Томоохон дулааны цахилгаан станц бий. Энэ нь ердийнхөөрөө ажилладаг: хий шатааж, байшинг халаахад дулаан, ерөнхий сүлжээнд цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэдэг. Эхний ажил бол халаалт юм. Хоёр дахь нь үйлдвэрлэсэн бүх цахилгаан эрчим хүчийг бөөний зах зээлд борлуулах. Заримдаа хүйтэн цаг агаарт ч гэсэн цэлмэг тэнгэрийн дор цас ордог боловч энэ нь хөргөлтийн цамхгийн үйл ажиллагааны гаж нөлөө юм.
Дундаж дулааны цахилгаан станц нь хэдэн арван турбин, бойлероос бүрддэг. Хэрэв шаардлагатай цахилгаан, дулааны үйлдвэрлэлийн хэмжээг нарийн мэддэг бол түлшний зардлыг бууруулахад чиглэгддэг. Энэ тохиолдолд тооцоолол нь турбин, бойлерийн ачааллын найрлага, хувь хэмжээг сонгохдоо тоног төхөөрөмжийн ашиглалтын үр ашгийг хамгийн их байлгахад хүргэдэг. Турбин ба бойлеруудын үр ашиг нь төхөөрөмжийн төрөл, засваргүй ажиллах хугацаа, ажиллах горим болон бусад зүйлээс ихээхэн хамаардаг. Цахилгаан эрчим хүчний үнэ, дулааны хэмжээг харгалзан бөөний зах зээл дээр ажилласнаар хамгийн их ашиг олохын тулд хичнээн хэмжээний цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэж, борлуулахаа шийдэх өөр нэг асуудал бий. Дараа нь оновчлолын хүчин зүйл - ашиг ба тоног төхөөрөмжийн үр ашиг нь хамаагүй бага ач холбогдолтой юм. Үүний үр дүнд тоног төхөөрөмж нь бүрэн үр ашиггүй ажилладаг нөхцөл байдал байж болох ч үйлдвэрлэсэн цахилгаан эрчим хүчийг бүхэлд нь хамгийн их хэмжээгээр зарж болно.
Онолын хувьд энэ бүхэн эрт дээр үеэс ойлгомжтой, сайхан сонсогддог. Үүнийг практикт хэрхэн яаж хийх вэ гэдэг асуудал. Бид тоног төхөөрөмж тус бүр болон бүхэл бүтэн станцын үйл ажиллагааны симуляцийн загварчлалыг хийж эхэлсэн. Бид дулааны цахилгаан станц дээр ирээд бүх эд ангиудын параметрүүдийг цуглуулж, бодит шинж чанарыг нь хэмжиж, янз бүрийн горимд үйл ажиллагааг нь үнэлж эхэлсэн. Тэдгээрийн үндсэн дээр бид тоног төхөөрөмж тус бүрийн ажиллагааг дуурайх үнэн зөв загваруудыг бүтээж, оновчтой тооцоололд ашигласан. Цаашид бид математикийн ачаар бодит үр ашгийн 4 орчим хувийг олж авсан гэж би хэлэх болно.
Болсон. Харин бидний гаргасан шийдвэрүүдийг тайлбарлахаасаа өмнө СӨХ хэрхэн ажилладаг талаар шийдвэр гаргах логик талаас нь ярина.
Үндсэн зүйлүүд
Цахилгаан станцын гол элементүүд нь бойлер ба турбин юм. Турбинууд нь өндөр даралтын уураар хөдөлдөг бөгөөд энэ нь эргээд цахилгаан үүсгүүрийг эргүүлж, цахилгаан үүсгэдэг. Үлдсэн уурын энерги нь халаалт, халуун усанд зарцуулагддаг. Бойлер нь уур үүсгэдэг газар юм. Бойлерыг халааж, уурын турбиныг хурдасгахад маш их цаг хугацаа (цаг) шаардагдах бөгөөд энэ нь түлшний шууд алдагдал юм. Ачааллын өөрчлөлтөд мөн адил хамаарна. Та эдгээр зүйлсийг урьдчилан төлөвлөх хэрэгтэй.
ДЦС-ын тоног төхөөрөмж нь хамгийн бага боловч тогтвортой ажиллах горимыг багтаасан техникийн доод хязгаартай бөгөөд энэ нь орон сууц, үйлдвэрлэлийн хэрэглэгчдийг хангалттай дулаанаар хангах боломжтой юм. Ихэвчлэн шаардлагатай дулааны хэмжээ нь цаг агаар (агаарын температур) -аас шууд хамаардаг.
Нэгж бүр нь үр ашгийн муруй, хамгийн их ашиглалтын үр ашгийн цэгтэй байдаг: ийм ачаалалтай үед ийм ийм бойлер, ийм турбин хамгийн хямд цахилгааныг өгдөг. Хямд - хамгийн бага тодорхой түлшний зарцуулалт гэсэн утгаараа.
Бүх бойлерууд нэг уурын коллектор дээр ажилладаг, бүх турбинууд нь нэг коллектороор ажилладаг бол Орос дахь манай дулааны цахилгаан станцуудын ихэнх нь зэрэгцээ холболттой байдаг. Энэ нь тоног төхөөрөмжийг ачаалах үед уян хатан байдлыг нэмэгдүүлдэг боловч тооцооллыг ихээхэн хүндрүүлдэг. Станцын тоног төхөөрөмж нь өөр өөр уурын даралттай өөр өөр коллектор дээр ажилладаг хэсгүүдэд хуваагддаг. Хэрэв та дотоод хэрэгцээний зардал - насос, сэнс, хөргөлтийн цамхаг, үнэнийг хэлэхэд дулааны цахилгаан станцын хашааны гаднах сауныг нэмбэл чөтгөрийн хөл тасрах болно.
Бүх тоног төхөөрөмжийн шинж чанар нь шугаман бус байдаг. Нэгж бүр үр ашиг нь өндөр, бага байдаг бүс бүхий муруйтай байдаг. Энэ нь ачаалалаас хамаарна: 70% -д үр ашиг нь нэг байх болно, 30% -д өөр байх болно.
Тоног төхөөрөмж нь шинж чанараараа ялгаатай. Шинэ, хуучин турбин, бойлерууд байдаг бөгөөд өөр өөр загвартай нэгжүүд байдаг. Тоног төхөөрөмжийг зөв сонгож, хамгийн их үр ашигтай байх цэгүүдэд оновчтой ачаалснаар та түлшний зарцуулалтыг бууруулж, зардлыг хэмнэх эсвэл илүү их ашиг олох боломжтой болно.
ДЦС хэдий хэмжээний эрчим хүч үйлдвэрлэх шаардлагатайг яаж мэдэх вэ?
Төлөвлөлтийг гурван өдрийн өмнө хийдэг: гурван өдрийн дотор тоног төхөөрөмжийн төлөвлөсөн бүрэлдэхүүн тодорхой болно. Эдгээр нь асаах турбин, бойлерууд юм. Харьцангуй хэлэхэд өнөөдөр таван уурын зуух, арван турбин ажиллана гэдгийг бид мэднэ. Бид бусад тоног төхөөрөмжийг асаах эсвэл төлөвлөсөн төхөөрөмжийг унтрааж чадахгүй, гэхдээ бид бойлер бүрийн ачааллыг хамгийн багааас дээд тал руу өөрчилж, турбины хүчийг нэмэгдүүлж, бууруулж болно. Хамгийн дээд хэмжээнээс хамгийн бага хүртэлх алхам нь тоног төхөөрөмжөөс хамаарч 15-30 минут байна. Энд хийх даалгавар бол энгийн: оновчтой горимуудыг сонгож, үйл ажиллагааны тохируулгыг харгалзан тэдгээрийг хадгалах.
Энэ тоног төхөөрөмжийн найрлага хаанаас ирсэн бэ? Бөөний зах дээр хийсэн арилжааны үр дүнд үндэслэн тогтоосон. Хүчин чадал, цахилгааны зах зээл бий. Хүчин чадлын зах зээлд үйлдвэрлэгчид өргөдөл гаргадаг: "Тийм, ийм тоног төхөөрөмж байдаг, эдгээр нь засварын төлөвлөсөн тасалдлыг харгалзан хамгийн бага ба дээд хүчин чадал юм. Энэ үнээр 150 МВт, энэ үнээр 200 МВт, энэ үнээр 300 МВт-ыг нийлүүлэх боломжтой” гэв. Эдгээр нь урт хугацааны хэрэглээ юм. Нөгөөтэйгүүр, томоохон хэрэглэгчид "Бидэнд маш их эрчим хүч хэрэгтэй байна" гэсэн хүсэлт гаргадаг. Тодорхой үнийг эрчим хүч үйлдвэрлэгчид юугаар хангаж чадах, хэрэглэгчид юу авахыг хүсч байгаа уулзвар дээр тогтоодог. Эдгээр хүчин чадлыг өдрийн цаг бүрээр тодорхойлдог.
Дүрмээр бол дулааны цахилгаан станц нь бүх улиралд ойролцоогоор ижил ачаалал өгдөг: өвлийн улиралд үндсэн бүтээгдэхүүн нь дулаан, зуны улиралд цахилгаан байдаг. Хүчтэй хазайлт нь ихэвчлэн бөөний зах зээлийн ижил үнийн бүсэд байрлах станц эсвэл зэргэлдээх цахилгаан станцуудад гарсан осолтой холбоотой байдаг. Гэхдээ үргэлж хэлбэлзэл байдаг бөгөөд эдгээр хэлбэлзэл нь үйлдвэрийн эдийн засгийн үр ашигт ихээхэн нөлөөлдөг. Шаардлагатай хүчийг 50% -ийн ачаалалтай гурван бойлер эсвэл 75% -ийн ачаалалтай хоёр бойлер авч, аль нь илүү үр ашигтай болохыг хараарай.
Ахиу байдал нь зах зээлийн үнэ болон цахилгаан эрчим хүчний үйлдвэрлэлийн өртөгөөс хамаарна. Зах зээл дээр үнэ нь түлш түлэхэд ашигтай, харин цахилгаан зарах нь сайн. Эсвэл тодорхой цагт техникийн доод түвшинд очиж, алдагдлыг бууруулах шаардлагатай байж магадгүй юм. Шатахууны нөөц, өртгийн талаар та санаж байх хэрэгтэй: байгалийн хий нь ихэвчлэн хязгаарлагдмал байдаг бөгөөд дээд хязгаараас дээш хий нь түлшний тосыг дурдахгүй байх нь мэдэгдэхүйц үнэтэй байдаг. Энэ бүхэн нь ямар өргөдөл гаргах, өөрчлөгдөж буй нөхцөл байдалд хэрхэн хариу үйлдэл үзүүлэхийг ойлгохын тулд нарийн математик загвар шаарддаг.
Биднийг ирэхээс өмнө яаж хийсэн бэ
Тоног төхөөрөмжийн бодит байдлаас эрс ялгаатай шинж чанарууд дээр үндэслэн бараг цаасан дээр. Тоног төхөөрөмжийг туршиж үзсэний дараа нэн даруй тэд баримтын нэмэх эсвэл хасах 2%, жилийн дараа нэмэх эсвэл хасах 7-8% байх болно. Туршилтыг таван жил тутамд хийдэг, ихэвчлэн бага байдаг.
Дараагийн зүйл бол бүх тооцоог жишиг түлшээр хийдэг. ЗСБНХУ-д түлшний тос, нүүрс, хий, цөмийн үйлдвэрлэл гэх мэт өөр өөр станцуудыг харьцуулах тодорхой ердийн түлшийг авч үзэх схемийг баталсан. Генератор бүрийн тоть дахь үр ашгийг ойлгох шаардлагатай байсан бөгөөд ердийн түлш нь маш тоть юм. Энэ нь түлшний илчлэгээр тодорхойлогддог: нэг тонн стандарт түлш нь ойролцоогоор нэг тонн нүүрстэй тэнцүү байна. Янз бүрийн төрлийн түлшийг хөрвүүлэх хүснэгтүүд байдаг. Жишээлбэл, хүрэн нүүрсний хувьд үзүүлэлт бараг хоёр дахин муу байна. Гэхдээ калорийн агууламж нь рубльтэй холбоогүй юм. Энэ нь бензин, дизель түлштэй адил юм: хэрэв дизель түлш 35 рубль, 92 нь 32 рубльтэй бол дизель түлш нь илчлэгийн хувьд илүү үр дүнтэй байх нь үнэн биш юм.
Гурав дахь хүчин зүйл бол тооцооллын нарийн төвөгтэй байдал юм. Уламжлал ёсоор, ажилтны туршлага дээр үндэслэн хоёр, гурван сонголтыг тооцдог бөгөөд өмнөх үеийн түүхээс ижил төстэй ачаалал, цаг агаарын нөхцөлд хамгийн сайн горимыг сонгодог. Мэдээжийн хэрэг, ажилчид хамгийн оновчтой горимыг сонгож байгаа гэдэгт итгэдэг бөгөөд ямар ч математик загвар хэзээ ч тэднийг давж гарахгүй гэдэгт итгэдэг.
Бид очиж байна. Асуудлыг шийдэхийн тулд бид дижитал ихэр буюу станцын симуляцийн загварыг бэлтгэж байна. Энэ нь тусгай арга барилыг ашиглан бид тоног төхөөрөмж тус бүрийн технологийн бүх процессыг дуурайж, уур, ус, эрчим хүчний балансыг нэгтгэж, дулааны цахилгаан станцын үйл ажиллагааны үнэн зөв загварыг олж авдаг.
Загвар үүсгэхийн тулд бидний ашигладаг:
- Тоног төхөөрөмжийн дизайн ба техникийн үзүүлэлтүүд.
- Хамгийн сүүлийн үеийн тоног төхөөрөмжийн туршилтын үр дүнд үндэслэсэн шинж чанарууд: таван жил тутамд станц нь төхөөрөмжийн шинж чанарыг туршиж, сайжруулдаг.
- Боломжит бүх технологийн үзүүлэлт, зардал, дулаан, цахилгаан эрчим хүчний үйлдвэрлэлийн автоматжуулсан процессын хяналтын систем, нягтлан бодох бүртгэлийн системийн архивт байгаа өгөгдөл. Тодруулбал, дулаан, цахилгаан хангамжийн тоолуурын систем, түүнчлэн телемеханикийн системээс авсан өгөгдөл.
- Цаасан тууз болон дугуй диаграмаас авсан өгөгдөл. Тийм ээ, Оросын цахилгаан станцуудад тоног төхөөрөмжийн ашиглалтын параметрүүдийг бүртгэх аналоги аргуудыг одоо ч ашиглаж байгаа бөгөөд бид тэдгээрийг дижитал болгож байна.
- Үйл явцын автоматжуулсан системийн мэдрэгчээр бүртгэгдээгүй горимуудыг оруулаад горимуудын үндсэн параметрүүдийг байнга бүртгэдэг станцуудын цаасан бүртгэлүүд. Шугамын ажилтан дөрвөн цаг тутамд эргэн тойрон алхаж, уншилтыг дахин бичиж, бүх зүйлийг тэмдэглэлд бичдэг.
Өөрөөр хэлбэл, ямар горимд ажилласан, хэдий хэмжээний түлш нийлүүлсэн, температур, уурын зарцуулалт ямар байсан, гаралтаас хэдий хэмжээний дулаан, цахилгаан эрчим хүч авсан зэрэг мэдээллийн багцыг сэргээн засварласан. Ийм олон мянган багцаас зангилаа бүрийн шинж чанарыг цуглуулах шаардлагатай байв. Аз болоход бид энэ Data Mining тоглоомыг удаан хугацаанд тоглож чадсан.
Математик загвар ашиглан ийм нарийн төвөгтэй объектуудыг дүрслэх нь маш хэцүү байдаг. Манай загвар станцын ажиллах горимыг зөв тооцдог гэдгийг ерөнхий инженерт нотлох нь бүр ч хэцүү. Тиймээс бид дулааны цахилгаан станцын загварыг угсрах, дибаг хийх боломжийг олгодог тусгай инженерийн системийг ашиглах замыг сонгосон. Бид Америкийн TermoFlex компанийн Termoflow программыг сонгосон. Одоо Оросын аналогууд гарч ирсэн боловч тэр үед энэ багц нь ангидаа хамгийн шилдэг нь байсан.
Нэгж бүрийн хувьд түүний дизайн, технологийн үндсэн шинж чанарыг сонгосон. Систем нь дулааны солилцооны хоолой дахь хуримтлалын зэргийг харуулах хүртэл бүх зүйлийг логик болон физик түвшинд нарийвчлан тайлбарлах боломжийг олгодог.
Үүний үр дүнд станцын дулааны хэлхээний загварыг эрчим хүчний технологичдоор дүрсэлсэн байдаг. Технологичид програмчлал, математик, загварчлалыг ойлгодоггүй боловч нэгжийн загвар, нэгжийн оролт, гаралтыг сонгож, тэдгээрийн параметрүүдийг зааж өгч болно. Дараа нь систем өөрөө хамгийн тохиромжтой параметрүүдийг сонгож, технологич нь бүхэл бүтэн үйлдлийн горимд хамгийн их нарийвчлалыг олж авахын тулд тэдгээрийг сайжруулдаг. Технологийн үндсэн параметрүүдийн 2% -ийн загварын нарийвчлалыг баталгаажуулах зорилго тавьж, үүнд хүрсэн.
Үүнийг хийхэд тийм ч амар биш байсан: анхны өгөгдөл нь тийм ч үнэн зөв биш байсан тул эхний хоёр сард бид дулааны цахилгаан станцыг тойрон алхаж, даралт хэмжигчээс одоогийн заалтыг гараар уншиж, загварыг тохируулсан. бодит нөхцөл. Эхлээд турбин, бойлерийн загваруудыг хийсэн. Турбин болон бойлер бүрийг шалгасан. Загварыг туршихын тулд ажлын хэсэг байгуулж, дулааны цахилгаан станцын төлөөллийг багтаасан.
Дараа нь бид бүх тоног төхөөрөмжийг ерөнхий схемд нэгтгэж, СӨХ-ийн загварыг бүхэлд нь тохируулсан. Архивын сан хөмрөгт хоорондоо зөрчилдсөн мэдээлэл их байсан тул ажил хийх шаардлагатай болсон. Жишээлбэл, бид 105% -ийн ерөнхий үр ашигтай горимуудыг олсон.
Бүрэн хэлхээг угсрахдаа систем нь тэнцвэртэй горимыг үргэлж авч үздэг: материал, цахилгаан, дулааны балансыг нэгтгэдэг. Дараа нь бид угсарсан бүх зүйл нь багаж хэрэгслийн үзүүлэлтүүдийн дагуу горимын бодит параметрүүдтэй хэрхэн нийцэж байгааг үнэлдэг.
Юу болов
Үүний үр дүнд бид тоног төхөөрөмжийн бодит шинж чанар, түүхэн өгөгдөл дээр үндэслэн дулааны цахилгаан станцын техникийн үйл явцын үнэн зөв загварыг хүлээн авсан. Энэ нь зөвхөн туршилтын шинж чанарт үндэслэн таамаглахаас илүү үнэн зөв байх боломжийг олгосон. Үр дүн нь бодит үйлдвэрийн процессын симулятор, дулааны цахилгаан станцын дижитал ихэр юм.
Энэхүү симулятор нь өгөгдсөн үзүүлэлтүүд дээр үндэслэн "хэрэв бол ..." хувилбарт дүн шинжилгээ хийх боломжийг олгосон. Энэ загварыг мөн бодит станцын үйл ажиллагааг оновчтой болгох асуудлыг шийдвэрлэхэд ашигласан.
Дөрвөн оновчлолын тооцоог хийх боломжтой байсан:
- Станцын ээлжийн менежер дулаан хангамжийн хуваарийг мэддэг, системийн операторын тушаалыг мэддэг, цахилгаан хангамжийн хуваарийг мэддэг: хамгийн их ашиг авахын тулд аль төхөөрөмж ямар ачааллыг авахыг мэддэг.
- Зах зээлийн үнийн урьдчилсан таамаглал дээр үндэслэн тоног төхөөрөмжийн найрлагыг сонгохдоо: өгөгдсөн хугацаанд ачааллын хуваарь, гаднах агаарын температурын урьдчилсан тооцоог харгалзан бид төхөөрөмжийн оновчтой найрлагыг тодорхойлдог.
- Зах зээл дээр нэг өдрийн өмнө өргөдөл гаргах: тоног төхөөрөмжийн найрлага нь мэдэгдэж, үнийн илүү нарийн таамаглал байгаа үед. Бид тооцоолж, өргөдөл гаргадаг.
- Тэнцвэржүүлэгч зах зээл нь цахилгаан, дулааны хуваарь тогтсон энэ өдрийн дотор аль хэдийн байна, гэхдээ өдөрт хэд хэдэн удаа, дөрвөн цаг тутамд тэнцвэржүүлэгч зах зээл дээр арилжаа явагддаг тул та өргөдөл гаргаж болно: "Би танаас нэмж оруулахыг хүсч байна. Миний ачаалалд 5 МВт.” Энэ нь хамгийн их ашгийг өгөх үед бид нэмэлт ачилт эсвэл буулгах хувийг олох хэрэгтэй.
Тест
Туршилтыг зөв хийхийн тулд бид станцын төхөөрөмжийг ачаалах стандарт горимыг ижил нөхцөлд тооцоолсон зөвлөмжүүдтэй харьцуулах шаардлагатай байв: төхөөрөмжийн бүтэц, ачааллын хуваарь, цаг агаар. Хэдэн сарын хугацаанд бид тогтвортой цагийн хуваарийн дагуу өдрийн 4-6 цагийн интервалыг сонгосон. Тэд станцад (ихэвчлэн шөнийн цагаар) ирж, станц ажиллах горимд шилжихийг хүлээж, дараа нь симуляцийн загварт тооцоолсон. Хэрэв станцын ээлжийн ахлагч бүх зүйлд сэтгэл хангалуун байсан бол хавхлагыг эргүүлж, төхөөрөмжийн горимыг өөрчлөхийн тулд үйл ажиллагааны ажилтнуудыг илгээсэн.
Үүний дараа өмнөх болон дараах үзүүлэлтүүдийг харьцуулсан. Оргил ачааллын үед, өдөр, шөнө, амралтын өдрүүд, ажлын өдрүүдэд. Горим бүрт бид түлшний хэмнэлтэд хүрсэн (энэ даалгаварт маржин нь түлшний зарцуулалтаас хамаарна). Дараа нь бид шинэ дэглэмд бүрэн шилжсэн. Станц бидний зөвлөмжийн үр дүнтэй гэдэгт хурдан итгэж, туршилтын төгсгөлд тоног төхөөрөмж бидний урьд өмнө тооцоолж байсан горимд ажиллаж байгааг бид улам бүр анзаарсан гэж хэлэх ёстой.
Төслийн үр дүн
Байгууламж: Хөндлөн холболттой ДЦС, 600 МВт цахилгаан эрчим хүч, 2 Гкал дулааны эрчим хүч.
Баг: CROC - долоон хүн (технологийн мэргэжилтнүүд, шинжээчид, инженерүүд), ДЦС - таван хүн (бизнесийн мэргэжилтнүүд, гол хэрэглэгчид, мэргэжилтнүүд).
Хэрэгжүүлэх хугацаа: 16 сар.
Үр дүн:
- Бид дэглэм барих, бөөний худалдааны зах зээлд ажиллах бизнесийн үйл явцыг автоматжуулсан.
- Эдийн засгийн үр нөлөөг баталгаажуулсан бүрэн хэмжээний туршилтыг явуулсан.
- Ашиглалтын явцад ачааллыг дахин хуваарилснаар 1,2% түлш хэмнэсэн.
- Тоног төхөөрөмжийн богино хугацааны төлөвлөлтийн ачаар түлшний 1% хэмнэв.
- Бид ахиу ашгийг нэмэгдүүлэх шалгуурын дагуу DAM дээрх хэрэглээний үе шатуудын тооцоог оновчтой болгосон.
Эцсийн үр нөлөө нь ойролцоогоор 4% байна.
Төслийн эргэн төлөгдөх хугацаа (ROI) нь 1-1,5 жил байна.
Мэдээж энэ бүхнийг хэрэгжүүлж, туршихын тулд бид олон процессыг өөрчилж, дулааны цахилгаан станцын удирдлагуудтай ч, нийт үйлдвэрлэдэг компанитай ч нягт хамтран ажиллах шаардлагатай болсон. Гэхдээ үр дүн нь үнэ цэнэтэй байсан нь гарцаагүй. Станцын дижитал ихэрийг бий болгож, оновчтой төлөвлөлтийн журмыг боловсруулж, эдийн засгийн бодит үр нөлөөг авах боломжтой болсон.
Эх сурвалж: www.habr.com
