Tính toán lựa chọn tuabin đối áp có trích hơi điều chỉnh cho khu công nghiệp đặc thù

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đồ án thiết kế tốt nghiệp tơi tự tính tốn, thiết kế nghiên cứu hướng dẫn PGS.TS Đinh Nguyên Bính Để hồn thành đồ án này, tơi sử dụng tài liệu ghi mục tài liệu tham khảo, ngồi khơng sử dụng tài liệu khác Nếu sai tơi xin chịu hình thức kỷ luật theo qui định Sinh viên thực Trần Quang Anh Trần Quang Anh – Kỹ thuật lượng 2_K49 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC MỤC LỤC Tiêu đề Trang LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG NHIỆM VỤ VÀ TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI…………………… 1.1: Tính cấp thiết đề tài………………………………………… 1.2: Nhiệm vụ đề tài……………………………………………… 1.3: Phương pháp thực hiện…………………………………………… 1.4: Bố cục đề tài………………………………………………… CHƯƠNG CÁC PHƯƠNG ÁN SỬ DỤNG TUABIN PHÁT ĐIỆN VÀ CẤP NHIỆT ĐÔNG THỜI (ĐỒNG PHÁT)…………………………………………………………… 2.1: Khái niệm chung………………………………………………… 2.2: Sơ đồ phát điện cấp nhiệt dùng lò tuabin độc lập……… 10 2.3: Sơ đồ phát điện cấp nhiệt sử dụng tuabin đối áp……………… 11 2.3.1 Sử dụng tuabin đối áp độc lập…………………………… 11 2.3.2 Sử dụng tuabin đối áp kết hợp với tuabin ngưng hơi…… 12 2.4: Thiết bị sản xuất nhiệt điện đồng thời dùng tuabin có cửa trích điều chỉnh………………………………………………………………14 2.4.1 Sử dụng tuabin ngưng có trích điều chỉnh……… 17 2.4.2 Sử dụng tuabin đối áp có trích điều chỉnh…………… 19 CHƯƠNG TÍNH TỐN SƠ ĐỒ NHIỆT NGUN LÝ CỦA HỆ THỐNG ĐỒNG PHÁT DÙNG TUABIN ĐỐI ÁP CĨ TRÍCH HƠI ĐIỀU CHỈNH PR 25-90/10-1,2… 22 3.1: Q trình giãn nở sơ đồ thị i-s……………………… 22 3.2: Tính sơ đồ nhiệt tuabin PR 25-90/10-1,2…………………… 25 Trần Quang Anh – Kỹ thuật lượng 2_K49 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC 3.2.1 Sơ đồ nhiệt nguyên lý…………………………………… 25 3.2.2 Cân nhiệt bình gia nhiệt bình khử khí……….29 CHƯƠNG TÍNH NHIỆT TUABIN PR 25-90/10-1,2……………………………… 40 4.1: Giới thiệu tuabin PR 25-90/10-1,2…………………………… 40 4.2: Tính tốn tầng điều chỉnh………………………………………… 42 4.2.1 Lựa chọn tỷ số tốc độ tối ưu u/Ca……………………… 42 4.2.2 Tính hiệu suất tầng điều chỉnh đơn…………….46 4.2.3 Kết tính tốn với tỷ số tốc độ khác nhau……… 55 4.3: Tính tốn số tầng tuabin………………………………………… 64 4.3.1: Các số liệu bản……………………………………… 64 4.3.2: Xác định đường kính tầng đầu……………………………65 4.3.3: Xác định đường kính tầng cuối………………………… 66 4.3.4: Xác định số tầng phân bố nhiệt giáng…………………67 4.4: Tính tốn phần chuyền hơi……………………………………… 78 4.4.1: Ống phun………………………………………………… 78 4.4.2: Cánh động……………………………………………… 81 4.4.3: Hiệu suất công suất…………………………………… 83 4.5: Kết tính tốn phần chuyền hơi……………………………… 87 4.5.1: Q trình nhiệt giản đồ i-s phần chuyền hơi…….87 4.5.2: Tam giác tốc độ………………………………………… 89 4.5.3: Kết tính tốn………………………………………….91 4.6: Các tiêu kinh tế - kỹ thuật tổ máy……………………… 120 CHƯƠNG ĐỒ THỊ CÁC CHẾ ĐỘ CỦA TUABIN PR 25-90/10-1,2……………… 126 5.1: Ảnh hưởng hệ thống phân phối hơi……………………… 126 Trần Quang Anh – Kỹ thuật lượng 2_K49 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC 5.2: Phương pháp dựng đồ thị chế độ…………………………… 128 5.3: Dựng đồ thị chi tiết chế độ cho tuabin PR 25-90/10-1,2… 132 5.3.1: Tính tốn phần cao áp phần hạ áp tuabin PR 25-90/101,2 lưu lượng thay đổi……………………………… 135 5.3.2: Dựng đồ thị chế độ tuabin có trích điều chỉnh PR 25-90/10-1,2………………………………………… 150 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN……………………………… 155 6.1: Kết luận……………………………………………………………155 6.2: Hướng phát triển đề tài……………………………………… 155 TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Quang Anh – Kỹ thuật lượng 2_K49 157 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC LỜI NÓI ĐẦU Trong hoạt động mình, người ln cần có lượng để phục vụ cho tồn phát triển Xã hội phát triển, nhu cầu sử dụng lượng ngày tăng Tuy nhiên để thỏa mãn nhu cầu lượng, người khai thác tiêu tốn nhiều nguồn nhiên liệu hóa thạch khác than đá, dầu mỏ, khí đốt… Nhưng chúng khơng phải nguồn nhiên liệu không cạn kiệt nên song song với việc tìm kiếm nguồn lượng thách thức lớn người việc sử dụng lượng cho hiệu tiết kiệm Muốn làm vậy, người phải không ngừng cải tiến, lựa chọn thiết bị không ngừng nghiên cứu, lựa chọn giải pháp cung cấp lượng khác để đạt hiệu suất cao trình sản xuất tiêu thụ lượng Việt nam giai đoạn phát triển đại hóa cơng nghiệp nhiều lĩnh vực với khu cơng nghiệp có qui mơ lớn vừa nhỏ, tập trung hay phân tán đa dạng Tuy nhiên khu công nghiệp thường có điều kiện thiên nhiên, địa lý khác nên việc lựa chọn thiết bị, phương thức sử dụng cung cấp lượng khác Trước yêu cầu đặt cần phải sử dụng lượng có hiệu quả, từ khâu cung cấp nhiên liệu tới khâu tiêu thụ lượng hộ tiêu dùng, chu trình biến đổi lượng, ngồi việc cải tiến nâng cao hiệu suất thiết bị nhiệt, việc lựa chọn phương thức sản xuất điện, sản xuất phục vụ cho nhu cầu khu cơng nghiệp có liên quan mật thiết tới việc lựa chọn sơ đồ cấp nhiệt thiết bị tuabin đặc thù Trần Quang Anh – Kỹ thuật lượng 2_K49 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Trên thực tế khu cơng nghiệp có xu hướng xây dựng vùng mà việc phát triển nông nghiệp gặp nhiều khó khăn thiếu nước đất canh tác không đủ chất lượng, đồng thời khu cơng nghiệp ngồi nhu cầu lớn điện nhiệt việc có nhiều ngành nghề khác vùng đòi hỏi khả cung cấp nhiệt phải đa dạng Để giải vấn đề đặt ra, đồ án chủ yếu sâu vào “Tính tốn lựa chọn tuabin đối áp có trích điều chỉnh cho khu cơng nghiệp đặc thù” Em xin chân thành cám ơn thầy cô giáo môn hệ thống lượng nhiệt,đặc biệt thầy PGS.TS Đinh Nguyên Bính dạy dỗ tận tình giúp đỡ em Dù có nhiều cố gắng hạn chế kiến thức, hạn chế thông tin thực tế nên khuôn khổ đồ án tốt nghiệp việc mắc phải sai sót điều tránh khỏi Em mong nhận bảo thầy nhiều để em có điều kiện phát triển hồn thiện lĩnh vực Em xin chân thành cám ơn Sinh viên: Trần Quang Anh Lớp: Kỹ thuật lượng - K49 Trần Quang Anh – Kỹ thuật lượng 2_K49 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHƯƠNG 1: NHIỆM VỤ VÀ TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Tính cấp thiết đề tài: Với mục tiêu phấn đấu Việt nam trở thành nước công nghiệp vào năm 2020, nhà nước ta đưa sách hấp dẫn nhà đầu tư nước ngồi khuyến khích nhà đầu tư nước Hiện nay, khu công nghiệp xây dựng với xu hướng tập trung nhiều ngành sản xuất công nghiệp vùng (ví dụ điện, dầu khí, thép, giấy, dệt, đường, thực phẩm, công nghiệp chế biến…) Các khu cơng nghiệp ngồi nhu cầu tiêu thụ điện cịn có nhu cầu tiêu thụ nhiệt lớn, tùy theo công nghệ mà nhu cầu sử dụng nhiệt khác Do khu cơng nghiệp chuẩn bị đời tốn đặt phải đáp ứng đầy đủ yêu cầu cấp điện, cấp nhiệt tin cậy với thông số khác tùy theo nhu cầu hộ tiêu dùng (ví dụ: cơng nghệ hóa chất, dầu mỏ, cao su cần áp suất 8-10 at, công nghệ thực phẩm cần 1,2 at….) Để đáp ứng nhu cầu sử dụng điện ngày tăng, nhà máy thủy điện nhà máy điện ngưng xây dựng ngày nhiều với công suất điện ngày cao Tuy nhiên, việc làm gây số điều bất lợi ảnh hưởng tới dòng chảy tự nhiên, làm cho nguồn nước dịng sơng lớn bị cạn kiệt, có lúc thiếu nước cho canh tác nông nghiệp làm tăng nhiệt độ môi trường xung quanh, ảnh hưởng tới đời sống loài vi sinh vật có ích… thải nước tuần hồn làm mát bình ngưng Bên cạnh đó, với phân bố địa lý Việt nam đồi núi dốc, nông nghiệp phát triển thuận lợi ven lưu vực triền sông, nên cần phải qui hoạch phát triển Trần Quang Anh – Kỹ thuật lượng 2_K49 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC khu công nghiệp vùng đất cao Nhưng vùng khan nước trở thành trở ngại thách thức lớn đặt cho nhà qui hoạch lượng thực công tác thiết kế cung cấp điện, nhiệt cho khu công nghiệp Công nghiệp phát triển đồng nghĩa với việc tăng tiêu thụ tăng khí phát thải dẫn đến tình trạng tăng ô nhiễm môi trường, tăng phát thải khí CO 2, gây hiệu ứng nhà kính, tăng nhiệt độ mơi trường nước, khơng khí, ảnh hưởng tới mơi trường sống loài sinh vật vùng….Để giải vấn đề này, thiết kế hệ thống cung cấp lượng, việc bảo vệ môi trường phải đưa lên hàng đầu song song với việc lựa chọn giải pháp hữu hiệu để cung cấp lượng cho đạt hiệu cao Như vậy, lựa chọn phương thức cung cấp lượng cho khu công nghiệp, cần phải quan tâm tới vấn đề sau: - Nhu cầu đặc thù riêng hộ tiêu thụ; - Nhu cầu điện khu công nghiệp; - Điều kiện địa lý nơi lắp đặt thiết bị; - Yêu cầu bảo vệ môi trường Trong hệ thống cung cấp lượng chuẩn bao gồm lị hơi, tuabin, hộ tiêu thụ lượng lò hơi, hộ tiêu thụ phần dễ dàng thay dễ dàng cải tạo hay áp dụng phương pháp cải tiến, tuabin hệ thống cung cấp lượng phận chi phối toàn hoạt động hệ thống đồng thời định tới việc cung cấp lượng có hiệu hay khơng khơng dễ thay Vì vậy, việc lựa chọn sơ đồ cung cấp lượng chủng loại tuabin phải quan tâm từ khâu thiết kế lựa chọn để thỏa mãn yêu cầu đưa Trần Quang Anh – Kỹ thuật lượng 2_K49 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Trong thực tế miền Trung Việt Nam, khu công nghiệp tập trung với nhà máy chế biến gỗ, công nghiệp chế biến cao su, công nghiệp sản xuất đường, công nghiệp thực phẩm… xây dựng tập trung vùng khan nước, nên dùng giải pháp cấp điện từ lưới lắp đặt nồi cấp nhiệt riêng rẽ không kinh tế; phương pháp cấp điện nhiệt từ sơ đồ tuabin ngưng có trích điều chỉnh gặp khó khăn vấn đề nước làm mát hiệu suất chu trình; phương án dùng tuabin đối áp túy khơng khả thi u cầu phụ tải nhiệt khu công nghiệp tập trung đa dạng, đa thơng số Vì phương án sử dụng tuabin đối áp có trích điều chỉnh phương án cần thiết đưa xem xét, tính tốn lựa chọn để thỏa mãn u cầu hộ tiêu thụ đặc thù (Vấn đề xem xét phân tích cách chi tiết chương ) 1.2 Nhiệm vụ đề tài: Thiết kế sơ tuabin cho trung tâm nhiệt điện (đồng phát) thuộc hệ thống lượng quốc gia nhằm mục đích phục vụ ngành cơng nghiệp với yêu cầu sau đây: 1) Phụ tải nhiệt công nghiệp: a) Hộ tiêu thụ số 1: - Lưu lượng : D1 = 65 T/h - Áp suất : p = 10 at - Nhiệt độ : t= 278 oC b) Hộ tiêu thụ số 2: - Lưu lượng : D1 = 63 T/h - Áp suất : p = 1,2 at - Nhiệt độ : t= 110 oC Trần Quang Anh – Kỹ thuật lượng 2_K49 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC 2) Phụ tải điện: 26,7 MW (nếu phụ tải điện bị thiếu hụt bù trừ nhờ hệ thống điện quốc gia) 3) Sử dụng phương án tuabin đối áp có trích điều chỉnh PR 25–90/10-1,2 1.3 Phương Pháp thực hiện: Trong thiết kế tốt nghiệp sử dụng phương pháp so sánh để lựa chọn thiết bị tính tốn máy tính để giải toán đồ thị chế độ thay đổi, cụ thể là: o So sánh phương án cấp điện cấp nhiệt để lựa chọn tuabin thích hợp, sơ đồ cấp nhiệt hợp lý; o Ứng dụng tin học tính tốn để dựng đồ thị chế độ 1.4 Bố cục đề tài: Đồ án gồm chương Tất gồm 156 trang Chương 1: Nhiệm vụ tính cấp thiết đề tài Phân tích yêu cầu đặc thù hộ tiêu thụ nhiệt, yêu cầu bảo vệ môi trường, điều kiện địa lý nơi xây dựng khu công nghiệp để đặt nhiệm vụ cần phải giải Chương 2: Các phương án sử dụng tuabin phát điện cấp nhiệt đồng thời Phân tích tính thích ứng sơ đồ cấp điện, nhiệt truyền thống để tìm giải pháp thích hợp Trần Quang Anh – Kỹ thuật lượng 2_K49