PHẦN I: TÍNH NHIỆT 1. Sơ đồ nhiệt nguyên lí 1.1 Xác định các đại lượng ban đầu Công suất định mức: Ndm= 220 MW Các thông số ban đầu của hơi: po=167 bar; to= 538 °C Áp suất hơi đivề QNTG: 44,5041,00 bar Nhiệt độ hơi đivề QNTG: 345538 °C Áp suất trong bình ngưng: pk= 0,08 bar (x=0,955) Số vòng quay: n= 3000vph Các lưu lượng hơi tương đối để dùng cho các nhu cầu phụ: chèn, ejector, rò rỉ và xả là: ch = 0,005; ej = 0,000; rr = 0,000; xả = 0,000; go = 0,000 Bảng 1.1 Các thông số cửa trích tuabin 1.2 Xây dựng sơ đồ nhiệt 1.2.1 Xây dựng sơ đồ nguyên lý Nước đọng từ BGNCA phía trên (phía lò hơi) được dồn cấp từ trên xuống dưới rồi cuối cùng đưa vào bình khử khí chính. Nước đọng của các BGNHA phía trên (phía khử khí) cũng được dồn cấp từ trên xuống dưới đến BGNHA và được đưa trực tiếp vào khoang nước của bình ngưng cũng như đọng từ các bình gia nhiệt làm mát hơi chèn. Tổn thất dòng hơi chính qua van stop P0’ = P00.96 = 160.32 bar Tổn thất áp suất qua bộ QNTG: ∆P = PtQNTG – PsQNTG = 3.5 (bar) Độ khô của hơi thoát khỏi tuabin x=0.955 1.2.3 Tính sơ đồ hồi nhiệt của thiết bị tuabin Áp suất khoang hơi của bình gia nhiệt cao áp: 0.96ptr Áp suất của bình gia nhiệt hạ áp: 0.96ptr Áp suất của bao hơi PBH = 1.1P0 = 1.1167.0 = 183.7 bar Độ chênh nhiệt độ nước cấp vào bình gia nhiệt và nước ngưng bị quá lạnh trong BGN: DC =5 oC Độ gia nhiệt không tới mức của BGN: TD BGNCA: TD=2oC BGNHA: TD=3oC Hình 1.3 Sơ đồ nguyên lý xác định cân bằng bình gia nhiệt cao áp 8 Trong đó: Entanpy của hơi trích vào phần lạnh hơi i_1vLH= 3202 kJkg Entanpy của hơi trích ra khỏi phần lạnh hơi i_1rLH = 2770 kJkg Entanpy của nước đọng vào phần lạnh đọng i_1vLĐ = 1273 kJkg Entanpy của nước đọng ra khỏi phần lạnh đọng i_1rLĐ = 1124 kJkg Entanpy nước cấp vào BGN CA8 i_ncvCA8 = 1104 kJkg Entanpy nước cấp ra khỏi BGN CA8 i_ncrCA8 = 1267kJkg Lượng nước cấp vào BGN CA8 α_nc = 1+0.005 = 1.005 Hiệu suất BGN CA8 η = 0.98 Phương trình cân bằng nhiệt cho phần lạnh hơi: α_1(i_1vLHi_1rLH )η=α_nc(i_ncrCA6i_ncvLH) Phương trình cân bằng nhiệt cho GNC: α_1(i_1rLHi_1vLĐ )η=α_nc(i_ncvLHi_ncrLĐ) Phương trình cân bằng nhiệt cho phần lạnh đọng:
PHẦN I: TÍNH NHIỆT Chương 1: Sơ đồ nhiệt nguyên lí 1.1 Xác định đại lượng ban đầu - Công suất định mức: Ndm= 220 MW - Các thông số ban đầu hơi: po=167 bar; to= 538 °C - Áp suất đi/về QNTG: 44,50/41,00 bar - Nhiệt độ đi/về QNTG: 345/538 °C - Áp suất bình ngưng: pk= 0,08 bar (x=0,955) - Số vịng quay: n= 3000v/ph - Các lưu lượng tương đối để dùng cho nhu cầu phụ: chèn, ejector, rò rỉ xả là: ch = 0,005; ej = 0,000; rr = 0,000; xả = 0,000; go = 0,000 Thông số cửa trích Cửa trích số Bình gia nhiệt Áp suất (bar) Nhiệt độ (°C) CA8 75.00 420.00 CA7 44.50 345.00 QNTG qntg 41.00 538.00 CA6 18.60 420.00 BKK 10.30 335.00 HA4 6.00 280.00 HA3 2.000 165.00 HA2 0.600 86(x=1) HA1 0.250 65(x=0.985) K BN 0.0800 37.6(x=0.955) Bảng 1.1 Các thông số cửa trích tuabin 1.2 Xây dựng sơ đồ nhiệt 1.2.1 Xây dựng sơ đồ nguyên lý 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 BGNHA đưa trực tiếp vào khoang nước bình ngưng đọng từ bình gia nhiệt làm mát chèn 1.2.2 Xây dựng trình giãn nở dòng đồ thị i-s - Tổn thất dịng qua van stop P0’ = P0*0.96 = 160.32 bar - Tổn thất áp suất qua QNTG: ∆P = PtQNTG – PsQNTG = 3.5 (bar) - Độ khơ khỏi tuabin x=0.955 1.2.3 Tính sơ đồ hồi nhiệt thiết bị tuabin - Áp suất khoang bình gia nhiệt cao áp: 0.96*ptr - Áp suất bình gia nhiệt hạ áp: 0.96*ptr - Áp suất bao PBH = 1.1*P0 = 1.1*167.0 = 183.7 bar - 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=2oC BGNHA: TD=3oC (Số liệu tham khảo sách Thiết kế nhà máy nhiệt điện- T.s Nguyễn Công Hân, Th.s Phạm Văn Tân Trang 34, 35) BẢNG THƠNG SỐ HƠI- NƯỚC Thơng số Điể m Thiết bị 0' Độ gia nhiệt Thông số nước η Ptr Ttr itr (ivLH) Pbgn i''(irLH ) i'(=ibh) irLĐ trLD tbh tranc Pnc inc DC TD [bar] [℃]] [kJ/kg] [bar] [kJ/kg] [kJ/kg] [kJ/kg] [℃]] [℃]] [℃]] [bar] [kJ/kg] [℃] ] [℃] ] 538.00 3396.00 - - - - - - - - - - - - 535.30 3396.00 - - - - - - - - - - - - 191.70 1267.00 0.98 193.70 1104.00 0.98 167.0 160.3 Thông số bình gia nhiệt CA8 75.00 420.00 3202.00 71.25 2770.00 1273.00 1124.00 258.70 287.10 CA7 44.50 345.00 3069.00 42.28 2800.00 1103.00 907.60 2' qntg 41.00 538.00 3531.00 38.95 - - - CA6 18.60 420.00 3294.00 17.67 2797.00 880.60 782.80 BKK 10.30 335.00 3125.00 10.00 - - - HA4 6.00 280.00 3020.00 5.40 2752.00 652.90 499.70 118.90 154.80 HA3 2.000 165.00 2800.00 1.800 2702.00 490.70 358.30 85.26 116.90 HA2 HA1 86(x=1) 65(x=0.985) 2654.00 0.540 2501.00 0.225 2649.0 2614.0 348.60 262.10 272.20 177.50 64.63 42.60 83.26 62.63 K BN 0.600 0.250 0.080 287.1 253.7 206.2 179.8 151.8 113.9 80.26 59.63 - - - - 37.60 37.60 37.6(x=0.955) 2469.00 - 211.20 253.70 - 188.91 206.20 - Bảng 1.2: Bảng thông số hơi- nước - 179.90 - - - - - 195.70 887.60 0.98 10.00 762.80 - - 0.98 26.00 641.20 0.98 28.00 479.70 0.98 30.00 32.00 338.30 252.20 5 3 0.98 0.98 0.0800 157.50 - - - a/ Bình gia nhiệt CA8 Hình 1.3 Sơ đồ nguyên lý xác định cân bình gia nhiệt cao áp Trong đó: Entanpy trích vào phần lạnh i vLH = 3202 kJ/kg Entanpy trích khỏi phần lạnh i rLH = 2770 kJ/kg Entanpy nước đọng vào phần lạnh đọng i vLĐ = 1273 kJ/kg Entanpy nước đọng khỏi phần lạnh đọng i rLĐ = 1124 kJ/kg Entanpy nước cấp vào BGN CA8 i vCA = 1104 kJ/kg nc Entanpy nước cấp khỏi BGN CA8 i rCA8 = 1267kJ/kg nc α nc = 1+0.005 = 1.005 Lượng nước cấp vào BGN CA8 Hiệu suất BGN CA8 η = 0.98 Phương trình cân nhiệt cho phần lạnh hơi: α 1∗( i 1vLH −i rLH )∗η=α nc∗¿) Phương trình cân nhiệt cho GNC: vLĐ α 1∗( i rLH −i1 )∗ η=α nc∗¿) Phương trình cân nhiệt cho phần lạnh đọng: rLĐ vCA α 1∗( i 1vLĐ −i rLĐ ) )∗η=α nc∗(i nc −i nc Lượng trích vào BGNCA8 vCA α nc∗i rCA 1267−1104 nc −i nc α 1= = 1.005* 0,98∗(3202−1124 ) = 0.08044 vLH rLĐ η∗(i −i ) b/ Bình gia nhiệt CA7 Hình 1.4 Sơ đồ nguyên lý xác định cân bình gia nhiệt cao áp Trong đó: Entanpy trích vào phần lạnh i vLH = 3069 kJ/kg Entanpy trích khỏi phần lạnh i2 Entanpy nước đọng vào phần lạnh đọng i vLĐ = 1103 kJ/kg rLH = 2800kJ/kg Entanpy nước đọng khỏi phần lạnh đọng i rLĐ = 907.6 kJ/kg Entanpy nước cấp vào BGN CA7 i vCA = 887.6kJ/kg nc Entanpy nước cấp khỏi BGN CA7 i rCA = 1104 kJ/kg nc Lượng nước cấp vào BGN CA7 Hiệu suất BGN CA7 η α nc = 1+0.005 = 1.005 = 0.98 Phương trình cân nhiệt cho phần lạnh hơi: α 2∗( i2vLH −i rLH )∗η=α nc∗¿) Phương trình cân nhiệt cho GNC: vLĐ α 2∗( irLH −i )∗ η=α nc∗¿ ) Phương trình cân nhiệt cho phần lạnh đọng: [ α ∗( i vLĐ rLĐ rLĐ rLĐ vCA −i rLĐ ) ) + ( α )∗( i1 −i ) ∗ η=α nc∗(i nc −i nc ] Lượng trích vào BGNCA7 [ α ∗(i α = nc α2 = rCA nc rLĐ −i vCA )−( α )∗( irLĐ nc −i )∗η (i¿¿ vLH −i rLĐ ] )∗η¿ [1.005∗( 1104 −887.7 )−0.08044∗( 1124−907.7 )∗0.98] = 0.09458 ( 3069−907.6 )∗0.98 c/ Độ gia nhiệt bơm cấp Tính tốn độ gia nhiệt bơm cấp Nước cấp khỏi bơm cấp bị tăng chút entanpi đặc tính q trình nén có làm tăng nhiệt độ Do ta phải tính đến độ gia nhiệt bơm cấp để xác định entanpi nước cấp khỏi bơm cấp vào BGNCA Hình 1.5 Sơ đồ ngun lý tính độ gia nhiệt bơm cấp Cột áp đầu hút bơm cấp tính theo cơng thức: ph = pKK + ρ *g * Hh - Δ ptlh [N/m2] Cột áp đầu đẩy bơm cấp tính theo cơng thức: pd = p BH + Δp tld + ∑ Δ p GNCA + ∑ pHN + ¿ ρ * g * Hd ¿ [N/m2] Độ chênh áp bơm cấp tính theo cột áp đầu đẩu đầu hút: Δ pBC = pd - p h = ( pBH - pKK ) + ∑ Δ p tl + ρg ( H d - H h ) [N/m2] Trong đó:∑ Δ p tl = ∑ Δ p ống +¿ ∑ Δ pGNCA + ∑ Δ pHN ¿ Độ gia nhiệt bơm cấp xác định theo công thức: τ BC = Δ p BC * v tb [kJ/kg] ηB Trong đó: Δ pBC - Tổng chiều cao chênh cột áp bơm cấp [kN/m2] v tb - Thể tích riêng trung bình nước đầu vào đầu bơm cấp [m3/kg] η BC - Hiệu suất bơm cấp, thường chọn η BC = 85 Kết phần tính tốn thể bảng sau: (Các giá trị lấy sơ theo sách Thiết kế nhà máy nhiệt điện- T.s Nguyễn Công Hân, Th.s Phạm Văn Tân Trang42) Tính độ gia nhiệt bơm cấp Áp suất bar PBH 167 Áp suất BKK Trở lực ống đầu hút Trở lực ống đầu đẩy Trở lực bình gia nhiệt cao áp Trở lực hâm nước Chiều cao đầu đẩy Chiều cao đầu hút Khối lượng riêng trung bình Cột áp đầu hút bơm cấp bar bar bar PBKK Δ Ptlh ΔPtlđ 10 4 bar ΔPBGNCA bar m m ΔPHN Hđ Hh 700 20 kg/m3 ρtb 858 12 13 14 15 16 Cột áp đầu đẩy bơm cấp Độ chênh cột áp bơm cấp Thể tích riêng trung bình nước 17 Hiệu suất bơm cấp 18 Độ gia nhiệt bơm cấp Entanpy nước cấp khỏi bơm cấp 19 bar Ph = PBKK + ρh*g*Hh - ΔPPtlh Pđ = PBH + ΔPPtlđ + ∑ΔPΔPPBGNCA + ∑ΔPΔPPHN + ρđ*g*Hđ Δ P = P đ – Ph 203.54 kg/m3 vtb=1/ ρtb 0.001176 ηBC 0.85 kJ/kg τ = ΔPP*vtb/ηBC 27.902 kJ/kg incrBC = τ + ibhrBKK 781.2 bar bar Bảng 1.3: Kết tính độ gia nhiệt cho bơm cấp 5.3 208.8 d/ Bình gia nhiệt CA6 Hình 1.6: Sơ đồ xác nguyên lý định cân bình gia nhiệt cao áp Trong thơng số biết: Entanpy trích vào phần lạnh i vLH = 3294 kJ/kg Entanpy trích khỏi phần lạnh i rLH = 2797 kJ/kg Entanpy nước đọng vào phần lạnh đọng i vLĐ = 880.6 kJ/kg Entanpy nước đọng khỏi phần lạnh đọng i rLĐ = 773.3 kJ/kg Entanpy nước cấp vào BGN CA6 i vCA = 781.2 kJ/kg nc Entanpy nước cấp khỏi BGN CA6 i rCA6 = 887.7 kJ/kg nc Lượng nước cấp vào BGN CA6 Hiệu suất BGN CA6 η α nc = 1+01005 = 1.005 = 0.98 Phương trình cân nhiệt cho phần lạnh hơi: α ¿ ¿ ¿ )¿ η=(i¿¿ nc rCA −i vLH nc )∗α nc ¿ Phương trình cân nhiệt cho GNC: vLĐ vLH rLĐ α 3∗( irLH −i )∗η=α nc∗(i nc −inc ) 10