Hiệu suất gross và net nhà máy điện, tỷ lệ điện tự dùng
Bảng dữ liệu tính năng của nhà cung cấp lò hơi hoặc tuabin Nhật thường ghi hai loại hiệu suất: 発電端効率 và 送電端効率. Một dòng khác ghi 所内率 theo phần trăm. Trong khi đó, hợp đồng của bạn lại bảo đảm suất tiêu hao nhiệt net (heat rate) theo kcal/kWh hoặc kJ/kWh, còn bộ phận bảo trì vận hành theo dõi điện tự dùng hằng tháng.
Các thuật ngữ này khớp với nhau khá gọn khi đã hiểu rõ. 発電端 (hatsudentan, "đầu cực máy phát") là công suất gross đo tại đầu cực máy phát. 送電端 (sodentan, "đầu đưa điện đi") là công suất net sau khi trừ điện nhà máy tự dùng. 所内率 (shonai-ritsu) là tỷ lệ điện tự dùng, chính là cầu nối giữa hai giá trị trên.
Bài này giải thích mỗi giá trị được đo ở đâu, cách quy đổi giữa hiệu suất gross, hiệu suất net và heat rate, và vì sao cơ sở nhiệt trị (HHV hay LHV) quan trọng không kém ranh giới đo. Cuối bài có checklist và danh sách câu hỏi để gửi cho phía Nhật.
Bảng dưới đây là các thuật ngữ tiếng Nhật bạn dễ gặp nhất trong thông số kỹ thuật, bảo đảm tính năng và báo cáo vận hành.
| Tiếng Nhật | Cách đọc | Cách gọi thường dùng | Ý nghĩa |
|---|---|---|---|
| 発電端 | hatsudentan | Đầu cực máy phát, gross | Điện tại đầu cực máy phát |
| 送電端 | sodentan | Đầu ra nhà máy, net | Điện gross trừ phần nhà máy tự dùng |
| 所内率 | shonai-ritsu | Tỷ lệ điện tự dùng | Điện tự dùng của nhà máy tính theo % điện gross |
| 所内電力 / 所内消費電力 | shonai denryoku / shonai shohi denryoku | Điện tự dùng | Điện dùng để vận hành chính nhà máy |
| 補機 | hoki | Thiết bị phụ trợ (auxiliaries) | Bơm, quạt và các thiết bị hỗ trợ việc phát điện |
| 受電端 / 需要端 | judentan / juyotan | Điểm nhận điện, điểm sử dụng | Nơi khách hàng nhận điện |
| 高位発熱量 / 低位発熱量 | koi / tei-i hatsunetsuryo | Nhiệt trị cao HHV (GCV) / nhiệt trị thấp LHV (NCV) | Nhiệt trị cao và nhiệt trị thấp của nhiên liệu |
Mục lục
- Đầu cực máy phát và đầu ra nhà máy: đo ở đâu
- Hiệu suất gross và net: cân bằng năng lượng có số liệu
- Công thức: hiệu suất gross, tỷ lệ điện tự dùng và hiệu suất net
- Từ hiệu suất sang heat rate: kJ/kWh, Btu/kWh, kcal/kWh
- HHV và LHV: kiểm tra cơ sở trước khi so sánh
- Điểm nhận điện: tổn thất ngoài nhà máy
- Giảm điện tự dùng nâng hiệu suất net như thế nào
- Checklist: đọc số gross và net trong tài liệu kỹ thuật của Nhật
- Câu hỏi nên gửi cho nhà cung cấp Nhật
- Giới hạn của bài hướng dẫn này
- Câu hỏi thường gặp
- Nguồn tham khảo
Đầu cực máy phát và đầu ra nhà máy: đo ở đâu
Đầu cực máy phát (gross) là điểm điện năng đi ra khỏi đầu cực máy phát. Đầu ra nhà máy (net) là công suất ròng: phần còn lại sau khi trừ điện tự dùng, được đưa lên lưới hoặc vào nhà máy sản xuất. Đây là ranh giới để đánh giá toàn bộ nhà máy.
Hình dưới dùng số tương đối. Trong 30 đơn vị điện phát ra, nhà máy dùng 3, nên 27 đi ra ngoài tại đầu ra nhà máy.
Hình 1: Điện của máy phát chia cho nhà máy và lưới
Nếu nhà máy dùng 3 trong 30 đơn vị tại đầu cực máy phát, còn lại 27 ở đầu ra nhà máy.
Số tương đối để minh họa. Điểm đo và phạm vi tổn thất thực tế theo quy định đo lường của từng nhà máy.
Nhà máy điện cũng cần điện để tự vận hành. Chẳng hạn, bơm nước cấp và quạt gió đưa nước và không khí cháy vào lò hơi, và điện chúng dùng được trừ khỏi phần nhà máy có thể đưa ra ngoài.
Nhóm thiết bị hỗ trợ này gọi là hoki (補機, thiết bị phụ trợ), điện chúng tiêu thụ hợp thành điện tự dùng. Nếu chỉ xét máy phát, ta có giá trị tại đầu cực máy phát (gross). Nếu xét cả nhà máy, kể cả thiết bị phụ trợ, ta có giá trị tại đầu ra nhà máy (net).
Phụ tải điện tự dùng gồm những gì
Ở nhà máy nhiệt điện hơi nước, phụ tải điện tự dùng tiêu biểu là các máy đưa nước, không khí và nước làm mát đi lưu thông. Nhà máy có tháp giải nhiệt còn chạy thêm quạt tháp và bơm nước tuần hoàn, nên cơ cấu phụ tải phụ thuộc vào kiểu làm mát.
Ba nhóm dưới đây cho thấy điện tự dùng làm những việc gì.
Hình 2: Ba việc mà điện tự dùng đảm nhiệm
Điện tự dùng để đẩy nước, đưa không khí và thải nhiệt.
Công suất bơm phụ thuộc vào lưu lượng, cột áp và hiệu suất bơm, không chỉ vào việc có nước chảy hay không. Khi tách điện tự dùng theo từng thiết bị, bạn sẽ thấy chỗ nào còn tiết kiệm được.
Phụ tải quạt còn bao gồm trở lực của bộ sấy không khí. Khi đánh giá việc thu hồi nhiệt ở bộ sấy không khí, hãy đưa mức tiết kiệm nhiên liệu và điện quạt tăng thêm vào cùng một bảng cân đối để thấy hiệu quả ròng.
Tỷ lệ điện tự dùng tính trên điện gross
Tỷ lệ điện tự dùng bằng điện năng tự dùng chia cho điện năng tại đầu cực máy phát (gross). Phát 30, nhà máy dùng 3 thì tỷ lệ là 10%. Đó không phải 3% (lấy 3 chia cho nhiệt nhiên liệu 100), cũng không phải 3 chia cho điện net 27.
Cách tính này khớp với định nghĩa của Viện Kỹ sư Điện Nhật Bản (IEEJ), và Cục Thông tin Năng lượng Hoa Kỳ (EIA) định nghĩa điện net cũng theo cách đó: điện gross trừ điện tự dùng.
Tuy vậy, phạm vi của "điện tự dùng" không giống nhau ở mọi nơi. Định nghĩa của IEEJ không tính công suất bơm của nhà máy thủy điện tích năng, còn EIA tính khoản này là điện tự dùng. Với tổn thất máy biến áp, định nghĩa của IEEJ không nêu cụ thể, nên cần hỏi nhà cung cấp hoặc xem hợp đồng.
Tỷ lệ này cũng thay đổi theo loại nhà máy, cấu hình thiết bị phụ trợ và mức tải. Nếu sản lượng giảm một nửa mà điện tự dùng giữ nguyên thì tỷ lệ tăng gấp đôi. Hãy dùng số đo thực tế của cùng nhà máy và cùng kỳ, đừng suy ra từ công suất hay loại nhà máy.
Hiệu suất gross và net: cân bằng năng lượng có số liệu
Lấy nhiệt nhiên liệu đầu vào là 100 để minh họa. Giả sử tổn thất ở lò hơi, đường ống và thiết bị khác là 10, còn nhiệt thải từ bình ngưng ra hệ làm mát là 60. Phần còn lại 30 biến thành điện, nên hiệu suất gross (đầu cực máy phát) là 30%.
Hình dưới chia việc này thành hai bước: cân bằng nhiệt đến máy phát, rồi cách dùng lượng điện phát ra.
Hình 3: Theo dõi 100 đơn vị nhiệt nhiên liệu qua hai bước
Tách cân bằng nhiệt đến đầu cực máy phát khỏi việc phân bổ điện sau khi phát.
Mỗi thanh được vẽ rộng 100% cho tổng của riêng nó; thanh dưới phóng to phần 30 của thanh trên. Cách chia này không đại diện cho tổn thất điển hình của nhà máy thực.
Nếu thiết bị phụ trợ dùng 3 trong 30 đơn vị thì đưa ra được 27. Hiệu suất net (đầu ra nhà máy) bằng 27 chia cho nhiệt nhiên liệu 100, tức 27%. Bản thân công suất máy phát không thay đổi.
Trong ví dụ này, nhiệt thải ra từ bình ngưng và điện tự dùng là hai dòng riêng. 60 đơn vị nhiệt do nước làm mát mang đi không bằng 3 đơn vị điện mà bơm và quạt tháp giải nhiệt dùng. Hãy tính nhiệt và điện tách bạch.
Việc làm mát hơi để trở lại nước là một phần của chu trình Rankine, và sơ đồ cân bằng nhiệt giúp theo dõi nhiệt vào ra của từng thiết bị.
Hiệu suất nhà máy và hiệu suất từng thiết bị
Phần nhiệt nhiên liệu mà lò hơi truyền cho hơi không phải là phần nhiệt nhiên liệu mà nhà máy biến thành điện. Không phải toàn bộ nhiệt trong hơi đều thành công, nên lấy hiệu suất lò hơi làm hiệu suất gross của nhà máy sẽ cho kết quả sai.
Công của tuabin được tính từ trạng thái hơi ở cửa vào và cửa ra. Nối phép tính đó với hiệu suất lò hơi (nhiên liệu sang hơi) sẽ cho biết bạn đang muốn giảm tổn thất ở công đoạn nào.
Nhà máy đồng phát còn cấp nhiệt thải cho quy trình sản xuất thì tính cả nhiệt hữu ích. Hiệu suất điện và hiệu suất tổng (điện cộng nhiệt) trả lời hai câu hỏi khác nhau, nên cần xác nhận một con số đang nói đến loại nào.
Công thức: hiệu suất gross, tỷ lệ điện tự dùng và hiệu suất net
Hãy đưa nhiệt nhiên liệu và điện năng về cùng một đơn vị trước khi chia. 1 kWh bằng 3.600 kJ, nên nếu điện ghi bằng kWh còn nhiệt đầu vào ghi bằng kJ thì nhân kWh với 3.600.
Hãy dùng nhiệt trị khớp với đơn vị của lượng nhiên liệu: kJ/kg cho khối lượng, kJ/m³ cho thể tích khí. Với khí, không lẫn thể tích ở điều kiện tiêu chuẩn với thể tích ở nhiệt độ và áp suất thực tế.
Với tỷ lệ điện tự dùng 10%, nhập s = 10; chia cho 100 được 0,10. Nếu dùng dạng thập phân "hiệu suất net = hiệu suất gross × (1 − tỷ lệ điện tự dùng)" thì nhập thẳng 0,10.
Ví dụ tính: từ số liệu nhiên liệu đến hiệu suất net
Giả sử trong một kỳ, nhà máy đốt 10.000 kg nhiên liệu có nhiệt trị 36.000 kJ/kg. Điện gross là 30.000 kWh và điện tự dùng là 3.000 kWh. Từ đó có thể tính lần lượt mọi thứ, bắt đầu từ nhiệt đầu vào.
Hình dưới cho thấy ba bản ghi cần có, cùng nằm trong một kỳ.
Hình 4: Căn hai công tơ và sổ nhiên liệu về cùng một kỳ
Có nhiệt đầu vào, điện gross và điện tự dùng là kiểm tra chéo được cả hai hiệu suất.
Số liệu giả định. Tính ra kWh, số đọc công tơ là 30.000 kWh và 3.000 kWh.
Cả 30% và 27% đều lấy từ số liệu nhiên liệu và điện của cùng một kỳ. Ghép sản lượng điện theo ngày với lượng nhiên liệu theo tháng sẽ làm tỷ số mất ý nghĩa, nên hãy căn thời điểm đầu và cuối của mọi bản ghi trước. Nên đánh dấu các điểm đo lên sơ đồ một sợi trước khi viết công thức.
Công suất kW là tốc độ tức thời; điện năng kWh là công suất tích lũy theo thời gian. Khi công suất không đổi, lấy công suất nhân với số giờ vận hành để ra điện năng.
Quy đổi giữa gross và net
Chia hiệu suất net cho (1 − tỷ lệ điện tự dùng dạng thập phân) để có lại hiệu suất gross. Trong ví dụ, 27% ÷ 0,90 = 30%, ứng với điện năng trước khi nhà máy tự dùng.
Từ hiệu suất sang heat rate: kJ/kWh, Btu/kWh, kcal/kWh
Heat rate (suất tiêu hao nhiệt) là nghịch đảo của hiệu suất: lượng nhiệt đầu vào cần để phát 1 kWh. Tài liệu Nhật thường ghi hiệu suất theo phần trăm, còn hợp đồng theo chuẩn Mỹ thường ghi heat rate. Quy đổi bằng năng lượng của 1 kWh.
- kJ/kWh: heat rate = 3.600 ÷ hiệu suất (dạng thập phân)
- Btu/kWh: heat rate = 3.412 ÷ hiệu suất, hệ số mà EIA Hoa Kỳ dùng
- kcal/kWh: heat rate = 860 ÷ hiệu suất, hữu ích khi đọc tài liệu cũ hoặc số liệu ghi theo kcal
Áp dụng vào ví dụ ở trên được bảng sau. Vì heat rate là nghịch đảo của hiệu suất, heat rate net bằng heat rate gross chia cho phần điện đưa ra ngoài, chứ không nhân.
| Cơ sở | Hiệu suất | Heat rate (kJ/kWh) | Heat rate (Btu/kWh) | Heat rate (kcal/kWh) |
|---|---|---|---|---|
| Gross (đầu cực máy phát) | 30% | 12.000 | khoảng 11.370 | khoảng 2.870 |
| Net (đầu ra nhà máy) | 27% | khoảng 13.330 | khoảng 12.640 | khoảng 3.190 |
Cách gọi nhãn khác nhau tùy thị trường. EIA Hoa Kỳ báo cáo heat rate tính trên mỗi kWh net. Giá trị 発電端 của Nhật tương ứng với số gross, còn 送電端 tương ứng với số net.
Dù vậy, ranh giới đo vẫn cần kiểm tra, như checklist ở phần sau trình bày.
HHV và LHV: kiểm tra cơ sở trước khi so sánh
Nhiên liệu có nhiệt trị cao (HHV, còn gọi là GCV) và nhiệt trị thấp (LHV, hay NCV). HHV tính cả nhiệt tỏa ra khi hơi nước sinh ra từ quá trình cháy ngưng tụ; LHV thì không. Với cùng một lượng nhiên liệu, nhiệt đầu vào theo HHV lớn hơn.
Chia cùng một công suất cho nhiệt đầu vào lớn hơn thì hiệu suất theo HHV thấp hơn hiệu suất theo LHV. Mức chênh phụ thuộc nhiên liệu: LHV thấp hơn HHV khoảng 4% với than và khoảng 10% với khí tự nhiên. Một nhà máy 40% theo HHV sẽ được báo khoảng 42% theo LHV nếu đốt than và khoảng 44% theo LHV nếu đốt khí tự nhiên.
Quy ước khác nhau tùy nước và tùy loại thiết bị:
- Nhật Bản: tài liệu kỹ thuật điện của Nhật thường dùng HHV cho hiệu suất nhiệt của nhà máy, và chuẩn hiệu suất nhiệt điện của chính phủ Nhật đặt trên cơ sở đầu cực máy phát, HHV. Catalog thiết bị vẫn có thể ghi LHV, nên hãy đọc chú thích.
- Hoa Kỳ: HHV thường là cơ sở cho nhà máy than, còn hiệu suất nhà máy khí thường được báo theo LHV.
- Một số nước châu Âu và nơi khác: LHV phổ biến khi báo cáo hiệu suất nhiệt, nhưng vẫn cần xác nhận cơ sở trong từng tài liệu.
- Dự án tại Việt Nam: hồ sơ có thể đến từ nhiều nguồn (Nhật, châu Âu, Mỹ, Trung Quốc) nên cơ sở HHV/LHV (GCV/NCV) có thể không thống nhất. Luôn tìm chú thích ghi rõ trong tài liệu.
Gross hay net (đo công suất ở đâu) và HHV hay LHV (cái gì nằm ở mẫu số) là hai câu hỏi riêng biệt. Hãy kiểm tra cả hai trước khi so một số liệu của Nhật với số của bạn.
Bảng tính năng còn ghi tải và điều kiện môi trường. Giá trị bảo đảm ở tải định mức và giá trị trung bình cả năm bị ảnh hưởng khác nhau bởi khởi động, dừng và vận hành tải thấp, nên cần khớp cả điều kiện vận hành, kể cả khi hai hiệu suất mang cùng tên.
Điểm nhận điện: tổn thất ngoài nhà máy
Điểm nhận điện, 受電端 (judentan), là nơi khách hàng nhận điện. Giữa đầu ra nhà máy và điểm đó, đường dây và máy biến áp gây tổn thất (tổn thất truyền tải và phân phối, T&D), nên hiệu suất tính đến khách hàng thấp hơn hiệu suất net của nhà máy.
Từ nhà máy điện đến nhà máy sản xuất, điện được nâng áp, truyền tải, biến đổi và phân phối. Nếu điểm nhận điện là điểm đo đầu vào của nhà máy sản xuất, thì tổn thất trong hệ thống dây dẫn nội bộ và thiết bị sản xuất thuộc cân bằng năng lượng riêng của nhà máy đó.
Để minh họa, giả sử hiệu suất net 27% và tổng tổn thất đến điểm nhận điện là 5%. Khi đó 27 × 0,95 cho hiệu suất tại điểm nhận điện là 25,65%. Con số 5% là giả định tính toán, không phải số liệu thực của lưới điện.
Một số tài liệu liệt kê riêng tỷ lệ tổn thất truyền tải, phân phối và điện tự dùng của trạm biến áp. Khi đó hãy nhân với phần còn lại của từng khoản. Nếu một tỷ lệ tổng tổn thất đã gồm điện tự dùng của trạm, thì nhân thêm tỷ lệ của trạm sẽ trừ cùng một tổn thất hai lần.
Ví dụ lịch sử của Nhật: hiệu suất tại điểm nhận điện và năng lượng sơ cấp
Mục hỏi đáp của J-Net21 (do Tổ chức hỗ trợ doanh nghiệp vừa và nhỏ và đổi mới khu vực của Nhật, SMRJ, vận hành) nêu một ví dụ ban ngày dựa trên số liệu năm tài khóa 2003. Ví dụ dùng hiệu suất gross 40,44%, tỷ lệ điện tự dùng 4,6%, tỷ lệ tổn thất truyền tải và phân phối 6,3%, và điện tự dùng của trạm biến áp 0,13%.
Dùng tổng tỷ lệ tổn thất 10,7% của cùng nguồn cho kết quả khoảng 36,11%, hơi khác 36,10% khi nhân từng tỷ lệ. Cả hai làm tròn thành 36,1%, và 3.600 chia 0,361 được khoảng 9.972 kJ/kWh.
Ví dụ này chỉ cho thấy hiệu suất liên hệ với năng lượng sơ cấp như thế nào. Đó không phải hệ số dùng trong báo cáo hiện hành theo luật tiết kiệm năng lượng của Nhật; hãy kiểm tra biểu mẫu chính thức của năm tương ứng.
Giảm điện tự dùng nâng hiệu suất net như thế nào
Các bơm dẫn động bằng động cơ như bơm dưới đây là phụ tải điện tự dùng tiêu biểu.
Cùng một hiệu suất gross, hiệu suất net vẫn tăng khi thiết bị phụ trợ dùng ít điện hơn. Hình sau giữ hiệu suất gross ở 40% và chỉ thay đổi tỷ lệ điện tự dùng.
Hình 5: Tỷ lệ điện tự dùng và hiệu suất net khi gross là 40%
Tỷ lệ điện tự dùng giảm bao nhiêu thì hiệu suất net tăng bấy nhiêu nhân với hiệu suất gross.
So sánh giả định. Giảm từ 10% xuống 8% là giảm 2 điểm phần trăm tỷ lệ điện tự dùng, tăng 0,8 điểm phần trăm hiệu suất net.
Ví dụ, giữ điện gross ở 100.000 kWh và hạ tỷ lệ điện tự dùng từ 10% xuống 8%. Điện tự dùng giảm 2.000 kWh và lượng điện đó có thể đưa ra ngoài. Nhiên liệu đầu vào và hiệu suất gross giữ nguyên.
Nếu giữ không đổi điện net thì nhà máy cần phát gross ít hơn. Tuy nhiên hiệu suất gross cũng đổi theo tải, nên mức tiết kiệm nhiên liệu thực tế phải tính từ sổ sản lượng và nhiên liệu trước và sau cải tiến.
Khi so sánh trước và sau, hãy đối chiếu điện năng của từng thiết bị phụ trợ với nhật ký vận hành. Đặt tải và số giờ chạy cạnh sản lượng giúp tách thay đổi do điều kiện vận hành khỏi hiệu quả của chính cải tiến.
Cải tiến thiết bị phụ trợ là giữ đủ lưu lượng nước và không khí cần thiết mà giảm công suất thừa. Hãy xem hiệu suất bơm cùng với điều kiện vận hành, và đánh giá kết quả tại đầu ra nhà máy chứ không chỉ ở từng máy.
Bảng dưới tóm tắt ba loại hiệu suất theo điểm đo và theo những gì được trừ đi.
| Hạng mục | Gross (đầu cực máy phát) | Net (đầu ra nhà máy) | Điểm nhận điện |
|---|---|---|---|
| Điểm đo | Đầu cực máy phát | Nơi điện đi ra khỏi nhà máy sau khi trừ điện tự dùng | Nơi khách hàng nhận điện |
| Điện ở tử số | Điện năng gross | Điện năng gross trừ điện năng tự dùng | Điện năng net trừ tổn thất T&D |
| Phần bị trừ | Không có | Điện tự dùng: bơm nước cấp, quạt gió, v.v. | Trừ thêm tổn thất đường dây và máy biến áp |
| Ví dụ tính | 30% | 27% (điện tự dùng 10%) | 25,65% (tổng tổn thất 5%) |
| Độ lớn tương đối | Cao nhất trong ba loại | Thấp hơn gross | Thấp hơn net |
Checklist: đọc số gross và net trong tài liệu kỹ thuật của Nhật
Trước khi so hiệu suất hay heat rate của Nhật với số của bạn, hãy xác nhận từng mục dưới đây. Hai con số có thể lệch nhau chỉ vì một trong các mục này khác nhau.
- Ranh giới: giá trị là 発電端 (gross, đầu cực máy phát) hay 送電端 (net, đầu ra nhà máy)?
- Cơ sở nhiệt trị: nhiệt đầu vào tính theo HHV hay LHV? Tìm chữ 高位 (HHV) hoặc 低位 (LHV) trong phần chú thích.
- Phạm vi điện tự dùng: gồm những phụ tải nào? Hệ thống cấp nhiên liệu, tháp giải nhiệt, thiết bị xử lý môi trường, nhà xưởng và điều hòa có thể được tính hoặc không.
- Tổn thất máy biến áp: tổn thất của máy biến áp nâng áp và máy biến áp tự dùng nằm trong điện tự dùng hay ngoài ranh giới?
- Điểm đo: điện gross, điện tự dùng và điện net được đo chính xác ở đâu, và dùng cấp chính xác công tơ nào?
- Mẫu số của tỷ lệ: 所内率 có chia cho điện gross như định nghĩa thông thường không?
- Kỳ tính và loại giá trị: là giá trị thiết kế ở tải định mức, kết quả thử nghiệm hay trung bình vận hành cả năm?
- Điều kiện: giả định tải, nhiệt độ môi trường, nhiệt độ nước làm mát và nhiên liệu nào?
- Đơn vị: heat rate tính bằng kJ/kWh, kcal/kWh hay Btu/kWh? Hiệu suất ghi theo phần trăm hay thập phân?
- Đồng phát: con số là hiệu suất điện thuần hay hiệu suất tổng gồm cả nhiệt hữu ích?
- Tiêu chuẩn tham chiếu: hợp đồng viện dẫn tiêu chuẩn hoặc quy trình thử nghiệm nào? Việc đối chiếu các thuật ngữ này với TCVN chưa được xác nhận trong bài, nên hãy hỏi nhà cung cấp.
Câu hỏi nên gửi cho nhà cung cấp Nhật
Nếu bản thông số không trả lời được checklist, hãy gửi các câu hỏi như dưới đây. Chúng dùng được cho lò hơi, tuabin, hệ thống đồng phát hoặc cả gói nhà máy điện.
- Hiệu suất (hoặc heat rate) được bảo đảm tính tại đầu cực máy phát (発電端) hay tại đầu ra nhà máy (送電端)?
- Nhiệt đầu vào tính theo HHV (高位発熱量) hay LHV (低位発熱量)? Đã dùng thành phần nhiên liệu và nhiệt trị nào?
- Xin liệt kê các phụ tải nằm trong điện tự dùng (所内電力). Hệ thống cấp nhiên liệu, quạt tháp giải nhiệt, xử lý khói thải và phụ tải nhà xưởng có được tính không?
- Tổn thất máy biến áp (máy biến áp nâng áp và máy biến áp tự dùng) nằm trong điện tự dùng hay ngoài ranh giới?
- Điện gross, điện tự dùng và điện net được đo ở đâu? Xin đánh dấu các điểm đo trên sơ đồ một sợi.
- Tỷ lệ điện tự dùng (所内率) có tính trên điện gross không?
- Giá trị bảo đảm áp dụng cho tải, điều kiện môi trường và nhiệt độ nước làm mát nào? Có đường cong hiệu chỉnh cho các điều kiện khác không?
- Quy trình hoặc bộ quy chuẩn thử nghiệm nào sẽ dùng để kiểm chứng giá trị bảo đảm, và hai bên đã thống nhất chưa?
Dưới đây là một thư hỏi ngắn bạn có thể chỉnh sửa để dùng.
Tiêu đề: Xác nhận cơ sở hiệu suất trong bảng dữ liệu tính năng
Chúng tôi đang xem xét bảng dữ liệu tính năng của [thiết bị]. Xin xác nhận: (1) hiệu suất và heat rate nêu trong tài liệu là tại đầu cực máy phát (gross) hay tại đầu ra nhà máy (net); (2) nhiệt đầu vào theo cơ sở HHV hay LHV; (3) những phụ tải và tổn thất máy biến áp nào nằm trong điện tự dùng; và (4) các điểm đo điện gross, điện tự dùng và điện net. Một sơ đồ một sợi có đánh dấu sẽ giúp chúng tôi đối chiếu giá trị của quý công ty với điều khoản hợp đồng.
Với thử nghiệm nghiệm thu, hãy thống nhất bộ quy chuẩn thử nghiệm và ranh giới trước khi thử, không phải sau. ASME PTC 46 (Overall Plant Performance) là một bộ quy chuẩn được dùng cho thử nghiệm toàn nhà máy, báo cáo công suất net và heat rate đã hiệu chỉnh.
Có áp dụng cho dự án của bạn hay không là quyết định trong hợp đồng.
Giới hạn của bài hướng dẫn này
- Các số trong ví dụ tính và Hình 5 là giả định, không đại diện cho tính năng điển hình của nhà máy.
- Định nghĩa điện tự dùng khác nhau theo tổ chức, cơ quan quản lý và hợp đồng. Bơm của thủy điện tích năng, tổn thất máy biến áp và cơ sở phụ trợ tại hiện trường được xử lý khác nhau.
- Quy ước HHV/LHV là thông lệ chung, không phải quy tắc. Luôn kiểm tra cơ sở ghi trong từng tài liệu cụ thể.
- Ví dụ năm tài khóa 2003 của Nhật là số liệu lịch sử, không phải hệ số hiện hành cho bất kỳ báo cáo theo quy định nào.
- Bài này không xác nhận sự tương ứng với TCVN hay quy định đo lường điện của Việt Nam; hãy đối chiếu với tiêu chuẩn mà hợp đồng của bạn viện dẫn.
- Bảo đảm tính năng và phương pháp thử nghiệm phụ thuộc hợp đồng. Bài chỉ nêu những điều cần kiểm tra, không quy định cách tiến hành thử nghiệm.
Câu hỏi thường gặp
Hiệu suất gross và net, cái nào cao hơn?
Hiệu suất gross cao hơn, với điều kiện cả hai dùng cùng nhiệt đầu vào, cùng kỳ và nhà máy có tự dùng một phần điện. Một phần năng lượng phát ra đi vào điện tự dùng, nên nhà máy dùng càng nhiều thì khoảng cách giữa hai giá trị càng rộng.
Tỷ lệ điện tự dùng 10% có nghĩa là trừ 10 điểm phần trăm không?
Không. Tỷ lệ này tính theo điện gross, nên hãy nhân hiệu suất gross với 0,90. Gross 40% thì net là 36%, thấp hơn 4 điểm phần trăm, không phải 30% như khi trừ thẳng 10 điểm.
Có thể tính tỷ lệ điện tự dùng từ công suất (kW) thay vì điện năng (kWh) không?
Được cho một thời điểm, nếu hai số đọc lấy cùng lúc. Với cả một kỳ, hãy dùng điện năng tích lũy (kWh). Khi tải thay đổi, trung bình đơn giản của các tỷ lệ tức thời có thể khác tỷ lệ tính theo điện năng.
Hiệu suất tại điểm nhận điện có bằng hiệu suất net của nhà máy không?
Không. Giữa đầu ra nhà máy và điểm nhận điện của khách hàng còn có tổn thất truyền tải và phân phối. Điểm nhận điện nào được nhắc đến sẽ làm đổi phạm vi, nên khi đánh giá điện mua cho nhà máy sản xuất, hãy lập cân bằng đến điểm đo đầu vào.
Hiệu suất net cao có nghĩa là bản thân máy phát hiệu suất cao không?
Chưa chắc. Hiệu suất net phản ánh cả quá trình biến nhiệt thành điện lẫn điện tự dùng. Để tìm nguyên nhân thay đổi, hãy tách hiệu suất gross khỏi tỷ lệ điện tự dùng, và đánh giá riêng máy phát từ công suất trục vào và công suất điện ra.
Nguồn tham khảo
- Định nghĩa điện tự dùng và tỷ lệ điện tự dùng: IEEJ, Thuật ngữ điện "Station service power" (tiếng Nhật)
- Hiệu suất nhiệt tại đầu cực máy phát và đầu ra nhà máy, HHV là cơ sở thông dụng: Power Academy, Thuật ngữ kỹ thuật điện "Thermal efficiency" (tiếng Nhật)
- Chuẩn hiệu suất nhiệt điện của chính phủ Nhật theo cơ sở đầu cực máy phát, HHV: METI, tài liệu của nhóm làm việc về phát điện nhiệt (tiếng Nhật)
- Đường đi của điện từ nhà máy đến khách hàng: Liên đoàn các công ty điện lực Nhật Bản, "Điện được truyền đi thế nào" (tiếng Nhật)
- Ví dụ hiệu suất tại điểm nhận điện năm tài khóa 2003: SMRJ J-Net21, hỏi đáp về hệ số quy đổi năng lượng sơ cấp của điện theo luật tiết kiệm năng lượng (tiếng Nhật)
- Định nghĩa HHV và LHV: Thông cáo của Mitsubishi Heavy Industries về nghiên cứu chu trình hỗn hợp ba tầng (tiếng Nhật)
- Mức chênh HHV/LHV theo nhiên liệu và quy ước theo khu vực: National Research Council, Coal: Energy for the Future (1995)
- Điện net và điện tự dùng, gồm thủy điện tích năng: Từ điển thuật ngữ EIA Hoa Kỳ, "Net generation"
- Heat rate, 3.412 Btu/kWh và Btu trên mỗi kWh net: EIA Hoa Kỳ, hỏi đáp "What is the efficiency of different types of power plants?"
- Phạm vi và ranh giới thử nghiệm của ASME PTC 46: ANSI Webstore, ASME PTC 46-2015 (R2025)
- Bơm nước cấp và bơm nước tuần hoàn trong nhà máy nhiệt điện: Mitsubishi Heavy Industries, bơm cho nhà máy nhiệt điện (tiếng Nhật)
- Lưu lượng, cột áp, lưu lượng gió, áp suất và công suất động cơ: Hiệp hội Kỹ sư Điện Nhật Bản, cách tính công suất yêu cầu của động cơ (tiếng Nhật)
Bài gốc tiếng NhậtHướng dẫn này được biên soạn từ một bài viết của MONOSCOPE dành cho độc giả tại Nhật: 発電端効率と送電端効率の違い｜所内率の計算式と受電端まで
Về biên tập viên
Biên tập viên MONOSCOPEFOUNDER & EDITORKhoảng mười năm làm việc tại một nhà sản xuất thiết bị nhà máy và một công ty kỹ thuật nhà máy, phụ trách đề xuất, thiết kế và chạy thử thiết bị, sau đó chuyển sang tiếp thị trực tuyến. Hiện là tư vấn web cho các nhà sản xuất B2B, giúp họ trình bày rõ sản phẩm và công nghệ. Có chứng chỉ quốc gia Nhật Bản về Quản lý năng lượng (Energy Manager) và Kỹ sư điện trưởng hạng ba.
Viết blog kỹ thuật từ năm 2017 (hơn 500 bài) và có kênh YouTube tiếng Nhật với khoảng 20.000 người đăng ký. Mỗi hướng dẫn được viết từ góc nhìn hiện trường Nhật Bản và đối chiếu với các tiêu chuẩn được trích dẫn.
