Thiết kế nhà máy nhiệt điện công suất 1200 MW nghiên cứu đề xuất giải pháp cải tạo lớn đối với nhà máy nhiệt điện uông bí cũ (2x50MW)

Nghiên cứu đề xuất giải pháp cải tạo lớn đối với nhà máy nhiệt điện Uông Bí cũ5:Tìm hiểu đặc tính kỹ thuật chính của tổ lò máy K-50-90 II> Tính toán sơ đồ nguyên lý - Bình gia nhiệt Sơ đ

Trang 1

Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy nhiệt điện công suất 1200 MW Nghiên cứu đề xuất giải pháp cải tạo lớn đối với nhà máy nhiệt điện Uông Bí cũ (2x50MW)

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Khắc Hoàng Thành

Mã số sinh viên: 2011 0755

Đề tài:

Viện khoa học và công nghệ Nhiệt Lạnh

Trang 2

Nghiên cứu đề xuất giải pháp cải tạo lớn đối với nhà máy nhiệt điện Uông Bí cũ

5:Tìm hiểu đặc tính kỹ thuật chính của tổ lò máy K-50-90

Nội dung đồ án

Thiết kế nhà máy nhiệt điện công suất 1200 MW

1 Phương án thiết kế

2 Lập và tính toán sơ đồ nguyên lý

3 Tính toán, lựa chọn các thiết bị chính

4 Sơ đồ nhiệt và bố trí toàn nhà máy

Nghiên cứu, đề xuất giải pháp cải tạo lớn đối với nhà máy nhiệt điện Uông Bí cũ

1 Tìm hiểu đặc tính kỹ thuật chỉnh của tổ lò máy K-50-90

2 Đề xuất giải pháp cải tạo nhà máy

3 Tính toán phân tích sơ bộ hiểu quả kinh tế của giải pháp đề xuất

Trang 3

I Phương án thiết kế.

II Lập và tính toán sơ đồ nguyên lý.

III Tính toán, lựa chọn thiết bị chỉnh.

IV Sơ đồ nhiệt và bố trí toàn bộ nhà máy.

Trang 4

III Tính toán, lựa chọn thiết bị chính.

Trang 5

I> Phương án thiết kế

Trang 6

I> Phương án thiết kế

Lựa chọn: phương án thứ 2.

Trang 7

Trang 8

II> Sơ đồ nhiệt nguyên lý

Thiết kế sơ bộ nhà máy nhiệt điện công suất 2x600MW:

 Loại tuabin: K-600-250/55-560/565

 Công suất điện đầu máy phát của 1 tổ máy: 600 Mwe

 Thông số hơi mới (trước van Stop): po = 250 bar, to = 560 oC (trên tới hạn)

 Áp suất trong bình ngưng: pk = 0,065 bar (hơi thoát có độ khô: xk = 0,92  0,96)

 Các tổn thất : • ch = 0,009

• ej = 0,010

• rr = 0,011

Trang 9

Cửa trích số 1 2 qntg 3 3' = LMH 4 5 ct 5 6 7 8 *

Đến bình CA7 CA6 LMHCA5 CA5 KK TBHAHA4 BBHTBP HA3 HA2 HA1

Áp suất cửa trích (bar) 100 59 / 55 31 30 16 / 15 7 / 6,8 7 / 6,5 3 1,2 0,4

Nhiệt độ cửa trích ( o C) 420 350 / 565 500 320 410 310 310 230 140 76

Trang 10

Sơ đồ nhiệt nguyên lý

Trang 11

Đồ thị i-S

Trang 12

II> Tính toán sơ đồ nguyên lý - Bình gia nhiệt

Sơ đồ xác định cân bằng bình gia nhiệt tổng quát

Trang 13

 Phương trình cân bằng cho phần lạnh hơi:

 Phương trình cân bằng cho phần gia nhiệt chính:

 Phương trình cân bằng cho phần lạnh đọng:

 Nếu coi hiệu suất của các phân gia nhiệt là như nhau:

Trang 14

Bảng kết quả các bình gia nhiệt

Trang 15

II> Tính toán sơ đồ nguyên lý – Bình khử khí

Trang 16

II> Tính toán sơ đồ nguyên lý – Bình khử khí

Bảng kết quả thông số bình khử khí

Lưu lượng hơi trích tương đối cho khử khí

Trang 17

II> Tính toán sơ đồ nguyên lý – Bình ngưng

Theo đường hơi:

Theo đường nước:

Cân bằng vật chất cho bình ngưng:

Trong quá trình tính toán không sai sót

Nhiệt độ nước làm mát vào : tv

lm = 25 (oC)

Độ hâm nước : Δt = 10 (t = 10 (oC) Phương trình cân bằng

Trang 18

II> Tính toán sơ đồ nguyên lý – Bình ngưng

'

-

i

i i y

i i q





Hệ số không tận dụng nhiệt giáng:

Kiểm tra Do:

Kiểm tra công suất Tuabin:

Cửa trích trên và tại đường đi quá nhiệt trung gian:

Cửa trích sau quá nhiệt trung gian:

Ne = Ni ηg.ηm = 600000 (kW)

Tổng công suất điện phát ra ở đầu máy phát:

Tổng công suất trong của toàn tuabin:

-i k QNTG i

Trang 19

II> Tính toán sơ đồ nguyên lý

Tính chỉ tiêu kinh tế cho nhà máy

Suất tiêu hao nhiệt cho thiết bị tuabin 8120.31 kJ/kWh

Suất tiêu hao nhiệt cho toàn tổ máy 10586.37 kJ/kWh

Trang 20

Trang 21

III> Tính toán, lựa chọn thiết bị chính

Tính chọn bình ngưng

Diện tích truyền nhiệt bình ngưng:

Nước sông với sơ đồ đơn lưu

Trang 22

Bình gia nhiệt

Trang 23

Trang 24

Lưu lượng hơi cần thiết cung cấp:

Tổng năng suất định mức của lò:

Chọn lò hơi:

Hệ thống cấp than có phễu than trung gian

Công suất điện tiêu thụ để nghiền than:

Chọn hệ thống chuẩn bị nhiên liệu:

Trang 25

o Chiều cao ống khói: H = 200 (m)

Đường kính thùng nghiền [m] 4 - Tốc độ quay [vòng/phút] 12,2 - -

-Tổn thất áp suất 20.10 4 370,71 279.792 Năng suất tối ưu [m 3 /s] 480,38 1,029.91

Công suất động cơ [kw] 22406,5

Đường kính thùng nghiền [m] 4 - Tốc độ quay [vòng/phút] 12,2 - -

-Tổn thất áp suất 20.10 4 370,71 279.792 Năng suất tối ưu [m 3 /s] 480,38 1,029.91

Công suất động cơ [kw] 22406,5

Tính chọn quạt:

Tính chọn ống khói:

o Đường kính miệng thoát khói: d2 = 7,23(m)

o Đường kính chân ống khói: d1 = 28,19 (m)

Trang 26

Trang 27

IV> Sơ đồ nhiệt chi tiết, bố trí toàn bộ nhà máy

 Sơ đồ nhiệt chi tiết.

 Phân xưởng cung cấp nhiên liệu.

 Phân xưởng thủy lực.

 Trạm thải tro xỉ và thiết bị khử bụi.

Trang 28

IV> Sơ đồ nhiệt chi tiết, bố trí toàn bộ nhà máy

Trang 29

I Tìm hiểu đặc tính kỹ thuật chính của tổ lò máy K-50-90

II Đề xuất giải pháp cải tạo nhà máy.

III Tính toán phân tích sơ bộ hiệu quả kinh tế của giải pháp đề xuất.

Nghiên cứu, đề xuất cải tạo nhà máy điện cũ.

Trang 30

Nghiên cứu, đề xuất cải tạo nhà máy điện Uông Bí cũ.

Trang 31

I> Đặc tính kỹ thuật của tổ lò máy K-50-90

a) Tua bin

 Là tuabin ngưng hơi loại K-50-90 sử dụng sơ đồ gia nhiệt hồi nhiệt nước cấp bao gồm:

 3 bình gia nhiệt cao áp

 1 bình trao đổi nhiệt hỗn hợp (bình khử khí)

 4 bình gia nhiệt hạ áp

 Các thông số như sau:

 Công suất của tuabin:……… … We= 50 MW

 Nhiệt độ hơi mới:……… to = 535 oC

 Áp suất hơi mới:……… … Po = 90 bar

 Vòng quay định mức:………… n= 3000 v/p

 Áp suất hơi ngưng:……… Pk = 0,07 bar

 Lưu lượng hơi vào tuabin: Do= 220 T/h

 Lưu lượng hơi thoát:……… … Dk =140T/h

Trang 32

 Tổ lò máy K-50-90 sử dụng hơi cấp từ 2 lò hơi kiểu πK-20-3 có các thông số K-20-3 có các thông số

Trang 33

Trang 34

Bảng kết quả tính chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật:

1 Tiêu hao hơi cho tua bin Do 56,5633 kg/s

203,63 T/h

2 Suất tiêu hao hơi cho tua bin d o 0,0011 kg/kJ

4,0726 kg/kW.h

3 Tiêu hao nhiệt cho tua bin QTB 137222,6 kW

4 Suất tiêu hao nhiệt cho tua bin

qTB

2,7445 kJ/kW.s 9880,03 kJ/kW.h

5 Lưu lượng nước cấp 58,7693 kg/s

7 Entanpy hơi quá nhiệt iqn 3482 kj/kg

8 Tiêu hao nhiệt cho lò hơi QLH 142985,7 kW

9 Suất tiêu hao nhiệt cho lò hơi 2,8597 kJ/kW.s

10294,97 kJ/kW.h

10 Hiệu suất nhiệt lò hơi ȠLH 0,75

11 Tiêu hao nhiệt toàn tổ máy 190647,6 kW

12 Suất tiêu hao nhiệt toàn tổ

máy

3,812952 kJ/kW.s 13726,63 kJ/kW.h

13 Hiệu suất truyền tải Ƞtt 0,959695

14 Hiệu suất tua bin ȠTB 0,364371

15 Hiệu suất toàn tổ máy Ƞc 0,262264

Trang 35

Trang 36

II> Đề xuất giải pháp cải tạo

Đề xuất 1:

Xây 1 lò hơi mới với 1 tuabin cao áp mới

Hơi ra khỏi Tuabin cao áp mới, một phần

trích gia nhiệt cho 1 BGNCA mới, một

phần cho đi quá nhiệt trung gian rồi cấp

hơi cho 2 tuabin 50 MW của NMNĐ Uông

Bí cũ.

Đề xuất 2:

Xây nhà máy nhiệt điện 300 MW, lấy hơi

trích từ tổ máy 300 MW cung cấp cho 2

Tuabin 50 MW của nhà máy nhiệt điện

Trang 37

II> Đề xuất giải pháp cải tạo – Đề xuất 1

Xây 1 lò hơi mới với 1 tuabin cao áp mới

Hơi ra khỏi Tuabin cao áp mới, một phần

trích gia nhiệt cho 1 BGNCA mới, một

phần cho đi quá nhiệt trung gian rồi cấp hơi

cho 2 tuabin 50 MW của NMNĐ Uông Bí

3 Tiêu hao nhiệt cho tua bin QTB 293684 kW

4 Suất tiêu hao nhiệt cho tua bin

qTB

2,4163 kJ/kW.s 8698,64 kJ/kW.h

5 Lưu lượng nước cấp 133,7884 kg/s

6 Entanpy hơi quá nhiệt iqn 3397 kJ/kg

8 Tiêu hao nhiệt cho lò hơi QLH 302314 kW

9 Suất tiêu hao nhiệt cho lò hơi qLH 2,4873 kJ/kW.s

8954,25 kJ/kW.h

10 Hiệu suất nhiệt lò hơi 0,9

11 Tiêu hao nhiệt toàn tổ máy 335905 kW

12 Suất tiêu hao nhiệt toàn tổ máy 2,76366 kJ/kW.s

9949,17 kJ/kW.h

13 Hiệu suất truyền tải Ƞtt 0,97145

14 Hiệu suất tua bin ȠTB 0,41386

15 Hiệu suất toàn tổ máy Ƞc 0,36184

Bảng kết quả tính toán các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật

Trang 38

II> Đề xuất giải pháp cải tạo – Đề xuất 2

Xây nhà máy nhiệt điện 300 MW, lấy hơi

trích từ tổ máy 300 MW cung cấp cho 2

Tuabin 50 MW của nhà máy nhiệt điện

Uông Bí cũ.

Bảng thông số chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật tổ máy 300 MW

1 Công suất điện Tuabin We 410000 kW

2 Nhiệt trị thấp làm việc của than Q th

lv 25500 kj/kg

3 Hiệu suất toàn nhà máy Ƞc 0,385

4 Tiêu hao nhiên liệu nhà máy B

30,5576776 kg/s 110,007639 T/h

5 Suất tiêu hao nhiên liệu nhà máy b 0,26829268 kg/kW.h

Trang 39

Trang 40

III> Tính toán hiệu quả kinh tế của giải pháp đề xuất.

So sánh doanh thu của 2 sơ đồ với nhau, với sơ đồ mới, trong doanh thu chưa tính tới tiền mua thiết bị mới (Lò hơi, Tuabin-máy phát) và tiền bán lò hơi cũ Sơ đồ cũ hoạt động trong 6 năm

 SĐ1 = Tiền điện - tiền than - tiền bảo dưỡng - tiền lương NV

Bài toán 1:

Trang 41

STT Khoản mục chi phí Đơn vị Số lượng Đơn giá USD/

đơn vị

Tổng chi phí (USD)

3 Tổng tiền đầu tư ban đầu tương đương khi xây dựng nhà máy (làm cơ sở để tính ra tiền bảo

9 Thay một số tầng cánh tuabin trong 2 năm cuối (vì khi đó đã quá cũ)

11 Tiền lương nhân viên nhà máy trong m năm tháng 300 286 6.171.429

Bài toán 1:

Trang 42

Bài toán 1:

STT Khoản mục chi phí Đơn vị Số lượng Đơn giá USD/

đơn vị

Tổng chi phí (USD)

1 Số năm hoạt động để đem lại lợi nhuận thô tương đương với sơ đồ trên (m năm) năm 3,7

3 Tổng tiền đầu tư xây dựng nhà máy tương đương mới để làm cơ sở tính ra chi phí bảo dưỡng hàng

9 Thay một số tầng cánh tuabin trong 2 năm tiếp

11 Tiền lương nhân viên nhà máy trong m năm tháng 330 286 4.186.286

Trang 43

 Sau 6 năm vận hành SĐ cũ được lợi nhuận: 44 triệu USD

 Sau 3,7 năm vận hành SĐ mới được lợi nhuận: 45 triệu USD

Như vậy:

Bài toán 1:

Trang 44

So sánh doanh thu của 2 sơ đồ như trên bài toán 1, trong đó sơ đồ 2 có tính đến tiền mua thiết bị mới(Lò hơi và Tuabin cao áp - máy phát) và tiền bán lò hơi cũ Sơ đồ cũ vẫn hoạt động trong 6 năm

 SĐ2 = Tiền điện - tiền than - tiền bảo dưỡng - tiền lương NV - tiền mua t/bị mới + tiền bán lò hơi cũ

Bài toán 2:

Định dạng
Số trang	54
Dung lượng	1,78 MB