Gen yon gwo izin tèmik. Li travay kòm dabitid: li boule gaz, jenere chalè pou chofaj kay ak elektrisite pou rezo jeneral la. Premye travay la se chofaj. Dezyèm lan se vann tout elektrisite pwodwi sou mache an gwo. Pafwa, menm nan move tan frèt, nèj parèt anba yon syèl klè, men sa a se yon efè segondè nan operasyon an nan gwo fò tou won refwadisman.
Izin an mwayèn tèmik konsiste de yon koup la douzèn turbin ak chodyèr. Si volim yo mande pou elektrisite ak jenerasyon chalè yo jisteman li te ye, Lè sa a, travay la desann nan minimize depans gaz. Nan ka sa a, kalkil la desann nan chwazi konpozisyon an ak pousantaj nan loading nan turbin ak chodyèr reyalize efikasite ki pi wo posib nan operasyon ekipman yo. Efikasite nan turbin ak chodyèr depann anpil sou kalite ekipman, tan opere san reparasyon, mòd opere ak plis ankò. Gen yon lòt pwoblèm lè, bay pri li te ye pou elektrisite ak volim chalè, ou bezwen deside konbyen elektrisite yo jenere ak vann yo nan lòd yo jwenn pwofi a maksimòm nan travay sou mache an gwo. Lè sa a, faktè a optimize - pwofi ak efikasite ekipman - se anpil mwens enpòtan. Rezilta a ka yon sitiyasyon kote ekipman an opere konplètman ensifizan, men volim nan tout elektrisite pwodwi yo ka vann ak maj maksimòm.
Nan teyori, tout bagay sa yo te klè depi lontan epi son bèl. Pwoblèm lan se ki jan fè sa nan pratik. Nou te kòmanse modèl simulation nan operasyon an nan chak moso nan ekipman ak estasyon an antye kòm yon antye. Nou te vini nan plant la tèmik ak te kòmanse kolekte paramèt yo nan tout eleman yo, mezire karakteristik reyèl yo ak evalye operasyon yo nan diferan mòd. Ki baze sou yo, nou te kreye modèl egzat pou simulation operasyon an nan chak moso nan ekipman ak itilize yo pou kalkil optimize. Gade pi devan, mwen pral di ke nou te genyen apeprè 4% nan efikasite reyèl tou senpleman akòz matematik.
Te pase. Men, anvan mwen dekri desizyon nou yo, mwen pral pale sou fason CHP a fonksyone nan pwen de vi nan lojik pou pran desizyon.
Bagay debaz yo
Eleman prensipal yo nan yon plant elektrik se chodyèr ak turbin. Turbin yo kondwi pa vapè wo-presyon, ki an vire wotasyon dèlko elektrik, ki pwodui elektrisite. Se enèji vapè ki rete a itilize pou chofaj ak dlo cho. Chodyèr yo se kote ki kreye vapè. Li pran anpil tan (èdtan) pou chofe chodyè a ak akselere turbine a vapè, e sa se yon pèt dirèk nan gaz. Menm bagay la tou ale pou chanjman chaj. Ou bezwen planifye bagay sa yo davans.
Ekipman CHP gen yon minimòm teknik, ki gen ladan yon minimòm, men ki estab mòd opere, nan ki li posib bay ase chalè nan kay ak konsomatè endistriyèl. Tipikman, kantite chalè ki nesesè dirèkteman depann sou move tan an (tanperati lè a).
Chak inite gen yon koub efikasite ak yon pwen nan efikasite maksimòm opere: nan sa yo ak sa yo yon chaj, tankou ak sa yo yon chodyè ak sa yo ak tankou yon turbine bay elektrisite ki pi bon mache. Bon mache - nan sans minimòm konsomasyon gaz espesifik.
Pifò nan izin konbine chalè ak elektrik nou yo nan Larisi gen koneksyon paralèl, lè tout chodyèr opere sou yon sèl pèseptè vapè ak tout turbin yo mache tou pa yon sèl pèseptè. Sa a ajoute fleksibilite lè chaje ekipman, men anpil konplike kalkil yo. Li rive tou ke ekipman estasyon an divize an pati ki opere sou pèseptè diferan ak presyon vapè diferan. Men, si ou ajoute depans pou bezwen entèn yo - operasyon an nan ponp, fanatik, gwo fò tou won refwadisman ak, se pou nou onèt, sona dwa deyò kloti a nan plant la tèmik pouvwa - Lè sa a, janm dyab la pral kraze.
Karakteristik tout ekipman yo pa lineyè. Chak inite gen yon koub ak zòn kote efikasite pi wo ak pi ba. Sa depann de chaj la: nan 70% efikasite a pral yon sèl, nan 30% li pral diferan.
Ekipman an diferan nan karakteristik yo. Gen nouvo ak ansyen turbin ak chodyèr, e gen inite nan desen diferan. Lè w chwazi ekipman kòrèkteman epi chaje li nan pwen maksimòm efikasite, ou ka diminye konsomasyon gaz, ki mennen nan ekonomi depans oswa pi gwo maj.
Ki jan plant CHP a konnen konbyen enèji li bezwen pou l pwodui?
Planifikasyon se te pote soti twa jou davans: nan twa jou konpozisyon an te planifye nan ekipman an vin konnen. Sa yo se turbin yo ak chodyèr ki pral vire sou. Relativman pale, nou konnen ke senk chodyè ak dis turbin pral opere jodi a. Nou pa ka vire sou lòt ekipman oswa fèmen youn ki te planifye a, men nou ka chanje chaj la pou chak chodyè soti nan minimòm nan maksimòm, ak ogmante ak diminye pouvwa pou turbin. Etap la soti nan maksimòm nan minimòm se soti nan 15 a 30 minit, tou depann de moso nan ekipman. Travay la isit la se senp: chwazi mòd yo pi bon epi kenbe yo, pran an kont ajisteman operasyonèl yo.
Ki kote konpozisyon ekipman sa a soti? Li te detèmine ki baze sou rezilta yo nan komès sou mache a wholesale. Gen yon mache pou pouvwa ak elektrisite. Nan mache kapasite a, manifaktirè yo soumèt yon aplikasyon: "Genyen ekipman sa yo, sa yo se kapasite yo minimòm ak maksimòm, pran an kont pann yo te planifye pou reparasyon yo. Nou ka delivre 150 MW nan pri sa a, 200 MW nan pri sa a, ak 300 MW nan pri sa a." Sa yo se aplikasyon alontèm. Nan lòt men an, gwo konsomatè yo tou soumèt demann: "Nou bezwen anpil enèji." Pri espesifik yo detèmine nan kalfou sa pwodiktè enèji ka bay ak sa konsomatè yo vle pran. Kapasite sa yo detèmine pou chak èdtan nan jounen an.
Tipikman, yon plant enèji tèmik pote apeprè menm chaj la pandan tout sezon: nan sezon fredi pwodwi prensipal la se chalè, ak nan ete li se elektrisite. Devyasyon fò yo pi souvan asosye ak kèk kalite aksidan nan estasyon an tèt li oswa nan plant elektrik adjasan nan zòn nan menm pri nan mache an gwo. Men, toujou gen fluctuations, ak fluctuations sa yo anpil afekte efikasite ekonomik plant la. Pouvwa ki nesesè yo ka pran twa chodyèr ak yon chaj 50% oswa de ak yon chaj 75% epi wè ki pi efikas.
Marginalite depann sou pri mache ak pri a nan jenerasyon elektrisite. Sou mache a, pri yo ka tankou ke li se pwofitab boule gaz, men li bon pou vann elektrisite. Oswa li ka ke nan yon èdtan patikilye ou bezwen ale nan minimòm teknik la ak koupe pèt. Ou bezwen sonje tou sou rezèv yo ak pri nan gaz: gaz natirèl anjeneral limite, ak gaz pi wo a limit se notables pi chè, nou pa mansyone lwil gaz. Tout bagay sa yo mande modèl matematik egzak pou konprann ki aplikasyon pou soumèt ak kijan pou reponn a sikonstans k ap chanje.
Ki jan sa te fèt anvan nou rive
Prèske sou papye, ki baze sou karakteristik sa yo pa trè egzat nan ekipman an, ki diferan anpil ak sa yo aktyèl. Touswit apre tès ekipman an, nan pi bon, yo pral plis oswa mwens 2% nan reyalite a, epi apre yon ane - plis oswa mwens 7-8%. Tès yo fèt chak senkan, souvan mwens souvan.
Pwen kap vini an se ke tout kalkil yo te pote soti nan gaz referans. Nan Sovyetik la, yo te adopte yon konplo lè yo te konsidere yon sèten gaz konvansyonèl yo konpare diferan estasyon lè l sèvi avèk lwil gaz, chabon, gaz, jenerasyon nikleyè, ak sou sa. Li te nesesè yo konprann efikasite nan jako yo nan chak dèlko, ak gaz la konvansyonèl se ke trè jako. Li detèmine pa valè kalorifik gaz la: yon tòn gaz estanda apeprè egal a yon tòn chabon. Gen tab konvèsyon pou diferan kalite gaz. Pou egzanp, pou chabon mawon endikatè yo prèske de fwa pi move. Men, kontni kalori pa gen rapò ak rubles. Se tankou gazolin ak dyezèl: se pa yon reyalite ke si dyezèl koute 35 rubles, ak 92 koute 32 rubles, Lè sa a, dyezèl ap pi efikas an tèm de kontni kalori.
Twazyèm faktè a se konpleksite nan kalkil yo. Konvansyonèl, baze sou eksperyans anplwaye a, de oswa twa opsyon yo kalkile, epi pi souvan yo chwazi pi bon mòd nan istwa a nan peryòd anvan yo pou chaj menm jan an ak kondisyon metewolojik. Natirèlman, anplwaye yo kwè ke yo ap chwazi mòd ki pi pi bon yo, epi yo kwè ke pa gen okenn modèl matematik ap janm depase yo.
nap vini. Pou rezoud pwoblèm nan, nou ap prepare yon jimo dijital - yon modèl simulation nan estasyon an. Sa a se lè, lè l sèvi avèk apwòch espesyal, nou simulation tout pwosesis teknolojik pou chak moso nan ekipman, konbine vapè-dlo ak balans enèji ak jwenn yon modèl egzat nan operasyon an nan plant la tèmik pouvwa.
Pou kreye modèl nou itilize:
- Konsepsyon ak espesifikasyon ekipman an.
- Karakteristik ki baze sou rezilta dènye tès ekipman yo: chak senk ane estasyon an teste ak rafine karakteristik ekipman an.
- Done nan achiv sistèm kontwòl pwosesis otomatik ak sistèm kontablite pou tout endikatè teknolojik ki disponib, depans ak jenerasyon chalè ak elektrisite. An patikilye, done ki soti nan sistèm mesure pou ekipman pou chalè ak elektrisite, osi byen ke nan sistèm telemekanik.
- Done ki soti nan bann papye ak tablo tat. Wi, metòd analòg sa yo pou anrejistreman paramèt fonksyònman ekipman yo toujou itilize nan plant elektrik Ris, epi nou ap nimerik yo.
- Papye mòso bwa nan estasyon kote paramèt prensipal yo nan mòd yo toujou ap anrejistre, ki gen ladan sa yo ki pa anrejistre pa detèktè yo nan sistèm kontwòl pwosesis otomatik la. Liyman an mache chak kat èdtan, reekri lekti yo epi ekri tout bagay nan yon boutèy demi lit.
Sa vle di, nou te rekonstwi seri done sou sa ki te travay nan ki mòd, konbyen gaz yo te apwovizyone, ki tanperati a ak konsomasyon vapè yo te, ak konbyen enèji tèmik ak elektrik yo te jwenn nan pwodiksyon an. Soti nan dè milye de seri sa yo, li te nesesè yo kolekte karakteristik sa yo nan chak ne. Erezman, nou te kapab jwe jwèt sa a Data Mining pou yon tan long.
Dekri objè konplèks sa yo lè l sèvi avèk modèl matematik se trè difisil. Epi li menm pi difisil pou pwouve enjenyè an chèf ke modèl nou an kòrèkteman kalkile mòd opere estasyon an. Se poutèt sa, nou te pran chemen an nan sèvi ak sistèm jeni espesyalize ki pèmèt nou rasanble ak debogaj yon modèl nan yon plant tèmik ki baze sou konsepsyon ak karakteristik teknolojik nan ekipman an. Nou te chwazi lojisyèl Termoflow nan konpayi Ameriken an TermoFlex. Koulye a, analogu Ris yo te parèt, men nan moman sa a pake patikilye sa a te pi bon an nan klas li yo.
Pou chak inite, konsepsyon li yo ak karakteristik prensipal teknoloji yo chwazi. Sistèm nan pèmèt ou dekri tout bagay an detay tou de nan nivo lojik ak fizik, jiska endike degre nan depo nan tib echanjeur chalè yo.
Kòm yon rezilta, modèl la nan kous la tèmik nan estasyon an dekri vizyèlman an tèm de teknològ enèji. Teknolojis yo pa konprann pwogramasyon, matematik ak modèl, men yo ka chwazi konsepsyon yon inite, antre ak pwodiksyon inite yo epi presize paramèt pou yo. Lè sa a, sistèm nan tèt li chwazi paramèt ki pi apwopriye, ak teknològ la rafine yo pou yo ka jwenn presizyon maksimòm pou tout seri mòd opere. Nou fikse yon objektif pou tèt nou - asire yon presizyon modèl nan 2% pou paramèt prensipal yo teknolojik ak reyalize sa a.
Sa a te tounen soti yo dwe pa tèlman fasil fè: done yo inisyal yo pa t 'trè egzat, se konsa pou koup la premye mwa yo te mache nan plant la tèmik ak manyèlman li nan endikatè aktyèl yo nan mezi presyon yo ak branche modèl la. kondisyon aktyèl yo. Premye nou te fè modèl turbin ak chodyèr. Chak turbine ak chodyè te verifye. Pou teste modèl la, yo te kreye yon gwoup k ap travay ak reprezantan plant tèmik la te enkli ladan li.
Lè sa a, nou reyini tout ekipman an nan yon konplo jeneral ak branche modèl la CHP kòm yon antye. Mwen te oblije fè kèk travay paske te gen anpil done kontradiktwa nan achiv yo. Pou egzanp, nou jwenn mòd ak yon efikasite jeneral nan 105%.
Lè ou rasanble yon kous konplè, sistèm nan toujou konsidere mòd nan balanse: materyèl, balans elektrik ak tèmik yo konpile. Apre sa, nou evalye ki jan tout bagay reyini koresponn ak paramèt aktyèl yo nan mòd la dapre endikatè ki soti nan enstriman yo.
Sak pase
Kòm yon rezilta, nou te resevwa yon modèl egzat nan pwosesis teknik plant tèmik pouvwa a, ki baze sou karakteristik aktyèl yo nan ekipman an ak done istorik. Sa a pèmèt prediksyon yo dwe pi egzak pase ki baze sou karakteristik tès yo pou kont li. Rezilta a se yon similatè nan pwosesis plant reyèl, yon jimo dijital nan yon plant enèji tèmik.
Similatè sa a te fè li posib pou analize senaryo "e si..." ki baze sou endikatè yo bay yo. Modèl sa a te itilize tou pou rezoud pwoblèm nan optimize operasyon an nan yon estasyon reyèl.
Li te posib aplike kat kalkil optimize:
- Manadjè chanjman estasyon an konnen orè ekipman pou chalè a, kòmandman operatè sistèm yo konnen, epi yo konnen orè ekipman pou elektrisite a: ki ekipman ki pral pran ki chaj yo pou yo ka jwenn maj maksimòm.
- Chwazi konpozisyon an nan ekipman ki baze sou pwevwa pri sou mache a: pou yon dat bay, pran an kont orè a chaj ak pwevwa nan tanperati lè deyò, nou detèmine konpozisyon an pi bon nan ekipman an.
- Soumèt aplikasyon sou mache a yon jou davans: lè konpozisyon ekipman an konnen epi gen yon pwevwa pri ki pi egzak. Nou kalkile epi soumèt yon aplikasyon.
- Mache a balanse deja nan jou aktyèl la, lè orè elektrik ak tèmik yo fiks, men plizyè fwa nan yon jounen, chak kat èdtan, komès lanse sou mache balans lan, epi ou ka soumèt yon aplikasyon: "Mwen mande w ajoute. 5 MW pou chay mwen." Nou bezwen jwenn aksyon yo nan chaj adisyonèl oswa dechaje lè sa a bay maj la maksimòm.
Tès
Pou tès kòrèk, nou te bezwen konpare mòd chaj estanda ekipman estasyon an ak rekòmandasyon kalkile nou yo nan menm kondisyon yo: konpozisyon ekipman, orè chaj ak move tan. Pandan yon koup de mwa, nou te chwazi entèval kat a sis èdtan nan jounen an ak yon orè ki estab. Yo te vini nan estasyon an (souvan nan mitan lannwit), tann pou estasyon an rive nan mòd opere, epi sèlman Lè sa a, kalkile li nan modèl la simulation. Si sipèvizè chanjman estasyon an te satisfè ak tout bagay, Lè sa a, pèsonèl opere yo te voye vire tiyo yo epi chanje mòd ekipman yo.
Endikatè yo anvan ak apre yo te konpare apre reyalite a. Pandan lè gwo, lajounen kou lannwit, wikenn ak jou lasemèn. Nan chak mòd, nou reyalize ekonomi sou gaz (nan travay sa a, maj la depann sou konsomasyon gaz). Lè sa a, nou chanje konplètman nan nouvo rejim. Li dwe di ke estasyon an te byen vit kwè nan efikasite rekòmandasyon nou yo, ak nan fen tès yo nou de pli zan pli remake ke ekipman an te opere nan mòd nou te deja kalkile.
Rezilta pwojè
Etablisman: CHP ak koneksyon kwa, 600 MW nan pouvwa elektrik, 2 Gcal nan pouvwa tèmik.
Ekip: CROC - sèt moun (ekspè teknolojik, analis, enjenyè), CHPP - senk moun (ekspè biznis, itilizatè kle, espesyalis).
Peryòd aplikasyon: 16 mwa.
Rezilta:
- Nou otomatize pwosesis biznis yo pou kenbe rejim ak travay nan mache an gwo.
- Te fè tès plen echèl konfime efè ekonomik la.
- Nou sove 1,2% nan gaz akòz redistribisyon chaj yo pandan operasyon an.
- Ekonomize 1% nan gaz gras a planifikasyon ekipman kout tèm.
- Nou optimize kalkil etap aplikasyon yo sou DAM la dapre kritè pou maksimize pwofi majinal.
Efè final la se apeprè 4%.
Estimasyon peryòd ranbousman pwojè a (ROI) se 1-1,5 ane.
Natirèlman, yo nan lòd yo aplike ak teste tout bagay sa yo, nou te oblije chanje anpil pwosesis ak travay kole kole ak tou de jesyon an nan plant la tèmik pouvwa ak konpayi an génération kòm yon antye. Men, rezilta a te definitivman vo li. Li te posib yo kreye yon jimo dijital nan estasyon an, devlope pwosedi planifikasyon optimize ak jwenn yon efè ekonomik reyèl.
Sous: www.habr.com