Tính Toán Kinh Tế Nhà Máy Nhiệt Điện Sử Dụng Khí Thiên Nhiên Hóa Lỏng Và Than.pdf

Untitled BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LÊ THỊ THỦY TIÊN TÍNH TOÁN KINH TẾ NHÀ MÁY NHIỆT ÐIỆN SỬ DỤNG KHÍ THIÊN NHIÊN HÓA LỎNG VÀ THAN NG[.]

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LÊ THỊ THỦY TIÊN TÍNH TỐN KINH TẾ NHÀ MÁY NHIỆT ÐIỆN SỬ DỤNG KHÍ THIÊN NHIÊN HĨA LỎNG VÀ THAN NGÀNH: KỸ THUẬT ÐIỆN - 60520202 S K C0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - - LUẬN VĂN THẠC SĨ LÊ THỊ THỦY TIÊN TÍNH TỐN KINH TẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN SỬ DỤNG KHÍ THIÊN NHIÊN HĨA LỎNG VÀ THAN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN – 60520202 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - - LUẬN VĂN THẠC SĨ LÊ THỊ THỦY TIÊN TÍNH TỐN KINH TẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN SỬ DỤNG KHÍ THIÊN NHIÊN HĨA LỎNG VÀ THAN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN – 60520202 Hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS LÊ CHÍ KIÊN Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2018 LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ tên: Lê Thị Thủy Tiên Giới tính: Nữ Ngày, tháng, năm sinh: 25 – 10 – 1987 Nơi sinh: Tiền Giang Quê quán: Tiền Giang Dân tộc: Kinh Địa liên lạc: Tổ 18, Ấp 3, Phú An, Cai Lậy, Tiền Giang Điện thoại riêng: 0908 152 703 E-mail: tienpctg@gmail.com II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Đại học: Hệ đào tạo: Khơng quy Thời gian đào tạo từ 10/2005 đến 10/2010 Nơi học (trƣờng, thành phố): Trƣờng đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh Ngành học: Hệ Thống Điện Tên đồ án, luận án môn thi tốt nghiệp: Khảo sát ảnh hƣởng việc đấu nối nhà máy thủy điện vừa nhỏ vào lƣới điện phân phối EVN SPC – xét trƣờng hợp tỉnh Lâm Đồng Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án thi tốt nghiệp: 2010 trƣờng đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh Ngƣời hƣớng dẫn: Ths Trần Công Điền Thạc sĩ: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 10/2016 đến 10/2018 Nơi học (trƣờng, thành phố): Trƣờng đại học sƣ phạm kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh Ngành học: Kỹ thuật điện i Nhƣng chƣa xác định đƣợc giá trị tham số a, b, c Để xác định đƣợc tham số này, ta tìm cách tính số cặp giá trị tƣơng ứng (xi, yi), i=1, 2, …,n thực nghiệm, sau áp dụng phƣơng pháp bình phƣơng bé * Trƣờng hợp: y = ax + b Vì cặp số (x1,y1), (x2, y2), … , (xn, yn) nhận đƣợc từ thí nghiệm giá trị gần x, y nên chúng khơng hồn tốn nghiệm phƣơng trình y = ax + b Gọi εi sai số điểm xi  i  yi  a  bxi Minh họa εi lên đồ thị: 56 n Khi tổng bình phƣơng sai số: S    i i 1 Mục đích phƣơng pháp xác định a, b cho S bé Nhƣ a, b nghiệm hệ phƣơng trình:  S  a    S   b Ta có S   ( yi2  a  b xi2  2ayi  2bxyi  2abxi ) n S   (2a  yi  2bxi ) a i 1 n S   (2bxi2  xi yi  2axi ) b i 1 n n  na b x yi     i   i 1 i 1 (3.12)  n n n a x  b x  x y   i i i i   i 1 i 1 i 1 Giải hệ phƣơng trình ta đƣợc: a, b * Trƣờng hợp y = a + bx + cx2 Gọi εi sai số điểm xi  i  yi  a  bxi n Khi tổng bình phƣơng sai số: S    i2 i 1 Các hệ số a, b, c xác định cho S bé Nhƣ a, b, c nghiệm hệ phƣơng trình: 57 n n n   S na b x c x yi       i i   a  i 1 i 1 i 1   n n n  n  S    a  xi  b xi  c xi   xi yi i 1 i 1 i 1  b  i 1 n n n  S  n   c a  xi  b xi  c xi   xi yi  i 1 i 1 i 1  i 1 (3.13) Giải hệ phƣơng trình ta đƣợc a, b, c Lập bảng dạng sau: i xi xi xi xi yi xi yi xi yi n Tổng 3.5 Bài toán kiểm tra: Trong trƣờng hợp này, hàm chi phí nhiên liệu tuyến tính đƣợc mơ tả phƣơng trình: y  a0  a1x  a2 x Đƣợc sử dụng để ƣớc tính tham số cho nhà máy nhiệt điện khác với nhiên liệu nhƣ than khí đốt Mỗi nhà máy điện bao gồm máy phát điện đơn vị với 10, 20, 30, 40 50 MW Tính giá trung bình F: 58  Nhà máy nhiệt điện than: F bth / p 7000.Gthan Qth  bFO GFO  cVLP (3.14) Trong đó:  bth/p: Suất tiêu hao than ứng với mức công suất p (g/kWh)  Gthan: Giá than (đồng/g)  7000 (kcal/kg): Nhiệt trị than tiêu chuẩn  Qth: Nhiệt trị than trung bình  bFO: Suất tiêu hao dầu ứng (g/kWh)  GFO: Giá dầu (đồng/g)  cVLP: Chi phí vật liệu phụ  Nhà máy nhiệt điện chạy khí LNG chu trình đơn: F  bp G  cVLP (3.15) Trong đó:  bp: Suất tiêu khí ứng với mức công suất P (BTU/kWh)  G: Giá nhiên liệu (đồng/BTU)  cVLP: Chi phí vật liệu phụ (đ/kWh) Bảng 3.5.1 Chi phí ứng với tổ máy [6]: P(MW) Than F (GJ/h) 10 176.62 20 256.4 30 361.5 40 467.6 59 50 579.5 P(MW) F (GJ/h) 10 187.2 20 272.8 30 384.3 40 497.2 50 616.5 Khí Các hệ số ƣớc tính hàm chi phí (a0, a1, a2) với phƣơng pháp bình phƣơng bé đƣợc tính toán qua số liệu sau: i xi xi xi xi yi xi yi xi yi 12 100 1000 10000 176.62 1766.2 17662 20 400 8000 160000 256.4 5128 102560 30 900 27000 810000 361.5 10845 325350 Than 40 1600 64000 2560000 467.6 18704 748160 (1) 50 2500 125000 6250000 579.5 28975 1448750 150 5500 225000 9790000 1841.62 65418.2 2642482 10 100 1000 10000 187.2 1872 18720 20 400 8000 160000 272.8 5456 109120 30 900 27000 810000 384.3 11529 345870 Tổng Khí 60 (2) Tổng 40 1600 64000 2560000 497.2 19888 795520 50 2500 125000 6250000 616.5 30825 1541250 150 5500 225000 9790000 1958 69570 2810480 Thay các giá tri ti ̣ ̀m đƣơ ̣c ở Than (1) vào (3.13) ta có hệ phƣơng trình: 5a0  150a1  5500a2  1841.62  (3.16) 150a0  5500a1  225000a2  65418.2 5500a  225000a  9790000a  2642482  Giải hệ (3.16) ta đƣợc a0  95.856, a1  7.3736, a2  0.0466 Suy hàm chi phí nhiên liệu nhà máy nhiệt điện than: fuoctinh ( x)T  95.856  7.3736 x  0.0466 x2 Đƣờng cong có dạng: Thay các giá tri ti ̣ ̀m đƣơ ̣c ở Khí (2) vào (3.13) ta có hệ phƣơng trình: 5a0  150a1  5500a2  1958  (3.17) 150a0  5500a1  225000a2  69570 5500a  225000a  9790000a  2810480  61 Giải hệ (3.17) ta đƣợc a0  101.1, a1  7.8814, a2  0.0491 Suy hàm chi phí nhiên liệu nhà máy nhiệt điện khí LNG: fuoctinh ( x)K  101.1  7.8814 x  0.0491x2 Đƣờng cong có dạng: Tìm đƣợc hàm chi phí theo loại nhiên liê ̣u, ta tim ̣ phí nhiên liê ̣u ƣớc ̀ giá tri chi tính F(ƣớc tính) thay giá tri P ̣ vào tƣ̀ng hàm chi phí , tìm đƣợc giá trị sai số mỡi đơn vi P ̣ bằ ng công thƣ́c   Fuoctinh  Fthucte Các giá trị đƣợc tính bảng 3.5.2 Bảng 3.5.2 Dữ liệu chi phí nhiên liệu thực tế cho đơn vị-dữ liệu chi phí nhiên liệu ƣớc tính thu đƣợc sau tính tốn theo phƣơng pháp bình phƣơng bé F(thực F(ƣớc P tế) tính) (MW) (GJ/h) a0 10 176.62 95.856 20 256.4 95.856 Nhiên liệu (GJ/h)   Fuoctinh  Fthucte 7.3736 0.0466 174.252 2.368 7.3736 0.0466 261.968 5.568 a1 a2 62 Than 30 361.5 95.856 7.3736 0.0466 359.004 2.496 40 467.6 95.856 7.3736 0.0466 465.36 2.24 50 579.5 95.856 7.3736 0.0466 581.036 1.536  Khí 14.208 10 187.2 101.1 7.8814 0.0491 184.824 2.376 20 272.8 101.1 7.8814 0.0491 278.368 5.568 30 384.3 101.1 7.8814 0.0491 381.732 2.568 40 497.2 101.1 7.8814 0.0491 494.916 2.284 50 616.5 101.1 7.8814 0.0491 617.92 1.42  14.216 Tƣ̀ bảng 3.5.2 ta tim ̀ đƣơ ̣c tổ ng sai số đố i với than là 14.208 nhỏ tổng sai số đối với khí là 14.216, tƣ̀ đó vẽ hình minh ho ̣a 3.5.1 sai số chi phí của nhà máy nhiê ̣t điê ̣n than khí theo chi phí thực tế F(thƣ̣c tế ) Hình 3.5.1 Sai số chi phí nhà máy nhiệt điện nhiên liệu than khí theo phƣơng pháp bình phƣơng bé 63 Theo [6] ta có bảng 3.5.3 Tƣ̀ bảng 3.5.3 ta tìm đƣơ ̣c tổ ng sai số đố i với than là 15.6553 nhỏ tổng sai số khí 20.328, tƣ̀ đó vẽ hin ̀ h minh ho ̣a 3.5.2 sai số chi phí của nhà máy nhiê ̣t điê ̣n than và khí theo chi phí thƣ̣c tế F (thƣ̣c tế ) Bảng 3.5.3 Dữ liệu chi phí nhiên liệu thực tế cho đơn vị-dữ liệu chi phí nhiên liệu ƣớc tính thu đƣợc sau tính tốn theo giải thuật GA Nhiên liệu P F(thực F(ƣớc tế) tính) (MW) (GJ/h) Than a0 a1 a2 (GJ/h) 10 176.62 100.3937 6.9761 0.0533 175.4847 1.1353 20 256.4 100.3937 6.9761 0.0533 261.2357 4.8357 30 361.5 100.3937 6.9761 0.0533 357.6467 3.8533 40 467.6 100.3937 6.9761 0.0533 464.7177 2.8823 50 579.5 100.3937 6.9761 0.0533 582.4487 2.9487  Khí   Fuoctinh  Fthucte 15.6553 10 187.2 20 103.2 0.0667 188.648 1.448 272.8 116.3854 6.7342 0.0667 277.7494 4.9494 30 384.3 116.3854 6.7342 0.0667 378.4414 5.8586 40 497.2 116.3854 6.7342 0.0667 492.4734 4.7266 50 616.5 116.3854 6.7342 0.0667 619.8454 3.3454  20.328 64 Hình 3.5.2 Sai số chi phí nhà máy nhiệt điện nhiên liệu than khí theo giải thuật GA Nhƣ so sánh với việc giải tốn chi phí cho nhà máy nhiệt điện sử dụng nhiên liệu than hay sử dụng nhiên liệu khí ta thấy giải thuật GA giải tốt toán, cho kết sử dụng nhiên liệu than tổng sai số chi phí thực tế ƣớc tính nhỏ sử dụng nhiên liệu khí (15.6553