DA NMND 300MW đốt khí đồng hành BKĐN

Đồ án Nhà máy điện 300MW GVHD: PGS TS Trần Thanh Sơn LỜI NĨI ĐẦU  Q trình phát triển mạnh mẽ công nghiệp nước ta đặt yêu cầu lượng lớn Ở nước ta, việc sử dụng nguồn lượng sơ cấp ngành cơng nghiệp đời sống lượng điện dạng lượng sử dụng phổ biến hiệu Vì vậy, ngày nhiều nhà máy điện mọc lên khắp nơi đáp ứng nhu cầu ngày cao phụ tải Với việc thay dần nguyên liệu truyền thống nhà máy nhiệt điện từ than đá sang dầu mỏ khí đốt phát triển nhà máy nhiệt điện tương lai lớn Trong kỳ nhóm chúng em giao đề tài thiết kế nhà máy nhiệt điện 300MW, nhiên liệu khí đồng hành xuất phát từ thực tế Được hướng dẫn, giúp đỡ nhiệt tình thầy giáo PGS TS Trần Thanh Sơn, Thầy Cô khoa Công Nghệ Nhiệt – Điện Lạnh với bạn lớp giúp em hoàn thành đồ án thời hạn Tuy nhiên, kiến thức có hạn, nên em khơng tránh khỏi sai sót thực Em mong góp ý, bảo quý báu thầy cô mơn để đồ án em hoàn chỉnh tốt Em xin chân thành cảm ơn Đà Nẵng, tháng 03 năm 2020 Sinh viên thực SVTH: Page Đồ án Nhà máy điện 300MW GVHD: PGS TS Trần Thanh Sơn CHƯƠNG ĐỀ XUẤT VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN 1.1 Giới thiệu sơ lược điện Năng lượng mà chủ yếu điện trở thành nhu cầu thiếu phát triển kinh tế quốc gia giới Dựa vào khả sản xuất lượng tiêu thụ điện mà ta đánh giá chung phát triển ngành cơng nghiệp nước Điện sản xuất nhiều nơi giới nhiều cách khác nhà máy thủy điện (NTĐ), nhà máy điện thủy triều, nhà máy điện địa nhiệt, nhà máy điện nguyên tử (NNT), nhà máy phong điện, nhà máy điện dùng lượng mặt trời, Hiện phổ biến nhà máy nhiệt điện, nhiệt đốt nhiên liệu hữu (than, dầu, khí ) biến đổi thành điện Trên giới điện sản xuất từ nhà máy nhiệt điện chiếm khoảng 70% điện giới, riêng nước ta lượng điện nhà máy nhiệt điện sản xuất chiếm tỷ lệ chủ yếu tổng số điện toàn quốc Nhưng quốc gia giới việc sản xuất điện cịn tùy thuộc vào nguồn lượng sẵn có, điều kiện kinh tế phát triển khoa học kỹ thuật 1.2 Sự cần thiết phải xây dựng nhà máy điện Sau hịa bình lập lại năm 1945 tiếp quản số nhà máy điện cũ thực dân Pháp xây dựng thời gian xâm lược nước ta, nhà máy có cơng suất thực tế khoảng 30.000KW Các nhà máy xây dựng thành phố khu mỏ, với công suất nhỏ, hiệu suất thấp thiết bị loại cũ Từ năm 1975 xây dựng thêm nhiều nhà máy điện công suất nhỏ, mặt khác thời gian chiến tranh phá hoại SVTH: Page Đồ án Nhà máy điện 300MW GVHD: PGS TS Trần Thanh Sơn miền Bắc đế quốc Mỹ gây ra, đa số nhà máy điện bị oanh tạc hư hỏng nặng Hiện có nhiều nhà máy có cơng suất lớn ngồi nhà máy nhiệt điện cịn có nhà máy thủy điện, lượng điện sản xuất để cung cấp cho nước thiếu nhiều Trước phát triển vũ bão kinh tế giới, tiến khoa học kỹ thuật Đây vấn đề lớn mà quốc gia giới nói chung nước ta nói riêng cần có biện pháp giải cho không bị tụt hậu so với nước khác Nhờ phát triển cách vượt bậc khoa học kỹ thuật, từ ta áp dụng vào mà nâng cao thông số làm việc độ tin cậy làm việc thiết bị, từ nâng cao hiệu suất nhà máy điện Từ vấn đề địi hỏi sinh viên Khoa Công Nghệ Nhiệt Điện Lạnh cần phải tìm hiểu nghiên cứu làm quen với thiết bị sản xuất điện để sau tự thiết kế, vận hành, sửa chữa thiết bị nhà máy nhiệt điện Và để góp phần trí tuệ vào cơng xây dựng đất nước ngày giàu mạnh, có uy tín giới 1.3 Vài nét khí đồng hành Khí đồng hành (associated gas) khí tự nhiên tìm thấy dầu thơ, dạng hồ lẫn với dầu thơ tạo thành khơng gian phía lớp dầu thơ mỏ dầu Khí đồng hành tách khỏi dầu thô hỗn hợp chủ yếu gồm etan (C2H6), propan (C3H8), butan (C4H10) pentan (C5H12) Ngồi cịn tạp chất khơng mong muốn nước, sunlfua hidro (H2S), CO2, Helium (He), Nito (N2) số tạp chất khác * Các giải pháp sử dụng khí đồng hành: SVTH: Page Đồ án Nhà máy điện 300MW GVHD: PGS TS Trần Thanh Sơn - Bơm ngược trở lại giếng dầu để thu hồi sau có giải pháp kinh tế đồng thời trì áp lực giếng để dầu tiếp tục tự phun lên - Chuyển hóa thành sản phẩm khác (ví dụ metanol - CH3OH) để dễ chuyên chở - Tách tạp chất để có khí hóa lỏng tự nhiên chuyển xuống bồn chứa - Chuyến hóa thành hợp chất (ví dụ metanol) làm ngun liệu cho cơng nghiệp hóa dầu - Vận chuyển đường ống tới nhà máy xử lý khí - Và giải pháp có tiềm dùng khí đồng hành làm nhiên liệu đốt cho lị nhằm tạo điện * Tình hình sử dụng khí đồng hành Việt Nam: Ở Việt Nam, dầu thô khai thác quy mô công nghiệp từ năm 1986 khí đồng hành bị đốt bỏ chổ năm 1997 Hình ảnh lửa rực sáng dàn khoan đêm thời hình ảnh tiếng có phần tự hào ngành cơng nghiệp cịn non trẻ Việt Nam Việc xử lý khí đồng hành với khối lượng lớn cần lượng máy móc đồ sộ mà điều kiện khai thác biển khơng cho phép thực Giải pháp triệt để đặp đường ống dẫn đưa số khí vào bờ Năm 1997 hệ thống xử lý khí đồng hành Việt Nam bắt đầu vận hành, năm đưa khoảng tỷ m3 vào bờ, cung cấp khí hóa lỏng, dung môi pha xăng, nhiên liệu đốt cho nhà máy, trung tâm nhiệt điện 1.4 Địa điểm đặt nhà máy Khi thiết kế NMNĐ cần lưu ý vấn đề này, nên chọn vị trí nhà máy cho hạn chế chiều dài ống dẫn ngắn tốt - Gần nguồn cung cấp nước yêu cầu quan trọng lựa chọn địa điểm đặt nhà máy nhiệt điện ngưng hơi, lượng nước tiêu hao để làm lạnh thoát SVTH: Page Đồ án Nhà máy điện 300MW GVHD: PGS TS Trần Thanh Sơn lớn, phải đưa nước với khoảng cách xa cao vốn đầu tư xây dựng chi phí vận hành đắt - Khi xây dựng nhà máy điện địi hỏi có mặt lớn, phải có diện tích kích thước đầy đủ Đối với nhà máy nhiệt điện ngưng đốt nhiên liệu rắn cần phải có khu vực gần nhà máy để chứa than, thu nhận tro xỉ, khu vực nhà công nhân cán kỹ thuật xây dựng không xa nhà máy mà phải bảo đảm có mơi trường Địa hình diện tích phải phẳng, độ dốc, tuyến đường nối từ đường sắt ơtơ tới nhà máy phải thuận lợi, khoảng cách khơng xa nhà máy 1.5 Đề xuất chọn phương án: Với đề tài “ thiết kế nhà máy nhiệt điện cơng suất 300MW đốt khí đồng hành ” ta có nhiều phương án, qua chọn phương án tối ưu 1.5.1 Phương án 1: Đặt tổ máy có cơng suất tổ 100 MW -Việc đăt tổ máy chiếm diện tích mặt diện tích đặt tổ việc bố trí thiết bị tổ, mặt khác nhiều tổ máy vận hành địi hỏi nhiều cơng nhân, cán kỹ thuật vận hành Do chi phí cho việc trả lương tăng lên - Gọi: + K1 chi phí vốn đầu tư ban đầu phương án + S1 phí tổn vận hành năm phương án -Các trị số K1 S1 so sánh với trị số phương án -Mặt khác đặt tổ máy đảm bảo cho khả vận hành đảm bảo đủ điện cung cấp hai máy bị cố Đồng thời lắp đặt theo phương án việc thay thiết bị hư hỏng tương đối dễ dàng thiết bị có kích cỡ 1.5.2 Phương án 2: Đặt tổ máy có cơng suất tổ thứ 100 MW tổ lại 200MW -Việc đăt tổ máy chiếm diện tích mặt diện tích đặt tổ việc bố trí thiết bị tổ, mặt khác tổ máy có cơng suất vận hành SVTH: Page Đồ án Nhà máy điện 300MW GVHD: PGS TS Trần Thanh Sơn khác nên địi hỏi nhiều cơng nhân, cán kỹ thuật vận hành, xử lý phức tạp Do chi phí cho việc trả lương tăng lên - Gọi: + K3 chi phí vốn đầu tư ban đầu phương án + S3 phí tổn vận hành năm phương án -Các trị số K3 S3 so sánh với trị số phương án -Mặt khác đặt tổ máy đảm bảo cho khả vận hành đảm bảo đủ điện cung cấp hai máy bị cố 1.5.3 Phương án 3: Đặt tổ máy công suất 300MW -Khi đặt tổ máy mặt phân bố thiết bị so với đặt tổ máy Lúc việc vận hành cán kỹ thuật hơn, chi phí cho việc trả lương giảm đáng kể Bên cạnh chi phí bảo dưỡng thiết bị hàng năm chi phí cho việc xây dựng giao thông (đường xe chạy, đường sắt ) giá tiền nhiên liệu giảm thiết bị có độ tin cậy cao hiệu suất nhà máy cao Vốn đầu tư ban đầu cho việc mua sắm thiết bị lớn thiết bị làm việc với thông số cao so với phương án - Gọi : + K2 vốn đầu tư ban đầu phương án + S2 chi phí vận hành năm phương án - Trong hai phương án phương án có vốn đầu tư ban đầu chi phí vận hành năm nhỏ phương án kinh tế 1.6 So sánh chọn phương án đặt tổ máy Những tiêu kinh tế nhà máy nhiệt điện vốn đầu tư ban đầu phí tổn hàng năm Vậy ta gọi K1, K2,K3, S1, S2, S3 chi phí đầu tư ban đầu chi phí vận hành hàng năm phương án 1, 2, Trong chi phí vận hành bao gồm phí tổn nhiên liệu, phí tổn khấu hao mịn sửa chữa phí tổn trả lương cho cán cơng nhân viên, phí tổn chung nhà máy phí tổn khác 1.6.1 Vốn đầu tư ban đầu  Vốn đầu tư ban đầu nhà máy điện K gồm hai phần phần không đổi phần thay đổi - Phần khơng đổi: chi phí đường tơ, đường sắt phục vụ sinh hoạt,chi phí chung cho tồn nhà máy lắp ráp khởi động - Phần thay đổi bao gồm vốn đầu tư cho thiết bị lắp ráp nó, cơng trình xây dựng liên quan đến việc thay đổi cơng suất nhà máy 1.6.2 Chi phí vận hành hàng năm SVTH: Page Đồ án Nhà máy điện 300MW GVHD: PGS TS Trần Thanh Sơn Phí tổn vận hành hàng năm S thiết bị xác định sau S= SA+SB+Sn+So ( đồng/năm) (1.3b, tr16 – TL[1]) SA phí tổn cho khấu trừ hao mòn sửa chữa, SA = PA.K, ( đồng/năm) SB phí tổn cho nhiên liệu ( đồng/năm) Sn phí tổn cho việc trả lương cán cơng nhân viên( người/đồng/năm) So phí tổn cơng việc chung nhà máy tất tiêu liên quan ( đồng/năm) 1.6.2.1 Chi phí cho nhiên liệu: SB = C.B [ đồng/năm] Trong đó: C : giá thành khí C = 60.106 đồng/tấn = 60.103 đồng/ kg B : lượng nhiên tiêu tốn năm B = b.N.n Với b suất tiêu hao nhiên liệu tiêu chuẩn để sản xuất kWh điện Hay với b: suất tiêu hao khí để sản xuất kWh điện Chọn: b1 = 0,3 [kg/kWh] : Ứng với phương án b2 = 0,27 [kg/kWh] : Ứng với phương án b3 = 0,25 [kg/kWh] : Ứng với phương án Vậy chi phí nhiên liệu cho phương án: sB1 = 60.103.300.6000.0,3 = 32,4.109 đồng/năm sB2 = 60.103.300.6000.0,27 = 29,16 109 đồng/năm sB3 = 60.103.770.6000.0,25 = 27 109 đồng/năm 1.6.3 Chi phí cho khấu trừ hao mịn sữa chữa SVTH: Page Đồ án Nhà máy điện 300MW GVHD: PGS TS Trần Thanh Sơn SA = PA.K; [đồng/năm] Trong đó: PA= 5,8%:(bảng 1.13, tr26,TL[1]) Phần khấu hao thiết bị sửa chữa K: vốn đầu tư thiết bị nhiệt phương án; [đồng] Giả sử vốn đầu tư thiết bị nhiệt ba phương án là: K1 = 15000.109 đồng K2 = 12000.109 đồng K3 = 10000.109 đồng Thì ta có: SA1 = 0,058.15000.109 = 870.109 đồng/năm SA2 = 0,058.12000.109 = 696.109 đồng/năm SA3 = 0,058.10000.109 = 580.109 đồng/năm 1.6.4 Chi phí trả lương cho cơng nhân Sn = Z.N.n; [đồng/năm] Trong đó: Z: tiền lương trung bình người năm Giả sử tháng cán cơng nhân viên nhận lương trung bình người 6.106 đồng/tháng Thì : Z = 6.106.12 = 72.106 đồng/năm N = 300MW: công suất nhà máy n: hệ số biên chế công nhân ứng với phương án công suất tổ máy Giả sử : n1= 1,63người/MW ứng với tổ máy 100MW SVTH: Page Đồ án Nhà máy điện 300MW GVHD: PGS TS Trần Thanh Sơn n2= 1,60 người/MW ứng với tổ máy 100MW tổ máy 200MW n3= 1,55 người/MW ứng với tổ máy 300MW  Chi phí trả lương cho cán cơng nhân viên phương án là: Sn1 = 72.106.300.1,63 = 35,2.109đồng/năm Sn2 = 72.106.300.1,60 = 34,56.109đồng/năm Sn3 = 72.106.770.1,55 = 34,48.109 đồng/năm 1.6.5 Phí tổn chung S0 = (SA + Sn),đồng/năm Trong đó:  = 27%: hệ số khấu hao (tr24, TL[1]) SA : chi phí khấu hao sửa chữa Sn : chi phí trả tiền lương cho cán cơng nhân viên  S0 phương án là: S01 =  (SA1 + Sn1) = 0,27.( 870.109 +35,2.109) = 244.109 đồng/năm S02 =  (SA2 + Sn2) = 0,27.( 696.109+34,56.109) = 197.109 đồng/năm S03 =  (SA3 + Sn3) = 0,27.( 580.109+ 34,48.109) = 166.109 đồng/năm Vậy chi phí vận hành năm phương án là: S1 = SB1 + SA1 + Sn1 + S01 = 32,4.109 + 870.109 + 35,2.109 + 244.109 SVTH: Page Đồ án Nhà máy điện 300MW GVHD: PGS TS Trần Thanh Sơn = 1181,6.109 đồng/năm S2 = SB2 + SA2 + Sn2 + S02 = 29,16 109 + 696.109+ 34.56.109+ 197.109 = 956,7.109 đồng/năm S3 = SB3 + SA3 + Sn3 + S03 = 27 109 + 580.109 + 34,48.109 + 166.109 = 807,48.109 đồng/năm Qua tính tốn ta thấy phương án có vốn đầu tư chi phí vận hành hàng năm nhỏ phương án nên ta chọn phương án đặt tổ máy có cơng suất 300MW cho nhà máy nhiệt điện ngưng thiết kế Dùng khí đồng hành với nhiệt trị nhiên liệu Qlvt = 29500kJ/kg SVTH: Page 10 Đồ án Nhà máy điện 300MW GVHD: PGS TS Trần Thanh Sơn Ejectơ khởi động dùng để gia tăng tạo thành chân không trước khởi động tuabin thời gian khởi động làm việc song song với ejectơ cịn lúc bình thường ngưng hoạt động Các ejectơ thường lấy từ đường sau qua giảm áp Ta chọn loại ejectơ hợp với tuabin K-50-90 có đặc tính kỹ thuật sau: Các thông số kỹ thuật Ejector: theo bảng PL3.12 TL1 /173 Ejector chính: : - Mã hiệu : -3-600-4 - Nhà sản xuất: ЛM3 - Áp suất dư hơi: 12at - Lưu lượng hơi: 600 kg/h - Lưu lượng khơng khí khơ hút ra:75 kg/h - Áp suất đầu hút :15-17 mmHg - Lưu lượng nước làm mát: 60 m3/h -Trở kháng thủy lực : 0,4 mH2O - Khối lượng ejector khơng có nước: 2160 kg - Khối lượng ejector điền đầy nước : 3000kg Ejector phụ: - Mã hiệu : Ж -1-600-3 - Nhà sản xuất: ЛM3 - Áp suất dư hơi: 12at - Lưu lượng hơi: 600 kg/h - Lưu lượng khơng khí khô hút ra:80 kg/h - Áp suất đầu hút :180 mmHg - Khối lượng ejector khơng có nước: 46 kg 3.1.7 Quạt khói: Quạt khói lựa chọn theo suất sức ép Theo tiêu chuẩn thiết kế lị có suất 120T/h (203,96 t/h) người ta thường đặt hai quạt khói SVTH: Page 49 Đồ án Nhà máy điện 300MW GVHD: PGS TS Trần Thanh Sơn Vì lị thu hồi nhiệt tận dụng khói thải tuabin khí 300MW, ta chọn quạt khói Tính suất quạt khói: Lượng khói qua lị thu hồi nhiệt Dkhoi =655,9 kg/s Tính dự trữ suất quạt phải tính khả quạt làm việc song song làm giảm lưu lượng khói so với tổng lưu lượng khói chúng làm việc riêng lẻ Lấy dự trữ suất quạt 5% Dkhoi=1,05.655,9=688,695 kg/s  Vkhoi=688,695/1,3=529,77 m3/s Ở 1,3 khối lượng riêng khói điều kiện tiêu chuẩn  Năng suất quạt Q  =327,95 m3/s = 1180620 m3/h Tính sức ép quạt khói H: H = h’ + hk - hck, mmH2O (3.36-tr85,TL[1]) Trong đó: hk: Tổng trở lực đường khói có kể tới trọng lượng riêng khói  áp lực khí quyển, hệ số nồng độ bụi  dịng khói hk = [Hb (1 + ) + Hz + Hy] Tra bảng (3.5-tr84,TL [1]) Trở lực từ quạt đến ống khói: mmH2O Trở lực ống khói: mmH2O Trở lực ống khói: 15 mmH2O  Hy =15 mmH2O : Hệ số hiệu chỉnh trọng lượng riêng khói = 1,3 SVTH: Page 50 Đồ án Nhà máy điện 300MW GVHD: PGS TS Trần Thanh Sơn 0,6838 760 � hk  � 250     70  60 � � � 1,293 760 hk = 200,96 mmH2O Tổng sức hút tự nhiên đường khói kể sức hút ống khói tạo nên Hkh: Chiều cao ống khói, lấy Hkh = 10 m 0 = 1,3 kg/m3: trọng lượng riêng khói điều kiện tiêu chuẩn tk: Nhiệt độ trung bình dịng khói ống khói Lấy tk = 240 0C  Vậy : H = h’ + hk - hck = + 20 – 10,16=144,46mmH2O Lấy độ dự trữ 5%  H = 1,05.144,46 = 151,68 mmH2O Từ Q H ta chọn quạt khói sau:tra bảng PL2.3, trang 140 TL[1]: -Ký hiệu quạt :Д25x2 -Năng suất : 600000 m3/h -Sức ép quạt : 420 mmH2O -Số vòng quay : 490v/p -Công suất động kéo quạt: 1200kW 3.1.8 Ống khói: Tồn nhà máy 300MW theo thiết kế có lị ta sử dụng ống khói Ống khói chọn chủ yếu dựa vào lưu lượng khói yêu cầu tốc độ khói Tốc độ khói phải đủ thắng trở lực ống khói để bay ngồi khơng khí khơng q lớn để ống khói khơng bị mài mịn SVTH: Page 51 Đồ án Nhà máy điện 300MW GVHD: PGS TS Trần Thanh Sơn CHƯƠNG THUYẾT MINH SƠ ĐỒ NHIỆT CHI TIẾT 4.1 Đường Là đường ống dẫn nhiệt, từ lò đến tuabin (do tuabin thân) Trên đường dẫn có van chặn, van an toàn, van stop, van điều chỉnh tuabin Ngồi đường cịn trích lượng chèn trục tuabin, cung cấp cho ejector làm việc - Van chặn để ngắt tạm thời đoạn ống dẫn khơng cho dịng q nhiệt chuyển động - Van điều chỉnh cho phép thay đổi lưu lượng áp lực cách thay đổi độ mở van - Van an toàn để bảo vệ thiết bị đường ống khỏi chịu áp lực mức - Van stop đặt trước van điều chỉnh, muốn dừng tuabin phải đóng van điều chỉnh Nhất cố tuabin, ngắt mạch máy phát, độ di trục tuabin lớn, hay tốc độ tuabin mức, muốn dừng tuabin 4.2 Đường phụ Đường phụ bao gồm đường trích cho bình gia nhiệt hồi nhiệt, chèn trục, cho ejector 4.2.1 Hơi trích cho bình gia nhiệt Để gia nhiệt cho nước ngưng, nước cấp sử dụng phần sau giản nở sinh cơng từ cửa trích tuabin Hơi lấy từ cửa trích tuabin gọi Hơi gia nhiệt cho nước cấp bình gia nhiệt cao áp nước ngưng bình gia nhiệt hạ áp Để gia nhiệt cho bình khử khí lấy trích từ cửa trích số cho qua van giảm áp trước vào cột khử khí Trên đường trích ta đặt van chặn dùng để đóng ngắt dịng từ tuabin đến bình gia nhiệt, để phịng cố bình gia nhiệt van chặn đóng lại để sửa chữa đóng mở vận hành Có đặt van chiều dòng từ tuabin xuống, không cho theo hướng ngược lại làm giảm hiệu trao đổi nhiệt bình gia nhiệt 4.2.2 Hơi cho ejector Để tạo chân khơng bình ngưng ta dùng ejector có ejector ejector phụ Ejector loại thiết bị đơn giản cả, lại vận hành đảm bảo 4.3 Đường nước ngưng Sau giản nở sinh công tuabin, ngồi lượng trích cho bình gia nhiệt, khử khí cịn lại phần lớn lượng đưa bình ngưng Tại nhờ nước tuần hồn làm mát mà ngưng đọng thành nước Sau nhờ bơm ngưng đẩy nước ngưng qua ejector để làm mát ejector qua bình gia nhiệt hạ áp đến thiết bị khử khí SVTH: Page 52 Đồ án Nhà máy điện 300MW GVHD: PGS TS Trần Thanh Sơn Phía sau ejetor ta đặt đường tái tuần hồn nước ngưng nhằm mục đích trì mực nước cần thiết cho bình ngưng để bơm nước ngưng làm việc liên tục Đường tái tuần hoàn làm việc khởi động tuabin làm việc với phụ tải thấp lúc lượng nước ngưng bình ngưng mức nước quy định ta mở van nước ngưng đường tái tuần hoàn nước ngưng để nước ngưng quay trở lại bình ngưng ta sử dụng van tự động điều khiển xung Khi mức nước bình ngưng tụt xuống mức quy định sẻ tạo thành tín hiệu xung để tác động điều khiển mở van để nước theo đường tái tuần hồn bình ngưng Sau qua ejector nước ngưng qua bình gia nhiệt hạ áp, nhiệt độ nước ngưng tăng lên qua bình gia nhiệt nhờ nhiệt cửa trích Tại bình gia nhiệt hạ áp đặt đường tắt đến bình gia nhiệt để phòng cố xảy bình gia nhiệt nước ngưng theo đường tắt đến bình gia nhiệt đảm bảo nước liên tục vào bình khử khí 4.4 Đường nước cấp Nước vào bình khử khí gồm có nước từ BGNHA, nước đọng từ BGNCA, nước gia nhiệt bổ sung Vì nước cịn có khí gây ăn mịn đường ống thiết bị nên bình khử khí có nhiệm vụ tách chất khí hịa tan khỏi nước Nước khỏi bình khử khí bơm nước cấp đẩy qua BGNCA5,6,7 vào lò Trước nước vào hâm nước lò phải qua van chiều Van chiều để đảm bảo cho hâm nước không bị nước áp lực đường ống cấp giảm xuống mức quy định Phía đầu đẩy bơm nước cấp phải đặt van chiều nước không trở ngược lại bơm gây cố hỏng bơm BGNCA đặt đường tắt để có cố bình gia nhiệt nước cấp theo đường tắt đến bình gia nhiệt 4.5 Đường nước đọng Để đảm bảo cho bình gia nhiệt thực việc trao đổi nhiệt có hiệu phải rút nước đọng khỏi bình gia nhiệt Nguyên nhân sinh nước đọng trích từ cửa trích tuabin đến gia nhiệt cho nước cấp nước ngưng, trích sau thực việc gia nhiệt nhiệt độ giảm xuống ngưng đọng thành nước đọng Ở BGNCA 5,6,7 có thêm phần lạnh đọng Nước đọng trước xả trao đổi nhiệt với nước vào để hạ entanpi xuống, tăng cơng suất dịng Từ nước sơi thành nước chưa sơi để khơng sinh flash bình Nước đọng bình gia nhiệt bề mặt cao áp tự chảy dồn cấp đến bình gia nhiệt hỗn hợp từ bình gia nhiệt có áp suất thấp, nước đọng chảy vào chổ hỗn hợp với đường nước ngưng trước bơm ngưng Từ bình gia nhiệt hạ áp lại thực dồn cấp dùng bơm nước đọng bơm vào đường nước ngưng SVTH: Page 53 Đồ án Nhà máy điện 300MW GVHD: PGS TS Trần Thanh Sơn Trên đường nước đọng có đặt van steam trap nước qua, không cho qua làm giảm hiệu trao đổi nhiệt đầu đẩy bơm nước đọng ta đặt van chiều để tránh không cho nước ngược trở lại làm hỏng bơm Nước đọng từ làm lạnh ejector chèn đưa bình ngưng 4.6 Lị Là thiết bị đóng vai trị quan trọng nhà máy nhiệt điện Lò phải đảm bảo cung cấp đủ cho tuabin số lượng chất lượng Do sản lượng D= D0 (1 + rr) 1,03=55,006.(1+0,01).1,03=57,22 kg/s = 206 t/h Với sản lượng ta chọn cho lị Tồn nhà máy có lị Theo bảng PL2.1a TL1/135 ta chọn lị ПT-10 có thông số sau: - Sản lượng 220 T/h - Thông số nhiệt + Nhiệt độ: 5400C + Áp suất: 100 at Nhiệt độ nước cấp : 216 0C 4.7 Tuabin Tồn nhà máy có khối, khối có tuabin K-50-90 ngưng Tuabin lắp đồng trục với máy phát Hơi nước vào tuabin có nhiệt độ 5350C áp suất 90at Dây tuabin thân, có 22 tầng cánh 4.8 Bình ngưng Bình ngưng có nhiệm vụ làm ngưng tụ khỏi tuabin, tạo nên độ chân không cần thiết để tuabin làm việc an toàn kinh tế Trong thiết kế chọn bình ngưng làm mát kiểu bề mặt, nước làm mát ống, phía nhả nhiệt cho nước làm mát Chế tạo ống đồng, ống thép không sử dụng : bị oxy hóa ăn mịn hóa học, có hệ số dẫn nhiệt thấp Các ống ghép chặt lên mặt sàn chế tạo từ thép, để tăng hiệu trao đổi nhiệt bình ngưng người ta chế tạo bình ngưng theo kiểu chặng, số chặng số lần trao đổi nhiệt nước làm mát 4.9 Ejector Nhiệm vụ giữ cho áp lực bình ngưng mức quy định, hút khơng khí bình ngưng để đảm bảo chân khơng bình ngưng từ SVTH: Page 54 Đồ án Nhà máy điện 300MW GVHD: PGS TS Trần Thanh Sơn khởi động làm việc khối Mỗi tuanbin đặt ejector, ejector làm việc lúc khởi động, ejector làm việc liên tục với tuabin Hơi cung cấp cho ejector cung cấp từ đường mới, nước ngưng đưa qua ejector để làm mát Nước đọng dồn bình ngưng 4.10 Bình gia nhiệt hạ áp Mỗi tuabin có bình gia nhiệt hạ áp, bình trao đổi nhiệt kiểu bề mặt, bình trao đổi nhiệt kiểu hỗn hợp Hơi cung cấp cho bình gia nhiệt lấy từ cửa trích tuabin Nước ngưng qua bình gia nhiệt hạ áp nhận nhiệt trích làm tăng nhiệt độ nước ngưng Hơi sau gia nhiệt cho nước ngưng ngưng thành nước đọng, nước đọng dồn từ bình gia nhiệt hạ áp tự dồn cấp số 3, số Từ BGNHA số nước đọng bơm nước đọng bơm đường nước ngưng Cịn nước đọng bình gia nhiệt số đưa bình ngưng Các bình gia nhiệt hạ áp có van nối tắt để đề phịng cố Tồn nhà máy có khối nên có tất bình gia nhiệt hạ áp 4.11 Bình khử khí Có nhiệm vụ khử chất khí hịa tan nước trước vào lị Nguồn nước vào bình khử khí gồm : nước đọng từ BGNCA, nước ngưng từ BGNHA, nước từ bình GNBS đưa qua Để cấp cho bình khử khí người ta trích cửa trích số qua giảm ơn giảm áp Có phần từ bình phân ly đưa qua Nước sau khử khí chứa bể chứa phía cột khử khí Lượng nước chứa bình chứa có khả cung cấp nước cho lò làm việc với phụ tải đặt cực đại 5phút Thiết bị khử khí thiêt bị trao đổi nhiệt kiểu hỗn hợp, nước vào thiết bị khử khí từ xuống, từ lên Làm việc với áp lực 6bar Các dịng nước có nhiệt độ khác đưa vào thiết bị khử khí phân phối theo độ cao cuả khử khí, nước có nhiệt độ thấp đưa vào phía cao hạ xuống theo độ tăng dần nhiệt độ nước Có đường xả tự động để xả nước lúc mức nước bình chứa lớn quy định Phía có đặt van xả khí khơng ngưng ngồi trời van an tồn 4.12.Bình gia nhiệt cao áp SVTH: Page 55 Đồ án Nhà máy điện 300MW GVHD: PGS TS Trần Thanh Sơn Mỗi tuabin có bình gia nhiệt cao áp, trao đổi nhiệt kiểu bề mặt lấy từ cửa trích số 7, 6, tuabin Tại BGNCA có bố trí đường tắt cho nước cấp đảm bảo nước cấp đến lò Nước đọng dồn từ BGNCA7BGBCA6-BGNCA5 để dồn khử khí nhờ chênh lệch áp suất Trên đường dẫn nước đọng phải đặt van steam trap nước qua không cho qua tránh tổn thất trao đổi nhiệt 4.13 Bơm nước ngưng Mỗi khối có bơm nước ngưng có bơm làm việc bơm dự phòng.Ở đầu đẩy bơm đặt đường tái tuần hoàn van chiều Có nhiệm vụ đưa nước ngưng từ bình ngưng qua thiết bị gia nhiệt hạ áp đến bình khử khí 4.14.Bơm nước cấp Trong nhà máy nhiệt điện tuabin ngưng hơi, bơm nước cấp thiết bị làm việc nặng nề phải cung cấp lượng nước với lưu lượng cột áp lớn Trong thiết kế bơm nước cấp nối theo sơ đồ cấp cấp So sánh với sơ đồ cấp ta thấy sơ đồ cấp có độ tin cậy cao bơm bơm làm việc nhiệt độ thấp Tuy BGNCA chịu áp suất cao hơn, qua thử nghiệm thấy BGNCA chịu đựng tốt với mơi chất có áp lực cao, nên ta chọn sơ đồ cấp Bơm nước cấp đặt thêm bơm dự phòng- khởi động với suất 50% suất bơm truyền động điện Bơm nước cấp truyền động điện Để ngăn ngừa tượng xâm thực đảm bảo độ tin cậy làm việc cho bơm cấp, cần đảm bảo chiều cao tính tốn từ bình khử khí xuống bơm cấp Ta đặt bình khử khí cao bơm cấp khoảng 20m Ở đầu đẩy bơm cấp đặt văn chiều để nước không quay trở lại bơm tạo tượng thủy kích phá hỏng bơm 4.15 Bơm tuần hồn Bơm tuần hồn tính suất làm việc mùa hè ( nhiệt độ nước tuần hoàn cao nhất) Do suất làm việc bơm tuần hoàn lớn SVTH: Page 56 Đồ án Nhà máy điện 300MW GVHD: PGS TS Trần Thanh Sơn Mỗi khối có bơm tuần hồn, bơm có suất 50% tổng suất, khơng cần đặt bơm dự phịng điều kiện làm việc bơm không nặng nề Trạm bơm tuần hồn đặt bờ sơng, tất bơm dồn vào trạm để dể thao tác điều hành, theo dõi Dùng lưới quay để đặt chặn rác đầu hút bơm Lưới quay loại lưới di động, có hiệu chặn rác bẩn cao, dùng nước phun để rửa rác bẩn lưới 4.16 Bơm nước đọng Mỗi tổ máy có bơm nước đọng để bơm nước đọng vào đường nước ngưng Phía đầu đẩy bơm nước đọng có đặt van chiều để tránh khơng cho nước quay trỏ lại phá hỏng bơm SVTH: Page 57 Đồ án Nhà máy điện 300MW GVHD: PGS TS Trần Thanh Sơn Chương THUYẾT MINH BỐ TRÍ NHÀ MÁY 5.1 Những yêu cầu Những gian nhà đặt máy thiết bị phụ gọi ngơi nhà nhà máy nhiệt điện.Việc bố trí,sắp đặt cơng trình xây dựng liên quan với gọi bố trí ngơi nhà nhà máy Việc bố trí ngơi nhà quan trọng,nó ảnh hưởng đến vận hành,lắp ráp sửa chữa thiết bị nhà máy đồng thời ảnh hưởng đến vốn đầu tư xây dựng ảnh hưởng đến giá thành sản xuất điện năng.Do lựa chọn phương án bố trí nhà máy phải vào hoàn cảnh cụ thể nhà máy, tất phương án bố trí phải tuân theo yêu cầu sau -Vận hành thiết bị tin cậy,an toàn,thuận tiện kinh tế - Điều kiện lao động tối ưu cho nhân viên, đảm bảo điều kiện vệ sinh môi trường nhà máy khu vực xung quanh - Liên quan đến công nghệ ngơi nhà thiết bị thuận lợi - Chi phí cực tiểu cho xây dựng nhà máy thuận tiện sửa chữa thiết bị - Có thể mở rộng nhà máy điện Chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật việc bố trí ngơi nhà suất thể tích xây dựng 1KW công suất trang bị Đối với nhà máy điện đại tiêu 0,6-0,7m3/Kw,suất thể tích xây dựng phụ thuộc vào độ sít việc bố trí thiết bị, mức độ lộ thiên nó,sơ đồ nhiệt nhà máy,dạng nhiên liệu sử dụng công suất đơn vị tổ máy Những yêu cầu cần phải cụ thể hóa sau: -Để làm việc chắn bơm cấp phải đảm bảo cao cột hút Muốn bình khử khí phải đặt cao bơm cấp từ 15- 25m Để tránh tượng tắc nguyên liệu - Diện tích phục vụ thiết bị bảng điều khiển khối cần phải bố trí độ cao để tránh dùng cầu thang Van dụng cụ đo lường cần phải bố trí thành cụm chỗ dễ tới chiếu sáng tốt, cố gắng để độ cao phục vụ gọi cột phục vụ Giữa thiết bị cần phải có lối đủ rộng Thiết bị cần phải bố trí theo lien tục q trình cơng nghệ với đường dẫn ngắn Điều làm giảm tổn thất lượng nhiệt vận chuyển mơi chất (lị tuabin,bơm tuần hồn bình ngưng,bình khử khí bơm cấp…) - Phải đảm bảo chiếu sáng tự nhiên thơng gió tất chỗ làm việc Ống khói phải đủ cao để đảm bảo nồng độ cho phép chất độc hại khu vực chung quanh nhà máy - Gian tuabin cần phải đặt gần nguồn nước Công nghệ nhiên liệu hệ thống thải xỉ phải bố trí gần gian lị hơi, lị phải quay phía ống khói SVTH: Page 58 Đồ án Nhà máy điện 300MW GVHD: PGS TS Trần Thanh Sơn - Bố trí thiết bị cho điện tự dung chiều dài cáp nhỏ Để thuận tiện cho việc sửa chữa lắp ráp cần phải có diện tích để lắp ráp sửa chữa Đặt đầu trục,đường sắt thang máy cho người vật nặng 5.2 Gian máy Tuabin thiết bị phụ như: Bình ngưng,bơm nước ngưng,nước đọng,bơm cấp áp,ejectơ Các bình gia nhiệt,hồi nhiệt… Việc bố trí chủ yếu nguyên cứu cách bố trí máy móc thiết bị Xác định vị trí tương đối tuabin,máy phát,sắp xếp thiết bị phụ tùng tương ứng với kiến trúc gian máy đảm bảo vận hành thuận lợi,diện tích tháo lắp sửa chữa hợp lý Có hai cách bố trí tuabin gian máy bố trí dọc cịn gọi đặt dọc bố trí ngang cịn gọi đặt ngang 5.2.1 Bố trí dọc Bố trí dọc hay cịn gọi đặt dọc tức trục Tuabin đặt song song với cạnh dài gian máy Khi bố trí dọc, chiều rộng gian máy nhỏ gian máy dài gian lò mở rộng nhà máy lại chênh lệch dẫn tới phải kéo dài đường ống Nhược điểm việc bố trí dọc dễ gây rắc rối cho thao tác vận hành nhân viên,đường ống phức tạp 5.2.2 Bố trí ngang Bố trí ngang hay cịn gọi đặt ngang tức trục Tuabin đặt theo hướng vng góc với cạnh dài gian máy Các nhà máy điện kiểu khối thường áp dụng đặt kiểu Vì bố trí giá thành thiết bị xậy dựng có đắt bù lại đảm bảo thống nhất, đường ống ngắn gọn, thuận tiện cho việc mở rông quy mô nhà máy sau Qua phân tích thiết kế ta thấy phương án bố trí ngang hợp lý 5.2.3 Bố trí gian máy Gian máy có hai tầng,tầng nằm đất cũ (cao 0m), tầng độ cao khoảng 9-10m tầng tầng phục vụ chung với tầng phục vụ lò Tầng đặt thiết bị như: Bình ngưng, bơm nước ngưng, bơm nước đọng, bơm nước cấp, bình gia nhiệt, hồi nhiệt Vì số lượng bơm nhiều, trọng lượng bơm nặng đồng thời làm việc độ rung bơm gây cộng hưởng giao động đặt bơm cao tốn vật liệu xây dựng Mặt khác bơm nước cấp cần đặt thấp bình khử khí khoảng cách định để tránh tượng xâm thực đảm bảo độ làm việc tin cậy bơm cấp Các bơm nước cấp,nước ngưng đặt thẳng hàng, đầu bơm quay phía để thuận tiện cho việc lắp ráp, sửa chữa,vận hành Xung quanh tầng nói chung xây kín, đầu phía trước nhà máy có cửa lớn để phục vụ cho SVTH: Page 59 Đồ án Nhà máy điện 300MW GVHD: PGS TS Trần Thanh Sơn việc vận chuyển thiết bị cứu hỏa Ngồi cịn đặt số cửa phục vụ cho công tác sửa chữa, vận hành lại Tầng đặt thiết bị Tuabin, máy phát máy kích từ Tầng gọi tầng phục vụ gian máy Vì Tuabin, máy phát nặng, làm việc rung động nhiều nên ta phải xây móng đảm bảo chắn từ tầng lên Mỗi Tuabin có bình ngưng, ta xây bệ đỡ đặt bình ngưng bệ có gắng lị xo để đè phịng nở nhiệt bình ngưng Cần trục gian máy đặt phía bên gian máy, cần trục phải đảm bảo nâng vận chuyển thiết bị nặng gian máy Giữa thiết bị cần phải có lối đủ rộng Thiết bị bố trí theo liên tục q trình cơng nghệ với đường dẫn ngắn nhât Điều làm giảm tổn thất nhiệt lượng vận chuyển mơi chất( lị turbine, bơm tuần hồn bình ngưng, bơm bình gia nhiệt lưới, bình khử khí bơm cấp nước cho lị hơi, lọc khói ống khói…) Cố gắng đảm bảo chiếu sáng tự nhiên thơng gió tất chế độ làm việc nên sử dụng đèn ánh sáng ban ngày không chiếu sáng tự nhiên Cần phải xử lý bụi, khí độc hại khói, ống khói phải đủ cao để đảm bảo nồng độ cho phép chất độc hại khu vực xung quanh Để thuận tiện cho cơng việc sửa chữa, lắp ráp cần phải có diện tích để lắp ráp sửa chữa, đặt cần trục, đường sắt, thang máy cho người vận hành (vật nặng) 5.3 Gian khử khí Ở nhà máy nhiệt điện có bố trí gian khử khí Gian khử khí có ba tầng Tầng đặt thiết bị phân phối: Điện thường dung 3KV 220/380V, tầng hai đặt đường góp chính, thiết bị giảm ồn, giảm áp, có bảng điện Các nhà máy điện kiểu khối người ta bỏ gian khử khí để gian Tuabin gian lò gần 5.4 Gian lò Lò thiết bị phụ đặt gian riêng gọi gian lò Lò đặt cho mặt trước song song với tường dọc gian lị Gian lị có hai tầng Tầng gọi tầng phục vụ Tầng ta đặt quạt gió Giữa hai tầng phải bố trí cầu thang lại thích hợp an tồn, phải xây dựng hệ thống cầu thang đến phận lò độ cao khác để thuận tiện kiểm tra, vệ sinh, sửa chữa, cầu thang phải chắn, an tồn, tránh nặng Phía cao bên gian lò ta đặt cần trục, cần trục phải đảm bảo nâng nhiệt lên di chuyển ngang, dọc Trọng tải cần trục phải đảm bảo nâng hạ thiết bị gian lị Trong ngơi nhà có ba gian chủ yếu, gian có cửa thơng để tiện cho việc kiểm tra bao quát chung, phòng điều khiển trung tâm không lát vật liệu có độ bóng cao dễ gây ngã di SVTH: Page 60 Đồ án Nhà máy điện 300MW GVHD: PGS TS Trần Thanh Sơn chuyển thao tác, thiết bị quan trọng nguy hiểm cần có khung bảo hiểm cho người tham quan nhà máy SVTH: Page 61 Đồ án Nhà máy điện 300MW GVHD: PGS TS Trần Thanh Sơn CHƯƠNG THUYẾT MINH CUNG CẤP NHIÊN LIỆU 6.1 Nhiên liệu: Khí đồng hành Vì nhiên liệu nhà máy nhiệt điện sử dụng khí đồng hành khí đốt , thường dẫn từ dàn khoan biển ống dẫn khí, thiết kế Nhà máy nhiệt điện cần chọn vị trí nhà máy cho thuận tiện cho q trình vận chuyển khí đồng hành từ dàn khoan Hình: Giàn khoan khai thác mỏ 6.2 Thành phần đặc tính khí tự nhiên khí đồng hành Những cấu tử khí tự nhiên khí đồng hành là: metan, etan, propan, butan (normal izo) Khí tự nhiên khai thác từ mỏ khí, cịn khí đồng hành khai thác từ mỏ dầu đồng thời với q trình khai thác dầu mỏ Trong khí tự nhiên thành phần chủ yếu metan (chiếm đến 98% theo thể tích) Các mỏ khí tự nhiên túi khí nằm sâu mặt đất Khí đồng hành nhận từ mỏ dầu với trình khai thác dầu mỏ Trong thành phần khí đồng hành ngồi cấu tử metan cịn có etan, propan, butan hydrocacbon nặng với hàm lượng đáng kể Thành phần cấu tử khí thay đổi phạm vi rộng tuỳ theo mỏ dầu khai SVTH: Page 62 Đồ án Nhà máy điện 300MW GVHD: PGS TS Trần Thanh Sơn thác Ngoài thành phần khí tự nhiên khí đồng hành cịn có H2O, H2S hợp chất chứa lưu huỳnh, CO2, N2 heli SVTH: Page 63 ... đồng/năm N = 300MW: công suất nhà máy n: hệ số biên chế công nhân ứng với phương án công suất tổ máy Giả sử : n1= 1,63người/MW ứng với tổ máy 100MW SVTH: Page Đồ án Nhà máy điện 300MW GVHD: PGS... án đặt tổ máy có cơng suất 300MW cho nhà máy nhiệt điện ngưng thiết kế Dùng khí đồng hành với nhiệt trị nhiên liệu Qlvt = 29500kJ/kg SVTH: Page 10 Đồ án Nhà máy điện 300MW GVHD: PGS TS Trần Thanh... thường đặt hai quạt khói SVTH: Page 49 Đồ án Nhà máy điện 300MW GVHD: PGS TS Trần Thanh Sơn Vì lị thu hồi nhiệt tận dụng khói thải tuabin khí 300MW, ta chọn quạt khói Tính suất quạt khói: Lượng khói