Thiết kế nhà máy nhiệt điện công suất 1200 MW nghiên cứu đề xuất giải pháp cải tạo lớn đối với nhà máy nhiệt điện uông bí cũ (2x50MW)

Viện khoa học công nghệ Nhiệt Lạnh Đồ án tốt nghiệp Đề tài: Thiết kế nhà máy nhiệt điện công suất 1200 MW Nghiên cứu đề xuất giải pháp cải tạo lớn nhà máy nhiệt điện Uông Bí cũ (2x50MW) Sinh viên thực hiện: Nguyễn Khắc Hồng Thành Mã số sinh viên: 2011 0755 Lớp: KTNL1 – K56 Giảng viên hướng dẫn: Th.s Phạm Văn Tân Nội dung đồ án Nội dung đồ án ThiếtThiết kế máy nhiệtmáy nhiệt điện công suất 1200MW kế nhà sơ nhà điện công suất 1200 MW Phương án thiết kế 1:Phương án thiết kế Lập tính tốn sơ đồ ngun lý Tính tốn, lựa chọn thiết bị Sơ đồ2:Lập tính tốn sơ đồ máy lý nhiệt bố trí tồn nhà ngun 3:Tính tốn lựa chọn thiết bị 4:Sơ đồ nhiệt chi tiết bố trí tồn nhà máy Nghiên cứu, đề xuất giải pháp cải tạo lớn nhà máy nhiệt điện ng Bí cũ Nghiên cứu đề xuất giải pháp cải tạo lớn nhà máy nhiệt điện ng Bí cũ Tìm hiểu đặc tính kỹ thuật chỉnh tổ lò máy K-50-90 Đề xuất giải pháp cải tạo nhà máy 5:Tìm hiểu đặc tính kỹ thuật tổ lị máy K-50-90 Tính tốn phân tích sơ hiểu kinh tế giải pháp đề xuất 6: Đề xuất giải pháp cải tạo nhà máy 7:Tính tốn phân tích sơ hiệu kinh tế giải pháp đề xuất Thiết kế nhà máy nhiệt điện công suất 1200 MW I Phương án thiết kế II Lập tính tốn sơ đồ ngun lý III Tính tốn, lựa chọn thiết bị chỉnh IV Sơ đồ nhiệt bố trí tồn nhà máy Nội dung đồsuất 1200 MW án Thiết kế nhà máy nhiệt điện công Thiết kế nhà máy nhiệt điện công suất 1200 MW Thiết kế sơ nhà máy nhiệt điện công suất 1200MW 1:Phương án thiết kế I Phương án thiết kế thiết kế I Phương án2:Lập tính tốn sơ đồ ngun lý 3:Tính tốn lựa chọn II Lập tính tốn sơ đồ ngun lý thiết bị II Lập tính tốn sơ đồ nguyên lý 4:Sơ đồ nhiệt chi tiết bố trí tồn nhà máy III Tính tốn, lựa chọn thiết bị III Tính tốn, lựa chọn thiết bị Nghiên cứu đề xuất giải pháp cải tạo lớn nhà máy nhiệt điện ng Bí cũ IV Sơ đồ nhiệt bố trí tồn nhà máy IV Sơ đồ nhiệt bố trí tồn nhà máy 5:Tìm hiểu đặc tính kỹ thuật tổ lị máy K-50-90 6: Đề xuất giải pháp cải tạo nhà máy 7:Tính tốn phân tích sơ hiệu kinh tế giải pháp đề xuất Nội dung đồ án I> Phương án thiết kế Thiết kế sơ nhà máy nhiệt điện công suất 1200MW 1:Phương án thiết kế  Phương án 1: tổ máy công suất 1200 MW 2:Lập tính tốn sơ đồ ngun lý 3:Tính toán  Phương án 2: tổ máy lựa chọn thiết bị cơng suất 600 MW 4:Sơ đồ nhiệt chi tiết bố trí tồn nhà máy  Phương án 3: tổ máy công suất 300 MW Nghiên cứu đề xuất giải pháp cải tạo lớn nhà máy nhiệt điện ng Bí cũ 5:Tìm hiểu đặc tính kỹ thuật tổ lị máy K-50-90 6: Đề xuất giải pháp cải tạo nhà máy 7:Tính tốn phân tích sơ hiệu kinh tế giải pháp đề xuất Nội dung đồ án I> Phương án thiết kế Thiết kế sơ nhà máy nhiệt điện công suất 1200MW 1:Phương án thiết kế  Phương án 1: tổ máy công suất 1200 MW 2:Lập tính tốn sơ đồ ngun lý 3:Tính tốn lựa chọn thiết bị Phương án 2: tổ máy công suất 600 MW 4:Sơ đồ nhiệt chi tiết bố trí tồn nhà máy  Phương án 3: tổ máy công suất 300 MW Nghiên cứu đề xuất giải pháp cải tạo lớn nhà máy nhiệt điện ng Bí cũ Lựa chọn: phương án thuật tổ lị máy K-50-90 thứ 5:Tìm hiểu đặc tính kỹ 6: Đề xuất giải pháp cải tạo nhà máy 7:Tính tốn phân tích sơ hiệu kinh tế giải pháp đề xuất Nội dung đồsuất 1200 MW án Thiết kế nhà máy nhiệt điện công Thiết kế nhà máy nhiệt điện công suất 1200 MW Thiết kế sơ nhà máy nhiệt điện công suất 1200MW 1:Phương án thiết kế I Phương án2:Lập kế I Phương án thiết kế.thiết tính tốn sơ đồ ngun lý 3:Tính tốn lựa chọn II Lập tính tốn sơ đồ nguyên lý thiết bị II Lập tính tốn sơ đồ ngun lý 4:Sơ đồ nhiệt chi tiết bố trí tồn nhà máy III Tính tốn, lựa chọn thiết bị III Tính tốn, lựa chọn thiết bị Nghiên cứu đề xuất giải pháp cải tạo lớn nhà máy nhiệt điện Uông Bí cũ IV Sơ đồ nhiệt bố trí tồn nhà máy IV Sơ đồ nhiệt bố trí tồn nhà máy 5:Tìm hiểu đặc tính kỹ thuật tổ lị máy K-50-90 6: Đề xuất giải pháp cải tạo nhà máy 7:Tính tốn phân tích sơ hiệu kinh tế giải pháp đề xuất Nội dung đồ án II> Sơ đồ nhiệt nguyên lý Thiết kế sơ nhà máy nhiệt điện công suất 1200MW 1:Phương án thiết kế Thiết kế sơ nhà máy nhiệt điện cơngtốn sơ đồ ngun lý 2:Lập tính suất 2x600MW: 3:Tính tốn lựa chọn  Loại tuabin: K-600-250/55-560/565 thiết bị  Cơng suất điện đầu máy phát tổ máy: 600 Mwe 4:Sơ đồ nhiệt chi tiết = bố trí tồn = 560 oC  Thông số (trước van Stop): povà 250 bar, to nhà máy (trên tới hạn)  Áp suất bình ngưng: pk = 0,065 bar (hơi có độ khơ: xk = 0,92 ÷ 0,96)  Các tổn thất : • αch = 0,009 Nghiên cứu đề xuất giải pháp cải tạo lớn nhà máy nhiệt điện ng Bí cũ • αej = 0,010 • αrr = 0,011 5:Tìm hiểu đặc tính kỹ thuật tổ lị máy K-50-90 • αxả = 0,000 6: Đề xuất giải pháp cải tạo nhà máy 7:Tính tốn phân tích sơ hiệu kinh tế giải pháp đề xuất Nội dung đồ án II> Sơ đồ nhiệt nguyên lý Thiết kế sơ nhà máy nhiệt điện cơng suất 1200MW 1:Phương án thiết kế Cửa trích số qntg 3' = LMH ct 2:Lập tính tốn sơ đồ ngun lý 8* 3:Tính tốn lựa chọn thiết bị CA7 CA6 LMH CA5 CA5 KK HA4 TBHA TBP BBH HA3 HA2 HA1 Áp suất cửa trích (bar) 100 59 / 55 31 30 16 / 15 / 6,8 / 6,5 1,2 0,4 Nhiệt độ cửa trích (oC) 420 350 / 565 500 320 410 310 310 230 140 76 Đến bình 4:Sơ đồ nhiệt chi tiết bố trí tồn nhà máy Nghiên cứu đề xuất giải pháp cải tạo lớn nhà máy nhiệt điện ng Bí cũ 5:Tìm hiểu đặc tính kỹ thuật tổ lị máy K-50-90 6: Đề xuất giải pháp cải tạo nhà máy 7:Tính tốn phân tích sơ hiệu kinh tế giải pháp đề xuất Nội dung đồ án II> Sơ đồ nhiệt nguyên lý Thiết kế sơ nhà máy nhiệt điện công suất 1200MW 1:Phương ánnguyên lý Sơ đồ nhiệt thiết kế 2:Lập tính tốn sơ đồ ngun lý 3:Tính tốn lựa chọn thiết bị 4:Sơ đồ nhiệt chi tiết bố trí tồn nhà máy Nghiên cứu đề xuất giải pháp cải tạo lớn nhà máy nhiệt điện ng Bí cũ 5:Tìm hiểu đặc tính kỹ thuật tổ lị máy K-50-90 6: Đề xuất giải pháp cải tạo nhà máy 7:Tính tốn phân tích sơ hiệu kinh tế giải pháp đề xuất III> Tính tốn hiệu kinh tế giải pháp đề xuất  Đề xuất Bài toán 1: So sánh doanh thu sơ đồ với nhau, với sơ đồ mới, doanh thu chưa tính tới tiền mua thiết bị (Lò hơi, Tuabin-máy phát) tiền bán lò cũ Sơ đồ cũ hoạt động năm  SĐ1 = Tiền điện - tiền than - tiền bảo dưỡng - tiền lương NV  SĐ2 = Tiền điện - tiền than - tiền bảo dưỡng - tiền lương NV III> Tính tốn hiệu kinh tế giải pháp đề xuất  Đề xuất Bài tốn 1: STT Khoản mục chi phí Đơn vị Số năm hoạt động (m năm ) Tiền than sau m năm Tổng tiền đầu tư ban đầu tương đương xây dựng nhà máy (làm sở để tính tiền bảo dưỡng hàng năm bên dưới) Tiền điện bán năm Bảo dưỡng Lò năm đầu Bảo dưỡng Lò năm Bảo dưỡng Lò năm cuối Bảo dưỡng Tuabin năm đầu Bảo dưỡng Tuabin năm Thay số tầng cánh tuabin năm cuối (vì q cũ) 7 Số lượng Đơn giá USD/đơn vị năm 10 Tiền lương nhân viên nhà máy m năm 12 13 112.950.534 lần lần lần lần lần 1 1 130.000.000 32.571.429 4.885.714 5.862.857 12.214.286 1.628.571 1.791.429 lần 3.941.143 Những bảo dưỡng thay đổi khác 11 Tổng chi phí (USD) Tiền điện bán sau m năm Lợi nhuận sau năm 1.000.000 tháng 300 Bảng tính tốn kinh tế cho sơ đồ cũ 286 6.171.429 195.428.571 44.982.609 III> Tính tốn hiệu kinh tế giải pháp đề xuất  Đề xuất Bài tốn 1: STT Khoản mục chi phí Đơn vị Số năm hoạt động để đem lại lợi nhuận thô tương đương với sơ đồ (m năm) Số lượng Đơn giá USD/đơn vị Tiền than sau m năm 3,7 83.107.666 7 Tổng tiền đầu tư xây dựng nhà máy tương đương để làm sở tính chi phí bảo dưỡng hàng năm Tiền điện bán năm Bảo dưỡng Lò cũ năm đầu Bảo dưỡng Lò cũ năm Bảo dưỡng Lò năm tiếp Bảo dưỡng Tuabin năm đầu Bảo dưỡng Tuabin năm tiếp Thay số tầng cánh tuabin năm tiếp năm Tổng chi phí (USD) 10 11 Những bảo dưỡng thay đổi Tiền lương nhân viên nhà máy m năm 12 13 lần lần lần lần lần 1 1 lần 158.006.563 39.588.458 1.583.538 1.741.892 2.090.271 1.979.423 2.375.307 Tiền điện bán sau m năm Lợi nhuận sau m năm tháng 330 Bảng tính tốn kinh tế cho sơ đồ 2.850.369 800.000 286 4.186.286 146.477.293 45.762.541 III> Tính tốn hiệu kinh tế giải pháp đề xuất  Đề xuất Bài toán 1: Như vậy:  Sau năm vận hành SĐ cũ lợi nhuận: 44 triệu USD  Sau 3,7 năm vận hành SĐ lợi nhuận: 45 triệu USD III> Tính tốn hiệu kinh tế giải pháp đề xuất  Đề xuất Bài toán 2: So sánh doanh thu sơ đồ toán 1, sơ đồ có tính đến tiền mua thiết bị (Lò Tuabin cao áp - máy phát) tiền bán lò cũ Sơ đồ cũ hoạt động năm  SĐ1 = Tiền điện - tiền than - tiền bảo dưỡng - tiền lương NV  SĐ2 = Tiền điện - tiền than - tiền bảo dưỡng - tiền lương NV - tiền mua t/bị + tiền bán lò cũ III> Tính tốn hiệu kinh tế giải pháp đề xuất  Đề xuất STT Bài tốn 2: Khoản mục chi phí Số năm hoạt động (m năm ) 10 Tổng tiền đầu tư nhà máy (để làm sở tính chi phí bảo dưỡng bên dưới) Tiền điện bán năm Bảo dưỡng Lò năm đầu Bảo dưỡng Lò năm tiếp Bảo dưỡng Lò năm tiếp Bảo dưỡng Tuabin năm đầu Bảo dưỡng Tuabin năm tiếp Thay số tầng cánh tuabin năm tiếp Những bảo dưỡng thay đổi 11 Tiền lương nhân viên nhà máy m năm 12 13 Đơn vị Số lượng Đơn giá USD/đơn vị Tiền điện bán sau m năm Lợi nhuận sau m năm 7 năm Tổng chi phí (USD) Tiền than sau m năm 112.950.534 lần lần lần lần lần 1 1 lần tháng 300 130.000.000 32.571.429 4.885.714 5.862.857 12.214.286 1.628.571 1.791.429 Bảng tính tốn kinh tế cho sơ đồ cũ 3.941.143 1.000.000 286 6.171.429 195.428.571 44.982.609 III> Tính tốn hiệu kinh tế giải pháp đề xuất  Đề xuất STT Bài tốn 2: Khoản mục chi phí Đơn vị Số lượng Đơn giá USD/đơn vị Số năm Tổng tiền đầu tư nhà máy (để làm sở tính chi phí bảo dưỡng bên dưới) 158.006.563 10 Tiền điện bán năm Mua Lò Mua Tuabin-máy phát Tiền lý thiết bị cũ Bảo dưỡng Lò Bảo dưỡng Tuabin Tiền than tiêu thụ n năm Chạy thử, nghiệm thu 11 12 năm Tổng chi phí (USD) Tiền lương nhân viên nhà máy 7,6 10 người 10.000 39.588.458 71.102.953 6.581.430 5.200.000 395.885 4.104.000 170.707.639 100.000 330 286 8.598.857 Những bảo dưỡng thay đổi 200.000 Doanh thu năm thứ n 13 14 Tiền điện bán n năm Lợi nhuận sau n năm Bảng tính tốn kinh tế cho sơ đồ 300.872.277 44.281.513 III> Tính tốn hiệu kinh tế giải pháp đề xuất  Đề xuất Bài toán 1: Như vậy:  Để đạt lợi nhuận 44 triệu USD:  Sơ đồ cũ vận hành năm  Sơ đồ vận hành 7,6 năm  Sơ đồ tiếp tục vận hành thêm nhiều năm nữa, sơ đồ cũ hoạt động lâu sơ đồ III> Tính tốn hiệu kinh tế giải pháp đề xuất  Đề xuất Bài toán 3: Ở toán tốn tính tốn so sánh doanh thu sơ đồ chưa tính đến tiêu kinh tế, tài Các tiêu kinh tế, tài đưa toán  Phân tích sơ tính khả thi dự án mới, cân nhắc tổng tiền đầu tư mua thiết bị (Lò hơi, Tuabin-máy phát) Với sơ đồ cũ vận hành năm, doanh thu có tính đến tiền lý toàn nhà máy vận hành hết năm III> Tính tốn hiệu kinh tế giải pháp đề xuất  Đề xuất STT Bài tốn 3: Khoản mục chi phí Đơn vị Số lượng Đơn giá USD/đơn vị (USD) Số năm hoạt động (m năm ) Tiền than sau m năm 112.950.534 7 Tổng tiền đầu tư nhà máy dự kiến Tiền điện bán năm Bảo dưỡng Lò năm đầu Bảo dưỡng Lò năm tiếp Bảo dưỡng Lò năm tiếp Bảo dưỡng Tuabin năm đầu Bảo dưỡng Tuabin năm tiếp lần lần lần lần lần 1 1 130.000.000 32.571.429 4.885.714 5.862.857 12.214.286 3.257.143 3.582.857 Thay số tầng cánh tuabin năm tiếp lần 10 Những bảo dưỡng thay đổi 11 năm Tổng chi phí 7.882.286 1.000.000 Tiền lương nhân viên nhà máy m năm 12 300 Tiền lý toàn nhà máy vận hành hết năm thứ 13 14 tháng Tiền điện bán sau m năm Lợi nhuận sau m năm ( a ) 286 6.177.600 10.400.000 195.428.571 48.015.295 Bảng tính tốn đầu tư cho sơ đồ cũ III> Tính tốn hiệu kinh tế giải pháp đề xuất  Đề xuất STT Khoản mục chi phí Đơn vị Số lượng Đơn giá USD/đơn vị số năm vận hành Tổng tiền đầu tư nhà máy 158.006.563 Bài tốn 3: năm Tổng chi phí (USD) 7,5 Tiền điện bán năm Mua Lò Mua Tuabin-máy phát Tiền bán Lò cũ 39.588.458 56.882.363 5.758.752 6.500.000 Bảo dưỡng thiết bị năm đầu Bảo dưỡng Tuabin năm đầu 10 Bảo dưỡng tuabin năm 11 Bảo dưỡng Tuabin cũ năm đầu 12 Bảng tính tốn đầu tư cho sơ đồ Bảo dưỡng Lị năm Bảo dưỡng Lò năm 2.944.596 13 14 15 Bảo dưỡng Tuabin cũ năm Bảo dưỡng thiết bị từ năm thứ đến năm thứ n Bảo dưỡng Lò Bảo dưỡng tuabin Bảo dưỡng tuabin cũ 16 Tiền lương nhân viên n năm 8.485.714 17 18 Chạy thử , nghiệm thu Những bảo dưỡng thay đổi 19 989.711 5.938.269 343.536 2.061.217 490.766 người 330 286 1.484.567 515.304 736.149 100.000 500.000 Tiền than tiêu thụ n năm 168.461.486 Doanh thu 20 21 Tiền điện bán n năm invest 22 Doanh thu ( b ) Bảng tính tốn đầu tư cho sơ đồ 296.913.432 56.141.114 103.862.116 III> Tính tốn hiệu kinh tế giải pháp đề xuất  Đề xuất  Doanh thu sơ đồ 1: Bài toán 3: SĐ1 =Tiền điện-tiền than-tiền bảo dưỡng-tiền lương NV+tiền lý toàn nhà máy  Doanh thu sơ đồ : SĐ2 =Tiền điện-tiền than-tiền bảo dưỡng-tiền lương NV  Tiền tiết kiệm hàng năm sơ đồ so với sơ đồ cũ: SD2 − SD1 ASM = = 8,9 triệu usd/năm n  Tiền đầu tư mua thiết bị sơ đồ 2: [Invest] = Tiền mua t/b – tiền bán lò cũ = 56,1 triệu USD  Với lãi suất mong đợi i=17%( =1,5 lần lãi suất ngân hàng), số năm mong đợi hoàn vốn n=7,5 năm ta tính tiền đầu tư lớn dự án ứng với ( i n) theo cơng thức n ASM ( q − 1) tính toán kinh tế sau: [Invest ]max = = 56, 9trieuUSD n q ( q − 1)  Đầu tư cực đại cho phép thỏa mãn mong đợi bên là: 56,9 triệu USD  Ta thấy : [Invest] = 56,1 triệu USD < [Invest]max = 56,9 triệu USD III> Tính tốn hiệu kinh tế giải pháp đề xuất  Đề xuất Bài toán 3: Như : với lãi suất mong đợi i = 17% số năm mong đợi hoàn vốn 7,5 năm tổng tiền đầu tư mua thiết bị cho dự án nhỏ tiền đầu tư lớn ứng với mong đợi , dự án hồn toàn khả thi Nhà máy sau cải tạo vận hành 7,5 năm hồn vốn, tiếp tục vận hành đến năm thứ 15 Khi ta tính tổng doanh thu nhà máy năm tiếp bảng bên STT Khoản mục chi phí Đơn vị Số lượng Đơn giá USD/ đơn vị Số năm vận hành tiếp Tiền điện bán năm tiếp Tiền than tiêu thụ năm tiếp Tiền bảo dưỡng lò năm tiếp 9.501.229,81 Tiền bảo dưỡng tuabin cũ năm tiếp 5.889.192,03 Tiền bảo dưỡng tuabin năm tiếp 3.297.947,54 Những bảo dưỡng thay đổi năm 1.000.000,00 năm Tổng chi phí(USD) Tiền lương nhân viên năm tiếp 8,00 316.707.660,36 179.692.251,43 người 330 286 9.060.480,00 Doanh thu năm tiếp 108.266.559,55 Doanh thu nhà máy năm tiếp III> Tính tốn hiệu kinh tế giải pháp đề xuất  Đề xuất STT Đơn vị Số năm hoạt động (m năm ) Giá than 0,0857 USD/kg Giá điện 0,0452 USD/ kw.h Đơn giá USD/đơn vị 10 11 12 13 14 15 16 17 Tổng chi phí (USD) Tiền điện bán năm tổ 2x50 MW cũ Số lượng năm Xây nhà máy nhiệt điện 300 MW, lấy trích từ tổ máy 300 MW cung cấp cho Tuabin 50 MW nhà máy nhiệt điện ng Bí cũ Bảng giá điện, than Khoản mục chi phí Tiền điện bán năm nhà máy 300 MW Tiền than năm tổ máy 2x50 MW cũ Tiền than năm nhà máy 300 MW Chi phí bảo dưỡng, vận hành tổ máy 2x50 MW cũ Bảo dưỡng Tuabin năm đầu Bảo dưỡng Tuabin năm tiếp Thay số tầng cánh cuối năm tiếp Những bảo dưỡng thay đổi Tiền lương nhân viên nhà máy tháng 300 286 năm Chi phí bảo dưỡng, vận hành tổ máy 300 MW Bảo dưỡng Tuabin năm Bảo dưỡng Lò năm Những bảo dưỡng thay đổi Tiền lương nhân viên nhà máy tháng 600 286 năm Tổng tiền điện bán Tổ máy 2x50 MW cũ Tổ máy 300 MW Tổng doanh thu tồn nhà máy Bảng tính toán kinh tế cho đề xuất 32.571.429 97.714.286 112.950.534 407.342.573 1.628.571 1.791.429 3.941.143 1.000.000 6.177.600 5.862.857 11.725.714 3.000.000 12.355.200 195.428.571 586.285.714 213.938.664