Đồ án Nhà Máy Nhiệt Điện

Tính toán thiết kế nhà máy Nhiệt Điện sử dụng tuabin đối áp

KHOA CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH



CHUYÊN ĐỀ THIẾT KẾ CUNG CẤP NHIỆT

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SƠ BỘ TRUNG TÂM NHIỆT ĐIỆN ĐỐT BÃ MÍA CHO NHÀ MÁY ĐƯỜNG AN KHÊ – GIA LAI

LƯU HOÀI TÂN – 15046901

TP Hồ Chí Minh, tháng 05 năm 2018

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHUYÊN ĐỀ 1

Họ và tên: Nguyễn Bá Phát MSSV: 15046721

Ngành: Công nghệ Nhiệt – Lạnh Niên khoá: 2017 – 2018

Tên đề tài: Tính toán thiết kế sơ bộ trung tâm nhiệt điện đốt bã mía cho Nhà máy Đường An khê - Gia Lai, công suất 2,3 MW, với các thông số như sau:

2 Sản lượng hơi cấp cho sản xuất là: 60 tấn / giờ

3 Thông số hơi mới trước van Stop

Các bản vẽ: bản vẽ sơ đồ nhiệt và sơ đồ chi tiết nhiệt

Ngày giao nhiệm vụ: 01/2018

Ngày hoàn thành nhiệm vụ:

Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Văn Tuấn

Trường ĐH Công Nghiệp TPHCM

Nội dung Trang

LỜI NÓI ĐẦU 3

LỜI CẢM ƠN 4

Chương 1:TỔNG QUAN VÀ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 5

1.1 Lý do chọn đề tài 5

1.2 Đối tượng, mục đích, phương pháp nghiên cứu 6

1.2.1 Đối tượng nghiên cứu 6

1.2.2 Mục đích nghiên cứu 6

1.2.3 Phương pháp nghiên cứu 7

1.2.4 Tình hình chung trong nước 7

1.3 Nhà máy đường An Khê 10

1.3.1 Tổng quan 10

1.3.2 Quy trình công nghệ 10

Chương 2:LẬP SƠ ĐỒ NGUYÊN LÍ VÀ TÍNH TOÁN CHU TRÌNH 12

2.1 Sơ đồ nhiệt 12

2.2 Sơ đồ chi tiết nhiệt 13

2.3 Tính toán quá trình làm việc của nhà máy theo đồ thị T-S 14

Chương 3:TÍNH CHỌN LÒ HƠI 15

3.1 Thông số nhiên liệu bã mía 15

3.2 Tính toán quá trình cháy 17

3.2.1 Tính toán quá trình cháy nhiên liệu 17

3.2.3 Tổng nhiệt lượng đưa vào buồng lửa của lò hơi 20

3.2.4 Nhiệt lượng tổn thất do cháy không hoàn toàn về mặt hoá học 21

3.2.5 Nhiệt lượng tổn thất do cháy không hoàn toàn về mặt cơ học 21

3.2.6 Nhiệt lượng tổn thất do toả nhiệt ra môi trường xung quanh 21

3.2.7 Nhiệt lượng tổn thất do tro xỉ mang ra ngoài 21

3.2.8 Nhiệt lượng tổn thất do khói thải mang ra ngoài 21

3.3 Hiệu suất lò hơi 22

3.4 Phụ tải nhiệt của lò hơi 22

3.5 Lượng tiêu hao nhiên liệu 23

3.6 Kích thước buồng lửa 23

3.6.1 Thể tích buồng lửa 23

3.6.2 Diện tích bề mặt đốt bên trong buồng lửa 24

3.6.3 Kích thước sơ bộ buồng lửa 24

3.7 Lượng hơi lò hơi cấp cho tuabine 25

3.8 Các thiết bị phụ 25

3.8.1 Giảm ôn, giảm áp 25

3.8.2 Bơm cấp nước 27

3.8.3 Quạt khói 28

3.8.4 Quạt gió 31

3.8.5 Các ống góp của lò hơi 33

3.8.6 Buồng đốt 33

3.8.8 Hệ thống xả bẩn lò hơi 34

3.8.9 Hệ thống lọc bụi tĩnh điện 34

3.8.10 Bình khử khí 36

Chương 4:TÍNH CHỌN TUABIN 38

Chương 5:MỘT SỐ HỆ THỐNG PHỤ TRỢ 40

5.1 Hệ thống xử lý nước cấp 40

5.2 Hệ thống cung cấp nước bổ sung 40

5.3 Hệ thống phòng cháy chữa cháy 41

5.4 Hệ thống xử lí tro 42

Chương 6:VẬN HÀNH NHÀ MÁY 43

6.1 Hệ thống lò hơi 43

6.1.1 Kiểm tra hệ thống trước khi khởi động lò 43

6.1.2 Khởi động lò 45

6.1.3 Vận hành lò hơi khi làm việc bình thường 47

6.1.4 Ngừng lò 48

6.2 Hệ thống tuabin 50

6.2.1 Khởi động từ trạng thái nguội 50

6.2.2 Ngừng tuabin 53

Tài liệu tham khảo 57

Thiết kế Nhà máy nhiệt điện 3

LỜI NÓI ĐẦU

Đất nước ta đang trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa Trong quá trình này điện năng đóng một vai trò vô cùng quan trọng đối với đời sống con người nói chung cũng như sự phát triển kinh tế của một quốc gia nói riêng Điện không những cung cấp cho các ngành công nghiệp mà nhu cầu sinh hoạt của người dân như: chiếu sáng, quạt, tivi Chính vì lí do đó nên ngành điện luôn là ngành mũi nhọn của đất nước Nói chung, điện năng giúp con người có những bước tiến vượt bậc trong mọi mặt như y tế, giáo dục, giao thông vận tải, công nghiệp Vì vậy, chúng ta cần phải chủ động phát huy để ngành điện phát triển cao hơn, đáp ứng đủ nhu cầu cung ứng và dự trữ cho quốc gia, song đó giúp con người phát huy được khả năng sáng tạo phát minh ra những thiết bị máy móc hiện đại phục vụ cho sự phát triển của nhân loại Tuỳ theo loại năng lượng người

ta chia ra các loại nhà máy điện chính: Nhà máy nhiệt điện (NMNĐ), nhà máy thuỷ điện (NMTĐ) và nhà máy điện nguyên tử (ĐNT) Hiện nay phổ biến nhất

là nhà máy nhiệt điện, ở đó nhiệt năng thoát ra khi đốt các nhiên liệu hữu cơ (than, dầu, khí, rác hữu cơ ) được biến đổi thành điện năng, nhà máy nhiệt điện sản xuất ra khoảng 70% điện năng của thế giới Nhận thấy tính cấp thiết về mặt

an ninh năng lượng của nước ta nên chúng em chọn đề tài Thiết kế trung tâm nhiệt điện Đề tài mang tính thiết thực, giúp chúng em hiểu rõ về ngành công nghiệp sản xuất điện năng, nắm được các thiết bị máy móc cũng như quy trình vận hành trong nhà máy nhiệt điện để có thể truyền tải điện năng đi đến các hộ tiêu thụ

Thiết kế Nhà máy nhiệt điện 4

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình làm đề tài, chúng em đã nhận được sự quan tâm, chỉ dẫn, giúp

đỡ của thầy cô và bạn bè xung quanh Với tấm lòng biết ơn vô cùng sâu sắc, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến quí thầy (cô) khoa công nghệ Nhiệt-Lạnh đã tận tình giúp đỡ chúng em khi gặp khó khăn, truyền đạt cho chúng em vốn kiến thức vô cùng quí báu suốt khoảng thời gian học tập tại trường đến nay Đặc biệt, chúng em xin chân thành cảm ơn Thầy Nguyễn Văn Tuấn là người trực tiếp hướng dẫn chúng em, thầy đã tận tình, tận tâm chỉ bảo, giúp đỡ, giải đáp thắc mắc, cũng như hỗ trợ chúng em cũng như cả lớp qua từng buổi học giúp chúng em hoàn thành tốt đề tài này Tuy nhiên do thời gian có hạn cũng như sự hiểu biết còn hạn chế nên chúng em sẽ không tránh khỏi sai sót trong quá trình tính toán, mong quí thầy (cô) và bạn đọc thông cảm và đóng góp giúp bài làm hoàn thiện hơn

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

TP HCM, ngày tháng năm

Sinh viên thực hiện

Thiết kế Nhà máy nhiệt điện 5

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VÀ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

1.1 Lý do chọn đề tài

Ngày nay, điện năng đã trở thành một nhu cầu không thể thiếu trong sự phát triển của mỗi quốc gia Trong đó Việt Nam là một trong những quốc gia có nhu cầu lớn về tiêu thụ điện năng Đặc biệt là trong các ngành công nghiệp Trong

60 năm qua, các nhà máy nhiệt điện luôn giữ vai trò chủ đạo đối với hệ thống điện quốc gia Năm 1985, công suất điện của cả nước đạt 1605,3 MW, nhiệt điện (bao gồm nhiệt điện than, dầu, tua bin khí) chiếm 81,9% cơ cấu nguồn điện với 70% sản lượng điện của cả nước Đến năm 1995, toàn bộ hệ thống có 4549,7

MW, nhiệt điện chiếm 36,6% cơ cấu nguồn và 28% sản lượng của cả nước Năm

2005, hệ thống có 8.871 MW, nhiệt điện chiếm 41% cơ cấu nguồn điện và 48% sản lượng điện của cả nước Đặc biệt, tính đến hết năm 2013, tổng công suất hệ thống điện quốc gia là 30597 MW, trong đó, nhiệt điện là 15539 MW chiếm 50,79% và chiếm 53,64% sản lượng điện toàn hệ thống Những con số trên đã chứng minh cho vai trò đặc biệt quan trọng của nhiệt điện đối với hệ thống điện quốc gia Tính đến hết năm 2013, hệ thống nhiệt điện của nước ta có sự lớn mạnh vượt bậc cả về quy mô cũng như đa dạng về nguồn nhiên liệu sơ cấp (than, dầu, khí), công suất gấp gần 500 lần so với năm 1954, sản lượng chiếm trên 53% toàn hệ thống Ngoài ra, các nhà máy nhiệt điện còn có bước phát triển vượt bậc về công nghệ và thông số lò hơi, tua bin, các thiết bị đo lường, điều khiển và tự động hóa, thiết bị và công nghệ bảo vệ môi trường… vừa đáp ứng được yêu cầu vừa sản xuất điện, vừa đảm bảo các tiêu chí về bảo vệ môi trường Tuy nhiên, việc phát triển nhiệt điện cũng đứng trước những thách thức không nhỏ, khi nguồn than và khí trong nước sẽ không đủ cung cấp cho các nhà máy

Thiết kế Nhà máy nhiệt điện 6

điện, phải nhập khẩu nhiên liệu Do đó, việc đảm bảo ổn định, lâu dài nguồn nhiên liệu than, khí, trong đó có nguồn nhiên liệu nhập khẩu, cung cấp ổn định cho các nhà máy nhiệt điện sẽ có vai trò đặc biệt quan trọng, đảm bảo quá trình sản xuất công nghiệp trong nước.[8] Hiện tại khi giá dầu mỏ đắt đỏ và ngày càng cạn kiệt, thì hầu hết các nhà máy điện đều quan tâm nhiều hơn đến việc sử dụng nguồn nhiên liệu tái tạo một trong số đó có thể kể đến là bã mía Theo thống kê, năm 2010, Việt Nam có tổng số 41 nhà máy đường, với khoảng 24 triệu tấn mía ép tạo ra 7,8 triệu tấn bã mía, nếu như lượng bã mía trên không được tái sử dụng thì sẽ gây lãng phí một lượng lớn chi phí để xử lí bã mía thải

Vì vậy các nhà máy điện đã sử dụng bã mía để làm nguyên liệu cho nhà máy

Ưu điểm của việc sử dụng bã mía là không gây hiệu ứng nhà kính do sử dụng lò hơi công nghệ hiện đại; không ảnh hưởng đến môi trường do không sử dụng nhiên liệu hóa thạch, đồng thời không cạn kiệt như dầu mỏ hay nguy hiểm như điện hạt nhân Bên cạnh đó, quy trình sản xuất điện từ bã mía không quá phức tạp Bã mía sau khi ép được đưa vào lò đốt sinh hơi, trải qua áp suất và nhiệt độ cao trước khi được sử dụng làm quay tuabin và máy phát sinh ra điện với công nghệ hiện đại và hiệu quả, an toàn, tiết kiệm được tài nguyên năng lượng hóa thạch Vì vậy nhóm chúng em xin được chọn đề tài tính toán trung tâm nhiệt điện có công suất 2.3MW với nhiên liệu sử dụng cho việc đốt lò hơi là bã mía

1.2 Đối tượng, mục đích, phương pháp nghiên cứu

1.2.1 Đối tượng nghiên cứu

Nghiên cứu trung tâm nhiệt điện vừa cung cấp nhiệt vừa cung cấp điện

1.2.2 Mục đích nghiên cứu

Tính toán sơ bộ trung tâm nhiệt điện

Tìm hiểu sơ đồ nguyên lí của nhà máy

Thiết kế Nhà máy nhiệt điện 7

1.2.3 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp tổng quan về tài liệu

Tính chọn sơ bộ các thiết bị chính trong nhà máy

1.2.4 Tình hình chung trong nước

Cả nước hiện có khoảng 26 nhà máy nhiệt điện than (NMNÐT) đang vận hành, với tổng công suất khoảng 14.000 MW, tiêu thụ khoảng 47,8 triệu tấn than/năm Dự kiến đến năm 2020, sẽ có thêm 15 dự án nhiệt điện than được đưa vào hoạt động, nâng tổng công suất lắp đặt của các NMNÐT lên khoảng 24.000

MW và tiêu thụ khoảng 60 triệu tấn than/năm Tuy nhiên, không ít NMNÐT hiện nay do sử dụng công nghệ lạc hậu, thiếu đồng bộ đã xảy ra các sự cố, gây ô nhiễm môi trường Việc dùng than để sản xuất năng lượng đang là một trong những nguyên nhân gây biến đổi khí hậu toàn cầu Đồng thời còn tạo ra khối lượng lớn tro xỉ và là nguồn gây ô nhiễm môi trường đất, nước và không khí Để phát triển bền vững ngành công nghiệp năng lượng ở Việt Nam trong thời gian tới cần có các biện pháp tiếp tục đổi mới và áp dụng các tiến bộ khoa học công nghệ cũng như đầu tư xây dựng các cơ sở tái chế và sử dụng phế thải tro xỉ của các ngành công nghiệp Trên thế giới, nhiên liệu than dùng cho các nhà máy nhiệt điện sản xuất khoảng 40% tổng điện năng của tất cả các nước, thậm chí một số nước còn có tỷ lệ cao hơn như Nam Phi (93%), Trung Quốc (79%), Ấn

Ðộ (69%) và Mỹ (49%) Do nhu cầu năng lượng tiếp tục gia tăng, cho nên than vẫn là nguồn năng lượng sơ cấp quan trọng trong sản xuất Tại Việt Nam, nhiệt điện than hiện cung cấp khoảng 35% tổng lượng điện và có chiều hướng tiếp tục tăng trong giai đoạn tới, dự kiến sẽ chiếm khoảng 50% điện sản xuất vào năm

2030 Tuy nhiên, hiện nay các NMNÐT ở nước ta đang hoạt động sử dụng công nghệ ngưng hơi truyền thống với thông số hơi dưới tới hạn và cận tới hạn (đốt than phun - PC và công nghệ lò tầng sôi - CFB) Việc chỉ sử dụng công nghệ

Thiết kế Nhà máy nhiệt điện 8

nêu trên là do nguồn than nội địa sử dụng cho các nhà máy nhiệt điện có chất lượng thấp (nhiệt trị, hàm lượng chất bốc thấp) Trong khi đó, hiện Việt Nam đã xây dựng và chuẩn bị đưa vào vận hành một số NMNÐT thông hơi siêu tới hạn

và đang chuẩn bị xây dựng một số nhà máy sử dụng công nghệ ngưng hơi trên siêu tới hạn như nhiệt điện Vĩnh Tân 3, Sông Hậu 2 Tất cả các NMNÐT sử dụng công nghệ này đều phải nhập từ nước ngoài, do có nhiệt trị và chất bốc cao Trong khi thế giới hướng đến sử dụng nhiều hơn những nguồn năng lượng sạch, năng lượng thay thế các loại năng lượng hoá thạch, ngược lại Việt Nam lại chú trọng phát triển nhiệt điện than Theo số liệu năm 2015 của EVN cho thấy thuỷ điện chiếm 43,2% công suất lắp đặt và 34,15% sản lượng điện của toàn ngành điện, xếp thứ 2 là nhiệt điện than chiếm 33,7% công suất lắp đặt và 34,37% sản lượng Chiến lược phát triển ngành điện của Việt Nam theo Quy hoạch điện VII, nhiệt điện than sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển năng lượng Cụ thể, tổng sản lượng nhiệt điện than chiếm tỷ lệ 49,3% vào năm

2020, ước tính sẽ tăng 55% vào năm 2025 Vào năm 2030, Việt Nam sẽ có tổng cộng 64 nhà máy nhiệt điện than có công suất tổng cộng 55.300 MW, cho sản lượng 304 tỉ KWh, chiếm hơn 50% tổng sản lượng điện, tiêu thụ 129 triệu tấn than Giai đoạn 2010 đến 2020 sẽ tiếp tục xây dựng các nhà máy nhiệt điện lớn như Mông Dương (2000 MW), Nghi Sơn (3000 MW), Vũng Áng (2000 MW), Trà Vinh (3800 MW), Sóc Trăng (4400 MW), Kiên Giang (1200 MW)…

Để từng bước khắc phục tình trạng ô nhiễm môi trường, nhất là không để các

sự cố môi trường do các NMNÐT gây ra thì các NMNÐT cần cải tiến công nghệ đốt, nâng cao hiệu suất, chất lượng các hệ thống lọc bụi tĩnh điện; áp dụng các giải pháp công nghệ như sử dụng dầu DO trong quá trình khởi động lò, hoặc cải tiến, áp dụng công nghệ mới cho phép việc lắp đặt hệ thống lọc bụi tĩnh điện ngay từ khi khởi động lò Ðối với các NMNÐT sử dụng nước ngọt từ các sông,

Thiết kế Nhà máy nhiệt điện 9

cần sử dụng biện pháp làm mát bằng tháp giảm nhiệt để giảm tác động của nước làm mát đến môi trường thủy sinh đối với các nhà máy xây dựng mới Tiến hành lắp đặt hệ thống quan trắc để kiểm soát lượng thải, nhiệt độ, Clo dư của nước làm mát trước cửa xả; kiểm soát lượng thải, nhiệt độ, độ pH của nước xả lò trước khi xả ra môi trường Bên cạnh đó, các cơ quan chức năng cần tăng cường kiểm tra, đánh giá đầy đủ về công nghệ sản xuất, công nghệ xử lý môi trường và giám sát môi trường; xây dựng phương án phòng ngừa và ứng phó; bảo đảm tuyệt đối không để xảy ra sự cố môi trường; công khai các chỉ số về tiêu thụ năng lượng, hóa chất sử dụng của các công trình xử lý chất thải tại những khu cực cần có kiểm soát

Hệ thống nhà máy nhiệt điện hiện tại tiêu biểu ở Việt Nam:

Trung tâm điện lực Vũng Áng (Kỳ Anh, Hà Tĩnh) trong Khu Formosa có 5 nhà máy với tổng công suất 6.600 MW

Trung tâm nhiệt điện Vĩnh Tân, gồm 4 nhà máy và 1 cảng biển, với tổng công suất lên đến 5.600MW, được xây dựng tại xã Vĩnh Tân, huyện Tuy Phong (Bình Thuận)

Dự án Trung tâm nhiệt điện Sông Hậu được xây dựng trên diện tích 360 ha, tại cụm công nghiệp Phú Hữu A, huyện Châu Thành, tỉnh Hậu Giang Dự án có tổng công suất thiết kế 5.200MW

Trung tâm nhiệt điện Long Phú (xã Long Đức, huyện Long Phú, tỉnh Sóc Trăng) được Bộ Công Thương phê duyệt vào năm 2007, có 3 dự án NMNĐ đốt than với tổng công suất là 4.400MW

Nhà máy nhiệt điện Kiên Lương 1 được Chính phủ đồng ý cho Itaco thực hiện vào năm 2008 có quy mô 4.400-5.200 MW

Thiết kế Nhà máy nhiệt điện 10

Trung tâm điện lực Duyên Hải (Trà Vinh) có tổng công suất khoảng 4.400MW [8]

1.3 Nhà máy đường An Khê

1.3.1 Tổng quan

Nhà máy đường An Khê nằm trên quốc lộ 19 xã Thành An, thị xã An Khê, tỉnh Gia Lai, là đơn vị trực thuộc Công ty cổ phần Đường Quảng Ngãi (thành lập vào ngày 22/10/2000) với công suất 110 MW và tổng vốn đầu tư là 1.900 tỷ đồng Do có vị trí địa lí thuận lợi gần sông Ba và quốc lộ 19 nên rất thuận tiện cho việc cung cấp nước và vận chuyển nguyên liệu cho nhà máy Nguyên liệu đốt là bã mía thừa được tận dụng sau khi ép đường Thay vì trước đây mỗi năm nhà máy phải thải bỏ hàng trăm tấn bã mía sau khi ép đường, thì nay sẽ được tận dụng toàn bộ để làm nguyên liệu đốt tạo nguồn năng lượng cho nhà máy Chính

vì vậy đây được xem là công trình năng lượng sạch, an toàn và thân thiện với môi trường, đồng thời giải quyết được nhiều bài toán khác.với công suất thiết kế

2200 tấn mía/ngày đến nay công suất được mở rộng và nâng lên hàng chục ngàn tấn mía/ngày

1.3.2 Quy trình công nghệ

Bã mía được băng tải vận chuyển từ kho chứa bã đến thiết bị sấy bã sau đó được cấp cho lò hơi, lượng bã thừa được vận chuyển trở lại kho chứ bã Nguyên liệu phục vụ cho việc đốt lò là dầu FO Lượng không khí cấp cho quá trình cháy của lò hơi là lượng không khí ngoài trời sau khi được xử lí qua bộ sấy không khí Nguồn nước cấp cho lò hơi được bơm từ sông Ba qua thiết bị lắng đến thiết

bị lọc nước, qua bộ xử lí nước rồi được bơm đến bình chứa và qua bộ khử khí sau đó được cấp vào lò hơi Khói thải của lò hơi được khử bụi trước khi thải ra môi trường Lượng hơi mà lò hơi sản xuất ra được vận chuyển qua đường ống

Thiết kế Nhà máy nhiệt điện 11

hơi đến tua bin để quay máy phát sinh ra điện Lượng hơi sau khi qua tuabin sẽ được dẫn đến nhà máy để sử dụng cho các quá trình công nghệ Sau khi được sử dụng thì hơi được đưa trở về bình chứa nước ngưng và tiếp tục đưa vào bình khử khí và cấp cho lò hơi Lượng nước giải nhiệt cho tuabin được lấy từ thiết bị lắng nước, nước sau khi giải nhiệt cho tuabin được thải bỏ ra môi trường

Hình 1.4 Quy trình công nghệ của nhà máy

Thiết kế Nhà máy nhiệt điện 12

CHƯƠNG 2 LẬP SƠ ĐỒ NGUYÊN LÍ VÀ TÍNH TOÁN CHU TRÌNH

Đặc thù của nhà máy mía đường là không cung cấp nhiên liệu một cách ổn định và nhu cầu sử dụng hơi sinh ra của nhà máy không đồng đều Để khắc phục được tình trạng trên thì ta chọn 2 tuabine cho nhà máy điện để phòng khi nhà máy không hoạt động đủ tải hay nhiên liệu cấp không đủ thì ta chỉ cần vận hành một tuabin là đủ

Hơi mới từ lò hơi đưa sang tuabin bằng đường ống chơi chính Từ đường ống hơi chính hơi mới sẽ qua van chặn/điều chỉnh sau đó vào tuabin đối áp Hơi sau khi qua tuabin đối áp sẽ được dẫn hoàn toàn vào đường ống hơi chính và cung cấp nhiệt cho nhà máy và công nghệ mía đường Sau đó hơi nước được thu hồi

từ hơi công nghệ nhà máy và các hệ thống khác, nước sẽ được xử lí và tiếp tục đưa vào lò hơi

Thiết kế Nhà máy nhiệt điện 13

Hình 2.1 Sơ đồ nhiệt của nhà máy sử dụng 2 tuabine đối áp

2.2 Sơ đồ chi tiết nhiệt

Hình 2.2 Sơ đồ chi tiết nhiệt của nhà máy

Thiết kế Nhà máy nhiệt điện 14

2.3 Tính toán quá trình làm việc của nhà máy theo đồ thị T-S

Các thông số trong quá trình tính toán tra bảng và nội suy ở tài liệu [3]

Trạng thái 1: Hơi sau khi ra khỏi lò hơi

Thiết kế Nhà máy nhiệt điện 15

CHƯƠNG 3 TÍNH CHỌN LÒ HƠI

3.1 Thông số nhiên liệu bã mía

Bảng 3.1 Thành phần làm việc của bã mía [1]

Clv

(%)

Hlv(%)

Olv(%)

Nlv(%)

Slv(%)

Alv(%)

Wlv(%)

Thiết kế Nhà máy nhiệt điện 16

Thiết kế Nhà máy nhiệt điện 17

3.2 Tính toán quá trình cháy

3.2.1 Tính toán quá trình cháy nhiên liệu

a Thể tích không khí khô lý thuyết cần thiết để đốt cháy hoàn toàn 1 (kg) bã mía

Thiết kế Nhà máy nhiệt điện 18

c Tỉ lệ thể tích của khí ba nguyên tử bằng áp suất riêng phần của khí ở áp

suất chung là 1(at)

2 2

Thiết kế Nhà máy nhiệt điện 19

Enthalpy của sản phẩm cháy khi đốt 1 kg bã mía:

Qđv – Tổng nhiệt lượng đưa vào buồng lửa của lò hơi (kJ/kg)

Q1 – Nhiệt lượng hữu ích dùng để sinh hơi (kJ/kg)

Q2 – Nhiệt lượng tổn thất do khói thải thải mang ra ngoài (kJ/kg)

Q3 – Nhiệt lượng tổn thất do cháy không hoàn toàn về mặt hoá học (kJ/kg)

Itr

Thiết kế Nhà máy nhiệt điện 20

Q4 – Nhiệt lượng tổn thất do cháy không hoàn toàn về mặt cơ học (kJ/kg)

Q5 – Nhiệt lượng tổn thất do toả nhiệt ra môi trường xung quanh (kJ/kg)

Q6 – Nhiệt lượng tổn thất do tro xỉ mang ra ngoài (kJ/kg)

Trình bày dưới dạng phần trăm ta có:

Qth – Nhiệt trị thấp của nhiên liệu, Qth = 7622 (kJ/kg)

Qnl – Nhiệt vật lý của nhiên liệu

Qnl = Cnl.tnl

Với:

tnl – Nhiệt độ của nhiên liệu, chọn bằng với nhiệt độ môi trường, tnl = 30 oC

Cnl – Nhiệt dung riêng của nhiên liệu Cnl = 2,88 (kJ/kg.độ)

=> Qnl = 2,88.30 = 86,4 (kJ/kg)

Thiết kế Nhà máy nhiệt điện 21

Qkkn – Nhiệt lượng do không khí được sấy nóng từ nguồn nhiệt bên ngoài, trong trường hợp không khí được sấy từ khói của lò hơi thì Qkkn = 0

Qp– Nhiệt lượng phun hơi để tán sương dầu, Qp = 0

3.2.5 Nhiệt lượng tổn thất do cháy không hoàn toàn về mặt cơ học

Chọn theo tài liệu [1]

q4 = 1%

3.2.6 Nhiệt lượng tổn thất do toả nhiệt ra môi trường xung quanh

Xác định theo hình 4.1[1]

q5 = 0,8%

3.2.7 Nhiệt lượng tổn thất do tro xỉ mang ra ngoài

Lò hơi đốt bã mía thải ra 1 lượng tro không đáng kể nên:

q6 = 0%

3.2.8 Nhiệt lượng tổn thất do khói thải mang ra ngoài

a Nhiệt lượng do khói thải mang ra ngoài:

Thiết kế Nhà máy nhiệt điện 22

Nhiệt độ khói thải tk = 140oC, tra bảng 3.2 ta được Ik= 784,408 kJ/kg

Ikkl – Enthalpy của không khí lạnh mang vào lò

Dqn – Sản lượng hơi quá nhiệt, Dqn = 60 t/h = 60000 (kg/h)

Dbh – Sản lượng hơi bão hoà, Dbh = 0

Dtg – Sản lượng hơi được quá nhiệt trung gian, Dtg = 0

Dx– Lượng nước xả lò, chọn Dx = 1,5%

Dx = 1,5

100 𝐷 = 1,5

100 60000 = 900 kg/h

Thiết kế Nhà máy nhiệt điện 23

iqn – Enthalpy của hơi quá nhiệt iqn = 3157,16 kJ/kg

inc – Enthalpy của nước cấp vào lò hơi inc = 499,46 kJ/kg

i’ – Enthalpy của nước bão hoà i’ = 508,76 (kJ/kg)

i” – Enthalpy của hơi nước bão hoà i” = 2708,2 (kJ/kg)

i”tg – Enthalpy của hơi nước bão hoà đi qua quá nhiệt trung gian

i’tg – Enthalpy của nước bão hoà đi qua quá nhiệt trung gian

Vậy:

Q = Dqn (iqn – inc) + Dx (i’ – inc) = 159470370 kJ/h

3.5 Lượng tiêu hao nhiên liệu

a Lượng tiêu hao nhiên liệu: [1]

Thiết kế Nhà máy nhiệt điện 24

3.6.2 Diện tích bề mặt đốt bên trong buồng lửa

3.6.3 Kích thước sơ bộ buồng lửa

Kích thước bề mặt đốt bên trong buồng lửa:

Chọn chiều dài buồng lửa Lbl = 6,5 (m)

Bề ngang buồng lửa: Wbl = 𝐹𝑔ℎ

𝐿𝑏𝑙 = 22,18

6,5 = 3,4 m Chọn bề ngang buồng lửa Wbl = 3,5 (m)

Kích thước mặt bên buồng lửa:

Diện tích mặt bên của buồng lửa

Fb = 𝑉𝑏𝑙

𝐿𝑏𝑙 = 375,4

6,5 ≈ 57,8 (m2)

Diện tích mặt bên của buồng lửa Fb (m2) 57,8

Bảng 3.6: Kích thước sơ bộ của buồng lửa

Thiết kế Nhà máy nhiệt điện 25

3.7 Lượng hơi lò hơi cấp cho tuabine

3.8.1 Giảm ôn, giảm áp

Vì sản lượng hơi ban đầu mà lò hơi sinh ra là 65t/h mà lượng hơi ba lò hơi cấp cho tuabine là 50,57 (t/h) nên ta sử sụng thiết bị giảm ôn, giảm áp để làm làm áp suất và nhiệt độ lượng hơi còn thừa để hòa trộn với lượng hơi sau khi ra khỏi tuabine để tiếp tục cấp cho công nghệ và tiếp tục quy trình của nhà máy

Lượng hơi thừa sau khi cấp cho 1 tuabine (tính cho lúc trường hợp hơi thừa nhiều nhất khi một tuabine hoạt động)

Gh = Dthừa = D - 𝐷𝑙ℎ

2 = 65 – 50,57

2 = 39,715 t/h = 11,04 kg/s = 0,01104 m3/s Đường kính ống dẫn hơi:

D = √4 𝐴

𝜋 mà A = 𝑄𝑣

𝑣 = 3,68.10-4 m2Với v là vận tốc hơi quá nhiệt 30 ÷ 75 m/s Chọn v = 30 m/s

⇒ D = 0,022 m = 22mm

Thiết kế Nhà máy nhiệt điện 26

⇒ D = 0,068 m = 68 mm

Q = Gn ( ir – ic ) = 574,7 kW [8]

Với ic = 104,81 kJ/kg (là i’ ở nhiệt độ nước vào chọn tcấp = 25oC)

ir = 209,3 kJ/kg (là i’ ở nhiệt độ nước vào chọn tra = 50oC)

Diện tích trao đổi nhiệt