Nghiên cứu khái quát về sản xuất điện năng và làm mát máy phát tuabin hơi. Đi sâu hệ thống hòa đồng bộ (Đồ án tốt nghiệp)

Nghiên cứu khái quát về sản xuất điện năng và làm mát máy phát tuabin hơi. Đi sâu hệ thống hòa đồng bộ (Đồ án tốt nghiệp)Nghiên cứu khái quát về sản xuất điện năng và làm mát máy phát tuabin hơi. Đi sâu hệ thống hòa đồng bộ (Đồ án tốt nghiệp)Nghiên cứu khái quát về sản xuất điện năng và làm mát máy phát tuabin hơi. Đi sâu hệ thống hòa đồng bộ (Đồ án tốt nghiệp)Nghiên cứu khái quát về sản xuất điện năng và làm mát máy phát tuabin hơi. Đi sâu hệ thống hòa đồng bộ (Đồ án tốt nghiệp)Nghiên cứu khái quát về sản xuất điện năng và làm mát máy phát tuabin hơi. Đi sâu hệ thống hòa đồng bộ (Đồ án tốt nghiệp)Nghiên cứu khái quát về sản xuất điện năng và làm mát máy phát tuabin hơi. Đi sâu hệ thống hòa đồng bộ (Đồ án tốt nghiệp)Nghiên cứu khái quát về sản xuất điện năng và làm mát máy phát tuabin hơi. Đi sâu hệ thống hòa đồng bộ (Đồ án tốt nghiệp)Nghiên cứu khái quát về sản xuất điện năng và làm mát máy phát tuabin hơi. Đi sâu hệ thống hòa đồng bộ (Đồ án tốt nghiệp)Nghiên cứu khái quát về sản xuất điện năng và làm mát máy phát tuabin hơi. Đi sâu hệ thống hòa đồng bộ (Đồ án tốt nghiệp)Nghiên cứu khái quát về sản xuất điện năng và làm mát máy phát tuabin hơi. Đi sâu hệ thống hòa đồng bộ (Đồ án tốt nghiệp)

L I M U

t vai trò vô cùng quan tr n không

nh ng cung c p cho các ngành công nghi p mà nhu c u sinh ho t c i

nhiên v ng ki n th c và th i gian có h n c a mình nên không tránh kh i

nh ng thi u sót Em r t mong nh c các ý ki a các th y cô

và các b hoàn thi tài c

H

Sinh viên th c hi n

Ngô Quang Thành

n, trong nhà máy nhi

c có kh t cao và v n hành kinh t c s

d ng r ng rãi nh t

m:

- Có th xây d ng g n khu công nghi p và ngu n cung c p nhiên li

gi m chi phí xây d ng dây t n và chuyên ch nhiên li u

1.1.2 Nguyên lý làm vi c c a nhà máy nhi n

N c ta do n n công nghi p còn ch m phát tri n ti kinh t

dùng chu trình h n h ng c a nhiên li u thành

Ta xét chu trình renkin là chu trình nhi c áp d ng trong t t c các

lo i nhà máy nhi n, môi ch t làm vi

c T t c các thi t b c a các nhà máy nhi u gi ng nhau tr thi t

nh n nhi t t t cháy nhiên li u

II

III

VI

thi t b c a chu trình nhà máy nhi c trình bày trên hình

s thi t b ph th T-s c c bi u di n trên hình 1.2

t a ra t quá trình cháy, nhi n sôi (quá trình

3-trình 4- t trong b quá nhi t II (quá trình 5-1) Qúa

0

1

1.2.1 Qúa trình s n xu a nhà máy nhi n Ph L i

nguyên lý quá trình s n xu c trình bày trong hình 1.3

T kho nhiên li u 1 (than,d u), qua h th ng c p nhiên li u 2, nhiên

nhi c 13 và b s t n

d ng nhi t, thoát ra ngoài qua ng khói nh qu t khói 11

su t P = 130 ÷ 240 Kg/cm2, nhi t = 540 ÷ 5650 c d n

1

2

3 9

Bình gia nhi t h áp; 15: B kh khí; 16: Bình gia nhi t cao áp; 17:

1.2.2 Các thi t b chính nhà máy nhi n

nhi t có áp su t và nhi cao

quá nhi t có nhi cao trong các b ph n c a lò Công su t c

Nhiên li c phun qua vòi phun 1 vào bu ng l a 2,

t o thành h h t cháy trong bu ng l a, nhi ng n l a có

th nên t i 19000C Nhi ng t a ra khi nhiên li u cháy truy c

ng lò r i l i sang ti p t c nh n nhi o hòa

]

Hình 1.4 Nguyên lý c u t o c

Trong hình 1 4 g m có:1: Vòi phun nhiên li u+ không khí; 2: Bu t;

3 nh ng riêng c c trong ng 4 nên h h p trong

c trong ng liên t c t o nên quá trình tu n hoàn t nhiên

trong bu ng l a Qúa tr n nhi r t cao t 13000C 19000C

d n hi u qu i nhi t b c x gi a ng n l a và giàn t

h p th có hi u qu nhi ng b c x c a ng n l ng th i b o v

ng lò kh i tác d ng c a nhi c i ta b trí dàn

ng bu ng l a

Khói ra kh i bu ng l c khi vào b quá nhi c làm ngu i

m t ph n c m pheston, ng ngoài ng truy n nhi t cho

h n h c chuy ng trong ng Khói ra kh i b quá nhi t có nhi t

t n d ng ph n nhi t th a c a khói khi ra kh i b quá nhi t,

c nhi gia kh i bình gia nhi n nhi sôi và c

u tiên c a quá trình c p nhi th c hi n quá

V y t khi vào b hâm n khi ra kh i b quá nhi t c

ch t tr n h p th nhi t trong các b ph n Nh n nhi t trong b

n sôi, sôi trong dàn t trong b quá nhi t

(1.5)

qn hn lv t

D i i BQ

i : là entanpin c t (Kj/kg)

ng nhiên li u tiêu hao trong m t gi ,(kg/h)

lv t

Q : Nhi t tr th p làm vi c c a nhiên li u,(Kj/kg)

: là hi u su t c a lò+ Nhi t th di n tích trên ghi:

Nhi t th di n tích trên ghi là nhi ng sinh ra trong m th i gian trên m di n tích b m t ghi:

2

lv t r

tuabin làm cho tuabin quay

Có th chia tuabin làm 2 lo i chính: tuabin d c tr ng tr c

c d n theo ng 3 vào bu ng phân ph i , t

n trong nhi t k ti p nhau d c theo tr c c a tuabin Các dãy

trên tr c tuabin ho c roto tuabin

Hình 1.6 Nguyên lý c u t o c

Hình 1.6 g m có: 1: Thân tuabin; 2.Roto tuabin; 3: tr c; 4: ng phun;

ng

M t dãy ng phun và m t k ti p nhau goi là

- C u t

c tr c bi u di n trên hình 1.6+ Thân tuabin d c tr c ch t o m t m t bích ngang và m t ho c 2

Hình 1.7 Roto tuabin xung l ng l p ch t trên tr c

Hình 1.9 B c

M t khác có m

ra, do áp su u c a tuabin l t khí quy n nên s có m t

y t tuabin ra ngoài khí quy n qua l xuyên tr c u cu i

không tham gia quá trình bi n nhi

gi m b ta dùng b chèn và có hai lo i b chèn là

c và chèn cây thông, hi n nay dùng ph bi n c

môi ch c, d u, không khí ho c khí hydro Các máy phát công su t nh

c làm mát b ng không khí ho c khí hydro Còn các máy phát công

su t l n vi c th c hi n b i môi ch t là khí hydro S thay thkhông khí b ng hydro cho phép gi ng hi u su t c a máy phát

d n nhi t cao g p 7 l n và t nh n nhi t

gián ti p và tr c ti p

1.3.1 Làm mát gián ti p:

c th c hi n b ng cách th i môi ch t làm mát (không khí ho c khíhydro) qua các khe h gi a stato và roto và các khe h c ch t o v i m c

a Làm mát b ng không khí tu n hoàn t nhiên

Các cánh qu c g u tr c roto, khi roto quay s t o thành lu ng gió tu n hoàn t nhiên th ng tr c ho ng

m là hi u su t làm mát th p; Không khí làm mát có nhi u b i b n V i

máy phát có công su nh m i 3 MW

c áp d ng cho nh ng máy có công su nh m c trên 3 MW H th ng làm mát bao g m câc qu t gió;

Bu ng làm l nh và làm s t mát máy phát H

th ng qu t th i không khí l nh vào máy phát, sau khi h p th nhi t c a máy

ng làm l c l c s ch r i l i tái

Nhi t t các cu c truy n vào môi ch t làm mát

n Môi ch t làm mát c a h th ng gián ti p chuy ng theo hai c: th i qua và tu n hoàn khép kín u không khí

t t máy phát s thoát ra ngoài, còn c sau thì

làm má c th c hi n b i các cánh qu t H th ng làm mát gián ti p theo

c th hi

Hình 1.10 H th ng làm mát khép kín c

Trong hình 1.10 g m:1: B i nhi t; 2; B l ng d n không khí; 4: Bu ng khí l nh;n5: Vùng khí nóng; 6: Vùng khí loãng; 7: Vùng áp su t

t vào h th ng các ng d i ta ch t o ra các n c bi t có roto Trong m t s nâng cao hi u qu i ta áp

d ng h th ng làm mát h h p Trên hình 1.12 bi u th h th ng làm mát h n h

Hình 1.11 C u t o dây d n r ng

Trong hình 1.11 g m: 1: L n; 2: Dây d n; 3: ng d n khí làm mát

Hình 1.12 H th ng làm mát h n h

nâng cao hi u su i ta áp d ng gi i pháp nâng cao áp

l c khí Trên hình 1 Ta th y khi nâng áp l c t n 7 atmosphe thì

c a máy phát.[tr70;TL3]

+ N u máy có công su t l n thì stato là ph n ng; rôto là ph n c m

+ N u máy có công su t nh stato là ph n c m; roto là ph n ng

Nguyên lý ho ng

Y

A

Z

BIu

Trên hình bi u di ng b 3 pha 2 c c Cu n dây

ph n t stato còn cu n kích t t roto Cu n dây kích t c n i

v i ngu n kích t ( dòng m t chi u ) qua h th ng ch i than

c n i sao (có th là n i tam giác) Dòng m t chi u t o ra t

c m t t ng quay tròn có t thông chính khép kín qua roto,

Ta nh n th y t n s bi n thiên f c n ph thu c vào t

p

Thay(2.5) vào (2.6) ta có n n tt y ng b ,t quay

c a roto và t quay c a t ng t i b ng nhau.Hai t ng này tr ng thái ngh v i nhau

Hình 2.2. ng b c c n làm mát gián ti p b ng không khí

Hình 2.2 c u t o g m: v stato; 2: m ch rôto; 3: x p lá thép m ch t stato; 4: gudông ép; 5: thanh d n qu n stato; 6: vành ép; 7:

nh tâm; 12: qu t ly tâm; 13: thanh d ; 14: n p chu t; 15: máng tr n kích thích; 17: puli n i tr c m m; 18: b tr c; 19: vành ti p xúc; 20: vành d ng c a qu t; 21: n i vành ti p xúc v i dây

qu n kích thích; 22: ng c a h th ng d p t u ra c a dây qu n stato; 24: chi u chuy ng c a không khí nóng v b làm ngu i; 25: chi u chuy ng c a không khí l nh; 26: nhi k c a không khí làm mát; 27:

n u máy; 28: c a quan sát

t quay 3000 và 1500 vg/ph

T h p k t c n hình c ng b c c n máy phát tuabin hai c c công su t không l n làm l nh gián ti p b c trình bày trên hình 2.2 M ch t c ch t o t m t phôi thép nguyên v i c

u tr c (thân m ch t làm nhi m v tr c trong vùng tác d ng) Các b ph n chính c a roto c c n, m ch t u tr c trình bày trên hình 2.3

i x i v i tâm, m i vùng chi m 1/3 chu vi Gi a các rãnh trong ph m

vi các 3 c a m ch t , gi a hai vùng hình

n 2 c a m ch t tâm c a rôto có rãnh thông su t 4

Hình 2.4 Các m t c t ngang và d c c a rôto c c n

Hình 2.4 c u t o g m: 1: gông m ch t rôto; 2: n m ch t ; 3

m ch t ; 4: rãnh tâm m ch t ; 5: b i dây qu n kích thích; 6: rãnh d c trong

n; 7: nêm t tính c a dãy; 8: nêm không t tính; 9:

nh tâm; 11: n i dây qu n kích thích v i vành ti p xúc; 12: vành ti p xúc; 13: n; 14: ng l ng c a vành ti p xúc

c c n t nhanh ph i ch u tác d ng c a l c ly tâm l nhi t

Vì v y các thanh d n 1 c a dây qu c làm b ng có pha l n

n kích t là dòng m t chi n kích t thông qua ch i than

t trên tr c roto ng b c c n không l i ta dùng dây

qu n x p hình thành t các ph n t 5 trên hình 2.2 nhi u vòng dây Trong các máy phát tuabin l n ch dùng dây qu n x p ki u thanh d n, v i hai thanhtrong m t rãnh

c làm mát gián ti p b ng không khí tu n hoàn trong h o ra áp su t c n thi t cho s chuy n

a không khí Chi u chuy ng c c ch b

tên B làm mát không t bên ngoài máy Theo s lu ng khí nóng b th i

ra ngoài máy, h làm mát trên hình 2.2 g i là h làm mát hai lu ng H làm

n vào h th c bi t khi nhà máy n i v i h th ng dây

- Tri t t ng kích th i m nhanh dòng It n không (khi

s c ng n m ch n i b dây qu n stato) n tr tri t t RT

t quá 5 l n U b o v n c a dây qu n kích t

Ta có th chia h th ng kích t thành 3 nhóm chính:

n trong cu n dây kích t chính Wf Dòng và áp trong các

cu n W2 và W3 i nh b này nh n tín hi u thông qua máy

b H th ng kích t dùng máy phát xoay chi u và ch

H th ng kích t dùng máy phát xoay chi u t n s cao và ch

Hình 2.8 H th ng kích t dùng máy phát xoay chi u t n s cao và ch

Máy phát xoay chi u t n s c ch t o theo ki u c m ng Rôto không có cu n dây mà ch có 10 rãnh trên b m t rôto.Cu n kích t t

s c a máy kích t t n s c n i tr c ti p qua ch p cho

cu n dây kích t chính c a máy phát

Cu n dây kích t chính WF c n i v i t i c a nó là cu n dây W1 c a máy xoay chi u t n s c c n i n i ti p Các cu n W2 và W3 c cung c p qua b này nh n tín hi u t u c c c a máy phát chính

V i h th ng này ta nh m m t kích t l

Trong h th i ta dùng m t máy phát xoay chi u 3 pha quay cùng tr c

v i máy phát chính làm ngu n cung c p

Máy phát kích t xoay chi u có k t c c bi t, cu n kích t t stato, còn cu t rôto Dòng xoay chi u ba pha t o ra máy

Cu n dây kích t c a máy phát chính nh n tr c ti p dòng m t chi u qua ch nh

t và ch i than

cung c p dòng m t chi u cho cu n dây kích t c a máy phát kích

i ta dùng m t b ch u khi n mà ngu n cung c p c a nó có

th l y t m t máy phát xoay chi u t n s cao ho c t m t ngu n c th khác

n áp kích t gi i h n l n thì t n áp kích t càng nhanh T c là h ng s th i gian c a h th ng kích t nh , h ng s này phthu c vào tín hi u ra c a b t u khi n kích t th ng kích t c th Vì v y h th ng kích t dùng ch u khi n là h p lý

Hình 2.10 kích t dùng ch u khi n

V này dòng m t chi c cung c p cho cu n kích t c

nh n t m t ngu n t máy phát xoay chi u ho c l n áp ra y c c máy

ho c ch ngân có c u khi n có công su t l u khi c nh n tr c ti p t b này l y tín hi u t u ra c a máy

i dòng, áp kích t c a máy phát

m: h th ng kích t u khi n r t nhanh, làm vi c tin c c áp d ng r ng rãi trong các máy có công su t l n

2.2 TÍNH TOÁN

2.2.1 Tính toán nhi t h th ng làm mát

Vi c tính toán nhi t c a máy d nh lu t nhi ng G a s nhi t

N u nhi c truy n b ng d n nhi t qua v bao quanh v t th (ch t

r n,ch t l ng hay ch t khí) thì nhi t tr c a v là

là nhi t d n c a v t li u v

S là m t ngoài có dòng nhi t truy n qua

là chi u dày v ng dòng nhi tNhi t tr c a v nhi u l p b ng t ng nhi t tr c a l p

Nhi t tr c a v i trong ph m vi r ng ph thu c vào nhi t

d n c a v t li u t o nên v

mát (khí, l ng)

T l c v i h s truy n nhi t v và di c làm ngu i S

H s truy n nhi t v ph thu c vào tính ch ng (m và

th nh h s truy n nhi t theo công th c

v (1 k v) (2.12)

là h s truy n nhi t b ng b c x(v=0), W/(m 2 0C , ph thu c vào b m t làm ngu) i v i các b m

2 0

12 16W / (m C ) i v i các b m t kim lo

20

8 11W / (m C , v là t) không khí (m/s)

H s ng th i gió k ph thu c vào s u c a b m t

c th i gió, hình d ng c i v i các b m c làm mát trong

n trung bình b ng 0,8

ng làm mát có th s truy n lên 1,3 l n so v i không khí, khi làm mát b c c t h s truy n nhi t có

Nhi t tr t ng gi a v t th ng làm mát là t ng c a nhi t

tr v R và nhi t tr khi nhi t truy n t v ng làm mát R

N u v t th có kh ng m và t nhi t nóng lên d c n

u ki n b ng ta s vitrình vi phân phát nóng c a v t th

Trong các máy dùng cho các ch làm vi c ng n h n ho c ng n h n

l p l i ta ph i k n s i nhi c a các b ph n theo th i gian Trong các máy có ch nh m c dài h n có th gi i h n vào vi c tính toán nhi xác l p c a các b ph n tác d ng

Hinh 2.11. ng cong phát nóng và ngu i l nh c a v t th r n

s d ng dây qu c làm mát gián ti p có ch t làm mát bao quanh m t ngoàicác b i dây qu c b i v i v , là h

Sau khi ch n ch t làm mát ph ng tiêu hao c a nó xu t

mát khi chuy ng d c tr c tuy n th y l c 1 2 20 30 C và t nhi t 0v

C

i ch n các kênh sao cho ch t làm mát khi chuy ng ti p xúc

c v i t t c các b ph n sinh ra t n hao và làm sao cho b m c làm

Th c nghi n r ng t n hao c t áp di n ra m i

ti t di n q c a nhánh (rãnh thu h p ho c minh h a hình 2.12 ra s i c t áp d c theo m ch th y l c g m các nhánh n i song song I, II, III T hình 2.12 ta th y r i ti t

di n nhánh, thí d khi chuy n t ti t di n q1 (trên ph n 1) sang ti t di n q2

(trên ph n 2) hay t ti t di n q (trên ph n 4 nhánh 1) sang ti t di n 14 q15 (trên

ph n 5 nhánh 1) s có t n hao c t áp T n hao c y ra khi nhánh

ng Khi ch t l ng ho c ch t khí chuy ng trong các nhánh dìa

và h i k n các t n hao do ma sát c a các ch i thành nhánh

ng h p chuy ng c a các ch t làm mát trong các nhánh c n mang tính ch t r n hao c t áp (Pa) t l v i

t ng Q b ng t ng tiêu hao các nhánh song song

I II III

Q Q Q Q nên có th k t lu n r ng tr th y l c c a các nhánh ghép

song song Z có quan h v i các tr th y l c c a m [TL4]

2và không khí: H2 CO2 không khí.

2 trong thân máy phát

áy phát

2 ía trên góp chung

MKG10-vi s ch

Hình 2.15 H th ng van gi m áp khí H2

c ng m m

máy phát

e B làm khô khí máy phát

B làm khô khí máy phát có nhi m v m ho u có

m c a H2 làm mát trong thân máy

phát có th gây nguy hi n cu i s d ng m t

h t hút m Silicagel, có nhi m v m ho u có trong khí H2 trong thân máy phát B làm khô có 1 tháp h p th có ch a Silicagel 4-8

trong các h t Silicagel, khôi ph c l i kh c c a b làm khô khí máy phát

ch a các h t hút m Sau khi các h t hút m Silicagel này ng c, chúng chuy n màu t xanh sang tr ng Khi màu các h t hút m chuy n sang màu h ng, v n hành van 3 ng b tái sinh các h t hút

m b ng cách gia nhi t, màu các h t hút m chuy n l i màu tr u Sau khi hoàn thành vi c tái sinh các h t hút m, v n van v v trí m u

có th b u v n hành b làm khô H2

Hình 2.18 B làm khô H2

Hình 2.19. b trí b làm khô H2Trên b làm khô khí máy phát có 1 h o áp l (PG-

quay vòng Sau khi x n b c m bi n v i t l dòng không

m c a khí H2, tín hi c bù nhi và áp su t c a khí H2

Hình 2.21 C u t o b s ch khí H2Nguyên lý làm vi c

i cùng v i tín hi c và nhi c a môi ch t, th c hi n tính toán ra

c

Thi t b R

+ Ch ng rung bên ngoài

ho c b i h u, b m, vv bám lên c m bi n

+ D v sinh và tái sinh c a c m bi n: B c m bi n b b n do b i ho c

d c lau s ch và tr v u ki n ban u

Hình 2.24 Quá trình dùng CO2 y không khí ra kh i máy phát

ngoài không khí