Tài liệu Đê tài: Thiết bị năng lượng tuabin khí với máy sinh khí kiểu pittông tự do pptx

GVHD: Nguyễn Đình Long GVHD: Nguyễn Đình Long Người thực hiên: Lã Đức Giang Người thực hiên: Lã Đức Giang Chuyên đề: Thiết bị năng Chuyên đề: Thiết bị năng lượng tuabin khí với máy lượng tuabin khí với máy sinh khí kiểu pittông tự sinh khí kiểu pittông tự do do I>Đặt vấn đề: I>Đặt vấn đề: Ngày nay tuabin khí được sử dụng khá rộng rãi. Nó Ngày nay tuabin khí được sử dụng khá rộng rãi. Nó đang chèn ép những động cơ kiểu piston trong phạm vi đang chèn ép những động cơ kiểu piston trong phạm vi công suất cao nhất và thiết bị hơi nước trong phạm vi công suất cao nhất và thiết bị hơi nước trong phạm vi công suất thấp (như các trạm phát điện bù tải ngọn hoặc công suất thấp (như các trạm phát điện bù tải ngọn hoặc dự trữ). Còn đối với ở Việt Nam nói riêng tuabin khí dự trữ). Còn đối với ở Việt Nam nói riêng tuabin khí được sử dụng nhiều nhất trong nhà máy điện. sẽ có được sử dụng nhiều nhất trong nhà máy điện. sẽ có nhiều dự án về tuabin khí như Bộ Công nghiệp đã kiến nhiều dự án về tuabin khí như Bộ Công nghiệp đã kiến nghị Chính phủ cho phép Tổng Công ty Điện lực Việt nghị Chính phủ cho phép Tổng Công ty Điện lực Việt Nam (EVN) đầu tư xây dựng nhà máy chu trình hỗn hợp Nam (EVN) đầu tư xây dựng nhà máy chu trình hỗn hợp với công nghệ tua bin khí chạy dầu FO và khí tại Trung với công nghệ tua bin khí chạy dầu FO và khí tại Trung tâm điện lực Ô Môn. Nhà máy sử dụng công nghệ tua tâm điện lực Ô Môn. Nhà máy sử dụng công nghệ tua bin khí chu trình hỗn hợp với mức tiêu thụ 850 triệu m3 bin khí chu trình hỗn hợp với mức tiêu thụ 850 triệu m3 khí/năm đang hoạt động ở tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu… khí/năm đang hoạt động ở tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu… trong quá trình sinh khí của TBNL tuabin khí thì máy nén trong quá trình sinh khí của TBNL tuabin khí thì máy nén thích hợp chỉ có thể là máy nén pittông hay máy nén ly thích hợp chỉ có thể là máy nén pittông hay máy nén ly tâm có tốc độ quay rất lớn. Ở Việt Nam được sử dụng tâm có tốc độ quay rất lớn. Ở Việt Nam được sử dụng nhiều là máy nén pittông nên việc nghiên cứu sẽ sát nhiều là máy nén pittông nên việc nghiên cứu sẽ sát thực hơn. thực hơn. II>Giải quyết vấn đề: II>Giải quyết vấn đề: 2.1>lịch sử phát triển của tuabin khí: 2.1>lịch sử phát triển của tuabin khí: -) -) Năm 1922 Pescara phát minh tổ hợp động cơ piston Năm 1922 Pescara phát minh tổ hợp động cơ piston đốt trong không cần cơ cấu thanh truyền với tuabin đốt trong không cần cơ cấu thanh truyền với tuabin khí được dùng làm nguồn công suất hữu ích. khí được dùng làm nguồn công suất hữu ích. Bằng cách bố trí này có thể đạt được hiệu suất cao Bằng cách bố trí này có thể đạt được hiệu suất cao hơn trong các máy phát năng lượng với nhiệt độ hơn trong các máy phát năng lượng với nhiệt độ tương đối thấp và nguyên liệu lại rẻ hơn. tương đối thấp và nguyên liệu lại rẻ hơn. Nhà phát minh nổi tiếng Whittle năm 1930 đã thiết kế Nhà phát minh nổi tiếng Whittle năm 1930 đã thiết kế một thiết bị tua bin khí cho động cơ máy bay. Ưu điểm một thiết bị tua bin khí cho động cơ máy bay. Ưu điểm nổi bật của thiết bị này khi dùng cho máy bay so với nổi bật của thiết bị này khi dùng cho máy bay so với các động cơ đốt trong kiểu piston là hiệu suất nhiệt các động cơ đốt trong kiểu piston là hiệu suất nhiệt cao hơn. Năm 1973 dưới sự lãnh đạo của nhà phát cao hơn. Năm 1973 dưới sự lãnh đạo của nhà phát minh đã đưa vào vận hành động cơ máy bay kiểu tua minh đã đưa vào vận hành động cơ máy bay kiểu tua bin đầu tiên. bin đầu tiên. Năm 1938 hãng BBC đưa vào vận hành thiết bị tua bin Năm 1938 hãng BBC đưa vào vận hành thiết bị tua bin khí chạy máy phát điện với công suất 4000KW, trong khí chạy máy phát điện với công suất 4000KW, trong nhà máy điện ngầm dự trữ của Thụy Sĩ. nhà máy điện ngầm dự trữ của Thụy Sĩ. -) Nhịp điệu phát triển của tua bin khí đặc biệt tăng nhanh -) Nhịp điệu phát triển của tua bin khí đặc biệt tăng nhanh trong chiến tranh thế giới thứ hai, các nước tham chiến trong chiến tranh thế giới thứ hai, các nước tham chiến đều tìm kiếm những phương tiện đặc biệt mạnh và các đều tìm kiếm những phương tiện đặc biệt mạnh và các loại động cơ có sức kéo trội hơn để dùng cho các máy loại động cơ có sức kéo trội hơn để dùng cho các máy bay chiến đấu với tốc độ cao. Điều này thúc đẩy tốc độ bay chiến đấu với tốc độ cao. Điều này thúc đẩy tốc độ phát triển tua bin khí. phát triển tua bin khí. Sự phát triển của tua bin khí sau chiến tranh càng sâu và Sự phát triển của tua bin khí sau chiến tranh càng sâu và mạnh hơn theo những hướng chủ yếu trong chiến tranh mạnh hơn theo những hướng chủ yếu trong chiến tranh thế giới đã tới mức chỉ trong thời gian rất ngắn, tua bin thế giới đã tới mức chỉ trong thời gian rất ngắn, tua bin khí dùng cho máy bay đã loại động cơ piston ra khỏi lĩnh khí dùng cho máy bay đã loại động cơ piston ra khỏi lĩnh vực quốc phòng và sau đó là các máy bay dân dụng, rồi vực quốc phòng và sau đó là các máy bay dân dụng, rồi tới những máy móc nhỏ đặc biệt có công suất thấp. tới những máy móc nhỏ đặc biệt có công suất thấp. Sự phát triển của tua bin máy bay đặc biệt đẩy nhanh sự Sự phát triển của tua bin máy bay đặc biệt đẩy nhanh sự phát triển khí động học phần truyền dòng khí (các dãy phát triển khí động học phần truyền dòng khí (các dãy cánh) của máy nén và của tua bin, của thiết bị đốt và vật cánh) của máy nén và của tua bin, của thiết bị đốt và vật liệu chế tạo. Tất cả những vấn đề trên đã thúc đẩy và tập liệu chế tạo. Tất cả những vấn đề trên đã thúc đẩy và tập hợp nhiều ngành, khoa học kỹ thuật khác như lĩnh vực hợp nhiều ngành, khoa học kỹ thuật khác như lĩnh vực của các máy quay có cánh quạt trong công nghiệp, giao của các máy quay có cánh quạt trong công nghiệp, giao thông vận tải ngày càng phát triển và xích lại gần nhau thông vận tải ngày càng phát triển và xích lại gần nhau hơn. hơn. -) Hướng khác do ảnh hưởng của cấu tạo thiết bị tua bin hơi trong -) Hướng khác do ảnh hưởng của cấu tạo thiết bị tua bin hơi trong nhà máy nhiệt điện với cách phân chia thành từng phần tử cấu nhà máy nhiệt điện với cách phân chia thành từng phần tử cấu thành riêng trong từ tổ hợp. Thực tế thường phải thiết kế theo thành riêng trong từ tổ hợp. Thực tế thường phải thiết kế theo hai hướng trên do yêu cầu sử dụng trong công nghiệp những hai hướng trên do yêu cầu sử dụng trong công nghiệp những nguồn năng lượng cố định hay di chuyển được. nguồn năng lượng cố định hay di chuyển được. Ngày nay thiết bị tua bin khí được sử dụng rộng rãi. Nó đang Ngày nay thiết bị tua bin khí được sử dụng rộng rãi. Nó đang chèn ép những động cơ kiểu piston trong phạm vi công suất chèn ép những động cơ kiểu piston trong phạm vi công suất cao nhất và thiết bị hơi nước trong phạm vi công suất thấp (như cao nhất và thiết bị hơi nước trong phạm vi công suất thấp (như các trạm phát điện bù tải ngọn hoặc dự trữ). các trạm phát điện bù tải ngọn hoặc dự trữ). 2.2> Đặc điểm của tuabin khí với máy sinh khí kiểu pittông tự do: 2.2> Đặc điểm của tuabin khí với máy sinh khí kiểu pittông tự do: + Quá trình sinh công ở động cơ tuabin là quá trình liên tục nên + Quá trình sinh công ở động cơ tuabin là quá trình liên tục nên tạo ra mômen quay đều; tạo ra mômen quay đều; + Môi chất công tác là sản phẩm cháy của nhiên liệu với không + Môi chất công tác là sản phẩm cháy của nhiên liệu với không khí, được hình thành ngay trong buồng cháy của động cơ; khí, được hình thành ngay trong buồng cháy của động cơ; + Môi chất công tác có thể đi qua tuabin nhiều nên công suất + Môi chất công tác có thể đi qua tuabin nhiều nên công suất của động cơ lớn; của động cơ lớn; + Chiều quay của động cơ được quyết định bởi hướng đi của + Chiều quay của động cơ được quyết định bởi hướng đi của dòng môi chất công tác nên động cơ chỉ quay một chiều; dòng môi chất công tác nên động cơ chỉ quay một chiều; + Do được cân bằng tốt nên khi động cơ làm việc ổn định + Do được cân bằng tốt nên khi động cơ làm việc ổn định không sinh ra lực quán tính, không gây rung động; không sinh ra lực quán tính, không gây rung động; + Khi động cơ làm việc ở tốc độ quay thấp, tính kinh tế không + Khi động cơ làm việc ở tốc độ quay thấp, tính kinh tế không cao. Vì vậy, cần nâng cao tốc độ quay để nâng cao tính kinh tế cao. Vì vậy, cần nâng cao tốc độ quay để nâng cao tính kinh tế và buộc phải dùng bộ giảm tốc nên kết cấu trở nên cồng kềnh. và buộc phải dùng bộ giảm tốc nên kết cấu trở nên cồng kềnh. Do sự hạn chế về tính bền nhiệt của vật liệu chế tạo các chi Do sự hạn chế về tính bền nhiệt của vật liệu chế tạo các chi tiết nên không thể đạt được hiệu suất nhiệt cao và tuổi thọ tiết nên không thể đạt được hiệu suất nhiệt cao và tuổi thọ cũng thấp. cũng thấp. Mặc dù ra đời muộn, nhưng ngày nay tuabin được sử dụng Mặc dù ra đời muộn, nhưng ngày nay tuabin được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như năng lượng, vận tải, … trong nhiều lĩnh vực như năng lượng, vận tải, … 2.3> Sơ đồ nguyên lý của TBNL tuabin khí : 2.3> Sơ đồ nguyên lý của TBNL tuabin khí : 2.4> Các bộ phận hợp thành của TBNL tuabin khí 2.4> Các bộ phận hợp thành của TBNL tuabin khí : : Thiết bị tuabin khí gồm: máy nén khí, buồng cháy, Thiết bị tuabin khí gồm: máy nén khí, buồng cháy, tuabin và thiết bị phục vụ: tuabin và thiết bị phục vụ: +)máy nén: Sử dụng máy nén pittông tự do: +)máy nén: Sử dụng máy nén pittông tự do: +)Buồng cháy: +)Buồng cháy: [...]... đảo chiều ở các thiết bị cỡ lớn; + Phải trang bị thiết bị thay đổi tốc độ + Kích thước ống không khí và khí cháy lớn , lắp đặt phức tạp 2.6> Các hệ thống của TBNL tuabin khí: (1)- Hệ thống bôi trơn Hệ thống bôi trơn của thiết bị tuabin khí có thể là loại có áp và loại trọng lực (2)- Hệ thống nhiên liệu Hệ thống nhiên liệu được dùng để cấp vào buồng đốt với số lượng yêu cầu và chất lượng thoả đáng (3)-... tế - Thích nghi tốt với việc tự động hóa và điều khiển từ xa + Công suất giới hạn nhỏ hơn so với thiết bị tuabin hơi + Vật liệu chế tạo có giá thành cao + Tính kinh tế thấp do giới hạn nhiệt độ ban đầu của khí cháy; + Sự phụ thuộc của độ tin cậy và tính kinh tế của thiết bị tuabin khí chu trình hở vào tác dụng ăn mòn của môi trường ngoài; + Yêu cầu nghiêm ngặt về chất lượng nhiên liệu sử dụng; + Khó... của tuabin khí Người ta dùng không khí và nước làm môi chất làm mát (4)- Hệ thống điều khiển, điều chỉnh và bảo vệ Hệ thống điều khiển, điều chỉnh và bảo vệ hợp nhất thành một tổ hợp thống nhất với hệ thống bôi trơn nhiên liệu và làm mát, tạo khả năng thực hiện việc điều khiển và điều chỉnh tự động thiết bị tuabin khí từ trạm điều khiển trung tâm hoặc từ đài chỉ huy, còn trong trường hợp cần thiết. ..+) Tuabin khí: 2.5> Ưu nhược điểm của TBNL tuabin khí: - Công suất tổ hợp thiết bị lớn; - Nguyên lý làm việc đơn giản, độ tin cậy cao ; - Vận hành thuận tiện, đơn giản trong việc bảo dưỡng, có khả năng khởi động nhanh và tính năng tăng tốc cao; - Chi phí vận hành thấp; - Hiệu suất tương đối cao [η = (0,32÷ 0.34)]; - Kích thước và khối lượng nhỏ; - Có khả năng nghiên cứu nâng cao... điều khiển trung tâm hoặc từ đài chỉ huy, còn trong trường hợp cần thiết thì có thể điều khiển thiết bị bằng tay III )Tài liệu tham khảo: +> http://www.oto-hui.com/diendan/tai-lieu-chuyennganh/10164-tua-bin-khi-gas-turbine.html +> www.hiendaihoa.com +>http://upanh.acad.vn +>http://img.diytrade.com +> Trang bị động lực tàu thủy/Nuyễn Đình Long/Đại Học Nha Trang Xin trân thành cam ơn! . đề: Thiết bị năng Chuyên đề: Thiết bị năng lượng tuabin khí với máy lượng tuabin khí với máy sinh khí kiểu pittông tự sinh khí kiểu pittông tự do do . của tuabin khí với máy sinh khí kiểu pittông tự do: 2.2> Đặc điểm của tuabin khí với máy sinh khí kiểu pittông tự do: + Quá trình sinh công ở động cơ tuabin