بهره برداری از سیستم های قدرت

بهره برداری از سیستم های قدرت

اسلاید 1: بهره برداري از سيستمهاي قدرتتقسيم بندي زماني مطالعات سيستم قدرت

اسلاید 2: اهميت اقتصادي تا سال 1973 ميلادي و قبل از تحريم نفتي 20% از درآمد كل شركتهاي توليد برق صرف هزينه سوخت مي شد.تا سال 1980 اين رقم به 40% رسيد. در دوره 5 ساله متعاقب 1973 بهاي سوخت رشدي معادل25% ساليانه داشته است.حداكثر بار سالانه: 10000 مگاواتضريب بار سالانه: 60درصدنرخ متوسط سالانه حرارتي جهت تبديل سوخت به انرژي الكتريكي: 10500 btu به ازاي هر كيلووات ساعتهزينه متوسط سوخت: 3 [$/MBtu]چنانچه بتوان در بهره برداري از اين سيستم درصد كوچكي صرفه جويي كرد مقدار قابل توجهي هزينه بهره برداري كاهش خواهد يافت

اسلاید 3: مشخصات واحدهاي توليد حرارتي- Thermal Unitsپارامترهاي متعدد در مطالعات سيستم قدرتمشخصه ورودي-خروجي بعنوان مهم ترين پارامتر در بهره برداري اقتصادي از سيستم قدرت2-6% of grossورودي ناخالص: سوخت واحد توليد است بر حسب نرخ حجم سوخت مصرفي، نرخ ارزش حرارتي آن و يا نرخ هزينه بيان مي شود.نرخ حرارتي ورودي (Heat rate (H)): MBtu/hF: نرخ هزينه (ضرب بهاي سوخت در نرخ حرارت ورودي ( بر حسب واحد پول بر ساعت)

اسلاید 4: هزينه بهره برداري= هزينه پرسنل+نگهداري+هزينه سوختمشخصه ورودي-خروجي واحدهاي توليد از طريق طراحي و يا آزمايش هاي حرارتي بدست مي آيد. اين مشخصه ها ممكن است با گذشت زمان از بهره برداري نيروگاه ها تغيير يابند. در حالت ايده آل منحني بصورت محدب و هموار نشان داده مي شود. حداقل بارقابل توليد توسط واحد به علت پايداري احتراق سوخت و محدوديتهاي طراحي بويلر ديكته مي گردد مشخصات واحدهاي توليد حرارتي(ورودي-خروجي- Input-output)

اسلاید 5: مشتق مشخصه ورودي-خروجي(تغييري كه در نرخ حرارتي به ازاي تغيير در توان خروجي واحد) ايجاد مي شودبا ضرب نرخ حرارتي افزايشي در بهاي سوخت، هزينه افزايشي سوخت حاصل مي گردد.مشخصات واحدهاي توليد حرارتي(نرخ افزايشي حرارتي-Incremental Heat Rate)

اسلاید 6: مشخصات واحدهاي توليد حرارتي(نرخ خالص حرارتي H/P)نشان دهنده حرارت ورودي مورد نياز به ازاي هر كيلووات ساعت خروجي است (معكوس راندمان). تابعي از پارامترهاي طراحي از قبيل شرايط اوليه بخار، مراحل احياي حرارتي، درجه حرارت احيا، فشار كندانسور و پيچيدگي سيكل احياي تغذيه است.1 kwh=3412 Btuراندمان واحدهاي بخار=30 -35 درصد

اسلاید 7: مشخصات واحدهاي توليد حرارتينقاط مربوط به مشخصه ورودي-خروجي بعد از تعيين به صورت چند جمله اي تقريب زده مي شوند. تقريب به صورت درجه دوم كفايت مي نمايد. تقريب تكه اي خطيدر هر دو روش اشاره شده مي توان مشخصه را بصورت جدول نشان دادتنها در روش اول مشخصه بصورت تابع تحليلي پيوسته قابل بيان استنحوه نمايش مشخصه هاي ورودي-خروجي واحدها به روش مطالعه مسئله بهره برداري بستگي دارد

اسلاید 8: تنوع مشخصات واحدهاي توليد بخاريواحدهاي بزرگ بخار داراي چند شير بخار مي باشندبا افزايش بار واحد بخار ورودي نيز افزايش يافته و نرخ افزايشي بين نقاط گشايش شيرها كاهش مي يابد. با باز شدن يك شير تلفات دريچه كنترل بخار به سرعت افزتيش يافته و موجب جهش ناگهاني در نرخ حرارت مي گردد. در نتيجه موجب ناپيوستگي در مشخصه نرخ افزايشي حرارتي مي گردد.با توجه به نامحدب بودن اين مشخصه ها استفاده از آنها، در روشهاي بهينه سازي محدود مي گردد.

اسلاید 9: تنوع مشخصات واحدهاي توليد بخاري (نيروگاه شاخك مشترك-Common Header)شامل تعدادي بويلر مي باشد كه به يك مسير اصلي بخار (شاخك) متصل اند عمدتاً به منظور تامين بخار مورد نياز براي نواحي پرجمعيت در طول دهه 1960 ميلادي به تدريج از رده خارج شده اند

اسلاید 10: تنوع مشخصات واحدهاي حرارتي (توربين گاز و سيكل تركيبي-Combined Cycle Plant).1- در توربين سيكل ساده، هواي ورودي در يك كمپرسور دوار فشرده شده و سپس با سوخت گاز در محفظه احتراق تركيب مي گردد2- انبساط ايجاد شده در محفظه احتراق موجب حركت كمپرسور، توربين و ژنراتور مي گردد.3- گاز خروجي از دودكش به هوا وارد مي شود4- راندمان سيكل ساده=25-30%5- تامين پيك بارگاز خروجي سيكل ساده وارد توليد كننده هاي حرارتي بازيافت بخار مي گردد تا توربين بخار ديگري را تغذيه نمايدراندمان بالاي سيكل از مزاياي آن است (نرخ خالص حرارتي 6600-9000Btu/Kwh)

اسلاید 11: تنوع مشخصات واحدهاي حرارتي (توربين گاز و سيكل تركيبي-Combined Cycle Plant)وجود ناپيوستگي و شيب منفي در مشخصه نيروگاههاي سيكل تركيبي، برنامه ريزي براي تئزيع اقتصادي بار را با مشكل مواجه مي سازدمشخصه راندمان نيروگاه به تعداد واحدهاي گازي بستگي دارد.

اسلاید 12: واحدهاي توليد آبي- Hydroelectric Unitsداراي مشخصه اي شبيه واحدهاي بخار (ورودي دبي آب؛ خروجي مگاوات) در محدوده حداقل خروجي تا مقدار نامي، مشخصه بصورت خطي است. ليكن در توانهاي بيش از مقدار نامي به دليل كاهش راندمان ، ميزان دبي آب مورد نياز افزايش مي يابد.

اسلاید 13: واحدهاي توليد آبي- Hydroelectric Unitsبا تغيير ارتفاع آب، مشخصه نيروگاه نيز تحت تاثير قرار مي گيرد. بنابراين برنامه ريزي براي اين واحدها نسبت به حالتي كه در آن ارتفاع آب ثابت در نظر گرفته مي شود دشوار است زيرا:1- تعداد مشخصه ها افزايش مي يابد2- حداكثر ظرفيت نيروگاه با تغيير ارتفاع آب تغيير مي نمايد.

اسلاید 14: واحدهاي توليد تلمبه اي ذخيره اي-Pumbed Storage Hydroelectric Plantآب توسط پمپ به حوضچه هاي بالا دست انتقال مي يابد تا در زمانهاي مناسب براي توليد انرژي الكتريكي مورد استفاده قرار گيرد در حالت نيروگاهي داراي مشخصه عادي مي باشند. ليكن در حالت پمپ در بارهاي كمتر از بار نامي از راندمان پمپ كاسته مي شود. بنابراين بار پمپ در شرايط بهره برداري ثابت نگه داشته مي شود. اين واحدهاي توليد به عنوان ذخيره چرخان نيز در بهره برداري از سيستم قدرت مورد استفاده قرار مي گيرند مشخصه نيروگاههاي آبي تحت تاثير زيادي از ساختارهاي هيدروليكي قرار دارند. بنابراين هماهنگي نيروگاههاي آبي و حرارتي از موضوعات مهم و قابل توجه در بهره برداري از سيستمهاي قدرت به شمار مي رود.

اسلاید 15: madsg.comمرجع فایل های علمی آموزشی