ĐỀ THI Môn trung tâm nhiệt điện

GV đề: TS Nguyễn Văn Tuyên TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH BỘ MƠN CƠNG NGHỆ NHIỆT LẠNH * * * * * * TRUNG TÂM NHIỆT ĐIỆN - ĐỀ A Lớp: CK 09 Công nghệ nhiệt lạnh Ngày kiểm tra : 12/06/2013 Thời gian : 90 phút Lưu ý: SV sử dụng tài liệu, kể laptop + Nhớ ghi mã đề (A hay B) vào làm Câu (7đ): Khảo sát phần cao áp nhà máy nhiệt điện hình vẽ kèm theo Tại cho biết áp suất, nhiệt độ lưu lượng dòng  Nhiệt độ nước cấp tnc = 249,4 oC Xem nước có cp = 4,6 kJ/(kgK) cố định  Không xét tới tổn thất áp suất ống dẫn, tổn thất nhiệt môi trường thiết bị, độ gia nhiệt nước bơm cấp Chênh lệch nhiệt độ đầu lạnh bình lạnh đọng 12 oC a) Vẽ trình giãn nở tuabin HP MP, có ghi rõ vị trí cửa trích Bỏ qua tổn thất vào tuabin (1đ) b) Xác định hiệu suất tương đối tuabin HP tuabin MP (2đ) c) Vẽ sơ đồ trao đổi nhiệt bình G7 (tức HP-preheater 7) Tìm nhiệt độ nước vào bình G7 KH; kết hợp lập bảng nhiệt độ dòng nước cấp (4đ) Câu (3đ): Vẽ sơ đồ nhiệt nhà máy điện kết hợp khí-hơi cấp áp suất Lò bố trí theo sơ đồ song song, khơng có q nhiệt hạ áp Vẽ sơ đồ trao đổi nhiệt lò (Kết thúc đề) ĐÁP ÁN Câu (7đ): Khảo sát phần cao áp nhà máy nhiệt điện hình vẽ Biết áp suất, nhiệt độ lưu lượng dòng + yếu tố khác cho a) Vẽ trình giãn nở tuabin HP MP, có ghi đầy đủ vị trí cửa trích cho G7, G6 KH: (1đ) Từ đồ thị i-s xác định entanpi tất điểm đặc trưng có b) Xác định hiệu suất tương đối tuabin HP tuabin MP HS HP = (3348 – 2975)/(3348 – 2925) = 0,8818 (1 đ) HS MP = (3518 – 3160)/(3818 – 3110) = 0,8774 (1 đ) (2đ) c) Vẽ sơ đồ trao đổi nhiệt bình G7 (tức HP-preheater 7) Tìm nhiệt độ nước vào bình G7 KH; kết hợp lập bảng nhiệt độ dòng nước cấp (4đ) Cụ thể: Vẽ sơ đồ trao đổi nhiệt bình G7 Đây BGN có đầy đủ phần: Lạnh hơi, Ngưng tụ, Lạnh đọng (0,5 đ) Nhiệt độ nước vào G7 Viết PT cân nhiệt cho G7, ẩn số nhiệt độ nước vào (0,5 đ) o (1 đ) Thay số, tính nhiệt độ nước vào G7 221 C Nhiệt độ nước vào KH Biết áp suất vào KH 10,69 bar ta tra nhiệt độ khử khí 184 oC Viết PT cân chất cho KH, tính DKC = 503,41kg/s Tiếp theo, viết PT cân nhiệt cho KH, từ tính ẩn nhiệt độ nước vào KH = 164 oC (1 đ) Lập bảng nhiệt độ dòng nước cấp, có đầy đủ nhiệt độ nước vào & G7, G6, KH (1 đ) Câu (3đ): Vẽ sơ đồ nhiệt nhà máy điện kết hợp khí-hơi cấp áp suất; lò bố trí theo sơ đồ song song, khơng có q nhiệt hạ áp (Kết hợp sơ đồ slide 15 & 21, giảng Chương 5) (2 đ) Vẽ sơ đồ trao đổi nhiệt lò (1 đ) GV đề: TS Nguyễn Văn Tuyên TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH BỘ MÔN CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH * * * * * * TRUNG TÂM NHIỆT ĐIỆN - ĐỀ B Lớp: CK 09 Công nghệ nhiệt lạnh Ngày kiểm tra : 12/06/2013 Thời gian : 90 phút Lưu ý: SV sử dụng tài liệu, kể laptop + Nhớ ghi mã đề (A hay B) vào làm Câu (7đ): Khảo sát phần cao áp nhà máy nhiệt điện hình vẽ kèm theo Tại cho biết áp suất, nhiệt độ lưu lượng dòng  Nhiệt độ nước cấp tnc = 249,4 oC Xem nước có cp = 4,6 kJ/(kgK) cố định  Không xét tới tổn thất áp suất ống dẫn, tổn thất nhiệt môi trường thiết bị, độ gia nhiệt nước bơm cấp Chênh lệch nhiệt độ đầu lạnh bình lạnh đọng oC a) Vẽ trình giãn nở tuabin HP MP, có ghi rõ vị trí cửa trích Bỏ qua tổn thất vào tuabin (1đ) b) Vẽ sơ đồ trao đổi nhiệt bình G7 (tức HP-preheater 7) Tìm nhiệt độ nước vào bình G7 KH; kết hợp lập bảng nhiệt độ dòng nước cấp (4đ) c) Tính cơng suất hiệu dụng tuabin truyền động bơm cấp, áp suất thoát (2đ) 0,06 bar Biết ηoi = 0,85 ηcơ = 0,95 Câu (3đ): Vẽ sơ đồ nhiệt nhà máy điện kết hợp khí-hơi cấp áp suất, lò bố trí theo sơ đồ nối tiếp, có nhiệt hạ áp Vẽ sơ đồ trao đổi nhiệt lò (Kết thúc đề) ĐÁP ÁN Câu (7đ): Khảo sát phần cao áp nhà máy nhiệt điện hình vẽ Biết áp suất, nhiệt độ lưu lượng dòng + yếu tố khác cho a) Vẽ trình giãn nở tuabin HP MP, có ghi đầy đủ vị trí cửa trích cho G7, G6 KH: (1đ) Từ đồ thị i-s xác định entanpi tất điểm đặc trưng có b) Vẽ sơ đồ trao đổi nhiệt bình G7 (tức HP-preheater 7) Tìm nhiệt độ nước vào bình G7 KH; kết hợp lập bảng nhiệt độ dòng nước cấp (4đ) Cụ thể: Vẽ sơ đồ trao đổi nhiệt bình G7 Đây BGN có đầy đủ phần: Lạnh hơi, Ngưng tụ, Lạnh đọng (0,5 đ) Nhiệt độ nước vào G7 Viết PT cân nhiệt cho G7, ẩn số nhiệt độ nước vào (0,5 đ) o Thay số, tính nhiệt độ nước vào G7 220,4 C (1 đ) Nhiệt độ nước vào KH Biết áp suất vào KH 10,69 bar ta tra nhiệt độ khử khí 184 oC Viết PT cân chất cho KH, tính DKC = 503,41kg/s Tiếp theo, viết PT cân nhiệt cho KH, từ tính ẩn nhiệt độ nước vào KH = 164,5 o C (1 đ) Lập bảng nhiệt độ dòng nước cấp, có đầy đủ nhiệt độ nước vào & G7, G6, KH (1 đ) c) Công suất hiệu dụng tuabin truyền động bơm cấp Nhiệt giáng lý tưởng = (3160 – 2250) = 910 kJ/kg Nhiệt giáng thực = 910x0,85 = 773,5 kJ/kg CS hiệu dụng = 27,37x773,5x0,95 = 20212 kW (2đ) (1 đ) (1 đ) Câu (3đ): Vẽ sơ đồ nhiệt nhà máy điện kết hợp khí-hơi cấp áp suất; lò bố trí theo sơ đồ nối tiếp, có nhiệt hạ áp (Tương tự slide 15, giảng Chương 5, có thêm QN-HA SH-HA ECOCA) (2 đ) Vẽ sơ đồ trao đổi nhiệt lò (như sơ đồ slide 17, có thêm QN-HA) (1 đ) TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH BỘ MƠN CƠNG NGHỆ NHIỆT LẠNH * * * * * * KIỂM TRA GIỮA KỲ - Môn học Ngày thi : 19/03/2013 : TRUNG TÂM NHIỆT ĐIỆN – ĐỀ A Thời gian : 45 phút Lưu ý: Sinh viên không sử dụng tài liệu & Nhớ ghi mã đề vào làm Bài (8 điểm): Một trung tâm nhiệt điện áp dụng chu trình tuabin ngưng có 04 cửa trích Biết rằng: - cửa trích số cửa trích điều chỉnh để cấp cho cơng nghệ, cửa trích lại dùng để hồi nhiệt hâm nước cấp; - bình khử khí nối với cửa trích số 2, làm việc với áp suất khơng đổi; - BGN Cao áp có phần Lạnh Lạnh đọng; - BGN Hạ áp không trang bị bơm nước đọng; - Nước ngưng từ cơng nghệ đưa Khử khí Anh hãy: a) Veõ sơ đồ nhiệt nguyên lý nhà máy, đầy đủ bơm (cần phải có) đường nước đọng, nước ngưng hồi từ công nghệ, đường cấp nối tắt cho công nghệ (letdown station) Ghi rõ tên phần tử sơ đồ (4 đ) b) Tính cơng 1kg tiêu hao Do tuabin Biết entanpi trước sau tuabin io = 3220 kJ/kg & iK = 2370 kJ/kg Các cửa trích có α1 = α2 = α3 = α4 = 0,1 i1 = 3000; i2 = 2800; i3 = 2700; i4 = 2652 kJ/kg Công suất điện phát N = 25MW, hiệu suất hiệu suất máy phát ηc = 0,95 ηp = 0,98 (3 đ) o o c) Đề xuất nhiệt độ khử khí tKH, biết tK = 40 C & tnc = 205 C (Xem nước có cp = const) (1 đ) Bài (2 điểm): Một nhà máy sử dụng tuabin đối áp để phát điện & cấp nhiệt Hãy vẽ sơ đồ tuabin dạng đơn giản nhất, trình bày nguyên lý tự động điều khiển hệ thống áp dụng: a) chế độ vận hành độc lập; b) chế độ vận hành nối lưới Người đề Nguyễn Văn Tuyên TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH BỘ MƠN CƠNG NGHỆ NHIỆT LẠNH * * * * * * KIỂM TRA GIỮA KỲ - Môn học : TRUNG TÂM NHIỆT ĐIỆN – ĐỀ B Ngày thi : 19/03/2013 Thời gian : 45 phút Lưu ý: Sinh viên không sử dụng tài liệu & Nhớ ghi mã đề vào làm Bài (8 điểm): Một trung tâm nhiệt điện áp dụng chu trình tuabin ngưng có 04 cửa trích Biết rằng: - cửa trích số cửa trích điều chỉnh để cấp cho cơng nghệ, cửa trích lại dùng để hồi nhiệt hâm nước cấp; - bình khử khí nối với cửa trích số 2, làm việc với áp suất thay đổi; - BGN Cao áp có phần Lạnh mà khơng có Lạnh đọng; - BGN Hạ áp trang bị bơm nước đọng; - Nước ngưng từ cơng nghệ đưa Khử khí Anh hãy: a) Veõ sơ đồ nhiệt nguyên lý nhà máy, có đầy đủ bơm đường nước đọng, nước ngưng hồi từ công nghệ, đường cấp nối tắt cho công nghệ (let-down station) Ghi rõ tên phần tử sơ đồ (4 đ) b) Tính cơng 1kg tiêu hao Do tuabin Biết entanpi trước sau tuabin io = 3200 kJ/kg & iK = 2370 kJ/kg Các cửa trích có α1 = α2 = α3 = α4 = 0,1 i1 = 2900; i2 = 2800; i3 = 2700; i4 = 2650 kJ/kg Công suất điện phát N = 20MW, hiệu suất hiệu suất máy phát ηc = 0,95 ηp = 0,98 (3 đ) o o c) Đề xuất nhiệt độ khử khí tKH, biết tK = 40 C & tnc = 190 C (Xem nước có cp = const) (1 đ) Bài (2 điểm): Một nhà máy sử dụng tuabin đối áp để phát điện & cấp nhiệt Hãy vẽ sơ đồ tuabin dạng đơn giản nhất, trình bày nguyên lý tự động điều khiển hệ thống áp dụng: a) chế độ vận hành độc lập; b) chế độ vận hành nối lưới Người đề Nguyễn Văn Tuyên ĐÁP ÁN Bài (8 điểm) a) Sơ đồ nhiệt nguyên lý (đường & nước ngưng, nước cấp, nước đọng): (4 đ) ĐỀ A: Đường & nước ngưng, nước cấp: Lò => Tuabin quay máy phát (có cửa trích – số 1, 2, 3, 4) => Bình ngưng => Bơm ngưng => GNHA kiểu bề mặt => Khử khí (KH) => Bơm cấp => GNCA (có LH & LĐ) => Lò Đường trích nước đọng: - Cửa trích cấp tới LH GNCA Nước đọng từ LĐ GNCA => xả KH - Cửa trích cấp tới KH Trước KH có van giảm & ổn áp - Cửa trích cấp cho công nghệ Một trạm giảm ôn áp (let-down station) nối đường với ống cơng nghệ Nước ngưng từ cơng nghệ => KH - Cửa trích cấp tới GNHA Nước đọng xả sau Bình ngưng Ghi chú: chấp nhận phương án xem GNHA kiểu HỖN HỢP (dù khơng chuẩn) Lúc sau bình GN phải có thêm bơm nước ngưng & khơng có xả nước ngưng sau BN ĐỀ B: Đường & nước ngưng, nước cấp: Lò => Tuabin quay máy phát (có cửa trích – số 1, 2, 3, 4) => Bình ngưng => Bơm ngưng => GNHA kiểu bề mặt => Khử khí (KH) => Bơm cấp => GNCA (có LH) => Lò Đường trích nước đọng: - Cửa trích cấp tới LH GNCA Nước đọng từ GNCA => xả KH - Cửa trích cấp tới KH Khơng có van giảm áp đường trích - Cửa trích cấp cho công nghệ Một trạm giảm ôn áp (let-down station) nối đường với ống cơng nghệ Nước ngưng từ công nghệ => KH - Cửa trích cấp tới GNHA Nước đọng bơm đưa tới đường nước ngưng b) Cơng kg (l) & Tiêu hao (Do) (3 đ) Đề A Đề B l, kJ/kg 682.80 673.00 D, kg/s 39.33 31.92 D, t/h 141.58 114.91 c) Đề xuất nhiệt độ khử khí tKH, xem nước có cp = const Lúc tối ưu hóa độ gia nhiệt hâm nước cấp theo qui luật : Δtr = (tnc – tk)/3 Đề A: Δtr = 55 oC => tKH = 150 oC Đề B: Δtr = 50 oC => tKH = 140 oC (1 đ) Bài (2 điểm) Sơ đồ tuabin đối áp: a) chế độ vận hành độc lập (không nối lưới): Tuabin vận hành theo phụ tải điện: Khi thay đổi phụ tải điện gây thay đổi số vòng quay n, thơng qua Bộ điều tốc => tác động đến độ mở Van điều chỉnh cấp vào Tuabin Hơi cấp cho công nghệ xả sau tuabin, bổ sung (theo nhu cầu sản xuất) lượng qua giảm ơn-áp theo tín hiệu áp suất p từ ống công nghệ b) chế độ vận hành nối lưới: Tuabin vận hành theo phụ tải nhiệt (không quan tâm đến sản lượng điện phát ra): Khi nhu cầu công nghệ tăng/giảm gây thay đổi áp suất p ống cơng nghệ => tín hiệu áp suất tác động đến độ mở Van điều chỉnh cấp vào Tuabin Như cấp cho công nghệ xả sau tuabin, thật cần thiết bổ sung qua giảm ơn-áp (cũng theo tín hiệu áp suất p từ ống công nghệ)