BM0612 Siltuma elektrostacijas

Kods BM0612
Nosaukums Siltuma elektrostacijas
Statuss Obligātais/Ierobežotās izvēles
Līmenis un tips Pamatstudiju, Profesionālais
Tematiskā joma Siltumtehnika, siltuma, gāzes un ūdens tehnoloģijas
Struktūrvienība Būvniecības un mašīnzinību fakultāte
Mācībspēks Dmitrijs Rusovs, Varis Žentiņš
Kredītpunkti 6.0
Daļas 1
Anotācija Studiju kurss paredzēts zināšanu apguvei par vienlaicīgu siltuma un elektriskās enerģijas ražošanu, to īpatnībām, termoelektrostaciju (TES) shēmām, elementiem un konstrukcijām. Tiks modelēta iekārtu mijiedarbība un noslodze, veikta to darbības plānošana izmantojot reālas iekārtas un to ekspluatācijas īpatnības. Studiju kurss ir pielāgots kombinēto studiju metodikai, un ietver asinhronas un sinhronas studiju aktivitātes, kā arī nepieciešamos atbalsta materiālus studiju asinhronām aktivitātēm. Tiks izmantota augstas veiktspējas skaitļošanas platforma praktiskajiem darbiem ar kodiem JupyterLab vidē. Galvenās tēmas: TES, to klasifikācijas un salīdzināšana, principiālās shēmas, enerģētiskie un ekonomiskie efektivitātes rādītāji, TES shēmu aprēķina metodikas, gāzu un tvaika turbīnu iekārtas, TES izvietojums un ģenerālais plāns, mākslīga intelekta pamati enerģētikai, neirona tīkla veidošana TES darbības modelēšanai.Studiju kursā studējošie apgūst Eiropas iedzīvotāju digitālās kompetences ietvaram (DigComp) atbilstošās augstāko līmeņu digitālās prasmes.
Studiju kursa saturs
Saturs Pilna un nepilna laika klātienes studijas Nepilna laika neklātienes studijas
Kontaktstundas Patstāvīgais darbs Kontaktstundas Patstāvīgais darbs
Latvijas enerģētikas attīstības koncepcija. Elektroenerģētika. Siltumenerģētika. Kurināmais. Bez emisijas enerģētika. Ūdeņražu un metanolu enerģētika. Datu bāze Nordpool https://www.nordpoolgroup.com/en/Market-data1/Dayahead/Area-Prices/LV/Hourly/?view=table, lai noteiktu elektroenerģijas cenu. 2 1 1 2
TES klasifikācija. Galvenās prasības. Principiālās tehnoloģiskās shēmas. Siltuma elektrostacijas Latvijā - galvenie piemēri. 2 2 1 3
Koģeneracijas cikla siltuma ekonomija un enerģētiskie rādītāji. Īpatnējais kurināmā patēriņš. Mikro koģenerācijā. Piemēri Latvijā. 2 2 1 3
Tvaika parametri un starppārkarsējums. Sākuma un beigu parametri. Barošanas ūdens reģeneratīvā uzsildīšana. Aprēķina metodika, galvenās shēmai izvirzītās prasības. 2 2 1 3
Reģeneratīvās uzsildīšanas optimālā temperatūra, tajā skaitā kombinētā gāzes-tvaika stacijas. TES nostrādātā siltuma izmantošana rūpniecībā un apkurē. Rūpnieciskais un termofikācijas nozartvaiks. Redukcijas dzesēšanas iekārtas. Tvaika un kondensāta zudumi. Tvaika kondensatori un iztvaicētāji, to konstrukcija un aprēķins. 2 3 1 4
Gāzes turbīnu iekārtas. Termofikācijas un enerģētiskās gāzes turbīnu un tvaika-gāzes turbīnu iekārtas. 4 6 1 5
Deaerācijas un barošanas iekārtas. Cirkulācijas un barošanas sūkņi. Dūmsūcēji, ventilatori un sūkņi. Palīgiekārtas. TES iekārtu izvēle. TES pilna siltuma shēma un cauruļvadi. 2 6 1 5
Iekārtu un energobloku enerģētiskie raksturlielumi. Pārejas darba režīmi: diennakts un sezonālie. Siltuma akumulācijas piemēri Latvijā. 3 5 1 7
Dūmgāzes attīrīšanā. Dūmgāzes mitruma kondensācija, siltuma utilizācija ar siltum sūkņiem. Shēmas un darbības režīmi. 3 5 1 7
Iekšdedzezes dzinējus siltuma elektrostacijas darbība ar biogāze un ģenerator gāzi. Piemēri Latvijā. 3 5 1 7
Šķeldas un no atkritumiem iegūta kurināmā siltuma elektrostacijas ar ūdens tvaika vai organisko Renkina ciklu turbīnām. Šķeldas kurināmā saimniecība. No atkritumiem iegūta kurināmā saimniecība. 3 5 1 7
Ūdeņražu degvielas šūnas darbības režīmi. Ūdeņražu uzglabāšana un siltuma bilance šūnām. 5 5 1 10
Vienkāršota TES ekonomisko aprēķinu veikšana (ietverot Capex un Opex izmaksas). 3 4 1 6
TES palaišana, ekspluatācija un automatizācija. Tehniski ekonomiskie rādītāji. Koģenerācijas stacijas, elektroenerģijas un siltumenerģijas tarifu noteikšana. TES iekārtas izvietojums un ģenerālais plāns. Galvenā korpusa izvietojums. 3 4 1 6
Mākslīgā intelekta pamati enerģētikā. 3 4 1 6
Python kodēšanas pamati. Grafiku veidošana JupyterLab. 4 4 4 8
Neirona tīkla pamatu pasniegšana un praktiskais darbs lai sagatavot ieejas un izejas matricas atbilstoši TES darbības režīmiem tajā skaita ar H2 izmantošanu. Darbs ar Python kodiem JupyterLab. Laboratorijas darba atskaite par neirona parametru piemeklēšanu. Atbildēt uz kontroljautājumiem par neirona tikla elementiem. 6 5 6 8
Darbspējīgs kods no trim neironiem ar kopa trīs slāņiem lai vadītu TES darbību. Praktiskais darbs ar kodiem JupyterLab vidē. 6 5 6 8
Python koda tiklas apmācībai demonstrēšanā un praktiskie vingrinājumi, lai koriģētu gradienta apmācības koda parametrus. Laboratorijas darba atskaite par neirona tikla svaru koriģēšanu lai izpildīt ieejas un izejas matricas ar minimālu kļūdu. 8 4 5 4
Praktiskie darbi, lai modelētu un vadītu siltuma elektrostaciju kopā ar siltuma slodzi neironu tīklu vidē. 14 3 4 11
Kopā: 80 80 40 120
Mērķis un uzdevumi, izteikti
kompetencēs un prasmēs 		Studiju kursa mērķis ir veicināt studējošo izpratni par termoelektrostaciju klasifikācijas principiālajām shēmām, darbības principiem un enerģētiskajiem un ekonomiskajiem efektivitātes rādītājiem, un attīstīt prasmes veikt termoelektrostacijas shēmas aprēķinus. Studiju kursa uzdevumi: - veicināt studējošo izpratni par koģenerācijas sistēmas darbību; - iemācīt pielietot termoelektrostacijas shēmas aprēķinu metodiku, tajā skaitā izmantojot mākslīgā intelekta metodes; - iemācīt novērtēt siltuma elektrostacijas ietekme uz vidi un piedāvāt paņēmienus tās mazināšanai; - attīstīt kodēšanas prasmes Python valodā JupyterLab vidē, lai vadītu siltuma elektrostacijas darbību, izmantojot mākslīgo neironu tīklu.
Sasniedzamie studiju
rezultāti un to vērtēšana 		Spēj izskaidrot objektu (TES) darbības principus (termodinamisku ciklu ar parametriem), aprakstīt to elementus, ietekmi uz vidi. - Pārbaudes veidi: studiju darbs, praktiskie darbi, eksāmens. Kritēriji: veic detalizētu dotā objekta (TES) aprakstu, ar elementu uzskaiti, izvēles pamatojumu, sistēmas aprēķiniem un spēj aprēķināt siltuma un masas bilances.
Spēj noteikt TES lietderības koeficientu un piedāvāt energoefektivitātes paaugstināšanas pasākumus dotajā objektā - Pārbaudes veidi: studiju darbs, praktiskie darbi, eksāmens. Kritēriji: spēj aprēķināt lietderības koeficientus izejot no dota objekta tipa un to parametriem, elementiem, kā arī piedāvāt optimizācijas pasākumus ņemot vērā modernākus risinājumus un saistošo likumdošanas aktu prasības.
Spēj novērtēt objekta – TES ietekmi uz vidi un piedāvāt paņēmienus ietekmes uz vidi mazināšanai. - Pārbaudes veidi: studiju darbs, praktiskie darbi, eksāmens. Kritēriji: spēj, vadoties pēc saistošo likumdošanas aktu prasībām, novērtēt objekta ietekmi uz vidi un piedāvāt vairākus risinājumus, lai to samazinātu.
Pārzinot mākslīgo neironu tīklu uzbūves elementus un konfigurācijas parametrus, spēj izstrādāt mākslīgo neironu tīkla arhitektūru, kas ir piemērota konkrētajam termoelektrostacijas vadības uzdevumam (DigComp 7.līmenis). - Pārbaudes veids: laboratorijas darba atskaite par neirona parametru piemeklēšanu. Atbildes uz kontroljautājumiem par neirona tīkla elementiem.
Spēj radīt algoritmisku risinājumu, lai darbinātu iepriekš izstrādāto mākslīgo neironu tīklu (DigComp 7.līmenis). - Pārbaudes veids: laboratorijas darba atskaite par darbspējīgu kodu trim neironiem ar trīs slāņiem, lai vadītu TES darbību. Atbildes uz kontroljautājumiem par koda praktiskajiem aspektiem.
Spēj pilnveidot iepriekš izstrādātā mākslīgo neironu tīkla darbību, integrējot algoritmiskajā risinājumā gradienta apmācības algoritmu (DigComp 7.līmenis). - Pārbaudes veids: laboratorijas darba atskaite par neirona tīkla svaru koriģēšanu, lai izpildītu ieejas un izejas matricas ar minimālu kļūdu. Atbildes uz kontroljautājumiem par teoriju.
Studiju rezultātu vērtēšanas kritēriji
Studiju darbs - 30%
Praktiskie darbi un laboratorijas darbi - 40%
Eksāmens - 30%
 
Priekšzināšanas Fizika, tehniskā termodinamika, siltumapmaiņa.
Studiju kursa plānojums
Daļa KP Stundas Pārbaudījumi
Lekcijas Prakt. d. Lab. Ieskaite Eksāmens Darbs
1 6.0 40.0 40.0 0.0 *
Pieteikties uz šo kursu
[Kursa apraksts PDF formātā]