thiết kế sơ bộ một nhà máy nhiệt điện có công suất 600MW

Đồ án nhiệt lạnh II GVHD: ThS Nguyễn Văn An LỜI MỞ ĐẦU Ngày điện trở thành nhu cầu thiếu phát triển quốc gia Trong đó, Việt Nam nước phát triển có nhu cầu lớn sử dụng điện Trên giới, điện từ nhà máy nhiệt điện chiếm khoảng 70%, riêng nước ta lượng điện nhà máy nhiệt điện sản suất chiếm tỷ lệ “chủ yếu” tổng điện nước Đây nhu cầu cấp bách, nên cơng trình thủy điện nhiệt điện - hai nguồn cung cấp điện chính, đóng vai trị chủ đạo phát triển nên kinh tế nước nhà Do phương hướng quan trọng để phát triển ngành xây dụng nhà máy nhiệt điện Theo đánh giá Bộ lượng Việt Nam, nhu cầu điện vào năm 2020 vào khoảng 200 tỷ KWh Để đảm bảo nhu cầu điện ngành nhiệt điện ngưng đốt than đáp ứng nhu cầu không nhỏ Xuất phát từ yêu cầu thực tế này, sinh viên ngành Nhiệt- Lạnh phải hiểu nắm vững số kiến thức nhà máy nhiệt điện Từ đó,với đồ án nhiệt lạnh này, em giao nhiệm vụ “thiết kế sơ nhà máy nhiệt điện có cơng suất 600MW” để tạo điều kiện củng cố kiến thức kinh nghiệm thực tế cho thân Do thời gian hạn chế, kiến thức nhiều khiếm khuyết, khơng tránh khỏi sai sót Em mong nhận thông cảm dạy thầy để em ngày hoàn thiện kiến thức Em xin gửi lời cảm ơn đến thầy Nguyễn Văn An anh Phan, anh Lương hướng dẫn giúp em hồn thành đồ án mơn học này! Em xin chân thành cảm ơn! Lã Vũ Tuấn Anh – MSSV: 20171968 Trang Đồ án nhiệt lạnh II GVHD: ThS Nguyễn Văn An CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG Phương án nhà máy nhiệt điện -Loại tuabin: tua bin K-300-169 Phần cao áp: tầng cánh, phần trung áp tầng cánh, phần hạ áp 12 tầng cánh đối xứng phía( bên tng cỏnh) - áp suất đầu vào tuabin: 169 bar - Nhiệt độ đầu vào tuabin: 538 0C - áp suất đầu phần cao áp tuabin: 47,8 bar - Nhiệt độ đầu phần cao áp tuabin: 349 0C - áp suất đầu vào phần trung áp tuabin: 43,6 bar - Nhiệt độ đầu vào phần trung áp tuabin: 538 0C - Tua bin cã cöa trÝch dùng để cấp cho bình gia nhiệt nớc cấp bình khử khí Dới bảng thông số cửa trích tuabin: Ca trích Sau tầng cánh số P (bar) t (0C) Vào thiết bị 11 15 16 18 19 27 47,8 22,3 7,65 4,02 1,25 0,49 0.065 GNCA1 GNCA2 KK GNHA3 GNHA4 GNHA5 Bình ngưng 349 438 306 245 106 83,6 37.63 Lã Vũ Tuấn Anh – MSSV: 20171968 Trang Đồ án nhiệt lạnh II GVHD: ThS Nguyễn Văn An CHƯƠNG 2: LẬP VÀ TÍNH TỐN SƠ ĐỒ NHIỆT NGUN LÝ 2.1 Thiết lập sơ đồ nhiệt nguyên lý tổ máy Sơ đồ dồn nước đọng bình gia nhiệt: Nước đọng từ BGNCA phía (phía lị hơi) dồn cấp từ xuống cuối đưa vào bình khử khí Nước đọng BGNHA phía (phía khử khí) dồn cấp từ xuống đến BGNHA2 bơm đẩy lên đường ống nước ngưng ,cịn BGNHA số đưa trở lại bình ngưng Nước đọng từ bình làm mát chèn, bình làm mát ejector dồn cấp đưa trực tiếp vào khoang nước bình ngưng Sơ đồ cấp nước bổ sung: Nước bổ sung sau xử lý hóa học, đưa vào bình khử khí Lượng nước bù lại tổn thất rị rỉ cho tồn tổ máy Hơi chèn tuabin: Hơi sau chèn đưa bình làm mát chèn Sơ đồ nguyên lý tổ máy 300MW sử dụng tuabin K-300-169 2.2 Xây dựng đồ thị dãn nở đồ thị i-s Chọn tổn thất áp suất qua QN, qua van stop: 4% Po Có áp suất vào tuabin cao áp, ta chọn áp suất mới: Lã Vũ Tuấn Anh – MSSV: 20171968 Trang Đồ án nhiệt lạnh II GVHD: ThS Nguyễn Văn An Po ' =0.96 Po =0.96 169=162.3 ( b ar ) Từ áp suất mới, coi q trình vận chuyển từ lị đến tuabin cao áp trình đẳng entanpy, nên ta có: Po= 162.3 bar, io= 3396 kJ/ kg, suy to= 538oC Chọn nhiệt độ sau nhiệt xấp xỉ nhiệt độ mới, tsqntg= 540oC psqntg= bar Chọn áp suất vào bình ngưng , chọn x=0.96 2.3 Lập bảng thông số nước - Áp suất khoang bình gia nhiệt cao áp: 0,96.ptr - Áp suất bình gia nhiệt hạ áp: 0,96.ptr - Áp suất bao 189.97 bar - Áp suất nước cấp khỏi BGNCA1: 192.97 bar - Trở lực đường nước BGN:đối với BGNCA 3(bar ) - Trở lực đường nước BGN:đối với BGNHA 1.5(bar) - Độ cao bình khử khí: 20m - Độ chênh nhiệt độ nước cấp vào bình gia nhiệt nước ngưng bị lạnh BGN:DC=5 oC - Độ gia nhiệt không tới mức BGN: TD  BGNCA: TD=0oC  BGNHA: TD=3oC - Hiệu suất lò lấy sơ ηLH = 0,89 - Hiệu suất máy phát điện hiệu suất khí ηg.ηm = 0,98.0,97 - ttr: nhiệt độ trích trích tương ứng - ptr: áp suất trích trích tương ứng - itr: entanpy trích trích tương ứng - tbh: nhiệt độ bão hòa nước đọng ứng với áp suất bình gia nhiệt - ibh: entanpy bão hịa nước đọng ứng với áp suất bình gia nhiệt - tnc = tbh - TD: nhiệt độ dòng nước cấp khỏi BGNCA BGNHA tương ứng - pnc: áp suất dịng nước cấp khỏi BGNCA BGNHA tương ứng - inc: entanpy nước cấp đầu BGN tương ứng - trld= tnc khỏi bình trước bình +DC - trld: nhiệt độ khỏi phần lạnh đọng Lã Vũ Tuấn Anh – MSSV: 20171968 Trang Đồ án nhiệt lạnh II - GVHD: ThS Nguyễn Văn An irld: entanpy lạnh đọng Lã Vũ Tuấn Anh – MSSV: 20171968 Trang Đồ án nhiệt lạnh II GVHD: ThS Nguyễn Văn An BẢNG THÔNG SỐ HƠI VÀ NƯỚC Điể m Đến thiết bị 0' Tuabin Tuabin GNCA5 1' QNTG GNCA4 KK HA3 HA2 HA1 BN Thơng số bình gia nhiệt Thơng số đường cửa trích Thơng số nước ptr [bar] ttr [˚C] itr [kj/kg] pBGN [bar] tbh [˚C] i' [kj/kg] i" [kj/kg] tLĐ [˚C] iLĐ [kj/kg] tnc [˚C] pnc [bar] inc [kj/kg] θ ɳ TD [˚C] DC [˚C] 169 162.3 538 536 3396 3396 x x x x x x x x x x x x x x x x x x 0.98 0.98 x x x x 47.8 43.5 22.3 7.65 4.02 1.25 0.49 0.065 349 538 438 306 245 106 83.6 x=0.94 3072 3529 3328 3070 2954 2685 2650 2425 45.888 x 21.408 3.859 1.2 0.4704 0.0624 258.6 x 215.9 164.9 142.3 104.8 79.8 36.87 1128 x 924.7 696.9 599.1 439.4 334.1 154.5 2797 x 2799.7 2762.7 2736.4 2683 2642.7 2567.9 220.9 948.4 x 719.5 607.9 443.8 342.5 162.9 x 193 x 196 x 11 13 15 0.98 x 169.9 144.3 105.8 81.8 38.87 x 258.6 x 215.9 x 139.3 101.8 76.8 33.87 x x 1127 x 930.7 x 586.6 427.4 322.5 143.3 0.98 0.98 0.98 0.98 0.98 0.98 x x 3 3 x x 5 x Lã Vũ Tuấn Anh – MSSV: 20171968 x 4 4 Trang Đồ án nhiệt lạnh II GVHD: ThS Nguyễn Văn An 2.4 TÍNH TỐN CÂN BẰNG CÁC BÌNH GIA NHIỆT Tính tốn cân cho bình phân ly bình gia nhiệt nước bổ sung Bình phân ly Áp suất làm việc bình phân ly lấy bar Nước xả từ lò qua van giảm áp trở thành hỗn hợp nước vào bình phân ly Hơi phân ly đưa lại bình khử khí, nước xả gia nhiệt cho nước bổ sung xả bỏ 2.4.1 Sơ đồ tính cân cho bình phân ly: Nước xả lị có lưu lượng tương đối αxả với entanpy entanpy nước bão hòa áp suất bao Áp suất bao thường chọn cao 10% so với áp suất Hình 2.1: Sơ đồ cân bình phân ly Hơi phân ly thường đưa vào bình khử khí với lưu lượng αh entanpy : ' i h=i (BPL) + x r Áp suất bình phân ly chọn cao áp suất bình khử khí 0,3 bar Độ khơ thường chọn để tính tốn 0,96 ÷ 0,98 Trong trường hợp này, ta chọn x=0,98 Nước khỏi bình phân ly nước sơi có lưu lượng α’x entanpy entanpy nước bão hòa áp suất bình phân ly Ta có: Phương trình cân vật chất cho bình phân ly: bỏ α xả ¿ α h +α xả Phương trình cân nhiệt cho bình phân ly: bỏ α xả i xả =α h i h+ α bỏ xả i xả Lã Vũ Tuấn Anh – MSSV: 20171968 Trang Đồ án nhiệt lạnh II STT GVHD: ThS Nguyễn Văn An Tên đại lượng Đơn vị Cơng thức(kí hiệu) Giá trị i”(BPL) 2799.7 αxả 0.012 Tính cân bình phân ly Entanpy trích vào phần lạnh kJ/kg Lưu lượng nước xả lò Entanpy nước xả lị kJ/kg i’BH 1758 Entanpy nước sơi kJ/kg i’xả=i'BPL 748.9 Entanpy lấy đưa vào BKK kJ/kg ih = i’(pBPL) + xh.(i”(pBPL) – i’(pBPL)) Phương trình cân nhiệt bình phân ly là: αxả i ’ BH Phương trình cân vật chất bình phân ly là: Lưu lượng lấy đưa vào BKK Lưu lượng nước sôi = αh.ih + α bỏ i’xả xả αxả = αbỏ xả + αh αh= (αxả.(𝑖^′ 0.006025 −𝑖^′ αbỏxả h=−𝑖^′ αxả - αxả) h xả))/(𝑖 B𝐻 0.005975 2.4.2 Bình gia nhiệt nước bổ sung Hình 2.2: Sơ đồ cân bình gia nhiệt nước bổ sung Nước bổ sung qua xử lý hóa học đưa vào gia nhiệt sơ bình gia nhiệt nước bổ sung, tận dụng nhiệt dòng nước xả lò sau phân ly phần thành Nước bổ sung đầu vào có nhiệt độ tbs thường lấy nhiệt độ mơi trường 30°C Từ tính entanpy nước bổ sung công thức itrbs= Cp.tbs Với Cp lấy trung bình 4,18 kJ/kg.K Lưu lượng nước bổ sung tính tồn tổn thất nhà máy bao gồm: tổn thất rò rỉ, tổn thất chèn, ejector không thu hồi tổn thất xả lị Cụ thể tính theo công thức: αbs = α bỏ xả +αrr +0,5.αch +0,5αej Lã Vũ Tuấn Anh – MSSV: 20171968 2758.684 Trang Đồ án nhiệt lạnh II GVHD: ThS Nguyễn Văn An Nhiệt độ nước bổ sung khỏi bình gia nhiệt nước bổ sung chọn thấp nhiệt độ nước xả bỏ giá trị θ chọn khoảng 10 ÷ 15°C Và entanpy nước bổ sung khỏi bình gia nhiệt tính cơng thức: i sbs=ibỏ−C p θ Nước xả khỏi bình phân ly tận dụng nhiệt để gia nhiệt cho nước bổ sung Mọi thơng số lấy phần tính tốn Hiệu suất trao đổi nhiệt bình chọn ηBGN = 0,98 Ta có: Phương trình cân nhiệt cho bình gia nhiệt nước bổ sung: bỏ bỏ s tr α xả (i xả -i bỏ).η=α bs (i bs −ibs ) Phương trình liên hệ nhiệt độ hai dòng nước là: i bỏ −i sbs=C p (t bỏ−t sbs )=C p θ Bảng 2-1: Bảng tính tốn cân bình gia nhiệt nước bổ sung αh= (αxả.(𝑖^′ Lưu lượng lấy đưa vào BKK 0.006025 B𝐻−𝑖^′ αbỏh−𝑖^′ - αh xả = αxả xả) xả))/(𝑖 Lưu lượng nước sơi 0.005975 Bình gia nhiệt nước bổ sung Hiệu suất trao đổi nhiệt bình chọn Lưu lượng nước bổ sung Nhiệt độ nước bổ sung đầu vào BGNNBS Entanpy nước bổ sung oC kJ/kg ηGNBS 0.96 𝛼_𝑏s=𝛼_"rr" +𝛼_𝑥𝑎^𝑏𝑜+0,01𝛼_𝑐ℎ tbs 0.018045 itrbs=Cp.tbs 125.4 30 Phương trình cân nhiệt cho BGNNBS "αbs.( isbs − itrbs) = αbỏxả.( i’xả − ibỏxả ) ηGNBS" Pt liên hệ nhiệt độ hai dòng nước Lã Vũ Tuấn Anh – MSSV: 20171968 Cp.θ = cp.(tsbs-tbỏ xả)=ibỏxả - is bs 50.16 Trang Đồ án nhiệt lạnh II GVHD: ThS Nguyễn Văn An 2.4.3 Tính tốn cân cho bình GNCA số Sơ đồ tính tốn gia nhiệt cho bình gia nhiệt cao áp số Trong : -1 ,nc : Lưu lượng trích, lưu lượng nước cấp qua bình GNCA5: -αnc = + αrr + αch + αej + αxả = +0,011+0,008+0,012+0,007= 1.038 vCA - i rCA ,inc : entanpi nước cấp vào BGNCA nc -i’; i’’: entanpi nước bão hòa bão hòa BGNCA5 vLĐ -irLĐ :là entanpy nước đọng vào phần LĐ ; i1 vLH -irLH :là entanpy trích vào phần LH ; i1 Lấy hiệu suất BGN Xét phần LMH ta có : Lã Vũ Tuấn Anh – MSSV: 20171968 Trang 10 Đồ án nhiệt lạnh II GVHD: ThS Nguyễn Văn An Hình 3.7: Sơ đồ nguyên lý hệ thống nghiền than có phễu than trung gian 1: Băng tải than nguyên; 2: Phễu than tươi; 3: Băng tải than có máy cấp; 4: Thùng nghiền bi; 5: Phân ly thơi; 6:Van khóa tự động; 7: Phân ly mịn; 8: khóa khí tự động; 9: Rây than; 10:lá chắn phân phối; 11:Phễu than bột (trung gian); 12: Máy cấp than bột kiểu cánh; 13: Hộp khơng khí; 14: Vịi phun chính; 15: Hộp khơng khí cấp 2; 16: Vịi phun gió cấp 3; 17: Máy cấp than bột kiểu xoắn ốc; 18: Đường hút ẩm; 19: Quạt tải than bột; 20: Đường tái tuần hồn than gió cấp ba; 21: Đường khơng khí Lã Vũ Tuấn Anh – MSSV: 20171968 Trang 48 Đồ án nhiệt lạnh II GVHD: ThS Nguyễn Văn An nóng; 22: Đường bột than mịn; 23: Đường tái tuần hồn bột than thơ; 24: Buồng lửa; 25: Bộ sấy khơng khí; 26: Van phịng nổ 3.3.2.3.Quạt tải bột than Quạt tải than bột có nhiệm vụ vận chuyển than bột đạt kích thước tiêu chuẩn Năng suất tối ưu quạt tính theo cơng thức kinh nghiệm Liên Xơ cũ: Trong đó: - V: Thể tích thùng nghiền V δ= 10 π D (m ) - kλ Hệ số nghiền nhiên liệu, kλ = 0,95 - : Độ chứa bi thùng nghiền, xác định: δ= G 100(%) ρs V δ Với: - G: Phụ tải bi thựng nghiền G = 100 (tấn) - s: Mật độ bi quy ước s = 4,9 (t/m3) - R90: Tỷ lệ khối lượng bột than rây có đường kính lỗ 90m Chọn R90 = 7,5% - n: Tốc độ quay thùng nghiền - D: Đường kính thùng nghiền Từ ta chọn loại quạt tải bột than phù hợp Công suất động kéo quạt tải bột than: Với: - V: Năng suất quạt tải than bột, m3/s H: Sức ép quạt, chọn H = 9810 (N/m2) η: Hiệu suất quạt, chọn η = 0,75 : Nồng độ bột than so với khơng khí dịng bột than qua quạt:  = ’.(1 - plm) Lã Vũ Tuấn Anh – MSSV: 20171968 Trang 49 Đồ án nhiệt lạnh II GVHD: ThS Nguyễn Văn An Vớí: o ’: Nồng độ bột than trước phân ly mịn o 100−wnl B 100−wbt ψ '= V γ hh Với w nl : Độ ẩm nhiên liệu ( Lấy w nl=8 % ) nl nl w : Độ ẩm bột than ( Lấy w =0,01 %) B : Lượng tiêu hao nhiên liệu qua quạt ( kg/s) V : Năng suất quạt tải than bột ( m3/s ) γ hh : Trọng lượng riêng hỗn hợp bột than qua quạt (kg/m3) o plm: Hiệu suất phân ly mịn, lấy sơ plm = 0,9 3.3.3.Tính chọn quạt gió Khi đốt bột than lượng khơng khí đưa vào buồng đốt phân thành khơng khí cấp một, khơng khí cấp hai khơng khí cấp ba Tất loại dùng để vận chuyển than hệ thống từ thùng nghiền đến vịi phun Khơng khí cấp đường khơng khí theo than bột từ hộp khơng khí để phun bột than vào vịi phun Khơng khí cấp hai khơng khí sấy, khơng chứa bột than, hịa trộn vịi phun với hỗn hợp bột than để phun bột than vào buồng đốt qua vịi phun Khơng khí cấp ba hỗn hợp khơng khí bột than q mịn đỉnh phân ly mịn qua quạt tải than bột vào vịi phun gió cấp ba đặt vịi phun Quạt gió có nhiệm vụ hút khơng khí từ tầng gian lị thổi vào sấy khơng khí Do làm mát khơng gian xung quanh lò tận dụng nhiệt xạ tường lò Khi đốt nhiên liệu ẩm, nhiều lưu huỳnh nhiệt độ khơng khí vào sấy khơng khí khơng bé 30 oC để tránh tượng ăn mòn axit nhiệt độ thấp Khơng khí lạnh thường sấy sơ cách cho hỗn hợp với phần khơng khí sấy nóng sấy, nghĩa cho phần khơng khí nóng tái tuần hồn để hỗn hợp với khơng khí lạnh đầu sấy Đơi người ta cịn sấy sơ khơng khí lạnh trích từ tuabin Lã Vũ Tuấn Anh – MSSV: 20171968 Trang 50 Đồ án nhiệt lạnh II GVHD: ThS Nguyễn Văn An Để đảm bảo làm việc chắn lị có sản lượng >160 tấn/giờ ta đặt lị quạt gió Năng suất quạt gió xác định theo cơng thức: V =1.05 B Lo ¿-∆ α nt -∆ α skk ) t+273 (m3/s) 273 Trong đó: B: Tiêu hao than cùa lị tính cho quạt( kg/ s ¿ Lo: Lượng khơng khí lý thuyết cần thiết để đốt cháy 1kg nhiên liệu Chọn nhiên liệu có thành phần sau: Lo=0,0 889 ( C lv +0 , 375.S lv ) +0 , 265.H lv −0,0 333 O lv ( m3 / kg ) - bl: Hệ số khơng khí thừa buồng lửa cụm pheston, - bl, nt: Độ lọt khơng khí buồng lửa hệ thống nghiền than - skk: Độ lọt không khí sấy khơng khí Dùng sấy khơng khí kiểu ống nên có - t: Nhiệt độ khơng khí lạnh đầu vào quạt, (oC) Năng suất quạt gió là: V = B Lo ( a bl −∆ a bl −∆a nt +∆a skk ) t+273 (m / s) 273 - Sức ép quạt gió phụ tải lị cực đại: H = Hkk – Hsh – hck (N/m2) Trong đó: - Hkk: Tổng trở lực đường khơng khí có kể đến hiệu chỉnh áp lực khí Với:- hkq: Áp suất khí (mmHg) - hkk: Tổng trở lực đường dẫn khơng khí - Hsh: Sức hút tự nhiên đường khơng khí Lã Vũ Tuấn Anh – MSSV: 20171968 Trang 51 Đồ án nhiệt lạnh II GVHD: ThS Nguyễn Văn An Với: o tb: Nhiệt độ khơng khí sấy (oC) o H: Chiều cao phần có sức hút tự nhiên (m) - Hck: Độ chân không buồng lửa nơi đưa khơng khí vào hck = hft + 0,95.Hft Với: o hft: Chân không trước cụm ống feston, thường lấy hft = (mmH2O) o Hft: Chiều cao tính từ chỗ vịi phun đến tâm đường khói khỏi buồng lửa chỗ feston Hft = 25m h ck=hft +0 , 95 Hft (mm H2 O) Khi lựa chọn quạt gió ta lấy dư suất khoảng 10% sức ép lấy dự trữ 15%, ta lựa chọn quạt gió theo: Vt = 1, V (m /s) Htt=1,15.H (N/ Công suất kéo quạt: W g= H V (kW ) η Hiệu suất quạt η=0,8 Động kéo quạt chọn theo công suất tính tốn đặc tuyến điều chỉnh suất 3.4 Tính chọn quạt khói Vì cơng suất tổ máy trung bình nên ta chọn quạt khói cho lị, quạt có suất 100% lưu lượng khói qua quạt Năng suất tính tốn quạt khói: V k =B ¿ Trong đó: Lã Vũ Tuấn Anh – MSSV: 20171968 Trang 52 Đồ án nhiệt lạnh II GVHD: ThS Nguyễn Văn An B: Lượng nhiên liệu tiêu hao cho lò - o: Lượng khơng khí lý thuyết để đốt cháy hết 1kg nhiên liệu, m3/kg - L ∆α : Lượng khơng khí lọt vào đường khói sau sấy khơng khí - ∆ α=0,2: Đường khói có khử bụi lọc bụi tĩnh điện - t: Nhiệt độ khói quạt khói, oC - Lấy nhiệt độ sau sấy khơng khí: t = 145 (oC) - ΣVy: Tổng thể tích sản phẩm cháy 1kg nhiên liệu tính sau sấy khơng khí, kể lượng khơng khí thừa, m3/kg ∑ V Y =V oR O +V oN +V oH O +( αY −1)V o 2 Quạt khói Lượng tiêu hao nhiên liệu cho lị tính cho quạt Lượng thể tích sản phẩm cháy kg nhiên liệu Lượng khơng khí lý thuyết cần thiết để đốt cháy 1kg nhiên liệu Lượng khơng khí lọt vào đường khói sau sấy khơng khí Nhiệt độ khói quạt Năng suất tính tốn quạt khói: V kh= B (∑ V Y + Lo Δα) t +273 =996,179 (m /s) 273 Sức ép quạt khói: H kh =hm +h k −h ck (mmH 2O) Trong đó: - hm: Chân khơng trước cụm feston, hm = (mmH2O) - hk: Tổng trở lực đường khói có kể đến hệ số nồng độ bụi ω đường khói, trọng lượng riêng γ khói áp lực khí hkq hk = [Hb.(1 + ω) + HZ + HY] Lã Vũ Tuấn Anh – MSSV: 20171968 (mmH2O) Trang 53 Đồ án nhiệt lạnh II GVHD: ThS Nguyễn Văn An Với: - Hb: Trở lực cột khói từ buồng lửa đến khử bụi Khi tốc độ khói nhỏ 12 m/s ta bỏ qua trở lực ma sát đường khói mà ý đến trở lực cục Bao gồm: - Đường khói lị hơi: 200 (mmH2O) - Đường khói từ lị tới khử bụi: 10 (mmH2O) H b =200+10=210 (mmH2O) - ω: Nồng độ bụi than khói ω= - z : Tỷ lệ tro bay theo khói, lấy az = 0,05 a - Ap: Thành phần tro nhiên liệu (%) - Vk: Thể tích sản phẩm cháy hệ số khơng khí thừa thực tế VK = 10,203 (m3/kg) - γ o: Trọng lượng riêng khói (oC) 760 (mmHg) - α : Hệ số khơng khí thừa trung bình đường khói từ buồng lửa đến khử bụi - Lo: Lượng khơng khí lý thuyết cho 1kg nhiên liệu (m3/kg) - L: Lượng khơng khí thực cho 1kg nhiên liệu α L = Lo (m3/kg) - db: Độ ẩm khơng khí, lấy (g/m3) - Hz: Trở lực khử bụi,lấy Hz = (60÷80) (mmH2O) (kiểu xyclon) Hz = (10÷20) (mmH2O) (kiểu điện) - Hy: Trở lực đường khói từ khử bụi đến chỗ thoát - Hệ số hiệu chỉnh trọng lượng riêng dịng khói thực tế so với điều kiện chuẩn - Hệ số hiệu chỉnh khác áp suất khí nơi đặt nhà máy với áp suất chuẩn, Lã Vũ Tuấn Anh – MSSV: 20171968 Trang 54 Đồ án nhiệt lạnh II GVHD: ThS Nguyễn Văn An - hck: Tổng sức hút tự nhiên đường khói có tính đến sức hút tự nhiên ống khói tạo nên hck = (1,2 - ).Hokh Với: o tk: Nhiệt độ trung bình khói ống khói, oC o Lấy gần nhiệt độ sau quạt khói, tk = 145oC o Hokh: Chiều cao ống khói tính từ chỗ vào đến chỗ Quạt khói chọn vào suất sức ép Khi lựa chọn ta lấy dự trữ suất( 5÷10)% sức ép khoảng (15-25)% Khi đó: Hiệu suất quạt η=0,8 Cơng suất động kéo quạt khói: W qk = Hk V k =3,15( MW ) η Quạt khói chọn theo suất sức ép tính 3.5 Ống khói Ống khói nhà máy điện đốt bột than thiết bị quan trọng thiết bị cao nhà máy giúp phát tán khí nhiễm môi trường rộng xung quanh tránh gây độc hại cho khu vực gần nhà máy Nó phải tính tốn độ an toàn vững phải đảm bảo tiêu chuẩn phát thải môi trường Chiều cao ống khói tốc độ khói khỏi miệng ống khói phải đảm bảo tiêu chuẩn Ngồi tốc độ khói khỏi miệng ống khói (C2) cịn phải tính tốn sở kinh tế - kỹ thuật thường lấy theo chiều cao giới hạn ống khói Lã Vũ Tuấn Anh – MSSV: 20171968 Trang 55 Đồ án nhiệt lạnh II GVHD: ThS Nguyễn Văn An Hình 4.8: Ống khói Đường kính miệng ống khói d2: d 2=1,1284 Trong đó: √ Vk c2 -VKh: Lượng khói lớn qua ống khói tất lị nối với ống khói làm việc với phụ tải định mức - c2: Tốc độ khói khỏi ống, Đường kính chân ống khói: d 1=d 2+ góc nghiêng ống khói H ơk α π 90 d1 d2 Đường kính trung bình ống khói:d tb = d +d (m) Trở lực ống: bao gồm trở lực ma sát tổn thất tốc độ tính theo cơng thức: Trong đó: - k: Mật độ riêng khối lượng riêng dòng khói (m3/kg) - ctb: Tốc độ trung bình khói ống khói: Lã Vũ Tuấn Anh – MSSV: 20171968 Trang 56 Đồ án nhiệt lạnh II c tb = 4.V k π d tb GVHD: ThS Nguyễn Văn An (m/s) - hck: Sức hút tự nhiên ống khói htrl ơk =0.04 H ơk ctb ρ (N/m2) d tb k CHƯƠNG 4: SƠ ĐỒ NHIỆT CHI TIẾT VÀ BỐ TRÍ TỒN NHÀ MÁY 4.1.Sơ đồ nhiệt chi tiết Từ sơ đồ nhiệt ngun lý từ việc tính tốn lựa chọn thiết bị, ta vẽ sơ đồ nhiệt chi tiết hình 4.1 4.2.Bố trí tồn nhà máy Bố trí thiết bị nhà máy đóng vai trị quan trọng, định đến việc thuận tiện lắp đặt, vận hành, sửa chữa, vốn đầu tư xây dựng mặt nhà máy sau Theo yêu cầu thiết kế nhà máy nhiệt điện 1080 MW phương án xây dựng nhà máy lắp đặt phải đáp ứng nhu cầu bản: - Nhà máy phải đặt gần nơi khai thác nhiên liệu để giảm chi phí vận chuyển - Nhà máy nhiệt điện xây dựng nơi gần nguồn nước, đường sắt - Bố trí mặt nhà máy bao gồm tất công trình chính, phụ để giúp nhà máy hoạt động sản xuất vận hành an tồn, kinh tế ngơi nhà quan trọng Ngơi nhà bao gồm:  Gian máy  Gian trung gian  Gian lị 4.2.Bố trí ngơi nhà 4.2.1.Gian máy Gian máy đặt thiết bị bao gồm: tuabin thiết bị phụ bình ngưng, bơm ngưng, bơm nước cấp, bình gia nhiệt hồi nhiệt, ejector, bình làm lạnh chèn… Lã Vũ Tuấn Anh – MSSV: 20171968 Trang 57 Đồ án nhiệt lạnh II GVHD: ThS Nguyễn Văn An Gian máy gồm có tầng: Tầng gọi tầng phục vụ đặt tuabin máy phát điện, tầng đặt bình ngưng loại bơm Các bình gia nhiệt hồi nhiệt đặt gian máy Trong gian máy bố trí cầu trục phục vụ cho lắp ráp sửa chữa lâu dài Cầu trục có sức nâng lớn cầu trục stato máy phát nâng tuabin Với tuabin sơ đồ khối khơng có liên hệ ngang chọn phương án đặt ngang tuabin, đảm bảo thống thiết bị cho khối, đường ống dẫn ngắn Gian máy có giàn thao tác cốt m cho người vận hành, sửa chữa lại Trong gian máy, phần đầu hồi cố định đặt khu xử lý nước cho lị hơi, sau đến phần nhà điện tự dùng, song song với tuabin bố trí bình gia nhiệt Mỗi tua bin lắp đặt bơm cấp điện bơm làm việc bơm dự phịng Ngồi ra, gian máy lắp đặt bơm dầu, bơm kỹ thuật, bơm nước Giữa hai tổ máy để khoảng trống cốt 15 m cốt m 15 m mục đích cho việc sửa chữa lâu dài Phần tường bao với gian trung gian có cửa vào phục vụ vận hành sửa chữa 4.2.2.Gian trung gian Gian trung gian tạo thành gian khử khí gian phễu than Gian khử khí có tầng Tầng thứ đặt thiết bị phân phối điện tự dùng 3kV 200/380 V, tầng thứ đặt đường ống góp chính, thiết bị giảm ôn giảm áp, bảng điện tự dùng, tầng thứ đặt bình khử khí Gian phễu than chia làm tầng, tầng thứ đặt máy nghiền than, quạt tải bột than Máy nghiền đá vôi, quạt tải đá vôi Đặt máy nghiền nằm ngang gian phễu than Tầng thứ đặt phễu than, phễu đá vôi, máy cấp than Tầng thứ đặt băng chuyền tải than làm việc dự phòng, đặt phận cung cấp than để chuyển than từ sang phận khác 4.2.3.Gian lò Gian lò bao gồm lò thiết bị phụ Bố trí thiết bị gian lò phụ thuộc vào dạng nhiên liệu Lò đặt mặt trước song song với tường dọc gian lò Gian lị có tầng Tầng tầng phục vụ thống với tầng phục vụ gian tua bin Tầng đặt bảng điều khiển hệ thống đường ống nước cấp, than bột, gió nóng…tầng gọi tầng tro, đặt quạt gió, bầu thải xỉ Nhiên liệu cấp vào lị qua máy cấp than vào tường trước lò Hệ thống vòi đốt PC để gia nhiệt lò bao gồm vịi đốt dầu diesel nằm đường gió vòi đốt dầu nằm đáy buồng lửa Việc điều chỉnh nhiệt độ nhiệt thực nhờ giảm ôn Nước phun giảm ôn nước ngưng nhận cách ngưng tụ bão hào bình ngưng phụ đặt đỉnh lị, khởi động lò phải dùng nước cấp để giảm ôn Lã Vũ Tuấn Anh – MSSV: 20171968 Trang 58 Đồ án nhiệt lạnh II GVHD: ThS Nguyễn Văn An Lị lắp đặt hai quạt gió, hai quạt khói hệ thống chế biến than Việc sấy nghiền than cho lò thực máy nghiền nằm ngang Mặt cắt đứng tổng bình đồ nhà máy thể 4.3.Bố trí thiết bị khác 4.3.1.Phân xưởng cung cấp nhiên liệu Than phục vụ cho nhà máy đưa chủ yếu đường sông Than đường sông vận chuyển từ mỏ nhà máy đoàn xà lan tổng công ty vận tải chở đến, đoàn xà lan tải trọng từ 800 đến 1000 Việc xếp cho đoàn xà lan ba cẩu chân đế dùng gầu ngoạm đưa qua máy cấp, từ máy cấp than chuyển xuống băng tải để đưa lên boongke than nguyên vào kho dự trữ theo phương thức vận hành Nguồn than dự phòng đường sắt vận chuyển từ mỏ nhà máy toa chở có trọng tải 60 tấn, 93 tấn, 125 Người ta dùng thiết bị lật toa để bốc dỡ nhiên liệu Năng suất thiết bị lật kiểu quay khoảng 10 toa xe chở loại 93 125 12 toa loại 60 Xếp dỡ than đường sắt dùng đầu đẩy điện để kéo đẩy toa vào vị trí khoang lật Khoang lật làm nhiệm vụ quay 180 o để than từ toa xe đổ hoàn toàn xuống boongke khoang lật toa, từ than hai máy cấp kiểu băng đưa vào boongke than nguyên đưa vào kho dự trữ theo phương thức vận hành Ngoài nhiên liệu rắn than, nhà máy điện cần nhiên liệu lỏng chủ yếu dầu diesel Nó sử dụng để đốt kèm với than khởi động lò để giữ lửa than bột phụ tải nhỏ lò Diesel đưa đến nhà máy đường sắt, đường thủy theo đường ống Nhưng chủ yếu dầu diesel vận chuyển theo đường sơng Để phịng chống cháy, đặt cách gian lị từ 200 đến 1000 m Để vận chuyển dầu diesel vào gian lò người ta đặt trạm bơm gần bể chứa diesel Diesel đưa vào gian lò theo đường ống, có đường ống dự phịng 4.3.2.Phân xưởng thủy lực Đặt trạm bơm tuần hoàn gần bờ sơng, sử dụng nước sơng để làm mát bình ngưng cho nhu cầu khác nhà máy Chúng ta áp dụng hệ thống cấp nước kiểu đơn lưu Lã Vũ Tuấn Anh – MSSV: 20171968 Trang 59 Đồ án nhiệt lạnh II GVHD: ThS Nguyễn Văn An 4.3.3.Trạm thải tro xỉ thiết bị khử bụi Để làm khói trước thải ngồi trời, lị lắp đặt lọc tĩnh điện hiệu suất 99% Thiết bị khử bụi đặt sau lò Sau khỏi khử bụi, khói quạt hút khói hút đẩy vào ống khói đủ cao để làm giảm ảnh hưởng có hại SO2 NOx khói Tro đáy (xỉ) làm nguội bốn làm mát tro tầng sôi vận chuyển tới các silô tro đáy Tro bay vận chuyển khí nén vận chuyển từ đáy phễu tro phần lị lọc bụi tĩnh điện đến silo tro Lã Vũ Tuấn Anh – MSSV: 20171968 Trang 60 Đồ án nhiệt lạnh II GVHD: ThS Nguyễn Văn An LỜI KẾT Sau trình nhận đề tài, tìm hiểu đề tài, lên phương án thực nội dung : Thiết kế sơ NMNĐ hai tổ máy 300MW, em hoàn thành nội dung thầy giao Do chưa học số mơn liên quan nên q trình làm gặp nhiều khó khăn, chắn cịn nhiều sai sót khâu tính tốn tìm hiểu nguyên lý thiết bị Em mong nhận thông cảm dạy thầy để em ngày hoàn thiện kiến thức Em xin gửi lời cảm ơn đến thầy Nguyễn Văn An anh Phan, Lương hướng dẫn giúp em hồn thành đồ án mơn học này! Em xin chân thành cảm ơn! Lã Vũ Tuấn Anh – MSSV: 20171968 Trang 61 Đồ án nhiệt lạnh II GVHD: ThS Nguyễn Văn An TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Thiết kế nhà máy nhiệt điện: PTS Nguyễn Công Hân, Th.S Phạm Văn Tân Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội 2.Giáo trình nhà máy nhiệt điện: PTS.Nguyễn Cơng Hân-Nguyễn Quốc ChungĐỗ Anh Tuấn Nhà xuất bách khoa kỹ thuật Hà Nội Lã Vũ Tuấn Anh – MSSV: 20171968 Trang 62