Рабочая программа дисциплины Режимы работы и эксплуатации ТЭС

Государственное федеральное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Национальный исследовательский Томский политехнический университет»

УТВЕРЖДАЮ

Проректор-директор ЭНИН

___________

«___»_______________2011 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

Режимы работы и эксплуатации ТЭС

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ

140100 «Технологические процессы производства электроэнергии и теплоты»

Квалификация – магистр

КУРС – 2 СЕМЕСТР – 3

БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ План ПРИЕМА 2010 г.

КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ: 3

ПРЕРЕКВИЗИТЫ: «Современные проблемы теплотехники»

КОРЕКВИЗИТЫ: «Спецкурс тепловые и атомные электростанции», «Тепломеханическое и вспомогательное оборудование электростанций».

ВИДЫ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ВРЕМЕННОЙ РЕСУРС:

ВИД ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ: зачет и экзамен в 3 семестре

Обеспечивающая кафедра: «Атомные и тепловые электростанции»

ЗАВЕДУЮЩИЙ КАФЕДРОЙ: к. т.н., доцент

РУКОВОДИТЕЛЬ ООП: к. т.н., доцент

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ: к. т.н., доцент

2011 г.

1. Цели освоения дисциплины

Основной целью изучения дисциплины является формирование у студентов прочной теоретической базы по вопросам режимов работы и эксплуатации теплоэнергетического оборудования, что позволит им успешно решать теоретические и практические задачи в их профессиональной деятельности, связанной с проектированием, испытаниями, наладкой и эксплуатацией теплоэнергетического оборудования обеспечивающими безопасность, безаварийность и высокую экономичность работы электростанций.

Дисциплина нацелена на подготовку студентов к:

- решению научно-исследовательских и прикладных задач, возникающих в технологических процессах и оборудовании при выработке электроэнергии и теплоты;

- поиску и анализу профильной научно-технической информации, необходимой для решения конкретных инженерных задач, в том числе при выполнении междисциплинарных проектов.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Дисциплина относится к «Профессиональному циклу» вариантной части модуля «Технология производства электрической и тепловой энергии». Для успешного освоения дисциплины слушателю необходимо:

Знать: процессы в теплоэнергетическом оборудовании.

Уметь: определять показатели процессов теплоэнергетического оборудования.

Иметь опыт: расчета параметров и показателей процессов и циклов.

Пререквизитами данной дисциплины являются: «Современные проблемы теплотехники».

Кореквизитами для дисциплины являются дисциплины: «Спецкурс тепловые и атомные электростанции», «Тепломеханическое и вспомогательное оборудование электростанций».

3. Результаты освоения дисциплины

Для достижения поставленной цели необходимо научить студентов:

·  знать принцип работы и конструкции теплоэнергетического оборудования;

·  уметь проектировать оборудование;

·  понимать и использовать энергетические характеристики оборудования;

·  знать алгоритмы регулирования и управления оборудованием;

·  описывать основные процессы в оборудовании в переменных режимах;

·  проводить расчеты по определению параметров и характеристик оборудования;

·  проводить элементарные испытания оборудования.

В результате освоения дисциплины студент должен:

знать основные уравнения процессов, схемы и характеристики оборудования ТЭС и понимать принцип действия и алгоритмы регулирования и управления теплоэнергетическим оборудованием;

уметь использовать полученные знания при решении практических задач по проектированию, испытаниям и эксплуатации теплоэнергетического оборудования;

владеть навыками управления и испытаний теплоэнергетического оборудования.

В процессе освоения дисциплины у студентов развиваются следующие компетенции:

1.Общекультурные:

-  способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения (ОК-1);

-  готовностью к самостоятельной, индивидуальной работе, принятию решений в рамках своей профессиональной компетенции (ОК-7);

-  способностью и готовностью владеть основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, использовать компьютер как средство работы с информацией (ОК-11);

-  способностью и готовностью к практическому анализу логики различного рода рассуждений, к публичным выступлениям, аргументации, ведению дискуссии и полемики (ОК-12);

2. Профессиональные:

-  способность разрабатывать схемы для теплоэнергетических объектов (ПК-9);

-  способность использовать методы анализа и моделирования оборудования теплоэнергетических объектов (ПК-11);

-  способность графически отображать геометрические образы изделий и объектов тепловых схем и систем (ПК-12);

-  готовность обосновывать принятие конкретного технического решения при создании схем управления устройств теплоэнергетического оборудования (ПК-14);

-  способность рассчитывать тепловые схемы теплоэнергетических объектов (ПК-15);

-  способность рассчитывать режимы работы теплоэнергетических установок различного назначения (ПК-16).

4. Структура и содержание дисциплины

4.1 Аннотированное содержание разделов дисциплины:

Маневренность оборудования ТЭС (8 часов)

Особенности работы ТЭС в составе объединенных энергосистем. Основные задачи эксплуатации. Оперативное управление режимами работы ТЭС.

Суточные графики электрических нагрузок и их режимные характеристики. Способы покрытия графиков нагрузки энергосистем и требования к режимным характеристикам ТЭС. Характеристики маневренности оборудования ТЭС. Аккумулирующая способность котла и ее влияние на режимы работы блока. Регулировочный диапазон котлов и турбин и факторы его определяющие. Способы расширения регулировочного диапазона котлов и турбин. Перевод блоков на нагрузку собственных нужд. Моторный режим работы. Режимы с отключением группы ПВД. Переходные процессы в оборудовании ТЭС. Скорости изменения нагрузки котлов и турбин и факторы их определяющие. Факторы, определяющие надежность работы котла в переходных режимах. Мобильность и форсировочные режимы блоков. Способы прохождения минимальных и максимальных нагрузок суточного графика нагрузки.

Переменные режимы работы оборудования ТЭС (6 часов)

Зависимость кпд котла и турбины от нагрузки. Зависимость параметров пара в отборах турбины и конденсаторе от нагрузки. Процесс расширения пара в турбине на частичных нагрузках при различных системах парораспределения и способах регулирования нагрузки. Влияние нагрузки блока на потери рабочего тела и работу регенеративных подогревателей, деаэратора и испарителей. Расчет тепловых схем конденсационных энергоблоков на частичные нагрузки. Энергетические характеристики котлов и турбин. Поправки к энергетическим характеристикам на отклонение параметров от номинальных. Влияние чистоты поверхностей нагрева и присосов воздуха на экономичность энергоблоков.

Особенности режимов работы оборудования ТЭЦ (4 часа)

Работа теплофикационных турбин по тепловому и электрическому графикам нагрузки и влияние режимов работы на тепловую экономичность ТЭЦ. Особенности режимов работы турбин с противодавлением, промышленными и теплофикационными регулируемыми отборами пара. Диаграммы режимов теплофикационных турбин. Влияние на режимы работы теплофикационных турбин температуры наружного воздуха и обратной сетевой воды, ограничений давлений регулируемых отборов, чистоты поверхности сетевых подогревателей. Особенности режимов работы теплофикационных турбоустановок с включенным теплофикационным пучком в конденсаторе. Особенности расчета теплофикационных турбоустановок на частичные нагрузки. Маневренные характеристики ТЭЦ. Режимы работы и особенности эксплуатации пиковых водогрейных котлов.

Пуско-остановочные режимы работы оборудования ТЭС (6 часов)

Температурные напряжения в металле при переходных режимах и связанные с ними ограничения пусковых и остановочных режимов котлов, турбин и паропроводов. Контроль допустимости режимов по температурной неравномерности металла. Допустимые скорости прогрева и охлаждения оборудования пароводяного тракта ТЭС. Относительные удлинения и прогиб ротора турбин как факторы ограничения скорости их пуска и нагружения. Критерии надежной работы котлов и турбин. Предпусковые состояния оборудования. Этапы и графики пуска. Пусковые схемы и требования к ним. Неблочный и блочный пуски оборудования. Предпусковые операции на котле и турбине. Пусковые схемы блоков с барабанными и прямоточными котлами. Особенности растопки барабанных и прямоточных котлов. Пуск блоков из холодного состояния. Особенности пусков блоков из неостывшего и горячего состояний. Особенности пусков теплофикационных турбин. Остановы оборудования в резерв и ремонт. Аварийные остановы котлов и турбин. Расход топлива на пуско-остановочный режим. Консервация оборудования.

Эксплуатация оборудования ТЭС (3 часа)

Организация эксплуатации оборудования ТЭС. Эксплуатация котлов в нормальных условиях работы. Эксплуатация турбин в нормальных условиях работы.

Таблица 1.

Структура дисциплины

по разделам и формам организации обучения

5. Образовательные технологии

В процессе обучения для достижения планируемых результатов освоения дисциплины используются следующие методы образовательных технологий:

·  опережающая самостоятельная работа – самостоятельное освоение студентами нового материала до его изложения преподавателем во время аудиторных занятий;

·  методы IT – использование Internet-ресурсов для расширения информационного поля и получения информации, в том числе и профессиональной;

·  междисциплинарное обучение – обучение с использованием знаний из различных областей (дисциплин) реализуемых в контексте конкретной задачи;

·  проблемное обучение – стимулирование студентов к самостоятельному приобретению знаний для решения конкретной поставленной задачи;

·  обучение на основе опыта – активизация познавательной деятельности студента за счет ассоциации их собственного опыта с предметом изучения;

·  исследовательский метод – познавательная деятельность, направленная на приобретение новых теоретических и фактических знаний за счет исследовательской деятельности, проводимой самостоятельной или под руководством преподавателя.

Для изучении дисциплины предусмотрены следующие формы организации учебного процесса: лекции, практические занятия, лабораторные работы, курсовое проектирование, самостоятельная работа студентов, индивидуальные и групповые консультации.

Специфика сочетания перечисленных методов и форм организации обучения отражена в матрице (табл. 2).

Таблица 2.

Методы и формы организации обучения (ФОО)

6. Организация и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов

6.1. Текущая СРС, направленная на углубление и закрепление знаний студента, развитие практических умений включает:

– работу с лекционным материалом, поиск и обзор литературы и электронных источников информации по индивидуальному заданию;

– опережающую самостоятельную работу;

– изучение тем, вынесенных на самостоятельную проработку;

– подготовку к лабораторным работам, к практическим занятиям;

– подготовку к контрольным работам и экзамену;

6.2. Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная работа (ТСР), предусматривает:

– исследовательскую работу и участие в научных студенческих конкурсах, конференциях, семинарах и олимпиадах;

– анализ научных публикаций по тематике, определенной преподавателем;

– поиск, анализ, структурирование и презентацию информации;

– углубленное исследование вопросов по тематике лабораторных работ.

6.3. Содержание самостоятельной работы студентов по дисциплине

1.  Примерный перечень научных проблем и направлений научных исследований:

–  способы повышения маневренности турбоустановок;

–  способы повышения экономичности оборудования в переменных режимах

–  способы сокращения времени пуска и останова турбин.

2. Темы, выносимые на самостоятельную проработку:

– особенности работы турбин КЭС и ТЭЦ в энергосистеме;

– маневренные характеристики турбин;

– переходные процессы в оборудовании;

– особенности работы оборудования турбин в переменных режимах;

– особенности энергетических характеристик оборудования КЭС и ТЭЦ;

– влияние внешних и внутренних факторов на энергетические характеристики оборудования КЭС и ТЭЦ;

– расчетные и экспериментальные способы построения энергетических характеристик

– особенности регулирования конденсационных и теплофикационных турбин.

6.3 Контроль самостоятельной работы

Контроль самостоятельной работы студентов и качество освоения отдельных разделов дисциплины осуществляется посредством:

– защиты лабораторных работ в соответствии графиком выполнения;

– защиты рефератов по выполненным обзорным работам и проведенным исследованиям;

– результатов ответов на контрольные вопросы;

– опроса студентов на лекционных и практических занятиях.

Оценка текущей успеваемости студентов определяется в баллах в соответствии рейтинг-планом, предусматривающем все виды учебной деятельности.

6.4 Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов

При выполнении самостоятельной работы студенты имеют возможность пользоваться специализированными источниками, приведенными в разделе 9. «Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины» и Internet-ресурсами.

7. Средства (ФОС) текущей и итоговой оценки качества освоения дисциплины

Для текущей оценки качества освоения дисциплины и её отдельных разделов разработаны и используются следующие средства:

– контрольные вопросы по отдельным темам и разделам;

– комплект заданий по теоретическим и практическим вопросам в тестовой форме;

– перечень тем научно-исследовательских работ и рефератов по наиболее проблемным задачам и вопросам теоретического и практического плана изучаемой дисциплины;

– индивидуальные домашние задания для закрепления теоретического материала.

Для промежуточной аттестации подготовлен комплект билетов; билеты содержат два теоретических вопроса и задачу.

8. Рейтинг качества освоения дисциплины

В соответствии с рейтинговой системой текущий контроль производится ежемесячно в течение семестра путем балльной оценки качества усвоения теоретического материала (ответы на вопросы) и результатов практической деятельности (решение задач, выполнение заданий, решение проблем).

Промежуточная аттестация (экзамен, зачет) производится в конце семестра также путем балльной оценки. Итоговый рейтинг определяется суммированием баллов текущей оценки в течение семестра и баллов промежуточной аттестации в конце семестра по результатам экзамена или зачета. Максимальный итоговый рейтинг соответствует 100 баллам (60 – текущая оценка в семестре, 40 – промежуточная аттестация в конце семестра).

9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

Основная

1.  , , Куликов работы и эксплуатация ТЭС.- М.: Энергия, 198с.

2.  Качан работы и эксплуатация тепловых электрических станций: Учебное пособие.- Минск: Высш. школа, 197с.

Дополнительная

1.  , Казаров тепловых электростанций. - Л.: Энергоатомиздат, 198с.

2.  Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей. – М.: Энергоатомиздат. 1989. – 288с.

3.  Пособие для изучения "Правил технической эксплуатации электрических станций и сетей" (тепломеханическая часть). -2-е изд., стереотип. – М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 200с.: ил.

4.  , Мысак , переменные и пусковые режимы энергоблоков ТЭС. - М.: Энергоатомиздат, 19с.

5.  , Жгулев энергетических блоков. - М.: Энергоатомиздат, 198с.

6.  Капелович паротурбинных установок. - М.: Энергоатомиздат, 198с.

7.  , Боровков паротурбинных установок АЭС. - Л.: Энергоатомиздат, 198с.

8.  Аркадьев работы турбоустановок АЭС - М.: Энергоатомиздат, 198с.

9.  , Лосев паровые турбины/ Под ред. . - М.: Энергоиздат, 198с.

10.  , Иоффе паровые турбины. - М.: Энергоатомиздат, 198с.

11.  Елизаров котельных установок высокого давления на электростанциях. –М.: - Л.: Госэнергоиздат, 1961. – 400с.

Вспомогательная

1.  , Галашов моделирование работы оборудования ТЭС. Лабораторный практикум. - Томск: изд. ТПУ, 19с.

2.  Галашов работы и эксплуатация ТЭС. Методические указания к выполнению задач для студентов специальности 140101 – тепловые электрические станции. –Томск. Изд-во. ТПУ. 2007 г. –12 с.

3.  Галашов работы и эксплуатация ТЭС. Методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов специальности 140101 – тепловые электрические станции. –Томск. Изд-во. ТПУ. 2006 г. –40 с.

·  Internet-ресурсы

www. - сайт WebPowerpedia (бесплатной энциклопедии энергетики);

www. /mas - расчетный сервер МЭИ (ТУ);

www. - официальный сайт Московского энергетического института;

www. - сайт программы WaterSteamPro;

10. Материально-техническое обеспечение дисциплины

При изучении дисциплины используется оборудование:

1.  Технические средства: компьютер, проектор.

Программа составлена на основе Стандарта ООП ТПУ в соответствии с требованиями ФГОС по специальности 140100 «Технологические процессы производства электроэнергии и теплоты».

Программа одобрена на заседании кафедры «Атомных и тепловых электростанций» (протокол № ____ от «___» _______ 20___ г.).

Автор , к. т.н., доцент

* приложение – Рейтинг-план освоения дисциплины.