Bài giảng Kinh tế vận hành hệ thống: Chương 1 - Đặc điểm cơ bản và các chỉ tiêu sản xuất năng lượng được biên soạn với các nội dung chính sau: Đặc điểm công nghệ và tính chất của sản phẩm; Tác động của sản xuất năng lượng; Hệ thống biến đổi năng lượng; Phân loại các nhà máy điện; Chỉ tiêu và khái niệm cơ bản về SX năng lượng;... Mời các bạn cùng tham khảo bài giảng!
KINH TẾ VẬN HÀNH HỆ THỐNG PHẦN KINH TẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CHƯƠNG ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN VÀ CÁC CHỈ TIÊU SẢN XUẤT NĂNG LƯỢNG 1.1 Đặc điểm cơng nghệ tính chất sản phẩm ▪ Gắn bó chặt chẽ sản xuất, truyền tải tiêu thụ - Nhịp độ sản xuất, truyền tài phụ thuộc vào tiêu thụ - Sản xuất, truyền tài đáp ứng nhu cầu tức thời ▪ Trình độ giới hóa, tự động hóa, chun mơn hóa cao ▪ Sản xuất liên tục với sản lượng lớn - Tính sẵn sàng nhà máy hệ thống - Dự trữ thích hợp để lập lại cân cho hệ thống ▪ Thiết bị cung cấp lượng có mục đích riêng biệt Tính chất sản phẩm: ▪ Khơng có khả dự trữ kinh tế quy mơ lớn ▪ Sản phẩm đơn giản: - Chủng loại sản phẩm - Đồng (định nghĩa vật lý, thơng số kỹ thuật, chất lượng) - Khơng có bán thành phẩm, sản phẩm dở dang, phế phẩm ▪ Nhu cầu lượng thay đổi theo thời gian ▪ Sản phẩm vơ hình – cẩn thận sử dụng ▪ Có khả chuyển hóa thành dạng lượng khác ▪ Điện có tính đàn hồi thấp thời gian ngắn 1.2 Tác động sản xuất lượng Tác động tích cực ▪ Nâng cao suất lao động cho ngành khác ▪ Cải thiện điều kiện làm việc cho người lao động ▪ Nâng cao chất lượng sống người Tác động tiêu cực ▪ Không thuận tiện dự trữ ▪ Yêu cầu vốn đầu tư lớn ▪ Thời gian xây dựng công trình dài - Tua bin khí tháng -1 năm, Thủy điện năm-8năm, Điện hạt nhân năm -10 năm ▪ Yêu cầu nguồn lượng sơ cấp lớn - 1995 than sử dụng cho sản xuất điện chiếm 21% NLSC - Năm 2020 than nội địa 40 triệu tấn/năm, dự báo năm 2045 than nhập 73.8 triệu tấn/năm (VNL) ▪ Sản xuất lượng gây ô nhiễm nặng nề 1.3 Hệ thống biến đổi lượng ▪ Công nghệ nhà máy nhiệt điện gồm trình: - Q trình nhiên liệu - Q trình khơng khí khói - Q trình nước cấp, nước nước ngưng - Quá trình nước làm lạnh ▪ Quá trình nhiên liệu (Nhà máy nhiệt điện than) - Than chở đến nhà máy - Than đưa vào phễu chứa than thiết bị đập vụn sấy khô sau đưa vào thùng nghiền - Than bột thổi vào buồng lửa - Phần cứng không cháy hết vận chuyển vào bãi xỉ ▪ Q trình khơng khí khói - Khơng khí hút từ ngồi nhờ quạt gió - Được sấy nóng thổi vào buồng lửa (Khơng khí vận chuyển than bột vào lị) - Khơng khí dùng để đốt cháy nhiên liệu - Khơng khí dùng để đốt cháy hồn tồn nhiên liệu - Khói sinh theo đường khói đến ống khói ngồi ▪Q trình nước cấp, nước nước ngưng - Q trình kín - Bổ sung thêm nước để bù tổn thất nước nước - Nước cấp khử khí bơm vào lị - Hơi nhiệt từ lò vào tuabin - Hơi nước vào bình ngưng, ngưng lại bơm lại trình - Nước cấp gia nhiệt trích từ tuabin (20%-30% vào tuabin), sau gia nhiệt ngưng lại thành nước bơm lại ▪ Quá trình nước làm lạnh - Nước làm lạnh đưa vào bình ngưng để làm ngưng đọng nước bình ngưng - Q trình hở kín ▪ Q trình làm lạnh hở (Làm lạnh trực lưu) - Nước làm lạnh lấy từ sông, lọc bơm vào bình ngưng để làm ngưng đọng nước - Sau thải hạ lưu ▪ Q trình làm lạnh kín (Làm lạnh tuần hồn) - Nước làm lạnh nóng lên nước truyền nhiệt - Bơm hệ thống làm bốc nước tháp làm lạnh - Khơng khí truyền nhiệt, nước làm lạnh, ngưng tụ - Trở bể chứa tháp làm lạnh - Nước bổ sung lấy sông, xử lý đưa vào bể chứa tháp làm lạnh SSơ Sơ đồ làm lạnh tuần hoàn Tháp làm lạnh Hơi nước từ tuabin BN Lò Hơi Bình gia nhiệt Nước ngưng Bơm tuần hồn Nước xả tháp Nước bổ sung SSơ Sơ đồ nguyên lý nhà máy nhiệt điện ngưng 1.4 Phân loại nhà máy điện ▪ Phân loại nhằm phục vụ quản lý, lập kế hoạch, phân tích ▪ Tiêu chuẩn phân loại: - Nguồn NLSC sử dụng: Nhà máy chạy than, dầu, khí, TĐ - Nhiệm vụ nhà máy hệ thống: + Nhà máy chạy (5000h-7500h), hệ số tải 50%– 70% + Nhà máy chạy nửa đỉnh (2000h-5000h), hệ số tải 20% – 40% + Nhà máy chạy đỉnh (600h-2000h), hệ số tải 0%– 10% + Độc lập không làm việc hệ thống - Đặc điểm trình sản xuất: + Thủy điện đập tràn, hồ chứa, tích + Nhiệt điện ngưng hơi, TT nhiệt điện, chu trình hỗn hợp - Chất lượng nhiên liệu sử dụng: Than xấu, than tốt - Kiểu làm lạnh (trực lưu, tuần hồn) - Tình trạng thiết bị: Nhà máy mới, nhà máy cũ lạc hậu ▪ Tổng công suất dự trữ nhà máy điện Ndtrữ = Nđđộ - P ▪ Hệ số dự trữ 𝑁đđ − 𝑃 𝑟= 100 (%) 𝑁đđ ▪ Hệ số dự trữ thường tính với cơng suất điều độ cực đại 𝑁đđ MAX − 𝑃max 𝑟= 100 (%) 𝑁đđ MAX ▪ Cơng suất dự trữ tức thời (dự phịng quay) - Một phần tổng cơng suất dự trữ tiếp nhận phụ tải sau khoảng thời gian chậm phút - Các tổ máy làm việc, tổ máy mở máy nhanh - Dự trữ tức thời gọi dự trữ quay ▪ Cơng suất dự trữ nóng (dự trữ nhanh) - Một phần tổng cơng suất dự trữ, tiếp nhận phụ tải sau thời gian chậm 30 phút - Các tổ máy vận hành chưa đầy tải, chạy không tải tổ máy phụ trách dự trữ tức thời có tốc độ tăng phụ tải khơng cao -Tốc độ tăng phụ tải (lò, tuabin, máy phát) tính MW/ phút % cơng suất định mức/ phút - Mỗi thiết bị có khả tăng tải riêng, tăng tải nhanh dễ gây nguy hiểm ▪ Công suất dự trữ nguội (Dự trữ chậm) - Cơng suất dự trữ nguội phần cịn lại tổng công suất dự trữ, sau trừ dự trữ tức thời dự trữ nóng tiếp nhận phụ tải sau thời gian lớn 30 phút - Các thiết bị trạng thái không làm việc - Sử dụng để thay thiết bị ngừng việc để sửa chữa kiểm tra theo kế hoạch Ví dụ: Một tổ máy có cơng suất định mức 100MW làm nhiệm vụ dự trữ tức thời dự trữ nóng Tổ máy có tốc độ tăng tải 5% Nđm/phút a Tổ máy làm việc đầy tải sau thời gian bao lâu? b Công suất dự trữ tức thời cực đại cơng suất dự trữ nóng là biết phụ tải 52MW? ▪ Khái niệm lượng ▪ Sản lượng điện sản xuất -Toàn điện sản xuất máy phát điện nhà máy điện kỳ nghiên cứu (thường năm) có kể máy phát điện tự dùng đo cực máy phát điện -Sản lượng điện thô điện cực ▪ Điện tự dùng nhà máy điện -Tổng điện nhà máy điện dùng vào trình cơng nghệ để sản xuất lượng kỳ xét - Xử lý nhiên liệu, truyền tải nhiên liệu, tổn thất máy biến áp tự dùng, thắp sáng, sấy sưởi điện - Khơng tính tổn thất máy biến áp tăng áp, tiêu hao điện để bơm nước lên hồ chứa nhà máy điện tích ▪ Hệ số điện tự dùng ktdùng = Wtdùng W sx 100 (%) ▪ Các nhà máy có hệ số tự dùng khác - Nhà máy ngưng lò than bột ktdùng 10 % - Nhà máy ngưng lị ghi xích ktdùng % - Nhà máy thuỷ điện ktdùng < % - Trung tâm nhiệt điện thường ktdùng>7 % ▪ Sản lượng điện phát Wphát = Wsản xuất – Wtdùng (kWh) ▪ Sản lượng nhiệt phát - Nước nóng nước phát kỳ - Nhà máy dùng nhiệt chạy bơm dầu hơi, bơm tiếp nước hơi, sấy sưởi - Nhiệt theo dõi Bảng cân nhiệt - Sản lượng nhiệt phát kỳ Qphát = Qsx - Qtdùng (Gcal) ▪ Các tiêu sử dụng thiết bị vận hành ▪ Thời gian làm việc – Số vận hành nhà máy điện - Khoảng thời gian nhà máy trạng thái vận hành kỳ nghiên cứu - Có kể thời gian vận hành khơng tải - Khơng kể thời gian khởi động thời gian để ngừng thiết bị ▪ Thời gian ngừng máy -Khoảng thời gian nhà máy thiết bị phải ngừng việc kỳ để kiểm tra, sửa chữa theo kế hoạch cố - Bao gồm thời gian cần thiết để khởi động ngừng máy Tngừng = Tbdưỡng + Tsự cố + Tđóng, mở Thời gian nghiên cứu Thời gian sử dụng Thời gian làm việc thực tế (Thời gian vận hành) Thời gian ngừng máy Thời gian chạy Thời gian ngừng máy không tải theo kế hoạch Thời gian ngừng máy cố (Không theo kế hoạch) ▪ Thời gian sử dụng công suất trang bị Ttrang bÞ = WSX N_trang bi >? P thuc te N trang bÞ - Phụ thuộc chất lượng, trình độ vận hành, bảo quản thiết bị - Phụ thuộc vào đồ thị phụ tải nhiệm vụ hệ thống giao chất lượng nguồn lượng sơ cấp sử dụng - Chỉ tiêu không cho phép so sánh thời kỳ hai thiết bị có thời gian xem xét khác ▪ Hệ số sử dụng công suất trang bị k trang bÞ = Ttrang bÞ T0 Pbình qn W SX = = T0 N trang bÞ N trang bÞ ▪ Hệ số sử dụng phụ tải cực đại (Hệ số điền kín đồ thị phụ tải) k max PBQ Tmax WSX = = = T0 T0 Pmax Pmax bình quân kmax phụ thuộc nhiệm vụ hệ thống giao k trang bi = k max Pmax N trang bi đồ thị mấp mơ cao ▪ Hệ số mức độ sử dụng (khai thác) tối đa công suất trang bị k khai thác Pmax = N trang bÞ k trang bÞ = k khai thác k max ▪ Hệ số sẵn sàng thiết bị Khối lị máy có cơng suất dùng giống n k sẵn sàng = n T ngõng i nT0 =1− T ktra, sch ÷ a i + Tsù cè i nT0 tổng thời gian khối nhà máy Khối lị máy có cơng suất dùng khác n T = 1− N ngõng i k sẵn sàng N ddi n T N = 1− T N ngõng i ddi 1 T ddi oi Nhà máy điện đại hệ số sẵn sàng đạt tới 90% ddi ▪ Hệ số tin cậy thiết bị Khối lị máy có cơng suất điều độ giống n k tin cËy = − T sù cè i nT0 Khối lò máy có cơng suất điều độ khác n k tin cËy = − T sù cè i Nđ đ é i n N đđéi T0i Nhà máy điện đại hệ số tin cậy đạt tới 98% ▪ Hệ số cố thiết bị - Xảy cố thường không làm hết công suất điều độ - Tỷ số sản lượng điện bị cố sản lượng điện sản xuất kỳ n k sù cè = P T i sù cè i n N đđé i T oi - Xảy cố lớn tồn khả phát khối lị máy ksự cố = 100 – ktin cậy (%) ▪ Các tiêu kinh tế-kỹ thuật ▪ Giá thành đơn vị lượng sản xuất -Giá thành đơn vị điện sản suất zĐSX = ZĐ/WSX (đ/kWh) - Giá thành đơn vị nhiệt sản xuất zNSX = ZN/QSX (đ/Gcal) ▪ Giá thành đơn vị lượng phát -Giá thành đơn vị điện phát zĐSX = ZĐ/Wphát = ZĐ/(WSX – Wtdùng) (đ/kWh) - Giá thành đơn vị nhiệt phát zNSX = ZN/Qphát = ZN/(QSX -Qtdùng ) (đ/Gcal) ▪ Suất tiêu hao nhiệt nhiên liệu tiêu chuẩn - Suất tiêu hao nhiệt nhiên liệu tiêu chuẩn cho đơn vị lượng sản xuất + Điện năng: qĐSX = (QĐ 106)/WSX (kcal/ kWh) lượng nhiệt tiêu hao để sx đơn vị điện đổi đơn vị Gcal > kcal lượng nhiên liệu tiêu hao tạo ta điện bĐSX= BĐ/WSX = qĐSX/7000 suất tiêu hao nhiệt (nhiên liệu) để sx điện (kgtc/ kWh) lượng điện kg tieu chuan nhiệt trị than tiêu chuẩn + Nhiệt năng: QN q NSX = Q sx suất tiêu hao nhiệt sản xuất b NSX nhiệt để sx nhiệt (Gcal/ Gcal) lựng nhiệt sx B N q NSX 10 (kgtc/ Gcal) = = Q sx ▪ Số công nhân viên cần thiết cho đơn vị công suất - Chỉ tiêu suất lao động: SL DTT NSLĐ = ( MWh / nguoi ); (TrĐ / nguoi ) L L - Chỉ tiêu số lao động cần thiết cho đơn vị công suất: l= L N trang bÞ (Người/MW) - Chỉ tiêu phụ thuộc cơng suất trang bị nhà máy, tình trạng máy móc thiết bị, trình độ quản lý tổ chức lao động nhà máy ... ban hành 1. 5 Chỉ tiêu khái niệm SX lượng ▪ nhóm tiêu khái niệm - Khái niệm Công suất - Khái niệm Năng lượng - Các tiêu sử dụng thiết bị, vận hành, kinh tế kỹ thuật ▪ nhóm đầu đặc trưng cho lực sản. . .1. 1 Đặc điểm cơng nghệ tính chất sản phẩm ▪ Gắn bó chặt chẽ sản xuất, truyền tải tiêu thụ - Nhịp độ sản xuất, truyền tài phụ thuộc vào tiêu thụ - Sản xuất, truyền tài đáp... thuật ▪ Giá thành đơn vị lượng sản xuất -Giá thành đơn vị điện sản suất zĐSX = ZĐ/WSX (đ/kWh) - Giá thành đơn vị nhiệt sản xuất zNSX = ZN/QSX (đ/Gcal) ▪ Giá thành đơn vị lượng phát -Giá thành đơn