BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH ––o0o— BÁO CÁO THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIỆT TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SƠ BỘ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN NGƯNG HƠI CÔNG SUẤT 1,8 M[.]
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ NHIỆT LẠNH ––o0o— BÁO CÁO THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIỆT TÍNH TỐN THIẾT KẾ SƠ BỘ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN NGƯNG HƠI CÔNG SUẤT 1,8 MW VỚI NGUYÊN LIỆU BÃ MÍA CHO NHÀ MÁY ĐƯỜNG AN KHÊ Thành phố Hồ Chí Minh, Tháng 03 năm 2021 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM Khoa Cơng nghệ Nhiệt Lạnh CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc NHIỆM VỤ TIỂU LUẬN Họ tên: Ngành: Bùi Lạc Tuấn Trương Thanh Phong Lê Đức Trung Lê Chí Thành Công Nghệ Nhiệt - Lạnh MSSV: 18054481 MSSV: 18067221 MSSV: 18072581 MSSV: 18088101 Năm học: 2020 - 2021 Tên đề tài TÍNH TỐN THIẾT KẾ SƠ BỘ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN NGƯNG HƠI CÔNG SUẤT 1,8 MW VỚI NGUYÊN LIỆU BÃ MÍA CHO NHÀ MÁY ĐƯỜNG AN KHÊ Các số liệu cho trước : - Áp suất vào tuabin :24 bar - Nhiệt độ vào tuabin :360 0C - Lưu lượng nước xả từ bao : αxả=0,020 - Hệ số tổn thất qua chèn : αch=0,010 - Hệ số tổn thất rò rỉ : αrr=0,017 - Nhiệt độ nước cấp : 120 0C GVHD : NGUYỄN VĂN TUẤN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Mục Lục LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG : TỔNG QUAN 1.1 Lí chọn đề tài 1.2 Mục tiêu nghiên cứu GVHD : NGUYỄN VĂN TUẤN 1.3 Phạm vi nghiên cứu đối tượng nghiên cứu .9 1.4 Phương pháp nghiên cứu 1.5 Tình hình sử dụng .9 1.6 Ý nghĩa khoa học 10 1.7 Ý nghĩa thực tiển 11 1.8 Quy trình cơng nghệ .11 CHƯƠNG : LẬP SƠ ĐỒ NGUN LÍ VÀ TÍNH TỐN CHU TRÌNH 13 2.1 Sơ đồ nhiệt 13 2.2 Sơ đồ chi tiết nhiệt 14 2.3 Tính tốn q trình làm việc nhà máy theo đồ thị T-S 14 CHƯƠNG : TÍNH CHỌN LỊ HƠI 16 3.1 Thông số nhiên liệu bã mía .16 3.2 Tính tốn q trình cháy 16 3.2.1 Tính tốn q trình cháy nhiên liệu 16 3.2.2 Phương trình cân nhiệt .17 3.2.3 Tổng nhiệt lượng đưa vào buồng lửa lò 17 3.2.4 Nhiệt lượng tổn thất cháy khơng hồn tồn mặt hố học 18 3.2.5 Nhiệt lượng tổn thất cháy khơng hồn tồn mặt học 18 3.2.6 Nhiệt lượng tổn thất toả nhiệt môi trường xung quanh 18 3.2.7 Nhiệt lượng tổn thất tro xỉ mang .18 3.2.8 Nhiệt lượng tổn thất khói thải mang ngồi 18 3.3 Hiệu suất lò 19 3.4 Phụ tải nhiệt lò .19 3.5 Lượng tiêu hao nhiên liệu 19 3.6 Kích thước buồng lửa .19 3.6.1 Thể tích buồng lửa .19 3.6.2 Diện tích bề mặt đốt bên buồng lửa 19 3.6.3 Kích thước sơ buồng lửa .20 3.7 Lượng lò cấp cho tuabine .20 GVHD : NGUYỄN VĂN TUẤN 3.8 Các thiết bị phụ 20 3.8.1 Giảm ôn, giảm áp .20 3.8.2 Bơm cấp nước ( ly tâm nhiều tầng ) 22 3.8.3 Quạt khói 22 3.8.4 Quạt gió 24 3.8.5 Các ống góp lò .25 3.8.6 Buồng đốt 25 3.8.7 Hệ thống thổi bụi lò .25 3.8.8 Hệ thống xả bẩn lò .26 3.8.9 Hệ thống lọc bụi tĩnh điện 26 3.8.10 Bình khử khí 27 CHƯƠNG : TÍNH CHỌN TUABIN 29 CHƯƠNG : MỘT SỐ HỆ THỐNG PHỤ TRỢ 30 5.1 Hệ thống xử lý nước cấp 30 5.2 Hệ thống cung cấp nước bổ sung 30 5.3 Hệ thống phòng cháy chữa cháy .30 5.4 Hệ thống xử lí tro 31 CHƯƠNG : VẬN HÀNH NHÀ MÁY 32 6.1 Hệ thống lò 32 6.1.1 Kiểm tra hệ thống trước khởi động lò 32 6.1.2 Khởi động lò 33 6.1.3 Vận hành lò làm việc bình thường 34 6.1.4 Ngừng lò 35 6.2 Hệ thống tuabin 36 6.2.1 Khởi động từ trạng thái nguội 36 6.2.2 Ngừng tuabin 38 Tài liệu tham khảo 40 GVHD : NGUYỄN VĂN TUẤN LỜI NĨI ĐẦU Với tình hình phát triển cơng nghiệp giới nói chung tình hình Việt Nam nói riêng Trong q trình điện đóng vai trị vơ quang trọng đời sống người kinh tế đất nước Điện không ngừng cung cấp lượng cho nhà máy công nghiệp nhu cầu sinh hoạt người dân như: chiếu sáng, tủ lạnh, xem phim…chính tầm quang trọng đời sống cộng đồng khơng thể thiếu ngành cơng nghiệp điện ngành mũi nhọn đất nước Điện giúp cong người phát triển theo dòng lịch sử mặt kinh tế, giáo dục, văn hóa, giao thơng… Chính càn phải trọng phát huy ngành công nghiệp điện lên tầm cao xong qua giúp người việc phát huy trí tụy cao để phục vụ cho công phát triển đất nước lên tầm cao Đối với nhu cầu sử dụng lượng khác ta chia lượng điện làm loại sau: Nhà máy nhiệt điện(NMNĐ), nhà máy thủy điện(NMTĐ), nhà máy điện nguyên tử(NMĐNT) Với tình hình phát triển đất nước ta nhà máy nhiệt điện đầu tư phát triển nhiều, điện biến đổi trình đơt ngun liệu (than, chất hữu cơ, khí…) Nhận thấy tầm qua trọng ngành công nghiệp phát triển đất nước tương lai, đem lại nguồn lượng lớn mà gây nhiễm mơi trường Thơng qua tìm hiểu đọc tài liệu chúng em nhận thức tầm quang trọng nhà máy nhiệt điện nên chúng em định chọn đề tài Thiết kế tính tốn sơ nhà máy nhiệt điện ngưng dùng nguyên liệu bã mía Đề tài chọn mang tính thiết thực, giúp chúng em hiểu thêm ngành công nghiệp sản xuất điện, nắm bắt quát trình hoạt động nguyên lý hoạt động máy móc trình hoạt động nhà máy nhiệt điện GVHD : NGUYỄN VĂN TUẤN CHƯƠNG : TỔNG QUAN 1.1 Lí chọn đề tài Điện trở thành nhu cầu thiếu phát triển quốc gia Việt Nam nói riêng giớ nói chung hịa vào xu hướng chung nên kinh tế giới Vấn đề lớn đặt quốc gia phải có nên công nghiệp phát triển mạnh mẽ, ngành công nghiệp lượng đóng vai trị định Trong năm qua, nhà máy nhiệt điện giữ vai trò chủ đạo hệ thống điện quốc gia Năm 1985, công suất điện nước đạt 1605,3 MW, nhiệt điện (bao gồm nhiệt điện than, dầu, tua bin khí) chiếm 81,9% cấu nguồn điện với 70% sản lượng điện nước Đến năm 1995, toàn hệ thống có 4549,7 MW, nhiệt điện chiếm 36,6% cấu nguồn 28% sản lượng nước Năm 2005, hệ thống có 8.871 MW, nhiệt điện chiếm 41% cấu nguồn điện 48% sản lượng điện nước Đặc biệt, tính đến hết năm 2013, tổng công suất hệ thống điện quốc gia 30597 MW, đó, nhiệt điện 15539 MW chiếm 50,79% chiếm 53,64% sản lượng điện toàn hệ thống Những số chứng minh cho vai trò đặc biệt quan trọng nhiệt điện hệ thống điện quốc gia Tính đến hết năm 2013, hệ thống nhiệt điện nước ta có lớn mạnh vượt bậc quy mô đa dạng nguồn nhiên liệu sơ cấp (than, dầu, khí), cơng suất gấp gần 500 lần so với năm 1954, sản lượng chiếm 53% toàn hệ thống Các nhà máy nhiệt điện cịn có bước phát triển vượt bậc cơng nghệ thơng số lị hơi, tua bin, thiết bị đo lường, điều khiển tự động hóa, thiết bị công nghệ bảo vệ môi trường… vừa đáp ứng yêu cầu vừa sản xuất điện, vừa đảm bảo tiêu chí bảo vệ mơi trường Do đó, việc đảm bảo ổn định, lâu dài nguồn nhiên liệu than, khí, có nguồn nhiên liệu nhập khẩu, cung cấp ổn định cho nhà máy nhiệt điện có vai trị đặc biệt quan trọng, đảm bảo q trình sản xuất cơng nghiệp nước [ ] Tuy nhiên, việc phát triển nhiệt điện đứng trước thách thức không nhỏ, nguồn than khí nước khơng đủ cung cấp cho nhà máy nên nhà máy hướng đến nhiên liệu tái tạo kể đến bã mía Theo thống kê, năm 2010, Việt Nam có tổng số 41 nhà máy đường, với khoảng 24 triệu mía ép tạo 7,8 triệu bã mía, lượng bã mía khơng tái sử dụng gây lãng phí lượng lớn chi phí để xử lí bã mía thải Ưu điểm việc sử dụng bã mía khơng gây hiệu ứng nhà kính sử dụng lị cơng nghệ đại; không ảnh hưởng đến môi trường không sử GVHD : NGUYỄN VĂN TUẤN 1.2 1.3 1.4 1.5 dụng nhiên liệu hóa thạch, đồng thời khơng cạn kiệt dầu mỏ hay nguy hiểm điện hạt nhân Vì điều kiện ưu điểm nhóm chúng em xin chọn đề tài tính tốn thiết kế sơ nhà máy nhiệt điện ngưng có cơng suất 1.8MW với nhiên liệu sử dụng cho việc đốt lò bã mía Mục tiêu nghiên cứu - Tính tốn sơ trung tâm nhiệt điện - Tìm hiểu sơ đồ nguyên lí nhà máy Phạm vi nghiên cứu đối tượng nghiên cứu - Nhà máy đường An Khê Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp kế thừa - Phương pháp tổng quan tài liệu Tình hình sử dụng Theo thống kê, năm 2010, Việt Nam có tổng số 41 nhà máy đường, với khoảng 24 triệu mía ép tạo 7,8 triệu bã mía, khoảng 80% số đốt để nạp vào nồi phục vụ sản xuất điện nhiệt điện Hiện chế hỗ trợ cho giá điện sinh khối 5,8 cent/kWh, kết hợp chi phí tránh lên đến - cent/kWh, hội để mía đường Việt Nam mở rộng đầu tư vào đồng phát điện từ bã mía.Với cơng nghệ đại, mía Sản Xuất 100 kWh điện; dự báo đến năm 2020 nước sản xuất khoảng 24 triệu mía, tương đương 2.400 MW đồng nghĩa với việc ngành mía đường đảm nhận khoảng 10% sản lượng điện quốc gia Việc xử lý lượng bã mía tồn đọng thơng qua sản xuất điện phát lên điện lưới quốc gia góp phần giải vấn đề môi trường, tạo điều kiện để doanh nghiệp thu mua mía nguyên liệu nơng dân với giá tốt hơn, góp phần giảm giá thành sản xuất trước sức ép cạnh tranh ngày lớn Khơng nằm ngồi xu đó, số doanh nghiệp mía đường tiêu biểu miền Trung, Tây Nguyên Đông Nam đẩy mạnh áp dụng sách đầu tư đồng nhằm tận dụng tối ưu nguồn lượng từ bã mía Trên giới, nhiên liệu than dùng cho nhà máy nhiệt điện sản xuất khoảng 40% tổng điện tất nước, chí số nước cịn có tỷ lệ cao Nam Phi (93%), Trung Quốc (79%), Ấn Ðộ (69%) Mỹ (49%) Do nhu cầu lượng tiếp tục gia tăng, than nguồn lượng sơ cấp quan trọng sản xuất Tại Việt Nam, nhiệt điện than cung cấp khoảng 35% tổng lượng điện có chiều hướng tiếp tục tăng giai đoạn tới, dự kiến chiếm khoảng 50% điện sản xuất vào năm 2030 Tuy nhiên, NMNÐT nước ta hoạt động sử dụng công nghệ ngưng truyền thống với thông số tới hạn cận tới hạn (đốt than phun - PC cơng nghệ lị tầng sôi - CFB) Việc sử dụng công nghệ nêu nguồn than nội địa sử dụng cho nhà máy nhiệt điện có chất lượng thấp (nhiệt trị, GVHD : NGUYỄN VĂN TUẤN hàm lượng chất bốc thấp) Trong đó, Việt Nam xây dựng chuẩn bị đưa vào vận hành số NMNÐT thông siêu tới hạn chuẩn bị xây dựng số nhà máy sử dụng công nghệ ngưng siêu tới hạn nhiệt điện Vĩnh Tân 3, Sông Hậu Tất NMNÐT sử dụng công nghệ phải nhập từ nước ngồi, có nhiệt trị chất bốc cao Trong giới hướng đến sử dụng nhiều nguồn lượng sạch, lượng thay loại lượng hoá thạch, ngược lại Việt Nam lại trọng phát triển nhiệt điện than Theo số liệu năm 2015 EVN cho thấy thuỷ điện chiếm 43,2% công suất lắp đặt 34,15% sản lượng điện toàn ngành điện, xếp thứ nhiệt điện than chiếm 33,7% công suất lắp đặt 34,37% sản lượng Chiến lược phát triển ngành điện Việt Nam theo Quy hoạch điện VII, nhiệt điện than đóng vai trị quan trọng việc phát triển lượng Cụ thể, tổng sản lượng nhiệt điện than chiếm tỷ lệ 49,3% vào năm 2020, ước tính tăng 55% vào năm 2025 Vào năm 2030, Việt Nam có tổng cộng 64 nhà máy nhiệt điện than có cơng suất tổng cộng 55.300 MW, cho sản lượng 304 tỉ KWh, chiếm 50% tổng sản lượng điện, tiêu thụ 129 triệu than Giai đoạn 2010 đến 2020 tiếp tục xây dựng nhà máy nhiệt điện lớn Mông Dương (2000 MW), Nghi Sơn (3000 MW), Vũng Áng (2000 MW), Trà Vinh (3800 MW), Sóc Trăng (4400 MW), Kiên Giang (1200 MW)… - Hệ thống nhà máy nhiệt điện tiêu biểu Việt Nam: Trung tâm điện lực Vũng Áng (Kỳ Anh, Hà Tĩnh) Khu Formosa có nhà máy với tổng cơng suất 6.600 MW - Trung tâm nhiệt điện Vĩnh Tân, gồm nhà máy cảng biển, với tổng công suất lên đến 5.600MW, xây dựng xã Vĩnh Tân, huyện Tuy Phong (Bình Thuận) - Dự án Trung tâm nhiệt điện Sơng Hậu xây dựng diện tích 360 ha, cụm công nghiệp Phú Hữu A, huyện Châu Thành, tỉnh Hậu Giang Dự án có tổng cơng suất thiết kế 5.200MW - Trung tâm nhiệt điện Long Phú (xã Long Đức, huyện Long Phú, tỉnh Sóc Trăng) Bộ Cơng Thương phê duyệt vào năm 2007, có dự án NMNĐ đốt than với tổng công suất 4.400MW - Nhà máy nhiệt điện Kiên Lương Chính phủ đồng ý cho Itaco thực vào năm 2008 có quy mơ 4.400-5.200 MW - Trung tâm điện lực Dun Hải (Trà Vinh) có tổng cơng suất khoảng 4.400MW [ ] 1.6 Ý nghĩa khoa học - Giảm áp lực thủy điện Cũng khu vực Tây Nguyên có khoảng 190 nhà máy thủy điện lớn nhỏ Việc phát triển thủy điện ạt, rừng tự nhiên, phát triển công nghiệp vượt mức quy hoạch thời gian qua ảnh hưởng đến môi trường xã hội người dân khu vực Các nhà khoa học GVHD : NGUYỄN VĂN TUẤN môi trường cảnh báo tác hại dẫn đến cân sinh thái, ảnh hưởng đến việc phát triển kinh tế, xã hội bền vững Tây Nguyên - Việc tận dụng tốt bã mía cịn giảm áp lực vấn đề ô nhiễm môi trường đầu nguồn nước Nhà máy điện sinh khối đưa vào phát điện giải vấn đề sử dụng điện cung cấp cho nhà máy hoạt động giải tốt vấn đề chất thải hậu ép đường nhà máy "Sau ép đường, lượng rác thải từ bã mía lớn, nên đưa số rác thải vào lò đốt biến thành điện đảm bảo mơi trường Ngồi ra, tro bã mía tiếp tục sử dụng để làm phân bón cho trồng hiệu quả" 1.7 Ý nghĩa thực tiển - Nhà máy điện có cơng suất 110 MW, với 20-25 MW sử dụng nội bộ, 85-90 MW cịn lại phát lưới điện quốc gia Cơng suất nhà máy mở rộng nâng công suất lên 18.000 mía/ngày hàng năm nhà máy đường sử dụng 1.920.000 nguyên liệu lượng bã mía sinh hàng năm khoảng 614.400 Lượng bã mía sử dụng cho lò sản xuất đường nhà máy điện có 114.400 tấn/năm; lượng bã mía cịn lại 500.000 tấn/năm sử dụng cho nhà máy điện có cơng suất 95 MW Hiện tại, Nhà máy Đường An Khê Công ty cổ phần Đường Quảng Ngãi có cơng suất 12.000 mía/ngày có nhà máy điện cơng suất MW cấp điện tự dùng cho Nhà máy Đường An Khê 1.8 Quy trình cơng nghệ Bã mía băng tải vận chuyển từ kho chứa bã đến thiết bị sấy bã sau cấp cho lò hơi, lượng bã thừa vận chuyển trở lại kho bã Nguyên liệu phục vụ cho việc đốt lị dầu FO Lượng khơng khí cấp cho q trình cháy lị lượng khơng khí ngồi trời sau xử lí qua sấy khơng khí Nguồn nước cấp cho lị bơm từ sông Ba qua thiết bị lắng đến thiết bị lọc nước, qua xử lí nước bơm đến bình chứa qua khử khí sau cấp vào lị Khói thải lị khử bụi trước thải mơi trường Lượng mà lò sản xuất vận chuyển qua đường ống đến tua bin để quay máy phát sinh điện Lượng sau qua tuabin dẫn đến nhà máy để sử dụng cho q trình cơng nghệ Sau sử dụng đưa trở bình chứa nước ngưng tiếp tục đưa vào bình khử khí cấp cho lò Lượng nước giải nhiệt cho tuabin lấy từ thiết bị lắng nước, nước sau giải nhiệt cho tuabin thải bỏ môi trường 10