Tuabin nhiệt trong hệ thống lò hơi

TURBINE NHIỆT Hình 1.1 Mô hình tuabin đại – Hãng Siemens Hình 1.2 Tuabin khí V94.3 hãng Siemens Hình 1.5 Tuabin gió Chương 1: GIỚI THIỆT CHUNG VỀ TURBINE NHIỆT 1.1 Khái niệm lịch sử phát triển 1.2 Nguyên lý làm việc 1.3 Phân loại 1.4 Chu trình làm việc 1.1 KHÁI NIỆM CƠ BẢN VÀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA TUABIN 1.1.1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1, Tuabin động nước, dòng ban đầu chuyển hóa thành động năng, sau thành công làm quay trục 2, Thiết bị tuabin khí động nhiệt, thực trình biến hóa nhiên liệu buồng đốt nhiệt độ cao thành nhờ phận máy quay có cánh 3, Thiết bị tuabin bao gồm tổ hợp tất trang bị phụ trợ tuabin (bản thân tuabin, hệ thống gia nhiệt đường ống dẫn phạm vi tuabin) 4, Tổ tuabin – máy phát Nếu tuabin (khí) dùng để kéo máy phát điện tất thiết bị bao gồm Tuabin, máy phát, thiết bị ngưng hơi, giảm tốc (nếu có) gọi tổ Tuabin – Máy phát (tổ máy) 5, Các thông số ban đầu tuabin áp suất po, nhiệt độ to dòng khí (hơi) trước van stop (trước vào tuabin) Các thông số cuối dòng khí (hơi) áp suất pk nhiệt độ tk sau mặt bích ống thoát tuabin 6, Các thông số định mức tuabin: (số vòng quay, áp suất nhiệt độ mới, nước, dầu, chân không…) Các thông số tính toán mà nhà chế tạo ghi lý lịch tuabin Với thông số bảo đảm công suất định mức bảo hành 1.4.2 CHU TRÌNH LÀM VIỆC TUABIN KHÍ 1.4.2.1 Chu trình hở đơn giản không dùng trao đổi nhiệt Nhiãn liãûu Khäng khê Khê thaíi Chú giải: Bơm nhiên liệu Máy nén khí động điện khởi động máy nén Buồng đốt Tuabin khí Máy phát Ở chu trình này, trình cháy nhiên liệu trình cháy đẳng áp Ưu, nhược điểm chu trình: - Ưu điểm chu trình đơn giản, tính động vận hành cao, độ tin cậy tôt; - Nhược điểm hiệu suất tương đối thấp, công suất nhỏ (25 ÷ 50 MW) 1.4.2.2.Chu trình hở có trao đổi nhiệt Một biện pháp hữu ích để nâng cao hiệu suất dùng trao đổi nhiệt, phần nhiệt khí thải truyền cho không khí nén trước vào buồng đốt BTÂN M MN BÂ T1 T2 MP Ưu điểm: đơn giản, hiệu suất cao Nhược điểm công suất riêng nhỏ, trọng lượng lớn tốn nhiều diện tích 1.4.3 CHU TRÌNH KÍN KẾT HỢP KHÍ – HƠI Chú giải: Máy nén khí Buồng đốt Buồng pha trộn Tuabin khí Máy phát điện Lò Tuabin Máy phát điện Bình ngưng 10 Bơm tuần hoàn Hiệu suất nhà máy nhiệt điện chủ yếu phụ thuộc vào + Nhiệt độ vào tuabin, đạt đến 600oC (Do giới hạn sức chịu đựng kim loại) + Nhiệt độ nước làm mát, thấp khoảng 30 oC (phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường) Trong đó, tuabin khí vận hành nhiệt độ khoảng 1200oC nhiệt độ khoảng 600oC * Để sử dụng nhiệt lượng này, ta dùng chu trình hỗn hợp khí -  Hiệu suất chu trình cao khoảng 1,5 lần hiệu suất nhà máy điện truyền thống Giải thích chu trình: - Không khí nén đến áp suất cao đưa vào buồng đốt - Nhiên liệu (khí dầu) phun vào buồng đốt hòa trộn nhiên liệu bốc cháy - SPC có nhiệt độ áp suất cao hòa trộn với không khí thứ cấp đưa vào tuabin khí quay trục tuabin làm quay máy phát điện (5) Một phần công suất sinh truyền động cho máy nén - Dòng khí khỏi tuabin khí có t = 500 ÷ 600oC đưa vào lò (6) để sản xuất làm quay tuabin (7) kéo máy phát điện (8) Ưu điểm: + Tận dụng nhiệt lượng nâng cao hiệu suất toàn nhà máy + Yêu cầu hệ thống làm mát hệ thống tuabin Nhược điểm: Vận hành phức tạp so với thiết bị tuabin 1.4.4 CHU TRÌNH SẢN XUẤT PHỐI HỢP NHIỆT NĂNG VÀ ĐIỆN NĂNG a, Sản xuất riêng rẽ điện nhiệt - Để đảm bảo cấp cho hộ tiêu thụ lượng điện Nđ cần tiêu tốn lượng Gđ - Để cấp cho hộ tiêu thụ lượng nhiệt Q cần phải tiêu tốn lượng Gn io io  Tổng lượng Qn in ik' ik' (a) cần sản xuất riêng rẽ là: Gr = Gđ + Gn (1.20) b, Sản xuất phối hợp điện nhiệt Giả sử tuabin làm việc tuabin ngưng túy, nghĩa lượng trích Gn = Khi muốn sản xuất lượng điện Nđ cần tiêu hao io là: lượng Nd in ik' (b) PE1 Qn ik' PE2 ik Gđ = (io − ik )η T η co η mp (1.21) - Nếu trích lượng Gn để cấp cho hộ dùng nhiệt, lượng điện sản xuất phải giảm lượng là: ∆ Nđ = Gn (in - ik)η T η η mp (1.22) Để bù lại lượng điện giảm đi, cần phải tăng thêm vào tuabin lượng để sản xuất lượng điện bị thiếu ∆Nđ là: ∆N d ∆G = (io − ik )η T η co η mp (1.23) Thay ∆Nđ từ công thức (1.22) vào (1.23) ta có: ∆G = Hay: Gn (in − ik )η T η coη mp (io − ik )η T η co η mp (in − ik ) ∆G = Gn = yGn (io − ik ) (1.24) (1.25) Trong đó: (in − ik ) = y gọi hệ số lượng (io − ik ) dòng trích Như lượng tiêu tốn trình sản xuất phối hợp điện nhiệt là: Gph = Gđ + ∆G (1.26) Gph = Gđ + yGn (1.27) Vì (in - ik) < (io - ik), đó: (in − ik ) = y