Nghiên cứu nhà máy nhiệt điện năng lượng sinh khối

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA : KHOA CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH - - MÔN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIỆT ĐỀ TÀI: TÍNH TỐN THIẾT KẾ SƠ BỘ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN HƠI CÔNG SUẤT 50MW GVHD SVTH : : Năm Học : Ths.Nguyễn Văn Tuấn Phạm Thanh Trúc Lê Thái Hoàng Trọng Nguyễn Văn Tiến Lê Minh Tre 2020 – 2021 Hồ Chí Minh, ngày 15, tháng 6, năm 2021 MSSV 18060051 18060451 18067011 18060571 LỜI MỞ ĐẦU Điện nhu cầu thiếu giới Dựa vào khả sản xuất tiêu thụ điện mà ta hiểu rõ phần phát triển cơng nghiệp trước Điện sản xuất nhiều cách khác tùy theo lượng mà người ta chia loại nhà máy như: + Nhà máy nhiệt điện + Nhà máy thủy điện + Nhà máy điện nguyên tử + Nhà máy điện dùng lượng mặt trời Nhà máy điện nhiệt nhà máy điện, hóa nhiên liệu biến thành nhiệt cấp nhiệt cho nước để biến thành Nước đun nóng, chuyển thành nước quay tua bin nước tuabin làm chạy máy phát điện Sau qua tuabin, nước ngưng tụ bình ngưng tuần hồn lại đến nơi mà làm nóng, trình gọi chu trình Rankine Khác biệt lớn thiết kế nhà máy nhiệt điện nguồn nhiên liệu khác Một số thiết kế thích sử dụng thuật ngữ trung tâm lượng hạn sở chuyển đổi hình thức lượng từ nhiệt thành điện Một số nhà máy nhiệt điện cung cấp lượng nhiệt cho mục đích cơng nghiệp, để sưởi ấm, để khử muối nước cung cấp lượng điện Một tỷ lệ lớn khí CO2 tạo từ việc đốt nhiên liệu hóa thạch nhà máy nhiệt điện gây ảnh huởng lớn đến bầu khơng khí sống người.Vì nhà máy nhiệt điện hạn chế sử dụng cách tối ưu để giảm tác hại khí thải cơng nghiệpNhư vậy, việc tìm tịi phát triển rộng rãi hệ thống hút ẩm sấy lạnh thực phẩm, nông sản sau thu hoạch u cầu cấp bách khuyến khích phát triển nơng nghiệp, chuyển đổi cấu trồng, sản xuất mặt hàng thay nhập xuất thị trường giới, tiết kiệm lượng, giảm vốn đầu tư giá thành sản phẩm Nhà máy nhiệt điện nhà máy điện hoạt động theo nguyên lý biến đổi nhiệt thành điện năng, bao gồm nhà máy điện sinh khối, khí sinh học nhà máy điện sử dụng chất thải rắn Trong tự nhiên, sinh khối dùng để tất loại cối, trồng công nghiệp, tảo, loại thực vật bã nông, lâm nghiệp rơm rạ, bã mía, vỏ, xơ bắp, khơ, vụn gỗ, giấy vụn, vien nen go hay metan từ bãi chôn lấp, trạm xử lý nước thải, phân từ trại chăn nuôi gia súc gia cầm Phân loại nhà máy nhiệt điện - Nhà máy nhiệt điện đốt nhiên liệu hữu chia loại sau: - Phân loại theo nhiên liệu sử dụng - Nhà máy nhiệt điện đốt nhiên liệu rắn - hà máy nhiệt điện đốt nhiên liệu lỏng - Nhà máy nhiệt điện đốt nhiên liệu khí - Nhà máy nhiệt điện đốt hai ba loại nhiên liệu ( hỗn hợp ) - Phân loại theo tuabin quay máy phát - Nhà máy nhiệt điện tuabin - Nhà máy nhiệt điện tuabin khí - Nhà máy nhiệt điện tuabin khí – - Phân loại theo dạng lượng cấp - Nhà máy nhiệt điện ngưng hơi: cung cấp điện - Trung tâm nhiệt điện: cung cấp điện nhiệt - Phân loại theo kết cấu công nghệ - Nhà máy điện kiểu khối - Nhà máy điện kiểu không khối LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Lý Hiện quy mơ tồn cầu, sinh khối nguồn lượng lớn thứ tư, chiếm tới 14-15% tổng lượng tiêu thụ giới Ở nước phát triển, sinh khối thường nguồn lượng lớn nhất, trung bình đóng góp khoảng 35% tổng cung cấp lượng Vì NLSK giữ vai trò quan trọng kịch lượng soạn thảo nhiều tổ chức quốc tế có khả giữ vai trị sống việc đáp ứng nhu cầu lượng giới tương lai Trong cách dùng phổ biến nay, hiểu theo nghĩa nhiên liệu sinh khối (biomas) nhiên liệu rắn sở sinh khối, nhiên liệu sinh học (biofuel) nhiên liệu lỏng lấy từ sinh khối khí sinh học (biogas) sản phẩm trình phân giải yếm khí chất hữu Nguồn sinh khối phong phú đa dạng Do vậy, công nghệ NLSK đa dạng Trong viết này, đề cập tới số nguồn công nghệ quan trọng Việt Nam tương lai không xa Khí sinh học: Cơng nghệ khí sinh học năm qua chủ yếu phát triển quy mô gia đình Hiện chưa có thống kê xác theo đánh giá chương trình mục tiêu quốc gia nước vệ sinh môi trường nông thôn có khoảng 7% chuồng trại chăn ni có xử lý chất thải (mục tiêu đề 30%) Kết tổng điều tra nông thôn, nông nghiệp thuỷ sản 2001 cho biết tổng số hộ chăn nuôi 11 triệu Tạm lấy số ước tính có khoảng 770 nghìn chuồng trại chăn ni có xử lý chất thải Riêng dự án hỗ trợ chương trình Khí sinh học cho ngành chăn nuôi Cục Nông nghiệp, Bộ Nông nghiệp PTNT chủ trì, Hà Lan tài trợ giai đoạn 203 – 2005 xây dựng 18000 cơng trình KSH gia đình Cơng nghệ ứng dụng Việt Nam phát triển Công nghệ phổ biến thiết bị KSH nắp cố định vòm cầu xây gạch Viện Năng lượng phát triển trước Công nghệ Bộ Nông nghiệp phát triển nông thôn xây dựng thành thiết kế mẫu tiêu chuẩn ngành cơng trình KSH nhỏ Sử dụng cuối chủ yếu dung KSH để đun nấu Thắp sáng phát điện ứng dụng không phổ biến Hiện nhu cầu ứng dụng công nghệ quy mô trang trại công nghiệp trở nên cấp bách chưa đáp ứng Nhiên liệu sinh học Việc sử dụng etanol dầu thực vật làm nhiên liệu chưa áp dụng Việt Nam Hiện nay, dùng etanol pha với xăng nghiên cứu thử nghiệm thành công dừng lại nghiên cứu LỜI CẢM ƠN Trước tiên với tình cảm sâu sắc chân thành nhất, cho phép em bày tỏ lòng biết ơn đến tất cá nhân tổ chức tạo điều kiện hỗ trợ, giúp đỡ em suốt trình học tập nghiên cứu đề tài Trong suốt thời gian từ bắt đầu học tập trường đến nay, em nhận nhiều quan tâm, giúp đỡ quý Thầy Cô bạn bè Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi đến quý Thầy Nguyễn Văn Tuấn truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em suốt thời gian làm đề tài Nhờ có lời hướng dẫn, dạy bảo thầy cô nên đề tài nghiên cứu em hồn thiện tốt đẹp Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn thầy – người trực tiếp giúp đỡ, quan tâm, hướng dẫn em hoàn thành tốt báo cáo thời gian qua Đề tài thực khoảng thời gian 12 tuần Bước đầu vào thực tế em hạn chế nhiều bỡ ngỡ nên khơng tránh khỏi thiếu sót , em mong nhận ý kiến đóng góp quý báu quý Thầy Cô để kiến thức em lĩnh vực hồn thiện đồng thời có điều kiện bổ sung, nâng cao ý thức MỤC LỤ CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan nghiên cứu nhà máy nhiệt điện .1 1.1.1 Sự cần thiết tính thời .1 1.1.2 Ý nghĩa khoa học thực tiễn 1.1.3 Tình hình sản xuất sử dụng nước .5 1.1.4 Cơ hội thách thức việc phát triển lượng sinh khối Việt Nam a Cơ hội b Môi trường quốc tế thuận lợi c Thách thức CHƯƠNG : PHƯƠNG ÁN ĐẶT TỔ MÁY VÀ CÔNG SUẤT ĐƠN VỊ 11 2.1 Lựa chọn lập bảng thông số nước 11 2.2 Xác định loại nhà máy nhiệt điện thiết kế Theo yêu cầu để bài: Thiết kế nhà máy nhiệt điện đốt than có 11 2.3 Chọn công suất tổ máy Do yêu cầu thiết kế nên ta chọn phong án .11 2.4 Các thơng số tổ máy 50 MW Đặc tính kỹ thuật TB T-50130 thể qua bảng: 12 2.5 Cấu tạo nguyên lí hoạt động khỏi tuabin Khởi tổ máy T50-130 gồm có tui bin 50 MW trích điều chỉnh và1 lị bao bơi tuần hồn tự nhiên 12 2.6 Xây dựng trình giãn nở tuabin đồ thị i-s 13 2.7 Lập bảng thông số nước 14 2.8 Tính tốn cân nhiệt vật chất cho nhiệt nguyên lý 15 2.8.1 Cân nước nhà máy: 15 a Tổn thất trong: 15 b Tồn thất ngoài: 15 2.8.2 Tính sơ đồ nước bổ sung: .16 a Hệ thống tận dụng nước xả: .16 2.8.3 Tính sơ đồ khử khí phụ: 18 2.8.4 Tính cân nhiệt cho bình gia nhiệt : 19 a Cân nhiệt cao áp số 7: 20 c Cân gia nhiệt bình cao áp số 6: 20 d Cân bình gia nhiệt số 5: .22 e Cân bình khử khí : .22 f Cân bình gia nhiệt hạ áp số 4: 23 g Cân bình gia nhiệt hạ áp số 2: 23 h Cân bình gia nhiệt hạ áp số 1: 25 i Kiểm tra cân vật chất bình ngưng: 25 Chương 3: TÍNH CHỌN LỊ HƠI 33 3.1 Thông số nhiên liệu than .33 3.2 Tính tốn q trình cháy .34 3.2.1 Tính tốn q trình cháy nhiên liệu .34 a Thể tích khơng khí khơ lý thuyết cần thiết để đốt cháy hoàn toàn (kg) than 35 b Thể tích sản phẩm cháy 35 c Enthalpy khơng khí sản phẩm cháy 36 3.2.2 Phương trình cân nhiệt 36 3.2.3 Tổng nhiệt lượng đưa vào buồng lửa lò 36 a Tổn thất nhiệt khói thải đem ngồi tính theo phần trăm 39 3.2.4 hiệu suất nhiệt lò .39 3.2.5 phụ tải nhiệt lò 39 3.3 Kích thước buồng lửa 40 3.3.1 thể tích buồng lửa 40 3.3.2 Diện tích mặc đốt bên buồng lửa 40 3.3.3 Kích thước sơ buồn lửa 41 3.3.4 Lượng lò cấp cho tuabine 41 Chương : CHỌN TUABINE .43 4.1 Tuabin đối áp T-50-130/7 .43 Chương : TÍNH TỐN LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ CHÍNH 47 5.1 Tính tốn lựa chọn thiết bị gian máy .47 5.1.1 Tính tốn lựa chọn bơm cấp 47 5.1.2 Bơm nước ngưng 49 5.1.3 Bơm tuần hoàn 52 5.1.4 Chọn bình ngưng 54 5.1.5 Bình khử khí 56 5.1.6 Tính chọn bình gia nhiệt 58 a Bình gia nhiệt cao áp 58 b Bình gia nhiệt hạ áp 60 5.2 Tính tốn lựa chọn thiết bị gian lị 63 5.2.1 Lò 63 5.2.2 Hệ thống nghiền than 64 a Đặc điểm than antraxit Việt Nam .64 b Chọn hệ thống nghiền than 64 c Ưu nhược điểm hệ thống đốt than gián tiếp 65 5.2.3 Quạt tải bột than 68 5.2.4 Quạt gió 68 5.2.5 Quạt khói 71 5.2.6 Ống khói .74 TÀI LIỆU THAM KHẢO 77 TÍNH TỐN THIẾT KẾ SƠ BỘ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CÔNG SUẤT 50MW b Chọn hệ thống nghiền than Theo phân tích trên, Việt Nam tốt nên chọn hệ thống đốt than gián tiếp, có phễu than bột trung gian Mỗi lị có hệ thống chuẩn bị bột than riêng gồm có máy nghiền than vận hành song song, phân ly than thô, phân ly than mịn, qutj nghiền, phễu than nguyên phễu than bột Các thiết bị đặt gần lò Trong hệ thống nghiền than kiểu phân tán người ta đặt guồng xoắn ốc liên hệ hệ thống than bọt lò nhà máy điện Đặc điểm hệ thống nghiền than kiểu kín: Khơng khí nóng sau sấy nhiên liệu với ẩm thoát từ máy nghiền đa vào buồng lửa với bột than mịn sau phân ly than mịn c Ưu nhược điểm hệ thống đốt than gián tiếp * Ưu điểm - Sự làm việc máy nghiền độc lập với làm việc lò máy nghiền ln làm việc với sản lượng nghiền định mức, điều có lợi dùng máy nghiền bi nằm ngang - Hệ thống đốt gián tiếp thích hợp nghiền than khó cháy than antraxit do: + Bột than vận chuyển tới buồng đốt dịng khơng khí nóng có nhiệt độ cao nên làm giảm nhiệt độ vùng trung tâm cháy Nếu kết hợp vịi phun đậm đặc ảnh hưởng giảm + Than amtraxit than khó cháy có nghĩa khó có tượng tự bốc cháy bột than phễu than bột than Cho phép có liên thơng hỗ trợ bột than máy nghiền lò lò với * Nhược điểm - Hệ thống thiết bị phức tạp , phải có thêm ly mịn, phễu chưa bột than, máy cấp bột than thường phải có thêm quạt nghiền rở lực đường gió – bột than lớn GVHD: NGUYỄN VĂN TUẤN Trang 67 TÍNH TỐN THIẾT KẾ SƠ BỘ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CƠNG SUẤT 50MW - Khơng thích hợp với than dễ cháy than bnf, than nâu, than bitum nhiều chất bốc xảy tụ bốc cháy bột than phễu chưa bột than chỗ tích tụ bột than - Hệ thống nghiền thường phải đặt thêm quạt nghiền hệ thống làm việc dới chân khơng nên dễ hút gió lạnh vào hệ thống Bột than có diện tích tiếp xúc với khơng khí lớn nên dễ hút ẩm từ khơng khí, làm cho bột than dễ bị kết dính lại với - Khơng khí phân ly khỏi bột than chưa lượng than ( tới 5% cao thiết bị phân ly làm việc ) Nếu thải ngồi trời làm nhiễm mơi trường Địi hỏi phải có thiết bị thu hồi lượng bột than hay phải thổi vào buồng đốt ( khơng khí cấp ) để cháy kiệt Phễu than nguyên Máy cấp than ngun Khóa khí Hộp khơng khí trước máy nghiền (sấy sơ ) Thùng nghiền bi Phân ly thô GVHD: NGUYỄN VĂN TUẤN Trang 68 TÍNH TỐN THIẾT KẾ SƠ BỘ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CÔNG SUẤT 50MW Xyclon ( phân ly bột than khí ) Tấm chắn phân chia Phễu bột than 10 Máy chuyển than kiểu ruột gà 11 Máy cấp than bột 12 Vòi phun than 13 Ống dẫn khí từ xyclon tới máy nghiền 14 Quạt nghiền 15 Hộp khơng khí 16 Lị GVHD: NGUYỄN VĂN TUẤN Trang 69 TÍNH TỐN THIẾT KẾ SƠ BỘ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CÔNG SUẤT 50MW 17 Quạt gió 18 Bộ sấy khơng khí 19 Trích khói từ buồng lửa để sấy 20 Chỗ hỗn hợp không khí khói 21 Ống dẫn khơng khí khói đến máy nghiền 22 Khơg khí cấp 23 Van hút khơng khí lạnh 24 Van phịng nổ 25 Đường gió tái tuần hồn 26 Đường khí THÙNG NGHIỀN Than nước ta đa số loại than cứng: Antraxit, than đá máy nghiền thường loại thùng nghiền bi Suất tiêu hao điện để nghiền than là: Э=22/kλ [kWh/t] [ (3.20) trang 80 ] Chọn hệ số khả nghiền kλ=1 Э = 22 Công suất điện tiêu thụ để nghiền than cho tố máy là: WЭ=B.Э = (BE + BT ).Э = (13,68504+7,399836).22 =463,8673 [kW] [2] Từ ta chọn thùng nghiền 287/470 [2] GVHD: NGUYỄN VĂN TUẤN Trang 70 ( bảng PL 2.6b trang 145 ) TÍNH TỐN THIẾT KẾ SƠ BỘ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CÔNG SUẤT 50MW 5.2.3 Quạt tải bột than Quạt tải bột than có nhiệm vụ vận chuyển than bột nghiền đạt tiêu chuẩn kho than bột nhiệm vụ thơng gió toàn hệ thống nghiền Cần chọn cho phù hợp với nhà máy Năng suất tối ưu quạt tải than bột tính theo cơng thức kinh nghiệm sau: V  38.V (1000 k   36.R90 k  ) n D , [m3/h] [2] Trong Vδ thể tích thùng nghiền Vδ= D.П.l D đường kính thùng nghiền , D = 2,87m Còn l chiều dài thùng nghiền,l = 4,7m Vậy Vδ = 2,87.П.4,7 = 42,36 m3 Hệ số khả nghiền chọn kλ=1 Độ chứa bi thùng nghiền δ tính:  G 100  s V (%) [2] phụ tải bi tối đa tra G=35, mật độ bị 4,9 t/m3 Từ tính δ = 18,86% R90 chọn cỡ 5% Tốc độ quay thùng nghiền tra nδ = 18,7 (v/p) Thay số vào ta tính V = 71307,2 m3/h =19.8 m3/s Vậy theo phụ lục 2.4 Ta chọn quạt tải than bột BM 75/1200 Công suất động kéo quạt tải than xác định theo công thức: W 1.32.V (1   ).H 103  [kW] [2] Với V suất quạt tải than theo m3/s tính =19,8 H sức ép quạt tra H = 1180 mmH2O =10987,2 N/m2  hiệu suất quạt, tra  = 71%  nồng độ bột than so với khơng khí dịng bột than qua quạt 5.2.4 Quạt gió GVHD: NGUYỄN VĂN TUẤN Trang 71 TÍNH TỐN THIẾT KẾ SƠ BỘ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CÔNG SUẤT 50MW Quạt gió hút khơng khí từ phía gian lị thổi vào sấy khơng khí, sử dụng phần nhiệt tỏa từ gian lị, đồng thời thơng gió cho gian lị Do thiết kế gian lị vần phải tính đến bội số trao đổi khơng khí gian lị N= V/Vk V lưu lượng khơng khí hút vào quạt N <  để tránh dòng khơng khí mạnh lùa vào gian lị Khi đốt nhiên liệu ẩm nhiệt độ khơng khí vào sấy >= 30 0C để tránh tượng ăn mòn nhiệt độ thấp Đối với hệ thống nghiền than kiểu kín phân tán có thùng nghiền bi có phễu than bột trung gian quạt nghiền thường dùng để đẩy bột than đến vòi phun Nhưng sử dụng loại than antraxit có chất bốc nên ta dùng khơng khí nóng đẩy bột than vào vịi phun để tăng cường q trình bốc cháy đốt cháy bột than, cịn quạt nghiền đẩy khơng khí lượng bột than lại từ phân ly than mịn từ buồng lửa qua vòi phun phụ Để đảm bảo làm việc chắn lò người ta thường đặt lị quạt gió, phụ tải nhỏ làm việc giảm lượng tiêu hao cho quạt Năng suất quạt làm việc song song bé suất tổng quạt làm việc độc lập có đặt tính thủy lực nên chọn cho quạt làm việc song song đảm bảo suất lò Năng suất quạt gió xác định theo công thức sau: V  B.L0 ( bl   bl   nt   skk ) t  273 273 [2] B – lượng tiêu hao nhiên liệu lò cho quạt B = 21,08/2 =10,54 kg/s L0 - Lượng khơng khí lí thuyết để đốt cháy kg nhiên liệu, m3tc/kg t – nhiệt độ khơng khí lạnh hút vào quạt, Chọn t = 35 0C  bl - hệ số khơng khí thừa buồng lửa trước cụm ống pheston Chọn  bl = 1,25 GVHD: NGUYỄN VĂN TUẤN Trang 72 TÍNH TỐN THIẾT KẾ SƠ BỘ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CÔNG SUẤT 50MW  bl ,  nt - hệ số lọt khơng khí buồng lửa hệ thống nghiền than Chọn Δαbl= 0,05; Δαnt = 0,06  skk - rò khơng khí sấy khơng khí , lấy 0,05 Tính tốn lượng khơng khí lý thuyết (L0) Chú ý giá trị  lấy theo đồ án lò L0 - lấy theo đồ án lò ta  L0 = 6,625 mtc /kg Vậy thay vào ta suất gió yêu cầu: V0 = 93,74789 m3/s V0 = 337492,4 m3/h ∗Sức ép quạt gió phụ tải lị cực đại là: H = Hb − Hcb – hm [2] Trong Hb : tổng trở lực đường khơng khí có kể đến hiệu chỉnh áp lực khí 760 hkq H b   hb Với - h b hkq - tổng trở lực đường khơng khí (chọn) - áp lực khí quyển, mmHg Trở lực đường khơng khí bao gơmg trở lực đường hút, ống đẩy Trở lực đường gió thổi quạt gió: 40 mmH20 Trở lực đường đẩy khơng khí lạnh: 30 mmH20 Trở lực sấy khơng khí (C1 C2): 200 mmH20 Trở lực đường không khí nóng: 100 mmH20 Vậy  hb  40  30  200  100  370 mmH 2O  3629, N / m Do Hb  760 3629,  3629, N / m2 h 760 ( áp lực khí kq = 760 mmHg ) GVHD: NGUYỄN VĂN TUẤN Trang 73 TÍNH TỐN THIẾT KẾ SƠ BỘ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CÔNG SUẤT 50MW Hcb: sức hút tự nhiên đường khơng khí H cb  (1,  352 ).H 273  tb Ở đây: H – chiều cao phần có sức hút tự nhiên ( sấy khơng khí ống khơng khí nóng ) Chọn H= 10 m tb – nhiệt độ khơng khí sấy nóng, tb= 350 0C Do đó: hm, H cb  (1,  352 ).10  6,35 273  350 N/m2 – chân khơng buồng lửa chỗ khơng khí đưa vào hm,  hm,,  0,95H , ,, đây: hm - chân không trước cụm ống pheston thường chọn mmH20 H, - khoảng cách tính từ chỗ vịi phun đến tâm đường khói khỏi buồng lửa, lấy H, = m , Do hm  2.9,81  0,95.6  25,32 N/m2 Vậy sức ép quạt gió là: H = 3629,7 - 6,35 - 25,32 = 3598,03 N/m2 = 366,77 mmH2O Theo phụ lục 2.2 ta chọn quạt gió lọai BU-20 n=730 v/p (đã lấy d sức ép 20%) ta tra suất quạt 140.103m3 /h Công suất điện cần thiết để kéo quạt gió là: W= 9,81. V .H 103.η q , kW V0 – suất quạt gió; V0 = 93,74789 m3/s H – sức ép quạt 3598,03 mmH2O ηq – hiệu suất quạt; ηq = 0,75 GVHD: NGUYỄN VĂN TUẤN Trang 74 TÍNH TỐN THIẾT KẾ SƠ BỘ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CÔNG SUẤT 50MW 93, 74789.3598, 03 0, 75 Ta có W = = 449743,7 (W) = 449,7437 (kW) 5.2.5 Quạt khói Vì suất lị > 120 T/h, nên đặt quạt khói cho lị Khi hai quạt làm việc song song với suất quạt có giảm so với trường họp làm việc riêng lẻ Do để đảm bảo suất tồn phần lị quạt làm việc song song nên phải tâm chọn đặt tính quạt Năng suất quạt lấy dự reuwx so với tính tốn – 10 % Năng suất quạt khói tính sau: Vkh = B.(  Vy tkh  273 + L0 V ) 273 m3/s [2] B: lượng tiêu hao nhiên liệu lò hơi; B = 10,54 kg/s ( tính với quạt)  Vy – thể tích sản phẩm cháy kg nhiên liệu sau sấy khơng khí (kể lượng khơng khí thừa), m3tc/kg V – lượng khơng khí lọt vào đường khói sau phận sấy khơng khí lấy 0.2 khử bụi điện tkh : nhiệt độ khói quạt khói lấy tkh = 140 0C Theo đồ án lị ta tính  Vy = 9,31 m3tc/kg Thay số vào ta tính Vkh = 173,6824 m3/s = 625256,7 m3/h Sức ép quạt khói xác định sau: ,, H = hm + hk -hck, mmH20 hm,, [ (3.36) trang 85 ] - chân không trước cụm ống pheston, lấy mmH20 Hk – tổng trở lực đường khói có kể đến hệ số nịng độ bụi M dịng khói, trọng lượng riếng khói  vấp lực khí hkq ( từ buồng lửa đến đầu hút quạt khói ) gồm: 760  h Hk = [Hb.(1+M)+Hz+Hy] 1, 293 kq , mmH20 GVHD: NGUYỄN VĂN TUẤN Trang 75 [2] TÍNH TỐN THIẾT KẾ SƠ BỘ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CÔNG SUẤT 50MW Hb (1+M) – trở lực đường khói từ buồng lửa đến khử bụi bao gồm: trở lực đường khói lị : 200 mmH2O trở lực đường khó từ lị tới khử bụi : 10 mmH2O Vậy tổng trở lực đường khói từ buồng lửa tới khử bụi là: 210 mmH 20 Hz – trở lực khử bụi điện là: 25 mmH2O Hy – trở lực đường khói kể từ khử bụi đến chỗ khói bao gồm: Trở lực đường khói từ khử bụi tới quạt khói: 15 mmH2O Trở lực đường khói từ quạt khói đến ống khói: 30 mmH2O Trở lực ống khói: 15 mmH2O Vậy Hy = 15 + 30 + 15 = 60 mmH2O  1, 293 – hệ số hiệu chỉnh cho trọng lượng riêng cửa khói 760 hkq – hệ số hiệu chinh áp lực khí vị trí đặt nhà máy Vậy tổng trở lực đường khói: 0.85 760 hk=[210+25+60] 1.293 730 = 201,9 mmH2O hck – tổng sức hút tự nhiên đường khói kể sức hút ống khói tạo nên Sức hút tự nhiên ống khói tạo nên xác định cơng thức: 273 hck = (1,2- 273  tkh  ).Hck [2] Trong đó:  = 1,293 kg/m3tc: trọng lượng riêng khói khí áp lực p=760 mmHg nhiệt độ t = 00C, kg/m3 Hkh – chiều cao ống khói chọn kể từ chỗ khói thốt, chọn sơ Hkh = 200 m 1,2 kg/m3 – trọng lượng riêng khơng khí bên ngồi áp lực 760 mmHg nhiệt độ 200C GVHD: NGUYỄN VĂN TUẤN Trang 76 TÍNH TỐN THIẾT KẾ SƠ BỘ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CÔNG SUẤT 50MW tkh – nhiệt độ trung bình dịng khói ống khói lấy gần nhiệt độ quạt khói; tkh = 1400C Vậy: 273 hck = ( 1,2- 273  140 1,293).200 = 69 mmH2O Vậy sức ép quạt khói: H= 2+201,9 – 69 = 134,9 mmH2O Chọn quạt khói theo phụ lục 2.3 ( có tính đến dự trữ suất 10% dự trữ sức ép 20%) Ta chọn loại: 25x2 Sức ép quạt 420 mmH2O Năng suất quạt 650x103 m3/h Công suất động điện kéo quạt ( có tính đến dự trữ): 9,81.134,9.173, 6824.1,1.1, 103  .0,85  W= = 762,506 kW [2] ( chọn hiệu suất quạt khói là:   0,85 ) 5.2.6 Ống khói Ống khói thiết bị qun trọng để đẩy khói lên cao, tahir khói ngồi mơi trường, xây dựng ống khói cần phải đảm bảo yếu tố: Đảm bảo vệ sinh môi trường, yếu tố ngày vấn đề quan tâm nhà máy nhiệt điện đốt than Khi tăng chiều cao ống khói mà đảm bảo chi phí giá thành lắp đặt yêu cầu đề Đường kính ống khói chỗ khói khỏi ống khói ( đường kính trên) d2 tính theo cơng thức sau: d2 = 1.1284 V  max  kh Vkk   C2 ,m [2] – lượng khói lớn qua ống khói tất cae lị nối với cacs ống khói làm việc phụ tải định mức , m3/s ( có tổ máy nên ): GVHD: NGUYỄN VĂN TUẤN Trang 77 TÍNH TỐN THIẾT KẾ SƠ BỘ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CÔNG SUẤT 50MW V  max  kh = 1.Vkh = 1.173,6824 = 173,6824 m3/s C2 – tốc độ khói khỏi ống khói chọn 30 m/s Vậy: 173, 6824 d2 = 1,1284 3,14.30 = 2,715 m Chọn d2 = m Chiều cao ống khói chọn Hkh = 200m góc   3  tg  0, 0524 Ta có: a = Hkh  tg = 200.0,0524 = 10,481 m Vậy đường kính dưới: d1=d2+2a = 3+2.10,481= 23,962 m [2] Chọn d1 = 24 m Trở lực ống khói bao gồm trở lực ma sát tổn thất tốc độ tính theo công thức sau: GVHD: NGUYỄN VĂN TUẤN Trang 78 TÍNH TỐN THIẾT KẾ SƠ BỘ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CÔNG SUẤT 50MW H kh Ccp2 d hkh =0.04 cp  kh [2] Trong 0,04 hệ số trở lực ma sát ống khói  kh - Khối lượng riêng dịng khói , m3/kg;  kh =0,85 kg/m3 d cp – Đường kính trung bình ống khói: d cp 2.d1.d = d1  d , m với d1 - đường kính d2 – đường kính d cp 2.3.24 =  24 =5,3333 m Ccp – tốc độ trung bình dịng khói ống khói: Ccp = 4.Vkhmax  d cp2 4.173, 6824  7,78  5,3333 = m/s [2] Vậy trở lực ống khói: 200 7, 782 hkh =0,04 5,3333 0,85 = 38,59 N/m2 Từ kết ta chọn xây dựng ống khói sau: Đường kính chỗ khói d2 = m Đường kính chỗ khói vào d1 = 24 m Đường kính trung bình dịng khói dcp = 5,3333 m Chiều cao ống khói H = 200 m Sơ đồ nguyên lý GVHD: NGUYỄN VĂN TUẤN Trang 79 TÍNH TỐN THIẾT KẾ SƠ BỘ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CÔNG SUẤT 50MW GVHD: NGUYỄN VĂN TUẤN Trang 80 TÍNH TỐN THIẾT KẾ SƠ BỘ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CÔNG SUẤT 50MW TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Thanh Hào, Thiết kế lò (2009), Nhà Xuất Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh [2] Nguyễn Cơng Hân - Phạm Văn Tân, Giáo trình Thiết kế nhà máy nhiệt điện (2006) Nhà suất khoa học Kỹ thuật [3] Nguyễn Công Hân - Nguyễn Quốc Trung - Đỗ Anh Tuấn, Giáo trình nhà máy nhiệt điện, tập 1,2, (2002), Nhà suất khoa học kỹ thuật Hà Nội GVHD: NGUYỄN VĂN TUẤN Trang 81