TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU 10MW

MỤC LỤCĐề mục TrangTrang bìa......................................................................................................................... ......................................................................................................................... ......................................................................................................................... .........................................................................................................................iNhiệm vụ luận văn........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................iiLời cảm ơn..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... vTóm tắt luận văn.......................................................................................................... .......................................................................................................... .......................................................................................................... .......................................................................................................... viMục lục......................................................................................................................... ......................................................................................................................... ......................................................................................................................... .........................................................................................................................viiDanh sách hình vẽ......................................................................................................... ......................................................................................................... ......................................................................................................... ......................................................................................................... xDanh sách bảng biểu................................................................................................... ................................................................................................... ................................................................................................... ...................................................................................................xiiCHƯƠNG 1: TỔNG QUAN......................................................................................... ......................................................................................... ......................................................................................... .........................................................................................1CHƯƠNG 2: NHIÊN LIỆU TRẤU............................................................................. ............................................................................. ............................................................................. .............................................................................61.1. TÌNH HÌNH NĂNG LƯỢNG ĐIỆN Ở VIỆT NAM........................................1. 1.2. NHÀ MÁY ĐIỆN SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU TRẤU....................................... 42.1. SẢN LƯỢNG LÚA...........................................................................................62.2. TRỮ LƯỢNG NHIÊN LIỆU TRẤU................................................................ 72.3. TRẤU Ở KHU VỰC ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG.............................. 92.4. ĐẶC TÍNH NHIÊN LIỆU TRẤU.....................................................................92.4.1. Đặc tính hóa học.....................................................................................102.4.2. Đặc tính công nghệ.................................................................................102.4.3. Tính chất tro xỉ của nhiên liệu trấu........................................................ 11CHƯƠNG 3: LỰA CHỌN SƠ ĐỒ NHIỆT VÀ THÔNG SỐ HƠI NHÀ MÁY....123.1.CHỌN QUI MÔ NHÀ MÁY........................................................................... 123.2. LỰA CHỌN SƠ ĐỒ NHIỆT...........................................................................123.2.1. Chu trình Rankine.................................................................................. 123.2.2. Thông số chu trình hơi nước.................................................................. 143.2.3. Sơ đồ nhiệt nhà máy...............................................................................163.3. TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ NHIỆT..........................................................................173.3.1. Xây dựng quá trình làm việc của hơi trên giãn đồ i s..........................173.3.2. Cân bằng chất của các dòng hơi, nước và nước ngưng. Lập và giải cácphương trình nhiệt của các thiết bị TĐN................................................................ 193.3.3. Kiểm tra cân bằng hơi và nước ngưng................................................... 233.3.4. Phương trình năng lượng và xác định lưu lượng hơi và nước............... 243.3.5. Các chỉ tiêu năng lượng của nhà máy.................................................... 25CHƯƠNG 4: LỰA CHỌN KẾT CẤU LÒ HƠI....................................................... ....................................................... ....................................................... .......................................................274.1. NHỮNG VẤN ĐỀ KHI ĐỐT NHIÊN LIỆU TRẤU......................................274.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỐT NHIÊN LIỆU TRẤU....................................... 274.2.1. Công nghệ đốt trên ghi cố định..............................................................274.2.2. Công nghệ đốt trên ghi nghiêng.............................................................284.2.3. Công nghệ đốt trên ghi xích...................................................................294.2.4. Công nghệ đốt phun............................................................................... 314.2.5. Công nghệ đốt tầng sôi...........................................................................324.2.6. Công nghệ đốt kết hợp phun và ghi xích ngược chiều...........................33vii4.3. CẤU TRÚC PHẦN SAU BUỒNG LỬA....................................................... 344.3.1. Chọn nhiệt độ khói thải ra khỏi lò hơi................................................... 344.3.2. Bộ hâm nước.......................................................................................... 354.3.3. Bộ sấy không khí....................................................................................36CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH CHÁY NHIÊN LIỆU.......................... .......................... .......................... .......................... 385.1. THỂ TÍCH CỦA KHÔNG KHÍ VÀ SẢN PHẨM CHÁY............................. 385.2. NHIỆT LƯỢNG ĐƯA VÀO BUỒNG LỬA..................................................425.3. ENTHALPY CỦA KHÔNG KHÍ VÀ SẢN PHẨM CHÁY.......................... 425.4. HIỆU SUẤT LÒ HƠI......................................................................................455.4.1. Phương trình cân bằng nhiệt.................................................................. 455.4.2. Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về hóa học..............................455.4.3. Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về cơ học................................465.4.4. Tổn thất nhiệt do tỏa ra môi trường xung quanh................................... 465.4.5. Tổn thất nhiệt do xỉ mang ra ngoài lò hơi..............................................465.4.6. Tổn thất nhiệt do khói mang ra ngoài lò hơi..........................................475.4.7. Hiệu suất lò hơi...................................................................................... 475.5. LƯỢNG TIÊU HAO NHIÊN LIỆU................................................................57CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN CÁC KÍCH THƯỚC CHÍNH CỦA LÒ HƠI........... ........... ........... ...........506.1. DỰ KIẾN DIỆN TÍCH TIẾP NHIỆT............................................................. 506.2. PHÁC THẢO KÍCH THƯỚC BUỒNG LỬA................................................506.3. DIỆN TÍCH TRAO ĐỔI NHIỆT TRONG BUỒNG LỬA.............................516.4. DÀN ỐNG SINH HƠI CỦA BUỒNG LỬA.................................................. 526.2.1. Nhiệt thế thể tích buồng lửa................................................................... 506.2.2. Nhiệt thế diện tích buồng lửa.................................................................506.3.1. Diện tích vách bên..................................................................................516.3.2. Diện tích vách trước...............................................................................526.3.3. Diện tích vách sau.................................................................................. 526.3.4. Diện tích mặt trên...................................................................................526.3.5. Diện tích mặt đáy................................................................................... 526.3.6. Tổng diện tích bao bọc buồng lửa..........................................................526.4.1. Đặc tính cấu tạo......................................................................................526.4.2. Diện tích bức xạ trong buồng lửa...........................................................536.4.3. Độ đặc ống............................................................................................. 53CHƯƠNG 7: TÍNH TOÁN TRAO ĐỔI NHIỆT..................................................... ..................................................... ..................................................... ..................................................... 557.1. TÍNH TOÁN TRAO ĐỔI NHIỆT BUỒNG LỬA..........................................557.2. TRAO ĐỔI NHIỆT ĐỐI LƯU........................................................................597.1.1. Nhiệt lượng hữu ích tỏa ra trong buồng lửa...........................................557.1.2. Nhiệt độ cháy lý thuyết trong buồng lửa................................................567.1.3. Bề dày hiệu quả lớp bức xạ buồng lửa...................................................567.1.4. Độ đen buồng lửa................................................................................... 567.1.5. Nhiệt độ khói ra khỏi buồng lửa............................................................ 577.2.1. Tính toán trao đổi nhiệt bộ quá nhiệt..................................................... 597.2.2. Tính toán trao đổi nhiệt bộ sinh hơi....................................................... 787.2.3. Tính toán trao đổi nhiệt bộ hâm nước....................................................927.2.4. Tính toán trao đổi nhiệt bộ sấy không khí............................................. 99viiiCHƯƠNG 8: TÍNH KHÍ ĐỘNG............................................................................. ............................................................................. ............................................................................. .............................................................................1058.1.TRỞ LỰC CỦA HỆ THỐNG THÔNG GIÓ................................................. 1058.2. TÍNH TOÁN TRỞ LỰC TRÊN ĐƯỜNG KHÓI......................................... 1068.3. TÍNH TOÁN TRỞ LỰC TRÊN ĐƯỜNG GIÓ............................................ 1208.4. TÍNH CHỌN QUẠT..................................................................................... 1238.2.1. Trở lực ma sát đường khói................................................................... 1068.2.2. Trở lực khi dòng chảy cắt ngang chùm ống.........................................1108.2.3. Trở lực cục bộ...................................................................................... 1138.2.4. Tổng tổn thất áp suất trên đường khói................................................. 1188.3.1. Trở lực ma sát đường ống gió.............................................................. 1208.3.2. Trở lực cục bộ...................................................................................... 1218.3.3. Tổng tổn thất áp suất trên đường gió................................................... 1238.4.1. Quạt khói..............................................................................................1238.4.2. Quạt gió................................................................................................124CHƯƠNG 9: TÍNH KIỂM TRA SỨC BỀN LÒ HƠI........................................... ........................................... ........................................... ...........................................1259.1. TÍNH TOÁN SỨC BỀN CHO BAO HƠI.................................................... 1259.2. TÍNH TOÁN SỨC BỀN CHO BAO NƯỚC................................................ 1299.1.1. Kim loại dùng để chế tạo lò hơi........................................................... 1369.1.2. Áp suất tính toán.................................................................................. 1259.1.3. Nhiệt độ vách tính toán........................................................................ 1259.1.4. Ứng suất cho phép................................................................................1259.1.5. Hệ số bền vững của bao hơi................................................................. 1269.1.6. Hệ số bền vững của các mối hàn..........................................................1269.1.7. Hệ số bền vững khi thân trụ có khoan lỗ làm cho kém bền vững........1269.1.8. Kiểm tra bền cho thân trụ.....................................................................1289.1.9. Tính kiểm tra bền cho đáy cong...........................................................1289.2.1. Áp suất tính toán.................................................................................. 1299.2.2. Nhiệt độ vách tính toán........................................................................ 1299.2.3. Ứng suất cho phép................................................................................1309.2.4. Hệ số bền vững của bao nước.............................................................. 1309.2.5. Hệ số bền vững của các mối hàn..........................................................1309.2.6. Hệ số bền vững khi thân trụ có khoan lỗ làm cho kém bền vững........1309.2.7. Kiểm tra bền cho thân trụ.....................................................................1319.2.8. Tính kiểm tra bền cho đáy cong...........................................................132CHƯƠNG 10: CÁC HỆ THỐNG PHỤ.................................................................. .................................................................. .................................................................. .................................................................. 13310.1. HỆ THỐNG CHUẨN BỊ VÀ ĐỐT TRẤU.................................................13310.1.1. Hệ thống bốc dỡ trấu trên bến cảng................................................... 13310.1.2. Hệ thống vận chuyển và lưu trữ nhiên liệu trấu.................................13310.1.3. Hệ thống đốt trấu................................................................................13310.2. HỆ THỐNG LÀM SẠCH KHÓI................................................................ 134KẾT LUẬN................................................................................................................ ................................................................................................................ ................................................................................................................ ................................................................................................................136TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................ ........................................................................................ ........................................................................................ ........................................................................................ 137

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN Trong bối cảnh kinh tế Việt Nam đà phát triển, tốc độ phát triển từ cuối thập niên 90 kỷ 20 đến cao, theo thống kê năm 2006- 2009 tốc độ tăng trưởng kinh tế bình quân đạt - 8.5 %/năm dự báo trì tăng trưởng cao tương lai Tăng trưởng điện yêu cầu tất yếu để phục vụ cho tăng trưởng kinh tế, thực tế cho thấy tăng trưởng điện phải trước bước so với tăng trưởng kinh tế Trong nguồn thủy điện có giới hạn tiềm khai thác thủy điện Việt Nam khoảng 80 - 100 tỷ kWh, dự báo đến năm 2015 nhu cầu điện Việt Nam khoảng 200 tỷ kWh Theo đánh giá có tính khả thi đến năm 2015, khả khai thác thủy điện cao khoảng 50 - 60 tỷ kWh Như đến năm 2015, điện từ nhiệt điện nhập điện từ Lào Trung Quốc chiếm khoảng 70% điện hệ thống điện Việt Nam Để đáp ứng tăng trưởng nhu cầu điện năng, nhiều nhà máy thủy điện nhiệt điện khẩn trương xây dựng nhiều hình thức, bao gồm nhà máy EVN xây dựng, dự án điện theo hình thức BOT, IPP, Nhưng nguồn điện Việt Nam không đáp ứng kịp với tốc độ tăng trưởng nhu cầu điện tương lai dự báo thiếu nguồn điện hoàn toàn có sở Việc phát triển mạng lưới điện phải tăng trưởng đáp ứng theo tốc độ tăng trưởng kinh tế đất nước Trong tiềm thủy điện bị hạn chế, song song với phát triển dự án nhiệt điện sử dụng nhiên liệu hóa thạch quy mô lớn, việc phát triển xây dựng nhà máy điện có quy mô vừa nhỏ, tận dụng nguồn nhiên liệu có sẵn, dư thừa có ý nghĩa quan trọng Trong đó, nhiên liệu trấu nước ta dư thừa đáng kể vấn đề ô nhiễm dòng sông việc thải bỏ trấu nghiêm trọng cần có biện pháp xử lý cấp bách Hiện nay, Chính phủ có chủ trương phát triển nhiệt điện trấu để giải vấn đề ô nhiễm bước xây dựng khung pháp lý, sách nhằm khuyến khích việc sử dụng nhiên liệu trấu chuyển đổi thành điện cách hữu hiệu 1.1 TÌNH HÌNH NĂNG LƯỢNG ĐIỆN Ở VIỆT NAM Việt Nam trình phát triển kinh tế, song song trình phát triển mạng lưới điện Trong năm gần đây, khai thác thủy điện phát triển chậm lại hạn chế tiềm thủy điện, nhiệt điện lại phát triển mạnh mẽ, nhiệt điện khí dầu, nhiều Trung Tâm Điện Lực (TTĐL) sử dụng nhiên liệu khí xây dựng vận hành thương mại TTĐL Khí Điện Đạm Cà Màu, TTĐL Ô Môn, TTĐL Phú Mỹ, TTĐL Nhơn Trạch,… Trong tương lai gần, nhiệt điện phát triển ngày mạnh hơn, nhiều dự án nhiệt điện than, dầu, khí triển khai cấp bách để đưa vào khai thác sử dụng, nhằm đáp ứng yêu cầu phụ tải điện nước GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU Hình 1.1 Công suất điện lắp đặt năm 2007 [13] Theo báo cáo Bộ Công Thương tính đến năm 2007, tổng công suất điện lắp đặt nước đạt khoảng 13,512MW Qua hình 1.1 cho thấy lượng đất nước phụ thuộc chủ yếu vào thủy điện, nhiệt điện than, nhiệt điện khí dầu; tổng lượng tái tạo (NLTT) khai thác vào khoảng 283.75MW (2.1%) Trong đó, tiềm khai thác NLTT nước ta lớn, nên việc phát triển nguồn NLTT quy mô lớn giảm bớt gánh nặng cho nguồn lượng khác, đảm bảo an ninh lượng Quốc Gia, mà góp phần bảo môi trường Định hướng phát triển lượng lượng tái tạo - Về điều tra quy hoạch: dạng lượng tái tạo chưa đánh giá đầy đủ, cần có kế hoạch đầu tư thích đáng cho điều tra bổ sung số liệu, tiến tới quy hoạch, phân vùng dạng lượng để có kế hoạch đầu tư, khai thác hợp lý Lập tổ chức chuyên trách, thuộc nhiều thành phần kinh tế khác để điều tra, xây dựng quy hoạch, kế hoạch Thực tuyên truyền, tổ chức nghiên cứu, chế thử triển khai rộng khắp toàn lãnh thổ - Tăng cường tuyên truyền sử dụng nguồn lượng tái tạo để cấp cho khu vực vùng sâu, vùng xa, biên giới, hải đảo Xây dựng chế quản lý để trì phát triển nguồn điện khu vực - Lồng ghép sử dụng lượng tái tạo vào chương trình tiết kiệm lượng chương trình mục tiêu quốc gia khác chương trình điện khí hóa nông thôn, trồng rừng, xóa đói giảm nghèo, nước sạch, VAC… - Khuyến khích doanh nghiệp xây dựng sở thích hợp để sản xuất, lắp ráp, sửa chữa loại thiết bị lượng đun nước nóng, thủy điện nhỏ, động gió, hầm khí sinh vật… nơi có điều kiện Hợp tác mua công nghệ nước phát triển để lắp ráp thiết bị công nghệ cao pin mặt trời, điện gió… bước làm phù hợp tiến tới lắp ráp, chế tạo nước - Hỗ trợ đầu tư cho chương trình điều tra, nghiên cứu, chế tạo thử, xây dựng điểm điển GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU hình sử dụng lượng tái tạo; ưu đãi thuế nhập thiết bị, công nghệ mới, thuế sản xuất, lưu thông thiết bị; bảo hộ quyền tác giả cho phát minh, cải tiến kỹ thuật có giá trị - Cho phép cá nhân, tổ chức kinh tế nước phối hợp đầu tư khai thác nguồn lượng tái tạo sở đôi bên có lợi Dựa vào tiến độ xây dựng nhà máy nhiệt điện than, vào khoảng năm 2013 – 2020, nhiều trung tâm nhiệt điện than xây dựng quy mô lớn TTĐL Vĩnh Tân (4,424MW), TTĐL Duyên Hải (4,400MW), TTĐL Sơn Mỹ (3,600MW), TTĐL Kiên Lương (4,400MW), TTĐL Long Phú (4,400MW), TTĐL Sông Hậu, NMĐ Phú Quốc, Mông Dương, Nghi Sơn, … Do phát triển đáng kể nhiệt điện than tương lai (từ 14.4% năm 2007 đến 42.1% năm 2025), nên mạng lưới nguồn điện đất nước phụ thuộc nhiều vào nhiên liệu than Theo đánh giá có tính khả thi đến năm 2025 Quy Hoạch Tổng Sơ Đồ phát triển nguồn điện, tổng công suất điện lắp đặt đến năm 2025 vào khoảng 90,163MW Hình 1.2 trình bày cấu điện đến năm 2025, lượng tái tạo chiếm khoảng 811.47 MW (0.9%) Hình 1.2 Công suất điện lắp đặt năm 2025 [13] Qua hình 1.2 cho thấy lượng Việt Nam phụ thuộc nhiều vào nguồn nhiên liệu hóa thạch, với tổng công suất nhiệt điện than, dầu khí đốt chiếm 74.10% Điều ảnh hưởng đến an ninh lượng Quốc Gia, chi phí nhiên liệu hóa thạch nhập tăng cao nguồn nhiên liệu cạn kiệt sao? Do đó, chiến lược phát triển nguồn NLTT nói chung lượng trấu nói riêng mang ý nghĩa: GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU - Do nguồn nhiên liệu trấu tập trung khu vực Đồng Bằng Sông Hồng Đồng Bằng Sông Cửu Long, nên việc xây dựng nhà máy điện trấu khu vực giải toán cung cấp điện cho vùng nông thôn, vùng xa mà tốn chi phí trình truyền tải điện xa - Sử dụng nhiên liệu trấu sản xuất điện quy mô lớn làm giảm sức nặng cho nhiên liệu hóa thạch, mà góp phần đa dạng hóa nguồn nhiên liệu sử dụng đảm bảo an ninh lượng Quốc Gia - Giải vấn đề ô nhiễm môi trường thải bỏ lượng trấu lớn xuống ao, hồ, sông, suối,… Đồng thời thay lượng đáng kể nhiên liệu hóa thạch sản xuất điện, giảm lượng lớn khí CO2 Qua góp phần vào chương trình giảm phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính, góp phần giảm ảnh hưởng biến đổi khí hậu bảo vệ môi trường 1.2 NHÀ MÁY ĐIỆN SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU TRẤU Trong xu hướng phát triển chung nguồn lượng tái tạo toàn giới, nhiên liệu trấu dạng lượng tái tạo nhiều nước quan tâm phát triển, đặc biệt nước có ngành nông nghiệp phát triển Thái Lan, Ấn Độ, Philippines, Indonesia, Malaysia,… Trong đó, đáng ý Thái Lan Ấn Độ xây dựng vận hành thành công nhiều nhà máy điện sử dụng nhiên liệu trấu Thái Lan số nước có ngành xuất gạo đứng đầu giới, nên nhiên liệu trấu dồi dào, việc phát triển lượng trấu đất nước phát triển mạnh Tính đến thời điểm nay, tổng công suất điện lắp đặt khoảng 30,000MW, tổng công suất điện trấu lắp đặt khoảng 300MW, chiếm khoảng 1% tổng công suất điện lắp đặt Thái Lan Ấn Độ quốc gia có sản lượng lúa lớn vào khoảng 180 triệu năm 2008, sản lượng trấu thải lớn việc nghiên cứu xây dựng, lắp đặt nhà máy điện sử dụng nhiên liệu trấu phát triển mạnh mẽ Tổng công suất điện trấu lắp đặt vào khoảng 600MW tổng công suất điện lắp đặt khoảng 147,000MW (2009), tỷ lệ lượng điện sử dụng nhiên liệu trấu Ấn Độ chiếm khoảng 0.4% Bảng 1.1 Một số nhà máy điện sử dụng nhiên liệu trấu giới GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU STT Nhà máy điện NMĐ Pichit A.T Biopower, Thái Lan Công suất NMĐ Roi-Et, Thái Lan 9.95MW 6.5MW biomass based (rice husk) power generation by M/s Indian Acrylics Ltd 6.5MW Công nghệ đốt tầng sôi (CFB) 2003 NMĐ Interco, Philipines 5MW Buồng lửa ghi 2004 NMĐ Bua Sommal, Thái Lan 6MW Buồng lửa ghi 2004 NMĐ Family Choice and Golden Season, Philipines 2MW Buồng lửa ghi 08/2010 20MW Công nghệ Công nghệ đốt tầng sôi (CFB) Công nghệ đốt ghi di động Năm vận hành 2004 2003 Nhận xét: - Hiện nhà máy điện đốt trấu áp dụng phổ biến nước Đông Nam Á như: Ấn độ, Thái Lan, Philipines Việt Nam, Nguyên nhân quốc gia nông nghiệp nên tận dụng nguồn trấu sẵn có - Trong đó, ứng với dãy công suất nằm khoảng - 20MW có xu hướng áp dụng công nghệ đốt trực tiếp tương ứng với lò đốt ghi lò đốt tầng sôi GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU CHƯƠNG 2: NHIÊN LIỆU TRẤU 2.1 SẢN LƯỢNG LÚA Việt Nam nước giai đoạn phát triển, nước có ngành lúa nước phát triển, Quốc Gia xuất gạo lớn giới Với diện tích canh tác lúa khoảng 7.65 triệu (2011), sản lượng lúa trung bình hàng năm khoảng 44 triệu lúa (2012) số liệu chi tiết trình bày bảng sau Hình 2.1 Diện tích canh tác lúa Việt Nam Bảng 2.1 Sản lượng lúa hàng năm theo khu vực [12] Khu vực 2009 2010 2011 2012 Đồng sông Hồng 6,796.8 6,805.4 6,965.9 6,881.3 Trung du miền núi phía Bắc 3,053.6 3,087.8 3,199.1 3,271.1 Bắc Trung Bộ Duyên hải miền Trung 6,243.2 6,152.0 6,535.1 6,727.2 999.1 1,042.1 1,067.7 1,138.8 1,334.3 1,322.7 1,361.2 1,398.6 Đồng sông Cửu Long 20,523.2 21,595.6 23,269.5 24,320.8 CẢ NƯỚC 38,950.2 40,005.6 42,398.5 43,737.8 Tây Nguyên Đông Nam Bộ GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU Đơn vị: nghìn Qua bảng 2.1 cho thấy sản lượng lúa hàng năm, năm 2012 tập trung chủ yếu Đồng sông Cửu Long (55.61%), Đồng sông Hồng (15.73%), Bắc Trung Bộ Duyên hải miền Trung (15.38%) Đáng kể Đồng sông Cửu Long chiếm nửa sản lượng lúa nước, đồng thời Chính phủ có chủ trương thành lập trung tâm nông sản (chợ gạo) tỉnh Cần Thơ, An Giang, Tiền Giang, thuận lợi cho việc thương mại lúa gạo, hình thành sở xay xát quy mô lớn Vì thuận lợi trình thu gom vận chuyển trấu nhà máy Sản lượng lúa tỉnh Đồng sông Cửu Long (ĐBSCL) phân bố không đều, tập trung nhiều tỉnh An Giang, Kiên Giang, Đồng Tháp, Long An Sóc Trăng Theo Tổng Cục Thống Kê, sản lượng lúa chi tiết tỉnh thuộc ĐBSCL trình bày bảng Bảng 2.2 Sản lượng lúa hàng năm tỉnh Đồng băng sông Cửu Long [12] STT Các tỉnh 2009 2010 2011 2012 Long An 2,158.6 2,304.8 2,550.7 2,663.5 Tiền Giang 1,308.0 1,320.6 1,332.8 1,370.0 Bến Tre 362.7 366.8 362.2 375 Trà Vinh 1,076.8 1,156.0 1,155.3 1,258.0 Vĩnh Long 911.4 928.9 1,032.2 1,079.6 Đồng Tháp 2,650.4 2,807.0 3,100.2 3,051.8 An Giang 3,421.5 3,653.1 3,865.8 3,941.6 Kiên Giang 3,397.7 3,497.1 3,921.1 4,287.1 Cần Thơ 1,138.1 1,196.7 1,289.7 1,319.8 10 Hậu Giang 993.8 1,090.2 1,128.5 1,179.9 11 Sóc Trăng 1,780.4 1,966.6 2,090.6 2,251.8 12 Bạc Liêu 820.3 809.5 908.9 986.7 13 Cà Mau 503.5 498.3 540.4 556.0 14 Tổng Cộng 20,523.2 21,595.6 23,269.5 24,320.8 Đơn vị: nghìn Nhìn chung, sản lượng lúa gạo không theo hàng tháng, mà tập trung vào mùa vụ canh tác năm Thông thường năm canh tác bốn (4) vụ lúa: Đông Xuân, Hè Thu, Thu Đông vụ Mùa; vùng canh tác bốn (4) vụ trên, đa số vùng ĐBSCL canh tác ba (3) vụ, thời điểm canh tác vụ Thu Đông (tháng – tháng 10) hay bị lũ lụt, nên người nông dân không canh tác vụ GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU Theo thống kê Tổng Cục Thống Kê sản lượng lúa tỉnh ĐBSCL theo mùa vụ năm 2012 sau: Bảng 2.3 Sản lượng lúa gạo theo mùa vụ năm 2012 [12] Vụ thu hoạch Thời vụ Sản lượng theo % Đông Xuân Tháng - Tháng 46.39 Hè Thu Tháng - Tháng 31.91 Vụ Mùa Tháng 11 - Tháng 2.2 TRỮ LƯỢNG NHIÊN LIỆU TRẤU 21.7 Với sản lượng lúa lớn trên, sau xay xát chế biến thành gạo, nhà máy xay xát thải môi trường lượng trấu lớn, giải lượng trấu cách hiệu quả, ảnh hưởng đến môi trường gặp nhiều khó khăn nhiều phương diện Hiện trạng sử dụng nhiên liệu trấu: - Làm thức ăn gia súc, sản xuất phân bón chế biến ván ép - Làm nhiên liệu sinh hoạt hàng ngày, sở công nghiệp tiểu công nghiệp lò công nghiệp công suất nhỏ, lò gốm, lò gạch,… - Sản xuất củi trấu: Dùng máy ép củi trấu có công suất 70 - 80 kg củi/giờ Củi trấu dễ sử dụng sinh hoạt sản xuất công nghiệp Nhưng phương pháp chưa áp dụng rộng rãi có xu hướng phát triển Nếu công nghệ phát triển phổ biến quy mô lớn làm giảm đáng kể việc ô nhiễm môi trường trấu - Sử dụng trấu để phát điện gần Theo khảo sát đánh giá số nghiên cứu, lượng trấu chiếm khoảng 20% hạt lúa Do đó, từ sản lượng lúa tỉnh thành nước trình bày bảng 2.1, ta ước tính lượng trấu nước năm 2012 Mặt khác, theo kết khảo sát thống kê, tổng lượng trấu dùng sinh hoạt công nghiệp chiếm khoảng 30% lượng trấu thải từ nhà máy xay xát Vì thế, khoảng 70% lượng trấu dư thừa sử dụng để sản xuất điện Nhưng xét khía cạnh thu gom vận chuyển trấu từ sở xay xát đến nhà máy điện, lượng trấu sử dụng khoảng 60% Từ số liệu giả thiết này, tính toán khả công suất lắp đặt nhiệt điện trấu khu vực nước bảng Bảng 2.4 Công suất điện trấu lắp đặt khu vực nước (2012) GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU Sản lượng Trấu cho sản Công suất trấu (nghìn xuất điện lắp đặt tấn) (nghìn tấn) (MW) 1,376.26 825.76 68.08 Khu vực Đồng sông Hồng Trung du miền núi phía Bắc 654.22 392.53 32.36 1,345.44 807.26 66.55 Tây Nguyên 227.76 136.66 11.27 Đông Nam Bộ 279.72 167.83 13.84 Đồng sông Cửu Long 4,864.16 2,918.50 240.62 CẢ NƯỚC 8,747.56 5,248.54 432.72 Bắc Trung Bộ Duyên hải miền Trung Trong trình tính toán công suất điện trấu lắp đặt, giả sử hiệu suất sử dụng nhiên liệu trấu sản xuất điện 20%, nhiệt trị nhiên liệu trấu 13,000kJ/kg Qua bảng 2.4 cho thấy 400MW điện trấu khai thác từ nguồn trấu tiềm Trong đó, khu vực ĐBSCL đáng kể với khoảng 200MW 2.3 TRẤU Ở KHU VỰC ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG Từ sản lượng lúa tỉnh thuộc ĐBSCL trình bày bảng 2.2 nêu trên, công suất điện trấu lắp đặt cho tỉnh sau: Bảng 2.5 Công suất điện trấu lắp đặt tỉnh thuộc ĐBSCL (2012) STT Các tỉnh Sản lượng trấu (nghìn tấn) Trấu cho sản Công suất lắp xuất điện (nghìn đặt (MW) tấn) 319.62 26.35 Long An 532.70 Tiền Giang 274.00 164.40 13.55 Bến Tre 75.00 45.00 3.71 Trà Vinh 251.60 150.96 12.45 Vĩnh Long 215.92 129.55 10.68 Đồng Tháp 610.36 366.22 30.19 An Giang 788.32 472.99 39.00 Kiên Giang 857.42 514.45 42.41 Cần Thơ 263.96 158.38 13.06 10 Hậu Giang 235.98 141.59 11.67 11 Sóc Trăng 450.36 270.22 22.28 12 Bạc Liêu 197.34 118.40 9.76 GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU 13 Cà Mau 14 Tổng Cộng 111.20 66.72 5.50 4,864.16 2,918.50 240.62 Từ bảng 2.5 cho thấy số tỉnh thành có nhiều khả xây dựng, lắp đặt nhà máy điện trấu như: Kiên Giang (40MW), An Giang (35MW), Đồng Tháp (30MW), Long An (25MW) Do đó, để quy hoạch địa điểm xây dựng nhà máy, cần ý tỉnh thành có tiềm lớn việc thu gom vận chuyển nhiên liệu dễ dàng 2.4 ĐẶC TÍNH NHIÊN LIỆU TRẤU Đặc tính nhiên liệu trấu ảnh hưởng lớn đến việc lựa chọn công nghệ thiết kế buồng đốt lò hơi, thiết kế nhiệt động lực học trình cháy, thiết kế hệ thống cung cấp, vận chuyển lưu trữ nhiên liệu, ảnh hưởng đáng kể đến trình vận hành, bảo dưỡng sau Thành phần hóa học trấu thay đổi theo vùng, nhìn chung mức độ dao động đặc tính nhiên liệu trấu không rộng Do đó, phạm vi đề tài lấy thành phần hóa học điển hình, để tính toán sơ đồ nhiệt nhà máy 2.4.1 Đặc tính hóa học Đặc tính hóa học nhiên liệu trấu xác định sau phân tích thành phần hóa học Bảng 2.6 Đặc tính hóa học nhiên liệu trấu [10] Phân tích (% khối lượng) Đơn vị Min Trung bình Max Thành phần cacbon, Clv % 31.65 33.12 34.58 Thành phần hydro, Hlv % 4.23 5.18 6.12 Thành phần oxy, Olv % 31.69 33.89 36.08 Thành phần nito, Nlv % 0.46 1.17 1.87 Thành phần lưu huỳnh, Slv % 0.05 0.13 0.20 Hàm lượng ẩm, Wlv % 8.84 9.89 10.94 Hàm lượng tro xỉ, Alv % 15.24 16.65 18.05 Tổng cộng % - 100.00 - Các thành phần hóa học nhiên liệu trấu thay đổi, lấy giá trị trung trình làm sở cho trình tính toán, thiết kế sau GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT 10 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU 10MW Trong đó: + β1 : Hệ số an toàn, β1 = 1.1 + tkkl: nhiệt độ không khí đầu vào sấy không khí tkkl =30oC Áp suất đầu đẩy quạt khói: Với: β2 = 1.2 – Hệ số an toàn Công suất quạt khói: Ng = 1.1Vg H g 3600.η = 1.1 × 52665 × 848.44 = 19505 W = 19.505kW 3600 × 0.7 Trong đó: + η : Hiệu suất quạt – Đối với quạt thông thường η = 0.6 - 0.7 → Chọn η = 0.7 H g = β2 Σ∆H g = 1.2 × 707.03 = 848.44 Pa CHƯƠNG 9: TÍNH KIỂM TRA SỨC BỀN LÒ HƠI Khi tính toán kết cấu lò ta cần tính đến sức bền, để đảm bảo yêu cầu tiêu bền, độ bền mối hàn, độ bền thân balong, độ bền dàn ống, bề mặt khoét lỗ Vật liệu chế tạo chi tiết lò hơi: Bao hơi: Thép 22K Bao nước: Thép 22K 9.1 TÍNH TOÁN SỨC BỀN CHO BAO HƠI 9.1.1 Kim loại dùng để chế tạo lò GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT 142 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU 10MW Để chế tạo phận lò không tiếp xúc với lửa, làm việc nhiệt độ vách ≤ 450 C áp suất không giới hạn dùng loại thép có mã hiệu: 15K; 20K; 22K (thép Nga) σbh = η.σ* Ở nhiệt độ cao từ 540 - 600 áp suất không giới hạn, dùng loại thép hợp kim chịu nhiệt cao có mã hiệu: 12XM; 12MX; 15XM; 12X1Mϕ, X18H10T Kim loại sử dụng để làm ống lò ΓC thường có mã hiệu : 10, 20, 15 ﾧ làm việc nhiệt độ ≤ 5000C Ở nhiệt độ từ 530 - 6500C người ta dùng loại: 12MX; 12X1Mϕ; 1X11B2Mϕ; 1X11B2ϕ; X18H12T 9.1.2 Áp suất tính toán Áp suất dùng để tính sức bền phận lò áp suất làm việc phận phụ tải định mức lò ptt = pbh = 41bar 9.1.3 Nhiệt độ vách tính toán Căn vào nhiệt độ làm việc phận lò từ xác định ứng suất cho phép kim loại Xác định nhiệt độ vách tính toán : - Đối với bao nằm vùng truyền nhiệt đối lưu nhiệt độ khói ≤ 6000C: Với tb : nhiệt độ bão hòa bao S: bề dày vách bao hơi, chọn 60mm 9.1.4 Ứng suất cho phép Ứng suất cho phép kim loại bao : Trong đó: t v = t b + 1.2S + 10 = 251.79 + 1.2 × 60 + 10 = 333.79 o C - σbh: loại chế tao bao hơi; ứng suất cho phép kim - σ*: ứng suất định mức cho phép – Chọn thép 22k sử dụng cho bao nhiệt độ vách chịu nhiệt tv = 333.790C ≤ 4500C tra bảng 9.2 trg 178 [5] theo tv = 333.790C ta có σ* = 13 kG/mm2; GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT 143 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU 10MW - η : hệ số kể đến đặc điểm cấu tạo vận hành chi tiết – Theo trg 180 [5], bao bị đốt nóng η = 0.9 9.1 Hệ số bền vững bao S − d 150 − 60 ϕ1 = = = 0.6 S 150 Hơi bão hòa khô sinh trình gia nhiệt tập trung balong từ balong phân phối đến nơi tiêu thụ qua van Balong hình trụ, hai đầu hai đáy cong có khoắt lỗ elip, thân có lỗ đường kính 51mm để núc ống sinh lỗ khác để lắp van an toàn, van hơi, van xả khí,… Các lỗ làm cho balong bền vững, nên tính hệ số bền vững cần ý đến lỗ 9.1.6 Hệ số bền vững mối hàn ⇒ σ bh = η.σ* = 0.9 × 13 = 11.7 kG/mmϕ2 = Mối hàn phải thực cách cẩn thận có chất lượng cao có kiểm tra kỹ đảm bảo không phá hủy suốt chiều dài mối hàn sau hàn - Đối với thép cacbon: ﾧ 9.1.7 Hệ số bền vững thân hình trụ có khoan lỗ làm cho bền vững Hệ số bền vững thân hình trụ có nhiều lổ bố trí song song với bước lỗ xác định theo công thức: a Hệ số bền vững dàn ống tường trước, dàn ống tường sau Nước nước từ bao đến bề mặt trao đổi nhiệt như: Dàn ống tường trước, dàn ống tường sau, BQN đối lưu P1 thông qua ống góp nước Mục đích ống góp làm giảm số lượng ống trực tiếp từ bao đến bề mặt trao đổi nhiệt mà làm cho bao bền vững Ống S−d vào ϕ = S bao từ dàn ống tường: - Đường kính ống dàn ống tường: d = 60mm - Bước lỗ: S = 150mm Hệ số bền vững dàn ống tường GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT 144 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU 10MW b Hệ số bền vững thân bao có gắn van Các van gắn bao là: van an toàn, van hơi, van cấp nước, van xả khí, lỗ lấy tín hiệu,…được bố trí hình 9.1 Hình 9.1 Bố trí van ống cấp Hệ số bền vững cặp lỗ sau: ϕ2 = 700 − 100 = 0.857 700 ϕ3 = 750 − 150 = 0.8 750 ϕ4 = 650 − 60 = 0.908 650 ϕ5 = 600 − 27 = 0.955 600 GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT 145 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU 10MW c ϕ6 = Hệ số bền vững dàn ống sinh 102 − 51 = 0.5 102 d Hệ số bền vững bao Hệ số bền vững bao hệ số bền vững nhỏ hệ số bền vững bề mặt, thỏa mãn hệ số bền vững nhỏ hệ số bền vững khác thỏa mãn ϕ = min(ϕ1 , ϕ2 , ϕ3 , ϕ4 , ϕ5 , ϕ6 ) = 0.5 Hệ số bền vững bao là: 9.1 Kiểm tra cho thân trụ bền Hình 9.2 Ống nước gắn vào thân bao lắp vững ϕ= ϕ' F − (1 − ϕ ') ∑ So d = 0.5 150 − (1 − 0.5) × 60 × 51 ﾧ Thỏa điều kiện bền = 0.513 > 0.5 Thân bao có hàng lỗ để ống gia cường với hệ số bền xác định theo công thức sau: ⇒ Trong đó: - φ’ = 0.6 – Hệ số bền vững hàng ống chưa gia cường; - d = 51mm – Đường kính lỗ; - ∑f = fn = 150mm2 – diện tích gia cường ống hàn nối vào thân; Với Sn = 5mm, hn =15mm GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT => fn = 2hn.Sn =150mm2 146 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU 10MW 41× 1720  60mm S =  p.D ng  + C =   ÷  ÷+ = 58.23mm < 60mm tính  200 × 0.5 × 11.7 + 41   200.ϕ.σ + p  hình trụ S0 = – Bề dày toán nhỏ thân Bề dày bao chọn S = 60mm hình 9.2, tính lại theo công thức không nhỏ giá trị đây: ﾧ thỏa điều kiện bền ⇒ Trong đó: - p = 41 bar – Áp suất làm việc môi chất thân hình trụ; -σ p.D tr D S= tr + C Ứng 400.z.δ− p 2h tr chế 41 ×1600 1600 = × + = 32.32mm < 60mm 400 ×1 ×11.7 − 41 ×350 bền - C = – Nếu S > 20mm – Hệ số hiệu chỉnh độ dày = 11.7 kG/mm2 – suất kim loại tạo bao hơi; φ = 0.5 – Hệ số vững bao hơi; 9.1.9 Tính kiểm tra bền cho đáy cong Đáy cong có lỗ Oval 420x320mm gia cường: ⇒ ﾧ Thỏa điều kiện bền cho đáy cong Trong đó: - h = 350 mm – Chiều cao phần lồi lên đáy cong hình 9.3; - z= – Hệ số làm yếu đáy cong có lỗ GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT 147 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU 10MW p bn = p b + 9200 × 9.81 ÷ 105 = 41 + 0.9 = 41.9bar Hình 9.3 Đáy cong 9.2 TÍNH TOÁN SỨC BỀN CHO BALONG NƯỚC 9.2.1 Áp suất tính toán Áp suất làm việc balong nước t v = t b + 1.2S + 10 = 253.09 + 1.2 × 50 + 10 = 323.09 o C Trong 9200mmH2O khoảng cách từ tâm balong nước đến tâm bao 9.2.2 Nhiệt độ vách tính toán Căn vào nhiệt độ làm việc phận lò từ xác định ứng suất cho phép kim loại Xác định nhiệt độ vách tính toán : σbh = η.σ* - Đối với balong nước nằm vùng truyền nhiệt đối lưu nhiệt độ khói ≤ 6000C: Với tb : nhiệt độ bao nước, tra theo pbn S: bề dày vách bao nước, chọn 60mm 9.2.3 Ứng suất cho phép Ứng suất cho phép kim loại balong nước : Trong đó: - σbh: ứng suất cho phép kim loại chế tao balong nước; GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT 148 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU 10MW - σ*: ứng suất định mức cho phép – Chọn thép 22K sử dụng cho balong nước nhiệt độ vách chịu nhiệt tv = 323.090C ≤ 4500C tra bảng 9.2 trg 178 [5] theo t v = 323.090C ta có σ* = 13 kG/mm2; - η : hệ số kể đến đặc điểm cấu tao vận hành chi tiết – Theo trg 180 [5], balong nước bị đốt nóng η = 0.9 9.2.4 Hệ số bền vững balong nước Nước balong nước gia tăng nhiệt độ hóa theo dàn ống sinh lên bao Balong nước hình trụ, hai đầu hai đáy cong có khoét lỗ S − d elip, thân ϕ = có lỗ đường kính 51mm để núc ống sinh … Các lỗ S làm cho balong nước bền vững, nên tính hệ số bền vững cần ý đến lỗ 9.2.5 Hệ số bền vững mối hàn S − d 102 − 51 = = 0.5 ϕ =1 S 102 Mối hàn phải thực cách cẩn thận có chất lượng cao có kiểm tra kỹ đảm bảo không phá hủy suốt chiều dài mối hàn sau hàn - Đối với thép cacbon: ﾧ ϕ= 9.2.6 Hệ số bền vững thân hình trụ có khoan lỗ làm cho bền vững Hệ số bền vững thân hình trụ có nhiều lỗ bố trí song song với bước lỗ xác định theo công thức: a Hệ số bền vững dàn ống sinh đối lưu b Hệ số bền vững balong nước Hệ số bền vững balong nước hệ số bền vững nhỏ hệ số bền vững bề mặt, thỏa mãn hệ số bền vững nhỏ hệ số bền vững khác thỏa mãn ⇒ σbh = η.σ* = 0.9 × 13 = 11.7 kG/mm Hệ số bền vững balong nước là: ϕ = 0.5 9.2.7 Kiểm tra bền cho thân trụ GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT 149 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU 10MW ϕ= ϕ' F − (1 − ϕ ') ∑ So d = 0.5 150 − (1 − 0.5) × 50 × 51 = 0.515 > 0.5 Hình 9.4 Ống nước gắn vào thân balong nước Thân balong nước có hàng lỗ để lắp ống gia cường với hệ số bền vững xác định theo công thức sau:  p.D ng  41.9 × 1300   S= ⇒ ÷+ = 44.95mm < 50mm ﾧ Thỏa điều ÷+ C =   200 × 0.5 ×11.7 + 41.9   200.ϕ.σ + p  kiện bền Trong đó: - φ’ = 0.5 – Hệ số bền vững hàng ống chưa gia cường; - d = 51mm – Đường kính lỗ; - ∑f = fn = 150mm2 – diện tích gia cường ống hàn nối vào thân; Với Sn = 5mm, hn =15mm => fn = 2hn.Sn =150mm2 - S0 = 50mm – Bề dày tính toán nhỏ thân hình trụ bao S= Bề dày chọn 50 mm hình 9.2, tính lại theo công thức không nhỏ giá trị đây: GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT 150 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU 10MW ﾧ ⇒ thỏa điều kiện bền Trong đó: - p = 41.9 bar – Áp suất làm việc môi chất thân hình trụ; - σ = 11.7 kG/mm2 – Ứng suất kim loại chế tạo bao hơi; - φ = 0.5 – Hệ số bền vững bao hơi; - C = – Nếu S > 20mm – Hệ số hiệu chỉnh độ dày 9.1.9 Tính kiểm tra bền cho đáy cong Đáy cong có lỗ Oval 420x320mm gia cường: ⇒ ﾧ Thỏa điều kiện bền cho đáy cong p.D tr D tr + C - h S= 400.z.δ− p 2h tr Chiều 41.9 ×1200 1200 = × + = 21.68mm < 50mm 9.5; 400 ×1 ×11.7 − 41.9 ×300 -z yếu đáy cong có lỗ GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT Trong đó: = 300 mm – cao phần lồi lên đáy cong hình = – Hệ số làm 151 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU 10MW Hình 9.5 Đáy cong CHƯƠNG 10: CÁC HỆ THỐNG PHỤ Bên cạnh việc thiết kế lò hệ thống phụ cần thiết kế đồng với hệ thống để tạo nên nhà máy điện hoàn chỉnh Các hệ thống phụ trợ cho nhà máy đưa bao gồm: - Hệ thống chuẩn bị đốt trấu - Hệ thống làm khói Trong nội dung chương giới thiệu lựa chọn thiết bị, không sâu vào tính toán thiết kế chi tiết cho hệ thống GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT 152 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU 10MW 10.1 HỆ THỐNG CHUẨN BỊ VÀ ĐỐT TRẤU Lượng trấu tiêu thụ: 10.77 t/h Thời gian vận hành nhà máy: 6500 h/năm 10.1.1 Hệ thống bốc dỡ trấu bến cảng Hệ thống vận chuyển lưu trữ trấu thiết kế cho nhà máy vận hành liên tục 24 ngày Trấu vận chuyển đến nhà máy ghe có tải trọng từ 20 - 30 đến bến cảng nhà máy Để đảm bảo trấu vận chuyển liên tục, đáp ứng nhu cầu tiêu thụ nhiên liệu, nhà máy xây dựng bến tiếp nhận trấu, công suất bến 30 Tại bến cảng trang bị thiết bị hút trấu từ ghe lên băng tải chuyển vào kho chứa trấu Mỗi thiết bị hút có công suất vận chuyển 15 tấn/h Kho chứa trấu có sức chứa đủ để nhà máy hoạt động 30 ngày: 7754.4 10.1.2 Hệ thống vận chuyển lưu trữ nhiên liệu trấu Hệ thống băng tải đưa trấu lên gian lò thiết kế đảm bảo đáp ứng nhu cầu lò Ngoài ra, silo chứa trấu có công suất chứa khoảng 100 thiết kế để đảm bảo trì lượng trấu dự trữ cho nhà máy hoạt động trong trường hợp việc cung cấp trấu từ kho chứa lên gian lò bị gián đoạn Lượng trấu mà silo dự trữ để đốt giờ: 86.16 10.1.3 Hệ thống đốt trấu Trấu từ silo đưa vào phễu, từ trấu đưa vào lò thông qua vòi phun đặt mặt trước lò, gió thứ cấp thổi vào làm khuếch tán trấu vào lò bắt đầu trình cháy GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT 153 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU 10MW Hình 10.1 Các vòi phun gió thứ cấp 10.2 HỆ THỐNG LÀM SẠCH KHÓI Khói thải sinh đốt cháy nhiên liệu lò phát tán môi trường qua ống khói Dòng khói thải thoát theo tro bay buồng đốt Do đó, để áp dụng tiêu chuẩn môi trường hành, thiết phải có biện pháp thu hồi bụi khói thải Trong luận văn ta chọn phương pháp lọc bụi tĩnh điện Do thiết bị lọc bụi tĩnh điện chọn chương 8: tính khí động lò hơi, nên phần ta tìm hiểu nguyên lý hoạt động, ưu nhược điểm lại chọn phương pháp a Nguyên lý hoạt động: Bộ khử bụi tĩnh điện bao gồm cực phát điện cực thu làm hợp kim tích điện Dòng khói lẫn bụi qua hai điện cực điện trường Dưới tác dụng lực điện trường cao phóng hồ quang điện xảy ion hóa khói, hạt bụi khói va chạm với hạt ion mang điện tích âm Dưới tác dụng điện trường hạt bụi rắn tích điện âm dịch chuyển đến cực dương bám lên điện cực dương Bằng cách ngắt điện dùng cấu rung để làm cho hạt bụi bám điện cực dương rơi xuống phễu chứa khử bụi, sau thải GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT 154 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU 10MW Hình 10.2 Lọc bụi tĩnh điện b Ưu nhược điểm - Chi phí vận hành thấp, trở lực nhỏ - Hiệu suất thiết bị xử lý bụi điện lớn (0.99 - 0.995) - Độ tin cậy vận hành cao - Hiệu thấp dùng để khử bụi có điện trở suất cao - Không sử dụng cho loại khí tạo thành hợp chất nổ nguy hiểm => Trong luận văn ta chọn phương pháp lọc bụi tĩnh điện do: đặc tính nhà máy điện đốt trấu lượng tro bay theo khói lớn kích thước chủ yếu hạt tro nhỏ Thông số khử bụi: - Vận tốc dòng khí: 0.6m/s - Chiều cao: 3.61m - Chiều rộng: 7.18m - Chiều dài: 7.2m KẾT LUẬN Với nhiệm vụ thiết kế lò nhà máy điện đốt trấu, luận văn xác định qui mô công suất nhà máy, tính toán chu trình nhiệt nhà máy, phác thảo kích thước buồng lửa, tính toán trao đổi nhiệt buồng lửa, tính toán nhiệt, sinh đối lưu, hâm nước, GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT 155 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU 10MW sấy không khí tính toán hệ thống phụ trợ cho nhà máy Những kết tính toán với qui mô công suất 10MW từ luận văn sau: - Thông số lựa chọn: p0 = 41bar(a), t0 = 5000C - Sản lượng hơi: D0 = 42t/h - Hiệu suất lò: η = 85.42% - Tiêu hao nhiên liệu tính toán: Bt = 10.77t/h - Thể tích buồng lửa: Vbl = 547.8m3 - Diện tích xạ buồng lửa: Hb = 353.97m2 - Nhiệt độ khói thải: tk = 1300C - Các kích thước buồng lửa: Chiều cao H = 16.1m, chiều dài L = 7m, chiều rộng W = 5.1m - Kích thước lọc bụi tĩnh điện: Chiều cao H = 3.61m, chiều dài L = 7.2m, chiều rộng W = 7.18m Kết tính toán thông số lò luận văn phù hợp với lò đốt trấu tương tự GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT 156 [...]... các thiết bị chính của nhà máy nhiệt điện như lò hơi, tuabin hơi, máy phát điện, bình ngưng, bình khử khí, bình phân ly, bộ gia nhiệt nước cấp, bộ gia nhiệt nước bổ sung, bơm nước cấp và bơm nước ngưng GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT 18 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU Hơi nước quá nhiệt ra khỏi lò hơi được đưa đến tuabin hơi thông qua một cụm van... nhiệt điện, khử khí ở áp suất chân không rất ít gặp vì chi phí đầu tư cao hơn, phức tạp trong vận hành, làm tăng chi phí vận hành 3.2.3 Sơ đồ nhiệt nhà máy GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT 17 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU Hình 3.2 Sơ đồ nhiệt nhà máy Hình trên cho thấy sơ đồ nhiệt nguyên lý của tổ máy 10MW, trong đó bao gồm các thiết bị chính của nhà. .. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU - SO3 % 0.08 - Thành phần khác % 0.00 - Tổng cộng % 100.00 - Cao C 975 2 Tính chất tro xỉ - Khả năng đóng cáu - Nhiệt độ bắt đầu biến dạng 0 Qua bảng trên cho thấy tro xỉ của nhiên liệu trấu có hàm lượng SiO 2 rất lớn, và điều này cần lưu ý khi thiết kế và vận hành lò hơi đốt trấu GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT 12 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: TÍNH... khi thiết kế và vận hành lò hơi đốt trấu GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT 12 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU CHƯƠNG 3: LỰA CHỌN SƠ ĐỒ NHIỆT VÀ THÔNG SỐ HƠI NHÀ MÁY 3.1 CHỌN QUI MÔ NHÀ MÁY Bảng 3.1 Tình hình phát triển nhà máy điện trấu ở Việt Nam STT 1 2 3 4 5 6 7 Vị trí NMĐ Hậu Giang, huyện Long Mỹ, Hậu Giang NMĐ ở KCN Hòa An, huyện Chợ Mới, An Giang... VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU Hình 3.3 Quá trình làm việc của hơi trên giãn đồ i - s 3.3.2 Cân bằng chất của các dòng hơi, nước và nước ngưng Lập và giải các phương trình cân bằng nhiệt của các thiết bị TĐN a Xét bình phân ly Nước cấp cho lò hơi dù được xử lý kỹ nhưng vẫn có thể còn cáu cặn Trong quá trình hoạt động, nước trong lò bốc thành hơi để lại cáu cặn,... cho bình khử 27 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU Hình 3.7 Bình khử khí 3.3.3 Kiểm tra cân bằng hơi và nước ngưng Kiểm tra cân bằng vật chất - Lưu lượng hơi vào BN α k = 1 − α 1 − α 2 = 1 − 0.137 − 0.0692 = 0.7938 - Lưu lượng nước ngưng ra khỏi BN vào BKK: α k = α nn = 0.7938 Kết quả tính toán cho thấy lưu lượng hơi vào bình ngưng bằng lưu lượng nước ngưng... NGUYỄN VĂN TUYÊN SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT η BGNNBS = 0.95 − 0.97 ibstr = c p tbs (c p = 4.18kJ / kg K ) 25 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU Hình 3.5 Bộ gia nhiệt nước bổ sung α =1 Lưu lượng hơi vào tuabin Lượng hơi xả từ 1 - 3% lượng hơi lò hơi sinh ra α xa = 0.02α = 0.02 α bs = α xa' = 0.0137 Lưu lượng và enthalpy của nước xả ra khỏi bình phân ly đã được xác định... cấp bổ sung cho lò hơi sẽ được đưa qua bình gia nhiệt nước bổ sung (BGNNBS) để tận dụng nhiệt thải ra từ nước xả lò Nước bổ sung được lấy từ bồn chứa nước khử khoáng của nhà máy Nhiệt độ nước bổ sung tbs tại đầu vào BGNNBS bằng nhiệt độ môi trường, thường chọn tbs = 300C GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT 24 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU Nhiệt độ nước... quá cao được + Trấu không được đảo, dẫn đến tình trạng cháy không đều, không hoàn toàn 4.2.4 Công nghệ đốt phun GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT 33 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU Hình 4.4 Buồng lửa phun Buồng lửa phun được dùng khá rộng rãi, nhất là với lò hơi công suất trung bình trở lên, thường trên 35t/h Buồng lửa phun có thể đốt được cả nhiên... là: lò hơi (bộ sinh hơi và bộ quá nhiệt), tuabin hơi nước, bình GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT 13 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU ngưng và bơm nước cấp Môi chất làm việc thông thường là nước, chu trình Rankine lý tường bao gồm 4 quá trình khép kín, diễn ra liên tục như sau: - Quá trình 1 - 2': Quá trình cung cấp nước vào lò hơi bằng bơm nước cấp