Mais conteúdo relacionado
Semelhante a Efficiency & Performance (20)
Mais de عدنان بهجت جليل (13)
Efficiency & Performance
- 1. واألداء الكفاءة ومعايير مؤشرات2016Eng . Adnan Bahjat Jalil Aga
Koprlo1@gmail.comEmail
الكهربا توليد محطات وأداء كفاءة ومعايير مؤشراتء
StandardsEfficiency & Performance Indicators &
إآغا جليل بهجت عدنان المهندس عداد
الغازية الدبس كهرباء محطة
- 2. واألداء الكفاءة ومعايير مؤشراتEng . Adnan Bahjat Jalil Aga
1
: الكهربائية التوليد محطات وأداء كفاءة ومعايير مؤشرات
Standards&ndicatorsEfficiency & Performance I
يمكــالتعبي نـــــــعن رأداءمحطــــــــــلتولي ةــــــالكهرب دـــعوامل بعض خالل من اءاألداء: يلي وكما المشتركة
1-) الطاقة كفاءة ( الحرارة معدلHeat Rate ( Energy Efficiency )وهوالحراري األداءللمحطة
(Kcal / KW.H)
2-الحرارية الكفاءةThermal Efficiency)%(
3-السعة عاملCapacity Factor(%)
4-الحمل عاملLoad Factor(%)
5-الكفاءةاالقتصاديةEconomic Efficiency( ID/MW.H )
6-التشغيلية الكفاءةOperational Efficiency)%(
7-االتاحية عامل) التوافرية (Availability Factor)%(
8-للوحدة الذاتي االستهالكSelf Consumption)%(
9-الوقود استهالك معدلFuel Consumption Rate( M3
/MW.H)
11-إنتاجيةالعامل( MW.H/Person)
11-اإل عاملاإل أو ستخدامنتفاعUtilization Factor% ()
12-اإل أو الوثوقية عاملعتماديةReliability Factor(%)
13-الخدمة عاملService Factor) % (
14-المبرمج التوقف عاملScheduled Outage Factor) % (
15-االضطراري التوقف عاملForced Outage Factor) % (
الح معدلـــرارةHeat Rateلوحــــتولي دةــكهربائي دـــــــةالكيماويةة الطاقةة كمية هي :المطلةوللوحةدة تجهيزهةا
إلنتاج المطلوبة الوقود من الحقيقية الكمية هي أو واحدة كهربائية طاقة وحدة إنتاج لغرض1 KW.H))تعبةر وهةي ،
الطاقة تحويل كفاءة عن
مثال:-تحويل كهربائية توليد وحدة في تم أذا111إلة للوحةدة المجهةز الوقةود فةي الموجةودة الكيمياويةة الطاقة من %
( يساوي للوحدة الحراري المعدل فأن كهربائية طاقة861ساعة واط سعره/كيلو كيلو )(Kcal / KW.H)
Kcalالحراري السعرة ( الحرارية الطاقة وخاصة الطاقة قياس وحدة =) ة
سعرة كيلو بوحدات تقاس عادة الكيمياوية الطاقةKcalجول كيلو وحدات أوKJ
1 Kcal = 4.184 KJ
ساعة واط كيلو بوحدات تقاس الكهربائية والطاقةKW.H
واط كيلو / سعرة كيلو الحراري المعدل وحدات تكون لذلكساعة(Kcal / KW.H)
إنللمحطة أو للوحدة الحراري المعدلHeat Rate (H.R.)لذا الحرارية الوحدة كفاءة لتقييم ًاجد مهم مؤشرأن يجة
ومسع هدف يكونأيةقدر الحراري للمعدل التصميمية الحدود ضمن التوليدية الوحدة تشغيل محطةاإلمكان،إضةافة
إلأنيساعد للمحطة الحراري المعدل تحسينالوحدات تشغيل من الناجم التلوث تقليل عل.
تةةةللمحط ةزةالمجه ةودةالوق ةيةف ةودةةالموج ةةةالكيمياوي ةةةالطاق ةلةحويةةإلةاللةخ ه ةاةانج ةتمةي ةةةكهربائي ةةةطاقةةأربةاتةعملي
: رئيسية ) خطوات (-
1-الكيمياوية الطاقة(Chemical Energy)تتحول الوقود فيإلحرارية طاقة((Thermal Energyباالحتراق.
2-الحرارية الطاقة((Thermal Energyتتحولإلحركية طاقة(Kinetic Energy)ات الغا وسرعة حركة
3-الحركية الطاقة(Kinetic Energy)تتحولإلميكانيكية طاقة(Mechanical Energy)التورباين تدوير
4-أخيراالميكانيكية الطاقة(Mechanical Energy)تتحولإلكهربائية طاقة(Electrical Energy)بالمولدة
- 3. واألداء الكفاءة ومعايير مؤشراتEng . Adnan Bahjat Jalil Aga
2
ةاتةالعملي مةن عمليةة كةل وفةيأعةالهتفقةد ةةةالطاق مةن قسةم فةأنإلةالبيةةة أو المحةي،ال الوقةود مةن قسةم أن ةأةحيةتمةي
تفقةد الحراريةة الطاقةة من وقسم احتراقهإلةثةم المدخنةةإلةوقسةم الجةوإلةالطاقةة مةن وقسةم للتوربةاين التبريةد ميةاه
وتن تولد والميكانيكية الحركيةحرارة تجبدالوأخ التوربةاين بةري والتصادم االحتكاك بسب الكهرباء منيةقسةم فةأن ًار
تشةغيل وفةي النقةل بشةبكة المحطةة تةرب التةي الكهربائيةة والمعةدات الرئيسةية المحةوالت فةي تفقةد الكهربائية الطاقة من
األجهزةالمساعدة.
: فأن الوحدات تحويل حس-1KW.H = 860 Kcal
الوقود تحويل عند الواق في ولكنإلأثناء الجارية العمليات كفاءة عدم بسب ستفقد الطاقة من قسم فأن كهربائية طاقة
الكهرباء توليد،يشةير الةذي الحةرارة معةدل بحسا عنه التعبير يتم هذه الكفاءة عدمإلةمةن المطلوبةة الحقيقيةة الكميةة
الوقودإلنتاجواح كهربائية وحدةدة(KW.H)
الحرارية الكفاءةThermal Efficiency:نسبة هيإمةن معينةة كميةة مةن الناتجةة الكهربائيةة الطاقة جماليإجمةالي
الحةرارة تشةمل كونهةا الطاقةة كفةاءة عةن تختلةف هي لذلك ، للوقود الحرارية الطاقةHeatوالقةدرة كمةدخالتPower
. كمخرجات
والكف الحرارة معدل بين العالقة: هي الحرارية اءة
х 100860=act
Heat rate
860
: مثال-= الحرارة معدل كان أذا3000Kcalالكفاءة فأنالحراريةـــــــــــــــــ ==28.66%
3000
: تعاريف-
-الحرارية القيمةللوقودHeating valueFuelلحرق الناتجة الطاقة كمية هي :1المادة من كغم
القياس وحدة/m3
Kcal
الطبيعي للغا(10000 – 8600)/m3
Kcal
) احتراقها أثناء المتحررة الحرارة كمية أي (
-الحرارية الطاقةHeat Energyالمةادة مةن واحةد مول احتراق عند طاقة شكل عل المتحررة الحرارة كمية :
من وافرة كمية وجود في كامل بشكلاألوكسجينعندالظروفالقياسية
( القياس وحدة(Kcal،القياسية ظروف( 25Cº , 1bar)
-( صرفياتإ) الوقود ستهالكFuel consumption. التوليدية الوحدة في المستهلكة الوقود كميات :
القياس وحدةm³.
Heat Energy = Heating value х Fuel consumption
الثاني تشرين لشهر/2013و الطبيعي الغا صرفيات كانتإفةي الطبيعةي الغةا لوقةود الحرارية والقيمة المحطة نتاج
: يلي كما ية الغا الدبس كهرباء محطة
Fuel consumption = 13291182 m3
Total production = 34750 MW.H
Heating value = 9623 Kcal / m3
Heat Energy = 127901044386 Kcal
Heat Energy
Heat Rate = ----------------------------------- =
Total Production
Heat Rate = 3680.605 Kcal / KW.H
- 4. واألداء الكفاءة ومعايير مؤشراتEng . Adnan Bahjat Jalil Aga
3
: التالية العالقة من الحرارة معدل حسا ويمكن
х Fuel Heating valueRateFuel Flow=Heat Rate
( KW )Power output
= 48300 KW= 48.3 MW34750Power output =
24 х 30
Fuel Flow Rate = 18459.975 M3
/H
Heat Rate = 3678 Kcal / MW.H
100X( KW )Power output=act
Fuel Flow х Heating value
وحدة تحويل وبعدKcalإلKW.H: الحقيقية الحرارية الكفاءة تكون
act = 0.23367 х 100
= 23.367 %
حسا ويمكنالكفاءةالحراريةالحقيقيةالتالية العالقة من للمحطةمباشرةتحويل بعد(KW.H)إل(Kcal ):
х 100860=act
Heat rate
x 100860=act
3680.605
= 0.2337 = 23.37%
التـــحويــــــالت
1Kcal = 4 Btu
1Kcal = 4.1868KJ
1MW.H = 3600000 KJ
1 MW.H = 860050.647427 Kcal
1KW.H = 860 Kcal
1Kcal = 0.001163 KW.H
1MW = 1341.022 HP
HP = Horsepower
1bar = 100kpa
1bar = 1 atm
- 5. واألداء الكفاءة ومعايير مؤشراتEng . Adnan Bahjat Jalil Aga
4
الحرارية الكفاءةالكهربائية الطاقة توليد محطات أنواع لمختلف:
المالحظات الحرارية الكفاءة المحطة نوع
38 – 47 % البخارية المحطاتSteam Turbine Power Plants
ف التكنولوجي وبالتقدم األخيرة الفترة فيعلم ي
الموادmaterialsتحقيق تم الهوائية والديناميكية
من أعل كفاءات35 %
20 – 35 % ية الغا المحطاتGas Turbine Power Plants
50 – 60 % المركبة الدورة محطاتCombined Cycle ( CCGT )
33 – 36 % النووية المحطاتNuclear Power Plants
35 – 42 % الد محركاتيزلDiesel Engines
85 – Up to 95 % الكهرومائية المحطاتHydro Power Plants
12 % Annually الشمسية الطاقة محطاتSolar Thermal System
30 – 40 % محطاتالكتلةالحيويةBiomass
15 – 35 % ) األرضية الحرارية ( الجوفية الطاقة محطات
Geothemal Power Plants
Up to 35 % الرياح طاقة محطاتWind Turbine Power Plants
Up to 90 % والجزر المد طاقة محطاتTidal Power Plants
السعة معاملCapacity factor:-
الحمل معدل بين النسبة هي كهرباء لمحطة السعة معاملAverage Load(MW)التصميمي والحملاألقص
للمحطةMW ) Rated Loadمعينة منية فترة خالل )
100хoadLverageAC.F. =
Rated Load
C.F. = Capacity Factor ( %)
) المعتمدة ( المتاحة السعة اعتماد يتمالقصوىMax. Dependable Capacityالتصميمية السعة من بدال للمحطة
اال بنظر يؤخذ حيأ السعة معامل حسا في القصوىعتبارمدىالزمن بمرور المحطة عمر تقادم،الحالة هذه في
: يلي كما المعادلة تكون-
100хoadLverageAC.F. =
Max. Dependable Capacity
إنالمحطة وتصميم الوقود نوع حس تتغير السعة معامل
- 6. واألداء الكفاءة ومعايير مؤشراتEng . Adnan Bahjat Jalil Aga
5
: مثال-الدب كهرباء توليد محطةبسعة سمتاحة( قصوى90 MW)أنتجت(36200 MW.H( خالل )31فكم )يوم
؟ الفترة هذه خالل للمحطة السعة معامل هي
: الجوا-قيمة تكوناإلنتاجال طيلة القصوى بطاقتها عملت لو للمحطةـ(31) يوم
90 х 30 х 24 = 64800 MW.H
х 100 =55.86%36200 MW.HC.F. =
64800 MW.H
إن( من اقل لها السعة معامل تكون دائما الكهرباء محطات100%وذلك )لألسبا: التالية-
1-ال خارج المحطةعملأوالخدمة.
2-قلةإنتاجبسب المحطةالروتي الصيانات بسب أو المعدات أو األجهزة إحدى في عطل أو فشلنألسبا أو ية
الوقود ضغ كانخفاض طارئة.
3-الكهرباء عل الطل انخفاض.
لمدى مؤشر يعتبر السعة معاملإمكانيةالتشغيل سياسات ، التحميل مشاكل ، الوحدة تحميل.
معاالحمل ملLoad Factor:( الحمل معدل بين النسبة هيMWالذروة وحمل )MW) Peak Loadخالل )
معينة منية فترة
х 100oadLverageAL.F. =
Peak Load
ا حمل= لذروةأقصمعينة منية فترة خالل المحطة حققته حملأوالحداألقصالكهربائية الطاقة عل الطل من،
وتختلفإمكانية مدى عن مؤشر ويعتبر المستخدم الوقود ونوع المحطة تصميم نوع باختالف الحمل معامل قيمة
التشغيل سياسات ، التحميل مشاكل ، الوحدة تحميل.
مالحظة:-معامل قيمة فان األغل وعل بينهما واضح فالفرق الحمل ومعامل السعة معامل بين الخل عدم يج
األ عن تعبر السعةداللمحطة التشغيلي األداء عن تعبر الحمل معامل قيمة بينما للمحطة النظري ء.
اإلنتاج كلفة أو االقتصادية الكفاءةEconomic Efficiency:
بي النسبة هيكلف ناإلنتاجوبين )المحطة مصاريف (اإلنتاجاألجماليلل( محطةMW.Hمعينة منية فترة خالل )
(ID/MW.H)Production Costs=eco
Total Production
كلفاإلنتاجالروات ، الوقود ( كلف تشمل )المصاريف (واألجوراالحت المواد ،ياطية،بكافة الخدماتأنواعها
بالدينار ) وغيرهاأوعمالتأخرى
: مثالأنتجت/ الثاني كانون شهر خالل الدبس كهرباء محطة2115( كهربائية طاقة(46190 MW.H
الشهر نفس خالل المحطة مصاريف وبلغت1,261,714,983)(الـ انتاج كلفة هي فكم عراقي دينار(MWH)
؟ الواحدة1.261.714.983=المصاريف=eco
46190اإلنتاج
ID/MW.H27,315.760كلفة =اإلنتاج
(نسبة تقريبا70℅كلفة من )إنتاجفي المستخدم الوقود شراء كلفة يشغلها الكهرباء توليد محطات في الكهربائية الطاقة
التشغيل.
إنكلفةإنتاج(حديثة الجديدة المحطات في الكهرباء )(توليدما )يشمل النص:يلي
1.كلفةرأس.المال
2.التمويل رسوم
3.تكاليفاإلنتاجأو)الصيانة و الوقود ذلك في (بما التشغيل
كلفة تكوناإلنتاجمرور (بعد القديمة المحطات في21-31الحديثة المحطات في منها اقل )سنةو النص
التشغيلكلفة النرأسدفعه تم قد يكون التمويل رسوم و المالتسديدها و ا.
مالحظةمن المسافة وتكاليف مرافقها و المحطة ونص بناء و المعدات شحن و تصني تكاليف يشمل المال رأس :
أخرى و الوقود مصادر من المسافة بعد و والتضاريس النقل خطوط.
- 7. واألداء الكفاءة ومعايير مؤشراتEng . Adnan Bahjat Jalil Aga
6
كلفة تختلفإنتاجاال للوقود عالية تكون فهي المستخدم الوقود نوع حس الكهرباءحفوريFossil Fuel(النف
ومشتقاته الخام،الطبيعي الغا،الحيوي والوقود ) الفحمBiomass Fuel.والنووي للوقود منخفضة تكون
Nuclear Fuelالمتجددة الطاقة مصادر استخدام عند صفر تكون وRenewables Energyالمياه و (الرياح
الشمس و،الجزر و المد و األمواج حركةا ،) الجوفية ( األرضية الحرارية لطاقة.
التشغيلية الكفاءةOperational Efficiency:
بين النسبة هياإلنتاج( الكهربائية للطاقة الكليMW.Hبين و معينة منية فترة خالل )اإلنتاجاألقصالمحتمل
( الكهربائية للطاقةMW.H)(Max. Potential Energy)المح اشتغال حالة فيمستمر بشكل طة100%
المعينة الزمنية الفترة نفس خالل توقف أي بدون و.
100хductionTotal Pro=Op
ProductionMax. Potential
ب التشغيلية الكفاءةالحمل معامل عن تعبر األحيان بعض وفي السعة معامل عن تعبير هي عام شكل.
اإلتاحيةأوالتوافريةأوالتواجدية(Availability)أليتقني نظامهذا تواجد مدى أو احتمال أنها على تعرف
النظعشوائيا يحدد وقت في ما مهمة إلتمام طلبه تم ما إذا عمل حالة في امأخرى بكلمات .الذي الوقت نسبة هي ،
طبيعي بشكل النظام فيه يشتغل.اإلتاحية أوعامل اإلتاحية تعتبرAvailability Factorمهمة التوليد محطات في
األ بالدرجة يأتي و الكبير االقتصادي المؤشر تعتبر حيأاألخير العقد في وأعتبر التوليد محطات إنتاجية تقييم في ول
. الحرارية الكفاءة من أهم
بأنها ما وظيفية لوحدة اإلتاحية عن التعبير يمكن كمانسبةالوحدة استخدام فيه يمكن الذي للوقت الكلي المجموع
المعينة زمنية فترة في وظيفيةالىالفترة هذه طول.
المثا سبيل علىللمدة العمل من وظيقية وحدة تمكنت إذا ،011( األسبوع في ساعة061هذه إتاحية فإن )ساعة
تكون سوف الوحدة011061عام بشكل .أداء تقييم فيالطاقة محطات،اإلتاحية معاملمقدار بين التناسب هو
المحطة فيه تكون الذي الوقتعلى قادرةإنتاجالطاقةالكهربائيةو محددة زمنية فترة خاللبينالفترة تلك مقدار
المحددة الزمنيةالدورية أوالصيانة األعطال نتيجة المحطة عمل توقف بتكرارية وثيق بشكل المعامل هذا يرتبط ..
معاملاإلتاحية% للوحدة(A.F.):
Available Hours
Availability factor % = ----------------------- × 100
Period Hours
مناتاحيةالوحدة(Available Hoursمن = )الخدمة+من) ساعة ( االحتياطي
. الكهربائية بالشبكة متصلة الوحدة فيه تكون الذي الزمن هو = الخدمة من) ساعة (
) ساعة ( . الكهربائية بالشبكة متصلة غير ولكن ) جاهزة ( متاحة الوحدة فيه تكون الذي الزمن هو = األحتياطي من
( الفترة منPeriod Hoursالخروج + األضطراري الخروج + األحتياطي + الخدمة ( مان أ مجموع هو = )
) ساعة ( . ) المخط الخروج + للصيانة
ويظهرهذاالمؤشرمدىية جهوالوحدةللتشغيلعندالطلوأهميةهذاالمؤشرتعنيمجابهةاألحمالعندالطلأو
فتراتالذروةوتحسنهذاالمعامليعنيوجودقدراتإضافيةمتاحةالمستثمر مال رأس توفير أيمؤشر ويعتبر
الفعلية القدرات إنخفاض اإلعتبار نظر في األخذ يج ولكن . التوليدية للوحدة الصيانة عمليات أداء تحسن عل إيجابي
حيأ للوحدةالفعلي القدرة من كثيرا أقل المنتجة القدرة كانت لو حت متاحة الوحدة تعتبر. المتاحة ة
- 8. واألداء الكفاءة ومعايير مؤشراتEng . Adnan Bahjat Jalil Aga
7
/ الثاني كانون شهر في الخدمة ساعات عدد مجموع كان ، ية الغا الدبس كهرباء محطة في : مثال2115يساوي
(715( يساوي الشهر ساعات عدد أن وحيأ ) ساعة744يساوي للمحطة األتاحية معامل فأن لذا ، ) ساعة
96.102%.
طريق عن األتاحية معامل أحتسا يمكنحساإنتاجالوحدة(MW.H: التالية المعادلة في كما )
A.F. = ( Available Cpacity / Max. Dependable Capaciyt ) x 100
: أن حيأ
Available Capacity(A.Cap.( المتاحة السعة = )MW.H)
Max. Dependable Capacity(Max. Dep. Cap.للمح المعتمدة القصوى السعة = )( طةMW.Hوقيمتها )
. الزمن بمرور المحطة عمر تقادم مدى عل تعتمد
: التالية المعادلة من المتاحة السعة حسا يتمA.Cap. = ( Max. Dep. Cap. ) – ( Total Outage Cap. )
: أن حيأ
Total Outage Cap.(MW.H= )إالعمل عن المتوقفة أو المعطلة السعة جماليالمخططة الصيانة توقفات بسب
(Planned Outage( األضطرارية الصيانة وتوقفات )Forced Outageالسعة في والتحديدات )
(Limitation).
: يلي كما المعطلة السعة أحتسا ويتم
إ( المعطلة السعة جماليMW.H( للمحطة المعتمدة القصوى السعة = )MW)×[المخط التوقف ساعات عدد
األضطراري التوقف ساعات عدد +].
: يلي كما أحتسابها فيتم التحديدات بسبب المعطلة الطاقة أو السعة لكمية بالنسبة أما
0-( توليدية وحدة لكل التحديد مقدارMWللوحدة القصوى المعتمدة السعة = )–للوحدة المتحققة الفعلية السعة
2-التح مقدار( وحدة لكل ديدMW× )) ساعة ( التحديد مدة.
يمكن عامة وبصورةإ: التالية المعادلة في كما األتاحية معامل حتساب
= األتاحية معامل[الكلية الفترة–) األضطراري التوقف فترة + المبرمج التوقف فترة (الكلية الفترة[×011
كبي بشكل تتغير األتاحية معامل قيمة انرإالمحطة تصميم وعلى المحطة تشغيل في المستخدم الوقود نوع على عتمادا
الفحم تستخدم التي الحرارية المحطات معظم . التشغيل وظروف كيفية وعلىCoalاألرضية الحرارية والطاقة
Geothermal energyالنووية والطاقةNuclear energyمعامل لهاإ( بين يتراوح تاحية70 % - 90 %. )
معامل لها الجديدة المحطاتإالصيانات ولكن ومتطورة محسنة وتكنولوجيا تصمبم ذات محطات كونها عالية تاحية
الوقائيةPreventive Maintenanceمحطات أن . والتكنولوجيا التصميم في التحسينات عن أهمية تقل ال
معامل لها الغازية الكهرباءإ( بين يتراوح نسبيا عالية تاحية80% - 99%باألساس ذروة حمل محطات كونها )
(Peaking Power Plants)إضافةإلىإ( المركبة الدورة بمحطات األولى المرحلة في ستخدامهاCombined
Cycle Plants)
أو صرفيات معدلاستهالكالوقود(Fuel Consumption Rate)F.C.R.:
المستهلكة الوقود كمية بين النسبة هو( المحطة تشغيل فيM³)إلإ( المنتجة الطاقة جماليMW.H. )
Fuel Consumption Quantity
F.C.R. = ---------------------------------------- ( M³ / MW.H )
Total Production
- 9. واألداء الكفاءة ومعايير مؤشراتEng . Adnan Bahjat Jalil Aga
8
يظهرهذاالمؤشر(التشغيل سياسات-للوحدة التقادم معامل-للوحدة تتم التي الصيانة أعمال تقييم-الحقيقية الكفاءة
للوحدة) كهربائية طاقة إلى للوقود الحرارية الطاقة تحويل كفاءة أي.
ال النتاج الوقود أستهالك كمية( بكمية تقدر واط.ساعة كيلو1.3( و السائل للوقود لتر )1.3للغا مترمكع )
الطبيعي
إنتاجية( العاملWorker productivity)MW.H/PERSON:
بين النسبة هيإ( للمحطة المنتجة الطاقة جماليMW.H)إ( المحطة في العاملين عدد مجموع لPerson. )
Total Production
Worker Productivity = -------------------------- ( MW.H / Person )
Total No. Workers
وح من العامل ينتجه ما تعكس أعاله النسبة( األنتاج داتMW.H. معينة زمنية فترة خالل )
الواحد للشخص األنتاج كمية ( المؤشر هذا يظهر–إالعاملين معنويات نخفاض–إنخفاضإالعمل نتاجية–فائض
العاملين عدد فيOver - staffing).
اإل لتحقيق العمال وعدد اآلالت عدد من مشروع أي متطلبات لمعرفةالمستهدف نتاجيتم ،إ: التالية المعادالت ستخدام
اإل حجم = اآلالت عددالمستهدف نتاجاإل طاقة) الصيانة وأعمال العطالت هامش يضاف ( لآللة نتاج
اإل عمال عدد= نتاجاإل حجمالمستهدف نتاج×زمنإالوحدة نتاجالعمل ساعات عدد
األستهالكالذاتي( للوحدةSelf Consumption: % )
ه( األنتاج مساعدات في المستهلكة الكهربائية الطاقة كمية بين النسبة وMW.H)إلإالمنتجة الطاقة جمالي
(MW.H)
Auxiliary Consumption
Self Consumption % = -------------------------------------------- × 100
Generated Energy
Auxiliary Consumption(MW.Hالمساعدة واألجهزة للمعدات داخليا المستهلكة الكهربائية الطاقة هي : )
ملحقاتها جميع و المحطة فيالمراو ، الضاغطات ، المضخات ( مثل، التكيف أجهزة ، والتسخين التبريد أجهزة ، ح
) وغيرها األنارة.إضافةإ( الكهربائية المقاييس وفروقات الضياعات لىLosses & Meter Errorتحدث التي )
المحطة وجود حالة في المستهلكين أو النقل بشبكة المحطة تربط التي الكهربائية والمعدات الرئيسية المحوالت في
بالقربو الثانوية المحطة منإالثانوية بالمحطة مباشرة النقل خطوط رتباطالمحوالت على مقاييس وجود وعدم
. والخطوط الرئيسية
اإل نسبة أن. وخدماتها مرافقها وحجم وانتاجها المحطة نوع عل تعتمد الذاتي ستهالك
اإل معاملاإل أو ستخدام( نتفاعUtilization Factor)U.F.: %
هينسبةمن المتولدة الكهربائية الطاقة كميةمنية فترة خالل التوليدية الوحدة أو المحطةمعينةإلالتصميمية السعة
القصوىمضروباالمعينة الزمنية الفترة نفس خالل الخدمة بزمن.
Energy Generated
U.F. = --------------------------------------- x 100
Rated Cpacity x Service Hours
حيأ: أن
Energy Generated=Production( المتولدة الكهربائية الطاقة =MWH. )
Rated Capacity=( القصوى التصميمية السعةMWH. )ا يتمالقصوى ) المعتمدة ( المتاحة السعة عتماد
Max. Dependable Capacityالقصوى التصميمية السعة من بدال للمحطةاالعتبار بنظر يؤخذ حيأمدىتقادم
الزمن بمرور المحطة عمر.
- 10. واألداء الكفاءة ومعايير مؤشراتEng . Adnan Bahjat Jalil Aga
9
Service Hours=الخدمة من. الكهربائية بالشبكة متصلة الوحدة فيه تكون الذي الزمن هو =ساع () ة
اإل معامل حسا ويمكن: التالية المعادلة من ستخدام
Total Generation
U.F. = --------------------------------------- x 100
Available Capacity
Total Generationإجماليإ( الوحدة نتاجMW.H. )
Available Capacity( للوحدة المتاحة السعةMW.H. )
اإل أو الوثوقية معامل( عتماديةReliability Factor)R.F.%:
يتم حيث األخرى الصناعات باقي عن تختلف معينة خصوصية ذات الكهربائية الطاقة واستهالك إنتاج طبيعة إن
قب من عليها الطلب بقدر الكهربائية الطاقة إنتاجتعويض أو عليها الطلب لحين خزنها يمكن ال و آنيا المستهلكين ل
درجة أهمية تبرز الخاصية هذه وبسبب إليها الحاجة فترة انتهاء بعد فيما معينة لفترة الكهربائية القدرة في النقص
الطاق تجهيز استمرارية وثوق خاصة بصورة و . توزيعها و نقلها ثم الكهربائية الطاقة إنتاج وثوقإلى الكهربائية ة
وثوق درجة ذو تعتبر الوحدة فأن قليلة االحتمالية كانت وكلما . قصوى أهمية ذات تعتبر التي اإلنتاجية المعامل
المذكورة المعينة الفترة خالل مؤكدة الوحدة توقف فأن صفر العمل في الوحدة بقاء احتمالية كون حالة وفي منخفضة
ا بقاء احتمالية ازدادت كلما و( االحتمالية تبلغ حتى وثوقها زاد كلما لوحدة0( يعتبر الوحدة وثوق فأن )011أي )%
( يكون معينة فترة خالل بالعمل الوحدة استمرار احتمالية إن011. )%
اإل عل التوليدية الوحدة قدرة هي الموثوقيةباإل ستمرارومع . محددة منية فترة خالل المحددة الشروط ضمن نتاجامل
الوثوق( للوحدة المعتمدة القصوى السعة بين النسبة هي يةMW.Hمنها مطروحا )بسب العمل عن المعطلة السعة
اإل التوقفات( ضطراريةMW.H( للوحدة المعتمدة القصوى السعة وبين )MW.H. )
Max. Dep. Cap. ــــ Forced Outage Capcity
R.F. = --------------------------------------------------------- x 100
Max. Dep. Cap.
: أن حيأ
Forced Outage Capcity( اإلضطرارية التوقفات بسب العمل عن المعطلة السعة =MWH. )
( للوحدة المعتمدة القصوى السعة =MW× )ا التوقفات ساعات عدد. إلضطرارية
الخدمة عامل(Service Factor)S.F.: %
نسبة هيزمنإشتغالالتوليدية الوحدة أو المحطةالخدمة زمن (بالساعات)إلىالفترة زمنالفترة زمن (
بالساعات).
Service Hours
S.F. = --------------------------------------- x 100
Period Hours
. الفترة وزمن الخدمة زمن تعريف تم أن وسبق
الخدمة عامل حساب يتممن الزمنية الفترات مع ذلك ومقارنة الكلية الفترة من للوحدة االشتغال فترة نسبة لمعرفة
االقتصادي الحسابات في يدخل و المحطات بين أو األخرى الوحدات ومع الوحدة عمر. الكهرباء محطات لمنظومة ة
المبرمج التوقف عامل(Planned or Scheduled Outage Factor)P.O.F.: %
نسبة هيزمنإلى ) بالساعات التوقف زمن ( التوليدية الوحدة أو للمحطة المبرمج التوقفالفترة زمنالفترة زمن (
) بالساعات.
- 11. واألداء الكفاءة ومعايير مؤشراتEng . Adnan Bahjat Jalil Aga
11
Planned Outage Hours
P.F. = --------------------------------------- x 100
Period Hours
ا التوقف عامل( ألضطراريForced Outage Factor)F.O.F%:
نسبة هيزمنإلى ) بالساعات التوقف زمن ( التوليدية الوحدة أو للمحطة األضطراري التوقفالفترة زمنزمن (
با الفترة. ) لساعات
Forced Outage Hours
P.F. = --------------------------------------- x 100
Period Hours
األضطراري التوقف معدل(Forced Outage Rate)F.O.R.: %
نسبة هيزمنأ للمحطة األضطراري التوقفإلى ) بالساعات التوقف زمن ( التوليدية الوحدة ومجموعزمن
و األشتغالزمن. ) بالساعات الزمن ( األضطراري التوقف
Forced Outage Hours
P.F. = ------------------------------------------------------- x 100
Service Hours + Forced Outage Hours
( لكل للوحدة اإلضطراري الخروج معدل المؤشر هذا يظهر111ساعةتشغيل)الصيانة أعمال لنتائج تقييما ويعتبر
ساعات وحسابات معدالت وعل الوحدة حمل عل سلبيا ذلك يؤثر فسوف المؤشر هذا تحسن عدم حالة في . والتشغيل
التشغيلي النفقات في يادة وبالتالي الصيانة. واإلستثمارية ة
- 12. واألداء الكفاءة ومعايير مؤشراتEng . Adnan Bahjat Jalil Aga
11
: الغازي التوربين وأداء كفاءة على التشغيلية الظروف تأثير مخططات
Gas Turbine Efficiency & Performance Diagrams
اإل نسبة تأثيرالمثالية ي الغا التوربين لدورة الحرارية الكفاءة عل نضغاط
- 13. واألداء الكفاءة ومعايير مؤشراتEng . Adnan Bahjat Jalil Aga
12
ع الجو حرارة درجة تأثيري الغا التوربين أداء ل
ي الغا للتوربين الحرارية الكفاءة عل الحو حرارة درجة تأثير
- 14. واألداء الكفاءة ومعايير مؤشراتEng . Adnan Bahjat Jalil Aga
13
اإل على الجو حرارة درجة تأثيرللوقود النوعي ستهالكSFCالغازي التوربين في
تأثيرالجو حرارة درجةي الغا التوربين أداء عل
Effect of ambient temperature on the performance of gas turbine
1.( ةوةالج ةرارةةح ةةةدرج ةدةعنT = 45ºC( ةلةيق )m˙aةةةكثاف ةانةنقص ةبةبس ةواءةلله )Densityةوةالج ةواءةه
( يقل الجو حرارة درجة (بصعودm˙) الضاغطة من الخارج للهواء
2.الناتجة القدرة تقل ايضا(P out)Power Outputبارتفا(نقصةان بسب الجو حرارة درجة عm˙للهةواء )
( الضغ نسبة عل بدوره يؤثر الذيrp)Pressure Ratioالتورباين شغل و(WTيؤثر النهاية في و )
(المتولدة القدرة علP out. )
الجو حرارة درجة يادة
Ambient Temperature األداءPerformance
Decrease Increase
YES الضاغطة شغلCompressor Work ( Wc )
YES التور دخول حرارة درجةباينTurbine Inlet Temperature
YES الحرارية الكفاءةThermal Efficiency %
YES المتولدة القدرةPower Output ( MW )
YES اإلللوقود النوعي ستهالكSpecific Fuel Consumption ( SFC )
YES الحرارة معدلHeat Rate
YES الهواء جريان معدلAir Flow Rate ( m )
YES العادم حرارة درجةExhaust Temperature
Yes الضائعة الحرارية الطاقةWasted Thermal Energy ( Qexh )
- 15. واألداء الكفاءة ومعايير مؤشراتEng . Adnan Bahjat Jalil Aga
14
3.للوقود النوعي االستهالك يادة و المتولدة القدرة انخفاض بسب تقل الحرارية الكفاءةSFC.
4.يةادةودةللوق ةوعيةالن ةتهالكةاالس ةSFCةغةالض ةبةةنس ةاضةانخف ةبةبسrp )( ةةةالطاق ةغلةوش )Wcةاةمم )
(الوقةود ةانةلجري ةيةالكتل معةدل ةيةف ةادةةي الضةروري ةنةم يجعةلm˙fةةةدرج ةةعل الحفةا و ةولةالوص ةرضةلغ )
ثابتة التورباين دخول حرارةFiring Temperature T3
5.ةادةةيةادمةالع ات ةاةغ ةرارةةح ةةةدرجT4تم وةائعةةالض ةةةالحراري ةةةالطاق ةلةثQ exhaustةادمةالع ات ةاةغ ةيةف
( يقةار م كبيةرة كمية الجو ال المطروحة66℅) (المجهةزة المضةافة الطاقةة اجمةالي مةن )Qinالةدورة الة
اخرى طاقة او حرارية عمليات في منها االستفادة بدون
اعاله من نستنتج
1.الناتجة القدرة انPoutدرجات بارتفاع تقل،تمةو حزيةران االشةهر فةي الصةيف فةي خاصةة و الجةو حرارة
. االول تشرين ، ،ايلول ،ا
2.ضعف تقريبا تعادل الجو ال )(المهدورة الضائعة الحرارية الطاقة كمية اني.المنتجة الطاقة كمية
: ية الغا الدبس كهرباء محطة في ي الغا للتوربين التصميمية البيانات
Design data of Gas Turbine type FIAT TG .20 ( ISO- Condition )
ISO- Condition : 15C° , 1 bar , Relative Humidity - 60 %
Simple open cycle gas turbine with one shaft
Output Power = 38 MW
Heat Rate = 3007 Kcal/KW.H
Specific Fuel Consmption ( SFC ) = 0.26 Kg/KW.H = 0.343 m³/KW.H
Thermal Efficiency = 28.6 %
Rated Rotation Speed = 4918 rpm
Speed Reduction Ratio = 4918/3000
Air Capacity ( ISO – Condition ) = 161.4 Kg/s ( Mass Flow Rate ) at 15 C° , 1 bar
Air Speed = 2 m/s ( approx.. )
Compression Ratio = 11/1
Air Compression Stages = 18
Expansion Stages = 3
Combustor Baskets = 8
Length of Unit = 9.5 m
Width of Unit = 3 m
Weight of Turbine Rotor = 16000 Kg
Length of Rotor = 6500 mm
Weight of Turbine = 59000 Kg
Maximum Capability = 45000 KW
Exhaust Gas Flow Rate = 164 Kg/s
- 16. واألداء الكفاءة ومعايير مؤشراتEng . Adnan Bahjat Jalil Aga
15
الطاقة مجال في المستخدمة الوحدات أهم تحويل جدول
important units of energy and their conversion factors
kJ kcal kWh kg ce kg oe m³ natural gas
1 kJ 1 0.2388 0.000278 0.000034 0.000024 0.000032
1 kcal 4.1868 1 0.001163 0.000143 0.0001 0.00013
1 kWh 3 600 860 1 0.123 0.086 0.113
1 kg ce 29 308 7 000 8.14 1 0.7 0.923
1 kg oe 41 868 10 000 11.63 1.428 1 1.319
1 m³ natural gas 31 736 7 580 8.816 1.083 0.758 1
Units of energy overview
Unit Name Conversion to kJ or kWh
J joule 1 000 J = 1 000 Ws = 1 kJ
cal calorie 1 000 cal = 1 kcal = 4.186 kJ
Wh watt hour 1 Wh = 3.6 kJ
(kg) ce (kilogram) coal equivalent 1 kg ce = 29 308 kJ
(kg) oe (kilogram) oil equivalent 1 kg oe = 41 868 kJ
m³ natural
gas
cubic meter natural gas 1 m³ natural gas = 31 736 kJ
BTU British Thermal Unit 1 BTU = 0.000293071 kWh =
1.05506 kJ
kpm kilogram force meter
(Kilopondmeter)
1 kpm = 2.72e-6 kWh =
0.00980665 kJ
1 kg of natural gas = 50,020 BTU
1 m3 of natural gas = 35,300 BTU
1 ft3 of natural gas = 1,000 BTU
- 17. واألداء الكفاءة ومعايير مؤشراتEng . Adnan Bahjat Jalil Aga
16
جدولالحرارية القيم يوضحHeating Vlueالوقود أنواع لبعض
النوعية الحرارة قيم يوضح جدولSpecific HeatوالكثافةDensityالجوي الضغ عند للهواء1.01325 bar
Temperature
(K)
Specific Heat Ratio of Specific
Heats
- k -
(cp/cv)
Density1)
- ρ -
(kg/m3
)- cp -
(kJ/kgK)
- cv -
(kJ/kgK)
175 1.0023 0.7152 1.401 2.017
200 1.0025 0.7154 1.401 1.765
225 1.0027 0.7156 1.401 1.569
250 1.0031 0.7160 1.401 1.412
- 18. واألداء الكفاءة ومعايير مؤشراتEng . Adnan Bahjat Jalil Aga
17
Temperature
(K)
Specific Heat Ratio of Specific
Heats
- k -
(cp/cv)
Density1)
- ρ -
(kg/m3
)- cp -
(kJ/kgK)
- cv -
(kJ/kgK)
275 1.0038 0.7167 1.401 1.284
300 1.0049 0.7178 1.400 1.177
325 1.0063 0.7192 1.400 1.086
350 1.0082 0.7211 1.398 1.009
1)
At pressure 1 atm
الهواء نسبة–الوقودAir – Fuel Ratio ( A/F ):
الك األحتراق لحدوث والوقود الهواء من المطلوبة الكمية هيالمحركات مثال ، كيميائيا ملالبنزينGasoline
Enginesن تكونالمكافةة الوقود ال الهواء سبة14.7/1يعني فهذا14.7جزء ال الهواء من جزء1الوقود من.
AFR = mair / mfuel = 1 / FAR
Fuel Ratio by mass Ratio by volume Percent fuel by mass
Propane (LP) 15.67 : 1 23.9 : 1 6.45%
Natural gas 17.2 : 1 9.7 : 1 5.8%
n-Butanol 11.2 : 1 — 8.2%
Methanol 6.47 : 1 — 15.6%
Methane 17.19 : 1 9.52 : 1 5.5%
Hydrogen 34.3 : 1 2.39 : 1 2.9%
Gasoline 14.7 : 1 — 6.8%
Ethanol 9 : 1 — 11.1%
Diesel 14.5 : 1 — 6.8%
- 19. واألداء الكفاءة ومعايير مؤشراتEng . Adnan Bahjat Jalil Aga
18
موللر مخطواألنتروبي األنثالبي قيم وفيه الجاف للهواءMollier Diagram For Dry Air