Thiết kế nhà máy nhiệt điện ngưng hơi đốt than

Bên cạnh đó nguồn cung cấp nước cũng là một yêu cầu quan trọng khi lựa chọn địa điểm đặt nhà máy nhiệt điện ngưng hơi, bởi vì lượng nước tiêu hao để làm lạnh hơi thoát là rất lớn, do đó

Trang 1

LỜI NÓI ĐẦU 5

CHƯƠNG 1 6

GIỚI THIỆU VỀ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 6

1.1 Giới thiệu về điện năng 1.1 Giới thiệu về điện năng 7

1.2 Phân loại nhà máy nhiệt điện 1.2 Phân loại nhà máy nhiệt điện 7

1.3 Aính hưởng của vị trí địa lý vàì khí hậu đối với nhà máy nhiệt điện 1.3 Aính hưởng của vị trí địa lý vàì khí hậu đối với nhà máy nhiệt điện 8

1.4 Địa điểm đặt nhà máy nhiệt điện ngưng hơi 1.4 Địa điểm đặt nhà máy nhiệt điện ngưng hơi 8

1.5 So sánh các phương án đặt tổ máy vàì chọn tổ máy 1.5 So sánh các phương án đặt tổ máy vàì chọn tổ máy 9

1.5.1 Phương án 1: Đặt 6 tổ máy có công suất mỗi tổ là 100MW 9

1.5.2 Phương án 2 : Đặt 3 tổ máy có công suất mỗi tổ 200MW 10

1.5.3 Phương án 3: 1.5.3 Phương án 3: Đặt hai tổ máy có công suất mỗi tổ là 300MW 10

1.5.4 So sánh vàì chọn phương án đặt tổ máy 11

1.5.4.1 Vốn đầu tư ban đầu 11

1.5.4.2 Tính chi phí vận hành hằng năm 11

CHƯƠNG 2 16

XÂY DỰNG VÀÌ TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ NHIỆT NG XÂY DỰNG VÀÌ TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ NHIỆT NGUYÊN LÝUYÊN LÝ 16

2.1 Xây dựng sơ đồ nhiệt nguyên lý của nhà máy 2.1 Xây dựng sơ đồ nhiệt nguyên lý của nhà máy 17

SƠ ĐỒ NHIỆT NGUYÊN LÝ CỦA MỘT KHỐI 300MW SƠ ĐỒ NHIỆT NGUYÊN LÝ CỦA MỘT KHỐI 300MW 18

2.2 Các thông số hơi vàì nước đồ thị i 2.2 Các thông số hơi vàì nước đồ thị i s.s.s.s 20

QUÁ TRÌNH LÀM VIỆC CỦA DÒNG HƠI TRONG TUA BIN QUÁ TRÌNH LÀM VIỆC CỦA DÒNG HƠI TRONG TUA BIN 23

2.3 Cơ sở tính toán các thông số của nhà máy: 2.3 Cơ sở tính toán các thông số của nhà máy: 23

2.4 Tính toán sơ đồ nhiệt nguyên lý: 2.4 Tính toán sơ đồ nhiệt nguyên lý: 24

2.4.1 Bình gia nhiệt cao áp số 1 (GNCA1): 25

2.4.2 Bình gia nhiệt cao áp số 2:(GNCA2) 25

2.4.3 Bình gia nhiệ 2.4.3 Bình gia nhiệt cao áp số 3:(GNCA3)t cao áp số 3:(GNCA3) 26

2.4.4 Thiết bị khử khí (KK) 29

Trang 2

2.4.5 Bình gia nhiệt hạ áp số 5(GNHA5) 31

2.4.6 Bình gia nhiệt hạ áp số 6 và 7(GNHA6 & 7) 31

2.4.7 Bình gia nhiệt hạ áp số 8(GNHA8), bình làm lạnh ejectơ (LE) 33

2.5 Cân bằng hơi vàì nước ngưng: 2.5 Cân bằng hơi vàì nước ngưng: 34

2.6 Cân bằng năng lượng vàì tiêu hao hơi trên tua bin: 2.6 Cân bằng năng lượng vàì tiêu hao hơi trên tua bin: 35

2.7 Tiêu hao hơi vàì nước: 2.7 Tiêu hao hơi vàì nước: 36

CHƯƠNG 3 39

TÍNH VÀÌ CHỌN THIẾT BỊ CỦA NHÀ MÁY 39

3.1 Lựa chọn thiết bị chính của nhà máy điện: 3.1 Lựa chọn thiết bị chính của nhà máy điện: 40

3.2 Lựa chọn thiêït bị phụ: 3.2 Lựa chọn thiêït bị phụ: 41

3.2.2 Bơm nước ngưng: 42

3.2.3 Tính chọn bình ngưng 44

3.2.3.1 Tính chọn bình ngưng chính 44

3.2.3.2 Tính chọn bình ngưng phụ 46

3.2.4.1 Bơm tuần hoàn cho bình ngưng chính 46

3.4.2.2 Bơm tuần hoàn cho bình ngưng phụ 48

3.2.5 Bơm nước đọng: 50

3.2.6 Chọn ejectơ: 52

3.2.7 Thiết bị khử khí nước cấp: 53

3.2.8 Quạt gió: 53

3.2.9 Quạt kho 3.2.9 Quạt khói:ïi:ïi:ïi: 56

3.2.10 Ống khói: 59

3.3 Hệ thống nghiền than: 3.3 Hệ thống nghiền than: 60

SSSSƠ ĐỒ HỆ THỐNG CHUẨN BỊ BỘT THANƠ ĐỒ HỆ THỐNG CHUẨN BỊ BỘT THANƠ ĐỒ HỆ THỐNG CHUẨN BỊ BỘT THAN 61

3.3.1.Thùng nghiền 62

3.3.2.Quạt tải bột than 62

Trang 3

3.4 Tính vàì chọn bình gia nhiệt

3.4 Tính vàì chọn bình gia nhiệt 64

3.4.1 Bình gia nhiệt cao áp số 1 64

3.4.2 Bình gia n 3.4.2 Bình gia nhiệt cao áp số 2 hiệt cao áp số 2 65

3.4.3 Bình gia nhiệt cao áp số 3 66

3.4.4 Bình gia nhiệt hạ áp số 5 67

3.4.7 3.4.7 Bình gia nhiệt hạ áp số 8Bình gia nhiệt hạ áp số 8 69

CHƯƠNG 4 72

THUYẾT MINH SƠ ĐỒ NHIỆT CHI TIẾT 72

4.1 Đường đi của hơi mới 4.1 Đường đi của hơi mới 73

4.2 Đường hơi quá nhiệt trung gian 4.2 Đường hơi quá nhiệt trung gian 73

4.3 Đường hơi phụ 4.3 Đường hơi phụ 74

4.3.1 Hơi trích cho các bình gia nhiệt hồi nhiệt 74

4.3.2 Hơi cho Ejectơ 74

4.4 Đường nước ngưng 4.4 Đường nước ngưng 74

4.5 Đường nước cấp 4.5 Đường nước cấp 75

4.6 Đường nước đọng 4.6 Đường nước đọng 75

4.7 Đường nước tuần hoàn 4.7 Đường nước tuần hoàn 76

4.8 Lò hơi 4.8 Lò hơi 76

4.9.Tuabin 4.9.Tuabin 76

4.10 Bình ngưng 4.10 Bình ngưng 77

4.11 Ejectơ 4.11 Ejectơ 77

4.12 Bình gia nhiệt hạ áp 4.12 Bình gia nhiệt hạ áp 77

4.13 Bình khử khí 4.13 Bình khử khí 78

4.14 Bình gia nhiệt cao áp 4.14 Bình gia nhiệt cao áp 78

Trang 4

4.15 Tuabin truyền độ

4.15 Tuabin truyền động bơm cấp.ng bơm cấp.ng bơm cấp 78

4.16 Bơm cấp nước 4.16 Bơm cấp nước 79

4.17 Bơm nước ngưng 4.17 Bơm nước ngưng 79

4.18 Bơm tuần hoàn 4.18 Bơm tuần hoàn 79

4.19 Bể nước đọng 4.19 Bể nước đọng 80

CHƯƠNG 5 81

THUYẾT MINH BỐ TRÍ NGÔI NHÀ CHÍNH CỦA NHÀ MÁY 81

5.1 Những yêu cầu chính : 5.1 Những yêu cầu chính : 81

5.2 Gian Máy 5.2 Gian Máy 83

5.2.1 Bố trí dọc 83

5.2.2 Bố trí ngang 83

5.2.3 Bố trí gian máy 83

5.3 Gian phểu than vàìì gian khử khí 5.3 Gian phểu than vàìì gian khử khí 84

5.4 Gian lò 5.4 Gian lò 84

TÀI TÀI LIỆU THAM KHẢOLIỆU THAM KHẢOLIỆU THAM KHẢO 86

Trang 5

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, điện năng đã trở thành một nhu cầu không thể thiếu trong sự phát triển của mỗi quốc gia Trong đó Việt Nam là một trong những nước có nhu cầu lớn về việc tiêu thụ điện năng, bênh cạnh đó chính sách mở cửa của Việt Nam như hiện nay, thu hút sự đầu tư nước ngoài vàìo Việt Nam ngày một gia tăng trên tất cả các lĩnh vực, đặc biệt là ngành công nghiệp sản xuất, do đó đòi hỏi phải tăng cường sản xuất điện năng, đó là một nhu cầu hết sức cấp bách Vì thế bên cạnh sự phát triển của các công trình thuỷ điện thì nhiệt điện cũng đóng một vài trò chủ đạo trong sự phát triển của nền kinh tế đất nước

Theo đánh giá chung của Bộ Năng Lượng Việt Nam, thì nhu cầu điện năng vàìo năm 2020 vàìo khoảng 200 tỷ kWh Để đảm bảo nhu cầu điện năng này thì ngành nhiệt điện ngưng hơi đốt than đáp ứng một nhu cầu không nhỏ

Xuất phát từ yêu cầu thực tế này mà mỗi một sinh viên khoa công nghệ Nhiệt - Điện Lạnh nói riêng vàì sinh viên của các ngành khác nói chung phải nắm vững một số kiến thức cơ bản về nhà máy nhiệt điện Xuất phát từ yêu cầu thực tế này, em được giao nhiệm vụ “Thiết Kế Thiết Kế Nhà Máy Nhiệt Điện Ngưng Hơi Đốt ThanNhà Máy Nhiệt Điện Ngưng Hơi Đốt Than” có công suất 600MW Để củng cố thêm kiến thức vàì hội tụ đủ điều kiện cho việc hoàn thành các yêu cầu của nhà trường trước khi tốt nghiệp

Qua thời gian tính toán vàì nghiên cứu, bằng sự nổ lực của bản thân cùng với sự hướng dẫn tận tình của TS Trần Thanh SơnTS Trần Thanh SơnTS Trần Thanh Sơn, cũng như các thầy cô trong khoa

Nhiệt - Điện Lạnh em đã hoàn thành đề tài Nội dung đề tài gồm các phần chính:

Chương 1 : So sánh vàì chọn phương án đặt tổ máy

Chương 2 : Xây dựng vàì tính toán sơ đồ nhiệt nguyên lý

Chương 3 : Tính vàì chọn thiết bị của nhà máy

Chương 4 : Thuyết minh sơ đồ nhiệt chi tiết của nhà máy

Chương 5 : Bố trí ngôi nhà chính của nhà máy

Do thời gian còn hạn chế, cũng như kiến thức còn nhiều khiếm khuyết, do đó em không tránh khỏi những sai sót Em rất mong nhận được sự thông cảm vàì chỉ dạy của các thầy, cô để kiến thức của em ngày một hoàn thiện hơn

Lời cuối em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS Trần Thanh SơnTS Trần Thanh SơnTS Trần Thanh Sơn, cùng tất cả các thầy, cô trong khoa Công Nghệ Nhiệt Điện LạnhCông Nghệ Nhiệt Điện Lạnh đã giúp em hoàn thành bản đồ án này

Đà nẵng, tháng 6 năm 2011

Sinh viên

Trang 6

CHƯƠNG 1

GIỚI THIỆU VỀ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

GIỚI THIỆU VỀ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN VÀÌ CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐẶT TỔ MÁY

Trang 7

1.1 Giới thiệu về điện năng.

1.1 Giới thiệu về điện năng

Điện năng là một nhu cầu năng lượng không thể thiếu trên thế giới Dựa vàìo khả năng sản xuất vàì tiêu thụ điện năng mà ta có thể hiểu rõ được phần nào về sự phát triển của nền công nghiệp nước đó Điện năng được sản xuất bằng nhiều cách khác nhau vàì tuỳ theo loaüi năng lượng mà người ta chia ra các loại nhà máy điện chính như:

- Nhà máy nhiệt điện

- Nhà máy thuỷ điện

- Nhà máy điện nguyên tử

- Nhà máy điện dùng năng lượng mặt trời

Hiện nay phổ biến nhất là nhà máy nhiệt điện, ở đó nhiệt năng phát ra khi đốt các nhiên liệu hữu cơ như: than, dầu, khí đốt vv được biến đổi thành điện năng Trên thế giới hiện nay nhà máy nhiệt điện sản xuất ra khoảng 70 % điện năng Riêng ở Việt Nam lượng điện năng do các nhà máy nhiệt điện sản xuất ra chiếm một tỷ lệ không nhỏ trong số điện năng trên toàn quốc Nhưng vẫn còn phụ thuộc vàìo nguồn năng lượng dự trữ sẵn có, điều kiện kinh tế cũng như sự phát triển của khoa học kỹ thuật Trong những thập kỹ gần đây nhu cầu về nhiên liệu lỏng trong công nghiệp, giao thông vận tải vàì sinh hoạt ngày càng tăng Do đó người ta đã hạn chế dùng nhiên liệu lỏng cho các nhà máy nhiệt điện mà chủ yếu người ta sử dụng nhiên liệu rắn vàì nhiên liệu khí trở thành những nhiên liệu hữu cơ chính của nhà máy nhiệt điện

1.2 Phân loại nhà máy nhiệt điện

Nhà máy nhiệt điện đốt nhiên liệu bằng hữu cơ có thể chia ra các loại sau:

* Phân loại theo loại nhiên liệu sử dụng:

- Nhà máy nhiệt điện đốt nhiên liệu rắn

- Nhà máy nhiệt điện đốt nhiên liệu lỏng

- Nhà máy nhiệt điện đốt nhiên liệu khí

- Nhà máy nhiệt điện đốt hai hoặc ba loại nhiên liệu trên (hỗn hợp)

* Phân loại theo tuabin quay máy phát:

- Nhà máy nhiệt điện tuabin hơi

- Nhà máy nhiệt điện tuabin khí

- Nhà máy nhiệt điện tuabin khí - hơi

* Phân loại theo dạng năng lượng cấp đi:

- Nhà máy nhiệt điện ngưng hơi : chỉ cung cấp điện

Trang 8

- Trung tâm nhiệt điện : cung cấp điện vàì nhiệt

* Phân loại theo kết cấu công nghệ:

- Nhà máy điện kiểu khối

- Nhà máy điện kiểu không khối

* Phân loại theo tính chất mang tải:

- Nhà máy nhiệt điện phụ tải gốc, có số giờ sử dụng công suất đặt hơn 5.103 giờ

- Nhà máy nhiệt điện phụ tải giữa, có số giời sử dụng công suất đặt khoảng (3÷ 4).103 giờ

- Nhà máy nhiệt điện phụ tải đỉnh, có số giời sử dụng công suất đặt khoảng 1500 giờ

1.3 Aính hưởng của vị trí địa lý vàì khí hậu đối với nhà máy nhiệt điện

Việt Nam là một nước nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới Nguồn nhiên liệu than ở nước ta có thể là rất dồi dào, nhất là nguồn nhiên liệu rắn vàì khí, nguồn dự trữ đã phát hiện cũng như còn tìm tàng rất phong phú Các nguồn nhiên liệu này nằm rải rác ở các nơi như: trữ lượng than ở Quảng Ninh ước chừng khoảng trên 10 tỷ tấn, phẩm chất tốt

đa số là các loại than như than antraxit có nhiệt trị cao vàìo khoảng 7000 Kcal/kg, độ tro bình quân từ 14 ÷ 15 %, chất bốc 4,5 ÷ 9 %, trữ lượng khí ở Cà Mau,vv

Vị trí địa lý có ảnh hưởng không nhỏ đến chế độ làm việc của nhà máy vàì hiệu suất của nhà máy Trong những nhà máy nhiệt điện lớn thì hay gặp phải những vấn đề vướng mắt như: cung cấp nhiên liệu, cung cấp nước, nồng độ tro bay vàì khí độc thoát

ra ngoài qua đường khói thải lớn, điều này có ảnh hưởng không nhỏ đến môi trường sinh thái tự nhiên cũng như cuộc sống của con người xung quanh

Khí hậu cũng có ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất của nhà máy nhiệt điện, ở những vùng có nhiệt độ thấp thì hiệu suất của nhà máy sẽ cao hơn Đối với nước ta là một nước nằm trong vùng nhiệt đới, nóng ẩm mưa nhiều Nhiệt độ thay đổi theo mùa trong năm, vì vậy khả năng làm việc của tuabin không được tốt, do đó cần phải khảo sát vàì tính toán để tìm được nhiệt độ thích hợp cho việc thiết kế, cũng như việc lựa chọn vàì đặt thiết bị một cách hợp lý nhất

1.4 Địa điểm đặt nhà máy nhiệt điện ngưng hơi

Khi lựa chọn địa điểm đặt nhà máy nhiệt điện ngưng hơi phải đảm bảo điều kiện làm việc định mức, chi phí xây dựng vàì vận hành bé nhất Hiện nay trên thế giới cũng như nước ta nhiều nhà máy điện lớn với chất đốt là than vàì khí đã đi vàìo hoạt động, trong đó đặt biệt là than có thể vận chuyển bằng các phương tiện giao thông đường bộ

Trang 9

cũng như đường thuỷ với một khoảng cách tương đối xa Bên cạnh đó nguồn cung cấp nước cũng là một yêu cầu quan trọng khi lựa chọn địa điểm đặt nhà máy nhiệt điện ngưng hơi, bởi vì lượng nước tiêu hao để làm lạnh hơi thoát là rất lớn, do đó nếu phải đưa nước vàìo với một khoảng cách xa vàì cao thì vốn đầu tư xây dựng vàì chi phí vận hành rất đắt Đối với vấn đề này thì địa điểm đặt nhà máy nhiệt điện ngưng hơi là tại xã Tam Hưng - Huyện Thuỷ Nguyên - Hải Phòng, nguồn nước là con Sông Giá bao quanh xã, tuy không lớn nhưng phần nào đáp ứng được nhu cầu lượng nước cấp cho toàn nhà máy trong quá trình vận hành

Khi xây dựng nhà máy điện đòi hỏi phải có một mặt bằng lớn, cho nên phải có diện tích vàì kích thước đầy đủ Đối với nhà máy nhiệt điện ngưng hơi đốt bằng than thì phải có một khu vực gần nhà máy để chứa than, thu nhận lại lượng tro vàì xỉ do nhà máy thải ra Bênh cạnh đó khu vực cán bộ công nhân viên vận hành vàì bảo dưỡng nhà máy phải được xây dựng không xa nhà máy nhưng phải đảm bảo môi trường trong sạch Địa hình diện tích xây dựng nhà máy phải bằng phẳng

1.5 So sánh các phương án đặt tổ máy vàì chọn tổ máy

Đối với các nhà máy nhiệt điện có công suất lớn thì ta không nên đặt nhiều tổ máy có công suất khác nhau, vì nếu như vậy thì sẽ ảnh hưởng đến quá trình vận hành và sữa chữa, bảo dưỡng.Việc chọn công suất tổ máy cũng phải chú ý đến công suất toàn bộ của nhà máy Nếu sau này có mở rộng tối đa công suất cũng không làm cho số tổ máy tang quá nhiều trong một nhà máy

Những chỉ tiêu kinh tế chủ yếu của nhà máy điện là vốn đầu tư ban đầu K và phí tổn vận hành S hàng năm Vốn đầu tư ban đầu phụ thuộc chủ yếu vào giá tiền thiết bị và tiền xây dựng Phí tổn vận hành bao gồm phí tổn nhiên liệu, phí tổn khấu trừ hao mòn và sửa chữa, phí tổn trả lương cho cán bộ công nhân viên, phí tổn chung của nhà máy và các phí tổn khác , trong đó phí tổn nhiên liệu là lớn nhất

Công suất của nhà máy điện là 600MW, trong trường hợp này ta chia làm ba phương án để so sánh hiệu quả kinh tế, kỹ thuật của từng phương án Bao gồm có các phương án sau:

- Đặt 6 tổ máy có công suất mỗi tổ là 100MW

1.5.1 Phương án 1: Đặt 6 tổ máy có công suất mỗi tổ là 100MW

Việc đặt 6 tổ máy như vậy sẽ chiếm khá lớn về tổng mặt bằng diện tích, do việc bố trí thiết bị của mỗi tổ máy, mặt khác do nhiều tổ máy vận hành nên đòi hỏi phải có

Trang 10

nhiều công nhân, cán bộ kỹ thuật vận hành do đó chi phí cho việc trả tiền lương tăng lên

Gọi K1 là chi phí vốn đầu tư ban đầu của phương án 1

S1 là phí tổn vận hành hằng năm của phương án 1

Các trị số K1 vàì S1 sẽ được so sánh với các trị số ở các phương án 2 vàì 3

Mặt khác khi nói đến việc đặt 6 tổ máy thì khả năng vận hành vàì đảm bảo cho việc cung cấp đủ điện năng lên mạng lưới điện Nếu có sự cố, một trong các tổ máy bị

hư hỏng thì các tổ máy kia vẫn vận hành bình thường vàì vẫn đảm bảo đủ việc cung cấp điện năng Đối với việc lắp đặt nhiều tổ máy như thế này thì việc điều chỉnh phụ tải sẽ dễ dàng hơn, dẫn đến khả năng tự động hoá cao vàì khả năng thay thế các thiết bị trong nhà máy khi có hư hỏng tương đối dễ dàng hơn vì các thiết bị đều có cùng kích cỡ 1.5.2 Phương án 2 : Đặt 3 tổ máy có công suất mỗi tổ 200MW

Việc đặt 3 tổ máy như vậy thì mặt bằng phân bố các thiết bị sẽ chiếm diện tích ít hơn so với phương án 1 Do đó tổng diện tích mặt bằng của nhà máy sẽ gọn hơn Ơí phương án này tuy số tổ máy ít hơn so với phương án 1 nhưng số tổ máy vẫn còn nhiều, công suất của mỗi tổ máy cũng lớn hơn, cho nên cũng phải cần có một lượng công nhân cán bộ kỹ thuật đáng kể Chi phí vốn đầu tư ban đầu sẽ lớn hơn so với phương án 1, nhưng chi phí vận hành hằng năm sẽ nhỏ

Gọi K2 là chi phí vốn đầu tư ban đầu của phương án 2

S2 là chi phí vận hành hằng năm của phương án 2

1.5.3 Phương án 3:

1.5.3 Phương án 3: Đặt hai tổ máy có công suất mỗi tổ là 300MW

Khi ta đặt hai tổ máy như vậy thì mặt bằng phân bố các thiết bị sẽ ít hơn so với phương án 1 vàì 2 Ơí phương án này do có hai tổ máy có cùng công suất nên việc vận hành sẽ có ít cán bộ công nhân kỹ thuật hơn, do đó chi phí cho việc trả tiền lương cũng sẽ giảm xuống đáng kể

Bênh cạnh đó chi phí bảo dưỡng các thiết bị hằng năm vàì chi phí cho việc xây dựng giao thông(đường xe chạy, đường sắt ) cũng như giá tiền nhiên liệu giảm do các thiết bị có độ tin cậy vàì hiệu suất nhà máy cao hơn Vốn đầu tư ban đầu cho việc mua săm các thiết bị lớn do những thiết bị này làm việc với thông số cao hơn so với 2 phương án trên

Ngoài ra đối với phương án này thì khả năng vận hành vàì đảm bảo đủ cho việc cung cấp điện năng lên mạng lưới điện Việc điều chỉnh phụ tải đễ dàng nên mức độ tự động hoá cao, khả năng thay thế các thiết bị trong nhà máy khi có hư hỏng dễ dàng hơn

Trang 11

Gọi K3 vốn đâu tư ban đầu của phương án 3

S3 chi phí vận hành hằng năm của phương án 3

Trong 3 phương án mà ta đã nêu trên thì phương án kinh tế nhất là phương án cá phí đầu tư ban đầu nhỏ nhất và chi phí vận hành nhỏ nhất

1.5.4 So sánh vàì chọn phương a

1.5.4 So sánh vàì chọn phương án đặt tổ máy.ïn đặt tổ máy.ïn đặt tổ máy

1.5.4.1 Vốn đầu tư ban đầu

Vốn đầu tư ban đầu K của nhà máy nhiệt điện gồm hai phần: phần không đổi và phần thay đổi Phần không đổi không phụ thuộc vào việc lựa chọn loại và công suất tổ máy, phần thay đổi tỷ lệ bậc nhất với tổng công suất của nhà máy điện Phần không đổi là những chi phí cho các công trình về đường ôtô, đường sắt phục vụ cho nhà máy, chi phí về việc thu giọn mặt bằng , chi phí về các công trình phụ, chi phí về các thiết bị chung cho toàn nhà máy, lắp ráp và khởi động máy lần đầu tiên vv Phần không đổi bao gồm vốn đầu tư cho thiết bị và lắp ráp nó, các công trình xây dựng liên quan đến việc thay đổi công suất nhà máy

Đối với nhà máy nhiệt điện ngưng hơi đặt các tổ máy cuing loại thì vốn đầu tư có dạng như sau:

K0: Vốn đầu tư ban đầu [đồng]

f: Hệ số tỷ lệ tính theo 1KW công suất đặt của nhà máy [đồng/kW]

N: Tổng công suất của nhà máy [MW]

Vốn đầu tư ban đầu K của nhà máy điện được tính dựa vào các đồ thị 1.3, 1.5, 1.6 [TL-1] Ở đây nhiên liệu là than đá nên dựa vào đồ thị ta có :

- Vốn đầu tư của phương án 1 : K1 = 27000.109đồng

1.5.4.2

1.5.4.2 Tính chi phí vận hành hằng năm Tính chi phí vận hành hằng năm Tính chi phí vận hành hằng năm

Chi phí vận hành hằng năm của các thiết bị như sau:

S = SA + SB + Sn + S0 , đồng/năm

Trong đó:

Trang 12

SA : chi phí cho khấu trừ hao mòn vàì sữa chữa

SB : chi phí cho nhiên liệu

Sn : chi phí cho việc trả lương cán bộ công nhân viên

S0 : chi phí công việc chung của nhà máy vàì tất cả các chỉ tiêu khác aaaa Chi phí cho nhiên liệu: Chi phí cho nhiên liệu: Chi phí cho nhiên liệu:

α =0,005kg/kWh.: hệ số tổn thất do vận chuyển rò rỉ vàì bốc dỡ

∋ : Lượng điện năng sản xuất ra trong một năm,kWh/năm

Giả sử mỗi năm sản xuất 6000h thì:

i Q

Q B

Trong đó:

- Bitc: Lượng than tiêu chuẩn tiêu hao hằng năm của từng phương án(i=1÷3)

Trang 13

- QH

p =7000kCal/kg :Nhiệt trị than tiêu chuẩn

- Qt =6020kCal/kg :Nhiệt trị than Mạo Khê

10 78 , 1560 6020

7000

1342278 = Tấn/năm

10 75 , 1417 6020

7000

1219266 = Tấn/năm

10 5 , 1392 6020

7000

1197558 = Tấn/năm Vậy chi phí nhiên liệu cho các phương án:

PA= 6%: Phần khấu hao thiết bị vàì sữa chữa

K: vốn đầu tư thiết bị nhiệt của các phương án,đồng

N= 600MW: công suất của nhà máy

n: hệ số biên chế của công nhân ứng với từng phương án vàì công suất của tổ máy

Giả sử : n1= 1,56 người/MW ứng với 6 tổ máy 100MW

n2= 1,54 người/MW ứng với 3 tổ máy 200MW

Trang 14

n3= 1,4 người/MW ứng với 2 tổ máy 300MW

⇒ Chi phí trả lương cho cán bộ công nhân viên từng phương án là:

SA : chi phí khấu hao vàì sữa chữa

Sn : chi phí trả tiền lương cho cán bộ công nhân viên

⇒ S0 của mỗi phương án là:

S01=α(SA1+ Sn1) = 0,27.(1620.109 + 18,72.109) = 442,45.109đồng/năm

S02 = α (SA2 + Sn2) = 0,27.(960.109 + 18,48.109) = 264,2.109đồng/năm

S03=α(SA3 + Sn3) = 0,27.(780.109 + 16,8.109) = 215,1.109đồng/năm Vậy chi phí vận hành hằng năm của từng phương án là:

S1 = SB1 + SA1 + Sn1 + S01 = 1717.109 + 1620.109 + 18,72.109 + 442,45.109

= 5651,45.109đồng/năm

S2 = SB2 + SA2 + Sn2 + S02 = 1559.109 + 960.109 + 18,48.109 + 264,2.109

= 2801,68.109đồng/năm

S3 = SB3 + SA3 + Sn3 + S03 = 1532.109 + 780.109 + 16,8.109 + 215,1.109

= 2543,9.109đồng/năm

Từ các tính toán ở trên ta có: K1 >K2 >K3 vàì S1> S2>S3

Về mặt đầu tư vốn ban đầu cũng như chi phí vận hành hàng năm thì phương án 3 là kinh tế hơn các phương án coin lại, vì vậy ở đây ta chọn phương án 3 là đặt 2 tổ máy có công suất mỗi tổ là 300MW Trong thiết kế này ta dùng nhiên liệu đốt là than Vàng Danh có các thành phần nhiên liệu như sau: Clv = 73,6%; Nlv = 0,2%; H2lv = 1,3%;

Trang 15

O2lv = 2,2%; Slv = 0,4%; Alv = 16,8%; Wlv = 5,5%; Vlv = 5,5% Lò hơi là loại lò hơi trực lưu có thông số cao vàì sử dụng hệ thống cung cấp than có dùng thùng nghiền than

Trang 16

CHƯƠNG 2

XÂY DỰNG VÀÌ TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ NHIỆT

NGUYÊN LÝ NGUYÊN LÝ

Trang 17

2.1 Xây dựng sơ đồ nhiệt nguyên lý của nhà máy.

2.1 Xây dựng sơ đồ nhiệt nguyên lý của nhà máy

Sơ đồ nhiệt nguyên lý xác định nội dung cơ bản của quá trình công nghệ biến đổi nhiệt năng trong nhà máy điện Nó bao gồm các thiết bị chính vàì phụ Các đường hơi vàì các đường nước nối chung vàìo một khối trong một quá trình công nghệ

Các thành phần trong sơ đồ nhiệt nguyên lý bao gồm: lò hơi trực lưu, tuabin ngưng hơi một trục 3 xilanh ( K- 300 - 240), máy phát điện, bình ngưng, các bình gia nhiệt cao áp, hạ áp, thiết bị khử khí, bơm nước cấp, bơm nước động, bơm nước ngưng Các đường ống dẫn hơi đến các bình gia nhiệt, đường nước ngưng chính, đường nước ngưng động

Đặt tính kỹ thuật của tuabin K - 300 - 240

Công suất định mức : 300MW Aïp suất hơi đầu vàìo : 240 at Nhiệt độ hơi mới : 5600C Số cửa trích : 8 Nhiệt độ hơi quá nhiệt trung gian : 5400C Nhiệt độ nước cấp : 2650C

Bảng 1: Thông số hơi tại các vị trí cửa trích của Turbine

Trang 18

SƠ ĐỒ NHIỆT NGUYÊN LÝ CỦA MỘT KHỐI 300MW

Trang 19

Trong đó :

LH : Lò hơi trực lưu QN : Bộ quá nhiệt

QNTG : Quá nhiệt trung gian CA : Phần cao áp

TA : Phần trung áp HA : Phần hạ áp

LE : Bình làm lạnh Ejector HA : Bình gia nhiệt hạ áp

CA : Bình gia nhiệt cao áp BNC : Bơm nước cấp

GNBS : Bình gia nhiệt bổ sung PL : Bình phân ly

Thuyết minh sơ đồ nhiệt nguyên lý

Trong toàn bộ nhà máy 600MW bao gồm 2 khối mỗi khối 300MW gồm có: lò hơi trực lưu, tua bin ngưng hơi một trục K-300-240 có các thông số siêu tới hạn, quá nhiệt trung gian một lần, tuabin có 3 xilanh Hơi mới với áp suất 240at, nhiệt độ 5600C đưa vào phần cao áp của turbine

Hơi quá nhiệt từ lò hơi được dẫn đến phần cao áp của tuabin sẽ giản nở sinh công, sau khi ra khỏi phần cao áp hơi được quá nhiệt trung gian một lần nữa rồi tiếp tục giản nở trong phần trung áp vàì hạ áp của tuabin Trên tuabin có 8 cửa trích gia nhiệt cho nước ngưng, nước cấp vàì thiết bị khử khí Phần hơi còn lại sau khi ra khỏi phần hạ áp của tuabin được đưa vàìo bình ngưng, tại đây hơi được ngưng tụ thành nước ngưng nhờ nước tuần hoàn làm mát

Nước ngưng sau khi ra khỏi bình ngưng được bơm nước ngưng bơm qua bình làm lạnh Ejectơ sau đó qua các bình gia nhiệt hạ áp rồi dồn về thiết bị khử khí chính Nước ngưng sau khi được khử khí sẽ được chứa trong bể khử khí, sau đó được bơm nước cấp đưa qua các bình gia nhiệt cao áp làm tăng nhiệt độ trước khi dưa vàìo lò hơi

Hơi từ các cửa trích của tuabin gia nhiệt cho nước ngưng, nước cấp bao gồm: 2 cửa trích ở phần cao áp được gia nhiệt cho bình gia nhiệt cao áp số 1 vàì 2; 4 cửa trích ở phần trung áp được gia nhiệt cho bình cao áp 3, thiết bị khử khí vàì bình gia nhiệt hạ áp

5 vàì 6 Trong 4 cửa trích ở phần trung áp thì hơi ở cửa trích số 3 có nhiệm vụ vừa cung cấp cho tuabin phụ chạy bơm nước cấp sau đó hơi được ngưng tụ thành nước ở bình ngưng phụ rồi nước ngưng này được dẫn về bình ngưng chính Ởí thiết bị khử khí do hơi được trích từ cửa trích có áp suất cao nên được đưa qua thiết bị gảm ôn gảm áp để hạ nhiệt độ vàì áp suất xuống phù hợp với yêu cầu Còn lại 2 cửa trích ở phần hạ áp được gia nhiệt cho bình gia nhiệt hạ áp số 7 vàì 8

Trang 20

Hơi ở các cửa trích của tuabin sau khi gia nhiệt cho nước ngưng, nước cấp thì sẽ ngưng tụ thành nước đọng Sơ đồ dồn nước đọng ở các bình gia nhiệt được chọn ở đây là sơ đồ hỗn hợp: vừa dồn cấp vừa bơm đẩy về đường nước chính Ở các bình gia nhiệt cao áp (GNCA) nước đọng được dồn từ GNCA1 → GNCA2 → GNCA3 do độ lệch về áp suất, sau đó nước động được dồn vàìo bình khử khí Ở các bình gia nhiệt hạ áp thì nước đọng được dồn từ GNHA5 → GNHA6 → GNHA7 rồi dùng bơm nước đọng dồn về điểm hỗn hợp K trên đường nước ngưng chính Nước đọng trong bình GNHA8 vàì bình làm lạnh ejectơ được đưa về bình ngưng

2.2 Các thông số hơi vàì nước đồ thị i

2.2 Các thông số hơi vàì nước đồ thị i ssss

Theo hình vẽ dưới chỉ ra sơ đồ quá trình làm việc của dòng hơi trên đồ thị i s Bảng1: hiệu suất trong tương đối của các phần turbine chính và turbine phụ

Trên giản đồ i-s, điểm 0’ ứng với trạng thái hơi ở trước phần cao áp Các điểm

2, 2’ biểu thị thông số hơi trước và sau khi quá nhiệt trung gian Nhiệt độ nước cấp sau bình gia nhiệt cao 1 bằng 2650C Còn điểm 4 là đường hơi trích đi vào ở bình khử khí chính và điểm 6 là đường hơi trích đi vào ở bình gia nhiệt hạ áp số 6

Thông số hơi và nước dẫn ra trên bảng 2 nhận được các chỉ số sau:

p, t, i - áp suất, nhiệt độ và entanpi hơi tại các cửa trích, bar, 0C, kJ/kg

p’ - áp suất hơi trước các thiết bị gia nhiệt, bar Xác định được áp lực hơi tại các thiết bị gia nhiệt như sau: p’ = 0,95.p (TL- 1)

tH, i’H - nhiệt độ và entanpi của nước ngưng bão hòa, 0C, kJ/kg

tn, in - nhiệt độ và entanpi của nước sau các bình gia nhiệt, 0C, kJ/kg Xác định được nhiệt độ của nước đọng sau các bình gia nhiệt sau: tH = tn + (3÷7)0C, (TL-1)

Tổn thất áp suất trên đường ống hơi trích cho gia nhiệt hồi nhiệt lấy vào khoảng (5 ÷10)%, tổn thất phụ thêm ở phần làm lạnh hơi lấy bằng 2% Độ hâm nước trong bình khử khí được nâng lên từ 7÷150C để bảo đảm hiệu quả khử khí

Độ hâm nước toàn bộ (từ bình ngưng đến sau các thiết bị gia nhiệt cuối cùng) là 1163,66 - 157,05 = 1006,61(kJ/kg)

Trong đó: 1163,66(kJ/kg) là entanpi nước cấp

157,05(kJ/kg) là entanpi nước ngưng trong bình ngưng

Trang 21

Lấy độ hâm nước trong các bình làm lạnh ejectơ, làm lạnh hơi chèn và làm lạnh khí của máy phát điện là 39,3( kJ/kg), trong bơm nước cấp là 38(kJ/kg)

Độ quá nhiệt còn lại của hơi khi ra khỏi các bình làm lạnh bằng 7÷120C, hiệu số nhiệt độ của nước đọng đã làm lạnh và nước ngưng chính đưa vào bình làm lạnh trong các thiết bị gia nhiệt cao áp số 6, 7 và 8 lấy từ 5÷150C

Bảng 2: Thông số của turbine phụ kéo bơm nước cấp

P, bar t, 0C i, kJ/kg Trong cửa trích của turbine chính 15,6 450 3375,4

Hiệu suất trong tương đối của turbine kéo bơm cấp:

C A

B A a

i TP oi

i i

i i H

B A

H = − là nhiệt giáng thực tế

C A

H = − là nhiệt giáng lý thuyết

Vậy hiệu suất trong tương đối của

turbine kéo bơm cấp là:

89 , 0 2 , 466

25 , 419 2 , 2899 4

,

3365

15 , 2946 4

Trang 22

Bảng 3: Thông số hơi tại các cửa trích, nước đọng vàì nước ngưng tại các bình

gia nhiệt

Trang 23

QUÁ TRÌNH LÀM VIỆ

QUÁ TRÌNH LÀM VIỆC CỦA DÒNG HƠI TRONG TUA BIN C CỦA DÒNG HƠI TRONG TUA BIN C CỦA DÒNG HƠI TRONG TUA BIN

K

K 300 300 300 240 TRÊN ĐỒ THỊ i 240 TRÊN ĐỒ THỊ i 240 TRÊN ĐỒ THỊ i SSSS

2.3 Cơ sở tính toán các thông số của nhà máy:

3124,5

3057,6 60,5bar

x= 0,92 2440,5

0,063bar

s,KJ/kgđộ

76 0 C

Trang 24

Mục đích cơ bản của việc tính toán sơ đồ nhiệt nguyên lý của nhà máy điện ngưng hơi là ở chỗ xác định các đặt tính kỹ thuật của thiết bị nhằm đảm bảo công suất điện Đảm bảo yêu cầu về chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật vàì năng lượng của nhà máy điện vàì các phần tử của chúng

Tính toán nhiệt chủ yếu dựa vàìo phương trình cân bằng nhiệt vàì phương trình cân bằng vật chất, sau đó giải các phương trình đó Tiến hành tính toán đối với bình cao áp trước rồi đến bình hạ áp vàì bình ngưng

Trong tính toán tổn thất hơi vàì nước do rò rỉ ở các đường ống các van vàì các thiết

bị khác được quy về tốn thất trên đường hơi mới còn tổn thất nhiệt được kể đến thông qua hiệu suất của các thiết bị nhiệt (hệ số khuyếch tán nhiệt) vàì tốn thất nhiệt độ, áp suất

Trong thiết kế này tổn thất áp suất trong bộ quá nhiệt trung gian là 10% Hiệu suất các thiết bị gia nhiệt lấy khoảng 98 ÷ 99% Tổn thất nhiệt độ lấy từ 2 ÷ 50C

Theo [TL-2] chọn trước các đại lượng:

Lượng hơi mới đưa vàìo tua bin: α0 = 1 Lượng hơi rò rỉ trên đường ống: αrr = 0,02 Lượng nước bổ sung sau khi đã qua xử lí: αbs = α’ch + αrr =0,021 Lượng hơi chèn vàìo bình làm lạnh hơi chèn cuối : αcc = 0,0025 Lượng hơi chèn xả qua ống tín hiêụ: α’ch = 0,001

Phụ tải của lò vàì lưu lượng nước cấp: αnc = αqn = α + αrr = 1,02

Vì trong thiết kế này ta sử dụng loại lò hơi trực lưu nên lượng xả coi như bằng không

2.4 Tính toán sơ đồ nhiệt nguyên lý:

Ngày nay đối với các khối có công suất lớn, có các thông số siêu tới hạn vàì có quá nhiệt trung gian đều áp dụng từ 7 đến 9 tầng gia nhiệt Trong các nhà máy điện hiện đại hiện nay hầu hết đều áp dụng các bình gia nhiệt bề mặt, với sơ đồ xả nước đọng hỗn hợp nghĩa là xả nước đọng dồn cấp ở các bình gia nhiệt cao áp vàì bơm nước đọng ở 1 hoặc 2 bình gia nhiệt hạ áp, trong đó 1 bình gia nhiệt loại hỗn hợp (bình khử khí) Một số nước trên thế giới có một vàìi nhà máy điện chỉ dùng sơ đồ hồi nhiệt với các bình gia nhiệt bề mặt hoặc chỉ với các bình gia nhiệt hỗn hợp, nếu áp dụng loại bình gia nhiệt hỗn hợp hạ áp đảm bảo được chất lượng nước vì loại trừ được khả năng

rỉ ống đồng của bình gia nhiệt

Áp dụng hồi nhiệt thì giảm tiêu hao nhiên liệu nhưng lại làm tăng hơi tiêu hao cho tuabin, tăng công suất của lò, tăng kích thước phần cao áp của tua bin nhưng có

Trang 25

trích hơi thì lượng hơi đi vàìo bình ngưng vàì các kích thước của các tầng cuối của tua bin vàì ống thoát dẫn đi

2.4.1 Bình gia nhiệt cao áp

2.4.1 Bình gia nhiệt cao áp số số số 1 (GNCA1):1 (GNCA1):1 (GNCA1):

Độ kinh tế của việc hồi nhiệt khi sử dụng hơi quá nhiệt ở các cửa trích của tua bin có thể được nâng cao nhờ việc làm lạnh hơi trích bằng nước cấp, sở dĩ như vậy là vì khi làm lạnh hơi trích thì sự trao đổi nhiệt năng không thuận nghịch trong các bình gia nhiệt giảm đi, lượng hơi trích phải tăng lên làm giảm lượng hơi đi vàìo bình ngưng do vậy hiệu suất của tuabin nói riêng vàì của nhà máy nói chung tăng lên Ngoài ra việc làm lạnh nước động sẽ làm giảm sự thay thế hơi trích của bình gia nhiệt tiếp nhận nước đọng đó Vàì như vậy giảm nhiệt tổn thât năng lượng Do đó các bình gia nhiệt cao áp đều chọn là loại bình có cả 3 phần: Làm lạnh hơi, gia nhiệt chính vàì làìm lạnh nước đọng Việc tính toán các bình gia nhiệt cao áp được tiến hành từ bình có áp suất cao đến bình có áp suất thấp

Sơ đồ tính toán bình gia nhiệt cao áp số

.

1 1 1

1 1

1

i i

i i i

i

n n n

αα

i n′ = 1163 , 66 / - entanpi của nước cấp ra bình gia nhiệt cao áp số 1

kg kJ

i n = 1040 , 6 / - entanpi của nước cấp vào bình gia nhiệt cao áp số 1

kg kJ

i1 = 3124 , 5 / - entanpi hơi trích từ cửa trích số 1

kg kJ

i1′=1199,28 / - entanpi nước đọng ở bình gia nhiệt cao áp số 1

C t

28,11995,3124.98,0

6,104066,1163.02,1

−

=α2.4.2 Bình gia nhiệt

2.4.2 Bình gia nhiệt cao ápcao ápcao áp sốsốsố 2:(GNCA2)2:(GNCA2)2:(GNCA2)

α1, i1

α1, i’1

Trang 26

Sơ đồ nối được vẽ ở hình bên Đường α1, i1′ là đường nước đọng đi vào bình đưa từ bình cao áp số 1 đến

Ta có phương trình cân bằng vật chất là:

( )1,2 1

2 α α

Theo sơ đồ hình bên, ta có phương trình cân bằng

nhiệt cho bình gia nhiệt như sau:

.

2 2

2 1 1 2

2

2 2 1 1 1

2

2 2 1

1

2

i i

i i i

i

i i i

i i

i

i i i

i i

i i i

i

n n

n

n n n

−

′ +

α

αα

ηα

η

αα

α

η

αα

i n′ = 1040 , 6 / - entanpi của nước cấp ra bình gia nhiệt cao áp số 2

kg kJ

i n = 819 , 6 / - entanpi của nước cấp vào bình gia nhiệt cao áp số 2

kg kJ

i1′=1199,28 / - entanpi nước đọng ở bình gia nhiệt cao áp số 1

kg kJ

i2′ =1067,4 / - entanpi nước đọng ở bình gia nhiệt cao áp số 2

C t

4 , 1067 28 , 1199 0665 , 0 98 , 0 6 , 819 6 , 1040 02

2.4.3 Bình gia nhiệt cao áp số 3:(GNCA3)gia nhiệt cao áp số 3:(GNCA3)gia nhiệt cao áp số 3:(GNCA3)

a.Xác định sơ bộ độ gia nhiệt của bơm cấp cho nước cấp

- Khi nước cấp đi qua bơm nước cấp thì bị gia nhiệt thêm một lượng ξB nên ta có:

in = i’kk + ξ, KJ/kg

Trong đó:

i’kk: entanpi của nước cấp ở đầu hút bơm nước cấp

ξB: độ gia nhiệt cho nước của bơm nước cấp

α1, i’1

αn, in

αn, i’n

α’2, i’2 α2, i2

Trang 27

ξB.ηB = Vtb (Pđ - Ph) 103, theo [TL-2]

Với ηB: Hiệu suất của bơm; chọn ηB = 0,85

Vtb, m3/kg: Thể tích riêng của nước tại áp suất P

P0: áp lực hơi trước tua bin P0 = 23,54 MPa

∆P0: tổn thất áp lực trong ống hơi từ lò hơi tới tua bin Chọn ∆P0 = 5% P0 = 23,54 0,05 = 1,177 MPa

PtlLH: trở kháng thuỷ lực của lò hơi: PtlLH = 4MPa [TL-7]

Hđ (m): chiều cao dâng nước từ trục bơm cấp đến điểm cao nhất của hệ thống ống là Chọn Hđ = 30m

ρ : khối lượng riêng của nước ở đường đẩy; ρ = 863 kg/m3

Ptlđ: tổng trở kháng thuỷ lực của thiết bị (bao gồm các bình GNCA, bộ hâm nước )

Chọn Ptlđ = 14% PLH

= 0,14 (23,54 + 0,05 23,54) = 3,46 MPa

⇒ Pđ = 23,54 + 0,05 23,54 + 4 + 3,46 + 30 9,8 863 10-6

Pđ = 32,43 MPa = 324,3 bar

Theo [TL-7]:

Ph = Pkk - Ptlh + Hh ρh G 10-6, MPaVới Pkk: áp lực bình khử khí Pkk = 5,88 bar = 0,588 MPa

Ptlh: trở kháng thuỷ lực ống đầu hút Chọn Ptlh = 0,04 MPa

Hh: chiều cao mức nước trong bình khử khí đốt với trục bơm cấp

Chọn Hh = 17m

ρh: khối lượng riêng của nước ở đầu hút: ρh = 909 kg/m3

⇒ Ph = 0,588 - 0,04 + 17 9,8 10-6 909

Ph = 0,6994 MPa = 6,994 bar

Trang 28

10 6994 0 43 32 0011 0

,

, , ,

−

B

h đ

V

η

ξB = 41,1 KJ/kg Thay ξB vàìo (3-1) ⇒ in = 740,5 + 41,1 = 781,5 KJ/kg

b.Sơ đồ tính toán nhiệt cho bình gia nhiệt cao áp số 3

Sơ đồ nối được vẽ ở hình bên

Đường α2′, i2′ là đường nước đọng

đi vào bình đưa từ bình cao áp số 2 đến

Ta có phương trình cân bằng vật

chất: α"3=α2′ +α3′ ,( )1

Theo sơ đồ hình bên, ta có phương

trình cân bằng nhiệt cho bình gia nhiệt

.

3 3

3 2 2 3

3

3 2 3 2 2 3

3

3 3 2

2

3

i i

i i i

i

i i i

i i

i

i i i

i i

i i i

i

n n

n

n n n

′

−

′

′ +

α

αα

ηα

η

αα

α

η

αα

i n′ =819,6 / - entanpi của nước cấp ra bình gia nhiệt cao áp số 3

kg kJ

i n = 781 , 5 , / - entanpi của nước cấp vào bình gia nhiệt cao áp số 3

kg kJ

i3′ = 841 , 97 / - entanpi nước đọng ở bình gia nhiệt cao áp số 3

kg kJ

Giả sử nước đọng ở trạng thái bảo hòa chứ không nguội thêm, như vậy lượng hơi trích từ cửa trích cao áp sẽ tăng lên θ3 =t H −t n = 197 , 7 − 192 , 7 = 50C

Từ đó thay thế các số ở trên vào phương trình (2), ta có:

Trang 29

( ) ( )

97,8414,3375.98,0

97,8414,1067.1775,0.98,05,7816,819.02

TP

αα

α3= 3′ + , (3)

Trong đó: α3′ = 0 , 017- lượng hơi trích vào bình gia nhiệt số 3

αTP- lượng hơi trích tương đối cho turbine phụ truyền động bơm nước cấp, nó được xác định như sau:

co B TP i

b nc TP

H

h

ηη

αα

.

Trong đó:

kg kJ

H i TP = 3363 − 2939 = 424 / Nhiệt giáng thực của dòng hơi trong Turbine phụ

02 , 1

η - tổn thất cơ học của turbine truyền động

Công nén nước thực tế của bơm có kể đến tổn thất cơ học và lượng nước rò rỉ bằng hệ số:

73,31.02,1

=

TP

αVậy lượng hơi trích từ cửa trích số 3: α3 =α3′ +αTP = 0 , 017 + 0 , 088 = 0 , 105

Hơi sau khi ra khỏi turbine phụ được đưa về bình gia nhiệt hạ áp số 6 để gia nhiệt cho nước cấp

2.4

2.4.4 Thiết bị khử khí4 Thiết bị khử khí4 Thiết bị khử khí (KK)(KK)(KK)

Không khí hòa tan trong nước có chứa một lượng không khí không ngưng như

CO2, O2 dẫn đến gây ăn mòn thiết bị vàì ống dẫn trong nhà máy nhiệt điện Để bảo vệ chúng khỏi bị ăn mòn của khí trong nước, người ta áp dụng biện pháp tách khí ra khỏi nước trước khi cung cấp cho lò hơi (hay còn gọi là khử khí cho nước)

Sơ đồ tính toán nhiệt cho thiết bị khử khí như hình vẽ:

Trang 30

Sơ đồ nối được vẽ ở hình bên Đường α" i3, 3′ là đường nước đọng đi vào bình đưa từ bình cao áp số 3 đến Trong bình khử khí (p = 6at) làm việc ở trạng thái bảo hòa tương ứng với 164,960C

Ta có phương trình cân bằng vật chất là:

(0 , 1945 0 , 021)

0025 , 0 02

4 3

+ +

− +

=

+ +

− +

′

=

− + + +

=

′

αα

ααααα

α

ααααα

α

n

bs cc

n

cc n bs n

807 , 0

6 , 3250

54

,

602

2764 0025 , 0 5 , 740 02 , 1 97 , 841 1966 , 0 7 , 125 021 , 0 6 , 3250

54 , 602

98

,

0

.

"

.

4 4

3 3 4

4

= +

⇔

+

= +

+ +

⇔

′ +

′

=

′ + +

+

αα

ααα

η

n n

kk cc n n bs

bs n

i4 =3250,6 / - entanpi hơi trích từ cửa trích số 4

kg kJ

i n′ = 740 , 5 / - entanpi của nước cấp ra bình khử khí

0025 , 0

"3=

α - lượng nước đọng đi vào từ bình gia nhiệt số 3

kg kJ

i n = 602 , 54 / - entanpi của nước cấp ra bình gia hạ áp số 5

kg kJ

i kk′ = 2764 / - entanpi hơi ở trạng thái bão hòa khô (p = 7 bar)

αcc; i"kk α3”

; i’3 αn; in

α4; i4

α’n; i'n αbs; ibs

Trang 31

021 , 0

=

bs

α - lượng nước bổ sung đã qua xử lý

Lượng nước bổ sung sau khi đã qua xử lý có tbs= 300C, từ đó tra bảng nước và hơi nước bão hòa ta xác định được i bs = 125 , 71kJ/kg

Gải hệ 2 phương trình (1) và (2) ta có:







= +

) 2 ( , 0117 , 1 3323 , 5

) 1 ( , 807 , 0 4

4αα

0473 , 0 4

n

αα2.4.5 Bình gia nhiệt hạ áp

2.4.5 Bình gia nhiệt hạ áp số số số 5(GNHA5).5(GNHA5).5(GNHA5)

Sơ đồ nối được vẽ ở hình bên

Theo sơ đồ hình bên, ta có phương trình cân bằng nhiệt cho bình gia nhiệt như sau:

i i

i i i

i

n n n

,

.

5 5 5

i n′ = 602 , 54 / - entanpi của nước cấp ra bình gia nhiệt hạ áp số 5

kg kJ

i n = 513 , 63 / - entanpi của nước cấp vào bình gia nhiệt hạ áp số 5

kg kJ

i5′ = 620 , 9 / - entanpi nước đọng ở bình gia nhiệt hạ áp số 5

C t

63 , 513 54 , 602 7597 , 0

.

5 5

2.4.6 Bình gia nhiệt hạ áp ût hạ áp ût hạ áp số số số 6 6 6 và 7và 7và 7(GNHA6(GNHA6(GNHA6 & 7& 7& 7))))

Sơ đồ nối được vẽ ở hình dưới Ta tính hai bình này một lần vì nó có quan hệ với nhau về các đại lượng ở phương trình tính toán sau

αn, in

αn, i’n

α5, i5

α5, i’5

Trang 32

Ta có phương trình cân bằng vật chất tại bình gia nhiệt 6, 7 và điểm H là:

0283 , 0 6 5 6

6 = + = +

0283 , 0 6 7 6 7

7 = + ′ = + +

n n

α′ = 7′ + = 7+ 6+ 0 , 0283 +

6 7 7314

n n n

i

i i i

i i

i

i i i

i i

i i i

i i

′

−

= +

−

′ +

7597 , 0 2 , 390 586 , 2 13

,

2370

7597 , 0 63 , 513 7597 , 0 65 , 527 9 , 620 0283 , 0 98 , 0 65 , 527 15 , 2946

.

6

6 5 5 6

6

6 5 6 5 5 6

6

6 6 5 5 6

6

α

αα

ηη

α

αα

α

η

αα

n 7

7

i 7643 , 0 293,92

2

,

14

i 0,7597.

3 , 383 000321 ,

0 5679

, 0 000321 ,

0 1918 , 0

⇔

′

=

′ +

− +

′

− +

095

,

0

73 , 167

000321 ,

0 5767 , 0 000321 ,

0 1918 , 0 127,547.

2305,744.

73 , 167

000321 ,

0 5679 , 0

0283 , 0

.

73 , 167 7314

, 0

.

7

7 7

6 6

7 7

7

7 6 7

7 6 6 6 7

7

7 7 6 6 7

=

′

− +

⇔

−

′ +

=

′

−

′ +

′

−

′

′ +

α

αα

ηα

η

ααα

αα

α

η

αα

n

o n n n

i

i i

i

i i

i

i i i

i i

74 , 760

57 ,

H

Trang 33

i n′′ = 513 , 63 / - entanpi của nước cấp ra bình gia nhiệt hạ áp số 6

kg

kJ

i n′ , / - entanpi của nước cấp vào bình gia nhiệt hạ áp số 6

kg kJ

i n = 383 , 3 / - entanpi của nước cấp ra bình gia nhiệt hạ áp số 7

kg kJ

i n o = 215 , 57 / - entanpi của nước cấp vào bình gia nhiệt hạ áp số 7

kg kJ

i6 = 2946 , 15 / - entanpi hơi trích sau turbine bơm nước cấp

kg kJ

i7′ = 397 , 5 / - entanpi của nước đọng sau bình gia nhiệt hạ áp số 7

C t

7 = − = 94 , 5 − 91 , 5 = 3

θ

C t

74 , 760 56 , 384

74 , 760

57 , 26036

57 , 18 56

,

384

7

7 7

α

αα

Sau khi đã tính được lượng hơi trích ở cửa số 7, thì ta dễ dàng xác định được lượng hơi trích từ cửa số 6

Theo phương trình (4) ta có: i n′ = 26036 , 57 0 , 044 − 760 , 74 = 384 , 87kJ/kg

Do đó:

1123 , 0 0283 , 0 04 , 0 044 ,

0

6474 , 0 04 , 0 044 , 0 7314 ,

0

04 , 0 87 , 384 000321 ,

0 1635 ,

0

7

6

= +

Trang 34

( ) ( )

n

n n n

i

i i i

i

6474 , 0 57 , 215 6474 , 0 8 , 2414 98 , 0

'

8

8 8 8

η

8 40 , 3655 57 ,

i

n

kk kk cc K

n

K n n kk

kk

cc

/ 99 , 166 6474

, 0

4 , 188 2764 0025 , 0 05 , 157

"

'

=

− +

αα

Thay số vào (1) ta được: 166 , 99 = 215 , 57 − 3655 , 40 α8 ⇒α8 = 0 , 0132

i K =157,05 / - entanpi của nước cấp vào bình gia nhiệt hạ áp số 8

kg kJ

i'kk= 2764 / - entanpi của hơi chèn lấy từ bình khử khí (p =7bar)

kg kJ

i"kk= 188 , 4 / - entanpi đọng ở bình làm lạnh hơi chèn cuối ( lấy t = 450C)

kg kJ

C t

Lượng hơi ở cửa trích số 1 : α1 = 0,0665

Tổng lượng hơi trích từ turbine:

∑

=

= + + + + + + +

=

8

1

8 7 6 5 4 3 2

Trang 35

6484 , 0

0025 , 0 0132 , 0 088 , 0 4553 , 0 1 8

8

1 0

=

+ +

+

−

= + + +

i i h

K

α

ααααα

α

Lưu lượng nước ngưng tính theo đường nước:

6474 , 0

0

6474 , 0 6484

Vậy kết quả tính toán ở trên là hợp lý

2.6 Cân bằng năng lượng vàì tiêu hao hơi trên tua bin:

Việc quá nhiệt trung gian cho hơi nhằm mục đích nâng cao hiệu suất của nhà máy và giảm bớt độ ẩm của hơi ở cuối turbine khi áp suất ban đầu hơi cao mà nhiệt độ ban đầu của nó không được nâng cao một cách tương xứng bởi các nguyên nhân về công nghệ hoặc về kinh tế Nhờ quá nhiệt trung gian mà nhiệt giáng và công của hơi trong turbine tăng lên do đó giảm lượng hơi tiêu hao cho turbine

+ Lượng tiêu hao hơi cho turbine trong một giây:

H H

N H

N D

oi mf M a a

E oi

mf M a

E

.

"

'

.η η η = + η η η

Trong đó:

994 , 0

=

M

η - hiệu suất cơ của turbine

990 , 0

=

mf

η - hiệu suất máy phát

86 ,

N E = 300 - công suất của nhà máy nhiệt điện

Ơí đây nhiệt giáng của hơi khi quá nhiệt trung gian Ha bằng tổng nhiệt giáng trước và sau quá nhiệt trung gian (H’a + H”a):

Ha = i0 - ik+ i’2 - i2 = H’a + H”a

Ha = 3345,7 - 2440,5 + 3548,9 - 3057,6 = 1396,5 kJ/kg

Với i0 = 3345,7 kJ/kg - entanpi hơi vào trước phần cao áp

ik = 2440,5 kJ/kg - entanpi hơi trước khi quá nhiệt trung gian

i’2 = 3548,9 kJ/kg - entanpi hơi sau khi quá nhiệt trung gian

i2 = 3057,6 kJ/kg - entanpi hơi trước quá nhiệt trung gian

Thay số vào, ta có:

h T s

kg

86 , 0 990 , 0 994 , 0 5 , 1396

10

D

W TP = nc. b = 258 , 917 38 , 77 = 9844 , 36

Trang 36

Ở đây lưu lượng nước cấp: D nc =αnc.D0 = 1 , 02 253 , 84 = 258 , 917kg/s

+ Suất tiêu hao hơi cho turbine:

KWh kg W

N

D

d

TP E

o

36 , 309844

3600 917 , 258

=

= +

=

2.7 Tiêu hao hơi vàì nước:

( với αtg = α0 - α1 - α2 = 1- 0,0665 - 0,111 = 0,8225 )

Bảng 5: Cân bằng hơi và nước: D0 = 253,84 kg/s

Các dòng hơi và nước

Các dòng hơi và nước Trị số tương đối α Trị số tuyệt đối Trị số tuyệt đối

α.D0, kg/s

- Hơi trích cho bình gia nhiệt cao áp 1: D1 0,0665 16,88

- Hơi trích cho bình gia nhiệt hạ áp 5: D5 0,0283 7,18

- Lượng hơi chèn xả ra ống tín hiệu: Dch 0,001 0,25

- Lưu lượng hơi qua bộ quá nhiệt trung gian: Dtg 0,8225 208,78

Bảng 6: Công suất của dòng hơi trích

Trang 37

7 11,17 3345,7-2645,6= 700,1 7695,46

2.8 Các chỉ tiêu năng lượng của tua bin vàì hơi:

Q

TB

, 65 , 656462

6 , 3057 9 , 3548 78 , 208 66 , 1163 7 , 3345 84 , 253

=

− +

−

=

+ Suất tiêu hao nhiệt của turbine

+ Suất tiêu hao nhiệt của turbine khi có quá nhiệt trung giankhi có quá nhiệt trung giankhi có quá nhiệt trung gian::::

188 , 2 10 300

65 , 656462

N

Q

+ Hiệu suất của turbine:

% 7 , 45 188 , 2

1

% 100 1

=

TB TB

q

η

+ Tiêu hao nhiệt của lò hơi:

tg LH tg tg nc qn

- i nc = 1163 , 66kJ/kg- entanpi của nước cấp cho lò hơi

- i tg LH = 3562 , 4kJ/kg- entanpi của hơi ra khỏi bộ quá nhiệt trung gian ứng với áp suất 37bar và 5470C nhiệt độ

- i tg0LH = 3046 , 9kJ/kg- entanpi của hơi vào bộ quá nhiệt trung gian ứng với áp suất 37,5bar và 3250C nhiệt độ

Thế số vào ta có:

Q LH = 253 , 84 3350 − 1163 , 66 + 208 , 78 3562 , 4 − 3046 , 9 = 662606,63,

+ Hiệu suất truyền tải môi chất trong nhà máy

+ Hiệu suất truyền tải môi chất trong nhà máy::::

99 , 0 662606,63

65 , 656462

+ Tiêu hao nhiệt của máy:

Trang 38

43 , 0 697480,66

10

Q

N

η

+ Hiệu suất tinh của khối:

kg Q

N B

TC ti E

29300 4085 , 0

10 300

+ Suất tiêu hao nhiên liệu tiêu chuẩn:

kWh kg N

B b

E

TC

10 300

Q

N B

.η

=

Với Qtt = 6020 Kcal/kg = 25204,103 kJ/kg

s kg

103 , 25204 4085 , 0

10

300 3

=

⇒

Trang 39

TÍNH VÀÌ CHỌN THIẾT BỊ CỦA NHÀ MÁY

Trang 40

3.1 Lựa chọn thiết bị chính của nhà máy điện:

Thiết bị chính của nhà máy điện bao gồm lò hơi vàì tua bin Trong phần tính toán lựa chọn ở chương 2 ta đã chọn tua bin, do vậy trong mục này ta chỉ cần đề cập đến việc lựa chọn lò hơi

- Chọn năng suất, loại vàì số lượng lò hơi dựa trên cơ sở sau:

+ Đảm bảo cung cấp hơi

+ Tổn hao kim loại vàì giá thành thấp

+ Áp dụng cấu trúc là hợp lý, dùng cùng một loại vàì cùng năng suất trong một khối cũng như trong toàn nhà máy

Tổng năng suất định mức của lò hơi làm việc phải cao hơn phụ tải cực đại cuả lò hơi 1 ít Phụ tải hơi của lò hơi là bao gồm lượng hơi cực đại đến tua bin làm việc, lượng hơi chèn, tiêu hao hơi ejectơ, tổn thất rò rỉ hơi Phụ tải hơi của lò được chọn theo tiêu hao hơi cho tua bin có kể đến rò rỉ

Gọi phụ tải hơi của lò là D thì

D = D0 (1 + αrr) Trong đó:

1 + αrr: hệ số tính đến tổn thất rò rỉ hơi

D0 = 253,84kg/s : lượng hơi mới

⇒ D = 253,84 (1 + 0,02)

D = 258,917 kg/s Hay D = 932,102 T/h Với sản lượng này ta chọn được loại lò hơi trực lưu ΠK - 50 - 2 mỗi khối có 1 lò hơi Vậy toàn nhà máy có 2 lò hơi, hơi có các thông số như sau:

Định dạng
Số trang	87
Dung lượng	634,6 KB