Nghiên cứu hệ thống phát điện tận dụng nhiệt thừa tại nhà máy xi măng

TÓM TẮT LUẬN VĂN Nhu cầu điện giới nói chung Việt Nam nói riêng ngày lớn Việc sử dụng nguồn điện phân tán nhằm hỗ trợ nhà máy điện trở nên vô quan trọng Áp dụng giải pháp kỹ thuật sử dụng nguồn khí thải để phát điện nhà máy cơng nghiệp sản xuất giấy, xi măng, mía đường, tạo nên bước đột phá công nghệ sản xuất điện Hiện nhà máy xi măng phát lượng nhiệt khí thải lớn, lượng nhiệt khí thải chủ yếu tháp trao đổi nhiệt thiết bị làm nguội clinker với lưu lượng nhiệt độ cao, điều gây lãng phí, đặc biệt nhiễm mơi trường Luận văn nghiên cứu lượng nhiệt khí thải thực tế nhà máy xi măng, sau tính tốn tính khả thi dự án phát điện tận dụng nhiệt thừa, dự án mang lại hai lợi ích kinh tế mơi trường Theo kết khảo sát, nhà máy xi măng có cơng suất 4300 clinker/ngày lượng khí nóng thải tháp tiền nung 226260 m3/giờ nhiệt độ 365oC; thiết bị làm nguội clinker 168000 m3/giờ nhiệt độ 366oC Với lượng khí thu hồi đưa vào nồi để phát điện tác giá tính tốn cơng suất máy phát lên đến 7,1MW đồng thời giảm thiểu lượng khí CO2 thải mơi trường 43313 khí CO2/năm Từ khố: Phát điện sử dụng nhiệt thừa, phát điện, nhiệt thừa xi ABSTRACT Power demand in the world in general and Vietnam in particular has been increasing The use of scattered sources of power to support power plants has become extremely important The application of technical solutions using waste heat for power generation in industrial plants to manufacture paper, cement, sugar has created breakthroughs in the technology of power generation At present, cement plants emit a huge amount of waste heat This waste heat is mainly in the preheater and clinker cooler with high flow and temperature This will cause waste and,especially, environmental pollution This thesis studies the actual amount of waste heat at the cement plant, then calculates the feasibility of the power generation project making use of waste heat This project will bring in both economic and environmental benefits According to the survey results, a cement plant with a capacity of 4300 tons of clinker a day, the amount of hot gas discharged from the preheater tower is 226260 m3/h at 365oC; The clinker cooler is 168000 m3/h at 366oC With this amount of hot gas recovered and put into the boiler to generate electricity, the authors calculate the capacity of the generator can be up to 7.1MW while reducing CO2 emissions into the environment is 43313 tons of CO2 per year Keywords: Using of waste heat power generation, power generation, excess heat xii MỤC LỤC Trang LÝ LỊCH KHOA HỌC viii LỜI CAM ĐOAN ix LỜI CẢM ƠN x TÓM TẮT LUẬN VĂN xi ABSTRACT xii MỤC LỤC xiii DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT xvi DANH SÁCH CÁC HÌNH xvii DANH SÁCH CÁC BẢNG xviii Chương TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Tình hình nghiên cứu ngồi nước 1.2.1 Tình hình nghiên cứu nước: 1.2.2 Tình hình nghiên cứu ngồi nước 1.3 Tính cấp thiết đề tài, ý nghĩa khoa học thực tiển đề tài 1.4 Mục tiêu đề tài 1.5 Nhiệm vụ giới hạn đề tài 1.6 Phương pháp nghiên cứu 1.7 Nội dung nghiên cứu 1.8 Điểm đề tài 1.9 Kết dự kiến Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Giới thiệu đề tài 2.2 Nguyên lý hoạt động nhà máy điện sử dụng chu trình tuốc bin nước 2.2.1 Chu trình Carno nước 2.2.2 Sơ đồ thiết bị đồ thị chu trình nhà máy điện 10 xiii 2.3 Nồi 11 2.3.1 Vai trò nồi sản xuất điện 11 2.3.2 Bao 12 2.3.3 Bộ nhiệt 12 2.3.4 Bộ hâm nước 14 2.4 Tuốc bin nhiều tầng 14 2.5 Máy phát điện 15 2.6 Chất lượng nước lò 16 2.6.1 Mục đích việc xử lý nước 16 2.6.2 Các phương pháp xử lý nước cho lò 17 Chương PHÂN TÍCH NHÀ MÁY XI MĂNG 19 3.1 Sơ đồ công nghệ sản xuất xi măng 19 3.2 Các cơng đoạn qui trình sản xuất xi măng 19 3.2.1 Khai thác đá vôi 19 3.2.2 Khai thác đất sét 20 3.2.3 Vận chuyển đồng nguyên liệu sơ 20 3.2.4 Nghiền nguyên liệu 21 3.2.5 Đồng bột sống 22 3.2.6 Cơng nghệ lị nung 22 3.2.7 Thiết bị làm nguội clinker 25 3.2.8 Trữ clinker 26 3.2.9 Nghiền xi măng 26 3.2.10 Tồn trữ xi măng, đóng bao, xuất hàng 27 3.3 Thực trạng 27 Chương TÍNH TỐN TÍNH KHẢ THI VÀ ĐỀ XUẤT LẮP ĐẶT HỆ THỐNG PHÁT ĐIỆN TẬN DỤNG NHIỆT THỪA 30 4.1 Tính tốn tính khả thi hệ thống phát điện tận dụng nhiệt thừa [7] 30 4.1.1 Khảo sát thực tế nhà máy xi măng 30 xiv 4.1.2 Tính enthalpy trung bình hỗn hợp từ nồi 33 4.1.3 Tính thông số nhiệt từ hai nồi vào tuốc bin 46 4.1.4 Tính cơng suất tuốc bin 47 4.1.5 Tính lượng giảm phát thải CO2 hệ thống mang lại 48 4.1.6 Kết tổng hợp 49 4.1.7 Bảng so sánh trước sau lắp đặt hệ thống 53 4.2 Đề xuất lắp đặt hệ thống phát điện tận dụng nhiệt thừa 54 4.2.1 Phân tích tính khả thi 54 4.2.2 Sơ đồ cấu trúc hệ thống phát điện 55 4.2.3 Các thiết bị hệ thống phát điện 55 Chương KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN 69 5.1 Kết luận 69 5.2 Hướng nghiên cứu phát triển 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO 70 PHỤ LỤC [7] 71 Bảng PL 1: Hệ số giai đoạn chuyển hố nguồn nhiệt thải chất khí 71 Bảng PL 2: Hệ số giai đoạn chuyển hoá nguồn nhiệt thải chất rắn 71 Bảng PL 3: Bảng tra thông số enthapy nhiệt độ T = 190oC 71 Bảng PL 4: Bảng tra thông số enthapy áp suất P = 1,6 bar nhiệt độ T = 330oC 72 Bảng PL 5: Bảng tra thông số enthapy áp suất P = 1,6 bar nhiệt độ T = 310oC 72 Bảng PL 6: Bảng tra thông số enthapy nhiệt độ T = 42oC 72 Bảng PL 7: Bảng tra thông số enthapy nhiệt độ T = 195oC 73 Bảng PL 8: Bảng tra nhiệt độ áp suất P = 1,5 bar enthapy H = 3121,1kJ/kg 73 Bảng PL 9: Bảng tra thông số enthapy áp suất P = 0,008 bar nhiệt độ T = 42oC 73 Bảng PL 10: Hệ số giai đoạn chuyển hoá nguồn nhiệt thải chất rắn 73 xv DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT  SP (Suspensive Pre-heater): Khu vực tháp tiền nung  AQC (Air Quenching Cooler): Khu vực làm nguội clinker  Blowdown: tháo cặn  Superheater: ống sinh nhiệt  Economizer: ống gia nhiệt ban đầu  Evaporator: ống sinh bão hòa  CCR (Control Central Room): Phòng điều khiển trung tâm  CERs: Chứng giảm phát thải khí nhà kính chứng nhận  PAC: Một loại hoá chất (Poly Aluminium Chloride)  PH (Preheater): Tháp tiền nung  CC (Clinker cooler): Làm nguội clinker xvi DANH SÁCH CÁC HÌNH Trang Hình 1.1: Nhà máy xi măng Kiên Lương Hình 2.1: Chu trình Carno nước 10 Hình 2.2: Đồ thị T – s chu trình NMNĐ 11 Hình 2.3: Nguyên lý cấu tạo nồi 13 Hình 3.1: Sơ đồ công nghệ chung 19 Hình 3.2: Máy cào sét 20 Hình 3.3: Lị nung clinker 24 Hình 4.1: Khu vực lị nung clinker 30 Hình 4.2: Sơ đồ bố trí hệ thống phát điện tận dụng nhiệt thừa 55 Hình 4.3: Sơ đồ cấu tạo nồi 56 Hình 4.4: Sơ đồ nguyên lý làm việc nồi 60 Hình 4.5: Cấu tạo tuốc bin 63 Hình 4.6: Bộ 505 điều khiển tuốc bin 64 Hình 4.7: Bộ khởi động tuốc bin 65 Hình 4.8: Hình dạng máy phát 67 xvii DANH SÁCH CÁC BẢNG Trang Bảng 2.1: Tổng hợp tiêu kinh tế kỹ thuật chủ yếu trạm phát điện cho loại cơng suất lị nung clinker [9] Bảng 4.1: Kết khảo sát lượng khí thải lượng bụi 31 Bảng 4.2: Kết đo nhiệt độ áp suất 31 Bảng 4.3: Kết đo phần trăm thể tích thành phần khơng khí SP AQC 32 Bảng 4.4: Kết tính tốn nồng độ bụi thải môi trường 34 Bảng 4.5: Kết tính tốn enthalpy thành phần khơng khí vào SP 36 Bảng 4.6: Kết tính tốn enthalpy khơng khí tươi vào SP nhiệt độ T 36 Bảng 4.7: Kết tính tốn enthalpy thành phần khơng khí khỏi SP 38 Bảng 4.8: Kết tính tốn enthalpy khơng khí tươi khỏi SP nhiệt độ T 39 Bảng 4.9: Kết tính tốn enthalpy thành phần khơng khí vào AQC 41 Bảng 4.10: Kết tính tốn enthalpy khơng khí tươi vào AQC 42 Bảng 4.11: Kết tính tốn enthalpy thành phần khơng khí khỏi AQC 44 Bảng 4.12: Kết tính tốn enthalpy khơng khí tươi khỏi AQC 44 Bảng 4.13: Bảng tổng hợp thông số nhiệt vào tuốc bin 47 Bảng 4.14: Bảng tổng hợp kết trình tính tốn 49 Bảng 4.15: Thông số thiết kế nồi AQC 58 Bảng 4.16: Bảng đặc tính nhiệt thải nồi AQC 59 Bảng 4.17: Thông số nhiệt nồi SP 60 Bảng 4.18: Thông số thiết kế nhiệt thải SP 61 Bảng 4.19: Thông số thiết kế tuốc bin nước 61 Bảng 4.20: Thông số kỹ thuật điều chỉnh tuốc bin 62 Bảng 4.21: Thông số động khởi động tuốc bin 65 Bảng 4.22: Thông số kỹ thuật ngưng tụ 66 xviii Bảng 4.23: Thông số kỹ thuật hệ thống khử khí cho ngưng tụ 66 Bảng 4.24: Đặc điểm kỹ thuật bơm nước khử khí cho nồi 66 Bảng 4.25: Thông số kỹ thuật máy phát 68 Bảng 4.26: Thơng số kỹ thuật kích từ máy phát 68 xix Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Lê Chí Kiên Chương TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề Tiềm tiết kiệm lượng công nghiệp xi măng lớn Các nghiên cứu giới ngành đạt tới 50% Vấn đề tiết kiệm lượng ngành xi măng nói chung Việt Nam nói riêng vấn đề "nóng" hội thảo tiết kiệm lượng, chưa có sách đường lối thực hiệu để giải vấn đề Với gia tăng ngày nhiều bất cập phát sinh nhu cầu sử dụng lực cung cấp lượng, kêu gọi nước biến đổi khí hậu, cân sinh thái, quốc gia giới cấp thiết cho ban hành thực hàng loạt sách liên quan đến vấn đề tiết kiệm lượng bảo vệ môi trường nhằm cứu vãn môi trường sống tương lai tồn nhân loại Đối với Việt Nam, nước phát triển mạnh mẽ nhu cầu sử dụng lượng ngày cao hơn, nguồn lượng thiếu trầm trọng, tốc độ phát triển nhà máy điện chưa đáp ứng đủ yêu cầu Trong đó, xi măng ngành kinh tế quan trọng có đóng góp lớn vào q trình phát triển đất nước ngành công nghiệp sử dụng lượng điện lớn trình sản xuất Trong điều kiện, lượng sinh q trình đốt cháy nhiên liệu hóa thạch (chủ yếu than dầu mỏ) cạn kiệt việc tái tạo phải hàng triệu năm sau vấn đề tiết kiệm sử dụng hiệu lượng quan tâm Tại Thái Lan có tới 80% nhà máy xi măng ứng dụng công nghệ phát điện tận dụng khí nhiệt thừa nhà máy xi măng Ở Trung Quốc, từ năm 2009 Chính phủ yêu cầu dự án xây dựng cần có hệ thống phát điện nhiệt dư Nhìn chung nhà máy xi măng có tiềm lớn việc ứng dụng công nghệ tận thu nhiệt thải để phát điện Được biết, nhiều đơn vị hệ thống HVTH: Lê Văn Khánh Trang Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Lê Chí Kiên Đường ống nhiệt thải vào có đường kính 3.4 m, đặt độ cao 16490 mm Đường ống nhiệt thải có đường kính 2600 mm đặt độ cao 4000 mm Đặc tính nhiệt thải nồi AQC trình bảng 4.16 Bảng 4.16: Bảng đặc tính nhiệt thải nồi AQC Stt Tên Đơn vị Thơng số Lưu lượng khí vào Nm3/h 169000 Nhiệt độ khí vào o 366 Nhiệt độ khí o C 117 Mật độ khói bụi vào g/Nm3 31,2 C  Nồi SP  Nguyên lý làm việc Nồi nhiệt thải SP thiết bị chủ yếu để sản xuất điện cách thu hồi nhiệt khí thải từ lị nung xi măng Nồi lắp đặt ống khí tháp trao đổi nhiệt cuối lò nung xi măng đầu vào ống dẫn khí thải nhiệt độ cao cuối lò Nhiệt độ đầu vào khí thải nồi 365oC Nhiệt độ khí thải giảm xuống khoảng 215oC sau khí thải qua thiết bị bay Sau khí qua lọc bụi bụi thu lại cuối lị Nồi thiết kế để có khí thải lưu thơng tự nhiên thẳng đứng Nước cấp vào đun nóng nồi AQC tầng đun sơi nồi hơi, sau nước bơm vào tầng gia nhiệt nồi SP, sau nóng đẩy lên bao Từ nước đưa đến tầng bão hoà, hỗn hợp nước nóng nước bơm trở lại bao Hơi nước bão hòa từ bao đến nhiệt, nhiệt sau sinh áp lực cao đẩy tuốc bin HVTH: Lê Văn Khánh Trang 59 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Lê Chí Kiên Hình 4.4: Sơ đồ nguyên lý làm việc nồi  Đặc tính kỹ thuật Đường kính bao Φ1800 chiều dài 5200 mm, làm từ thép Q245R Các thiết bị bên bao bao gồm thiết bị cấp nước, thiết bị đo lường thiết bị xả đáy Độ cao đặt bao 34510 mm (tính đến tâm bao hơi) Các ống đầu ống vào đầu ống đun nước có kích thước Φ219×10, làm từ thép 20/GB3087 Các ống đun nước có kích thước Φ38×3.5 xếp thành hàng chúng bó thành nhóm Mỗi nhóm hàn với ống đầu vào đầu Bảng 4.17: Thông số nhiệt nồi SP Stt Tên Tốc độ nước Áp suất nước HVTH: Lê Văn Khánh Trang 60 Đơn vị Thông số t/h 25.2 MPa 1.6 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Lê Chí Kiên Áp suất làm việc cao MPa Nhiệt độ nước o 330 Nhiệt độ nước cấp vào o 190 C C 1.8  Đặc tính nhiệt thải Đường ống vào nhiệt thải có đường kính 3000 mm, đặt độ cao 35820 mm Đường ống nhiệt thải có đường kính 3000 mm, đặt độ cao 7000 mm Nhiệt độ khí thải tương đối thấp (355oC) Và hàm lượng bụi cao (100 g/Nm3 ) Do đó, xỉ q trình hoạt động nồi nghiêm trọng Để ngăn chặn đóng xỉ này, thiết bị búa đập khí lắp đặt để loại bỏ bụi Các dàn ống đặt đỡ, búa đập vào đỡ làm rung dàn ống, bụi rơi xuống dàn ống bị rung Bảng 4.18: Thông số thiết kế nhiệt thải SP Stt Tên Đơn vị Thơng số Nm3/h 266000 Lưu lượng khí vào Áp suất khí vào MPa -7.7 Áp suất khí MPa -7.9 Nhiệt độ khí vào o 365 Nhiệt độ khí o C 215 Mật độ khói bụi vào g/Nm3 76,8 C  Tuốc bin  Đặc điểm kỹ thuật tuốc bin nước Bảng 4.19: Thông số thiết kế tuốc bin nước Tên Đơn vị Mã sản phẩm Loại HVTH: Lê Văn Khánh Trang 61 Giá trị/chi tiết K1509 N7.5-1.5 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Lê Chí Kiên Kết nối trực tiếp với Kiểu ngưng tụ Công suất Công suất tối đa Áp suất nước vào độ chênh lệch Nhiệt độ nước vào độ chênh lệch Tốc độ vào Tốc độ vào tối đa Nhiệt độ nước làm mát Nhiệt độ tối đa nước làm mát Áp suất nước xả Tốc độ quay Tốc độ thấp Độ rung Độ rung nguy hiểm Trọng lượng Kích thước tuốc bin (L × W × H) MW MW MPa o C t/h t/h o C o C MPa r/min r/min mm mm T m 6.919 8.250 1.5, +0.2, -0.2 330, +15, -10 36 43.6 25 33 0.007 3000 1770 ≤ 0.03 ≤ 0.17 70 4.92 × 4.64 × 2.85 Bảng 4.20: Thơng số kỹ thuật điều chỉnh tuốc bin Tên Tỷ lệ thay đổi tốc độ Điều chỉnh áp suất dầu Áp suất dầu bôi trơn Tốc độ dừng khẩn cấp Thiết lập lại tốc độ khẩn cấp Giá trị cảnh báo bảo vệ dịch chuyển trục tuốc bin Giá trị bảo vệ dịch chuyển cánh quạt Mã số dầu bôi trơn tuốc bin HVTH: Lê Văn Khánh Trang 62 Đơn vị % MPa MPa r/min r/min mm mm Thông số 3~6 ≥ 0.85 0.08 ~ 0.12 3270～3390 ＜2900 ±1.0 ±1.5 L-TSA46# Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Lê Chí Kiên Hình 4.5: Cấu tạo tuốc bin Tuốc bin bao gồm có hai phần rotor stator Rotor có cấu tạo khối để điều chỉnh tầng xung cánh đầu tiên, tầng xung cánh cuối chia ba chân Stato bao gồm hình trụ bên ngồi, buồng hơi, nắp đậy, vòng bi phận khác Các thiết bị phân bố kết nối với động dầu qua van có địn bẩy khí Tuốc bin bao gồm giai đoạn tốc độ chậm giai đoạn áp lực Các cánh tuốc bin tăng kích thước theo tầng, kích thước nhỏ đầu vào kích thước to tầng Tuốc bin kết nối với máy phát điện khớp nối trực tiếp Tuốc bin bao gồm vòng bi, bảo vệ vòng quay, bảo vệ di chuyển trục, búa ngắt khẩn cấp, chốt định vị để đảm bảo giãn nở nhiệt tuốc bin phù hợp với đường trục tuốc bin  Nguyên lý hoạt động tuốc bin Hơi vào ống phun, khỏi ống phun áp suất giảm xuống, tốc độ tăng lên đáng kể Hơi có tốc độ cao vào rãnh cánh động gắn bánh động, động dịng biến thành (sinh cơng), cơng dịng sinh cánh động làm cho roto tuốc bin quay Dòng chuyển động tuốc bin theo hướng dọc trục tuốc bin không giãn nở HVTH: Lê Văn Khánh Trang 63 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Lê Chí Kiên số ống phun mà giãn nở nhiều dãy cánh đặt dọc theo trục tuốc bin  Các thiết bị phụ tuốc bin - Hệ thống điều khiển Tuốc bin thông qua hệ thống điều chỉnh, bao gồm thiết bị đo tốc độ vòng quay, điều khiển Woodward 505, dầu động cơ, van điều chỉnh nước địn bẩy hồi tiếp Q trình điều chỉnh sau: đầu tiên, tín hiệu thay đổi tốc độ vịng quay tuốc bin truyền tới điều khiển 505, điều khiển lệnh điều chỉnh áp suất dầu, áp suất dầu thay đổi di chuyển van dầu làm cho van điều chỉnh vào tuốc bin thay đổi, cuối nước đầu vào thay đổi thông qua van điều chỉnh tốc độ Đồng thời, thông tin phản hồi từ kéo van dầu cân hình thành Hình 4.6: Bộ 505 điều khiển tuốc bin Bộ điều khiển 505 chuyển đổi điện thành thủy lực với áp suất dầu cao vào việc điều chỉnh thủy lực thứ cấp hệ thống kiểm soát tốc độ, điều chỉnh van nước tuốc bin nước Dầu bôi trơn, sau làm lạnh lọc, sau nén áp suất dầu bơi trơn lên cung cấp cho vịng bi, bơi trơn bánh làm mát  Máy khởi động tuốc bin HVTH: Lê Văn Khánh Trang 64 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Lê Chí Kiên Hình 4.7: Bộ khởi động tuốc bin Trang bị với động không đồng ba pha cho việc khởi động tuốc bin Khi để tuốc bin hoạt động trở lại ta phải dùng động quay tuốc bin xả vào tuốc bin Cách làm để tránh gây tổn hại đến cánh tuốc bin phải chịu lực lớn từ vào Ngồi ra, động cịn dùng để quay tuốc bin dừng hệ thống phát điện Bảng 4.21: Thông số động khởi động tuốc bin Tên Động quay hộp số Thông số Loại Công suất Điện áp Tốc độ Đơn vị kW V r/min Giá trị Y160M-6 5.5 380 AC 970  Bộ ngưng tụ Tuốc bin thuộc kiểu kết nối trực tiếp với ngưng tụ, nhiệt sau qua tuốc bin chảy xuống ngưng tụ Hơi nước chảy qua đường ống có chứa nước lạnh, nước lạnh làm mát nóng, nóng ngưng tụ lại thành nước tiếp tục trình HVTH: Lê Văn Khánh Trang 65 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Lê Chí Kiên Bảng 4.22: Thơng số kỹ thuật ngưng tụ Tên Bộ ngưng tụ Thơng số Đơn vị Kiểu Diện tích Áp suất Tốc độ Tốc độ dòng nước làm mát Nhiệt độ nước làm mát Áp suất nước làm mát (Max) Vật liệu Kích thước Khối lượng (khơng có nước) m2 MPa t/h t/h o C MPa mm t Giá trị N-1000 1000 0.007 45 2600 25 0.3 Thép không gỉ Ф20x0.7 23.541 Hơi bảo hoà làm mát ngưng tụ lại cịn lượng khí cịn lại khơng ngưng tụ Để tránh lượng khí hồ trộn lại với nước ta cần phải hút khỏi bình ngưng Bảng 4.23: Thơng số kỹ thuật hệ thống khử khí cho ngưng tụ Tên Máy bơm nước khỏi bình ngưng tụ Bộ khử khí Động bơm nước khử khí Bồn chứa nước Thơng số Loại Tốc độ Số thiết bị Công suất Điện áp Loại Áp suất nước vào Tốc độ Công suất Điện áp Thể tích Đơn vị m3/h Bộ kW V MPa t/h kW V m3 Giá trị 6N6A 100 22 380 AC CS1-20-4 0.43 120~240 45 380 AC Bảng 4.24: Đặc điểm kỹ thuật bơm nước khử khí cho nồi Tên Máy bơm HVTH: Lê Văn Khánh Thông số Đơn vị Loại Trang 66 Giá trị DG85-67×5 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Lê Chí Kiên Tốc độ Áp suất Số thiết bị Công suất Động Điện áp Áp suất làm việc Bộ khử khí Nhiệt độ làm việc Áp suất nước vào Động bơm nước Cơng suất Điện áp khử khí m3/h MPa Bộ kW V MPa o C MPa kW V 55～100 0.5 75 380 AC -0.088~-0.05 50~80 0.2 15 380  Máy phát  Loại máy phát Sử dụng máy phát QFW – 7.2 – có cánh quạt làm mát với hai cửa gió làm mát vào Phải đảm bảo nhiệt độ khơng khí lạnh làm mát máy phát điện khơng q 40oC, khơng khí làm lạnh dàn ống nước, nhiệt độ nước đầu vào làm mát khơng khí khơng q 33oC Máy phát điện cho phép hoạt động liên tục bước điện áp lên đến 110% không 90% điện áp định mức Độ lệch pha có tải khơng 10% Hình 4.8: Hình dạng máy phát HVTH: Lê Văn Khánh Trang 67 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Lê Chí Kiên  Đặc điểm máy phát Thơng số kỹ thuật máy phát trình bày bảng 4.25 thơng số kỹ thuật kích từ trình bày bảng 4.26 Bảng 4.25: Thơng số kỹ thuật máy phát Stt Tên Đơn vị Loại Công suất Hệ số cos Điện áp Dòng điện Tốc độ Hiệu suất Điện trở cuộn dây stato (mỗi pha) Điện trở cuộn dây roto kW V A r/min %   Giá trị QFW – 7.2 – 7500 0.8 6600 820 3000 97.2 0.0146 0.0259 Bảng 4.26: Thông số kỹ thuật kích từ máy phát Stt 10 Tên Loại Công suất kích từ máy phát hoạt động cuộn stato hở mạch Cơng suất kích từ máy phát điều khiển tải Cơng suất kích từ ngắn máy phát cần kích từ bắt buộc (dưới 15 giây) Điện trở cuộn dây kích từ Dịng điện kích từ khơng tải Điện áp kích từ khơng tải Dịng điện kích từ đầy tải Điện áp kích từ đầy tải Dịng điện kích từ cuộn stato ngắn mạch HVTH: Lê Văn Khánh Trang 68 Đơn vị Giá trị JL – 50 W 13.08 W 216.6 W 592.2  A V A V A 14.93 101 35 252 128 166 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Lê Chí Kiên Chương KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN 5.1 Kết luận Để đáp ứng yêu cầu sử dụng điện xã hội nay, đòi hỏi cán công nhân viên ngành không ngừng nâng cao trình độ, tiếp thu ứng dụng có hiệu thành tựu khoa học vào thực tiễn sống Song song việc nhiễm môi trường nhà máy xi măng tạo Với lý trên, tác giả định chọn đề tài “ Nghiên cứu hệ thống phát điện tận dụng nhiệt thừa nhà máy xi măng” làm đề tài luận văn mình, với bảo nhiệt tình Thầy hướng dẫn để luận văn hồn thành kết luận sau: ˗ Luận văn nghiên cứu hệ thống phát điện tận dụng nhiệt thừa nhà máy xi măng việc làm cần thiết cấp bách ˗ Kết tính tốn tính khả thi hệ thống phát điện tận dụng nhiệt thừa áp dụng cho tất nhà máy xi măng nói riêng cho tất nhà máy có lượng nhiệt khí thải mơi trường nói chung ˗ Kết nghiên cứu luận văn chứng minh hai lợi ích hệ thống lắp đặt, lợi ích mơi trường lợi ích kinh tế 5.2 Hướng nghiên cứu phát triển ˗ Kết nghiên cứu luận văn sử dụng làm tài liệu tham khảo cho nghiên cứu sinh, học viên cao học ngành Kỹ thuật điện tốn tính tốn tính khả thi hệ thống phát điện tận dụng nhiệt thừa ˗ Đặc biệt, với kết nghiên cứu mang lại lợi ích cao cho dự án lớn nhiệt điện ngành xi măng ˗ Cần xây dựng phần mềm tính tốn chun nghiệp thay phần mềm tính tốn excel HVTH: Lê Văn Khánh Trang 69 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Lê Chí Kiên TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lê Quốc Khánh Trương Duy Vĩnh, “Tận dụng nhiệt thừa khói thải lị nấu thuỷ tinh cơng ty bóng đèn phích nước Rạng Đơng để phát điện” tạp chí KHCN 02/2001 [2] Đinh Quang Huy, “Nghiên cứu thiết kế xây dựng lò sấy sơ cấp gạch ngói tận dụng nhiệt khí thải lị nung”, Báo xây dựng 1/2015 [3] Dương Hòa An Nguyễn Thị Thanh Thủy, “ Phương án phát điện sử dụng nhiệt thừa nhà máy xi măng La Hiên” Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên [4] SK.ANWARBASHA, “Waste Heat Recovery Power Plant”, Prakasam Engineering College, Kandukur [5] Gupta and Kaul, “Waste heat recovery power plants in cement industry”, Gurgaon, India [6] Chris Williams (2013), “Utilising Waste Heat for Steam Generation Within an Integrated Steelworks: A Methodology for Power Generation and CO2 Reduction”, Cardiff University, School of Engineering [7] www.x-eng.com [8] Cơng văn số 315/KTTVBĐKH-GSPT ngày 17/3/2017 Cục khí tượng thuỷ văn biến đổi khí hậu [9] Nguyễn Công Hân, “Nhà máy điện”, Nhà xuất khoa học kỹ thuật [10] Nantong Wanda Boiler Co., Ltd “AQC Waste Heat Boiler and SP Waste Heat Boiler”, Nantong, China HVTH: Lê Văn Khánh Trang 70 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Lê Chí Kiên PHỤ LỤC [7] Bảng PL 1: Hệ số giai đoạn chuyển hoá nguồn nhiệt thải chất khí A B C D E F H O2 31,32234 -20,2353 57,86644 -36,5062 -0,00737 -8,90347 CO2 24,99735 55,18696 -33,6914 7,948387 -0,13664 -403,608 -393,522 H2O 30,092 6,832514 6,793435 -2,53448 0,082139 -250,881 -241,826 28,98641 1,853978 -9,64746 16,63537 0,000117 -8,67191 19,50583 19,88705 -8,59854 1,369784 0,527601 -4,9352 N2 (100 - 500K) N2 (500 - 2000K) Bảng PL 2: Hệ số giai đoạn chuyển hoá nguồn nhiệt thải chất rắn Bụi lò nung A B C D 0,8 0,00073 -0,00000046 0,000000000052 Bảng PL 3: Bảng tra thông số enthapy nhiệt độ T = 190oC Temperature 190 °C Saturation pressure 12,55 bar a Enthalpy 807,6 kJ/kg Density 876,08 kg/m3 Entropy 2,24 kJ/kgK Vapour enthalpy 2785,3 kJ/kg Vapour density 6,39 kg/m3 Vapour Entropy 6,51 kJ/kgK Liquid Vapour HVTH: Lê Văn Khánh Trang 71 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Lê Chí Kiên Bảng PL 4: Bảng tra thông số enthapy áp suất P = 1,6 bar nhiệt độ T = 330oC Pressure 1,6 bar a Temperature 330 °C Enthalpy 3133,9 kJ/kg Density 0,58 kg/m3 Entropy 8,10 kJ/kgK Vapour fraction 100 % Bảng PL 5: Bảng tra thông số enthapy áp suất P = 1,6 bar nhiệt độ T = 310oC Pressure 1,6 bar a Temperature 310 °C Enthalpy 3093,3 kJ/kg Density 0,60 kg/m3 Entropy 8,03 kJ/kgK Vapour fraction 100 % Speed of sound 590,1033887 m/s Bảng PL 6: Bảng tra thông số enthapy nhiệt độ T = 42oC Temperature 42 °C Saturation pressure 0,082 bar a Enthalpy 175,9 kJ/kg Density 991,40 kg/m3 Entropy 0,60 kJ/kgK Liquid HVTH: Lê Văn Khánh Trang 72 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Lê Chí Kiên Bảng PL 7: Bảng tra thơng số enthapy nhiệt độ T = 195oC Temperature 195 °C Saturation pressure 13,986 bar a Enthalpy 829,9 kJ/kg Density 870,44 kg/m3 Entropy 2,28 kJ/kgK Liquid Bảng PL 8: Bảng tra nhiệt độ áp suất P = 1,5 bar enthapy H = 3121,1kJ/kg Pressure 1,50 bar a Enthalpy 3121,10 kJ/kg Temperature 323,6 °C Density 0,55 kg/m3 Entropy 8,11 kJ/kgK Bảng PL 9: Bảng tra thông số enthapy áp suất P = 0,008 bar nhiệt độ T = 42oC Pressure 0,008 bar a Temperature 42 °C Enthalpy 2579,5 kJ/kg Density 0,01 kg/m3 Entropy 9,30 kJ/kgK Bảng PL 10: Hệ số giai đoạn chuyển hoá nguồn nhiệt thải chất rắn Bụi clinker HVTH: Lê Văn Khánh A B C D 0,729 0,0005921 -0,0000005369 0,0000000002124 Trang 73 ... XUẤT LẮP ĐẶT HỆ THỐNG PHÁT ĐIỆN TẬN DỤNG NHIỆT THỪA 4.1 Tính tốn tính khả thi hệ thống phát điện tận dụng nhiệt thừa [7] 4.1.1 Khảo sát thực tế nhà máy xi măng Như phân tích nhà máy xi măng chương... XUẤT LẮP ĐẶT HỆ THỐNG PHÁT ĐIỆN TẬN DỤNG NHIỆT THỪA 30 4.1 Tính tốn tính khả thi hệ thống phát điện tận dụng nhiệt thừa [7] 30 4.1.1 Khảo sát thực tế nhà máy xi măng 30 xiv 4.1.2... trường Chính lý trên, việc chọn hướng nghiên cứu đề tài: ? ?Nghiên cứu hệ thống phát điện tận dụng nhiệt thừa nhà máy xi măng? ?? phù hợp cấp bách Hình 1.1: Nhà máy xi măng Kiên Lương HVTH: Lê Văn Khánh