Для решения этой проблемы были разработаны математические модели, описывающие работу низкопотенциального комплекса. Для первого энергоблока Т-180/210-130-1 Комсомольской ТЭЦ-3 этот комплекс включает в себя двухпоточный цилиндр низкого давления, конденсатор пара 180КЦС-1, конденсатные насосы КСВ-500-85 (первого подъема) и КСВ-320-160 (второго подъема), градирню башенного типа, циркуляционные насосы Д 12500-24. Первая математическая модель предназначена для расчета параметров и характеристик базового варианта, в частности, коэффициента кратности циркуляции воды в конденсаторе, электрической мощности циркуляционных насосов, адиабатного теплоперепада в турбинах и др. по месяцам эксплуатационного периода станции. Вторая модель для расчета низкопотенциального комплекса при различных значениях коэффициента кратности циркуляции и определения его оптимального значения по критерию максимальной выработки электроэнергии. При этом учитывалось влияние кратности циркуляции и, следовательно, расхода охлаждающей воды на ее нагрев, скорость, интенсивность теплообмена и вакуум в конденсаторе пара, на адиабатный теплоперепад и мощность турбин, на подачу и напор циркуляционных насосов и расход электроэнергии на их привод. Противоположное влияние коэффициента кратности циркуляции на электрическую мощность турбин и циркуляционных насосов позволяет находить и рекомендовать его оптимальное значение для различных режимов эксплуатации станции. Для реализации этого может быть рекомендован частотно-регулируемый привод циркуляционных насосов.
В качестве исходных данных использовались таблицы помесячного изменения параметров энергоблока Т-180/210-130-1 Комсомольской ТЭЦ-3 за 2009 год, в частности, давление и температура пара перед турбиной, КПД турбины нетто, расход тепла на производство электроэнергии, вакуум в конденсаторе, температура охлаждающей воды на входе и выходе из конденсатора.
Расчеты, выполненные для 12-ти месяцев года, показали, что регулирование и поддержание оптимальной кратности циркуляции целесообразно для 5-ти теплых месяцев: мая, июня, июля, августа и сентября. В частности, для июня оптимальное значение коэффициента кратности циркуляции составило 110 (отношение расхода охлаждающей воды к расходу пара на конденсатор), что обеспечивает прирост электрической мощности энергоблока на 1, 144 МВт (рис.). Дополнительная выработка электроэнергии за пять названных месяцев может составить 3,9 ГВтч.
Рис. Изменение электрической мощности турбин , циркуляционных насосов и результирующей мощности энергоблока от кратности циркуляции охлаждающей воды в конденсаторе пара