Công nghệ sản xuất điện

Microsoft Word On tap CNSXD vd 1 Chương I Nhà máy thủy điện Giới thiệu chung + Cơ năng của dòng nước làm quay tua bin thủy lực của nhà máy thủy điện Năng lượng sẽ chuyển từ Cơ năng của nước => Điện nă.

Chương I: Nhà máy thủy điện Giới thiệu chung + Cơ dòng nước làm quay tua bin thủy lực nhà máy thủy điện Năng lượng chuyển từ Cơ nước => Điện + Công thức tính cơng suất nhà máy thủy điện: N = 9,81.𝜂.Q.H N: Công suất nhà máy (kW); 𝜂: Hiệu suất nhà máy; Q: Lưu lượng nước nhà máy (m3/s); H: Độ chênh lệch cột nước (m) + Cơng thức tính tốn lượng khơng sản xuất điện theo định luật becnuli: 𝐸 =𝐸 -𝐸 = (𝑍 − 𝑍 ) + ( )+ 𝑊 (kg.m) Nhà máy thủy điện kiểu đập + Đặc điểm: - Xây dựng đập chắn ngang sông làm cho mức nước trước đập dâng cao, tạo cột nước hình học để phát điện - Cơng suất lớn, có hồ chứa để điều tiết nước, điều chỉnh công suất + Hình vẽ: + Ưu điểm, nhược điểm: - Ưu điểm: o Có hồ chứa, tập trung cột nước với trữ lượng lớn ổn định o Điều tiết lưu lượng phục vụ cho việc lợi dụng tổng hợp nguồn nước, tránh ngập lụt hạn hán cho hạ lưu o Hồ lớn dùng để du lịch nuôi thủy sản - Nhược điểm: o Vốn đầu tư lớn o Thời gian xây dựng lâu vùng ngập nước ảnh hưởng nhiều đến sinh thái mơi trường Nhà máy thủy điện kiểu kênh dẫn + Đặc điểm: - Xây dựng hệ thống kênh dẫn tạo cột nước lớn với vốn đầu tư nhỏ - Cơng suất nhỏ, khơng có hồ chứa để điều tiết nước, khơng có khả điều chỉnh cơng suất + Hình vẽ: + Ưu điểm, nhược điểm: - Ưu điểm: o Vốn đầu tư nhỏ o Thời gian xây dựng nhanh o Ít ảnh hưởng đến mơi trường - Nhược điểm: o Công suất không lớn o Không có hồ chứa nước nên khơng có khả điều tiết nước điều chỉnh công suất Nhà máy thủy điện kiểu kết hợp đập kênh dẫn (kiểu hỗn hợp) + Đặc điểm: - Xây dựng hệ thống kênh dẫn tạo cột nước lớn với vốn đầu tư nhỏ Đồng thời phía có xây thêm đập tạo thành hồ chứa để có khả điều tiết phát điện vào cao điểm + Hình vẽ: Nhà máy thủy điện tích + Đặc điểm: - Nhà máy thủy điện tích nhà máy vừa có turbine nước vừa có bơm, Turbine để quay máy phát điện lên lưới vào cao điểm, bơm sử dụng điện lưới để bơm nước lên hồ thượng lưu tích trữ lượng vào thấp điểm - Nhà máy thường sử dụng Turbine thuận nghịch + Hình vẽ: Nhà máy thủy điện thủy triều + Đặc điểm: - Nhà máy thủy điện thủy triều nhà máy xây dựng vùng bờ biển có mức mức nước thủy triều lên xuống chênh lệch lớn (≥ 7m) + Hình vẽ: Các loại Turbine sử dụng cho nhà máy thủy điện Turbine Pelton + Đặc điểm: - Sử dụng cho cột nước lớn - Là loại turbine xung kích + Hình vẽ: Turbine Francis + Đặc điểm: - Sử dụng cho nhà máy cơng suất lớn VD: Hịa Bình, Sơn La + Hình vẽ: Turbine Banki + Đặc điểm: - Dùng cho nhà máy thủy điện nhỏ, giống rotor lồng sóc + Hình vẽ: Turbine Kaplan + Đặc điểm: - Cánh turbine điều chỉnh quay so với trục + Hình vẽ: Nhiệm vụ thiết bị điều tốc tự động - Giúp ổn định tần số Nhiệm vụ điều tiết NMTĐ - Cân lượng nước hồ lượng điện phát để đảm bảo tận dụng tối đa hiệu đập - Nhà máy thủy điện kiểu đập có khả điều tiết Chương II: Nhà máy nhiệt điện Giới thiệu chung + Nhà máy nhiệt điện nhà máy sử dụng nhiệt từ việc đốt nhiên liệu để phát điện + Nhiên liệu cho nhà máy nhiệt điện than là: Than, dầu Thành phần cấu tạo than gồm (C, H, S, O, N) + Nhiên liệu cho nhà máy nhiệt điện khí là: Khí CH4, C2H4, H2 + Phương trình phản ứng sinh lượng cho NMNĐ: C+O = CO2 + 34150 kJ/kg Các chu trình nhiệt khói NMNĐ than Chu trình truyền nhiệt nước Nước từ bình ngưng (hơi => nước) Bộ hâm nước Bao (nước => bão hòa) Bộ nhiệt (hơi bão hòa => nhiệt) Turbine Chu trình truyền nhiệt khói Bộ hâm nước Bộ sấy khơng khí Bộ lọc bụi tĩnh điện Ống khói Bộ lọc hóa học Các thiết bị NMNĐ Bao + Nhiệm vụ: Tích nước phân ly nước thành + Hình vẽ: Bộ nhiệt + Nhiệm vụ: Biến bão hòa thành nhiệt + Hình vẽ: Xem giảng Bộ hâm nước + Nhiệm vụ: Gia nhiệt cho nước cấp đến nhiệt độ sôi gần sôi trước nước vào bao + Hình vẽ: Xem giảng Bình ngưng + Nhiệm vụ: Ngưng thành nước để đưa trở lại lò tiếp tục chu trình nhiệt + Hình vẽ: Xem giảng Turbine + Nhiệm vụ: Chuyển nhiệt nước thành trục quay turbine kéo máy phát điện + Hình vẽ: Xem giảng Turbine khí + Nhiệm vụ: Chuyển nhiệt khói thành trục quay turbine kéo máy phát điện + Hình vẽ: Xem giảng Tháp tản nhiệt + Nhiệm vụ: Cưỡng nước thành để mang nhiệt đi, giảm nhiệt cho nước làm mát + Hình vẽ: Xem giảng Máy nghiền than + Nhiệm vụ: Nghiền than cục thành than cám + Hình vẽ: Bộ lọc hóa học + Nhiệm vụ: Lọc khí axit trước thải mơi trường (khí SO 2…) + Hình vẽ: Xem giảng Bộ sấy khơng khí + Nhiệm vụ: Hút khơng khí sấy thành khơng khí nóng cấp cho lị hơi, máy nghiền than + Hình vẽ: Xem giảng Chu trình nhiệt NMNĐ Chu trình Carnot + Đặc điểm: Hiệu suất cao dùng cho khí lý tưởng, nước khí thực nên NMNĐ khơng dùng chu trình + Hình vẽ: Chu trình Rankine + Đặc điểm: Sử dụng cho Turbine nhà máy nhiệt điện + Hình vẽ: Chu trình cho turbine khí – + Đặc điểm: Sử dụng cho nhà máy nhiệt điện khí chu trình kín + Hình vẽ: Chương III: Nhà máy điện hạt nhân Giới thiệu chung + Hệ thức lượng khối lượng Einstein : E= m.c2 + Phản ứng hạt nhân tỏa lượng phản ứng hạt nhân mà Tổng khối lượng hạt trước phản ứng lớn tổng khối lượng hạt sau phản ứng + Phản ứng hạt nhân: Khi hạt nhân nơ tron va chạm vào vỡ thành hạt nhân + Phản ứng dây chuyền: Khi nơ tron va chạm vào hạt nhân vỡ thành nơ tron hạt nhân khác Các nơ tron tiếp tục va chạm với hạt nhân khác để trì phản ứng gọi phản ứng dây chuyền + Phóng xạ hạt nhân hạt nhân tự phóng hạt phóng xạ để biến đổi thành hạt nhân khác Có loại tia phóng xạ là: Tia anpha α (Đặc điểm: Là hạt nhân nguyên tử heli, tia phóng xạ có khối lượng lớn nhất); Tia beta β; Tia gamma γ (Đặc điểm: sóng điện từ) + Đồng vị hạt nhân: Các hạt có số proton số nơ tron khác gọi đồng vị hạt nhân + Tỷ lệ Uranium 235 tự nhiên : 0,7% Úc nước có trữ lượng Uranium lớn + Bánh vàng không khai thác trực tiếp từ mỏ mà phải lọc quặng loại để bánh vàng Bánh vàng chứa 75% Oxit uranium + Plutonium không tồn tự nhiên mà lọc từ Các nhiên liệu Uranium qua sử dụng + Các phương pháp làm giàu Uranium: Khuếch tán khí, Siêu ly tâm, Phân tách đồng vị laser + Chất làm chậm nơ tron để giảm tốc độ nơ tron đến tốc độ nơ tron nhiệt giúp tạo phản ứng hạt nhân Nhiên liệu cho NMĐHN + Sau làm giàu, Uranium đúc thành viên nhiên liệu nặng 7g (năng lượng tương đương than đá) + Các viên nhiên liệu bỏ vào ống dài 4m, 264 ống ghép lại thành bó nhiên liệu Nguyên lý hoạt động NMĐHN Nhà máy điện hạt nhân sử dụng lò áp lực (PWR) + Đặc điểm: - Có chu trình nhiệt Chu trình chuyển lượng từ lõi lị bình trao đổi nhiệt Chu trình chuyển lượng từ bình trao đổi nhiệt đến tuabin hơi, bình ngưng Chu trình chuyển lượng từ bình ngưng đến tháp tản nhiệt - Chất tải nhiệt, chất làm chậm nơ tron nước nhẹ H2O, Nhiên liệu Uranium làm giàu + Hình vẽ Nhà máy điện hạt nhân sử dụng lị nước sơi (BWR) + Đặc điểm: - Có chu trình nhiệt Chu trình chuyển lượng từ lõi lị đến tuabin hơi, bình ngưng Chu trình chuyển lượng từ bình ngưng đến tháp tản nhiệt - Chất tải nhiệt, chất làm chậm nơ tron nước nhẹ H2O + Hình vẽ Nhà máy điện hạt nhân sử dụng lị khí (GCR) + Đặc điểm: - Nhiên liệu Uranium chưa làm giàu - Chất tải nhiệt khí CO2, chất làm chậm nơ tron Graphit - Có chu trình nhiệt Chu trình chuyển lượng từ lõi lị bình trao đổi nhiệt Chu trình chuyển lượng từ bình trao đổi nhiệt đến tuabin hơi, bình ngưng Chu trình chuyển lượng từ bình ngưng đến tháp tản nhiệt + Hình vẽ Nhà máy điện hạt nhân sử dụng lò tái sinh nhanh (FBR) + Đặc điểm: - Sử dụng Plutonium nhiên liệu - Chất tải nhiệt Natri lỏng - Có chu trình nhiệt Chu trình chuyển lượng từ lõi lị bình trao đổi nhiệt Chu trình chuyển lượng từ bình trao đổi nhiệt đến tuabin hơi, bình ngưng Chu trình chuyển lượng từ bình ngưng đến tháp tản nhiệt + Hình vẽ Điều chỉnh cơng suất NMĐHN + Muốn tăng công suất, ta kéo điều khiển lên + Muốn giảm công suất, ta hạ điều khiển xuống Chương IV: Năng lượng Năng lượng mặt trời + Năng lượng mặt trời lượng dòng xạ xuất phát từ Mặt Trời + Điện mặt trời hệ thống phát điện dựa lượng mặt trời + Pin mặt trời hoạt động dựa Hiệu ứng quang điện thường chế tạo từ Chất bán dẫn silic + Ưu điểm pin mặt trời: - Gọn nhẹ, lắp đâu có ánh sáng mặt trời vơ sạch, khơng phát thải khí vào khí - Khơng tốn chi phí vận hành - Dễ dàng ứng dụng cho thiết bị công suất nhỏ xa nguồn điện + Nhược điểm: - Giá thành cao - Chỉ khai thác lượng vào ban ngày, muốn lưu trữ phải sử dụng hệ thống ắc quy phải thay thường xuyên ảnh hưởng đến môi trường xử lý rác thải - Khó xây dựng thành nhà máy cơng suất lớn + Lò lượng mặt trời - Đặc điểm: Sử dụng gương phản xạ để đun nóng chất trung gian (thường muối) cấp nhiệt cho lị sản xuất điện Nhờ có muối nóng lưu trữ nhiệt nên lị mặt trời phát điện vào buổi tối - Hình vẽ: + Nhà máy điện mặt trời sử dụng parabol trụ - Đặc điểm: Dùng gương parabol để tập chung ánh sáng đốt nóng dầu cấp nhiệt cho lò sản xuất điện Năng lượng gió + Năng lượng gió động khơng khí di chuyển bầu khí Nguồn gốc lượng gió từ lượng mặt trời Ở Việt Nam, tỉnh ven biển Nam Trung Bộ có tiềm năng lượng gió lớn + Turbine gió sử dụng để biến đổi động không khí di chuyển bầu khí + Phân loại tua bin gió: - Turbine gió trục đứng - Turbine gió trục ngang + Ưu điểm Turbine gió - Đây lượng - Khơng phát sinh khí thải - Không gây ảnh hưởng đến môi trường - Chi phí vận hành thấp + Nhược điểm Turbine gió: - Chi phí đầu tư cao - Phát sinh tiếng ồn vận hành - Gây nên ánh sáng phản chiếu, nhấp nháy - Ảnh hưởng đến loài chim - Gây nhiễu nhỏ đến hệ thống thông tin, radar… Năng lượng thủy triều + Thủy triều: Là tượng nước dâng lên hay hạ xuống tác động mặt trăng, mặt trời, hay hành tinh khác + Nguồn gốc lượng thủy triều: Từ mặt trăng + Ưu điểm lượng thủy triều: - Nguồn lượng lý tưởng tương lai - Làm giảm phụ thuộc vào nhiên liệu dầu mỏ - Đảm bảo an ninh giới + Nhược điểm lượng thủy triều: - Chi phí đầu tư cao - Chi phí bảo trì cao - Cản trở giao thơng đường thủy đời sống hoang dã Năng lượng sóng: + Năng lượng sóng: Là lượng khai thác từ chuyển động sóng biển Năng lượng sóng dạng lượng gián tiếp từ lượng mặt trời + Nguồn gốc lượng sóng: Từ mặt trời 10 + Các phương pháp khai thác lượng sóng: Phương pháp dao động cột nước, (hình vẽ dưới) Năng lượng địa nhiệt + Năng lượng địa nhiệt lượng Năng lượng tích tụ dạng nhiệt nằm lớp vỏ trái đất Năng lượng sinh khối + Năng lượng sinh khối Năng lượng thu từ phụ phẩm nông nghiệp, chất thải sinh học Được sử dụng để sản xuất điện, nhiệt từ chất thải a Lợi ích kinh tế lượng sinh khối: - Phát triển nông thôn lợi ích việc phát triển NLSK, tạo thêm công ăn việc làm cho người lao động (sản xuất, thu hoạch ) - Thúc đẩy phát triển công nghiệp lượng, công nghiệp sản xuất thiết bị chuyển hóa lượng - Giảm phụ thuộc vào dầu, than, đa dạng hóa nguồn cung cấp nhiên liệu b Lợi ích mơi trường lượng sinh khối: - Năng lượng sinh khối tái sinh - Năng lượng sinh khối tận dụng chất thải làm nhiên liệu Do vừa làm giảm lượng rác vừa biến chất thải thành sản phẩm hữu ích 11 ... sử dụng để sản xuất điện, nhiệt từ chất thải a Lợi ích kinh tế lượng sinh khối: - Phát triển nông thơn lợi ích việc phát triển NLSK, tạo thêm công ăn việc làm cho người lao động (sản xuất, thu... chất trung gian (thường muối) cấp nhiệt cho lò sản xuất điện Nhờ có muối nóng lưu trữ nhiệt nên lị mặt trời phát điện vào buổi tối - Hình vẽ: + Nhà máy điện mặt trời sử dụng parabol trụ - Đặc điểm:... tăng công suất, ta kéo điều khiển lên + Muốn giảm công suất, ta hạ điều khiển xuống Chương IV: Năng lượng Năng lượng mặt trời + Năng lượng mặt trời lượng dòng xạ xuất phát từ Mặt Trời + Điện