Có thể nói lò hơi là trái tim của nhà máy nhiệt điện, chịu tráchnhiệm chuyển đổi năng lượng từ nhiên liệu hoặc nguồn năng lượng tái tạo thành hơinước để sản xuất điện năng, đồng thời đảm
Trang 1ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI~~~~~~*~~~~~~
Giảng viên hướng dẫn: TS.Phan Diệu Hương
HÀ NỘI, 2/2024
Chữ ký của GVHD
Trang 2LỜI CẢM ƠN
Từ khi bước chân vào cổng trường Đại học Bách khoa Hà Nội, em là một học sinhtrường làng mang lên thủ đô bao nhiêu hy vọng của cả gia đình và nhà trường Nhưngđược học tập trong một môi trường mới và khắc nhiệt từ những năm đầu đã khiến emdần dần mất đi động lực phấn đấu Cho đến khi hết năm nhất em đã tìm ra ước mơ củamình và đã lấy lại được động lực phấn đấu trong học tập Trong quãng thời gian học tậpgiờ đây chúng em đã sắp phải xa mái trường với biết bao nhiêu kỉ niệm này rồi Em rấtcảm ơn sự động viên, sự giúp đỡ và sự quan tâm của thầy cô và các bạn đã giúp em trởthành một người như ngày hôm nay Em xin gửi đến các thầy cô Viện Kinh tế và Quảnlý- Đại học Bách khoa Hà Nội đã nhiệt huyết trong quá trình giảng dạy Em cũng xinchân thành cảm ơn cô Phan Diệu Hương đã quan tâm, giúp đỡ và động viên em rấtnhiều trong quá trình học tập bộ môn “Kinh tế vận hành hệ thống điện” Tuy em là mộthọc sinh chưa chăm chỉ trong giờ môn của cô nhưng qua những cử chỉ thân thiện vànhững lời nói làm cho em cảm thấy cô như một mẹ thúc đẩy chúng em tiến bộ hằngngày Có kỉ niệm chắc em sẽ nhớ mãi đó là cô giúp đỡ chúng em làm bài tập lớn “Khảosát hệ thống điện các tòa nhà” Nhờ có sự giúp đỡ của cô mà bài tập lớn của chúng emđã được gửi lên cho thầy hiệu trưởng đọc và tham khảo trong quá trình quản lý trangthiết bị của nhà trường ạ Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn cô Mặc dù phần trìnhbày bài tập lớn của em không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được những ýkiến đóng góp của cô và các bạn để em có thể nhận ra những sai sót và sửa chữa chonhững lần tiếp theo ạ Lời cuối, em xin chúc thầy hiệu trưởng, quý thầy cô của ViệnKinh tế và Quản lý, cô Phan Diệu Hương sức khỏe, hạnh phúc và luôn kiên nhẫn, dìudắt chúng em trong năm tháng cuối cùng ở giảng đường đại học.
Trân trọng, Hà Nội, ngày 2 tháng 2 năm 2024.
Trang 3Tóm tắt nội dung Bài tập lớn
Trong các nhà máy nhiệt điện nói chung thì hệ thống lò hơi là không thể thiếu trong quátrình sản xuất điện năng Có thể nói lò hơi là trái tim của nhà máy nhiệt điện, chịu tráchnhiệm chuyển đổi năng lượng từ nhiên liệu hoặc nguồn năng lượng tái tạo thành hơinước để sản xuất điện năng, đồng thời đảm bảo hiệu suất và an toàn của hệ thống.Về mục tiêu của bài tập lớn nhằm nắm vững kiến thức về hệ thống lò hơi trong nhà máynhiệt điện, hiểu dõ cấu trúc và hoạt động của hệ thống lò hơi Dựa vào kiến thức môn “Kinh tế vận hành hệ thống điện” có thể biết được đặc tính năng lượng của hệ thống lòhơi trong nhà máy nhiệt điện, tính toán được cân bằng năng lượng phân xưởng lò hơi.Hơn thế nữa, khi em tìm hiểu hệ thống lò hơi của nhà máy nhiệt điện cung cấp cho emkiến thức chuyên sâu về hệ thống lò hơi trong ngành công nghiệp nhiệt điện và có thểgiúp đỡ em trong công việc sau này.
Trong quá trình học tập và tiếp thu kiến thức em đã có cái nhìn sâu và rộng hơn về cáchvận hành một nhà máy nhiệt điện Qua đó có thể giúp em áp dụng những kiến thức vàothực tiễn, để thấy được cách vận hành một hệ thống lò hơi trong một nhà máy theo đúngchuyên ngành của mình theo học thực sự sẽ như thế nào Việc nghiên cứu một hệ thốngquan trọng trong một nhà máy nhiệt điện có thể giúp em lựa chọn được đề tài nghiêncứu sâu hơn trong giai đoạn làm đồ án tốt nghiệp sau này.
Nhờ có sự giúp đỡ và giúp đỡ của cô Phan Diệu Hương, cùng sự góp ý của bạn bè vàcông sức nghiên cứu của bản thân, em đã hoàn thành báo cáo môn học “ Kinh tế vậnhành hệ thống điện” Nội dung gồm có các phần phần chính như sau:
Phần thứ nhất: Giới thiệu tổng quát về hệ thống lò hơi.Phần thứ hai: Vị trí lò hơi trong nhà máy nhiệt điện.
Phần thứ ba: Cấu tạo chung và đặc tính kĩ thuật của hệ thống lò hơi.Phần thứ tư: Cân bằng năng lượng và đặc tính năng lượng của lò hơiPhần thứ năm: Cân bằng năng lượng phân xưởng lò hơi- nhiên liệu
Trang 4MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ HỆ THỐNG LÒ HƠI 6CHƯƠNG 2: VỊ TRÍ NỒI HƠI TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 7
2.1 VỊ TRÍ NỒI HƠI TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 7
CHƯƠNG 3: CẤU TẠO CHUNG VÀ ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA LÒHƠI 8CHƯƠNG 4: CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG VÀ ĐẶC TÍNH NĂNG LƯỢNGCỦA LÒ HƠI 11
4.1 Cân bằng năng lượng của lò hơi 114.2 Đặc tính năng lượng của lò hơi 11
CHƯƠNG 5: CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG PHÂN XƯỞNG LÒ NHIÊN LIỆU 14
Trang 5HƠI-CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ HỆTHỐNG LÒ HƠI
Hệ thống lò hơi là một phần không thể thiếu trong các nhà máy nhiệt điện, đóngvai trò quan trọng trong quá trình sản xuất điện năng Mục tiêu chính của hệthống lò hơi là chuyển đổi năng lượng từ nhiên liệu ( thường là than, dầu hoặckhí đốt ) thành nhiệt năng, sau đó sử dụng nhiệt năng này để biến nước thành hơinước ở áp suất và nhiệt độ cao.
Cấu trúc của hệ thống lò hơi bao gồm các thành phần chính như lò đốt, bộ traođổi nhiệt, hệ thống điều khiển và các bộ phận phụ trợ khác như hệ thống xử lýkhí thải Lò đốt là nơi nhiên liệu được đốt cháy, tạo ra nhiệt năng cần thiết đểbiến nước thành hơi Bộ trao đổi nhiệt là nơi nhiệt năng được truyền sang chonước, khiến cho nước đun sôi và biến thành hơi nước Hệ thống điều khiển giámsát và điều chỉnh các thông số quan trọng như áp suất, nhiệt độ và lưu lượng củanước và nhiên liệu, đám bảo hoạt động của hệ thống ổn định và hiệu quả.Trong quá trình vận hành, hệ thống lò hơi đòi hỏi sự chăm sóc và bảo dưỡng địnhkỳ để đảm bảo hoạt động an toàn và hiệu quả Việc duy trì sạch sẽ, kiểm tra địnhkỳ và thay thế các bộ phận cũng như làm sạch hệ thống là những hoạt động cầnthiết để tránh sự cố và tuổi thọ của hệ thống.
Hệ thống lò hơi là trái tim của một nhà máy nhiệt điện, cung cấp năng lượng cầnthiết để sản xuất điện năng một cách hiệu quả và bền vững Điều này đòi hỏi sựtích hợp chặt chẽ giữa công nghệ, quản lý và bảo trì để đảm bảo hoạt động ổnđịnh và an toàn của hệ thống.
Trang 6CHƯƠNG 2: VỊ TRÍ NỒI HƠI TRONG NHÀMÁY NHIỆT ĐIỆN
2.1 VỊ TRÍ NỒI HƠI TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
Nồi hơi là một thiết bị giúp đưa nhiệt của quá trình đốt cháy cho nước cho đến khi nướcđược đun nóng hoặc thành hơi Nhiên liệu dùng để đốt trong nồi hơi công nghiệpthường là than hoặc dầu Nước nóng hoặc hơi nước dưới tác động của áp suất sẽ truyềnnhiệt sang một quy trình Khi nước được chuyển thành hơi, thể tích sẽ tăng lên khoảng1600 lần, tạo ra một lực mạnh như là thuốc súng Vì vậy nồi hơi là thiết bị phải đượcvận hành với tinh thần cẩn trọng cao độ Hơi nước lấy ra từ nồi hơi với áp suất cao đượcsử dụng trong nhiều lính vực khác nhau trong công nghiệp:
Để sinh công quay tuabin phát điện trong các nhà máy nhiệt điệnGiặt là trong nhà máy may
Hấp sấy, thanh trùng, tiệt trùng trong các nhà máy thực phẩm, đồ uống, nhà máy bánh kẹo
Sấy gỗ, sấy xốp, sấy bột cá thức ăn gia súc , hấp mây tre đan.Hệ thống nồi nấu rượu.
Hệ thống nấu ăn, bếp ăn công nghiệp.
Bể hơi nước nóng bốn mùa, mạng lưới nước nóng cho khu vui chơi và nhà hàng,khách sạn, trường học, khu phục hồi chức năng.
Hệ thống xông hơi, matxa
Hệ thống làm bánh phở, bún, bánh ướt và các loại thực phẩm
Trang 7CHƯƠNG 3: CẤU TẠO CHUNG VÀ ĐẶC TÍNHCỦA LÒ HƠI
3.1 CẤU TẠO CHUNG CỦA LÒ HƠI
Hệ thống nhiên liệu: Bao gồm tất cả các thiết bị được sử dụng để tạo ranhiệt cần thiết Các thiết bị cần dùng trong hệ thống nhiên liệu phụ thuộcvào loại nhiên liệu sử dụng trong hệ thống nhiên liệu.
Nước đưa vào nồi hơi được chuyển thành hơi được gọi là nước cấp Nướccấp có hai nguồn chính là: (1) Nước ngưng hay hơi ngưng tuần hoàn từcác quy trình và (2) nước đã qua xử lý ( nước thô đã qua xử lý) từ bênngoài bộ phận nồi hơi và các quy trình của nhà máy Để nâng cao hiệu quảsử dụng nồi hơi, một thiết bị trao đổi nhiệt đun nóng sơ bộ nước cấp sửdụng nhiệt tải từ khí lò.
Blow down separator: Hệ thống ống xả khíVent: lỗ thông
Trang 8Steam to process: khí đưa tới quá trìnhEconomizer: Bộ phận tiết kiệmFuel: Nạp nhiên liệu
Burner: Buồng đốtChemical feed: nạp nước
Softener: những chất làm mềm nướcBrine: Nước muối
Water source: nguồn nướcPumps: Bơm
Deaerator: bình khử khíStack: Ống xảExhaust gas: khí xả
3.2 CÁC ĐẶC TÍNH KĨ THUẬT CỦA LÒ HƠI
Dưới đây là các đặc tính kỹ thuật của một số loại nồi hơi thường được dùng trongcông nghiệp:
3.2.1 Nồi hơi đốt than ống nước dạng E
Đặc tính kĩ thuật :
Kiểu ống nước, tuần hoàn tự nhiên2 balông bố trí theo chiều ngang.Ghi tĩnh
Cấp than, thải xỉ: thủ côngHiệu suất: >= 75%
Nhiên liệu đốt: than cục, than cám, củi.
3.2.2 Nồi hơi đốt than ống nước dạng KE
Đặc tính kỹ thuật:
Kiểu ống nước, tuần hoàn tự nhiên2 balông bố trí theo chiều ngang.Ghi tĩnh
Cấp than, thải xỉ: thủ côngHiệu suất: >= 75%
Nhiên liệu đốt: than cục, than cám, củi.
3.2.3 Nồi hơi đốt than ống lửa kiểu đứng
Đặc tính kỹ thuật:
Kiểu ống lửa, đứngGhi tĩnh
Cấp than, thải xỉ: Thủ công
Nhiên liệu đốt: than cục, than cám, củi.
3.2.4 Nồi hơi đốt than ống nước ghi xích
Đặc tính kỹ thuật:
Kiểu ống nước, tuần hoàn tự nhiên.2 balong bố trí theo chiều dọc
Trang 9Ghi xích ( kiểu vảy cá)
Cấp than, thải xỉ: hoàn toàn cơ khíHiệu suất: 77~ 78%
Nhiên liệu đốt: than cục, than cám.
Trang 10CHƯƠNG 4: CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG VÀĐẶC TÍNH CỦA LÒ HƠI
4.1 Cân bằng năng lượng của lò hơi
+ Mối quan hệ giữa nhiệt lượng của nhiên liệu đưa vào lò với nhiệt lượng lò sảnxuất ra và nhiệt lượng tổn thất.
+ Phương trình cân bằng năng lượng lò hơi.
Q2: Tổn thất nhiệt khói
Q3: Tổn thất nhiệt do nhiêu liệu cháy không hết về hóa
Q4: Tổn thất nhiệt do cháy không hết về cơ khí phụ thuộc lò (than lọt ghi,than lẫn than xỉ )
Q5: Tổn thất nhiệt do bức xạ ra môi trường, phụ thuộc bảo ônQ6: Tổn thất nhiệt trong xỉ thải
4.2 Đặc tính năng lượng của lò hơi
Xây dựng mối quan hệ giữa nhiên liệu tiêu hao cho lò và nhiệt lượng lò hơi sảnxuất:
B=f(Q1)Hiệu suất lò: =g(Q1)
Suất tiêu hao nhiên liệu tiêu chuẩn để phát nhiệt: b =h(Q1)
Suất tăng tiêu hao nhiên liệu tiêu chuẩn: b’ = y(Q1)
Cân bằng thuận và cân bằng nghịch:
Trang 11Hiệu suất lò hơi:
Suất tiêu hao nhiêu liệu của lò hơi:
Suất tăng tiêu hao nhiên liệu của lò hơi:
Trang 13CHƯƠNG 5: CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG PHÂNXƯỞNG LÒ HƠI- NHIÊN LIỆU
5.1 Cân bằng năng lượng phân xưởng lò hơi- nhiên liệu
5.1.1 Tổng sản lượng nhiệt năng do phân xưởng lò sản xuất kỳ kế hoạch
Qlòsx = Q + Q + Qđphcntth + Qpp + Q + Qxlòtd
Trong đó:
Qđ : Nhiệt năng để sản xuất điện năng của phân xưởng tuabinQph : Nhiệt năng phát ra ngoài cho hộ tiêu thụ ( hơi nước, nước nóng)Qcntth : Tổn thất nhiệt năng trong các thiết bị cung cấp hơi và nước nóngcho hộ tiêu thụ bên ngoài
Qpp : Tổn thất nhiệt trong hệ thống phân phối hơi và nước nóng trong nhàmáy ( không kể tiêu hao nhiệt năng tự dùng phân xưởng lò và tổn thấtnước xả) tính bằng % sản lượng tinh về nhiệt phân xưởng lò)
Qx : Tổn thất nhiệt trong nước xả của lò tính bằng % sản lượng thô vềnhiệt năng của phân xưởng lò hay một giờ làm việc của lò
Qlò : Nhiệt năng tự dùng của phân xưởng lò hơi- nhiên liệu ( sấy than,thổi lò, truyền động bơm tiếp nước )
Sản lượng nhiệt tinh lò sản xuất ra được biểu diễn như sau:
Qlòsx = Qlòtinh+Qlò+Qx
Tổn thất nhiệt trong nước xả lò hơi được tính bằng % sản lượng nhiệt thô củaphân xưởng lò hơi sản xuất ra:
Qx=Qlòtinh+Qlòđ+ Qx
Trong đó:
Qx : Hệ số tổn thất nhiệt nước xả (%)
5.1.2 Nhiên liệu tiêu hao cho lò theo đặc tính năng lượng để sản xuất nhiệt.
Bdt = B t + bkht`.Q`.t + b Q t + bthkt`kt`c.Q tc
Trong đó:
Trang 14Bdt: Nhiên liệu tiêu hao để sản xuất nhiệt năng trong kỳ tính theo đặc tínhnăng lượng của lò
Bkht: Nhiên liệu tiêu hao không tải của lòt: Số giờ làm việc của lò trong kỳb`
th,kt,c : Suất tăng tiêu hao nhiên liệu trong phạm vi công suất thấp, côngsuất kinh tế và công suất cao của lò
Qth,kt,cao: Sản lượng nhiệt năng sản xuất ra trong phạm vi công suất thấp,kinh tế, cao của lò.
Phạm vi làm việc công suất thấp: < 20-40% Q đm1
Phạm vi làm việc công suất kinh tế: 20-40% đến 80- 87% Q đm1
Phạm vi làm việc công suất cao: > 80-87% Q đm1
Trang 15KẾT LUẬN
Việc tìm hiểu hệ thống lò hơi trong nhà máy nhiệt điện là một quá trình quantrọng để hiểu rõ cách hoạt động của một trong những thành phần cốt lõi của nhàmáy này Thông qua việc nắm vững kiến thức về cấu trúc, nguyên lý hoạt độngvà các thành phần của hệ thống lò hơi, chúng ta có thể hiểu được quy trìnhchuyển đổi năng lượng từ nhiên liệu sang hơi nước và cuối cùng là điện năng.Ngoài ra, việc nắm bắt sâu sắc về hệ thống này cũng giúp chúng ta phát hiện vàgiải quyết các vấn đề kỹ thuật, từ việc tối ưu hóa hiệu suất hoạt động đến bảodưỡng và sửa chữa định kỳ Đặc biệt, trong bối cảnh ngày càng tăng sự chú trọngvào việc sử dụng nguồn năng lượng sạch và hiệu suất cao, việc hiểu rõ về hệthống lò hơi trở nên ngày càng quan trọng Tóm lại, việc nắm vững kiến thức vềhệ thống lò hơi không chỉ là một yêu cầu kỹ thuật mà còn là một cơ hội để nângcao hiệu suất và bền vững của nhà máy nhiệt điện trong tương lai.