Thiết Kế Nhà Máy Nhiệt Điện Ngưng Hơi Đốt Than 600MW (Kèm Bản Vẽ Cad)

Ý thức đợc điều này khi nhận đợc đề tài thiết kế nhà máy nhiệt điện QuảngNinh II công suất 600 MW, với sự cố gắng của bản thân cùng sự tận tình giúp đỡcủa thầy giáo PGS.TS Hoàng Ngọc

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA: CN NHIỆT ĐIỆN LẠNH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KHẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN NGƯNG

HƠI ĐỐT THAN 600MW (NMNĐ QUẢNG NINH II)

GVHD: PGS.TS Hoàng Ngọc Đồng SVTH :

Đà nẵng

Đồ án tốt nghiệp  GVHD:PGS.TS Hoàng Ngọc Đồng

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên :

2 Các số liệu ban đầu :

Các thông số cơ bản của tuabine: Công suất định mức 300MW, thông số hơi mới vào tuabin 168bar – 538oC, thông số hơi quá nhiệt trung gian vào 35,4bar –

538oC

Nhiên liệu đốt than antraxit có Qtlv = 4,655kCal/kg

3 Nội dung các phần thuyết minh và tính toán :

Chương 1 : Giới thiệu về nhà máy nhiệt điện và phương án đặt tổ máy

Chương 2 : Xây dựng và tính toán sơ đồ nhiệt nguyên lý

Chương 3 : Tính và chọn thiết bị của nhà máy

Chương 4 : Thuyết minh sơ đồ nhiệt chi tiết

Chương 5 : Hệ thống xử lý nước cho lò hơi và hệ thống lọc bụi khói thải

nhà máyChương 6 :Thuyết minh bố trí ngôi nhà chính của nhà máy

4 Các bản vẽ và đồ thị :

1 – Sơ đồ nhiệt nguyên lý(Ao)

2 – Sơ đồ nhiệt chi tiết(Ao)

3 – Bản vẽ Lò hơi(Ao)

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

===***===

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CÔNG NGHỆ NHIỆT-ĐIỆN LẠNH

4 – Giản đồ i-s của tuabin(A1)

5 - Sơ đồ mặt cắt dọc (Ao)

6- Sơ đồ mặt bằng (Ao)

Đồ ỏn tốt nghiệp  GVHD:PGS.TS Hoàng Ngọc Đồng

Lời núi đầu



Đất nớc ta đang trong giai đoạn phát triển mạnh mẽ trên mọi lĩnh vực, từng b

-ớc hiện đại hoá với mục tiêu đa đất n-ớc trở thành một n-ớc công nghiệp theo định ớng của Đảng và Nhà nớc Trong tiến trình công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nớc,việc phát triển công nghiệp đợc đặt lên hàng đầu Để làm đợc điều đó chúng ta cầnphải phát triển các ngành công nghiệp mũi nhọn trong đó có ngành điện Việc pháttriển ngành điện cần phải đi trớc một bớc vì nó là cơ sở cho sự phát triển của cácngành công nghiệp khác cũng nh đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của xã toàn hội Hiện nay điện năng ở nớc ta chủ yếu đợc sản suất ở các nhà máy thuỷ điện vàcác nhà máy nhiệt điện Nhng các nhà máy thuỷ điện của chúng ta có công suất phụthuộc vào mùa do bị chi phối bởi yếu tố từ thiên nhiên Nhà máy nhiệt điện có thểkhắc phục đợc hạn chế trên Từ đó có thể nhận thấy nếu chúng ta muốn có một anninh năng lợng tốt, một sự phát triển bền vững thì việc phát triển nhiệt điện là tínhtất yếu khách quan

h-Với sự quan tâm đúng mức đến vấn đề này trong thời gian tới chúng ta sẽ nângcao đợc hiệu quả hoạt động của các nhà máy nhiệt điện và đa nớc ta ngày càng pháttriển hơn nữa

Ý thức đợc điều này khi nhận đợc đề tài thiết kế nhà máy nhiệt điện QuảngNinh II công suất 600 MW, với sự cố gắng của bản thân cùng sự tận tình giúp đỡcủa thầy giáo PGS.TS Hoàng Ngọc Đụ̀ng và các thầy cô giáo trong Khoa cụng nghệNhiệt - Điện lạnh, em đã hoàn thành việc thiết kế sơ bộ nhà máy nhiệt điện ngng hơitrên Do thời gian hạn hẹp cùng những hạn chế về nhận thức nên đồ án không tránhkhỏi những sai sót, rất mong đợc các thày đóng góp ý kiến để em có thể hoàn thiện

đồ án hơn nữa

Em xin chân thành cảm ơn !

Đà Nẵng, Ngày 30 tháng 5 năm2010

1.1 Chọn loại nhă mây nhiệt điện

Điện năng là nguồn năng lượng thứ cấp được sản xuất từ nguồn năng lượng

sơ cấp là các nhiín liệu hoá thạch, sinh khối, các nguồn năng lượng tự nhiín nhưthuỷ năng , quang năng,năng lượng gió …Tuỳ vào dạng năng lượng sơ cấp đó màngười ta phđn ra các loại nhà máy điện chính: nhiệt điện, thuỷ điện và điện hạtnhđn.Trong bản đồ án tốt nghiệp này chỉ nói tới nhà máy nhiệt điện

Trong nhà máy nhiệt điện dựa vào các tiíu chí khác nhau mà trong nhà máynhiệt điện cũng phđn ra các loại khác nhau.Ví dụ như phđn theo loại nhiín liệu đốt

có nhà máy nhiệt điện đốt nhiín liệu rắn, nhiín liệu khí, nhiín liệu lỏng.Trong loạiđốt nhiín liệu rắn có đốt kiểu than phun, kiểu ghi, kiíủ lớp sôi…Ní́u phđn theo loạituabin máy phát thì có nhà máy nhiệt điện tuabin khí, nhà máy nhiệt điện tuabin hơi Nước ta có nguồn khoáng sản than đá dồi dào nín việc lựa chọn nhà máynhiệt điện đốt than là điều rất phù hợp Tuy nhiín chất lượng than của nước takhông cao, nhất là loại than dung cho nhiệt điện Vì thí́ lựa chọn công nghệ đốt lớpsôi tuần hoàn có rất nhiều ưu điểm Công nghệ này cho phĩp đốt các loại than xấuvà than có chứa nhiều lưu huỳnh nhờ khđu xử lý lưu huỳnh bằng đá vôi Nhiệt độbuồng lửa của lò hơi lớp sôi tuần hoàn không cao, chỉ từ 8400C đí́n 9000C nín giảmđáng kể sự tạo thành các khí NOx, SOx gđy ô nhiễm môi trường

Do không có yíu cầu về phụ tải nhiệt nín ta chọn tuabin ngưng hơi Đểgiảm tổn thất nhiệt do hơi thoát vào bình ngưng, tuabin có các cửa trích gia nhiệthồi nhiệt cho nước Và để giảm độ ẩm của hơi ở các tầng cánh cuối của tuabin nín

ta chọn chu trình có quá nhiệt trung gian

Một vấn đề cần quan tđm là tií́t kiệm năng lượng cho các nhà máy

Từ những phđn tích trín và theo yíu cầu của bản đồ án tốt nghiệp nín emchọn nhà máy nhiệt điện đốt than, lò hơi tuần hoàn tự nhiín,có bao hơi, tuabinngưng hơi có cửa trích gia nhiệt hồi nhiệt, quá nhiệt trung gian một cấp Nhà máyđược thií́t kí́ theo sơ đồ khối

1.2 Phân loại nhà máy nhiệt điện.

Nhà máy nhiệt điện đốt nhiên liệu bằng hữu cơ cóthể chia ra các loại sau:

* Phân loại theo loại nhiên liệu sử dụng:

Đồ ân tốt nghiệp  GVHD:PGS.TS Hoăng Ngọc Đồng

- Nhà máy nhiệt điện đốt nhiên liệu rắn

- Nhà máy nhiệt điện đốt nhiên liệu lỏng

- Nhà máy nhiệt điện đốt nhiên liệu khí

- Nhà máy nhiệt điện đốt hai hoặc ba loạinhiên liệu trên (hỗn hợp)

* Phân loại theo tuabin quay máy phát:

- Nhà máy nhiệt điện tuabin hơi

- Nhà máy nhiệt điện tuabin khí

- Nhà máy nhiệt điện tuabin khí - hơi

* Phân loại theo dạng năng lượng cấp đi:

- Nhà máy nhiệt điện ngưng hơi : chỉ cungcấp điện

- Trung tâm nhiệt điện : cung cấp điện vàìnhiệt

* Phân loại theo kết cấu công nghệ:

- Nhà máy điện kiểu khối

- Nhà máy điện kiểu không khối

* Phân loại theo tính chất mang tải:

- Nhà máy nhiệt điện phụ tải gốc, có sốgiờ sử dụng công suất đặt hơn 5.103 giờ

- Nhà máy nhiệt điện phụ tải giữa, có sốgiời sử dụng công suất đặt khoảng (3 4).10).103 giờ

- Nhà máy nhiệt điện phụ tải đỉnh, có sốgiời sử dụng công suất đặt khoảng 1500 giờ

1.3 Địa điểm đặt nhà máy.

Khi lựa chọn địa điểm đặt nhà máy nhiệt điện ngưnghơi phải đảm bảo điều

kiện làm việc định mức, chi phí xây dựng vàì vận hànhbé nhất Hiện nay trên thế giới cũng như nước ta nhiềunhà máy điện lớn với chất đốt là than vàì khí đã đi vàìohoạt động, trong đó đặt biệt là than có thể vận chuyểnbằng các phương tiện giao thông đường bộ cũng nhưđường thuỷ với một khoảng cách tương đối xa Bên cạnhđó nguồn cung cấp nước cũng là một yêu cầu quan trọngkhi lựa chọn địa điểm đặt nhà máy nhiệt điện ngưng hơi,bởi vì lượng nước tiêu hao để làm lạnh hơi thoát là rấtlớn, do đó nếu phải đưa nước vàìo với một khoảng cách xavàì cao thì vốn đầu tư xây dựng vàì chi phí vận hành rấtđắt Nhà máy nhiệt điện ngưng hơi là tại Phíng Hµ Kh¸nh -Thµnh phỉ H¹ Long - TØnh Qu¶ng Ninh, Nguơn níc lµm m¸t lµ níc mƯn ị cöa s«ngDiÔn Vông, níc ngôt : LÍy tõ ®íng ỉng cÍp níc th« cho nhµ m¸y níc DiÔn VôngKhi xây dựng nhà máy điện đòi hỏi phải có một mặtbằng lớn, cho nên phải có diện tích vàì kích thước đầy đủ.Đối với nhà máy nhiệt điện ngưng hơi đốt bằng than thìphải có một khu vực gần nhà máy để chứa than, thunhận lại lượng tro vàì xỉ do nhà máy thải ra Bênh cạnh đókhu vực cán bộ công nhân viên vận hành vàì bảo dưỡngnhà máy phải được xây dựng không xa nhà máy nhưngphải đảm bảo môi trường trong sạch Địa hình diện tích xâydựng nhà máy phải bằng phẳng.

1.4 So sánh các phương án đặt tổ máy vàì chọn tổ máy.

Đối với các nhà máy nhiệt điện có công suất lớn thì takhông nên đặt nhiều tổ máy có công suất khác nhau, vìnếu như vậy thì sẽ ảnh hưởng đến quá trình vận hànhvà sữa chữa, bảo dưỡng

Đồ ân tốt nghiệp  GVHD:PGS.TS Hoăng Ngọc Đồng

Công suất của nhà máy điện là 600MW trong trườnghợp này ta chia làm ba phương án để so sánh hiệu quả kinhtế, kỹ thuật của từng phương án Bao gồm có các phươngán sau:

- Đặt 6 tổ máy có công suất mỗi tổ là 100MW

- Đặt 3 tổ máy có công suất mỗi tổ là 200MW

- Đặt 2 tổ máy có công suất mỗi tổ là 300MW

1.4.1 Phương án 1: Đặt 6 tổ máy có công suất mỗi tổ

là 100MW.

Việc đặt 6 tổ máy như vậy sẽ chiếm khá lớn vềtổng mặt bằng diện tích, do việc bố trí thiết bị của mỗitổ máy, mặt khác do nhiều tổ máy vận hành nên đòi hỏiphải có nhiều công nhân, cán bộ kỹ thuật vận hành do đóchi phí cho việc trả tiền lương tăng lên

Gọi K1 là chi phí vốn đầu tư ban đầu của phương án 1

S1 là phí tổn vận hành hằng năm của phương án 1.Các trị số K1 vàì S1 sẽ được so sánh với các trị số ởcác phương án 2 vàì 3

Mặt khác khi nói đến việc đặt 6 tổ máy thì khả năngvận hành vàì đảm bảo cho việc cung cấp đủ điện năng lênmạng lưới điện Nếu có sự cố, một trong các tổ máy bị

hư hỏng thì các tổ máy kia vẫn vận hành bình thường vàìvẫn đảm bảo đủ việc cung cấp điện năng Đối với việclắp đặt nhiều tổ máy như thế này thì việc điều chỉnhphụ tải sẽ dễ dàng hơn, dẫn đến khả năng tự động hoácao vàì khả năng thay thế các thiết bị trong nhà máy khi có

hư hỏng tương đối dễ dàng hơn vì các thiết bị đều cócùng kích cỡ

1.4.2 Phương án 2 : Đặt 3 tổ máy có công suất mỗi tổ

200MW.

Việc đặt 3 tổ máy như vậy thì mặt bằng phân bốcác thiết bị sẽ chiếm diện tích ít hơn so với phương án 1

Do đó tổng diện tích mặt bằng của nhà máy sẽ gọn hơn

Ơí phương án này tuy số tổ máy ít hơn so với phương án 1nhưng số tổ máy vẫn còn nhiều, công suất của mỗi tổmáy cũng lớn hơn, cho nên cũng phải cần có một lượngcông nhân cán bộ kỹ thuật đáng kể Chi phí vốn đầu tưban đầu sẽ lớn hơn so với phương án 1, nhưng chi phí vậnhành hằng năm sẽ nhỏ

Gọi K2 là chi phí vốn đầu tư ban đầu của phương án 2

S2 là chi phí vận hành hằng năm của phương án 2

1.4.3 Phương án 3: Đặt hai tổ máy có công suất mỗi tổ

là 300MW.

Khi ta đặt hai tổ máy như vậy thì mặt bằng phân bốcác thiết bị sẽ ít hơn so với phương án 1 vàì 2 Ơí phương ánnày do có hai tổ máy có cùng công suất nên việc vận hànhsẽ có ít cán bộ công nhân kỹ thuật hơn, do đó chi phí choviệc trả tiền lương cũng sẽ giảm xuống đáng kể

Bênh cạnh đó chi phí bảo dưỡng các thiết bị hằng nămvàì chi phí cho việc xây dựng giao thông(đường xe chạy,đường sắt ) cũng như giá tiền nhiên liệu giảm do cácthiết bị có độ tin cậy vàì hiệu suất nhà máy cao hơn.Vốn đầu tư ban đầu cho việc mua săm các thiết bị lớn donhững thiết bị này làm việc với thông số cao hơn so với 2phương án trên

Ngoài ra đối với phương án này thì khả năng vận hànhvàì đảm bảo đủ cho việc cung cấp điện năng lên mạng lướiđiện Việc điều chỉnh phụ tải đễ dàng nên mức độ tự

Đồ ân tốt nghiệp  GVHD:PGS.TS Hoăng Ngọc Đồng

động hoá cao, khả năng thay thế các thiết bị trong nhà máykhi có hư hỏng dễ dàng hơn

Gọi K3 vốn đâu tư ban đầu của phương án 3

S3 chi phí vận hành hằng năm của phương án 3

Trong 3 phương án mà ta đã nêu trên thì phương án kinhtế nhất là phương án cá phí tổn toàn bộ vàì phí tổn tínhtoán nhỏ nhất

1.4.4 So sánh vàì chọn phương án đặt tổ máy.

1.4.4.1 Tính chi phí vận hành hằng năm.

Chi phí vận hành hằng năm của các thiết bị như sau:

S = SA + SB + Sn + S0 , đồng/năm

Trong đó:

SA : chi phí cho khấu trừ hao mòn vàì sữa chữa

SB : chi phí cho nhiên liệu

Sn : chi phí cho việc trả lương cán bộ công nhânviên

S0 : chi phí công việc chung của nhà máy vàì tấtcả các chỉ tiêu khác

1.4.4.1.1 Chi phí cho nhiên liệu:

Với b : suất tiêu hao than tiêu chuẩn để sảnxuất 1kWh

 : Lượng điện năng sản xuất ra trong mộtnăm,kWh/năm

Giả sử mỗi năm sản xuất 6000h thì:

 = 64).108.103.6.103 = 3888.106kWh

Vậy lượng than tiêu chuẩn tiêu hao hằng năm của mỗiphương án là:

B1tc= 34).106.10-3.3888.106.10-3.(1+0,005) =1351974).10Ttc/năm

B2tc= 34).101.10-3.3888.106.10-3.(1+0,005) =13324).1037Ttc/năm

B3tc= 336.10-3.3888.106.10-3.(1+0,005) =1312899Ttc/năm

 Lượng than thực tế tiêu hao:

t

H p itc i

Q

Q B

Giả sử vốn đầu tư thiết bị nhiệt của baphương án là:

1.4.4.1.3.Chi phí trả lương cho công nhân.

Sn = Z.N.n,đồng/năm.

Trong đó:

Z: tiền lương trung bình một người trong 1 năm

Giả sử mỗi tháng cán bộ công nhân viênnhận lương trung bình một người là 1000000đồng/tháng

Thì : Z = 1000000.12= 12000000đồng/năm.N= 600MW: công suất của nhà máy

n: hệ số biên chế của công nhân ứng với từngphương án vàì công suất của tổ máy

Giả sử : n1= 1,56người/MW ứng với 6 tổmáy 100MW

n2= 1,54).10người/MW ứng với 3 tổ máy200MW

n3= 1,4).10người/MW ứng với 2 tổ máy300MW

 Chi phí trả lương cho cán bộ công nhân viên từngphương án là:

S02 =  (SA2 + Sn2) = 0,27.(12.106 + 11088.106) =2997.106đồng/năm.

S03=(SA3 + Sn3) = 0,27.(18.106 + 10080.106) =2726,4).106.106đồng/năm

Vậy chi phí vận hành hằng năm của từng phương ánlà:

S1 = SB1 + SA1 + Sn1 + S01 = 873360.106 + 9.106 + 11230.106 + 3034).10,53.106 = 887633,53.106đồng/năm

S2 = SB2 + SA2 + Sn2 + S02 = 860700.106 + 12.106 + 11088.106 + 2997.106 = 874).10797.106đồng/năm

S3 = SB3 + SA3 + Sn3 + S03 = 84).108100.106 + 18.106 + 10080.106 + 2726,4).106.106 = 860924).10,4).106.106đồng/năm

Từ các tính toán ở trên ta có: K1 >K2 >K3 vàì S1  S2 S3

Vì vậy ở đây ta chọn phương án 3 là đặt 2 tổ máy cócông suất mỗi tổ là 300MW Trong thiết kế này ta dùngnhiên liệu đốt là than antraxit khu vực Hòn Gai - Cẩm Phảcó các thành phần nhiên liệu như sau:Qht = 4).10655Kcal/kg Lòhơi là loại lò than phun, có bao hơi, tuần hoàn tự nhiên vàcó quá nhiệt trung gian

CHƯƠNG 2

XÂY DỰNG VÀÌ TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ NHIỆT

NGUYÊN LÝ

Đồ ân tốt nghiệp  GVHD:PGS.TS Hoăng Ngọc Đồng

2.1 Xây dựng sơ đồ nhiệt nguyên lý của nhà máy.

Sơ đồ nhiệt nguyên lý xác định nội dung cơ bản củaquá trình công nghệ biến đổi nhiệt năng trong nhà máyđiện Nó bao gồm các thiết bị chính vàì phụ Các đườnghơi vàì các đường nước nối chung vàìo một khối trongmột quá trình công nghệ

Các thành phần trong sơ đồ nhiệt nguyên lý bao gồm:lò hơi tuần hoàn tự nhiên, tuabin ngưng hơi, 3 thân, đồngtrục ( K- 300 - 170), máy phát điện, bình ngưng, các bình gianhiệt cao áp, hạ áp, thiết bị khử khí, bơm nước cấp, bơmnước động, bơm nước ngưng Các đường ống dẫn hơi đếncác bình gia nhiệt, đường nước ngưng chính, đường nướcngưng động

Đặt tính kỹ thuật của tuabin K - 300 - 170

Hãng sản xuất :General Electric (GE) của Mỹ

Công suất định mức : 300MW

Tốc độ : 3000 v/p

Aïp suất hơi đầu vàìo : 170kg/cm2 (168bar)

Số cửa trích : 8Nhiệt độ hơi quá nhiệt trung gian : 5380C

SƠ ĐỒ NHIỆT NGUYÊN LÝ CỦA MỘT KHỐI 300MW

Diễn giải sơ đồ nhiệt nguyên lý.

Trong toàn bộ nhà máy 600MW bao gồm 2 khối mỗikhối 300MW gồm có: lò hơi tuần hoàn tự nhiên, tua binngưng hơi một trục K-300-170 có các thông số siêu tới hạn,quá nhiệt trung gian một lần, tuabin có 3 xilanh

Hơi mới 168 bar; 5380C đưa vào phần cao áp của turbine,sau đó hơi với thông số 39,1bar và 3150C được đưa vào bộquá nhiệt trung gian Sau khi quá nhiệt trung gian với 35,4).10barvà 5380C đưa vào phần trung áp của turbine Ra khỏi phầntrung áp của turbine hơi được chia làm hai dòng: một dòngvào phần hạ áp sau phần trungû áp, dòng còn lại qua hainửa đối xứng nhau của phần hạ áp để khử lực dọctrục và giảm tiết diện thoát

Turbine có 8 cửa trích hơi cho gia nhiệt: 2 cửa trích ởphần cao áp được gia nhiệt cho nước cấp ở bình gia nhiệtcao áp số 1 và 2; 4).10 cửa trích ở phần trung áp được gianhiệt cho nước cấp ở bình gia nhiệt cao áp số 3, turbine

phụ truyền động bơm nước cấp là loại đối áp, hơi cấpcho turbine phụ này lấy một phần từ cửa trích thứ 3chung với bình gia nhiệt cao áp số 3; hơi thoát ra của turbinenày được đưa vào bình gia nhiệt hạ áp số 6 bình khửkhí (hơi ở bình khử khí do được trích từ cửa trích có ápsuất cao nên được đưa qua thiết bị giảm ôn giảm áp đểhạ áp suất và nhiệt độ xuống phù hợp với yêu cầu),bình gia nhiệt hạ áp số 5 và cửa trích thứ 4).10 đi vào bìnhgia nhiệt hạ áp 6; 2 cửa trích phần hạ áp nối với bình gianhiệt 7 và 8; Nước đọng từ các bình gia nhiệt cao áp xảdồn cấp về bình khử khí, còn nước đọng từ các bình gianhiệt hạ áp số 5, 6, 7 thì dồn cấp đưa về điểm hổnhợp k và nước ngưng ở bình gia nhiệt số 8, bình làm lạnhhơi chèn được đưa về bình ngưng.

Bơm nước cấp được tính với lưu lượng nước cấptoàn bộ và truyền động bằng turbine phụ, bơm dự phòngvà khởi động là bơm điện tính với lưu lượng bằng 1/2công suất toàn bộ Nước xử lý hóa học đưa qua bình gianhiệt nước bổ sung rồi vào bình khử khí Giữa bình khửkhí và bơm cấp có đặt bơm tăng áp bằng điện

Hơi ở các cửa trích của tuabin sau khi gia nhiệt cho nướcngưng, nước cấp thì sẽ ngưng tụ thành nước đọng Sơ đồdồn nước đọng ở các bình gia nhiệt được chọn ở đây là

sơ đồ hỗn hợp: vừa dồn cấp vừa bơm đẩy về đườngnước chính Ở các bình gia nhiệt cao áp (GNCA) nước đọngđược dồn từ GNCA1  GNCA2  GNCA3 do độ lệch về ápsuất, sau đó nước động được dồn vàìo bình khử khí Ởcác bình gia nhiệt hạ áp thì nước đọng được dồn từGNHA5  GNHA6  GNHA7 rồi dùng bơm nước đọng dồn vềđiểm hỗn hợp K trên đường nước ngưng chính Nước

Nghĩa là: P0’ = 0,95 P0Vậy áp lực trước tầng dầu tua bin: P’0 = 0,95 P0 =0,95 168 = 160,5

* Từ áp suất vàì nhiệt độ của hơi tại các cửa tríchentanpi của hơi ứng với các cửa trích đó

* Áp suất làm việc tại bình gia nhiệt được lấy nhỏhơn áp suất tại các cửa trích tương ứng từ 3  8% [TL-1]

Ở đây ta chọn P = 5%

* Riêng tại bình khử khí chọn làm việc với P’ =7bar hơicấp cho bình khử khí được lấy từ cửa trích số 4).10 có ápsuất cao do đó phải quan van giảm áp trước khi vàìo bìnhkhử khí

* Do điều kiện khí hậu ở Việt Nam, nhiệt độ nướclàm mát bình ngưng là 260C do đó áp suất ngưng tụ PK thayđổi

Nhiệt độ ngưng tụ được xác định như sau:

tk = t1 + t + , 0C; [TL-3]

Trong đó:

tk: Nhiệt độ ngưng tụ ở bình ngưng, 0C

t1: Nhiệt độ nước làm mát, 0C

t: Độ gia nhiệt nước làm mát, 0C

: Độ gia nhiệt thiếu của nước ở trong bìnhngưng, 0C

Các giá trị hợp lý của tk, được xác định bằng tínhtoán kinh tế kỹ thuật kết hợp của 3 yếu tố: áp lực cuối

Pk của hơi trong tua bin, bình ngưng vàì hệ thống cung cấpnước

Độ gia nhiệt nước làm mát t = 8 120C [TL-3]Độ gia nhiệt thiếu của nước ở bình ngưng  =

350C [TL-3]

 = 30C

 tx = 26 + 8 + 3 = 370CTương ứng có Pk = 0,063 barTra bảng 3 [TL-4).10] ta có i”k = 2569 KJ/kg

i’k = 155 KJ/kgChọn độ khô sau tầng cuối của tua bin là x = 0,95 thì

ik = x i”k + (1 - x)i’k = 0,95 2569 + (1 - 0,95) 155

 ik = 24).104).108,3 KJ/kg

* Vì đã biết áp suất làm việc của bình gia nhiệt nên taxác định được nhiệt độ nước đọng Từ đây ta thông quađộ gia nhiệt thiếu cho nước  = 3  70C [TL-3] ta tìm đượcnhiệt độ nước ngưng sau bình gia nhiệt (sau khi được hâmnóng)

tH = tn + Với: tH: Nhiệt độ nước đọng của bình gia nhiệt,

0C

Trên cơ sở đó ta có bảng 3 vàì từ đó ta xây dựng đồ thị

i - S biểu diễn quá trình làm việc của dòng hơi trong tua binvới các thông số:

P, t, i : áp suất, nhiệt độ vàì entanpi các cửatrích, bar, 0C, KJ/kg

p’ - áp suất hơi trước các thiết bị gia nhiệt, bar.Xác định được áp lực hơi tại các thiết bị gia nhiệt nhưsau: p’ = 0,95.p [TL-1]

tH, i’H - nhiệt độ và entanpi của nước ngưng bão hòa, 0C,kJ/kg

tn, in - nhiệt độ và entanpi của nước sau các bình gianhiệt, 0C, kJ/k

Bảng 2: Thông số hơi tại các cửa trích, nước đọng vàìnước ngưng tại các bình gia nhiệt

bar

T

0C

iKJ/kg

3 GNCA3 15,6 450 3375,4 14,82 197,70 841,97 192,7 819,64).10 KK 10,4 395 3250,6 9,88 179,34 760,3 174,5 740,5

5 GNHA5 5,04 300 3053,7 4,788 148,15 620,9 143,15 602,546’ GNHA6 2,48 248,6 2946,1 2,356 125,83 527,65 122,33 513,63

vào ở bình khử khí chính, 6' là đường hơi trích đi vào ởbình gia nhiệt hạ áp số 6 và turbine chính từ turbinetruyền động bơm nước cấp

2.3 Cơ sở tính toán các thông số của nhà máy:

Mục đích cơ bản của việc tính toán sơ đồ nguyên lýcủa nhà máy điện ngưng hơi là ở chổ xác định các đặctính kỹ thuật của thiết bị nhằm đảm bảo đồ thị phụ tảiđiện, đảm bảo yêu cầu về chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật vànăng lượng của nhà máy điện và các phần tử của chúng.Tính toán nhiệt chủ yếu dựa vào phương trình cân bằngnăng lượng (phương trình cân bằng nhiệt) và phương trìnhcân bằng vật chất Tổn thất hơi và nước trong nhà máyđược chia làm hai loại, tổn thất trong và tổn thất ngoài

bị Tổn thất rò rỉ phân bố trên toàn bộ đường hơi vànước trong nhà máy, tập trung hơn ở những nơi có thông sốcao nhất của môi chất Để đơn giản trong việc tính toán sơđồ nhiệt người ta quy ước tổn thất rò rỉ tập trung trêntoàn bộ đường hơi mới

Các số liệu ban đầu ho trước:

 Lîng h¬i vµo tuabin: α0 = 1,000

Tõ ®ê c©n b»ng h¬i vµ níc trong nhµ m¸y nh sau

Lîng h¬i tiªu hao cho toµn bĩ tuabin

α TB α0α chα ej=1 + 0,008 + 0,001 = 1,009Phô t¶i lß h¬i:

rr TB

α   = 1,014 + 0,01 = 1,024Lîng níc cÍp vµo lß:

2.4 Tính toán sơ đồ nhiệt nguyên lý:

Ngày nay đối với các khối có công suất lớn, có cácthông số siêu tới hạn vàì có quá nhiệt trung gian đều ápdụng từ 7 đến 9 tầng gia nhiệt Trong các nhà máy điệnhiện đại hiện nay hầu hết đều áp dụng các bình gianhiệt bề mặt, với sơ đồ xả nước đọng hỗn hợp nghĩa làxả nước đọng dồn cấp ở các bình gia nhiệt cao áp vàìbơm nước động ở 1 hoặc 2 bình gia nhiệt hạ áp, trong đó 1bình gia nhiệt loại hỗn hợp (bình khử khí)

Áp dụng hồi nhiệt thì giảm tiêu hao nhiên liệu nhưnglại làm tăng hơi tiêu hao cho tuabin, tăng công suất của lò,tăng kích thước phần cao áp của tua bin nhưng có trích hơithì lượng hơi đi vàìo bình ngưng vàì các kích thước của cáctầng cuối của tua bin vàì ống thoát dẫn đi

Do lượng hơi đi qua các tầng cao áp của turbine tăng lêncho nên chiều cao của các cánh quạt cũng tăng lên và hiệusuất của các tầng ấy cũng tăng lên Giảm lượng hơi quacác tầng hạ áp làm giảm cấu tạo và giảm tổn thất hơithoát điều này có ý nghĩa rất quan trọng đối với các

turbine lớn của nhà máy điện kiểu khối và cho phép tăngcông suất của turbine Vì thế trong thiết kế này ta chọnloại bình gia nhiệt kiểu bề mặt, trong đó có một bình gianhiệt hỗn hợp.

2.4.1 Bình phân ly:

Tríc khi vµo b×nh ph©n ly cê ¸p suÍt 8 bar, níc x¶ ®îc x¶ qua mĩt van gi¶m ¸ptrị thµnh hìn hîp h¬i vµ níc H¬i ®îc ph©n ly t¬ng ®ỉi s¹ch vµ ®îc ®a vµo b×nh khökhÝ phô Níc x¶ sau khi ph©n ly sÏ gia nhiÖt cho níc bư sung tríc khi vµo b×nh khökhÝ phô, sau ®ê sÏ th¶i ra ngoµi theo ®íng m¬ng th¶i Chôn lo¹i b×nh ph©n ly cê ¸psuÍt 8 bar v× b×nh khö khÝ lµ 7 bar

Entanpy cña níc ra khâi ph©n ly lµ: i xa' =i 8bar' =719,2 kJ/kg

NhiÖt Ỉn ho¸ h¬i r =2048 kJ/kg

H¬i sau khi ph©n ly cê entanpy, víi ®ĩ kh« x = 0,99

x.r i

i pl  xa1  = 719,2 + 0,99.2048= 2746,72 kJ/kg Coi nh h¬i sau khi ra khâi ph©n ly cê ®ĩ kh« 1 th× entanpy cña h¬i ra khâiph©n ly lµ: i h i''at 2769kJ/kg

8 



Ph¬ng tr×nh c©n b»ng vỊt chÍt:

xabo h

xa xa

i i

i η i α

2 , 719 99 0 1770

α   = 0,011 - 0,00554= 0,00546

2.4.2 Cân bằng bình gia nhiệt nớc bổ sung:

Lợng nớc sau khi phân ly còn lại đợc đi gia nhiệt cho nớc bổ sung:

xabo

 = 0,00546 ; i' xa= 719,2 kJ/kgChọn hiệu suất của bình gia nhiệt nớc bổ sung là 98%; độ không tới mức1

trong bình làm lạnh nớc xả (bình gia nhiệt nớc bổ sung) nằm trong khoảng (10

200C ) Ta chọn 1 = 150C với độ chênh entanpy tơng ứng là  = 15kcal/kg = 62,7kJ/kg

Chọn nhiệt độ nớc bổ sung có nhiệt độ 250C, tơng ứng với entanpy tơng ứng là:

r bs bs xabo

xa xabo bs

r bs

Vậy

 

.ηαα

ηi'

α.iαi

xabo bs

xa xabo bs

bs r bs

.0,98 62,7 2

, 719 0,00546.

4,5 0,01554.10



r bs

bs, i



xa xabo, i'



bs

bs, i



r 245,88 kJ/kg

bs

i 

2.5 Tính cân bằng nhiệt cho các bình gia nhiệt

2.5.1 Bình gia nhiệt cao áp 1 (GNCA1):

Độ kinh tế của việc hồi nhiệt khi sử dụng hơi quánhiệt ở các cửa trích của tua bin có thể được nâng caonhờ việc làm lạnh hơi trích bằng nước cấp, sở dĩ nhưvậy là vì khi làm lạnh hơi trích thì sự trao đổi nhiệt năngkhông thuận nghịch trong các bình gia nhiệt giảm đi, lượnghơi trích phải tăng lên làm giảm lượng hơi đi vàìo bình ngưng

do vậy hiệu suất của tuabin nói riêng vàì của nhà máy nóichung tăng lên Ngoài ra việc làm lạnh nước động sẽ làmgiảm sự thay thế hơi trích của bình gia nhiệt tiếp nhậnnước đọng đó Vàì như vậy giảm nhiệt tổn thât nănglượng Do đó các bình gia nhiệt cao áp đều chọn là loạibình có cả 3 phần: Làm lạnh hơi, gia nhiệt chính vàì làìmlạnh nước đọng Việc tính toán các bình gia nhiệt cao ápđược tiến hành từ bình có áp suất cao đến bình có ápsuất thấp

Sơ đồ tính toán bình gia nhiệt cao áp số 1

h1; nc: Lượng hơi, lượng nước cấp vàìo bình gianhiệt.

i1n; i2n: entanpi nước cấp ra vàì vàìo bình gia nhiệt

iđ1: entanpi nước đọng ra khỏi bình gia nhiệt

ih1: entanpi hơi ra khỏi cửa trích 1Phương trình cân bằng nhiệt cho bình gia nhiệt cao áp 1

i1n 1163,66kJ kg/ i2n 1040,6kJ kg/

i h13124,5kJ kg/ i đ11199, 28kJ kg/

Tổn thất tiêu hao nước cấp: nc 1,035

Hiệu suất bình gia nhiệt:   0 , 98

Từ đó thay thế các số ở trên vào phương trình (a), tacó:

h

2.5.2 Bình gia nhiệt cao áp 2:(GNCA2)

Sơ đồ tính toán nhiệt cho bình gia nhiệt cao áp số 2

i2n; i3n: entanpi của nước ra vàì vàìo bình GNCA2

h2; ih2: lượng hơi vàì entanpi của hơi cấp cho bìnhGNCA2

đ1; iđ1: lượng nước đọng, entanpi nước đọng rakhỏi bình GNCA1

đ2 = h1 + h2

đ2; iđ2: Lượng nước đọng, entanpi nước đọng rakhỏi bình GNCA2

Phương trình cân bằng nhiệt cho bình GNCA2

nc (i2n - i3n) = [h2 (ih2 - iđ2) + h1 (iđ1 - iđ2)].

1; 1

đ iđ



2 1 1 3

2 2

đ h

đ đ h n n nc h

i i

i i i

Sơ đồ tính toán nhiệt cho bình gia nhiệt cao áp số 3

Đường đ2, iđ2 là đường nước đọng đi vào bình đưa từbình cao áp số 2 đến



nc 1,035 - lưu lượng tương đối của dòng nướccấp vào lò.

 0,98- hiệu suất bình gia nhiệt phụ thuộc vàomức độ tổn thất nhiệt ra khỏi bình

i3n 819,6 /kJ kg- entanpi của nước cấp ra bình gianhiệt cao áp số 3

4 o , /

nhiệt cao áp số 3

Vì độ gia tăng entanpi của nước qua bơm cấp so với cảmột nhà máy lớn này thì không bao nhiêu khi ta dùng bơmcấp với công suất khá lớn, cho nên ta có thể bỏ qua độ giatăng của nước qua bơm cấp  i b 0

h



nc b

h H

  - tổn thất cơ học của turbine truyền động

Công nén nước thực tế của bơm có kể đến tổn thất

cơ học và lượng nước rò rỉ bằng hệ số:

38 38, 77 /

0,98

b b Bi

7 bar) làm việc ở trạng thái bảo hòa tương ứng với164).10,960C

Sơ đồ tính toán nhiệt cho thiết bị khử khí như hình vẽ: đ3; iđ3

nn,i



Đồ ân tốt nghiệp  GVHD:PGS.TS Hoăng Ngọc Đồng

is

bs : entanpy của nước ra khỏi bình gia nhiệt nước bổ sung is

bs =245,88 kJ/kg

iđ3 : entanpy của nước đọng ra khỏi GNCA3 iđ3 = 841,97 kJ/kg ;

ih : entanpy của hơi ra khỏi bình phđn ly ih = 2769 kJ/kg ;

α4 : lưu lượng tương đối của hơi trích vào khử khí ;

αnn : lưu lượng tương đối của nước ngưng chính vào khử khí ;

αnbs : lưu lượng tương đối của nước bổ sung αnbs = 0,01554

αđ3 : lưu lượng tương đối của nước đọng ra khỏi GNCA3 αđ3 =0.194

αh : lưu lượng tương đối của hơi từ bình phđn ly αh = 0,00554

Phương trình cđn bằng năng lượng cho bình khử khí :

2.5.5 Bình gia nhiệt hạ áp 5(GNHA5).

Sơ đồ tính toán nhiệt cho bình gia nhiệt hạ áp 5

h5; ih5

n5; in6

đ5; iđ5

Trong đó:

h5, ih5: lượng hơi vàì entanpi của dòng hơi lấy từcửa trích số 5

n5: lượng nước ngưng qua GNHA5

in5, in6: entanpi nước ngưng ra vàì vàìo GNHA5

đ5, iđ5: lượng nước đọng vàì entanpi nước đọng

ra khỏi GNHA5

Phương trình cân bằng nhiệt tại bình GNHA5

n5 (in5 - in6) = h5 (ih5 - iđ5) Chọn hiệu suất bình GNHA5:  = 0,98

2.5.6 Bình gia nhiệt hạ áp số 6 và 7.

Hơi thoát ra từ tua bin phụ được đưa trở lại tầng trunggian của tua bin chính trên đường hơi về có trích mộtđường hơi cấp cho GNHA6

Đồ ân tốt nghiệp  GVHD:PGS.TS Hoăng Ngọc Đồng

Ta có phương trình cân bằng vật chất tại bình gia nhiệt

6, 7 và điểm K là:

  là lưu lượng hơi tương đối ở cửa trích số 6 và 7

αđ5;iđ6

αd7;id7

i n513,63 / là entanpi của nước cấp ra bình gia nhiệthạ áp số 6.

i n 383,3 / là entanpi của nước cấp ra bình gia nhiệt hạáp số 7

kg kJ

TC

2.5.7 Bình gia nhiệt hạ áp số 8 và ejectơ.

Sơ đồ nối được vẽ ở hình trên Theo sơ đồ, ta cóphương trình cân bằng nhiệt cho bình gia nhiệt 8 như sau: