Đồ án nhà máy nhiệt điện công suất 900MW

Trên thế giới điện năng được sản xuất từ nhà máy nhiệt điện chiếm khoảng70% điện năng thế giới, riêng ở nước ta lượng điện năng do các nhà máy nhiệt điệnsản xuất ra chiếm một tỷ lệ chủ y

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

LỜI NÓI ĐẦU 3

CHƯƠNG 1: ĐỀ XUẤT VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN 5

1.1 Giới thiệu sơ lược về điện năng 5

1.2 Sự cần thiết phải xây dựng nhà máy điện 5

1.3 Xác định loại nhà máy điện cần thiết kế 6

1.4 Vị trí đặt nhà máy 6

1.5 Chọn công suất tổ máy 7

1.6 Tính chọn phương án 7

1.6.1 Tính chi phí vận hành hằng năm 7

1.6.1.1 Chi phí cho khấu trừ hao mòn và sữa chữa 8

1.6.1.2 Chi phí cho nhiên liệu: 8

1.6.1.3 Chi phí trả lương cho công nhân 10

1.6.1.4 Phí tổn chung 11

CHƯƠNG 2: LẬP VÀ TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ NHIỆT NGUYÊN LÝ 13

2.1 Lập sơ đồ nhiệt nguyên lý cho tổ máy đã chọn 13

2.2 Các thông số hơi và nước đồ thị i - s biểu diễn quá trình làm việc của dòng hơi trong tua bin 15

2.3 Cơ sở tính toán các thông số của nhà máy 20

2.3.1 Tính toán cân bằng cho bình phân ly và bình gia nhiệt nước bổ sung 21

2.3.1.1 Bình gia nhiệt cao áp 1 (GNCA1) 21

2.3.1.2 Bình gia nhiệt cao áp 2 (GNCA2) 23

2.3.1.3 Bình gia nhiệt cao áp 3 (GNCA 3) 24

2.3.2 Thiết bị khử khí cấp nước (KK) 28

2.3.3 Bình gia nhiệt hạ áp 5 ( BGNHA 5) 29

2.3.4 Bình gia nhiệt hạ áp 6 ( BGNHA 6) 30

2.3.5 Cân bằng nhiệt điểm hỗn hợp K 32

2.3.6 Bình gia nhiệt hạ áp 7 ( BGNHA 7) 33

2.3.7 Bình gia nhiệt hạ áp 8 ( BGNHA 8), bình làm lạnh Ejector (LE) và bình

ngưng 34

2.3.7.1 Bình gia nhiệt hạ áp 8 ( BGNHA 8) 35

2.3.7.2 Điểm hỗn hợp sau bình ngưng (HH2) 36

2.4 Cân bằng hơi và nước ngưng 36

2.5 Cân bằng năng lượng và tiêu hao hơi trên Tuabin 37

2.5.1 Cân bằng năng lượng 37

2.5.2 Suất tiêu hao hơi của Tuabin 39

2.5.3 Tiêu hao nhiệt cho thiết bị Tuabin 39

2.5.4 Suất tiêu hao nhiệt cho thiết bị Tuabin 39

2.5.5 Tiêu hao nhiệt cho lò hơi 40

2.5.6 Suất tiêu hao nhiệt cho lò hơi 40

2.5.7 Tiêu hao nhiệt cho toàn tổ máy 40

2.5.8 Suất tiêu hao nhiệt cho toàn tổ máy 41

2.5.9 Hiệu suất truyền tải môi chất trong nhà máy 41

2.5.10 Hiệu suất của thiết bị Tuabin 41

2.5.11 Hiệu suất toàn bộ nhà máy 42

2.5.12 Tiêu hao nhiên liệu cho toàn tổ máy và toàn nhà máy 42

2.5.13 Suất tiêu hao nhiên liệu chuẩn 42

LỜI NÓI ĐẦU

Sản xuất điện năng là một ngành quan trọng trong nền kinh tế quốc dân Nóphản ánh tình trạng chung của sức sản xuất của một quốc gia

Điện năng đóng một vai trò quan trọng trên mọi lĩnh vực kinh tế, chính trị,

xã hội Đối với đời sống thường ngày, điện năng cần cho chiếu sáng, nấu nướng,cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện… Đối với kinh tế điện năng còn quantrọng hơn nó cấp năng lượng cho máy móc hoạt đông, tạo điều kiện đủ ánh sáng,thoáng mát cho người lao động Đối với chính trị của một đất nước điện năng nó

có vai trò rất lớn bởi vì để tạo ra dòng điện ngoài các thiết bị chính của một chutrình thì nhiên liệu đóng vai trò rất quan trọng Nhiên liệu cấp cho nhà máy nhiệtđiện có thể ở dạng rắn, khí nó liên quan đến nguồn tài nguyên của một quốc gia

Để cho sinh viên được hiểu biết thêm về nhà máy nhiệt điện, giảng viên khoa Côngnghệ Nhiệt – Điện lạnh đã tạo điều kiện cho sinh viên tiếp xúc với đồ án nhà máynhiệt điện Em xin chân thành cảm ơn thầy TS Phạm Duy Vũ đã chỉnh sửa và bổsung cho bài làm của em Đây là lần đầu tiên em thiết kế nhà máy nhiệt điện, kiếnthức còn hạn chế và chưa có kinh nghiệm nên trong quá trình thiết kế chắc chắnkhông tránh khỏi sai sót Em kính mong nhận được sự góp ý và chỉ dẫn tận tìnhcủa quý thầy cô giáo để kiến thức của em được tốt hơn Em xin chân thành cảmơn!

Sinh viên thực hiện

CHƯƠNG 1: ĐỀ XUẤT VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN

1.1 Giới thiệu sơ lược về điện năng

Năng lượng mà chủ yếu là điện năng đã trở thành một nhu cầu không thểthiếu được trong sự phát triển kinh tế của mỗi quốc gia trên thế giới Dựa vào khảnăng sản xuất và lượng tiêu thụ điện năng mà ta có thể đánh giá chung được sựphát triển ngành công nghiệp nước đó Điện năng được sản xuất ở nhiều nơi trênthế giới bằng nhiều cách khác nhau như nhà máy thủy điện (NTĐ), nhà máy điệnthủy triều, nhà máy điện địa nhiệt, nhà máy điện nguyên tử (NNT), nhà máy phongđiện, nhà máy điện dùng năng lượng mặt trời, Hiện nay phổ biến nhất là nhà máynhiệt điện, ở đó nhiệt năng thoát ra khi đốt các nhiên liệu hữu cơ (than, dầu, khí )được biến đổi thành điện năng

Trên thế giới điện năng được sản xuất từ nhà máy nhiệt điện chiếm khoảng70% điện năng thế giới, riêng ở nước ta lượng điện năng do các nhà máy nhiệt điệnsản xuất ra chiếm một tỷ lệ chủ yếu trong tổng số điện năng trên toàn quốc Nhưngđối với mỗi quốc gia trên thế giới thì việc sản xuất ra điện năng còn tùy thuộc vàonguồn năng lượng sẵn có, điều kiện kinh tế và cũng như sự phát triển khoa học kỹthuật

1.2 Sự cần thiết phải xây dựng nhà máy điện.

Sau hòa bình lập lại năm 1945 chúng ta tiếp quản một số nhà máy điện cũcủa thực dân Pháp xây dựng trong thời gian xâm lược nước ta, các nhà máy này cócông suất thực tế khoảng 30MW Các nhà máy này được xây dựng ở các thànhphố và các khu mỏ, với các công suất nhỏ, hiệu suất thấp và thiết bị loại cũ Từ đócho đến năm 1975 chúng ta đã xây dựng thêm nhiều nhà máy điện nhưng công suấtvẫn còn nhỏ, mặt khác cũng trong thời gian đó do cuộc chiến tranh phá hoại ở

miền Bắc bởi đế quốc Mỹ gây ra, cho nên đa số các nhà máy điện đều bị oanh tạc

và hư hỏng nặng Hiện nay chúng ta có nhiều nhà máy có công suất lớn hơn ngoàinhà máy nhiệt điện ra còn có các nhà máy thủy điện, mặc dù vậy lượng điện năngsản xuất ra để cung cấp cho cả nước vẫn còn thiếu nhiều

Trước sự phát triển như vũ bão của nền kinh tế thế giới, cũng như sự tiến bộcủa khoa học kỹ thuật Đây là một vấn đề lớn mà mỗi quốc gia trên thế giới nóichung và nước ta nói riêng cần có biện pháp giải quyết làm sao cho chúng ta không

bị tụt hậu so với các nước khác Nhờ sự phát triển một cách vượt bậc của khoa học

kỹ thuật, từ đó ta có thể áp dụng vào mà nâng cao các thông số làm việc và độ tincậy làm việc của các thiết bị, từ đó nâng cao hiệu suất của nhà máy điện

Từ các vấn đề đó đòi hỏi mỗi sinh viên của Khoa Công Nghệ Nhiệt Điện Lạnh cần phải tìm hiểu nghiên cứu và làm quen với các thiết bị sản xuất ra điệnnăng để sau này có thể tự thiết kế, vận hành, sửa chữa các thiết bị trong nhà máynhiệt điện Và cũng để góp một phần trí tuệ vào công cuộc xây dựng đất nướcngày càng giàu mạnh, có uy tín trên thế giới

-1.3 Xác định loại nhà máy điện cần thiết kế

Trên thực tế chúng ta thấy có hai loại nhà máy nhiệt điện đốt nhiên liệu hữu cơ

sử dụng chu trình Rankine là:

-Nhà máy nhiệt điện: Chỉ sản xuất điện cung cấp cho lưới điện chung

-Trung tâm nhiệt điện: Vừa sản xuất điện cấp lên lưới điện chung vừa cung cấp hơihoặc nước nóng cho hộ tiêu thụ

1.4 Vị trí đặt nhà máy

- Chúng ta sẽ đặt nhà máy tại xã Bình Khê, huyện Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh

- Thuận lợi vị trí địa lý: Gần các mỏ than Mạo Khê (khoảng 50km) Sau khi đi vàohoạt động sẽ tận dụng nguồn than chất lượng thấp tại vùng than Mạo Khê để phátđiện, góp phần bảo vệ môi trường Ngoài ra đây là vùng còn hoang sơ đang kêu gọi

đầu tư nên không tốn nhiều chí phí đầu tư giải phóng mặt bằng và được sự ưu đãi

từ địa phương

-Nhiệm vụ nhà máy: Nhà máy sẽ cung cấp điện vào lưới điện quốc gia

1.5 Chọn công suất tổ máy

Sau khi xác định được loại nhà máy nhiệt điện như trên thì phải xác địnhcông suất tổ máy và thông số hơi Công suất tổ máy và thông số hơi liên quan chặtchẽ với nhau.Nếu chọn công suất tổ máy(công suất đơn vị) càng lớn ,thông số hơicàng cao dẫn đến hiệu suất toàn nhà máy cũng tăng lên Và ta cần chú ý công suấtđơn vị của tổ máy thì không được vượt quá công suất dự phòng của hệ thống tứccông suất tổ máy phải chọn nhỏ hơn 10% so với công suất tổng của toàn hệ thống

Và điều này cũng thuận lợi sau này khi muốn mở rộng tối đa công suất cũng khônglàm cho số tổ máy tăng quá nhiều trong một nhà máy

- Các tổ máy nên chọn có cùng cấu hình và công suất để thuận tiện cho việcvận hành, sữa chữa, thay thế và quản lý thiết bị

Công suất của nhà máy điện là 900MW trong trường hợp này ta chia làm baphương án để so sánh hiệu quả kinh tế, kỹ thuật của từng phương án Bao gồm cócác phương án sau:

- Đặt 3 tổ máy có công suất mỗi tổ là 300MW

- Đặt 2 tổ máy có công suất mỗi tổ là 450MW

- Đặt 1 tổ máy có công suất mỗi tổ là 900MW

Chọn phương án đặt 2 tổ máy có công suất 450MW ( Theo sự phân công của giáoviên hướng dẫn)

S = S A + S B + S n + S 0 , [đồng]/năm.

Trong đó: SA : chi phí cho khấu trừ hao mòn và 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 và tất cả các chỉ tiêu khác

1.6.1.1 Chi phí cho khấu trừ hao mòn và sữa chữa.

SA = PA.K ,đồng /năm

Trong đó: PA : Phần khấu hao thiết bị và sửa chữa

K: vốn đầu tư thiết bị nhiệt của các phương án; [đồng]

PA = 6% Tra bảng 1.13 [Tài liệu 1/Tr 26]

Phương án : Chọn 2 tổ máy với công suất mỗi tổ là 450MW

Với b : suất tiêu hao than tiêu chuẩn để sản xuất l kWh

Giả sử số giờ sử dụng là 6000h,ta có :b= 0,3297 kg/kWh : ứng với phương án

N : Tổng công suất của nhà máy [kWh/năm]

Z: tiền lương trung bình 1 người trong 1 năm,

Giả sử mỗi tháng cán bộ công nhân viên nhận lượng trung bình một người là 200.106 đồng /năm

n : hệ số biên chế của công nhân vận hành, [người/MW]

Ta chọn : n = 0,85

N : Tổng công suất của nhà máy, N = 900 [MW]

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

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

Trong đó :

Diễn giải sơ đồ nhiệt nguyên lý.

Trong toàn bộ nhà máy 900MW bao gồm 2 khối, mỗi khối 450MW gồm có: lò hơi trực lưu, tua bin ngưng hơi một trục K-450-300 có các thông số siêu tới hạn, quá nhiệt trung gian một lần, tuabin có 3 xilanh.

Hơi quá nhiệt từ lò hơi được dẫn đến phần cao áp của tuabin sẽ giản nỡ sinh công, sau khi ra khỏi phần cao áp hơi được quá nhiệt trung gian một lần nữa rồi tiếp tục giản nỡ trong phần trung áp và hạ áp của tuabin Trên tuabin có 8 cửa trích gia nhiệt cho nước

HA5,6,7,8 Các bình gia nhiệt hạ áp 5,6,7,8

CA 1,2,3 Các bình gia nhiệt cao áp 1,2,3 BNC Bơm nước cấp.

KK Thiết bị khử khí.

TP Tuabin phụ.

NBS Nước bổ sung.

ngưng, nước cấp và thiết bị khử khí Phần hơi còn lại sau khi ra khỏi phần hạ áp của tuabin được đưa vào 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 Ejector 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 đưa vào 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 và 2; 4 cửa trích ở phần trung áp được gia nhiệt cho bình cao áp 3, thiết bị khử khí và bình gia nhiệt hạ áp 5 và 6 Trong 4 cửa trích ở phần trung áp thì hơi ở cửa trích số 3 có nhiệm vụ vừa cung cấp hơi cho bình gia nhiệt cao áp 3 vừa cung cấp hơi cho tuabin phụ chạy bơm nước cấp sau đó đưa về bình ngưng Ở thiết bị khử khí do hơi được trích từ cửa trích có áp suất cao nên được đưa qua thiết bị giảm ôn giảm áp để hạ nhiệt độ và 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 và 8 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 đọng được dồn vào bình khứ 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 và bình làm lạnh ejectơ được đưa về bình ngưng.

2.2 Các thông số hơi và nước đồ thị i - s biểu diễn quá trình làm việc của dòng hơi trong tua bin.

* Khi hơi đưa vào tua bin,phải đi qua stop bảo vệ tác động nhanh và các van điều chỉnh, hơi bị tổn thất áp suất, do đó áp suất của hơi trước tầng đầu của tua bin giảm đi khoảng 3 - 5% so với áp suất ban đầu P 0 [trang 31 TL- 1],

Nghĩa là: P = P 0 - P' = 0,03 p 0

P o ' = 0,97 p 0

Vậy áp lực trước tầng đầu tua bin: P' 0 = 0,97 P 0 = 0,97 240 =232,8 bar

*1 at = 0,980665 bar

* Từ áp suất và nhiệt độ của hơi tại các cửa trích entanpi của hơi ứng với các cửa trích đó.

* Áp suất làm việc tại bình gia nhiệt được lấy nhỏ hơn áp suất tại các cửa trích

tương ứng từ 3 - 6% [trang 31 TL-1] ở đây ta chọn P = 5%.

Riêng tại bình khử khí chọn làm việc với P' = 6 bar hơi cấp cho bình khử khí được lấy từ cửa trích số 4 có áp suất cao do đó phải quan van giảm áp trước khi vào bình khử khí.

* Do điều kiện khí hậu ở Việt Nam, nhiệt độ nước làm mát bình ngưng là 25℃ (miền Bắc) do đó áp suất ngưng tụ P K thay đổi.

Nhiệt độ ngưng tụ được xác định như sau:

t k = t 1+t, °C; [trang 77 TL-3]

t k = t 2 +

t k : Nhiệt độ ngưng tụ ở bình ngưng,

t 1 :Nhiệt độ nước làm mát đi vào,

t: Độ gia nhiệt nước làm mát, 0: Độ gia nhiệt thiếu của nước ở trong bình ngưng

Độ gia nhiệt nước làm mát t = 8 – 12 [trang 77 TL-3]

Chọn: t = 10 =>tx = 25 + 10 = 35℃

Tương ứng có p k = 0,0628 bar,tra bảng hơi bão hòa ta có i" k = 2568,56 kJ/kg

i' k = 154,78, kJ/kg

Độ khô sau tầng cuối của tua bin là X = 0,92 0,96 , [trang 32 –TL1] Chọn X = 0,92 thì

i k = X i"k + (1 - x)i'k = 0,92 2568,56 + (1 - 0,92) 154,78,ik = 2375,46 kJ/kg.

- Nhiệt độ của nước đọng là nhiệt độ bão hòa tương ứng với áp suất hơi trích tại cửa trích

(t bh ) ( đối với BGNHA).Đối với bình GNCA có làm lạnh hơi và làm lạnh nước đọng thì nhiệt độ nước đọng lớn hơn nhiệt độ nước vào 5 10 ℃ ( 20 40 kJ/kg )

+ Với BGNHA áp suất đường nước ngưng chính tại đầu ra của mỗi BGNHA được tính theo áp suất làm việc trong bình khử khí là 6 bar cộng lùi về phía đầu đẩy bơm ngưng, do bình khử khí thương đặt ở độ cao khoảng (20÷30) m tương ứng với cột áp bình khử khí là (2 ÷ 3) bar nên áp suất đường nước ngưng chính tại đầu ra khỏi BGNHA gần bình khử khí ít nhất khoảng (8 ÷ 9) bar Trở lực đường nước qua mỗi BGNHA là (1 ÷ 2,5) bar, với nhưng nhà máy nhiệt điện công suất lớn trở lực đường nước lấy 3 bar Cộng lùi lại phía bơm ngưng ta sẽ có áp suất đường nước ngưng tạ đầu ra mỗi BGNHA.

- Nhiệt độ dòng nước cấp hoặc nước ngưng chính ra khỏi BGNCA hoặc BGNHA tương ứng(t nr ) Về độ lớn nhiệt độ này bằng hiệu nhiệt độ bão hòa tại áp suất hơi trích tại cửa trích với độ gia nhiệt thiếu ( )

t H = t n +

Với:t H : Nhiệt độ bão hòa tương ứng với áp suất hơi trích tại bình gia nhiệt, ℃

t n : Nhiệt độ nước ngưng sau khi ra khỏi bình gia nhiệt, ℃

: Độ gia nhiệt thiếu cho nước, ℃ (chọn = 2°C đối với bình gia nhiệt cao áp và = 5°C đối với bình gia nhiệt hạ áp)

- Độ lớn áp suất nước cấp hoặc nước ngưng chính ra khỏi BGNCA và BGNHA(p nr ) + Với BGNCA áp suất này được tính bằng áp suất hơi mới vào tuabin cộng ngược về phía lò hơi,bộ hâm nước cho đến đầu đẩy bơm nước cấp, áp suất ở lò hơi có giá trị lớn hơn áp suất hơi mới là 10%.trở lực đường nước qua bộ hâm nước lấy sơ bộ từ 2 ÷ 4 bar

và BGNCA trước đó (mỗi bộ 2 ÷ 3 bar),cộng ngược cho đến đầu đẩy bơm nước cấp.

t tr [ o C]

p tr (bar)

i tr [kJ/kg]

P b [bar]

i b [kJ/kg]

244,9

241,9 4

251,0 0

196,7

193,7 4

254,0 0

Từ đó ta có bảng thông số hơi nước như sau.

- Entanpy của dòng nước cấp hoặc nước ngưng chính (i nr ) tại đầu ra mỗi BGN tương

ứng Căn cứ vào áp suất và nhiệt độ dòng nước ta sẽ xác định được entanpy này Nước

cấp và nước ngưng chính là nước chưa sôi Entanpy của nước chưa sôi phụ thuộc ít vào

áp suất nhưng phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ.

Q UÁ TRÌNH LÀM VIỆC CỦA DÒNG HƠI TRONG TUABIN K-450-300

TRÊN ĐỒ THỊ I-S

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

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 và năng lượng của nhà máy điện

và các phần tử của chúng

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

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

bị khác được quy về tốn thất trên đường hơi mới còn tổn thất nhiệt được kể đếnthông qua hiệu suất của các thiết bị nhiệt (hệ số khuyếch tán nhiệt) và tổn thất nhiệt

độ, áp suất

Trong thiết kế này tổn thất áp suất trong bộ quá nhiệt trung gian là 10% Hiệu suấtcác thiết bị gia nhiệt lấy 98% Tổn thất nhiệt độ lấy từ 2 - 5℃

Theo [TL-1] chọn trước các đại lượng:

Lượng hơi mới đưa vào tua bin: αo = 1Lượng hơi rò rỉ trên đường ống: αrr = 0,01

Lượng hơi dùng cho ejectơ : αe = 0,005Lượng hơi trích dùng để gia nhiệt nước bổ sung αtr = 0,0015Lượng hơi chèn αch = 0,025

Lương nước bổ sung sau khi đã qua xử lí: αbs = α rr + αch = 0,0125Phụ tải của lò và lưu lượng nước cấp: αnc = αo + αbs + αe = 1,0175Nước bổ sung đã được xử lý hóa học được đưa vào gia nhiệt sơ bộ trong bình gia

sung

Nhiệt độ nước bổ sung ở đầu vào BGNBS : tbs= 250C

Nên Entanpi của nước bổ sung ở đầu vào BGNBS : itr

bs = cp.tbs = 4,18.25 = 104,5kJ/kg

Lưu lượng nước bổ sung vào chu trình được tính bằng tổng tất cả các lưu lượngcủa các dòng hơi và dòng nước mất đi khỏi chu trình mà không tận dụng lại được.Các NMNĐ ngưng hơi ít chịu tổn thất nên lượng nước bổ sung sẽ ít, chủ yếu là bùvào tổn thất do rò rỉ, xả bỏ, lượng hơi chèn không tận dụng lại do lấy đi làm tínhiệu điều chỉnh và lượng hơi mất mát ở ejector do thải lẫn với không khí ra ngoài

Ở đây,lượng nước bổ sung cho chu trình để khắc phục lượng nước và hơi tổn thấttrên hệ thống ,được tính bằng tổn thất hơi do rò rỉ và hơi chèn vì không tận dụngnhiệt cũng như thu hồi Nên αbs = α rr + α ch = 0,0125

Sơ đồ tính cân bằng bình gia nhiệt nước bổ sung :

Trong đó :

αh5 = 0,0015: Lưu lượng hơi trích từ cửa trích số 5

ih5 = 3064 kJ/kg : Entanpi của hơi trích từ cửa trích số 5

iđ5 = 1067,47 kJ/kg , Entanpi của nước đọng ra khỏi BGNBS

is

Phương trình cân bằng nhiệt cho BGNBS là :

αh5 (ih5 - iđ5 ).η = αbs ( is

bs - itr

bs ) Thay vào ta có

0,0015 ( 3064 – 633,01).0,98 = 0,0125 ( is

bs - 104,5) Nên is

đó các bình gia nhiệt cao áp đều chọn là loại bình có cả 3 phần: Làm lạnh hơi, gia

nhiệt chính và làm lạnh nước đọng Việc tính toán các bình gia nhiệt cao áp đượctiến hành từ bình có áp suất cao đến bình có áp suất thấp.

Sơ đồ tính toán bình gia nhiệt cao áp số 1

Trong đó:

LH1: Phần làm lạnh hơi trong bình gia nhiệt 1

GN1: Phần gia nhiệt chính trong bình gia nhiệt 1

LĐ1: Phần làm lạnh nước đọng trong bình gia nhiệt 1

αhl, αnc : Lượng hơi, lượng nước cấp vào bình gia nhiệt

iln; i2n: entanpi nước cấp ra và vào bình gia nhiệt

iđl: entanpi nước đọng ra khỏi bình gia nhiệt ( đối với bình gia nhiệt kiểu hỗn hợp

thì theo ( trang 40 tài liệu [1], entanpy của nước đọng lấy cao hơn entanpy của

nước vào khoảng (2040) kJ/kg,tương ứng với 5-100C).Chọn 40 kJ/kg

ihl: entanpi hơi ra khỏi cửa trích

Phương trình cân bằng nhiệt cho bình gia nhiệt cao áp 1

 αhl = = = 0,066

2.3.1.2 Bình gia nhiệt cao áp 2 (GNCA2).

Ở các bình gia nhiệt cao áp, nước đọng từ bình gia nhiệt có áp suất cao sẽdồn về bình gia nhiệt có áp suất thấp Vì vậy tại bình gia nhiệt cao áp 2 sẽ cóthêm dòng nước đọng từ bình GNCA1 về Hơi cấp cho bình gia nhiệt cao áp 2được lấy từ cửa trích số 2

Sơ đồ tính toán nhiệt cho bình gia nhiệt cao áp số 2

h1,iđ1

Trong đó

LH2 : Phần làm lạnh hơi trong bình gia nhiệt 2

GN2: Phần gia nhiệt chính trong bình gia nhiệt 2

LĐ2: Phần làm lạnh nước đọng trong bình gia nhiệt 2

i2n; i3n: entanpi của nước vào và ra bình GNCA2

h2 ,ih2 - lượng hơi và entanpi của hơi cấp cho bình GNCA2

hl; iđl: lượng nước đọng, entanpi nước đọng ra khỏi bình GNCA1

đ2; iđ2 - Lượng nước đọng, entanpi nước đọng ra khỏi bình GNCA2

Với đ2 = αhl + αh2

Phương trình cân bằng nhiệt cho GNCA2

2.3.1.3 Bình gia nhiệt cao áp 3 (GNCA 3).

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

đ2,iđ2

Trong đó :

LH3: Phần làm lạnh hơi trong bình gia nhiệt 3

GN3: Phần gia nhiệt chính trong bình gia nhiệt 3

LĐ3: Phần làm lanh nước đọng trong bình gia nhiệt 3

h3 ,ih3 : lượng hơi và entanpi cấp cho bình GNCA3 lấy từ cửa trích 3

i3n , i4n : entanpi nước cấp ra và vào bình GNCA3

: lượng nước đọng từ bình GNCA2 về

đ2 = αhl + αh2 = 0,066 + 0,0983 = 0,1643

iđ2: entanpi nước đọng từ bình GNCA2 về

đ3 : lượng nước đọng ra khỏi bình GNCA3

iđ3: entanpi nước đọng ra khỏi bình GNCA3

Chọn hiệu suất bình gia nhiệt: η = 0,98

Ta có iđ3 = i4n + 40 kJ/kg (trang 40 tài liệu [1])

- Theo (trang 55 [tài liệu 1] Khi nước cấp đi qua bơm nước cấp thì bị gia nhiệt

thêm một lượng nên cần tính sơ bộ độ gia nhiệt bơm nước cấp để xác định chođược entanpy của nước cấp ra khỏi bơm

Ta có tổng chiều cao cột áp bơm cấp tính theo công thức 2.8/42/TL1.

p = pđ – ph = (pLH – pKK) + Trong đó:

- ptl = ∆ptlđ + ∆ptlh + pBGNCA + pHN là tổng các trở lực đường ống đầu đẩy,đầu hút với các trở lực của các BGNCA và trở lực bộ hâm nước

- Khối lượng riêng ρ của nước đầu hút ρh=909 kg/m3

- Khối lượng riêng ρ của nước đầu đẩy ρđ=863 kg/m3

5.105 N/m2 ,

chọn 3.105 N/m2

- Chiều cao đầu đẩy lấy khoảng (55 ÷70)m Ta lấy Hđ =55m, chiều cao đầu

nhất của hệ thống ống và bình khử khí là: Hch = Hđ Hh = 25 m

PLH = P0 + P0 : áp lực hơi tại chỗ ra khỏi lò hơi

P0 : áp lực hơi trước tuabin P0 = 232,8 bảr

P0 :Tổn thất áp lực trong ống hơi từ lò hơi tới tuabin

∆p: tổng chiều cao chênh cột áp của bơm nước cấp, [kN/m2]

vtb: thể tích riêng trung bình của nước ở đầu vào và ra của bơm cấp, nó đượctính trung bình cộng, [m3/kg]

ηb : hiệu suất của bơm cấp, thông thường chọn ηb =0,7÷0,85 Chọn ηb = 0,8

từ ta có i4n = 670,5 + 39,47 = 709,97 kJ/kg

Do đó ta tính được entanpy của nước cấp vào BGNCA số 5 là :

Phương trình cân bằng nhiệt của bình GNCA3

( - ) = [ ( - ) + ( - ) ]

Với = 1,02

i3n = 835,71 kJ/kg

h3 = h1+ h2 +h3 = 0,066 + 0,0983 + 0,0422 = 0,2065

bs,ibs :Lượng nước và entanpi của nước bổ sung đã qua xử lý

αbs = 0,0125; với entanpy của nước bổ ibs = 390,38 kJ/kg

Chọn hiệu suất của thiết bị khử khí : = 0,98

Chọn áp lực làm việc của thiết bị khử khí là 6 bar

αh5, ih5: lượng hơi và entanpi của dòng hơi lấy từ cửa trích số 5

in5, in6 : entanpi nước ngưng ra và vào GNHA5

αđ5, iđ5 : lượng nước đọng và entanpi nước đọng ra khỏi GNHA5 Phương trình cân bằng nhiệt của GNHA5

αn5 (in5 - in6) = αh5 ( ih5 – iđ5) η

 αh5 = αn5 (in5 - in6)/ ( ih5 – iđ5) η

2.3.4 Bình gia nhiệt hạ áp 6 ( BGNHA 6).

Sơ đồ tính toán nhiệt của bình gia nhiệt hạ áp 6 như sau:

Trong đó :

αh6,ih6 : Lượng hơi và entanpi của hơi trích cấp cho gia nhiệt hạ áp 6

αđ5,iđ5 : Lưu lượng và entanpi của nước đọng từ BGNHA5 về

α’đ6,iđ6 : Lưu lượng và entanpi của nước đọng khi ra khỏi BGNHA6 α’đ6 = αh5 + αh6

iHHK : Etanpi của điểm hỗn hợp K đi vào BGNHA6

αn5,in6 : Lượng nước ngưng và entanpi của nước ngưng khi ra BGNHA6

Phương trình cân bằng nhiệt của bình gia nhiệt hạ áp 6

2.3.5 Cân bằng nhiệt điểm hỗn hợp K.

Nước đọng từ bình GNHA6 đổ về bình GNHA7 sau đó nước đọng được bơmtrở lại đường nước ngưng tại vị trí hỗn hợp K ở giữa bình GNHA6 và GNHA7 nhờbơm nước đọng

Sơ đồ tính toán nhiệt như hình vẽ sau :

Trong đó:

α’đ7 = αh5 +αh6 +αh7

in7,iK : entanpy của nước ngưng vào và ra khỏi điểm hỗn hợp K

Phương trình cân bằng nhiệt tại điểm hỗn hợp K

2.3.6 Bình gia nhiệt hạ áp 7 ( BGNHA 7).

Sơ đồ tính toán nhiệt như hình vẽ sau :

in8,in7 : Entanpy của nước ngưng vào và ra khỏi GNHA7

Phương trình cân bằng nhiệt tại bình gia nhiệt hạ áp 7 (GNHA7)

Ta được :

αh6 = 0,0002

αn7 = 0,7038

αh8,ih8 : Lưu lượng và entanpi của hơi cấp cho bình GNHA8

Hơi cấp cho ejectơ được lấy từ đường hơi mới ,nước đọng ở bình làm lạnh ejectơ được đưa về cuối bình ngưng

Nước đọng ở bình GNHA8 cũng được đưa về hỗn hợp ở cuối bình ngưng

2.3.7.1 Bình gia nhiệt hạ áp 8 ( BGNHA 8).

Phương trình cân bằng nhiệt :

αn7.(in8 - inc ) = [αh8 ( ih8 – iđ8)].η

Chọn hiệu suất thiết kế GNHA8 : η = 0,98

αn7 = 0,7038

2.4 Cân bằng hơi và nước ngưng.

Mục đích của cân bằng hơi và nước ngưng là nhằm kiểm tra kết quả tính toánLượng nước ngưng tính theo đường hơi

2.5 Cân bằng năng lượng và tiêu hao hơi trên Tuabin.

2.5.1 Cân bằng năng lượng.

Đối với các cửa trích phía trên và đường đi QNTG

- = 3578,25 kJ/kg là entanpy hơi sau khi đi QNTG về

- =3002,01 kJ/kg là entanpy hơi đi QNTG

=3587 - 3004 = 583 kJ/kgVới các cửa trích phía sau cửa trích đi QNTG

Tổng của các dòng hơi trên tuabin được xác định ở bảng sau:

Bảng 2.2: Xác định các hệ số không tận dụng nhiệt giáng

XÁC ĐỊNH CÁC HỆ SỐ KHÔNG TẬN DỤNG NHIỆT GIÁNG

6 5 4