Từ khi công nghệ sản xuất điện bằng nhiên liệu hóa thạch xuất hiện, các nhà máy nhiệt điện tuabin khí đã được phát triển để sử dụng nguồn nhiên liệu khí tự nhiên và sản xuất điện một cách hiệu quả. Với quy mô sản xuất lớn và chi phí đầu tư khá thấp, nhà máy nhiệt điện tuabin khí là một trong những phương án sản xuất điện được ưa chuộng nhất trên toàn cầu. Các nhà máy nhiệt điện tuabin khí thường sử dụng khí tự nhiên như metan, propan hoặc butan để tạo ra nhiệt độ cao và tạo sức ép cho bộ phận tuabin. Khi khí cháy và tạo ra nhiệt, nó sẽ truyền nhiệt cho nước trong bình chứa nước. Nước được đun sôi và chuyển hóa thành hơi nước, tạo ra áp suất và đẩy bộ phận tuabin xoay, tạo ra điện năng. Với việc sử dụng nhiên liệu khí tự nhiên, nhà máy nhiệt điện tuabin khí không chỉ giảm thiểu ô nhiễm môi trường mà còn giảm thiểu chi phí sản xuất điện. Ngoài ra, những nguồn năng lượng mới như điện mặt trời và gió đang trở thành những lựa chọn đáng cân nhắc, tuy nhiên, những ưu điểm của nhà máy nhiệt điện tuabin khí vẫn được giữ nguyên nhờ vào khả năng tạo ra năng lượng ổn định và đáng tin cậy. Tuy nhiên, việc sản xuất điện từ nhiên liệu hóa thạch cũng đồng nghĩa với việc phát thải khí thải gây hiệu ứng nhà kính, gây ảnh hưởng đến môi trường và sức khỏe con người. Do đó, việc xử lý và giảm thiểu tác động tiêu cực này đang là một trong những thách thức quan trọng đối với những nhà máy nhiệt điện tuabin khí. Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu sâu hơn về cơ chế hoạt động của nhà máy nhiệt điện tuabin khí, những lợi ích và thách thức của việc sử dụng nhiên liệu khí, cũng như các giải pháp để giảm thiểu tác động tiêu cực của sản xuất điện từ nhiên liệu hóa thạch. Một số giải pháp có thể bao gồm sử dụng công nghệ tiên tiến để xử lý khí thải và phát thải khí thải thấp hơn, cải thiện quản lý và vận hành nhà máy để tăng hiệu quả sản xuất và giảm tác động môi trường, và phát triển các nguồn năng lượng mới và sạch hơn để thay thế nhiên liệu hóa thạch. Ngoài ra, các chính phủ và tổ chức quốc tế cũng đang đưa ra các chính sách và quy định để đẩy mạnh sự chuyển đổi sang năng lượng sạch và bảo vệ môi trường. Việc thúc đẩy sự phát triển của các nguồn năng lượng mới và sạch, đồng thời cải thiện quản lý và giám sát hoạt động của nhà máy nhiệt điện tuabin khí có thể giúp giảm thiểu tác động tiêu cực đối với môi trường và con người. Trong tổng thể, nhà máy nhiệt điện tuabin khí là một trong những phương án sản xuất điện hiệu quả nhất hiện nay, tuy nhiên, việc giải quyết các vấn đề liên quan đến tác động tiêu cực của sản xuất điện từ nhiên liệu hóa thạch vẫn là một thách thức lớn đối với các nhà sản xuất và chính phủ. Việc tìm ra giải pháp thích hợp để giảm thiểu tác động tiêu cực và đẩy mạnh sự chuyển đổi sang năng lượng sạch là một trong những bước cần thiết để bảo vệ môi trường và tạo ra một tương lai bền vững cho các thế hệ sau.
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO BÁO CÁO MÔN HỌC *** CHỦ ĐỀ 4: NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN TUABIN KHÍ MÃ MƠN HỌC: THỰC HIỆN: LỚP: NĂM HỌC: GVHD: SINH VIÊN THỰC HIỆN: TÊN MSSV Thành Phố Hồ Chí Minh, 15 tháng năm 2023 NHẬN XÉT GIÁO VIÊN ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm chân thành đến thầy người ln nhiệt tình hướng dẫn giúp đỡ em vượt qua khó khăn suốt thời gian làm báo cáo môn học Nhà máy nhiệt điện – bước đà quan trọng để em thực đồ án tốt nghiệp hoàn thành chương trình đào tạo sau Trước bảo hướng dẫn tận tâm thầy, em khơng biết nói xin chúc thầy ln dồi sức khỏe tinh thần nhiệt huyết thầy rực cháy để tiếp tục hướng dẫn đào tạo sau trở thành kĩ sư Nhiệt – Điện Lạnh giỏi đạo đức chun mơn Sau cùng, cịn nhiều hạn chế kiến thức, trình thực báo cáo khơng tránh khỏi sai sót, nhóm em xin quý thầy cô sẵn sàng bảo để báo cáo nhóm em hồn hảo Nhóm em xin chân thành cám ơn! Trân trọng MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TUABIN KHÍ VÀ CHU TRÌNH NHIỆT CỦA THIẾT BỊ TUABIN KHÍ 1.1 Lịch sử hình thành tuabin khí 1.2 Vai trò hệ thống thiết bị tuabin khí hệ thống lưới điện 1.4 Vai trò hệ thống điện phát triển kinh tế .9 1.5 Một số nhà máy nhiệt điện khí việt 11 CHƯƠNG 2: CHU TRÌNH THIẾT BỊ TUABIN KHÍ 12 2.1 Khái quát chung 12 2.2 Chu trình thiết bị tuabin khí cấp nhiệt đẳng áp .12 2.3 Hiệu suất tuabin khí 14 2.4 Nâng cao hiệu suất nhiệt tuabin khí 16 2.4.1 Tăng nhiệt độ khí vào tuabin khí 16 2.4.2 Hồi nhiệt khí thải để gia nhiệt khơng khí 17 2.4.3 Áp dụng chu trình phức tạp 18 2.4.4 Chu trình kết hợp tuabin khí tuabin .20 2.5 Ưu điểm, nhược điểm nhà máy nhiệt điện tuabin khí 24 2.6 Chu trình thiết bị tuabin khí thực tế 25 CHƯƠNG CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA THIẾT BỊ TURBINE KHÍ 26 3.1 Cấu tạo 26 3.2 Nguyên lý hoạt động tuốc bin khí 27 3.3 Các kiểu cấu trúc turbine khí tĩnh 29 3.3.1 Turbine khí cơng nghiệp 29 3.3.2 Turbine khí tận dụng động máy bay phản lực .30 3.4 Các đặc điểm động turbine khí .31 3.4.1 Nhiên liệu cho tuabin khí 31 3.4.2 Máy nén 32 3.4.2.1 Máy nén khí ly tâm máy nén khí hướng trục .32 3.4.3 Buồng đốt 35 3.4.5 Turbine khí 37 3.4.6 Hệ thống thấp áp cao áp 38 CHƯƠNG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN TURBINE KHÍ 39 4.1 Tổng quan nhà máy nhiệt điện turbine khí 41 4.2 Phân loại nhà máy nhiệt điện turbine khí 41 4.2.1 Nhà máy nhiệt điện turbine khí chu trình hở 41 4.2.2 Nhà máy nhiệt điện turbine khí chu trình kín 43 4.2.3 Nguyên lý hoạt động nhà máy nhiệt điện turbine khí .44 4.3 Các phận nhà máy nhiệt điện turbine khí .45 4.3.1 Máy nén 46 4.3.2 Buồng đốt 48 4.3.2.1 Buồng đốt Can – type với ổn định lửa dịng xốy 48 4.3.2.2 Đốt Can – type với ổn định lửa Bluff – body .50 4.3.3 Turbin khí 51 4.4 Sơ đồ nhà máy nhiệt điện turbine khí 53 CHƯƠNG 5: NHỮNG QUI ĐỊNH VỀ VẬN HÀNH NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN SỬ DỤNG TUABINE KHÍ 57 5.1 Những qui định chung 57 5.2 Những điều cần biết xử lí nước lị nhà máy nhiệt điện .57 5.3 Những quy định vận hành tuabine khí .58 5.3.1 Những yêu cầu phải đảm bảo vận hành tuabine khí 58 5.3.2 Cấm khởi động tuabine khí trường hợp sau .58 5.3.3 Ngừng khởi động Tuabine khí ngừng khẩn cấp có cố .59 5.3.4 Quy tắc bảo dưỡng kỹ thuật tuabine khí 60 5.4 Hệ thống điều khiển đo đạc 61 5.4.1 Giới thiệu hệ thống điều khiển .61 5.4.2 Trình tự khởi động 66 KẾT LUẬN 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO 70 DANH MỤC HÌNH Ả Hình 1: Bản phát thảo tuabin khí Jonh Barber Hình 1.2: Bản phát thảo tuabin khí Jonh Barber tơ màu kỹ thuật số Hình 3: Tuabin khí WESTINGHOUSE 501G Hình 1.4: Nhà máy nhiệt điện Nghi Sơn Hình 1.5: Hệ thống dầu khí Nam Cơn Sơn .7 Hình 1.6: Nhà máy nhiệt điện Bà Rịa Vũng Tàu Hình 1.7: Cơng ty nhiệt điện Phú Mỹ .8 Hình 1.8: Vai trị hệ thống điện phát triển kinh tế 10 Y Hình 1: Tuabin khí có hiệu suất cao Đài Loan 12 Hình 2: Hình ảnh Tuabin khí 12 Hình 3: Chu trình khép kín Brayton 13 Hình 2.4: Đồ thị P-v chu trình Brayton 13 Hình 2.5: Đồ thị P-v chu trình Brayton 13 Hình 2.6: Chu trình thiết bị tuabin khí cấp nhiệt đẳng áp 14 Hình 2.7: Suất nhiệt chu trình Tuabin khí 16 Hình 2.8: Tăng nhiệt độ vào tuabin 17 Hình 2.9: Thiết bị tuabin khí có hồi nhiệt 18 Hình 2.10: Chu trình nén nhiều cấp làm mát trung gian 19 Hình 2.11: Chu trình làm nóng giai đoạn tuabin khí 19 Hình 2.12: Chu trình hở có hai cấp nén, cấp nhiệt hai lần có hồi nhiệt 20 Hình 2.13: Sơ đồ hỗn hợp thiết bị tuabin khí với lị có buồng đốt cao áp 21 Hình 2.14: Sơ đồ xả khí sau tuabin vào buồng đốt lị 22 Hình 2.15: Sơ đồ xả khí sau tuabin vào hâm nước lị 23 Hình 2.16: Sơ đồ thiết bị hỗn hợp khí với lị tận dụng nhiệt khí thải 23 Hình 2.17: Ứng dụng động phản lực máy bay 24 Hình 2.18: Ứng dụng động tàu ngầm 24 Hình 2.19: Sơ đồ thiết bị tuabin khí thực tế 25 Hình 3.1: Hệ thống turbine khí làm việc 26 Hình 3.2: Cấu tạo turbine khí 27 Hình 3.3: Turbine khí 27 Hình 3.4: Sơ đồ đồ thị làm việc turbine khí dựa vài chu trình Brayton 28 Hình 3.5: Turbine khí sử dụng cơng nghiệp 29 Hình 3.6: Một số phương án liên kết tuabin khí với động phản lực 30 Hình 3.7: Tầng cồng tác máy nén ly tâm 33 Hình 3.8: Máy nén hướng trục 15 tầng với rotor tang trống 34 Hình 3.9: Sơ đồ tầng máy nén hướng trục có tam giác tốc độ đối xứng 35 Hình 3.10: Các ống lửa buồng đốt 35 Hình 3.11: Các tầng cánh tuabin 37 Hình 4.1: Turbine khí sử dụng nhà máy nhiệt điện 39 Hình 4.2: Chu trình đơn giản nhà máy nhiệt điện 41 Hình 4.3: Nhà máy nhiệt điện turbine khí chu trình hở 42 Hình 4.4: Nhà máy nhiệt điện turbine khí chu trình kín 43 Hình 4.5: Nguyên lý hoạt động nhà máy nhiệt điện 45 Hình 4.6: Cấu tạo bánh cơng tác máy nén lý tâm 46 Hình 4.7: Q trình nén khí máy nén ly tâm 47 Hình 4.8: Máy nén hướng trục 47 Hình 4.9: Các phận buồng đốt 48 Hình 4.10: Buồng đốt Can-type với ổn định lửa dịng xốy 49 Hình 4.11: Buồng đốt Can-type với ổn định lửa Bluff-body 50 Hình 4.12: Turbin khí 51 Hình 4.13: Lưới xốy sử dụng turbine khí 52 Hình 4.14: Chu trình hở nhà máy nhiệt điện turbine khí 53 Hình 1: Các thiết bị bị cáu cặn 57 Hình 5.2:Cánh tuabine khí khơng đủ điều kiện để khởi động máy 59 Hình 3: Hệ thống điều khiển bảo vệ tuabin khí 61 Hình 5.4: Đặc tính khởi động tuabine khí 62 Hình 5.5: Mức độ phân cấp tự động hóa 63 Hình 5.6: Hệ thống bơi trơn cho động Tuabin 65 DANH MỤC BẢ Bảng 1.1: Danh sách nhà máy nhiệt điện khí Việt Nam .11 Y Bảng 2.1: Tỷ số nén tối ưu hiệu suất nhiệt 16