Bài giảng Kinh tế vận hành hệ thống: Chương 4 - Phân phối tối ưu phụ tải giữa các tổ máy trong nhà máy nhiệt điện

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:50

Thêm vào BST

Báo xấu

25
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Kinh tế vận hành hệ thống: Chương 4 - Phân phối tối ưu phụ tải giữa các tổ máy trong nhà máy nhiệt điện" được biên soạn với các nội dung chính sau: Bài toán phân phối tối ưu phụ tải trong nhà máy nhiệt điện; Chọn số tổ máy làm việc đồng thời; Phân phối tối ưu phụ tải điện cho các tổ máy làm việc không đồng thời; Phân phối tối ưu phụ tải điện cho các tổ máy làm việc song song;... Mời các bạn cùng tham khảo bài giảng!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Kinh tế vận hành hệ thống: Chương 4 - Phân phối tối ưu phụ tải giữa các tổ máy trong nhà máy nhiệt điện

CHƯƠNG 4. PHÂN PHỐI TỐI ƯU PHỤ TẢI GIỮA CÁC TỔ MÁY TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 4.1. Đặt vấn đề Nhà máy nhiệt điện gồm nhiều tổ máy Phụ tải của nhà máy luôn thay đổi Số tổ máy cần hoạt động, công suất từng tổ máy sao cho cho phí sản xuất là nhỏ nhất Chi phí sản xuất: Chi phí nhiên liệu chiếm tỷ trọng lớn nhất Cnhiên liệu = g.B B cangf nhor cangf tot Nhiên liệu tiêu hao phụ thuộc chế độ vận hành Phân phối phụ tải cho các tổ máy được gọi là tối ưu khi đáp ứng nhu cầu phụ tải với tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất
Bài toán phân phối tối ưu phụ tải trong nhà máy NĐ chọn số tổ máy làm việc đồng thời trước Hàm mục tiêu: B → min 1. thỏa mãn nhu cầu phụ tải 2. nhiên liệu tiêu hao nhỏ nhất (chi phí) Ni = P nhu cầu phụ tải P ở các thời gian Ràng buộc: Nmin  Ni  Nmax hoặc Ni = 0 Phân xưởng cùng loại tuabin, lò hơi, chia đều phụ tải Toàn nhà máy: Đảm bảo nhu cầu phụ tải và Tổng tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất Lò hơi: Tổng tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất Tuabin: Tổng tiêu hao nhiệt nhỏ nhất Lò hơi hiệu suất cao hơn tuabin, phân phối tối ưu cho tuabin đóng vai trò quan trọng
4.2. Chọn số tổ máy làm việc đồng thời Không yêu cầu tất cả các tổ máy làm việc Chọn số tổ máy làm việc đồng thời Phân phối tối ưu cho các tổ máy vận hành Nguyên tắc chọn số tổ máy làm việc đồng thời: Đảm bảo cung cấp phụ tải nhiệt cho các hộ yêu cầu Đảm bảo cung cấp điện cho các hộ phụ tải Tiêu hao nhiên liệu cho nhà máy nhỏ nhất Xét tiêu hao khởi động, tiêu hao không tải, suất tăng tiêu hao, thời gian vận hành, thay đổi chế độ làm việc tổ máy khác trong hệ thống...
Giả sử xét cho chạy 1 tổ máy hay đồng thời 2 tổ máy của nhà máy điện ngưng hơi cùng công suất Tổ máy 1: Q1 = Qkht1 + r1N (Gcal/ h) Tổ máy 2: Q2 = Qkht2 + r2N (Gcal/ h) Tiêu hao nhiệt cho mở máy tổ máy 1: Qmm1(Gcal) tổ máy 2: Qmm2(Gcal) Giả thiết suất tăng tiêu hao nhiệt : r1 > r2 đổi lại cũng đc , nhưng này liên quan tới phần sau đổi lại thì phân phối sẽ khác Tổng nhiệt lượng tiêu hao cho mỗi tổ máy sẽ được tính như sau: Q1 = Qmm1+ Qkht1.t + r1.N1.t (Gcal) Q2 = Qmm2+ Qkht2.t + r2.N2.t (Gcal)
Nếu cho hai tổ máy chạy đồng thời, tổng tiêu hao nhiệt tương ứng: Q1,2 = Qmm1+ Qmm2 + Qkht1.t + Qkht 2.t + r1.N1.t + r2.N2.t (Gcal) r1 > r2, nên tổ máy 2 sẽ được ưu tiên mãn tải trước và N1=N-N2 và lượng điện năng tương ứng W1=W- W2 Hệ thống yêu cầu lượng điện năng W (W > Wđm) nếu chỉ cho 1 tổ chạy sẽ không đảm nhiệm đủ, lượng điện năng thiếu hụt: W = W – Wđm (MWh)
Nếu cho 1 tổ chạy thì lượng điện năng thiếu hụt này phải được bù đắp do tổ máy khác trong hệ thống Nếu tổ máy 1 và một tổ máy khác trong hệ thống làm việc thì tiêu hao nhiệt: Q1,HT = Qmm1+ Qkht1.t + r1.W1+ rHT. W (GCal) Nếu tổ máy 2 và một tổ máy khác trong hệ thống đảm nhiệm thì tiêu hao nhiệt: Q2,HT = Qmm2 + Qkht2.t + r2.W2 + rHT. W (Gcal) So sánh tiêu hao nhiệt trong 3 trường hợp Chọn phương án có tiêu hao nhiệt nhỏ hơn Xác định được số tổ máy vận hành đồng thời
4.3. Phân phối tối ưu phụ tải điện cho các tổ máy làm việc không đồng thời Phụ tải nhỏ chỉ cần vận hành 1 tổ máy Tổ máy 1: Q1 = Qkht1 + r1N1 (Gcal/ h) Tổ máy 2: Q2 = Qkht2 + r2N2 (Gcal/ h) Qkht1 Qkht 2 a. Nếu:  thì luôn có Q1 < Q2 N  r1  r2 Q PHÂN BPPR CHO TỔ TIÊU HAO NHỎ HƠN II 2 I Qkht2 1 Qkht1 N
b. Nếu: Qkht1 Qkht 2 (I)   r1  r2 Q (II)  Q 1 = Q kht1 + r1 N gh  Q 2 = Q kht 2 + r2 N gh  Q1 = Q 2  N Nmin Ngh Nđm Qkht1 + r1 N gh = Qkht 2 + r2 N gh Qkht 2 − Qkht1 N gh = r1 − r2
Các tuabin lần lượt vận hành theo mức tăng phụ tải Nhu cầu phụ tải tăng dần, các tuabin lần lượt đưa vào Xác định thứ tự các tuabin đưa vào vận hành Xác định công suất từng tuabin ở từng mức phụ tải  Q1 = Qkht1 + r1 N  I Q2 = Qkht 2 + r2 N Q II Q = Q + r N  3 kht 3 3 III Qkht1 Qkht 2 Qkht 3   r1  r2  r3 N23 N13 N12 Nđm N
B¶ng ph©n phèi phô t¶i cho c¸c tæ m¸y Phô t¶i nhµ m¸y Tæ m¸y Phô t¶i tæ m¸y Nmin - N13 1 Nmin - N13 N13 - N®m 3 N13 - N®m 3 N®m N®m-2N®m 1 Nmin - N®m 3 N®m 2N®m - 3N®m 2 N®m 1 N®m
(3)+(2)+(1) Q Phụ Phụ (3)+(1) tải tải ảo ảo (3) Phụ (1) tải ảo Pn/m Nmin N13 Nđm 2Nđm 3Nđm Nmin
4. Phân phối tối ưu phụ tải điện cho các tổ máy làm việc song song Nhà máy chỉ có 2 tổ máy nhiều khi là do an toàn Phụ tải nhà máy lớn hơn công suất định mức 1 tổ máy Hai tổ máy phải làm việc đồng thời điều kiện Cần ưu tiên phân phối cho tổ máy nào trước Q1 = Qkht1 + r1P (Gcal/h) Q2 = Qkht2 + r2P (Gcal/h) r1
Khi 2 tuabin vận hành đồng thời (song song), tiêu hao nhiệt của nhà máy: - Không phụ thuộc vào tiêu hao nhiệt không tải - Nhỏ hơn khi tăng tải cho tuabin có suất tăng tiêu hao nhiệt nhỏ hơn và ngược lại Với giả thiết suất tăng tiêu hao nhiệt (r1< r2) Tiêu hao nhiệt của nhà máy nhỏ nhất, cần phân phối phụ tải cho 2 tổ máy như sau: Tổ máy 1: P1 = N1đm Tổ máy 2: P2 = N-N1đm Khi 2 tuabin làm việc song song, phương án phân phối phụ tải tối ưu là cho tổ máy có suất tăng tiêu hao nhỏ mãn tải trước Đường đặc tính của tuabin là đường gãy thì coi tổ máy này như hai tổ máy có hai trị số suất tăng tiêu hao nhiệt khác nhau
Nhà máy có nhiều tổ máy Quy tắc phân phối tối ưu phụ tải cho các tổ máy được áp dụng như trường hợp hai tổ máy Nguyên tắc phân phối tối ưu cho các tổ máy làm việc song song trong nhà máy là cho các tuabin có suất tăng tiêu hao nhiệt nhỏ nhất đầy tải trước
Phân phối phụ tải điện cho các tuabin trong trung tâm nhiệt điện Phân phối phụ tải nhiệt trước Phụ tải điện sản xuất theo phương thức cung nhiệt được xác định theo phụ tải nhiệt đã được phân phối Ncn = ωcn (Qcn – Qcnkht) (MW) Công suất điện tối thiểu của nhà máy được xác định Nmin n/m =  Ncn(i) + Nng min (MW) Nng min = Nđm - Ncn(tt) (MW) Phân phối phần phụ tải còn lại cho các tuabin trích hơi và ngưng hơi chưa mang đầy tải theo qui tắc suất tăng tiêu hao nhiệt nhỏ nhất Pclại = N - Nmin n/m. (MW)
4.5. Phân phối phụ tải nhiệt cho tuabin - Trong trung tâm nhiệt điện, việc phân phối tối ưu cho phụ tải nhiệt được tiến hành trước - Phụ tải nhiệt được cung cấp cho các hộ tiêu thụ nhiệt từ các tuabin đối áp, tuabin trích hơi và qua giảm ôn giảm áp nếu cần - Phụ tải nhiệt sẽ được phân phối sao cho điện năng sản xuất ra theo phương pháp cung nhiệt của toàn nhà máy là lớn nhất - Vì nếu tận dụng được điện sản xuất theo phương thức cung nhiệt thì sẽ tiết kiệm được nhiệt cho toàn nhà máy
4.5. Phân phối phụ tải nhiệt cho tuabin đối áp Giả sử nhà máy đặt 2 tuabin đối áp có phương trình đặc tính năng lượng:  N cn1 =  1Qcn1 − N kht1   N cn 2 =  2 Qcn 2 − N kht 2 Với tổng phụ tải nhiệt (Qcn) hãy phân phối sao cho: Ncn =  Ncn(i) = Ncn1+ Ncn2 → max Giả sử phụ tải nhiệt phân phối cho tổ máy 1 (Qcn1) thì phụ tải nhiệt của tổ máy 2 : Qcn2 = Qcn- Qcn1
Ncn = Ncn1+ Ncn2 = 1Qcn1 + 2Qcn2 - (Nkht1 + Nkht2 ) Ncn = 1Qcn1 + 2(Qcn- Qcn1) - Nkht = (1-2)Qcn1+ 2Qcn - Nkht Với Qcn nhất định thì 2Qcn - Nkht = const Vậy: Ncn = (1-2)Qcn1 + const Ncn → max  (1-2)Qcn1 → max Nếu: 1 > 2 → 1-2 > 0  Q → max = Q (tt ) (1-2)Qcn1 max   cn1 cn 1 Qcn 2 = Qcn − Qcn1 = min Nếu: 1 < 2 → 1-2 < 0  Q → max = Q (tt ) (1-2)Qcn1 max   cn 2 cn 2 Qcn1 = Qcn − Qcn 2 = min
 ω1  ω 2 → Q cn1 max  ω1  ω 2 → Q cn1 max   ω1  ω 2 → Q cn 2 max ω 2  ω1 → Q cn 2 max Kết luận: Khi phân phối phụ tải nhiệt cho tuabin đối áp, thì tuabin nào có suất tăng công suất điện cung nhiệt của tuabin (cn) lớn sẽ mang tải trước tới mức lớn nhất có thể được. Sau đó mới cho các tuabin có suất tăng công suất điện cung nhiệt nhỏ mang tải
Phân phối phụ tải nhiệt cho tuabin trích hơi ▪ Phân phối tối ưu phụ tải nhiệt cho các tuabin trích hơi về nguyên tắc như tuabin đối áp ▪ Nếu phụ tải nhiệt yêu cầu gần bằng Qcn(tt) của một tổ máy nào đó thì cho tổ máy đó mang hết phụ tải dù cho (cn) của tổ máy đó không lớn ▪ Cho tổ máy có suất tăng tiêu hao nhiệt theo phương thức ngưng hơi (rng) lớn hơn mang đầy phụ tải nhiệt để giảm phần ngưng hơi của tổ.