Đồ án môn học nhà máy nhiệt điện

Cân bằng các bình gia nhiệt.. Trên sơ đồ tất cả các đại lượng đều được xác định trừ lưu lượng hơi α1 trích cho bình này chưa biết... •Xác định sơ bộ GN của bơm cấp cho nước cấp.Sơ đồ tín

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY NHIỆT DIỆN

*Sinh viên thực hiên: VŨ HỒNG ĐIỆP

*Giảng viên hướng dẫn: Ts NGUYỄN VĂN TOÀN

*Đề tài:

- Phụ tải nhiệt : không có

- Các số liệu cho trước :

αxả = 0,015 ; αch = 0,007 ; αrr = 0,014 ; αje = 0,008

- Tổ máy : K-25-90

- Áp suất vào tuabin : Po = 90 at = 88,29 bar

- Nhiệt dộ hơi vào tuabin : to = 500oC

- Công suất tổ máy 5x35MW : No = 25MW

3- KK 10,49/5,88 – áp suất tại cửa

trích là 10,49 bar, qua van hạ

áp P tại bình gia nhiệt là 5,88 bar

272

PHẦN I - Xây dựng sơ dồ nhiệt nguyên lý cho một tổ máy 25MW

PHẤN II – Tính toán xác định thông số hơi và nước tại các điểm trên

128 o C i 5 =2722

i 2 = 3096

6 0,4905 bar

i 6 = 2553

k 0,0637 bar

i k = 2376

0

2.1-Giả thiết sơ bộ về các thông số lựa chọn trước như sau

- Áp suất bao hơi : PBH = 10%Po = 98,29 bar

- Tổn thất áp suất trên các dường ống dẫn hơi và các van là bằng 0

- Hiệu suât trao dổi nhiệt của các BGN là 0,98

- Độ gia nhiệt không tới mức của các BGN :

+ ɵ = 2oC+ ɵ = 4oC

- Trở lực trên đường hơi trích : ΔP = 10%

- Tổn thất qua mỗi bộ hâm nước : ΔP = 2 bar

- Tổn that áp suất qua mỗi BGNCA: ΔP = 3bar

- Áp suất BGNCA trước BKK : ΔP = Pkk+2

- Tổn thất áp suất qua mỗi BGNHA sau là : 2bar

2.2-Bảng thông số hơi và nước.

ttr(oC)

Ptr(bar)

itr(kJ/kg)

Pbqn(bar)

tbh(oC)

ibh(kJ/kg)

ɵ(oC)

tnc(oC)

Pnc(bar)

inc(kJ/kg)

PHẦN III – Tính toán cân bằng nhiệt và vật chất cho sơ đồ nguyên lý

Các thông số cho trước :

- Lượng hơi trích cho ejector : αej = 0,008

- Lượng hơi chèn tuabin: αch =0,007

- Lượng hơi rò rỉ : αrr = 0,014

- Lượng nước xả lò hơi : αxả =0,015

- Hiệu suất lò hơi : ηlh = 0,86

- Hiệu suất máy phát và cơ khí: ηg ηm = 0,96

- Lượng hơi tiêu hao cho toàn bộ tuabin :

3.1.Tính toán cân bằng cho bình phân ly và bình GNNBS

3.1.1 Bình phân ly

Trong đó :

• αxả : Lưu lượng nươc xả của lò hơi

• i’ bh : Entanpy của nước sôi ở áp suất bao hơi

• αh : lưu lượng hơi đưa vào BKK

• ih : Entanpy của hơi đi vào BKK

• αbỏ xả : Lưu lượng nước sôi ra khỏi bình phân ly(BPL)

αxải’

bh αh;ih

x =0,98Hơi ra dược dưa vào BKK

αbỏ

xả; i’ xả

BìnhPhân Ly

7 bar

Sơ đồ tính cân bằng cho bình phân ly

• i’ xả : Entanpy của nước ra khỏi BPL

• Áp suất trong bao hơi 98,29 bar, với nhiệt độ bão hòa tương ứng là 309,68 0C và entanpy tương ứng là i’ BH = 1400,24 kJ/kg

• Bình phân ly có hiệu suất đạt 99%, áp suất 7 bar ứng với nhiệt độ bão hoà t = 164,960C và entanpy tương ứng là i’ xả = 697,2 kJ/kg

• Hơi sau phân ly được đưa vào BKK có áp suất 5,88 bar, độ khô x = 0,98

Hơi sau phân ly có entanpy :

ih = i’xả + x.r = i’xả + x.(i”xả - i’xả)

Bảng thông số tại bình phân ly :

Độ hâm không tới mức : ɵ = 15 0C

→ Nhiệt độ nước bổ sung sau khi qua BGN : ts bs = t bỏ xả - 15 ( 0C)

Phương trình cân bằng nhiệt cho bộ gia nhiệt là :

αbs;is bs

BGNNBS

Sơ đồ tính cân bằng bình gia nhiệt nước bổ sung

αbỏ

xả;i’ xả

Đi vào bình khử khí

4,18.10 = ibỏ xả - i s bs (4)

Giải hệ phương trình (3) và (4) ta được :

ibỏ xả = 317,531 kJ/kg ; i s bs = 275,731 kJ/kgNhiệt độ nước ra khỏi bình gia nhiệt nước bổ sung là:

tbỏ xả = i bỏ xả/Cp = 317,531/4,18 = 75,96 ( oC)Suy ra, nhiệt độ nước cấp sau khi đi qua BGNNBS la :

ts bs = 75,96 – 15 = 60,96 ( oC)

Bàng thông số BGNNBS:

tbs(oC)

ibs(kJ/kg)

xả(kJ/kg)

αbỏ

xả tbỏ

xả(oC)

3.2 Cân bằng các bình gia nhiệt.

3.2.1 Cân bằng bình gia nhiệt cao áp số 5.

α1; i1

αnc; i v CA5

Trên sơ đồ tất cả các đại lượng đều được xác định trừ lưu lượng hơi α1 trích cho bình này chưa biết Dựa vào các đại lượng trong bảng thông số hơi

và nước ta xác định được :

- Entanpy của hơi trích vào BGNCA số 5 : i1 = 3219 kJ/kg

- Entanpy cùa nước đọng ra khỏi BGNCA số 5 : i’1 = 1033 kJ/kg

- Entanpy của nước cấp vào BGNCA số 5 : iv CA5 = 883 kJ/kg

- Entanpy của nước cấp ra khỏi BGNCA số 5: ir CA5 = 1024kJ/kg

- Lưu lượng nước cấp vào và ra khỏi BGNCA số 5 ;

αnc = 1 + αrr + αch + αej = 1 + 0,014 + 0,007 + 0,008 = 1,029

Phương trình cân bằng năng lượng cho BGNCA số 5 có dạng :

•Xác định sơ bộ GN của bơm cấp cho nước cấp.

Sơ đồ tính bộ gia nhiệt bơm cấp

Cột áp đầu hút của bơm :

Ph = PKK + ρ.g.Hh - ∆Ptlh Cột áp đầu đẩy của bơm :

∑∆PHN = 2.2.105 = 4.105 (N/m2)Chọn tổng trở lực đường ống là :

Độ gia nhiệt dòng nước ngưng chính do BGN làm mát hơi ejector, ta có thể tính vào độ gia nhiệt của bơm cấp và lấy τ = 25 kJ/kg, ứng với 6 oC.

Do đó, ta tính được Entanpy của nước cấp vào BGNCA số 4 là :

iv CA4 = i’kk + τ = 666,852 + 25 = 691,852 (kJ/kg)

3.2.2 Tính toán cân bằng cho BGNCA số 4.

Trong đó :

- Entanpy của hơi trích vào BGNCA số 4 : i2 = 3096 (kJ/kg)

- Entanpy của nước đọng ra khỏi BGNCA số 4 : i’2 = 887,45 (kJ/kg)

- Entanpy của nước cấp vào BGNCA số 4 : iv CA4 = 691,852 (kJ/kg)

- Entanpy của nước cấp ra khỏi BGNCA số 4 : ir CA4 = 883 (kJ/kg)

- Entanpy của nước đọng dồn từ BGNCA số 5 về : i’1 = 1033 (kJ/kg)

- Lưu lượng của nước đọng dồn về là : α1 = 0,067726

- Lưu lượng của nước cấp : αnc = 1,029

Phương trình cân bằng của BGNCA số 4 có dạng :

α2; i2

αnc; iv CA4

α1; i' 1

Bình khử khí

αkk; ikk

αnn; iv kk

(α 1+ α2); i’2

αpl; ipl

αbs; is bs

5,88 bar

αnc; ir kk

Sơ đồ tính cân bằng cho bình khử khí

→ Giải phương trình ta được : α2 = 0,091033

3.3 Tính toán cân bằng cho bình khử khí

Các đại lượng đã biết khi tính toán cân bằng cho bình khử khí là:

- Entanpy của hơi trích vào bình: ikk = i3 = 2989 kJ/kg

- Entanpy của nước ra khỏi bình: i’kk = ir kk = 666,852 kJ/kg

- Entanpy của nước đọng dồn từ BGNCA số 4 vào: i’2 = 887,45 kJ/kg

α4; i4

αnn; ir

nn; i v HA3 α ’ nn; i r HA2

- Entanpy của nước ngưng chính từ BGNHA số 3 đến: iv kk = 606 kJ/kg

- Lưu lượng dòng nước cấp: αnc = 1,029

- Lưu lượng của dòng nước ngưng chính:

αnn =αnc − −α α α1 2 − bs −α αh − KK =0,840796−αKK

Phương trình cân bằng năng lượng cho bình khử khí có dạng;

αnc.ir kk = (α 1+ α2 ).i’2 + αkk.ikk + αnn.i v kk + αpl.ipl + αbs.i s

Giải rat a được: αkk = 0,00626

Vậy lưu lương dòng nước ngưng chính vào bình khử khí là:

αnn = 0,840796 – 0,00626 = 0,834536

3.4 Tính toán cân bằng cho các bình gia nhiệt hạ áp

3.4.1 Tính toán cân bằng cho các BGNHA số 3 và số 2

Trên hình vẽ các đại lượng sau đã biết:

- Entanpy của hơi trích vào BGNHA số 3: i4 = 2908 kJ/kg

- Entanpy của hơi trích vào BGNHA số 2: i5 = 2722 kJ/kg

- Entanpy của nước đọng ra khỏi BGNHA số 3: i’4 = 623 kJ/kg

- Entanpy của nước đọng ra khỏi BGNHA số 2: i’5 = 509 kJ/kg

- Entanpy của nước ngưng chính ra khỏi BGNHA3: ir HA3 = 606 kJ/kg

- Entanpy của nước ngưng chính vào BGNHA số 2: iv HA2 = 320 kJ/kg

- Entanpy của nước ngưng chính ra khỏi BGNHA2: ir HA2 = 489 kJ/kg

- Lưu lượng dòng nước ngưng chính qua BGNHA số 3: αnn = 0,834536Phương trình cân bằng năng lượng cho BGNHA số 3 như sau:

α4.( i4 – i’4).η 3 = αnn.( ir HA3 - i v HA3) (a)Phương trình cân bằng năng lượng cho điểm hỗn hợp:

αnn iv HA3 = α’nn i r HA2 + ( α4 + α5).i’5 (b)Phương trình cân bằng vật chất cho diểm hỗn hợp:

Phương trình cân bằng năng lượng cho BGNHA số 2 như sau:

[α5.i5 + α4.i'4 – (α4 + α5).i’5].η 2 = α’nn.( ir HA2 - i v HA2) (d) Giải hệ 4 phương trình (a), (b), (c), (d) với 4 ẩn là: iv HA3, α4, α5, α’nn ta được : Lưu lượng hơi trích cho BGNHA số 3 là : α4 = 0,042729

Lưu lượng hơi trích cho BGNHA số 2 là : α5 = 0,055199

Lưu lượng dòng nước ngưng chính qua BGNHA số 2 là : α’nn = 0,752008Entanpy của nước ngưng chính vào BGNHA số 3 là : iv HA3 = 491,35 kJ/kg

α6; i6

α’ nn; iv HA1 2

α6; i' 6

α’

nn; ir

HA1

2

Sơ đồ tính cân bằng BGNHA 1

3.4.2 Tính toán cân bằng cho bình gia nhiệt hạ áp số 1.

Trong đó, các đại lượng đa biết là:

- Entanpy của hơi trích vào bình: i6 = 2530 kJ/kg

- Entanpy của nước đọng ra khỏi bình: i’6 = 338.31 kJ/kg

- Entanpy của nước ngưng chính vào bình: iv HA1 = 140 kJ/kg

- Entanpy của nước ngưng chính ra khỏi bình: ir HA1 = 320 kJ/kg

- Lưu lượng nước ngưng chính đi qua bình: α’nn = 0,752008

Phương trình cân bằng năng lượng cho bình gia nhiệt hạ áp số 1 là:

α6.( i6 - i’6 )η 1 = α’nn.( ir HA1 - i v HA1)

αlm;iv lm

αlm;ir lm

α6; i’ 6

α' nn; i’

−

−

3.5 Tính toán kiểm tra cân bằng bình ngưng

Trên sơ đồ các đại lượng đã biết là:

- Entanpy của hơi thoát vào bình ngưng: ik = 2376 kJ/kg

- Entanpy của nước ngưng chính đi vào bình ngưng: iBN = 157,465 kJ/kg

- Entanpy của nước đọng dồn từ BGNHA số 1 về: i’6 = 338,31 kJ/kg

- Entanpy của nước đọng dồn từ BGN làm mát

hơi chèn và ejector về, sơ bộ lấy trung binh là: iv = 450 kJ/kg

- Lưu lượng nước đọng dồn từ BGNHA số 1 về là: α6 = 0,061731

- Lưu lượng nước đọng dồn từ BGN làm mát hơi chèn và ejector là:

αej + 0,99.αch = 0,008 + 0,99.0,007 = 0,01493

- Entanpy của nước làm mát bình ngưng, lấy trung bình là: iv lm =150 kJ/kgKiểm tra cân bằng vật chất của chu trình tính tại bình ngưng theo 2 cách:Tính theo đường hơi :

Tính theo đường nước:

Chọn giá trị nhiệt độ nước làm mát vào bình ngưng là 250 C Độ hâm nước trong bình ngưng cũng chọn trung bình là ∆ = t 100C, tương ứng với

Phương trình cân bằng nhiệt trong bình ngưng ( không tính ảnh hưởng của nước đọng dồn về khoang nước của bình ngưng) là:

−

3.6 Kiểm tra cân bằng công suất tuabin

Hệ số không tận dụng nhiệt của các dòng hơi trích, yi =

i i i

Tổng công suất của toàn tuabin,Ni,(kW) 26041,66587

Tổng công suất điện phát ra ở đầu máy phát ( có kể đến tổn thất cơ khí , khớp nối và tổn thất từ máy phát ) là:

Ne = Ni.η ηg. m = 26041,66587.0.96 = 24999,999 kW = 25000 kW = 25MW

Phần IV – Xác định các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của tổ máy

4.1 Tiêu hao hơi vào tuabin

Tiêu hao nhiệt cho toàn tổ máy là:

76428, 7

88870,580,86

LH c

TB

N Q

c

N

Q

4.12 Tiêu hao nhiên liệu cho toàn tổ máy trong nhà máy

Tiêu hao nhiên liệu ( tính cho nhien liệu tiêu chuẩn có nhiệt trị thấp làm

việc Qlv th = 29310 kJ/kg) cho toàn tổ máy của nhà máy là:

0.3032 / 1, 09152 / 0, 2813.29310

e tc

tc tc

TÀI LIỆU THAM KHẢO1) Tính toán thiết kế nhà máy nhiệt điện Tg: Ts Nguyễn Công Hân

– Ths Phạm Văn Tân NXB KH & KT, 2006

2) Nhà máy nhiệt điện, tập 1 & 2 Tg: Nguyễn Công Hân – Nguyễn

Quốc Trung – Đỗ Anh Tuấn NXB KH & KT, 2002