Giáo trình Tổng quan về nhà máy nhiệt điện (Nghề Vận hành nhà máy nhiệt điện Trình độ Trung cấp)

TẬP ĐỒN DẦU KHÍ VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG DẦU KHÍ  GIÁO TRÌNH MƠ HỌC: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN NGHỀ: VẬN HÀNH NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP (Ban hành kèm theo Quyết định số: 195 /QĐ-CĐDK ngày 25 tháng 03 năm 2020 Trường Cao Đẳng Dầu Khí) Bà Rịa-Vũng Tàu, năm 2020 (Lưu hành nội bộ) TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng ngun trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình Tổng quan nhà máy nhiệt điện gồm chương với nội dung sau: Chương 1: Tổng quan nhà máy nhiệt điện Chương 2: Hệ thống cung cấp nhiên liệu Chương 3: Lò Chương 4: Tua bin Chương 5: Độ kinh tế nhiệt tiêu lượng nhà máy nhiệt điện Giáo trình Tổng quan nhà máy nhiệt điện biên soạn phục vụ cho công tác giảng dạy giáo viên tài liệu học tập học viên Tuy cố gắng nhiều việc trình bày nội dung giáo trình khó tránh khỏi sai sót nên chúng tơi mong ý kiến đóng góp quý đồng nghiệp, em học viên để lần tái sau hoàn thiện Bà Rịa -Vũng Tàu, tháng 03 năm 2020 Tham gia biên soạn Nguyễn Lê Cương Lê Thị Thu Hường Nguyễn Xuân Thịnh MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 13 1.1 KHÁI NIỆM VỀ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN: 14 1.2 HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM 17 CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG CẤP NHIÊN LIỆU 13 CHƯƠNG 3: LÒ HƠI 21 3.1 THIẾT BỊ LÒ HƠI: 22 3.2 THIẾT Bị BUỒNG LỬA 27 CHƯƠNG 4: TUA BIN 61 4.1 CÁC THIẾT BỊ PHỤ VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA TUỐC BIN (TURBINE) HƠI 62 4.2 VẤN ĐỀ TỔN THẤT NHIỆT TRONG TUABIN 87 CHƯƠNG 5: ĐỘ KINH TẾ NHIỆT VÀ CÁC CHỈ TIÊU NĂNG LƯỢNG CỦA NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 115 5.1 ĐỘ KINH TẾ NHIỆT NHÀ MÁY ĐIỆN 116 5.2 QUÁ NHIỆT TRUNG GIAN 126 5.3 GIA NHIỆT, HỒI NHIỆT NƯỚC CẤP 131 TÀI LIỆU THAM KHẢO 138 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Sơ đồ đơn giản chuyển đổi lượng nhà máy điện 16 Hình 3.1: Hệ thống Nhà máy nhiệt điện 23 Hình 3.2: Cấu tạo ghi 28 Hình 3.3: Cấu tạo ghi 29 Hình 3.4: Sơ đồ buồng lửa ghhi quay 30 Hình 3.5: Buồng lửa ghi có lớp nhiên liệu truyền động tương đối ghi 31 Hình 3.6: Sơ đồ cấu tạo buồng lửa ghi bậc thang 32 Hình 3.7: Buồng lửa với việc đưa nhiên liệu từ lên 33 Hình 3.8: Sơ đồ nguyên lý làm việc buồng lửa ghi xích 33 Hình 3.9: Sơ đồ ghi xích 34 Hình 3.10: 35 Hình 3.11: Cấu tạo lò buồng lửa đốt than antraxit 36 Hình 3.12: Sơ đồ máy hất than nhiên liệu 38 Hình 3.13: Các dạng ống xoắn củabộ nhiệt 41 Hình 3.14: Cấu tạo nhiệt 41 Hình 3.15: Chuyển động nhiệt 42 Hình 3.16: Sơ đồ bố trí dịng chéo 44 Hình 3.17: Cấu tạo giảm ôn kiểu bề mặt .46 Hình 3.18: Bộ giảm ơn hỗn hợp 47 Hình 3.19: Nối giảm ơn với đường nước lị nước cấp .48 Hình 3.20: Cách bố trí giảm ơn 49 Hình 3.21: Các dạng đường khói qua nhiệt 50 Hình 3.22: Điều chỉnh nhiệt độ nhiệt cách thay đổi vị trí trung tâm lửa nhờ quay vòi phun 50 Hình 3.23: Điều chỉnh nhiệt độ cách tái tuần hồn khói 51 Hình 3.24: Ống xoắn hõm nước .52 Hình 3.25: Bộ hâm nước gang 53 Hình 3.26: Sơ đồ nối hâm nước với bao 54 Hình 3.27: Bộ sấy khơng khí kiểu thu nhiệt 55 Hình 3.28: Bộ sấy khơng khí 57 Hình 3.29: Bố trí hâm nước sấy khơng khí 58 Hình 4.1: Sơ đồ cấu tạo tuabin nước 62 Hình 4.2: Tuabin có ngưng tụ 64 Hình 4.3: Tuabin có hồn nhiệt (regeneration tuabin) 65 Hình 4.4: Tua bin có gia nhiệt (Reheated tua bin) 66 Hình 4.5: Tua bin có hồn nhiệt gia nhiệt (Regeneration and Regeat Tua Bin) 67 Hình 4.6: Tua bin casing tua bin nhiều casing 68 Hình 4.7: Hơi ngược chiều cao áp trung áp 68 Hình 4.8: Rotor có hai dịng ngược (Double flow rotor) 69 Hình 4.9: Tandem compound double flow rotor 69 Hình 4.10: Tandem-compound, two-flow, reheat, condensing tuabine 72 Hình 4.11: Tua bin loại KN .73 Hình 4.12: Sơ đồ đơn giản tua bin loại TC-F2, gia nhiệt ngưng 74 Hình 4.13: Mặt cắt phần cao áp trung áp 75 Hình 4.14: Bố trí tua bin hai dịng hạ áp điển hình 76 Hình 4.15: Mặt cắt tầng hạ áp hai dịng 77 Hình 4.16: Màng nổ an toàn (atmospheric relief diaphragms) 77 Hình 4.17: Hệ thống chống đỡ chặn vỏ 78 Hình 4.18: Hệ thống phun nước giảm ơn tuabin 79 Hình 4.19: màng (diaphragm) .79 Hình 4.20: Bố trí màng (diaphragms) cánh tuabin (buckets) 80 Hình 4.21: Khối vòi phun (nozzle block) 82 Hình 4.22: Bố trí điển hình nozzle box 82 Hình 4.23: Mặt cắt nozzle block 83 Hình 4.24: Ngun lý chiều dịng qua nozzle 84 Hình 4.25: Thiết kế tua bin 85 Hình 4.26: Vòi phun hội tụ 86 Hình 4.27: Sự chuyển đổi lượng (P-V) vòi phun 87 Hình 4.28: Bộ chèn tuabin 89 Hình 4.29: Bộ chèn tua bin 89 Hình 4.30: Quá trình tiết lưu (Throttle process) 90 Hình 4.31: Hơi rị tỷ lệ nghịch với chiều dài chèn 90 Hình 4.32: Lắp đặt vịng chèn lược (labyrinth packing ring) 92 Hình 4.33: Các loại chèn lược (labyrinth seals) - hình dạng tiếp xúc râu chèn (shape of strips) .92 Hình 4.34: Hệ thống chèn .93 Hình 4.35: Tua bin xung lực đơn giản 94 Hình 4.36: Sự chuyển đổi lượng tua bin xung lực (lưu lượng không thay đổi bánh xe công tác chuyển động) 95 Hình 4.37: Chiều dịng cánh xung lực 96 Hình 4.38: Tầng cánh tua bin xung lực lý tưởng 96 Hình 4.39: Loại tuabin tầng cánh Curtis đơn giản 98 Hình 4.40: Tầng cánh tuabin loại Rateau đơn giản 98 Hình 4.41: Tầng cánh tuabin loại Rateau Curtis đơn giản .99 Hình 4.42: Tuabin phản lực đơn giản 100 Hình 4.43: Chiều dòng cánh tua bin phản lực 100 Hình 4.44:Sự chuyển đổi lượng tua bin phản lực 101 Hình 4.45: Tầng cánh tua bin phản lực đơn giản 102 Hình 4.46:Tua bin phản lực đơn giản với tầng cánh Curtis 102 Hình 4.47: Tổn thất Profin xoáy mép 104 Hình 4.48: Tổn thất gốc đỉnh cánh 104 Hình 4.49: Sơ đồ cấu trúc tua bin xung lực nhiều tầng 108 Hình 4.50: Quá trình giản nở Tua bin xung lực nhiều tầng 109 Hình 4.51: Sơ đồ cấu trúc Tua bin phản lực nhiều tầng .110 Hình 4.52: Quá trình giản nở Tua bin phản lực nhiều tầng 111 Hình 4.53: Tuabin có hoàn nhiệt (regeneration tuabin) .113 Hình 5.1: Dùng Turbine đối áp Turbine túy 120 Hình 5.2: Turbine ngưng có cửa trích 120 Hình 5.3: Dùng Turbine đối áp có trích Turbine ngưng .121 Hình 5.4: Dùng Turbine ngưng có hai cửa trích 121 Hình 5.5: Phương án sản xuất điện riêng lẽ 124 Hình 5.6: Phương án sản xuất điện phối hợp 124 Hình 5.7: Sơ đồ nguyên lý chu trình có q nhiệt trung gian .127 Hình 5.8: Sơ đồ đặt chồng 130 Hình 5.9: Sơ đồ đặt kề 131 Hình 5.10: Bồn khử khí .133 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Công suất đặt nhà máy điện 17 CHƯƠNG TRÌNH MƠN HỌC: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Tên môn học: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Mã môn học: KTĐ19MH56 Thời gian thực môn học: 30 giờ; (Lý thuyết: 28 giờ; Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, tập: giờ; Kiểm tra giờ) Số tín chỉ: 02 Vị trí, tính chất môn học: - - Mục tiêu môn học: - Vị trí: Mơn Tổng quan nhà máy nhiệt điện môn học dùng để đào tạo cho nghề vận hành điện nhà máy nhiệt điện Môn học bố trí sau học xong mơn học chung Tính chất: Mơn Điện kỹ thuật môn học cung cấp kiến thức kỹ mang tính chất tảng giới thiệu thiết bị điện thường gặp nhà máy công nghiệp Về kiến thức: - Trình bày hệ thống nhà máy điện Nắm nguyên lý làm việc, thiết bị nhà máy - Trình bày sơ đồ cấu tạo, nguyên lý làm việc, chu trình nhiệt nhà máy - Về kỹ năng: - - Tính tốn tiêu kinh tế kỹ thuật nhà máy điện Về lực tự chủ trách nhiệm: - Cẩn thận, nghiêm túc học tập cơng việc - Rèn luyện tính kiên nhẫn, xác tỉ mỉ cơng việc Nội dung mơn học: 5.1 Chương trình khung nước làm mát bình ngưng Hình 5.5: Phương án sản xuất điện riêng lẽ Hình 5.6: Phương án sản xuất điện phối hợp Lượng nhiệt tiết kiệm sản xuất điện tuốc bin trích là: ΔQđ = Qng – Qtr = ΔGk(ik – ik') (5.23) Trong đó: Chương 5: Độ kinh tế nhiệt tiêu lượng nhà máy nhiệt điện Trang 124 Lượng nhiệt tiêu hao cho tuốc bin trích là: Qtr = Nđ + Qktr t Lượng nhiệt tiêu hao cho tuốc bin ngưng là: Qng = Nđ + Qk Thay ΔGk từ (4.20) vào (4.21) ta được: (5.24) ΔQđ = (1 - y)Gn (ik – ik’) 5.1.3 Ảnh hưởng thông số đến độ kinh tế nhà máy nhiệt điện ❖ Các thông số ảnh hưởng đến hiệu suất độ kinh tế nhà máy điện: Đối với Turbine khí, độ kinh tế phụ thuộc nhiều vào: Độ bám bẩn tầng máy nén Nhiệt độ áp suất môi trường Độ điều chỉnh cánh hướng gió vào, Bleed van - Áp lực gió nghiền (nếu đốt nhiên liệu lỏng) Nhiệt độ khí Hiệu suất nhà máy nhiệt điện chu trình đơn hiệu suất nhà máy nhiệt điện chu trình hỗn hợp khác Trong nhà máy nhiệt điện chu hổn hợp: hiệu suất nhà máy cấu thành hiệu suất lò hơi, hiệu suất tuabin hiệu suất máy phát Do yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất nhà máy nhiệt điện yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất thành phần cấu thành Về điều kiện môi trường: - Hiệu suất GT ảnh hưởng nhiều tới nhiệt độ khơng khí, độ ẩm, áp suất khơng khí - Với nhiệt điện ngưng truyền thống: nhiệt độ nước làm mát có ảnh hưởng lớn nhất, tới điều kiện môi trường xung quanh Về thông số thiết kế: - Thông số làm việc: tới hạn, tới hạn, siêu tới hạn - Cấu hình lị- (tái sấy: single hay double), - Số cửa trích tua bin - Độ chân khơng bình ngưng - Nhiệt độ khói thải - Chọn tổn thất đường ống , van Chế độ vận hành ❖ Đối với Turbine hơi: Ngồi thơng số ảnh hưởng Turbine, máy phát, mơi trường,…cịn có ảnh hưởng lớn lị hơi, bao gồm thông số Chương 5: Độ kinh tế nhiệt tiêu lượng nhà máy nhiệt điện Trang 125 sau: - Hiệu suất độ nghẽn sấy khơng khí - Độ bề mặt ống nước, Độ bảo ôn tốt Thông số nước cấp tốt (áp lực, nhiệt độ) Hiệu suất tiết nhiệt Khả truyền nhiệt trao đổi nhiệt Chế độ cháy, bao gồm mức độ tán nhuyễn nhiên liệu, mức độ xốy khơng khí đưa vào lửa, tỷ số nhiên liệu / khơng khí, nồng độ CO2 khí thải - Độ cánh động, cánh tĩnh Độ kín chèn gối trục, chèn phần chenh lệch áp suất, chèn chu vi, chèn trục Thơng số trích (áp suất, nhiệt độ ) Hiệu suất gia nhiệt nước cấp vào lị - Độ chân khơng bình ngưng (thơng số có tầm ảnh hưởng nhiều nhất) Hiệu suất giải nhiệt bình ngưng, độ ống giải nhiệt, lưu lượng nước tuần hoàn 5.2 QUÁ NHIỆT TRUNG GIAN 5.2.1 Khái niệm chung: Bộ nhiệt lắp đặt để tăng nhiệt độ bảo hòa sinh lò đến nhiệt độ yêu cầu với lượng nhiệt bổ sung Trường hợp lò trực lưu, bảo hòa gia nhiệt thành nhiệt có nhiệt độ thấp đầu vào Mặt khác, nhiệt trung gian lấy dãn nở Turbine cao áp, mà có nhiệt độ gần nhiệt độ bão hòa, để gia nhiệt lại lò lê yới nhiệt độ yêu cầu với mục đích nâng cấp hiêu suất Turbine giảm ăn mòn cánh turbine Cả hai thiết bị gọi thiết bị phụ lị nằm đường khói có nhiệ độ cao 5.2.2 Nâng cao hiệu chu trình phương pháp nhiệt trung gian Như phân tích trên, để nâng cao hiệu suất chu trình nhà máy ta tăng đồng thời áp suất nhiệt độ đầu nhiệt Nhưng thực tế tăng nhiệt độ T0 lên bị hạn chế sức bền kim loại chế tạo thiết bị, tăng áp suất P0 lên thơi độ ẩm cuối tuốc bin tăng lên, làm giảm hiệu suất tuốc bin, tăng khả mài mòn ăn mòn cánh tuốc bin Để khắc phục tình trạng này, người ta cho dãn nở sinh công số tầng đầu tuốc bin đưa trở lại lò nhiệt lần (gọi nhiệt trung gian hơi) để tăng nhiệt độ hơi, sau đưa trở lại tầng tuốc bin tiếp tục dãn nở sinh Chương 5: Độ kinh tế nhiệt tiêu lượng nhà máy nhiệt điện Trang 126 công đến áp suất cuối Pk (QNTG) Hình 5.7: Sơ đồ nguyên lý chu trình có nhiệt trung gian 1- Bơm nước cấp; 2- Lò hơi; 3- Bộ nhiệt; 4-Phần cao áp Turbine 5- Bộ nhiệt trung gian; 6- Phần hạ áp Turbine; 7- Bình ngưng Hình 5.7 biểu diễn sơ đồ ngun lý chu trình có q nhiệt trung gian Mục đích nhiệt trung gian lμ giảm bớt độ ẩm cuối tuốc bin tăng nhiệt độ vào tầng Nhiệt độ khỏi nhiệt trung gian lên đến nhiệt độ ban đầu (trước vào tuốc bin) Có thể xem chu trình q nhiệt trung gian gồm hai chu trình, chu trình Chương 5: Độ kinh tế nhiệt tiêu lượng nhà máy nhiệt điện Trang 127 (chu trình ban đầu) chu trình phụ Chu trình ban đầu tiêu thụ lượng nhiệt p0 sinh công l0 , Chu trình phụ tiêu thụ lượng nhiệt Δqtg sinh cơng Δltg Hiệu suất chu trình có nhiệt trung gian viết là:  cttg = l + ltg l0 q0 = q0 + qtg 1+ 1+ ltg l0 qtg (5.25) q0 Trong đó: l0 =  ctk : hiệu suất chu trình ban đầu khơng có q nhiệt trung gian q0 ltg ltg = A : Là hệ số lượng chu trình phụ, viết lại:  cttg = l0 q0 1+ 1+ ltg ltg l0 l0 l0 q0 ltg =  ctk 1+ A  ctk 1+ A '  ct (5.26) qtg Từ (5.26) ta thấy:  ctqn   ctk (1+A) > (1 + A  ctk ) , ngĩa  ctk   ct'  ct' Tóm lại nhiệt trung gian làm cho hiệu suất chu trình tăng lên  ctk   ct' tức hiệu suất chu trình phụ lớn hiệu suất chu trình ban đầu Như muốn nâng cao hiệu suất chu trình nhiệt trung gian phải chọn giá trị áp suất trước nhiệt trung gian nhiệt độ sau nhiệt trung gian hợp lý để nhiệt độ tương đương chu trình phụ lớn chu trình ban đầu, thoả mãn điều kiện  ctk   ct' Thực tế chứng tỏ rằng: Quá nhiệt trung gian đem lại hiệu tối đa áp suất nhiệt trung gian (0,25-0,3) áp suất ptg 5.2.3 Các phương pháp nhiệt trung gian: Có hai loại a Quá nhiệt trung gian kiểu xạ Kiểu ống lắp đặt vùng nhiệt độ cao lò nhận nhiệt xạ từ lửa Sự nhiệt nhiệt xạ tạo nên vùng truyền nhiệt Tuy nhiên, việc chọn lựa vật liệu, cấu tạo thiết kế phải cân nhắc kỹ để bảo vệ ống khỏi lửa mạnh Bộ nhiệt xạ lắp đặt lò trường hợp sau: + Khi chức tường nước, tường bên tường ngăn giống Chương 5: Độ kinh tế nhiệt tiêu lượng nhà máy nhiệt điện Trang 128 nhiệt suốt chiều cao tồn lị + Khi phần buồng đốt có tác dụnh vách nhiệt + Khi lắp nhiệt kiểu từ khu vực trần vùng tường trước lò b Quá nhiệt trung gian kiểu đối lưu Kiểu lắp đoạn vùng truyền nhiệt đường khói lị hơi, tạo q nhiệt nhờ trao đổi nhiệt đối lưu với khói trí lắp Bộ q nhiệt kiểu ống lắp đặt đứng nằm ngang phu thuộc vào vị Sự klhác cấu tạo nhiệt phụ thuộc vào nhiện liệu dùng kiểu ló áp dụng Trường hợp lị đốt than, nhiệt độ khói, tốc độ khói,… cần cân nhắc vấn đề ống đặt sát gây kết dính tro nóng chảy, vấn đề mài mịn tro… Thậm chí trường hợp lò đốt dầu nặng, vật liệu ống, chêm ống,…và nhiệt độ vách ống cần xem xét vấn đề ăn mòn nhiệt độ cao 5.2.4 Mở rộng nhà máy điện với thông số cao Việc xây dựng nhà máy điện trước hết nhằm đáp ứng yêu cầu công suất Nhưng nhu cầu điện khơng ngừng tăng lên, để đáp ứng phần nhu cầu năm sản xuất, từ giai đoạn thiết kế máy phải tính đến điều kiện để mở rộng máy cho năm như: nguồn nước, vị trí diện tích đất, hướng mở rộng Trong thựuc tế, song song với việc xây dựng nhà máy có cơng suất thơng số lớn hơn, người ta tiến hành mở rộng máy cũ cách đặt thêm thiết bị có cơng suất thơng số lớn Việc mở rộng nhμ máy cũ tiến hành theo hai phương án: a Mở rộng nhà máy điện phương pháp đặt chồng: Mở rộng nhà máy điện phương pháp đặt chồng biểu diễn hình (4.6) Nội dung phương pháp đặt chồng đưa phận hay toàn máy điện vận hành với thơng số thấp lên máy có thơng số cao Xây dựng chồng ý nghĩa mở rộng cơng suất cịn bao hàm ý nghĩa đại hóa máy có trình độ kỹ thuật cịn thấp Muốn xây dựng chồng người ta đặt thêm tuốc bin lị thơng số cao Tuốc bin cao áp chọn loại đối áp hay loại trích cấp từ lò Ở ta xét phương án dùng tuốc bin đối áp để đặt chồng Hơi thoát tuốc bin đặt chồng phải có áp suất áp suất tuốc bin cũ vận hành, nhiệt độ thoat trùng tốt nhất, nhỏ phải áp dụng nhiệt trung Chương 5: Độ kinh tế nhiệt tiêu lượng nhà máy nhiệt điện Trang 129 gian trước đưa vào tuốc bin cũ Thực đặt chồng cao áp hiệu suất máy tăng lên Hình 5.8: Sơ đồ đặt chồng 1,2,3,4,5: Bơm nước cấp,lò hơi, Turbine, máy phát bình ngưng hệ thống cũ 6,7,8,9: Bơm nước cấp,lò hơi, turbine máy phát hệ thống Đặt chồng thực phần thực hoàn toàn, nghĩa tuốc bin cũ nhận phần toàn từ tuốc bin đặt chồng, đặt chồng phần lị cũ phải làm việc, cịn thực hồn tồn lị cũ để dự phịng tháo Hiệu suất chu trình có đặt chồng khơng hồn tồn :  ctch = l + l ch q + l ch  ctch =  ctk Trong đó:  ctch = l ch l0 l = l q0 + ch q0 1+ (5.27) + Ach + Ach ctk l0 hiệu suất chu trình ban đầu q0 Ach hệ số lượng đặt chồng Ach =  ch (ich − i ) i0 − i k (5.28)  ch tỷ lệ lượng đưa vào so với lượng turbine ban đầu Ich, i0, ik Entanpi trước Turbine đặt chồng, trước Turbine cũ ban đầu Chương 5: Độ kinh tế nhiệt tiêu lượng nhà máy nhiệt điện Trang 130 ) sau Turbine cũ Do đặt chồng nên hiệu suất chu trình tăng lên lượng là:  ch =  ch −  ctk Ach (1 −  ctk ) =  ctk + Ach  ctk (5.29) Qua ta thấy hiệu việc đặt chồng lớn  ctk thấp Ach cao Hệ số lượng Ach lớn αch= nghĩa đặt chồng hoàn toàn b Mở rộng nhà máy cách đặt kề: Mở rộng nhà máy điện phương pháp đặt kề biểu diễn (hình 5-9) Nội dung phương pháp đặt thêm hệ thống lị, tuốc bin có đầy đủ thiết bị phụ bên cạnh hệ thống cũ Nếu hệ thống có thơng số cao nối với với hệ thống cũ phải qua giảm ôn giảm áp 1 Hình 5.9: Sơ đồ đặt kề 1,2,3,4,5:Bơm nước cấp, lò hơi, Turbine, máy phát bình ngưng hệ thống cũ 6,7,8,9: Bơm nước cấp, lị hơi, Turbine, máy phát bình ngưng hệ thống 5.3 GIA NHIỆT, HỒI NHIỆT NƯỚC CẤP 5.3.1 Khái niệm chung Chức gia nhiệt có nhiệm vụ gia nhiệt nước ngưng lên đến nhiệt độ cao trước cấp vào bồn khử khí nước cấp Bộ hâm nước thiết bị sử dụng phần nhiệt cịn lại khói thải để đốt nóng nước cấp lị Lắp đặt hâm nước có lợi sau: - Hiệu suất lò tăng lên giảm tổn thất nhiệt khói - Nó làm giảm ứng suất nhiệt lị làm giảm chênh lệch nhiệt độ Chương 5: Độ kinh tế nhiệt tiêu lượng nhà máy nhiệt điện Trang 131 bao nước cấp đốt nóng - Tiết kiệm kim loại quý để chế tạo bề mặt sinh hơi,còn hâm nước đặt vùng có nhiệt độ thấp nên chế tạo gang 5.3.2 Hồi nhiệt hâm nước cấp Bộ hâm nước cấp thường phân chia theo chiều chuyển động dịng khói nước cấp sau: - Các dịng mơi chất chiều - Các dịng mơi chất ngược chiều - Dạng hỗn hợp Dạng dịng mơi chất chiều, dịng khói chạy chiều với dịng nước cấp, dạng dịng mơi chất ngược chiều dịng ngược chiều Còn dạng hỗn hợp kết hợp hai dạng Phần lớn hâm nước dạng ngược chiều có hiệu suất truyền nhiệt cao Ngồi ra, hâm nước trước cịn phân chia thành dạngkhông sôi dạng sôi, tùy theo mức độ đốt nóng Với dạng khơng sơi nhiệt độ nước cấp khỏi hâm nước dạng nhiệt độ bảo hòa cấp cho lò Ở dạng sôi, phần nước cấp bị bay hâm nước, cấp cho lò dạng hỗn hợp nước Trong trường hợp cần đặt biệt ý đến phương pháp nối hâm nước với bao Về mặt cấu tạo hâm nước, nói chung gồm dàng ống cong làm gang thép, nước ống cịn khói ngồi ống Thơng thường người ta bố trí cho nước từ xuống khói từ lên nhằm tạo hiệu suất gia nhiệt cao 5.3.3 Khử khí nhà máy nhiệt điện Khử khí cho nước cấp loại trừ khỏi nước chất khí hịa tan nước, chủ yếu khí O2 Khí có lẫn nước gây tượng ăn mòn bên bề mặt đốt lò thiết bị Phương pháp thông dụng nhà máy điện khử khí nhiệt Theo định luật Henry mức độ hoμ tan nước chất khí phụ thuộc vào: - Nhiệt độ nước - Áp suất riêng phần chất khí phía mặt nước Nếu gọi Gkh lượng khí hồ tan nước, kkh hệ số hồ tan chất khí nước pkh áp suất riêng phần chất khí phía mặt thống thì: Gkh = kkh pkh (5.30) Theo định luật Dalton áp suất hỗn hợp khí tổng áp suất riêng phần chất khí thành phần Nếu coi khoảng không mặt nước buồng chứa Chương 5: Độ kinh tế nhiệt tiêu lượng nhà máy nhiệt điện Trang 132 hỗn hợp khí nước chất khí thành phần hỗn hợp Vì ta viết: n p kh = p − p h −  pi (5.31) Trong đó: P: Là áp suất chung hỗn hợp khí bề mặt nước Ph : Là áp suất riêng phần nước Pkh : Là áp suất riêng phần chấy khí thành phần Thay (4.31) vào (4.30) ta lượng oxy hòa tan nước: n   G o2 = k o2  p − p h −  p    (5.32) Hình 5.10: Bồn khử khí 1- bồn nước cấp; 2- nước cấo; 3-ống thủy; 4-đồng hồ áp suất; 5-khí thốt; 6-đĩa phân phối nước; 7- nước ngưng từ thốt; 8-van tín hiệu; 9-bình ngưng tụ hơi; 10-khí thốt; 11-đường xả; 12-phân phối nước; 13-cơt khử khí;14-phân phối hơi; 15-hơi vào Mục đích khử khí loại trừ O2 hịa tan nước khỏi nước Nếu áp suất riêng phần p o Oxy nước nhỏ p o khơng gian bề mặt 2 thống O2 khơng thể khỏi nước mà ngược lại hòa tan thêm vào Chương 5: Độ kinh tế nhiệt tiêu lượng nhà máy nhiệt điện Trang 133 nước Nếu p o nước ngồi nước bão hịa oxy khơng thể hịa tan thêm Nếu p o không gian bề mặt thống nhỏ p o2 nước O2 thoát khỏi nước đạt tới trạng thái thăng Do đó, O2 dễ dàng khỏi nước phải làm cho áp suất p o mặt nước thật nhỏ cách nâng cao áp suất riêng phần ph nước khơng gian bề mặt thống lên thật lớn, cho ph ≈ p Muốn vậy, cần đun nước đến sôi để tăng lượng bề mặt thống Bình khử khí gồm cột khử khí bồn chứa Trong bình khử khí, nước đưa vào phía cột khử khí qua đĩa phân phối rơi xuống mưa Hơi từ phía cột lên chui qua dịng nước, q trình chuyển động ngược chiều truyền nhiệt cho nước làm tăng nhiệt độ nước đến nhiệt độ bão hồ tương ứng với áp suất bình khử khí Khi áp suất riêng phần H2O tăng lên, cịn áp suất riêng phần chất khí khác giảm xuống chúng dễ dàng thoát khỏi nước lên phía thải khỏi bình với lượng nước Nước khử khí tập trung xuống thùng chứa phía đáy cột khử khí Thể tích thùng chứa khoảng 1/3 suất bình khử khí Trong nhà máy điện thông số cao siêu cao người ta thường dùng bình khử khí loại ata Nhà máy điện thơng số trung bình thấp thường dùng loại khử khí 1,2 ata, gọi bình khử khí khí Bình khử khí phải đặt cao bơm nước cấp để tránh tượng xâm thực bơm Độ cao từ bơm nước cấp đến bình khử khí (7 – 8)m bình khử khí 1,2 ata (17 – 18) m bình khử khí ata 4.3.4/ Tổn thất nước ngưng nhà máy nhiệt điện, biện pháp chủ yếu để bù tổn thất Trong trình vận hành nhà máy điện, ln ln có tổn thất nước, gọi ❖ chung tổn thất môi chất Người ta phân biệt tổn thất tổn thất Tổn thất Tổn thất tổn thất nước xả lò, rò rỉ chỗ hở đường ống, mát để sấy ống khởi động nhà máy, hộ tiêu thụ dùng mà không trả lại nước ngưng đọng, dùng cho thiết bị thổi dμn ống sinh lò (để chống xỉ tro, xỉ), để sấy dầu mazút, đưa vào vòi phun phun mazút v.v Để giảm tổn thất cần thay mối nối mặt bích mối nối hàn, tăng cường độ kín tất ácc van, tận dụng lại nước đọng ống dẫn, thiết bị, van, giảm tổn thất nước ngưng khởi động gừng máy Có thể giảm tổn thất xả lò cách dùng thiết bị bốc từ nước xả lò v Chương 5: Độ kinh tế nhiệt tiêu lượng nhà máy nhiệt điện Trang 134 v v ❖ Tổn thất Tổn thất tổn thất hộ tiêu thụ nhiệt khơng hồn trả lại nước ngưng đọng cho nhà máy trả lại không đầy đủ Khi nước ngưng đọng hộ tiêu thụ trả lại hồn tồn tổn thất ngồi khơng Toàn tổn thất nhà máy điện liên tục bù lại lượng nước bổ sung xử lý Để xử lý nước bổ sung phương pháp bốc hơi, người ta dùng trích từ tuốc bin để gia nhiệt cho nước cần xử lý đến sôi biến thành thiết bị đặc biệt gọi bình bốc Bình bốc thiết bị ttrao đổi nhiệt bề mặt sơ cấp nhả nhiệt ngưng tụ thành nước, làm bốc nước bổ sung tạo thành thứ cấp Hơi thứ cấp lại ngưng tụ thành nước cất bình làm lạnh (gọi bình ngưng thứ cấp) Nước ngưng tụ từ thứ cấp (nước cất) khơng có tạp chất có chất lượng gần chất lượng nước ngưng từ bình ngưng cấp vào lị Biện pháp chủ yếu để bù tổn thất nước bổ sung thêm nước xử lý từ hệ thống xử lý nước sau loại bỏ hồn tồn tạm chất có nước, nhằm tránh tượng hư hại đấn thiết bị ăn mòn, bám cáo cặn bên ống nhẳm làm giảm q trình trao đổi nhiệt từ làm giảm hiệu suất nhà máy ❖ TÓM TẮT NỘI DUNG CHƯƠNG 5: 5.1 Độ kinh tế nhiệt 5.2 Quá nhiệt trung gian 5.3 Gia nhiệt hồi nhiệt nước cất ❖ CÂU HỎI CỦNG CỐ CHƯƠNG 5: Câu A B C D Câu A B C Tại để đạt hiệu suất cao phải làm tua bin nhiều tầng? Vì tầng tuốc bin đạt hiệu suất cao nhiệt dáng định Vì tầng lo hoi đạt hiệu suất cao nhiệt dáng định Vì tầng may phát đạt hiệu suất cao nhiệt dáng định KHông đáp án Trong nhà máy điện để kéo máy phát điện cơng suất lớn phải có tuốc bin cơng suất lớn nghĩa là: Tất Tua bin phải làm việc với lưu lượng lớn Tua bin phải làm việc với thông số cao Chương 5: Độ kinh tế nhiệt tiêu lượng nhà máy nhiệt điện Trang 135 D Câu A B C D Câu A B C D Câu A B C D Câu A B C D Câu A B C D Câu A B C D Câu A B C D Câu 10 Tua bin phải làm việc với nhiệt dáng lớn Trong tua bin nhiều tầng, tầng gọi gì? Tầng tốc độ Tầng áp lực Tầng sinh công Không đáp án Nhược điểm tua bin nhiều tầng là: Tất Tổn thất rò rỉ tương đối lớn Tầng sau tuốc bin nhiều tầng việc vùng ẩm gây tổn thất ẩm, làm cho hiệu suất tuốc bin giảm Cấu tạo phức tạp Ưu điểm tua bin nhiều tầng là: Tất Có thể chế tạo với nhiệt dáng lớn nên cơng suất lớn Dễ dàng bố trí cửa trích để gia nhiệt hâm nước cấp Tổng nhiệt dáng tất tầng lớn nhiệt dáng toàn tuốc bin Hiệu kinh tế nhiệt nhà máy điện biểu thị bằng: Tỉ số lượng điện nhận lượng nhiệt tiêu hao Tỉ số lượng nhiệt sinh lượng nhiệt tiêu hao Tỉ số lượng làm quay tua bin lượng nhiệt tiêu hao Tỉ số lượng điện nhận làm quay tua bin máy phát Suất tiêu hao tuốc bin Lượng tiêu hao để sản xuất 1Kwh điện Lượng nhiệt tiêu hao để sản xuất 1Kwh điện Lượng nhiệt tiêu hao để sản xuất 1Kwh điện có kể đến tổn thất lò tổn thất truyền dẫn Lượng nhiên liệu tiêu hao để sản xuất 1Kwh điện Suất tiêu hao nhiệt tuốc bin Lượng nhiệt tiêu hao để sản xuất 1Kwh điện Lượng tiêu hao để sản xuất 1Kwh điện Lượng nhiệt tiêu hao để sản xuất 1Kwh điện có kể đến tổn thất lị tổn thất truyền dẫn Lượng nhiên liệu tiêu hao để sản xuất 1Kwh điện Suất tiêu hao nhiên liệu nhà máy là: Lượng nhiên liệu tiêu hao để sản xuất 1Kwh điện Lượng nhiệt tiêu hao để sản xuất 1Kwh điện Lượng tiêu hao để sản xuất 1Kwh điện Lượng nhiệt tiêu hao để sản xuất 1Kwh điện có kể đến tổn thất lò tổn thất truyền dẫn Suất tiêu hao nhiệt nhà máy là: Chương 5: Độ kinh tế nhiệt tiêu lượng nhà máy nhiệt điện Trang 136 A B C D Lượng nhiệt tiêu hao để sản xuất 1Kwh điện có kể đến tổn thất lị tổn thất truyền dẫn Lượng nhiên liệu tiêu hao để sản xuất 1Kwh điện Lượng nhiệt tiêu hao để sản xuất 1Kwh điện Lượng tiêu hao để sản xuất 1Kwh điện Chương 5: Độ kinh tế nhiệt tiêu lượng nhà máy nhiệt điện Trang 137 TÀI LIỆU THAM KHẢO - Giáo trình Phần điện nhà máy điện trạm biến áp – TS Đào Quang Thạch, TS Phạm Văn Hịa - Giáo trình Phần điện nhà máy điện trạm biến áp – Bộ môn hệ thống điện – Đại học Bách khoa Đà Nẵng - Giáo trình Trạm nhà máy điện – ThS Đặng Tuấn Khanh Trang 138 ... điện nhà máy điện hạt nhân giống nguồn Chương 1: Tổng quan nhà máy nhiệt điện Trang 14 hai loại nhà máy điện khác Sau mô tả nhà máy nhiệt điện, khác biệt so với nhà máy điện hạt nhân nói sau Lị nhà. .. MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Công suất đặt nhà máy điện 17 CHƯƠNG TRÌNH MƠN HỌC: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Tên môn học: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Mã môn học: KTĐ19MH56 Thời gian... làm việc chu trình nhà máy nhiệt điện là: Nước Xăng Dầu Khí gas Các giai đoạn trung gian nhà máy nhiệt điện gọi là: Chu trình nhà máy điện Chu trình carno Chu trình Rankin Tất Quá trình chuyển