Bài tập lớn Tự động hóa nhà máy nhiệt điện - Cooling tower

tự động hóa NM Nhiệt Điện, nhà máy nhiệt điện, nhiệt điện, tự động hóa

NHÓM 9 COOLING TOWER

Tự động hóa nhà máy nhiệt điện

1 GIỚI THIỆU CHUNG

Thải nhiệt ra ngoài môi trường

Giảm nhiệt từ nước bằng cách trích nhiệt từ nước và thải ra khí quyển

1 GIỚI THIỆU CHUNG

Cấu trúc cơ bản:

1 GIỚI THIỆU CHUNG

Hãng BKK – Thái Lan

1 GIỚI THIỆU CHUNG

Hãng Poongcheon - Hàn Quốc

1 GIỚI THIỆU CHUNG

Kingsun – Đài Loan

1 GIỚI THIỆU CHUNG

Phương trình trao đổi nhiệt

Hay

 G: lưu lượng không khí khô (kg/s)

 h1,h2: enthalpy của không khí vào, ra (kJ/kg)

 L : lưu lượng nước vào (kg/s)

 t1,t2: enthalpy của nước vào, ra (kJ/kg)

 H1,H2: độ ẩm riêng của không khí vào, ra

 t2: enthalpy của nước đầu ra (kJ/kg)

Heat loss (do nước bay hơi)

• Dòng chảy ngang

• Dòng chảy ngược

Theo kiểu dòng

chảy giữa không khí và

nước

Phân loại theo hình dạng

Tháp thẳng

 Được thiết kế dạng ngăn

 Tăng số ngăn = tăng công

suất

Tháp tròn

 Tốn ít diện tích

 Công suất lớn

Phân loại theo cách thông gió

Thông gió tự nhiên

Không khí lưu thông tự nhiên dựa vào sự chênh lệch áp suất

Phân loại theo cách thông gió

Có sử dụng quạt gió

(mechanical draft)

 Được sử dụng rộng rãi

 Thông gió nhân tạo

(induced draft): quạt

gió đặt tại cửa ra không khí

 Thông gió cưỡng bức

(forced draft): quạt gió

đặt ở cửa vào không khí

Phân loại theo cách thông gió

Kiểu lai (hybrid draft)

Là tháp thông gió tự nhiên có trang bị thêm quạt gió

Được gọi là “fan-assisted natural draft tower”

Tối ưu chi phí vận hành

Phân loại theo kiểu dòng chảy

Dòng chảy ngang (cross flow) Dòng chảy ngược (counter flow)

3 VẬT LIỆU

Gỗ

Kim loại

Chất dẻo

Chất dẻo

FRE, poli-propylen, nilon FRN,

và oxit poli-prophenylen FRPO

• Tạo chi tiết có hình dáng phức

tạp: xy-lanh quạt, bộ nạp, ống

dẫn, vòi, vỏ bọc…

• Ít chịu ảnh hưởng của nước

• PVC có tính chống cháy

4 THIẾT KẾ THÁP 4.1 Các thành phần cơ bản của tháp

4 THIẾT KẾ THÁP 4.2 Yếu tố ảnh hưởng

tải nhiệt (heat load),

khoảng chênh lệch nhiệt 1 (range),

khoảng chênh lệch nhiệt 2 (approach),

nhiệt độ bầu ướt (web-bulb temperature)

4 THIẾT KẾ THÁP Tải nhiệt càng lớn  tháp có kích thước lớn

4 THIẾT KẾ THÁP

Nhiệt độ bầu ướt

4 THIẾT KẾ THÁP

Ví dụ t°c nước lạnh 90°F

t°c bầu ướt 75°F Approach 15°F t°c nước lạnh 95°F t°c bầu ướt 80°F

Approach 15°F t°c nước lạnh 90°F t°c bầu ướt 80°F

Approach 10°F

Kết quả Tăng 5%

Giảm 20%

Tăng 25%

4 THIẾT KẾ THÁP

4.3 Nhiễu

Tuần hoàn

Nhiễu

4 THIẾT KẾ THÁP

Địa điểm đặt tháp

 Hiệu suất phụ thuộc vào

nhiệt độ không khí vào

 Chọn vị trí tháp sao cho

ảnh hưởng là tối thiểu

5 ĐIỀU KHIỂN & VẬN HÀNH

Điều khiển nhiệt độ nước

Điều khiển nhiệt độ nước lạnh

Thông qua lưu lượng không khí vào tháp

Vận hành tiết kiệm năng lượng

Việc điều khiển phụ thuộc

Số lượng quạt gió

Số cấp tốc độ quạt

Sử dụng nhiều quạt gió và nhiều cấp tốc tốc độ

cho các chế độ trung gian (từ 0% đến 100%)

5 ĐIỀU KHIỂN & VẬN HÀNH

Tháp đơn sử dụng

1 quạt gió với 1 cấp tốc độ

Tháp có 3 ngăn (công suất bằng với tháp đơn), tưng ứng có 3 quạt gió 1 cấp tốc độ

Tháp có 3 ngăn (công suất bằng với tháp đơn), tưng ứng có 3 quạt gió 2 cấp tốc độ

5 ĐIỀU KHIỂN & VẬN HÀNH

Công nghệ dùng điều khiển

Automatic variable-pitch(AVP) fans: quạt gió

tự động thay đổi độ nghiêng cánh, tốc độ quạt không đổi

Dùng biến tần (frequency-modulating control devices): thay đổi tốc độ quạt

5 ĐIỀU KHIỂN & VẬN HÀNH

Ví dụ: điều khiển nhiệt

5 ĐIỀU KHIỂN & VẬN HÀNH

Vấn đề phòng cháy

Tháp bằng gỗ có nguy cơ cháy cao

Tháp bằng thép hay bê tông không cháy, tuy nhiên ở nhiệt độ cao vẫn có thể bị phá hủy

Kết hợp với PVC (vật liệu có khả năng chịu

nhiệt)

Tùy mức độ rủi ro của hệ thống sẽ yêu cầu hệ thống làm ẩm hoặc hệ thống phun nước bảo

vệ khi cháy

5 ĐIỀU KHIỂN & VẬN HÀNH

Hệ thống làm ẩm (bằng phun nước)

Duy trì độ ẩm cho tháp gỗ

Gồm các ống dẫn, vòi phun để dẫn 1 dòng

nước liên tục từ bồn nước lạnh lên các khu

vực phía trên của tháp

5 ĐIỀU KHIỂN & VẬN HÀNH

Note: Vận hành tháp trong thời tiết đóng băng

Khi t° môi trường < t° đóng băng

 Băng hình thành tại các cửa vào/ra không khí

 Cản trở dòng khí lưu thông hoặc bịt kín cửa hút

 Giải quyết

 Kiểm soát dòng không khí

 Kiểm soát dòng nước

 Phân phối nước

TỔNG KẾT

1 Tìm hiểu sơ qua về tháp làm lạnh (cooling tower)

2 Các yếu tố cần chú ý khi thiết kế tháp

3 Điều khiển và vận hành tháp

NHÓM 9

COOLING TOWER

THANKS YOU!