Báo cáo thực tập vận hành kinh tế hệ thống điện doc

Bên cạnh đó là phải sử dụng các nguồn năng lượng một cách hợp lý, phân phối hợp lý cho cácnguồn phát chủ yếu là các nhà máy thủy điện và nhiệt điện hiện có.. - Hai nhà thầu phụ cung cấp

MỤC LỤCLỜI NÓI ĐẦU 3

PHẦN I CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐIỆN VÀ MỘT SỐ THÔNG SỐ KỸ THUẬT CHÍNH CỦA NHÀ MÁY 4

I Công nghệ sản xuất điện 4

II Thông số kỹ thuật của Tuabin, máy phát, lò hơi 5

III Sơ đồ nguyên lý nhà máy nhiệt điện Phả Lại 7

1 Sơ đồ khối 7

PHẦN 2 ĐẶC TÍNH NĂNG LƯỢNG CỦA CÁC THIẾT BỊ CHÍNH TRONG NHÀ

I ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH NĂNG LƯỢNG CHO LÒ HƠI 11

1 Tính hiệu suất lò hơi11

2 Sử dụng phương pháp bình phương cực tiểu xây dựng hàm f(D) 13

3 Đường đặc tính tiêu hao năng lượng thực tế của dây chuyền 1 nhà máy nhiệt điện

Phả Lại. 13

II ĐẶC TÍNH NĂNG LƯỢNG CỦA TUABIN 15

PHẦN 3: CÁC LOẠI CHI PHÍ TRONG NHÀ MÁY 17

1 Chi phí nhiên liệu 17

2 Chi phí khởi động 18

3 Chi phí chạy không tải 18

4 Chi phí vận hành và bảo dưỡng (O&M) 19

PHẦN 4: VẬN HÀNH KINH TẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN PHẢ LẠI 27

NHIỆM VỤ VÀ VỊ TRÍ CỦA NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN PHẢ LẠI TRONG HỆ THỐNG

II PHÂN PHỐI PHỤ TẢI TỐI ƯU GIỮA 2 LÒ. 27

III THIẾT LẬP BÀI TOÁN VÂN HÀNH KINH TẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN PHẢ LẠI 28

1 Hàm mục tiêu 28

2 Điều kiện ràng buộc 28

PHẦN 5: VẬN HÀNH KINH TẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN PHẢ LẠI TRONG ĐIỀU KIỆN THỊ TRƯỜNG ĐIỆN 31

I TỔNG QUAN THỊ TRƯỜNG ĐIỆN VIỆT NAM 31

1 Vài nét về thị trường điện hiện nay. 31

2 Nguyên tắc hoạt động. 33

3.Thanh toán thị trường. 36

3.1 SỰ SẴN SÀNG CỦA NHÀ MÁY ĐỂ THAM GIA VÀO THỊ TRƯỜNG ĐIỆN.

37

3.2 NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN PHẢ LẠI TRONG THỊ TRƯỜNG ĐIỆN 39

PHẦN 6: KẾT LUẬN 42

LỜI NÓI ĐẦU

Nước ta là một nước đang phát triển cũng như đang trong thời kì công nghiệp hóahiện đại hóa, chính vì vậy mà nhu cầu về điện năng không ngừng gia tăng đòi hỏi ngànhđiện phải ngày càng phát triển để đáp ứng nhu cầu cả về số lượng và chất lượng Bên cạnh

đó là phải sử dụng các nguồn năng lượng một cách hợp lý, phân phối hợp lý cho cácnguồn phát chủ yếu là các nhà máy thủy điện và nhiệt điện hiện có

Đợt thực tập kéo dài một tuần tại công ty cổ phần Nhiệt điện Phả Lại mang lại cho emrất nhiều kiến thức bổ ích

- Thứ nhất là, rút hẹp khoảng cách giữa kiến thực và thực tế và quan trọng hơn làđịnh hình được mục đích của những môn học thầy cô đang trang bị cho mình

- Thứ hai là ý thức được công việc mình có thể làm sau này và những kiến thức,những kỹ năng mình phải trang bị thêm

Để có được sự thành công trong đợt thực tập này em xin trân thành cảm ơn các thầy,các cô trong khoa đã trang bị cho chúng em những kiến thức cơ bản về Nguyên lý thiết bị,

về Vận hành kinh tế…

Những kiến thức được trang bị giúp chúng em tránh khỏi những bỡ ngỡ trong đợt thựctập và em cũng xin gửi lời cảm ơn đến thầy Nguyễn Chí Thông và thầy Lương Bá Ngọc

là những kỹ sư đã tận tình chỉ bảo cho chúng em

Trong quá trình thực tập và làm báo cáo được sự giúp đỡ của các thấy cô giáo em đã

cố gắng hết sức mình để hoàn thành đồ án nhưng không thể tránh khỏi những thiếu sót vàhạn chế Em mong nhận được sự chỉ dẫn và giúp đỡ của các thầy cô giáo để em có thểhoàn thiện hơn kiến thức của mình

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội ngày 20 tháng 11 năm 2012

Sinh Viên PHAN LONG BIÊN

PHẦN I CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐIỆN VÀ MỘT SỐ THÔNG SỐ KỸ THUẬT CHÍNH

CỦA NHÀ MÁY

I Công nghệ sản xuất điện

 Nhà máy nhiệt điện Phả Lại có 2 dây chuyền:

Ngày 28/10/1983 tổ máy 1 khởi động, phát điện và hòa lưới điện quốc gia

Ngày 1/9/1984 tổ máy 2, ngày 12/12/1985 tổ máy 3, 29/11/1986 tổ máy 4 lần lượt đivào hoạt động, cung cấp cho lưới điện quốc gia 2,8 tỉ KWh/năm

-Dây chuyền 2:

Dây chuyền 2 được khởi công xây dựng ngày 8/6/1998 với tổng diện tích mặt bằng xâydựng 770.929m2, có tổng công suất lắp đặt toàn nhà máy 600MW, gồm 2 tổ máy, côngsuất mỗi tổ máy là 300MW được lắp đặt theo sơ đồ khối bao gồm 1 tuabin, 1 lò hơi Dựkiến tổng công suất điện năng nhà máy có thể cung cấp cho hệ thống điện quốc giakhoảng 3,6 tỉ KWh/năm

Các tổ hợp nhà thầu tham gia xây dựng nhà máy bao gồm:

- Công ty Sumitomo (Nhât) trách nhiệm lãnh đạo tổng hợp

- Công ty dịch vụ kỹ thuật Stone&Webster (Mỹ) trách nhiệm điều phối lãnh đạo kỹthuật dự án

- Công ty dịch vụ và kỹ thuật xây dựng Huyndai (Hàn Quốc) thầu chính xây lắp

- Công ty năng lượng Mitsui Babock (Anh) cung cấp hai tổ hợp lò hơi của dự án

- Hai nhà thầu phụ cung cấp thiết bị của Sumitomo là: Công ty General Electric (Mỹ)cung cấp 2 tổ máy Tuabin-máy phát 2x300MW và công ty xây dựng Barclay Mowlem(Úc) cung cấp hệ thống bốc dỡ than

- Hai nhà thầu phụ xây lắp của Việt Nam : Lilama, Coma.

 Công nghệ: cả 2 dây chuyền đều là nhiệt điện kiểu đốt than

II Thông số kỹ thuật của Tuabin, máy phát, lò hơi

Bảng 1: THÔNG SỐ CÁC DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT

THÔNG SỐ THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN 1 DÂY CHUYỀN 2

SẢN LƯỢNG ĐIỆN (6500 GIỜ/NĂM) 2,86 tỷ kWh / năm 3,68 tỷ kWh / năm

Nhiệt độ hơi quánhiệt

thoát Ống thép cho mỗi

lò Ф4,5 m

III Sơ đồ nguyên lý nhà máy nhiệt điện Phả Lại

1 Sơ đồ khối

Nước từ sông Thái Bình

Kho than

Bốc dỡ

Lò Hơi Bơm

Hình 2: Sơ đồ nguyên lý nhà máy Nhiệt điện Phả Lại

- Than được đưa về từ đường sông và đường sắt, được cho vào kho than nguyênhoặc chuyển thẳng lên hệ thống nghiền than bằng hệ thống băng tải

- Than bột được phun vào lò hơi cùng với dầu bằng các ống phun Trong lò hơithan và dầu được đốt cháy làm nước bốc hơi và nâng nhiệt độ hơi nước lên nhiệt độ quyđịnh (hơi quá nhiệt), từ đó hơi quá nhiệt được đưa sang làm quay tuabin và tuabin kéomáy phát điện quay và phát ra điện

- Điện được đưa vào trạm điện và hòa vào lưới điện Quốc gia

- Tuabin và máy phát được làm mát bằng hydro

- Nước được bơm từ trạm bơm tuần hoàn, một phần cung cấp cho hệ thống xử lýnước và hệ thống điện phân, nước còn lại sau khi làm mát bình ngưng được đưa ra sôngbằng kênh thải

3 Một số chỉ tiêu trong vận hành kỹ thuật của nhà máy.

(Có kèm bản vẽ chú thích)

 Dây chuyền 1

-Lò hơi: nhiệt độ là 10170C khi đốt ( bột than được gia nhiệt đến 2120C,không khí được gia nhiệt đến 4100C)

-Bao hơi: dày 88mm, nhiệt độ hơi quá nhiệt là 5350C áp suất 90 atm

-Khói qua đoạn cuối của đỉnh lò có nhiệt độ 6330C được dùng để gia nhiệtcho nước ngưng lên 2330C và gia nhiệt không khí lên 4100C

-Máy nghiền than gồm 65 tấn bi ∅40

 So sánh 2 dây chuyền

+ Giống:

-Lò hơi dùng tuabin cao áp

-Đều là nhà máy nhiệt điện kiểu đốt than+ Khác:

-DC1: điều khiển bằng kỹ thuật tương tự

-DC2: điều khiển bằng kỹ thuật số (DSC) và có áp dụng thêm công nghệchống đóng xỉ lò hơi và bộ khử SOx

 Các loại công suất trong nhà máy.

Bảng 2: Thông số thiết kế

THÔNG SỐ THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN 1 DÂY CHUYỀN 2

CÔNG SUẤT TÁC

TỐC ĐỘ TĂNG CÔNG

TỐC ĐỘ GiẢM CÔNG

Bảng 3: CÁC LOẠI CÔNG SUẤT CỦA TUABIN VÀ LÒ HƠI (DC1)

Công suất định

Công suất dự trữ

PHẦN 2 ĐẶC TÍNH NĂNG LƯỢNG CỦA CÁC THIẾT BỊ CHÍNH TRONG NHÀ MÁY

 Mục tiêu: Xây dựng đường đặc tính năng lượng:

- Cho lò hơi để đánh giá mức độ tương quan giữa lưu lượng hơi và hiệu suất lò

- Còn cho tuabin là giữa Công suất phát và nhiệt lượng tuabin sản xuất ra điện

 Đây là một trong những thông số giúp ta xây dựng kế hoạch vận hành tối ưucho nhà máy

 Các thông số kỹ thuật: Xem trong bảng 1

 Phương pháp xây dựng

I ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH NĂNG LƯỢNG CHO LÒ HƠI

Ƞ lò = f(D)

Bước 1: Tính hiệu suất của lò hơi tương ứng với các mức lưu lượng hơi tương ứng Bước 2: Sử dụng phương pháp bình phương cực tiểu xác định hàm f(D) và đánh giá sai

số

1 Tính hiệu suất lò hơi

-Đối với dây chuyền 2 do có cân điện tử để đo lượng than đưa vào nên có thểtính được hiệu suất lò bằng phương pháp cân bằng nhiệt thuận

Q đv = Q lv

t =Q hi +Q tt

Q đv : Nhiệt lượng của than đưa vào

Q hi : Nhiệt lượng hữu ích

Q tt : Nhiệt lượng tổn thất

D: Năng suất hơi

i: entanpi lấy từ thí nghiệm của hơi bão hòa và của nước cấp

-Đối với dây chuyền 1 do không có cân than điện tử, không tính được Q đv

nên hiệu suất lò hơi sẽ được tính thông qua cân bằng nhiệt nghịch bằng cách

Q 3 : Tổn thất nhiệt hóa học

Tại Phả Lại Q 3 được tính bằng 0 do lượng không khi đưa vào đảm bảo để cháy hết,

lượng không khí dư làm tăng Q 2

Q 4 : Tổn thất nhiệt cơ học (Phụ thuộc vào kích thước than, phương pháp đốt)

100

lv

tro trobay

lv

C A

(Gồm tổn thất của tro bay theo khói mang theo nhiệt và Than không cháy hết)

Q 5 : Tổn thất nhiệt ra môi trường xung quanh

0,55. đm

lv

D D

Q 6 : Tổn thất của xỉ

Xỉ có nhiệt độ 6000C khi ra khỏi lò vì thế nó mang theo thất thoát nhiệt và tổn thất nàychiếm khoảng 0,4%

 Như vậy với phương pháp cân bằng nhiệt nghịch này ta tính được Q hi , Q tt

và từ đó suy ra Q đv và tính được Ƞ nghịch

Khi hai lò vận hành song song:

B A

B B l A

Ta coi Ƞ lò là biến phụ thuộc hay biến được giải thích và D là biến độc lập hay biến giải

thích ta sẽ xây dựng được bài toán và tính được hàm (*) nhờ phương pháp Bình phương cực tiểu

3 Đường đặc tính tiêu hao năng lượng thực tế của dây chuyền 1 nhà máy nhiệt điện Phả Lại.

Bảng 3: Thông số v n hành lò hơi ận hành lò hơi

ST

ĐƠN VỊ

TRỊ SỐ

1 Lưu lượng hơi quá nhiệt Kg/s 256 243

2 Áp suất hơi bão hoà trong

4 Áp suất hơi quá nhiệt Kg/cm 2 174,6 174,1

6 Lưu lượng hơi quá nhiệt

7 Áp suất hơi vào quá nhiệt

8 Nhiệt độ hơi vào bộ quá

nhiệt trung gian

13 Nhiệt độ nước cấp ra khỏi

bộ hâm nước

η lò

160 180 190 200 220 D(tấn/h)

-Hiệu suất lò hơi kinh tế 87% khi D = 190 tấn/giờ

-Vùng làm việc kinh tế là khoàng 190 – 210 tấn/giờ

II ĐẶC TÍNH NĂNG LƯỢNG CỦA TUABIN

Đặc tính năng lượng của tua bin ngưng hơi là hàm số biểu thị mối quan hệ giữa nhiệtlượng tiêu hao cho tua bin để sản xuất ra điện với phụ tải điện tương ứng

Phương trình đặc tính của tua bin ngưng hơi van tiết lưu có thể được viết ở dạng sau:

Q = f(N)

Bước 1: Thu thập các thông số vận hành cần thiết.

Bảng 4: Thông số vận hành tuabin

Bước 2: Sử dụng phương pháp bình phương cực tiểu xây dựng đường đặc tính của

Tuabin và ước lượng các sai số

q (kcal/kwh)

110

N (MWh)

Hình 3: Đường đặc tính tuabin

Trên hình vẽ ta thấy Nkt =89 MW

PHẦN 3: CÁC LOẠI CHI PHÍ TRONG NHÀ MÁY

 Mục tiêu: Thống kê các loại chi phí nhằm 2 đích là:

-Định giá (Chi phí sản xuất điện – VND/Kwh)

-Là dữ liệu đầu vào cho bài toán cực tiểu hóa chi phí vận hành nhà máy điện

 Các loại chi phí: Dưới đây là các số liệu của năm 2011, do nhà máy tham

gia vào Thị trường điện nên các số liệu của 2012 vẫn chưa được công bố đầy đủ

1 Chi phí nhiên liệu

Bảng 5: Chi phí biến đổi

Bảng 6: Chi phí nhiên liệu

2009

Thực hiện năm2010

Kế hoạch năm2011

2 Chi phí khởi động

Bảng 7: Chi phí khởi động

3 Chi phí chạy không tải

Ở nhà máy Nhiệt điện Phả Lại nếu cắt điện ra khỏi lưới thì sau 4 phút tổ máy sẽ dừngnên chi phi chạy không tải không được xét đến

4 Chi phí vận hành và bảo dưỡng (O&M)

Bảng 8: Chi phí O&M

Diễn giải Thực hiện

năm 2009

Kế hoạch năm 2010

TH 8 tháng năm 2010

Ước TH năm 2010

Kế hoạch năm 2011

- Chi phí sửa

5 Chi phí khác

Bảng 9: Chi phí khác

Diễn giải Thực hiện năm 2009 Kế hoạch năm

2010

TH 8 tháng năm 2010

Ước TH năm 2010

Kế hoạch năm 2011

1.Chi phí sản xuất chung 1,202,948.74 1,317,663.98 893,527.31 1,265,658.03 1,273,175.16

+ Lương nhân viên 7,310.70 24,299.55 4,890.48 22,064.88 26,000.61

+ Thuế tài nguyên 4,737.00 4,000.00 3,080.88 4,737.00 4,737.00

- Chi phí trực tiếp khác 31,306.41 46,477.25 17,980.42 45,445.26 48,274.93

2.Chi phí Q.lý doanh nghiệp 72,737.60 64,350.03 49,506.85 64,369.59 67,546.33

+ Công tác phí, đi phép 604.99 500.00 396.33 594.49 500.00

+ CP trả tiền mua C/s (điện năng)

-+ Chi nghiên cứu khoa học, sáng

-Chi phí q.lý d.nghiệp khác 3,740.59 7,112.00 3,381.27 5,071.90 6,527.37

+ Bảo vệ, Phòng cháy, bão lụt 116.27 150.00 83.22 124.83 150.00

+ Chi phí ăn ca 1,751.17 2,535.00 1,222.81 1,834.21 2,535.00

+ Chi phí trợ cấp mất việc làm 1,150.00 - - 1,150.00

3 Chi phí bán hàng

CHI PHÍ HOẠT ĐỘNG TÀI CHÍNH

- Chênh lệch tỷ giá gốc vay trả

- Chi phí hoạt động tài chính khác (13,258.00)

Cộng CP hoạt động tài chính 703,119.35 293,266.98 126,448.90 708,696.90 454,001.92

PHẦN 4: VẬN HÀNH KINH TẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN PHẢ LẠI

I NHIỆM VỤ VÀ VỊ TRÍ CỦA NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN PHẢ LẠI TRONG HỆ

THỐNG ĐIỆN

 Vị trí trên biểu đồ phị tải: Nhiệt điện Phả Lại chiếm 5,17% trong hệ thống

điện Việt Nam

-Tham gia xây lắp, bảo dưỡng các nhà máy Nhiệt điện khác

-Đào tạo kĩ sư

II PHÂN PHỐI PHỤ TẢI TỐI ƯU GIỮA 2 LÒ.

Trong một khối có hai lò thường làm việc song song.Mỗi lò có đặc tính vận hành riêngcủa nó như hiệu suất khác nhau và tương ứng là lượng than tiêu hao khác nhau.Vấn đề đặt

ra là tương ứng với tổng sản lượng nhiệt của khối lò cần phát, cần phân phối phụ tải giữacác lò như thế nào để tổng lượng tiêu hao than tương ứng của khối lò là nhỏ nhất Tổnglượng than tiêu hao của khối tính theo công thức:

B = B1 + B2 = f1(Q1) + f2(Q2)

Trong điều kiện Q = Q1 + Q2 , cần xác định B min

Để đơn giản ta giải bài toán cực tiểu này bằng phương pháp đồ thị như sau:

- Xây dựng đặc tuyến tiêu hao than (đã trình bày ở mục trên )

Trong đó

Q : sản lượng nhiệt

th : hiệu suất thô của lò

btc : suất tiêu hao than

- Xây dựng đặc tuyến suất tăng nhiêu liệu tương đối:

D Phân phối tối ưu phụ tải cho các tổ máy trong nhà máy như sau:

1 Hàm mục tiêu

Trong đó, các thành phần chi phí để sản xuất điện là:

- Chi phí nhiên liệu bao gồm chi phí than, dầu, kho bãi, vận chuyển

- Chi phí vận hành bao gồm chi phí khởi động (dầu FO), chi phí chạy không tải, chiphí ngừng máy

- Chi phí bảo dưỡng bao gồm chi phí định kỳ ( trung tu, đại tu) và không định kỳ(tiểu tu, sự cố).

- Chi phí quản lý bao gồm chi phí nhân công và các chi phí khác

2 Điều kiện ràng buộc

- Tốc độ tăng công suất của các tổ máy Vtcsj ≤ 3MW/phút (j =1,6)

- Tốc độ giảm công suất của các tổ máy Vgcsj ≤ 3MW/phút (j =1,6)

- Giới hạn công suất phát:

Tổ máy 1,2,3: 74MW ≤ Pj ≤ 110MW (j = 1,3)Tổ máy 4 : 37MW  P4 110 MW

Tổ máy 5,6 : 220MW ≤ Pj ≤ 300MW (j =5,6)

- Đáp ứng nhu cầu phụ tải

Khi không xét đến tổn thất trong mạng

Khi xét đến tổn thất trong mạng

Với P = f (P1, P2, P3, P4, P5, P6): tổng tổn thất trên mạng

- Thời gian chạy máy tối thiểu của các tổ máy sau khi đã nối lưới 120 phút (2 giờ)

- Thời gian ngừng máy tối thiểu của các tổ máy sau khi đã ngừng máy 4320 phút (72giờ)

IV PHÂN PHỐI PHỤ TẢI TỐI ƯU CỦA NHÀ MÁY CHO GIAI ĐOẠN HIỆN

NAY

Trong giai đoạn trước năm 2010 với tình hình thiếu điên, nhằm đảm bảo cung cấp tối

đa công suất cho hệ thống, nhà máy bắt buộc phát tối đa công suất nên nhà máy chưa có

cơ hội để các nhà máy điện nói chung và nhà máy nhiệt điện Phả Lại nói riêng có điềukiện phân phối tối ưu phụ tải Phân phối được nhà máy áp dụng dựa trên 2 yếu tố sau:

- Ưu tiên phát tổ máy có suất tiêu hao nhiên liệu từ thấp đến cao

- Đảm bảo tính an toàn vận hành ưu tiên phân phối cho dây chuyền 2 trước (do dâychuyền 1 đã cũ thường xảy ra sự cố)

Cùng với 2 nguyên tắc trên và hiện tại nhà máy đang trung tu tổ máy 2 và đại tu tổ máy

5 nên chỉ còn tổ máy 1,2,3,4,6

Bảng 10: Thứ tự đầy tải

Tổ máy Suất tiêu hao than tiêu chuẩn