No. 13, Art. 3583. DOI: https://doi.org/10.3390/en18133583 .
Spunei, E et al 2025, ‘Study on Determining the Efficiency of a High-Power Hydrogenerator Using the Calorimetric Method’, Energies, Vol. 18, No. 18, Art. 4813. DOI: https://doi.org/10.3390/en18184813 .
Janta-Lipińska, S et al 2024, ‘Improving the Fuel Combustion Quality Control System in Medium Power Boilers’, Energies, Vol. 17, No. 12, Art. 3055. DOI: https://doi.org/10.3390/en17123055 .
Wang, C 2025, ‘Dynamic performance of a power plant integrating with molten salt thermal energy storage’, Applied Thermal Engineering, Vol. 262, Article 125223. DOI: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2024.125223
Hrinchenko, H, Antonenko, N, Khomenko, V & Artiukh, S 2024, ‘Assessment of Power Equipment Operational Safety in the Sustainable Management of Residual Lifespan’, Economics Ecology Socium, Vol. 8, No. 3, Pp. 78–91. DOI: https://doi.org/10.61954/2616-7107/2024.8.3-7 ( in Ukraine)
Bardyk, YeI, Bondarenko, OL & Bolotnyi, MP 2024, ‘Analiz rezhymnoi nadiinosti pry planuvanni staloho rozvytku enerhosystemy’ [Operational Reliability Analysis for Sustainable Energy System Planning Development], Vidnovlyuvana energetika, № 3, Pp. 38–46. DOI: https://doi.org/10.36296/1819-8058.2024.4(79).46-58 ( in Ukraine)
Kryvda, V et al 2024, ‘Development of the model and improvement of the method of automated control of steam turbine parameters to minimize the power imbalance in the energy system to increase its efficiency’, Technology Audit and Production Reserves, Vol. 6, No. 1(80), Pp. 50–57. DOI: https://doi.org/10.15587/2706-5448.2024.314219 ( in Ukraine)
Tarelin, AO 2024, ‘Rational mode parameters of power units with steam turbines under partial loads’, Problemy mashynobuduvannia, Vol. 27, No. 1, Pp. 35–45. DOI: https://doi.org/10.15407/pmach2024.01.035 ( in Ukraine)
Mazur, AO 2025, ‘Analiz teplofikacijnoyi paroturbinnoyi ustanovki TEC za energetichnimi ta eksergetichnimi pokaznikami’ [Analysis of the thermal steam turbine plant of the CHP according to energy and exergy indicators. ], Problemy mashynobuduvannia, Vol. 28, №. 2, Рp. 17–26. DOI: https://doi.org/10.15407/pmach2025.02.017 ( in Ukraine)
Shestak, V, Vnhel, V & Shevchenko, O 2025, ‘Pidvyshchennia efektyvnosti systemy okholodzhennia turboheneratora shliakhom vykorystannia v hazookholodzhuvachi orebrenykh trubok’ [Increasing the efficiency of the turbogenerator cooling system by using finned tubes in the gas cooler. ], Problemy mashynobuduvannia, Vol. 28, no 3, Pp. 34–41. DOI: https://doi.org/10.15407/pmach2025.03.034 ( in Ukraine)
Yavorskyi, O, Tarakhtii, O, Zhukovskyi, V & Panin, V 2024, ‘Analysis of the distribution of gas turbine unit operation modes as a tool for improving the stability of the power system’, Technology Audit and Production Reserves, Vol. 6, No. 2(80), Pp. 50–57. DOI: https://doi.org/10.15587/2706-5448.2024.320229 ( in Ukraine)
