Tkc q3 chuong 03 tua bin va cac thiet bi phụ tro (rev3)

Trong khuôn khổ thiết kế này, nhóm đề tài sẽ cung cấp các thông tin yêu cầu cơ bản và cần thiết nhất cũng như đưa ra các thiết kế cơ sở mang tính cốt lõi để có thể lựa chọn được tuabin n

Trang 3

1 TỔNG QUAN 1

2 TIÊU CHÍ THIẾT KẾ 1

2.1 Yêu cầu chung 1

2.2 Tiêu chuẩn áp dụng 2

3 PHÂN TÍCH LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ 3

3.1 Tua bin 3

3.2 Hệ thống gia nhiệt nước cấp 8

3.3 Hệ thống bơm nước cấp 14

3.4 Hệ thống bơm nước ngưng 19

3.5 Bình ngưng 21

3.6 Hệ thống cấp nước bổ sung 26

3.7 Hệ thống hơi rẽ nhánh tuabin 27

3.8 Hệ thống hơi chèn 28

3.9 Hệ thống dầu bôi trơn 29

3.10 Hệ thống quay trở trục tuabin 32

3.11 Hệ thống xử lý nước ngưng 32

3.12 Hệ thống nước làm mát mạch kín 42

3.13 Hệ thống điều khiển thủy lực – kỹ thuật số 46

3.14 Hệ thống điều khiển tuabin 46

3.15 Hệ thống giám sát và bảo vệ Tuabin 48

3.16 Hệ thống cân bằng động online 51

4 PHỤ LỤC 60

Trang 5

Quyển 3, Chương 3 – Tuabin và thiết bị phụ trợ Trang 1 / 60

Ấn bản 2, tháng 8/2017

1 TỔNG QUAN

Tua bin hơi là một trong những thiết bị quan trọng bậc nhất của một nhà máy nhiệt điện Nó đóng vai trò là thiết bị chuyển hóa năng lượng nhiệt từ hơi thành năng lượng quay cơ học và sau đó thông qua máy phát để chuyển hóa thành điện năng Thông thường, máy phát và tuabin hơi sẽ đồng trục và được nối trực tiếp với nhau thông qua khớp nối

Tuabin theo mục đích sử dụng hơi sẽ gồm 2 loại là tuabin ngưng hơi (bao gồm cả tuabin ngưng hơi có cửa trích gia nhiệt hồi nhiệt) và tuabin đối áp Tuabin ngưng hơi

có cửa trích gia nhiệt là loại tuabin được áp dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp nhiệt điện do tổn thất nhiệt thấp, hiệu suất cao, hiệu quả kinh tế lớn

Các nhà sản xuất tuabin hơi cỡ lớn trên thế giới gồm có: GE, Westinghouse (Mỹ), Alstom, Siemens (châu Âu), Hitachi, Toshiba, Mitsubishi, Fuji Electric (Nhật), Shanghai Electric, Dongfeng Electric, Harbin Electric (Trung Quốc), Doosan Heavy Industry (Hàn Quốc)

Trong khuôn khổ thiết kế này, nhóm đề tài sẽ cung cấp các thông tin yêu cầu cơ bản và cần thiết nhất cũng như đưa ra các thiết kế cơ sở mang tính cốt lõi để có thể lựa chọn được tuabin ngưng hơi có cửa trích gia nhiệt và các thiết bị phụ trợ đi kèm phù hợp nhất đối với từng dự án cụ thể Các thông tin, thiết kế chi tiết, thiết kế chế tạo do nhà sản xuất thực hiện sẽ không nằm trong khuôn khổ của thiết kế này

2 TIÊU CHÍ THIẾT KẾ

2.1 Yêu cầu chung

2.1.1 Yêu cầu cơ bản

Tuabin được thiết kế có tuổi thọ tương đương với tuổi thọ nhà máy Hiện Việt Nam chưa có quy định cụ thể về tuổi thọ nhà máy hay thời gian phải tháo dỡ, loại bỏ nhà máy, nhưng theo kinh nghiệm từ các HĐ EPC, tuổi thọ thiết kế của nhà máy tối thiểu

là 30 năm Đây là mức thời gian đã giảm tối thiểu theo dự kiến dành cho việc bảo trì hằng năm và sửa chữa không thường xuyên

Công suất phát và hệ số tải sẽ thay đổi hằng giờ theo yêu cầu của điều độ Công suất phát sẽ được điều khiển từ khoảng 25% tải đến công suất tối đa

Tổ máy sẽ đóng vai trò là phụ tải nền, nhưng cũng được thiết kế để đáp ứng dải phụ tải rộng và tốc độ biến đổi tải nhanh

2.1.2 Các thông số chính của tuabin

Các thông số chính của tuabin cần được xem xét bao gồm như sau:

 Nhiệt độ hơi chính, ºC

 Nhiệt độ hơi hồi nhiệt, ºC

Trang 6

 Áp suất thoát ra tối đa, mm Hg

 Áp suất thoát ra ở mức kiểm soát, Bar

 Nhiệt độ của nước ngưng ra khỏi bình ngưng ºC

 Nhiệt độ nước làm mát tăng lên

 Số cửa gia nhiệt nước cấp trong chu trình

 Nhiệt độ nước cấp ở điểm cuối khi van mở rộng, áp suất định mức và 0%

bổ xung, oC

 Số dòng hơi thoát ra

 Chiều dài tối đa của cánh tuabin tầng cuối, mm

 Phần trăm nước bổ xung, tối đa

2.2.1 Thông số vật liệu, phương pháp thiết kế, chế tạo và kỹ thuật hàn

 ASME : Hiệp hội các kỹ sư cơ khí Hòa Kỳ

 ANSI : Viện tiêu chuẩn quốc gia Hoa Kỳ

 DIN : Viện tiêu chuẩn Đức

 ASTM : Hiệp hội kiểm nghiệm và vật liệu Hoa Kỳ

 AWS : Hiệp hội kỹ thuật hàn Hoa Kỳ

 AIJ : Viện kiến trúc Nhật Bản

 AMCA : Hiệp hội điều hòa và lưu động không khí

 API : Viện dầu khí Hoa Kỳ

 TEMA : Hiệp hội các nhà sản xuất thiết bị trao đổi hình ống

 HEI : Viện trao đổi nhiệt

 JAPS : Tổ chức tiêu chuẩn Nhật Bản

 JIS : Viện tiêu chuẩn Nhật Bản

 ISO : Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế

 NFPA : Hiệp hội phòng cháy chữa cháy quốc gia

 BS : Tiêu chuẩn các thông số kỹ thuật Anh

Trang 7

 BSI : Viện tiêu chuẩn Anh

 EN : Tiêu chuẩn Châu Âu

Và các tiêu chuẩn khác tương đương (cần có sự phê duyệt cho phép áp dụng của Chủ đầu tư)

2.2.2 Hiệu suất tuabin

 IEC : Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế 60953-2 cùng với việc đo lưu lượng nước ngưng

 ASME : Hội các kỹ sư cơ khí Hoa Kỳ (PTC-6.2)

2.2.3 Công suất điện và thông số của các thiết bị điện

 IEC : Ủy ban Kỹ thuật điện Quốc tế

 ANSI :Tiêu chuẩn quốc gia Hoa kỳ

 IEEE : Viện Điện và các Kỹ sư điện

 NEMA : Hiệp hội các nhà sản xuất Điện Quốc gia

2.2.4 Vít, ren, bulong và đai ốc

 ISO Metric (Theo tiêu chuẩn quốc tế về hệ mét)

2.2.5 Đường ống

 JIS : Tiêu chuẩn công nghiệp Nhật Bản ,

 ASME B31.1 hoặc tương đương

3.1 Tua bin

3.1.1 Lựa chọn kiểu

Các vấn đề chính cần quan tâm khi lựa chọn Tuabin bao gồm: cấu hình xi lanh tuabin, số cấp tái sấy, số đường hơi thoát của tuabin hạ áp, chiều dài tầng cánh cuối, kiểu trích hơi trên tuabin và bố trí trục tuabin máy phát

hạ áp

2 Số đường hơi thoát của tuabin

Trang 8

Tuabin trong nhà máy điện là tuabin ngưng hơi truyền thống Hơi sau khi giãn nở sẽ được đưa về bình ngưng để ngưng tụ hơi tại áp suất dưới áp suất khí quyển (chân không)

Đối với tuabin cỡ lớn như của nhà máy điện, số đường hơi thoát của phần hạ áp ít nhất là 2 đường thoát (và có thể lên đến 6-8 đường thoát) Thiết kế 2 đường thoát này theo kiểu đối xứng, hơi sẽ đi vào giữa thân tuabin và giãn nở về hai hướng đối xứng trước khi thoát về bình ngưng

Việc xác định số đường hơi thoát phụ thuộc lớn vào lưu lượng hơi và áp suất hơi và

sẽ do nhà sản xuất quyết định

3 Kiểu trích hơi tuabin

Tuabin hơi có hai kiểu trích hơi: trích hơi có điều chỉnh (lưu lượng, áp suất), trích hơi không điều chỉnh

Đối với hầu hết các tổ máy nhà máy điện, các cửa trích hơi chủ yếu để cung cấp cho gia nhiệt nước cấp Lúc này, áp suất cho phép thay đổi và lưu lượng hơi trích sẽ tuân theo tải của nhà máy Do đó, kiểu trích hơi không điều chỉnh được áp dụng mà không cần bất cứ sự kiểm soát áp suất nào

Ưu điểm của kiểu đa trục là tuabin hạ áp vận hành với tốc độ thấp sẽ cho phép sử dụng tuabin có tầng cánh cuối dài hơn, việc giãn nở vẫn thực hiện với hơi có độ ẩm cao, giảm tổn thất; do đó nâng cao hiệu suất chu trình nhiệt

Nhược điểm của kiểu đa trục là chi phí đầu tư cao do phải thêm một máy phát, vận hành, điều khiển phức tạp, tốn diện tích; do đó, ít được áp dụng rộng rãi

Kiểu bố trí đồng trục được áp dụng rộng rãi trong hầu hết các nhà máy nhiệt điện hiện đại hiện nay trên thế giới và được kiến nghị áp dụng cho các nhà máy điện của EVN

5 Cấu hình xilanh tuabin

Đối với các tổ máy có công suất lớn cả hai dạng cấu hình như sau đều có thể được sử dụng:

 Xilanh cao áp/trung áp kết hợp và các xilanh hạ áp riêng rẽ

 Các xilanh cao áp, trung áp và hạ áp riêng rẽ

Cả hai cấu hình xilanh trên đều có thể chấp nhận áp dụng

Trang 9

Tuy nhiên, trên cơ sở tham khảo thiết kế của các nhà thầu hiện nay:

Đối với tuabin công suất lớn trên 600MW thông số hơi dưới tới hạn thì phương án cấu hình xilanh tuabin như sau:

 01 thân xi lanh tuabin cao/trung áp kết hợp,

 02 thân xi lanh tuabin hạ áp riêng rẽ

Đối với tuabin công suất lớn trên 600MW thông số hơi trên/siêu tới hạn thì phương

án cấu hình xilanh tuabin như sau:

 01 thân xi lanh tuabin cao/trung áp kết hợp hoặc 1 thân cao áp + 1 thân trung áp riêng rẽ

 01 thân xi lanh tuabin hạ áp riêng rẽ

Với các yếu tố như trên, các tuabin cỡ lớn cho các nhà máy điện hiện đại ngày nay đa phần đều định hướng lựa chọn máy tuabin chính có cấu hình đa thân đồng trục, gia nhiệt hồi nhiệt một cấp, gia nhiệt nước cấp, thiết kế nhiều xilanh với (1) tuabin áp suất cao riêng biệt (HP), một (1) tuabin trung áp riêng biệt (IP) hoặc một HP/IP kết hợp và một/hai ( 2) tuabin hạ áp (LP) với hơi thoát dòng đôi Hơi trích không điều chỉnh với áp suất và lưu lượng thay đổi

3.1.2 Đặc tính kỹ thuật của tuabin

1 Mô tả chung

Với những phân tích, định hướng lựa chọn tuabin hơi cho một nhà máy điện hiện đại

sẽ như trên, dòng hơi mới sẽ qua các van chặn và van điều chỉnh được đưa vào tuabin cao áp Trên thân tuabin cao áp sẽ thiết kế để có cửa trích hơi gia nhiệt cho các bộ gia nhiệt cao áp

Hơi sau khi giãn nở trong thân tuabin cao áp sẽ được dẫn tới các bộ quá nhiệt trung gian của lò hơi và một phần lưu lượng hơi (trên đường quá nhiệt trung gian lạnh) có thể sẽ được trích hơi gia nhiệt cho bình gia nhiệt cao áp còn lại

Hơi tái sấy được gia nhiệt lại cho tới nhiệt độ thiết kế trung áp và được đưa vào tuabin trung áp Trên thân tuabin trung áp cũng sẽ thiết kế các cửa trích hơi sẽ cấp hơi trích gia nhiệt cho các bộ gia nhiệt, bình khử khí và vận hành tuabin dẫn động bơm

Hơi thoát tuabin trung áp sẽ được dẫn tới 2 thân tuabin hạ áp, một phần lưu lượng hơi được trích cấp cho bộ gia nhiệt hạ áp

Các thân tuabin hạ áp là loại hai dòng thoát có các cửa trích hơi gia nhiệt cho các bình gia nhiệt nước cấp hạ áp

Tất cả các bình gia nhiệt và bình khử khí đều được trang bị hệ thống xả sự cố, dẫn trực tiếp về bình ngưng để bảo vệ tránh nước ngược vào tuabin trong trường hợp sự

cố mức nước ngưng trong các bình gia nhiệt cao quá mức cho phép

2 Vỏ tuabin

Trang 10

Thiết kế và cấu trúc của vỏ Tuabin phải đảm bảo sao cho các biến dạng và giãn nở nhiệt trong mọi điều kiện vận hành không ảnh hưởng tới độ an toàn và hiệu suất tổ máy Cấu trúc vỏ Tuabin cũng phải thuận tiện cho việc mở Tuabin phục vụ công tác bảo dưỡng

Các cảm biến nhiệt giám sát sẽ được thiết kế và lắp đặt tại các điểm giám sát để đo nhiệt độ kim loại cũng như nhiệt độ hơi và cho phép đánh giá được các ứng suất nhiệt

3 Roto tuabin

Tuabin gồm một rôto cao – trung áp và rôto hạ áp được đồng nhất và gắn chặt với nhau bằng bu-lông Rôto được đỡ bằng hai (2) ổ trục Ổ trục số 1 và số 2 lắp trong rô – to của tầng cao – trung áp, Ổ trục số 3 và 4 được lắp trong rô – to tầng hạ áp

Rô – to được đặt theo hướng trục nhờ bạc lót được lắp đặt trên giá ổ đỡ giữa tầng tuabin HIP và LP

Rôto tuabin có thể là loại rèn nguyên khối hoặc loại hàn giáp nối Loại Rôto hàn giáp nối thường nhẹ hơn loại rèn nguyên khối do có trong cấu trúc các thép hình tiết diện rỗng, ứng suất nhiệt thấp hơn trong thời gian khởi động và vận hành cũng linh hoạt hơn khi thay đổi tải Tuy nhiên, công tác hàn đối với các Rôto hàn giáp nối đòi hỏi các yêu cầu kỹ thuật khắt khe hơn Do vậy mặc dù cả hai loại rôto hàn giáp nối hoặc rèn nguyên khối đều có thể chấp nhận được, nhưng các nhà cung cấp rôto hàn giáp nối phải chứng minh kinh nghiệm vận hành thực tế đạt kết quả tốt của một rôto

có thiết kế tương tự như loại dự kiến cung cấp cho dự án

Hệ thống rôto tuabin - máy phát kết hợp sẽ được thiết kế để tránh các tốc độ tới hạn trong dải tốc độ vận hành ± 5% tốc độ định mức

Tầng cánh cao – trung áp có khả năng chịu nhiệt độ cao và giới hạn bền mỏi lớn Tầng cánh hạ áp có khả năng chịu tính giòn ở nhiệt độ thấp cực tốt

Trước khi gia công, kiểm tra bằng sóng siêu âm, kiểm tra từ tính và các phương pháp kiểm tra khác nhau được tiến hành để đảm bảo rằng các mối rèn đáp ứng yêu cầu các đặc tính vật lý và hóa học Sau khi các cánh được lắp ghép, rô – to được cân chỉnh cẩn thận bằng kiểm tra cân bằng động Cân bằng khối lượng được làm khớp một cách cẩn thận và gắn chặt vào lỗ rãnh và/ hoặc các rãnh được gia công bên trong rô –

to

Do đường kính của trục rôto cao – trung áp được thiết kế tương đối nhỏ, dòng rò rỉ

từ vách ngăn được tối thiểu hóa và chỉ số bền mỏi chu kỳ thấp là cực kỳ nhỏ Đây là những thuận lợi để ngăn chặn sự đứt gãy của cánh quạt ngay cả khi tuabin phải chịu khởi động, dừng hoặc thay đổi tải thường xuyên trong một chu trình dài

4 Cánh tuabin

Kiểu cánh tuabin sẽ do mỗi nhà thiết kế chế tạo theo những đặc trưng thiết kế riêng Cánh tuabin được làm từ hợp kim có độ dẻo rất tốt và đặc tính bền mỏi cũng như sức chống chịu ăn mòn và bào mòn của hơi nước cao Chúng được gia công từ vật liệu cứng, được tiến hành chốt chặn hoặc rèn, và được lắp mộng đuôi én với mâm bánh

xe sử dụng phương pháp gia công kín khít

Trang 11

Tất cả cánh động sẽ được thiết kế và chế tạo tránh được khả năng hư hại do rung khi

cả cụm vận hành ở bất kỳ tốc độ nào trong dải từ -5% đến +5% của vận tốc đồng bộ

ở bất kỳ phụ tải nào từ công suất lớn nhất của tuabin trở xuống

Tầng cánh cuối cùng được gia công thành dạng đường cong khớp lại ở phân đoạn thấp hơn của chúng, sau đó được chèn cố định Các cánh động và cánh tĩnh phần tuabin hạ áp phải được thiết kế chế tạo bằng vật liệu thích hợp để vận hành trong vùng hơi ẩm

5 Van điều khiển (Control Valves)và Van chặn (Stop or Throttle valves)

Các van chặn cùng với các van điều chỉnh được bố trí trên mỗi đường hơi cấp cho các xilanh cao và trung áp Các van chặn và van điều chỉnh được thiết kế tích hợp Mỗi van chặn sẽ được trang bị cùng với một bộ lọc hơi để tránh vật chất lạ bên ngoài thâm nhập vào tuabin Các van chặn có nhiệm vụ cho phép/không cho phép hơi đi vào tuabin Các van này chỉ được mở khi dòng hơi đảm bảo yêu cầu chất lượng hơi (theo đặc tính thiết kế tuabin của nhà chế tạo)

Các van điều chỉnh được thiết kế để có thể vận hành với áp suất và nhiệt độ làm việc cao nhất của dòng hơi Ở vị trí đóng van sẽ ngắt toàn bộ dòng hơi đưa vào tuabin Trong quá trình vận hành bình thường, thiết bị điều khiển van sẽ thiết lập vị trí mở của van theo yêu cầu của hệ thống điều khiển

Các van chặn và van điều chỉnh được điều khiển bởi:

 Vận hành từ xa từ phòng điều khiển trung tâm

 Hệ thống điều khiển tự động

Các van chặn được thiết kế để có thể hoạt động kết hợp với hệ thống van rẽ nhánh trong quá trình khởi động nhằm đảm bảo chất lượng hơi trước khi được đưa vào tuabin và phải được bố trí gần nhất có thể với đầu vào tua bin để hạn chế việc vượt tốc tuabin trong trường hợp sa thải tải do tác động của dư lượng hơi

Các cảm biến nhiệt giám sát sẽ được thiết kế và lắp đặt tại các điểm giám sát trên thân van / ngăn hơi để đo nhiệt độ kim loại thân van cũng như nhiệt độ hơi và cho phép đánh giá được các ứng suất nhiệt trên thân van trong quá trình động cũng như trong quá trình vận hành bình thường

6 Các ổ đỡ

Tất cả các ổ đỡ chính được bôi trơn áp lực Để đảm bảo độ lệch thích hợp của mỗi ổ

đỡ chính tại mọi thời điểm, thiết kế ổ bi thêm vào tính năng tự điều chỉnh Loại ổ đỡ miếng lót hoặc loại ổ đỡ elip được lựa chọn theo tải trọng của ổ đỡ Loại ổ đỡ miếng lót có 5 hoặc 6 miếng độc lập với nhau trong một ổ đỡ, tất cả miếng lót được đặt giữ trong vòng bi bằng chốt và có thể di chuyển theo sự xê dịch của rô - to

Trang 12

Bộ phận này bao gồm các chân đế, vành đế, tấm định hình và ống cấp dầu

Chân đế được làm bằng thép cacbon thấp với hàm lượng thiếc trong hợp kim Babbitt cao, đế hình cầu trên lưng của chân đế có khả năng quay 360 độ Đế chân đế được làm bằng thép cacbon dụng cụ

Vành đế giữ chân đế và tấm định hình trong vị trí hoạt động của nó Vành đế được làm bằng tấm thép kết cấu hoặc thép rèn Một đường dẫn dầu vào hình vành khuyên được đặt trên lưng của vành đế phân phối dầu đến lỗ trục qua đầu ra của thành vành

đế và vào trong ống cấp dầu

Tấm định hình làm cân bằng tải trọng của mỗi chân đế Tấm định hình hoạt động với các đế đỡ chân đế hình cầu đảm bảo rằng bề mặt bạc lót trở nên hoàn toàn phù hợp với việc xoay của vành tỳ

3.2 Hệ thống gia nhiệt nước cấp

Hệ thống gia nhiệt nước cấp có chức năng nâng nhiệt độ nước ngưng tới nhiệt độ phù hợp để cấp vào lò hơi Hệ thống gia nhiệt nước cấp bao gồm các bộ gia nhiệt hạ áp, bình khử khí và các bộ gia nhiệt cao áp

Việc lựa chọn số lượng bộ gia nhiệt sẽ phụ thuộc vào phân tích, tính toán kinh tế kỹ thuật chu trình nhiệt Về nguyên tắc, nhiều bộ gia nhiệt hơn sẽ tương ứng với việc tận dụng nhiệt được nhiều hơn, tăng hiệu suất của chu trình nhiệt, tuy nhiên, song song với

đó là chi phí đầu tư, xây dựng và bảo trì cũng lớn hơn

Đối với tổ máy công suất lớn, theo tính toán và kinh nghiệm của hầu hết các nhà sản xuất trên thế giới cho thấy thực tế hiện nay là sử dụng 7 - 8 bộ gia nhiệt

Các bộ gia nhiệt hạ áp có chức năng nâng nhiệt độ nước ngưng trước khi đưa vào bộ khử khí Các bộ gia nhiệt này sử dụng hơi cấp từ các cửa trích trung áp và hạ áp tuabin

Bộ gia nhiệt số 1 thường được đặt ở cổ bình ngưng Các bộ gia nhiệt hạ áp được bố trí nối tiếp nhau phía ngoài bình ngưng Các bộ gia nhiệt hạ áp đều được trang bị đường ống rẽ nhánh riêng biệt

Nước xả từ các bộ gia nhiệt hạ áp được dẫn theo thứ tự từ bộ gia nhiệt số cao sẽ chảy đến bộ gia nhiệt hạ áp số thấp và sau đó được đưa về bình ngưng

Trang 13

Bộ khử khí có chức năng chính là khử O2 và CO2 hoà tan trong nước ngưng, ngoài ra

bộ khử khí cũng có chức năng như 1 bộ gia nhiệt (số 5) Hơi gia nhiệt cho bộ khử khí được cấp từ cửa trích hơi tuabin trung áp

Chức năng của các bộ gia nhiệt cao áp là nâng nhiệt độ nước cấp từ nhiệt độ trong bình khử khí tới nhiệt độ cấp vào lò hơi bằng cách sử dụng hơi gia nhiệt cấp từ các cửa trích hơi tuabin cao áp và trung áp Các bộ gia nhiệt cao áp bố trí nối tiếp từ đầu đẩy của các bơm nước cấp Một đường rẽ nhánh tự động độc lập sẽ được trang bị qua mỗi bình gia nhiệt cao áp

Trên mỗi đường ống hơi trích tới các bộ gia nhiệt nước cấp cao áp, hạ áp và bình khử khí sẽ được trang bị hệ thống van một chiều ngoại trừ bộ gia nhiệt hạ áp đặt trong cổ bình ngưng nhằm tránh hiện tượng nước ngược đi vào tuabin

Nước xả của mỗi bộ gia nhiệt cao áp sẽ chảy đến bộ gia nhiệt kế tiếp áp lực thấp hơn

và cuối cùng đến bình khử khí

3.2.1 Cơ sở thiết kế hệ thống gia nhiệt

Các bình gia nhiệt nước cấp được thiết kế nhiệt trên cơ sở tính toán sơ đồ cân bằng nhiệt có tính đến yếu tố dự phòng và sai số tính toán

Hệ số đóng cáu trong ống tuân theo quy định của HEI hoặc tiêu chuẩn tương đương Thiết kế cơ khí tuân theo tiêu chuẩn ASME SA688, SA516 hoặc tiêu chuẩn tương đương

Lưu lượng thiết kế của bơm dồn nước đọng tương đương lưu lượng lò hơi lớn nhất (BMCR) cộng thêm 15%

Cơ sở thiết kế hệ thống gia nhiệt trình bày trong bảng sau:

Nước ngưng sau bình

Trang 14

Trang 15

Trang 16

3.2.2 Kiểu bộ gia nhiệt nước cấp

Có hai kiểu bộ gia nhiệt nước cấp là kiểu nằm ngang và kiểu đứng

1 Kiểu nằm ngang có các ưu điểm sau so với kiểu đứng:

 Diện tích bề mặt thoát nước lớn hơn so với kiểu đứng, do đó việc điều khiển theo cấp ổn định hơn

 Không có vùng chìm ngập không hiệu quả như trường hợp kiểu đứng

 Bình gia nhiệt hạ áp số 1 có thể được lắp đặt ở cổ của bình ngưng

 Các bộ gia nhiệt khác thường được đặt ở gian gia nhiệt giữa gian Tuabin

và gian bun-ke than và các bộ gia nhiệt áp suất cao hơn thì được đặt ở sàn cao hơn Do vậy, việc xả nước ngưng trong các bình gia nhiệt ở phụ tải thấp dễ dàng hơn so với các bộ gia nhiệt kiểu đứng mà được đặt ở sàn có cao độ như vậy

 Công tác bảo trì thuận lợi hơn

2 Bình gia nhiệt kiểu đứng có các ưu điểm sau so với loại nằm ngang:

 Diện tích cần thiết để lắp đặt các bộ gia nhiệt nhỏ hơn

 Do các bộ gia nhiệt có thể được đặt trong gian tuabin, nên không cần có khoảng không phụ để di dời các bó ống, và đường ống hơi trích từ tuabin đến mỗi bộ gia nhiệt là ngắn hơn

Trong thiết kế này, kiến nghị lựa chọn sử dụng các bộ gia nhiệt kiểu nằm ngang do

độ an toàn vận hành khi điều khiển mức nước xả bình và công việc bảo dưỡng dễ dàng hơn Tuy nhiên, phương án sử dụng kiểu bình gia nhiệt kiểu đứng cũng có thể được chấp nhận nếu nhà cung cấp chứng minh được các ưu điểm của các bộ gia nhiệt kiểu đứng

Một số đặc tính các bộ gia nhiệt trình bày trong bảng sau:

Trang 17

3.2.3 Vật liệu sử dụng cho các bộ gia nhiệt nước cấp

Vật liệu ống bộ gia nhiệt cao áp và hạ áp và phương pháp cố định các ống với giá ống phải được thiết kế để phù hợp với việc nâng cao các đặc tính kinh tế kỹ thuật tổ máy

Vật liệu cho bộ gia nhiệt hạ áp:

Trước đây, đồng được sử dụng là vật liệu làm ống bình gia nhiệt do hệ số trao đổi nhiệt tốt Tuy nhiên, khi sử dụng ống đồng sẽ xảy ra hiện tượng ăn mòn ammonium tại các bề mặt tiếp xúc với hơi của ống, do đó làm tăng hàm lượng đồng trong nước ngưng Do đó, ngày nay, vật liệu thép không gỉ đã được sử dụng để chế tạo ống bình gia nhiệt thay thế cho đồng

Ống thép cacbon đã không còn được sử dụng cho các bộ gia nhiệt hạ áp, do nhiệt độ vận hành phía nước thấp hơn 200oC, nên màng bảo vệ trên thép cacbon không đảm bảo chịu được sự ăn mòn và mài mòn trong ống

Vật liệu cho bộ gia nhiệt cao áp:

Với tổ máy có các thông số hơi cao như hiện nay, có thể sử dụng cả hai loại thép không gỉ và thép cacbon làm vật liệu cho các bộ gia nhiệt cao áp Hiện nay, việc sử dụng thép cacbon đã trở thành thông dụng do đã khắc phục được các nhược điểm chịu ăn mòn kém cũng như kinh tế hơn so với vật liệu thép không rỉ

Trang 18

3.3 Hệ thống bơm nước cấp

Chức năng chính của các bơm nước cấp nước lò hơi là vận chuyển nước cấp từ bể chứa nước cấp khử khí vào lò hơi Ngoài ra các bơm cấp còn cung cấp nước cho hệ thống phun rẽ nhánh cao áp và bộ giảm nhiệt hơi quá nhiệt và quá nhiệt trung gian từ đầu đẩy và cấp trung gian của các bơm nước cấp

Có 2 kiểu bơm và cấu hình được áp dụng rộng rãi cho các nhà máy điện công suất lớn là: bơm nước cấp truyền động điện và bơm nước cấp truyền động bằng tuabin hơi

i Bơm nước cấp truyền động điện (MBFP)

Ở kiểu bơm này, động cơ điện sẽ kéo máy bơm cấp nước với máy bơm tăng áp đầu hút (boster pump), truyền động và các phụ kiện

Cấu hình chuẩn cho kiểu bơm này là 3*50%, trong đó ở điều kiện vận hành bình thường, 2 bơm sẽ làm việc và 1 bơm ở chế độ dự phòng

Ở chế độ khởi động, 1 bơm sẽ làm việc Ở đây có một điểm lưu ý rằng, mặc dù ở chế

độ khởi động, chỉ cần một bơm làm việc có công suất bằng 30% công suất định mức

là đủ cho việc khởi động của nhà máy; tuy nhiên,việc việc sử dụng một bơm có công suất bằng 50% đóng vai trò vừa khởi động, vừa dự phòng sẽ cung cấp thêm độ tin cậy để duy trì vận hành đầy đủ ngay cả khi một trong các máy bơm gặp sự cố

ii Bơm nước cấp truyền động tuabin (TBFP)

Ở kiểu bơm này, cấu hình tương đương gồm 2*50% tuabin hơi nước kéo máy bơm cấp nước chính trong quá trình vận hành và một động cơ điện 1*30% kéo máy bơm cấp nước phục vụ quá trình khởi động được xem xét

Sự phân tích kinh tế - kỹ thuật của hai loại BFP được đưa ra trong bảng dưới đây

Trang 19

Tổn hao doanh thu trong

30 năm hoạt động của

Nhà máy @ 6500 hrs/năm

với giá điện 6.34

cents/kWh

Chi phí nhiên liệu bổ sung

do công suất nhiệt cao hơn

ra phần mềm PEACE

Tổng chi phí bổ sung vòng

đời

Note: So sánh trên áp dụng trên cơ sở tổ máy 600MW

So sánh trên chưa xem xét đến chi phí bảo trì, theo đó chi phí bảo dưỡng, thay thế cơ phận của tuabin dẫn động có phần cao hơn động cơ điện

Qua so sánh trên, có thể thấy phương án TBFP có tính kinh tế cao hơn và được khuyến cáo áp dụng đối với các tổ máy công suất lớn trên 600MW Tuy nhiên, Phương án động cơ điện cũng sẽ được xem xét trong trường hợp nhà sản xuất/nhà thầu chứng minh được ưu điểm của lựa chọn này đối với từng dự án cụ thể

Ngoài ra, hiện nay một số nhà máy trên thế giới còn áp dụng cấu hình 2*50% bơm nước cấp truyền động bằng động cơ điện để cung cấp nước cho lò hơi trong cả khi khởi động và vận hành ổn định Ưu điểm của phương án này là giảm tối thiểu chi phí đầu tư (vì không cần trang bị thêm bơm cho quá trình khởi động, vận hành đơn giản, giảm chi phí xây dựng bệ móng, kết cấu đỡ và các thiết bị đi kèm…) Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất của phương án này là không có dự phòng trong trường hợp 1 trong 2 bơm bị sự cố, nhà máy buộc phải giảm 50% tải, ảnh hưởng đến hiệu quả kinh

tế của nhà máy Do đó, kiến nghị không xem xét áp dụng cấu hình này cho các dự án nhà máy điện của Việt Nam

Các máy bơm tăng áp được tăng tốc độ thông qua hộp số cho tuabin điều khiển BFP hay điều khiển trực tiếp bằng động cơ điện cho động cơ điện điều khiển BFP

Rev.2

Trang 20

Các bơm BFP có khả năng hoạt động an toàn liên tục kể cả trong một số điều kiện bất bình thường như vận hành ở tần số (47-52 Hz), vận hành VWO với 3% nước cấp bổ sung, vượt quá áp lực của TG, ngắt 1 bộ gia nhiệt HP, sa thải, khởi động của tổ máy, hoạt động bỏ qua bộ gia nhiệt HP/LP

Mỗi tuabin điều khiển máy bơm cấp nước (nếu có) được lắp đặt với các phụ kiện khớp nối, hộp số, các thiết bị tích hợp, xử lý các thiết bị, vv Mỗi máy bơm tuabin cũng được cung cấp với hệ thống bôi trơn áp lực đủ công suất cho cả tuabin và các bơm điều khiển và giảm tốc, bao gồm máy bơm dầu, bồn chứa thùng đựng nước thải, làm mát bằng nước làm mát dầu (2x100%), lọc dầu, hiển thị mức, chỉ số lưu lượng, nhiệt

kế, van giảm, điều chỉnh áp suất và van cần thiết, tất cả các kết nối với nhau đường ống và phụ kiện

Mỗi động cơ điều khiển máy bơm cấp nước với khớp nối mềm, khớp nối thay đổi tốc

độ thủy lực, hộp số, các thiết bị tích hợp, xử lý các thiết bị, vv Mỗi khớp nối tốc độ thay đổi cũng được cung cấp với hệ thống bôi trơn áp lực đủ cho các máy bơm, khớp nối thay đổi tốc độ, hộp số, bao gồm máy bơm dầu, thùng chứa nước thải, bộ làm mát bằng dầu (2x100%), lọc dầu, chỉ báo mức, chỉ số lưu lượng thị giác, nhiệt kế, van giảm, điều chỉnh áp suất và van cần thiết, tất cả các kết nối với nhau đường ống và phụ kiện

3.3.2 Cơ sở thiết kế

Bơm tiếp áp của bơm dẫn động tua bin được dẫn động bằng động cơ riêng Bơm tiếp

áp của bơm điện sẽ được dẫn động bởi chính động cơ bơm điện

Bơm nước cấp lò hơi dẫn động bằng động cơ điện sẽ có khớp nối thuỷ lực để đảm bảo khả năng điều chỉnh lưu lượng một cách kinh tế Hơi cấp cho các tuabin dẫn động bơm được lấy từ cửa trích số 4 (chung với cửa trích hơi cấp cho bộ khử khí) Các yêu cầu chính về bơm cấp lò hơi có thể được tóm tắt như sau:

(1) Vận hành ổn định trên suốt dải công suất

(2) Nhanh chóng đáp ứng theo sự thay đổi của tải

(3) Dễ dàng trong việc vận hành và bảo dưỡng

(4) Có khả năng chịu được nhiệt độ và áp suất cao

Trang 21

Tại đầu đẩy của các bơm nước cấp có trang bị một hệ thống cấp nước cho bộ giảm

ôn hơi quá nhiệt, cho hệ thống rẽ nhánh cao áp và tại tầng trung gian của đầu đẩy bơm cấp có trang bị hệ thống nước cấp cho bộ giảm ôn hơi quá nhiệt trung gian Bơm được trang bị hệ thống chèn, hệ thống nước làm mát gối trục, hệ thống làm mát dầu trong bộ khớp nối thủy lực, …

Ngoài ra, mỗi bơm được trang bị đầy đủ các thiết bị đo lường cần thiết để đảm bảo vận hành hệ thống an toàn và hiệu quả

Bơm tiếp áp của bơm dẫn động tua bin được dẫn động bằng động cơ riêng

Một số đặc tính bơm nước cấp và bơm tiếp áp dẫn động điện

Công suất

Cột áp tổng

NPSH

Trang 22

Bộ truyền động thuỷ lực bao gồm có một bộ bánh răng (dẫn động trực tiếp bằng động cơ điện) và khớp nối thuỷ lực

Hệ thống khớp nối thuỷ lực sẽ được trang bị hai hệ thống dầu: một hệ thống dầu làm việc và một hệ thống dầu bôi trơn

4 Tuabin dẫn động bơm nước cấp

Tuabin dẫn động là loại 1 xi lanh, 1 dòng chảy, kiểu ngưng tụ Nguồn hơi sẽ được lấy dạng vào hơi chuyển đổi giữa 2 đường hơi (cao áp và hạ áp) Trong điều kiện vận hành bình thường, hơi này được cấp từ trích hơi của tua bin chính (trích hơi tới bình khử khí) Khi khởi động và tại tải thấp, hơi này được cấp từ hệ thống tái sấy nguội Trong giai đoạn nghiệm thu, hơi này được lấy từ hệ thống hơi phụ trợ Hơi thoát của tua bin bơm nước cấp được xả trực tiếp vào bình ngưng chính

Một số đặc tính tuabin dẫn động bơm và thông số nước cấp:

Trang 23

3.4 Hệ thống bơm nước ngưng

Nước ngưng trong bình ngưng chính sẽ được đưa trở lại lò hơi bằng các bơm nước ngưng sau khi đưa qua các bình gia nhiệt hạ áp, khử khí và được các bơm nước cấp bơm qua các bình gia nhiệt cao áp trở lại lò hơi

Các bơm nước ngưng chính là loại ly tâm, nhiều cấp, trục đứng

Có hai loại cấu hình có thể xem xét tùy thuộc vào các yếu tố về độ dự phòng, khả năng khả dụng của bơm, yêu cầu vận hành ở tải thấp… là 2*100% và 3*50%

Ưu nhược điểm của cấu hình 2*100%:

Trang 24

+ Chi phí thiết bị cao

+ Dự phòng công suất lớn (100% công suất)

+ Không linh hoạt trong vận hành, đặc biệt là trong vận hành thay đổi tải/tải thấp + Độ dự phòng không cao (chỉ được tối đa một bơm có sự cố phải dừng vận hành)

Ưu nhược điểm của cấu hình 3*50%:

+ Chi phí thiết bị thấp hơn

+ Dự phòng công suất thấp hơn (chỉ 50% công suất)

+ Linh hoạt trong vận hành đặc biệt là khi vận hành thấp tải, tải thay đổi

+ Độ dự phòng thiết bị (hay tính khả dụng) cao hơn: (được tối đa hai bơm có sự cố) Tùy thuộc vào các yếu tố nêu trên mà Chủ đầu tư có thể lựa chọn cả hai kiểu cấu hình bơm cho phù hợp

Các bơm vận hành sẽ thiết kế để vận chuyển được 105 - 110% tổng lượng nước ngưng và bất cứ lượng nước xả và nước bổ sung nào từ bình ngưng ở chân không cao nhất có thể đạt được trong điều kiện khả năng của tuabin (TCC)

Các bơm nước ngưng chính sẽ được trang bị các vòng đệm chèn thích hợp để tránh lọt không khí vào nước ngưng trong mọi điều kiện phụ tải và khi bơm ở chế độ dự phòng

Bộ lọc đầu hút sẽ được trang bị cho các bơm nước ngưng chính

Các đặc tính, chỉ tiêu kỹ thuật chính của bơm nước ngưng được đưa ra trong bảng sau:

Nước ngưng sau bơm

Trang 25

Bình ngưng được thiết kế để có thể chứa toàn bộ lượng nước trong chu trình đưa về Bình ngưng được lắp đặt một bộ điều khiển mức kiểu gián tiếp, đảm bảo mức độ linh hoạt cao trong vận hành Mức nước trong giếng ngưng được duy trì không đổi nhờ các

bộ điều khiển đặt ở đầu đẩy các bơm ngưng.Thông thường nước cấp bổ sung được đưa vào bình ngưng qua các giá phun nước Nước cấp bổ sung trong trường hợp khẩn cấp được đưa trực tiếp vào giếng ngưng

Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt bình ngưng và kích thước ống phải được tính toán cẩn thận nhằm đáp ứng yêu cầu về độ chênh nhiệt độ nước làm mát đầu vào và ra

Ở đây, độ chênh nhiệt độ này phụ thuộc vào yêu cầu nhiệt độ nước thải làm mát ra môi trường (quy định của TCMT VN là nhỏ hơn 40oC), yếu tố kinh tế - kỹ thuật (vì độ chênh nhiệt độ càng nhỏ thì diện tích bề mặt trao đổi nhiệt càng to, lưu lượng nước làm mát càng lớn và ngược lại) Theo tính toán phân tích và kinh nghiệm từ các dự án trước, độ chênh nhiệt độ này thường được xem xét từ 6 – 7oC

Bình ngưng tụ có khả năng chịu được các điều kiện bất bình thường như VWO 3% HP / LP bypass hoạt động, bộ gia nhiệt HP không hoạt động v.v

3.5.1 Các yêu cầu thiết kế

Trao đổi nhiệt kiểu bề mặt, làm mát bằng nước biển/ngọt Các hộp nước độc lập cho phép cách ly hộp nước cần bảo dưỡng trong các khi các hộp nước khác của tuabin vẫn làm việc bình thường

Bình ngưng được thiết kế nhận hơi từ hệ thống rẽ nhánh hạ áp đảm bảo không gây ra tiếng ồn, bị rung hay bị ăn mòn quá mức cho phép Bình ngưng cũng được thiết kế sao cho có khả năng nhận nước ngưng từ hệ thống các bình gia nhiệt cao áp và hạ áp cũng như từ các hệ thống nước bổ sung và nước đọng khác

Bình ngưng sẽ nhận được các dòng xả của các bộ gia nhiệt hạ áp, nước tràn từ bộ khử khí, nước bổ sung và các loại nước xả khác

Giếng ngưng sẽ được thiết kế dưới ống của bình ngưng, được thiết kế đảm bảo mức chênh giữ mức nước thiết kế và mức nước ngắt bơm nước ngưng duy trì ít nhất trong vòng 3 phút

Trang 26

Nước ngưng trong bể nước nóng bình ngưng được bơm bằng bơm nước ngưng và cấp đến bộ khử khí qua thiết bị làm mát ejectơ không khí, bình ngưng hơi chèn và các bộ gia nhiệt nước cấp hạ áp

Tại vị trí đầu vào và đầu ra đương nước làm mát cho mỗi nửa bình ngưng được lắp đặt các đoạn ống giãn nở và các van bướm vận hành bằng động cơ (độc lập cho mỗi đường ống)

Các bình ngưng cũng có thể được đặt trên bệ móng có mối nối bù bằng thép không

gỉ giữa ống xả tuabin và cổ bình ngưng hoặc tuabin và bình ngưng được nối cứng và được đỡ bằng các lò xo

Bình ngưng phải được thiết kế theo các tiêu chuẩn mới nhất HEI cho các bình ngưng kiểu bề mặt

Vật liệu kết cấu thân, mặt sàng, giếng thu nước, hộp nước bình ngưng sẽ phải được thiết kế đáp ứng các tiêu chuẩn AISI/ASTM 1020, JSC 20c hoặc tiêu chuẩn tương đương

Vật liệu ống bình ngưng sẽ là loại vật liệu Titan đáp ứng tiêu chuẩn ASTM B338 Gr.2 hoặc tiêu chuẩn tương đương

Các thông số thiết kế chính của bình ngưng được liệt kê trong bảng sau;

Trang 27

Dãy đầu/khác

Trang 28

3.5.2 Đặc điểm cấu tạo

Bình ngưng được thiết kế kiểu hộp nước riêng biệt, đơn áp và kiểu hai dòng xả hơi Bình ngưng sẽ được lắp bên dưới miệng hơi thoát của tuabin bằng các khớp nối giãn

nở và nối cứng đỡ trên bệ móng hoặc bình ngưng và miệng hơi thoát tuabin sẽ được nối cứng và bình ngưng được đỡ trên các bệ móng bằng các lò xo Kết cấu vật liệu bình ngưng sẽ phải được thiết kế đáp ứng các tiêu chuẩn ASTM, ASME hoặc tiêu chuẩn tương đương quy định về thiết kế bình ngưng

Thân bình ngưng: Thân bình ngưng là kết cấu kiểu hàn và phải được thiết kế sao cho thuận lợi cho việc lắp đặt, thuận lợi cho việc làm sạch, bảo dưỡng và kiểm tra Trên thân bình ngưng có bố trí các cửa tiếp cận phục vụ cho công tác bảo dưỡng và sửa chữa

Các ống bình ngưng: Kích cỡ ống và chiều dài ống bình ngưng được thiết kế tuân theo tiêu chuẩn mới nhất của HEI Ống bình ngưng được thiết kế có các mặt sàng đỡ ống để tránh rung ống khi vận hành Vật liệu ống làm bằng titan với bề dày nhỏ nhất

là 0,7mm cho các hàng trên nằm trong vùng hơi thoát từ miệng xả của tuabin và chiều dày ống là 0,5mm với nằm trong vùng ngưng hơi và làm mát (ASTM B338 Gr.2 hoặc tương đương) sẽ được sử dụng làm ống bình ngưng Vật liệu làm mặt sàng

là Titan đặc hoặc thép cácbon phủ titan Các ống sẽ được núc hoặc hàn vào mặt sàng

ở cả hai đầu mặt sàng để đảm bảo tránh nước biển làm mát dò rỉ vào trong bình ngưng

Các hộp nước: Các hộp nước được thiết kế các đầu ống chờ để nối với đường ống cấp và thải nước làm mát Mặt trong hộp nước sẽ được bọc một lớp cao su hoặc epoxy (chiều dày tối thiểu là 3mm) và được trang bị hệ thống bảo vệ catốt Các hộp nước được thiết kế có các cửa tiếp cận có đường kính phù hợp đáp ứng tiêu chuẩn ANSI 600A

Trang 29

Giếng ngưng (giếng thu nước ngưng): Giếng thu nước là một bộ phận cấu thành của bình ngưng Giếng thu nước được chia thành nhiều ngăn nhờ các vách ngăn để khi

có bất kỳ hiện tượng dò rỉ nào xảy ra trong một ngăn bất kỳ thì sẽ được phát hiện bởi

hệ thống phát hiện dò rỉ được lắp tại ngăn đó Giếng thu được thiết kế để gom nước ngưng trong bình ngưng để cung cấp nước cho các bơm ngưng và đảm bảo áp suất đầu hút của bơm ngưng chính tránh lọt khí vào trong bơm Giếng thu nước đồng thời cũng chứa nước thu gom từ các hệ thống xả về bình ngưng

3.5.3 Hệ thống duy trì chân không bình ngưng

Do lượng khí không ngưng tụ có trong hơi thoát về bình ngưng dẫn tới làm tăng áp suất bình ngưng và vì vậy sẽ dẫn tới làm giảm lượng hơi thoát từ tuabin tới bình ngưng và làm giảm hiệu suất của chu trình Vì vậy, cần phải trang bị hệ thống duy trì chân không bình ngưng để giữ áp suất bình ngưng ở mức cho phép do đó sẽ giữ hiệu suất chung của toàn chu trình nhiệt

Có hai kiểu hệ thống duy trì chân không bình ngưng: Hệ thống duy trì chân không bình ngưng sử dụng các ejectơ vận hành bằng hơi và Hệ thống duy trì chân không bình ngưng sử dụng các bơm chân không dẫn động bằng động cơ điện

Ưu, nhược điểm của hệ thống ejectơ hơi:

 Chi phí đầu tư thấp

 Chi phí bảo dưỡng thấp, vận hành tin cậy

 Bố trí hệ thống phức tạp hơn so với bơm chân không

 Phải dùng hơi để vận hành và làm giảm hiệu suất toàn chu trình nhiệt

 Các đặc tính quá tải thấp hơn so với bơm chân không

Ưu, nhược điểm của hệ thống duy trì chân không bình ngưng sử dụng các bơm chân không:

 Bố trí đơn giản, có thể lắp trên sàn

 Vận hành hoàn toàn tự động

 Khả năng làm tăng áp suất nhanh hơn

 Chi phí đầu tư cao hơn so với ejectơ

Trên cơ sở các so sánh trên, kiến nghị sử dụng hệ thống duy trì chân không bình ngưng sử dụng các bơm chân không

Hệ thống rút chân không bình ngưng hoàn chỉnh gồm bơm chân không 3x50%, động

cơ liên quan, tất cả các phụ kiện, đường ống liên quan, van & phụ kiện, bộ lọc, thiết

bị đo và điều khiển, vv Trong thời gian khởi động nhà máy, cả ba máy bơm chân không sẽ được vận hành để nâng nhanh chân không bình ngưng

3.5.4 Hệ thống làm sạch ống bình ngưng

Hệ thống làm sạch ống bình ngưng có nhiệm vụ vệ sinh ống bình ngưng sạch, duy trì

hệ số trao đổi nhiệt giữa bề mặt trong và ngoài ống, đảm bảo hiệu quả làm mát bình ngưng và duy trì hiệu suất chu trình nhiệt

Trang 30

Hệ thống làm sạch ống bình ngưng của sử dụng bi để làm sạch Bi sẽ được phun vào đầu vào của đường ống cấp nước làm mát và được thu bằng lưới lọc tại đầu ra đường ống nước làm mát bình ngưng Hệ thống bơm bi và thu bi sẽ làm việc liên tục, hệ thống thu bi sẽ làm việc gián đoạn (hoặc liên tục phụ thuộc vào triết lý của từng nhà chế tạo)

Các bơm tái tuần hoàn sẽ chuyển các viên bi từ lưới lọc qua bộ thu bi trở lại thiết bị phun bi Hệ thống thu bi sẽ làm việc gián đoạn sẽ tuần hoàn việc thải bỏ và cấp bi trở lại hệ thống

Mỗi tổ máy sẽ được trang bị hai bộ làm sạch ống bình ngưng bao gồm các bơm bi,

bộ lọc bi, các bơm tái tuần hoàn, thiết bị giám sát bi và bảng điều khiển tự động Những viên bi được phun vào dòng nước làm mát ở đầu vào bình ngưng và được thu bằng các bộ lọc ở đầu ra Các bơm tuần hoàn chuyển các viên bi từ các bộ lọc trở lại các bộ phun thông qua bộ thu và thiết bị giám sát bi Bi từ bộ thu sẽ tuần hoàn và được loại bỏ ra khỏi hệ thống theo các lựa chọn của người vận hành Bộ giám sát bi

sẽ đếm số lượng bi đang vận hành và loại bỏ các quả hỏng ra khỏi hệ thống

Bộ lọc gồm hai nửa lưới lọc bằng thép được đặt trong một khoang thép cacbon lót cao su Lưới được lắp trên các trục bằng thép đưa vào trong các khoang Các động cơ

sẽ quay trục định kỳ để làm sạch lưới bằng cách xúc rửa Hệ thống làm sạch bình ngưng vận hành theo tín hiệu báo từ thiết bị hẹn giờ hoặc từ hệ thống đo chênh áp ở đầu vào và đầu ra ống bình ngưng Trước khi xúc rửa, các viên bi được chứa trong

bộ thu bi

Thiết bị đo chênh áp được đặt tại khu vực lắp bộ lọc bi và đo giảm áp qua lưới bộ lọc Khi chênh áp qua bộ lọc vượt quá 1 giá trị đặt trước, thiết bị đo chênh áp báo tín hiệu khởi động hệ thống xúc rửa và thu hồi các viên bi hỏng

Hệ thống giám sát chất lượng bi gồm thiết bị tuyển bi và bộ đếm bi Thiết bị tuyển bi được thiết kế để thực hiện lựa chọn những viên bị tốt và loại bỏ những viên bi không đảm bảo chất lượng ra khỏi hệ thống

Hai thiết bị phun bi bằng thép không gỉ sẽ được trang bị ở đường ống đầu vào bình ngưng

Bơm tuần hoàn bi là loại nằm ngang, dẫn động bằng động cơ điện, được thiết kế để bơm được bi mà không bị tắc Bơm cũng được trang bị hệ thống thu hồi các viên bi còn tốt

Hệ thống làm sạch được trang bị một tủ điều khiển để có thể vận hành hệ thống tự động hoặc bằng tay

3.6 Hệ thống cấp nước bổ sung

Nguồn hơi và nước sau khi tham gia vào 1 vòng tuần hoàn của chu trình nhiệt sẽ bị thất thoát do cấp hơi công nghệ, dò rỉ và do xả lò Hệ thống cấp nước bổ sung được thiết kế để bù lại các tổn thất này và đảm bảo duy trì lượng nước cấp ổn định cho lò hơi

Mỗi tổ máy sẽ có một hệ thống bổ sung nước ngưng gồm một bể chứa nước ngưng có dung tích chứa đảm bảo dự phòng cho 12h vận hành ở mức tải định mức, 2x100%

Trang 31

bơm chuyển tiếp nước ngưng (vận hành trong chế độ khởi động, xả lò…), hệ thống đường ống và các thiết bị điều khiển tự động sẽ được trang bị

Ở chế độ vận hành bình thường, nước khử khoáng từ bồn (đặt nổi, áp suất dương) sẽ

tự chảy trọng lực vào bình ngưng (áp suất âm)

Về lượng hơi thất thoát do xả lò: đối với lò thông số hơi dưới tới hạn, lượng hơi xả ở chế độ làm việc bình thường (RO) được xem xét ở mức 3%; đối với lò hơi thông số hơi trên tới hạn thì lượng hơi xả được xem xét ở mức 1%

3.7 Hệ thống hơi rẽ nhánh tuabin

Hệ thống rẽ nhánh tuabin sẽ bao gồm 02 hệ thống độc lập cho từng lò hơi Mỗi hệ thống rẽ nhánh sẽ bao gồm hệ thống rẽ nhánh cao áp và rẽ nhánh hạ áp Thiết kế hệ thống rẽ nhánh tuabin cho phép:

 Rút ngắn thời gian khởi động lò và tăng nhanh nhiệt độ hơi quá nhiệt và quá nhiệt trung gian đến chất lượng hơi yêu cầu trước khi được đưa vào tuabin

 Đáp ứng chế độ vận hành ở mức phụ tải thấp mà vẫn duy trì các lò hơi hoạt động và/hoặc trong trường hợp tổ máy sa thải phụ tải đột ngột hoặc tuabin/máy phát ngừng đột ngột

 Cho phép tuabin máy phát vận hành ở chế độ tải tự dùng sau khi bị cách ly khỏi lưới (do sự cố lưới) mà không cần xả hơi ra khí quyển (bởi van xả áp lực và/hoặc van an toàn)

 Điều chỉnh lưu lượng và áp suất hơi vào tuabin theo các chế độ tải yêu cầu và các chế độ khởi động lò hơi Cho phép hoạt động chế độ khởi động và hòa hơi đưa lò hơi còn lại vào vận hành trong khi 1 lò đang hoạt động cấp hơi cho tuanbin Đồng thời đáp ứng chế độ sa thải phụ tải tổ máy khi 1 lò bị sự cố và vẫn duy trì lò còn lại cấp hơi cho tổ máy

Các yêu cầu thiết kế đối với hệ thống rẽ nhánh cao áp và hạ áp:

 Hệ thống rẽ nhánh tuabin gồm có hệ thống rẽ nhánh cao áp, hệ thống rẽ nhánh hạ

áp với các bộ phun nước giảm ôn

 Hệ thống đường ống và van rẽ nhánh cao áp, van phải được thiết kế đáp ứng 60% lưu lượng hơi ở chế độ mức công suất lớn nhất của lò hơi (BMCR) Thiết kế van điều khiển rẽ nhánh phía hơi đi vào van phải được chịu được áp lực và nhiệt độ lớn nhất của dòng hơi chính Phía đầu xả hơi của van điều chỉnh rẽ nhánh cao áp phải được thiết kế áp chịu được áp lực và nhiệt độ lớn nhất khi ra khỏi van điều chỉnh rẽ nhánh cao áp

 Hệ thống rẽ nhánh cao áp được thiết kế để điều chỉnh nhiệt độ và áp suất theo yêu cầu bằng hệ thống phun nước cấp trực tiếp (giảm nhiệt kiểu trực tiếp) Nguồn nước cấp cho van điều chỉnh phun nước giảm ôn giảm áp được lấy từ đầu đẩy của các bơm nước cấp lò hơi Hệ thống đường ống và thiết bị phun giảm ôn phía sau van điều chỉnh sẽ được thiết kế đáp ứng áp suất và nhiệt độ lớn nhất ra khỏi van điều chỉnh

Trang 32

Hệ thống rẽ nhánh hạ áp sẽ nhận hơi từ hệ thống hơi quá nhiệt trung gian nóng trước van chặn trước khi vào tới tuabin trung áp của đường ống hơi quá nhiệt trung gian nóng, qua thiết bị giảm áp và bộ phun nước giảm ôn Nguồn nước cấp cho hệ thống phun giảm ôn rẽ nhánh hạ áp được lấy từ đầu đẩy của bơm nước ngưng chính sẽ hoà trộn với dòng hơi để giảm nhiệt độ Hơi sau khi được giảm ôn giảm áp tới nhiệt độ và

áp suất theo yêu cầu sẽ được đưa về bình ngưng và ngưng hơi tại đây

Các van xả hơi chèn sẽ xả khi hơi vượt quá mức cho phép đưa tới đường hơi trích gia nhiệt nước cấp nếu áp suất hơi chèn quá cao và van điều khiển cấp hơi chèn sẽ được đóng lại

Để đảm bảo chất lượng hơi chèn cấp tới các bộ chèn thân hạ áp, hệ thống được trang

bị bộ điều khiển nhiệt độ hơi chèn, van điều khiển phun nước, bộ giảm nhiệt và bộ

Tiêu đề	Tua Bin Và Thiết Bị Phụ Trợ
Tác giả	Vũ Việt Dũng
Người hướng dẫn	Nguyễn Văn Toán
Trường học	Tổng Công Ty Phát Điện 3
Chuyên ngành	Thiết kế chuẩn công trình Nhà máy Nhiệt điện
Thể loại	thesis
Năm xuất bản	2017
Thành phố	Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	64
Dung lượng	1,74 MB