Ana pembangkit listrik termal sing gedhe. Kerjane kaya biasane: ngobong gas, ngasilake panas kanggo pemanasan omah lan listrik kanggo jaringan umum. Tugas pisanan yaiku pemanasan. Kapindho yaiku ngedol kabeh listrik sing diasilake ing pasar grosir. Kadhangkala, sanajan ing cuaca sing adhem, salju katon ing langit sing cerah, nanging iki minangka efek samping saka operasi menara pendingin.
Pembangkit listrik termal rata-rata kasusun saka rong rolas turbin lan boiler. Yen volume listrik lan panas sing dibutuhake wis dingerteni kanthi tepat, mula tugas kasebut bakal nyuda biaya bahan bakar. Ing kasus iki, pitungan mudhun kanggo milih komposisi lan persentase loading turbin lan boiler kanggo entuk efisiensi paling dhuwur saka operasi peralatan. Efisiensi turbin lan boiler gumantung banget marang jinis peralatan, wektu operasi tanpa ndandani, mode operasi lan liya-liyane. Ana masalah liyane nalika, diwenehi prices dikenal kanggo listrik lan volume saka panas, sampeyan kudu mutusaké pinten listrik kanggo generate lan ngedol kanggo entuk keuntungan maksimum saka nggarap pasar Grosir. Banjur faktor optimasi - bathi lan efisiensi peralatan - kurang penting. Asilé bisa dadi kahanan ing ngendi peralatan kasebut ora efisien, nanging kabeh volume listrik sing diasilake bisa didol kanthi wates maksimal.
Ing teori, kabeh iki wis suwe jelas lan katon apik. Masalah iku carane nindakake iki ing laku. Kita miwiti modeling simulasi saka operasi saben Piece saka peralatan lan kabeh stasiun minangka kabèh. Kita teka ing pembangkit listrik termal lan wiwit ngumpulake paramèter kabeh komponen, ngukur karakteristik nyata lan ngevaluasi operasi ing macem-macem mode. Adhedhasar wong-wong mau, kita nggawe model sing akurat kanggo simulasi operasi saben peralatan lan digunakake kanggo petungan optimasi. Ing ngarep, aku bakal ujar manawa kita entuk udakara 4% efisiensi nyata amarga matematika.
Kedadeyan. Nanging sadurunge njlentrehake keputusan kita, aku bakal ngomong babagan cara kerja CHP saka sudut pandang logika pengambilan keputusan.
bab dhasar
Unsur utama pembangkit listrik yaiku boiler lan turbin. Turbin kasebut didhukung dening uap tekanan dhuwur, sing banjur muter generator listrik, sing ngasilake listrik. Sisa energi uap digunakake kanggo pemanasan lan banyu panas. Boiler minangka papan ing ngendi uap digawe. Butuh akeh wektu (jam) kanggo panas boiler lan akselerasi turbin uap, lan iki mundhut langsung saka bahan bakar. Padha dadi kanggo owah-owahan mbukak. Sampeyan kudu ngrancang prekara kasebut sadurunge.
Peralatan CHP nduweni minimal teknis, sing kalebu mode operasi minimal, nanging stabil, sing bisa nyedhiyakake panas sing cukup kanggo omah lan konsumen industri. Biasane, jumlah panas sing dibutuhake langsung gumantung marang cuaca (suhu udara).
Saben unit nduweni kurva efisiensi lan titik efisiensi operasi maksimum: ing beban kasebut, boiler kasebut lan turbin kasebut nyedhiyakake listrik sing paling murah. Murah - ing pangertèn saka konsumsi bahan bakar tartamtu minimal.
Umume gabungan panas lan pembangkit listrik ing Rusia duwe sambungan paralel, nalika kabeh boiler beroperasi ing siji kolektor uap lan kabeh turbin uga didhukung dening siji kolektor. Iki nambah keluwesan nalika loading peralatan, nanging nemen complicates petungan. Iku uga mengkono sing peralatan stasiun dipérang dadi bagéan sing operate ing kolektor beda karo tekanan uap beda. Lan yen sampeyan nambahake biaya kanggo kabutuhan internal - operasi pompa, penggemar, menara pendingin lan, jujur, sauna ing njaba pager pembangkit listrik termal - banjur sikil setan bakal pecah.
Karakteristik kabeh peralatan ora linear. Saben unit nduweni kurva kanthi zona ing ngendi efisiensi luwih dhuwur lan luwih murah. Gumantung ing beban: ing 70% efisiensi bakal dadi siji, ing 30% bakal beda.
Piranti kasebut beda-beda ing karakteristik. Ana turbin lan boiler anyar lan lawas, lan ana unit desain sing beda-beda. Kanthi milih peralatan kanthi bener lan ngemot kanthi optimal ing titik efisiensi maksimal, sampeyan bisa nyuda konsumsi bahan bakar, sing ndadékaké penghematan biaya utawa bathi sing luwih gedhe.
Kepiye carane pabrik CHP ngerti jumlah energi sing dibutuhake kanggo ngasilake?
Perencanaan ditindakake telung dina sadurunge: sajrone telung dina komposisi peralatan sing direncanakake bakal dingerteni. Iki minangka turbin lan boiler sing bakal diuripake. Relatif ngandika, kita ngerti sing limang boiler lan sepuluh turbin bakal operate dina. Kita ora bisa ngaktifake peralatan liyane utawa mateni sing wis direncanakake, nanging kita bisa ngganti beban kanggo saben boiler saka minimal nganti maksimal, lan nambah lan nyuda daya kanggo turbin. Langkah saka maksimum nganti minimal yaiku saka 15 nganti 30 menit, gumantung saka peralatan. Tugas ing kene gampang: pilih mode sing paling optimal lan njaga, njupuk pangaturan operasional.
Endi asale saka komposisi peralatan iki? Iki ditemtokake adhedhasar asil dagang ing pasar grosir. Ana pasar kanggo daya lan listrik. Ing pasar kapasitas, pabrikan ngirim aplikasi: "Ana peralatan kasebut, iki minangka kapasitas minimal lan maksimal, kanthi nganggep outage sing direncanakake kanggo ndandani. Kita bisa ngirim 150 MW ing rega iki, 200 MW ing rega iki, lan 300 MW ing rega iki. Iki minangka aplikasi jangka panjang. Ing sisih liya, konsumen gedhe uga ngirim panjaluk: "Kita butuh energi akeh." Rega spesifik ditemtokake ing persimpangan apa sing bisa diwenehake produsen energi lan apa sing dikarepake konsumen. Kapasitas kasebut ditemtokake kanggo saben jam dina.
Biasane, pembangkit listrik termal nggawa beban sing padha ing kabeh musim: ing musim dingin produk utama yaiku panas, lan ing mangsa panas yaiku listrik. Penyimpangan sing kuat paling kerep digandhengake karo sawetara kacilakan ing stasiun kasebut utawa ing pembangkit listrik sing cedhak ing zona rega sing padha ing pasar grosir. Nanging mesthi ana fluktuasi, lan fluktuasi kasebut mengaruhi efisiensi ekonomi tanduran kasebut. Daya sing dibutuhake bisa dijupuk dening telung boiler kanthi beban 50% utawa loro kanthi beban 75% lan ndeleng sing luwih efisien.
Marginality gumantung saka rega pasar lan biaya pembangkit listrik. Ing pasar, rega bisa uga dadi bathi kanggo ngobong BBM, nanging apik kanggo ngedol listrik. Utawa bisa uga ing jam tartamtu sampeyan kudu pindhah menyang minimal technical lan Cut losses. Sampeyan uga kudu ngelingi babagan cadangan lan biaya bahan bakar: gas alam biasane diwatesi, lan gas ing ndhuwur watesan luwih larang, ora kanggo sebutno lenga bahan bakar. Kabeh iki mbutuhake model matematika sing tepat kanggo mangerteni aplikasi apa sing bakal dikirim lan cara nanggapi kahanan sing owah.
Carane iku rampung sadurunge kita teka
Meh ing kertas, adhedhasar karakteristik peralatan sing ora akurat banget, sing beda banget saka sing nyata. Sanalika sawise nguji peralatan, paling apik, bakal ditambah utawa dikurangi 2% saka kasunyatan, lan sawise setahun - ditambah utawa dikurangi 7-8%. Tes ditindakake saben limang taun, asring luwih jarang.
Titik sabanjure yaiku kabeh petungan ditindakake ing bahan bakar referensi. Ing USSR, skema diadopsi nalika bahan bakar konvensional tartamtu dianggep mbandhingake stasiun sing beda-beda nggunakake bahan bakar minyak, batu bara, gas, generasi nuklir, lan liya-liyane. Sampeyan kudu ngerti efisiensi ing parrots saben generator, lan bahan bakar conventional iku manuk beo banget. Iki ditemtokake dening nilai kalori bahan bakar: siji ton bahan bakar standar kira-kira padha karo siji ton batu bara. Ana tabel konversi kanggo macem-macem jinis bahan bakar. Contone, kanggo batu bara coklat indikator meh kaping pindho minangka ala. Nanging isi kalori ora ana hubungane karo rubel. Iku kaya bensin lan diesel: iku ora kasunyatan yen diesel biaya 35 rubles, lan 92 biaya 32 rubles, diesel bakal luwih efisien ing syarat-syarat isi kalori.
Faktor katelu yaiku kerumitan petungan. Conventionally, adhedhasar pengalaman pegawe, loro utawa telung opsi wis diwilang, lan luwih asring mode paling apik dipilih saka sajarah periode sadurungé kanggo kathah padha lan kondisi cuaca. Mesthine, karyawan percaya yen dheweke milih mode sing paling optimal, lan ora ana model matematika sing bakal ngluwihi.
We are teka. Kanggo ngatasi masalah, kita nyiapake kembar digital - model simulasi stasiun. Iki nalika, kanthi nggunakake pendekatan khusus, kita simulasi kabeh proses teknologi kanggo saben peralatan, gabungke imbangan uap-banyu lan energi lan entuk model sing akurat babagan operasi pembangkit listrik termal.
Kanggo nggawe model sing kita gunakake:
- Desain lan spesifikasi peralatan.
- Karakteristik adhedhasar asil tes peralatan paling anyar: saben limang taun stasiun nguji lan nyaring karakteristik peralatan kasebut.
- Data ing arsip sistem kontrol proses otomatis lan sistem akuntansi kanggo kabeh indikator teknologi sing kasedhiya, biaya lan panas lan listrik. Utamane, data saka sistem pangukuran kanggo pasokan panas lan listrik, uga saka sistem telemekanik.
- Data saka strip kertas lan diagram pai. Ya, cara analog kanggo ngrekam paramèter operasi peralatan isih digunakake ing pembangkit listrik Rusia, lan kita digitalisasi.
- Log kertas ing stasiun ing ngendi paramèter utama mode terus direkam, kalebu sing ora direkam dening sensor sistem kontrol proses otomatis. Lineman mlaku-mlaku saben patang jam, nulis ulang maca lan nulis kabeh ing log.
Sing, kita wis rekonstruksi set data babagan apa sing bisa digunakake ing mode apa, jumlah bahan bakar sing diwenehake, apa suhu lan konsumsi uap, lan jumlah energi termal lan listrik sing dipikolehi ing output. Saka ewu set kasebut, perlu kanggo ngumpulake karakteristik saben simpul. Untunge, kita wis bisa muter game Data Mining iki kanggo dangu.
Njlèntrèhaké obyek Komplek kuwi nggunakake model matematika iku arang banget angel. Lan luwih angel mbuktekake marang kepala insinyur manawa model kita ngetung mode operasi stasiun kanthi bener. Mulane, kita njupuk dalan nggunakake sistem teknik khusus sing ngidini kita ngumpul lan debug model pembangkit listrik termal adhedhasar desain lan karakteristik teknologi peralatan kasebut. Kita milih piranti lunak Termoflow saka perusahaan Amerika TermoFlex. Saiki ana analog Rusia, nanging ing wektu iku paket tartamtu iki paling apik ing kelas.
Kanggo saben unit, desain lan ciri teknologi utama dipilih. Sistem kasebut ngidini sampeyan njlèntrèhaké kabeh kanthi rinci ing tingkat logis lan fisik, nganti nuduhake tingkat celengan ing tabung exchanger panas.
Akibaté, model sirkuit termal stasiun diterangake visual ing syarat-syarat teknologi energi. Ahli teknologi ora ngerti pemrograman, matématika lan pemodelan, nanging bisa milih desain unit, input lan output unit lan nemtokake paramèter kasebut. Banjur sistem kasebut dhewe milih paramèter sing paling cocog, lan teknolog nyaring supaya entuk akurasi maksimal kanggo kabeh mode operasi. Kita nyetel target kanggo awake dhewe - kanggo njamin akurasi model 2% kanggo paramèter teknologi utama lan entuk iki.
Iki ternyata ora gampang ditindakake: data awal ora akurat banget, mula sajrone sawetara wulan pisanan kita mlaku-mlaku ngubengi pembangkit listrik termal lan kanthi manual maca indikator saiki saka pengukur tekanan lan nyetel model menyang kahanan nyata. Pisanan kita nggawe model turbin lan boiler. Saben turbin lan boiler diverifikasi. Kanggo nguji model kasebut, klompok kerja digawe lan wakil saka pembangkit listrik termal kalebu.
Banjur kita ngumpulake kabeh peralatan menyang skema umum lan nyetel model CHP kanthi sakabehe. Aku kudu nindakake sawetara karya amarga ana akeh data sing kontradiktif ing arsip. Contone, kita nemokake mode kanthi efisiensi sakabèhé 105%.
Nalika sampeyan ngumpulake sirkuit lengkap, sistem tansah nimbang mode imbang: materi, saldo listrik lan termal dikompilasi. Sabanjure, kita ngevaluasi carane kabeh diklumpukake cocog karo paramèter nyata saka mode miturut pratondho saka instruments.
Ana apa
Akibaté, kita nampa model akurat saka pangolahan teknis pembangkit listrik termal, adhedhasar karakteristik nyata saka peralatan lan data sajarah. Iki ngidini prediksi luwih akurat tinimbang mung adhedhasar karakteristik tes. Asil kasebut minangka simulator pangolahan tanduran nyata, kembar digital saka pembangkit listrik termal.
Simulator iki ndadekake bisa nganalisa skenario "apa yen ..." adhedhasar indikator sing diwenehake. Model iki uga digunakake kanggo ngatasi masalah ngoptimalake operasi stasiun nyata.
Sampeyan bisa ngetrapake papat kalkulasi optimasi:
- Manajer shift stasiun ngerti jadwal pasokan panas, perintah operator sistem dikenal, lan jadwal pasokan listrik dikenal: peralatan apa sing bakal ditindakake supaya entuk bathi maksimal.
- Milih komposisi peralatan adhedhasar ramalan rega pasar: kanggo tanggal tartamtu, njupuk jadwal beban lan ramalan suhu udara njaba, kita nemtokake komposisi peralatan sing optimal.
- Kirim aplikasi ing pasar sedina sadurunge: nalika komposisi peralatan kasebut dikenal lan ana ramalan rega sing luwih akurat. Kita ngetung lan ngirim aplikasi.
- Pasar imbangan wis ana ing dina saiki, nalika jadwal listrik lan termal tetep, nanging kaping pirang-pirang dina, saben patang jam, dagang diluncurake ing pasar imbangan, lan sampeyan bisa ngirim aplikasi: "Aku njaluk sampeyan nambahake. 5 MW kanggo bebanku." We kudu golek Enggo bareng loading utawa unloading tambahan nalika iki menehi wates maksimum.
Tes
Kanggo tes sing bener, kita kudu mbandhingake mode pemuatan standar peralatan stasiun kanthi rekomendasi sing diwilang ing kahanan sing padha: komposisi peralatan, jadwal muatan lan cuaca. Sajrone sawetara sasi, kita milih interval patang nganti enem jam saben dina kanthi jadwal sing stabil. Padha teka ing stasiun (asring ing wayah wengi), ngenteni stasiun tekan mode operasi, lan mung banjur diwilang ing model simulasi. Yen supervisor shift stasiun wareg karo kabeh, banjur personel operasi dikirim kanggo nguripake klep lan ngganti mode peralatan.
Indikator sadurunge lan sawise dibandhingake sawise kasunyatan. Ing wektu puncak, awan lan wengi, akhir minggu lan dina minggu. Ing saben mode, kita entuk tabungan bahan bakar (ing tugas iki, wates gumantung saka konsumsi bahan bakar). Banjur kita ngalih rampung menyang rezim anyar. Perlu dikandhakake manawa stasiun kasebut kanthi cepet percaya karo efektifitas rekomendasi kasebut, lan ing pungkasan tes, kita tambah akeh weruh manawa peralatan kasebut beroperasi ing mode sing wis diwilang sadurunge.
Hasil proyek
Fasilitas: CHP kanthi sambungan silang, daya listrik 600 MW, daya termal 2 Gcal.
Tim: CROC - pitung wong (ahli teknologi, analis, insinyur), CHPP - limang wong (ahli bisnis, pangguna kunci, spesialis).
Periode implementasine: 16 sasi.
Asile:
- Kita ngotomatisasi proses bisnis kanggo njaga rezim lan makarya ing pasar grosir.
- Nindakake tes skala lengkap sing ngonfirmasi efek ekonomi.
- Kita ngirit 1,2% bahan bakar amarga redistribusi beban sajrone operasi.
- Ngirit 1% bahan bakar amarga perencanaan peralatan jangka pendek.
- Kita ngoptimalake pitungan tahapan aplikasi ing DAM miturut kriteria ngoptimalake bathi marginal.
Efek pungkasan kira-kira 4%.
Perkiraan wektu mbayar maneh proyek (ROI) yaiku 1-1,5 taun.
Mesthine, kanggo ngetrapake lan nyoba kabeh iki, kita kudu ngganti akeh proses lan kerja sama karo manajemen pembangkit listrik termal lan perusahaan sing ngasilake. Nanging asil temtunipun worth iku. Sampeyan bisa nggawe kembar digital stasiun, ngembangake prosedur perencanaan optimasi lan entuk efek ekonomi sing nyata.
Source: www.habr.com