Ứng dụng phần mềm để tính toán sơ đồ nhiệt và khảo sát các chỉ tiêu năng lượng của dự án nhà máy điện kết hợp khí hơi ô môn iv

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -o0o - NGÔ DUY TÁNH ỨNG DỤNG PHẦN MỀM ĐỂ TÍNH TỐN SƠ ĐỒ NHIỆT VÀ KHẢO SÁT CÁC CHỈ TIÊU NĂNG LƯỢNG CỦA DỰ ÁN NHÀ MÁY ĐIỆN KẾT HỢP KHÍ-HƠI Ơ MƠN IV Chun ngành: Cơng nghệ nhiệt LUẬN VĂN THẠC SĨ Tp Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2010 CƠNG TRÌNH ÐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ÐẠI HỌC BÁCH KHOA ÐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học : TS NGUYỄN VĂN TUYÊN Cán chấm nhận xét : Cán chấm nhận xét : Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày tháng năm Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Bộ môn quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Bộ môn quản lý chuyên ngành TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM PHÒNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC Độc lập – Tự – Hạnh phúc TP HCM, ngày tháng năm 2010 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên sinh viên: NGÔ DUY TÁNH Ngày tháng năm sinh: 18 – 09 – 1984 Chun ngành: Cơng nghệ nhiệt Phái: Nam Nơi sinh: Bình Thuận MSHV: 00608420 I- TÊN ĐỀ TÀI: Ứng dụng phần mềm để tính tốn sơ đồ nhiệt khảo sát tiêu lượng dự án nhà máy điện kết hợp khí – Ơ Mơn IV II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: − Nghiên cứu tổng quan chu trình kết hợp khí - − Giới thiệu dự án nhà máy điện kết hợp khí – Ơ Mơn IV − Nghiên cứu phương pháp tính sơ đồ nhiệt nhà máy điện kết hợp khí - − Ứng dụng phần mềm để tính tốn sơ đồ nhiệt tiêu lượng nhà máy − Đánh giá kết tính tốn phần mềm với vài số liệu vận hành thực tế III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: Ngày 25/01/2010 IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: Ngày 06/12/2010 V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TS NGUYỄN VĂN TUYÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CN BỘ MÔN QL CHUYÊN NGÀNH TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH LỜI CẢM ƠN Tác giả xin trân trọng gửi lời cảm ơn chân thành đến tất thầy giáo, cô giáo Bộ môn Công nghệ nhiệt - Trường Đại Học Bách khoa Trong năm học qua thầy, tận tình giảng dạy, trang bị tri thức quý báu làm hành trang để bước vào sống Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Nguyễn Văn Tuyên - Giảng viên Trường Đại học Bách khoa Thầy tận tình hướng dẫn suốt trình nghiên cứu khoa học Nhân đây, tác giả xin cảm ơn cô chú, anh chị công tác Công ty Cổ Phần Xây Dựng Điện 3– TP HCM nhiệt tình giúp đỡ cung cấp thơng tin giúp tác giả hồn thành luận văn Trong suốt trình thực luận văn tốt nghiệp, gia đình ln chỗ dựa tinh thần vững chắc, tác giả xin cảm ơn ba mẹ động viên tạo điều kiện tốt cho học tập Và cuối cùng, xin cảm ơn tất bạn lớp cao học Công nghệ nhiệt Trường K2008 động viên, giúp đỡ, đồng hành suốt hai năm học vừa qua trình thực luận văn Trân trọng cảm ơn ! TĨM TẮT LUẬN VĂN Luận văn trình bày tổng quan chu trình kết hợp khí – trạng dự án nhà máy điện kết hợp khí – Ơ Mơn IV, đồng thời nghiên cứu phương pháp tính sơ đồ nhiệt nhà máy điện kết hợp khí – đa cấp áp suất Bằng việc ứng dụng phần mềm để tính tốn sơ đồ nhiệt tiêu lượng nhà máy, luận văn khảo sát đánh giá ảnh hưởng chế độ vận hành (phụ tải điện) đến số lượng chủ yếu hiệu suất nhà máy, hiệu suất tuabin khí, hiệu suất tuabin hơi, suất tiêu hao nhiên liệu, lưu lượng làm việc tuabin Luận văn sử dụng vài số vận hành thực tế nhà máy tương tự Việt Nam để so sánh, đánh giá tính khả thi dự án Ơ Mơn IV tính xác độ tin cậy phần mềm tính tốn Kết nghiên cứu luận văn làm sở tham khảo cho nhà máy nhiệt điện kết hợp khí – có cấu hình tương tự khác nước ta Góp phần làm rõ ảnh hưởng chế độ vận hành tới hiệu lượng nhà máy nhiệt điện nói chung nhà máy điện kết hợp khí - nói riêng Luận văn thạc sĩ i Bộ môn Công nghệ nhiệt MỤC LỤC NỘI DUNG LUẬN VĂN CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung Trang 1.2 Mục đích nghiên cứu 1.3 Nội dung nghiên cứu 1.4 Ý nghĩa khoa học luận văn CHƯƠNG 2: CƠ SỞ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC CỦA CHU TRÌNH KẾT HỢP KHÍ – HƠI 2.1 Nguyên lý hoạt động chu trình 2.1.1 Chu trình Carnot 2.1.2 Chu trình thiết bị động lực nước 2.1.3 Chu trình thiết bị tuabin khí 2.1.4 Chu trình kết hợp khí – (Gas – Steam combined Cycle) 2.2 Các sơ đồ nhà máy điện kết hợp khí – 10 2.2.1 Thiết bị hỗn hợp khí – sử dụng lị có buồng đốt cao áp 10 2.2.2 Thiết bị hỗm hợp khí – với việc xả khí khỏi tuabin khí vào buồng đốt lò 12 2.2.3 Thiết bị hỗn hợp khí – sử dụng hâm nước cấp cho lị khí thải Tuabin Khí 13 2.2.4 Thiết bị hỗn hợp khí – sử dụng nồi tận dụng nhiệt lượng khí thải 14 2.2.5 Hiệu suất chu trình nhà máy điện kết hợp khí – đơn giản 14 2.2.5.1 Phương trình tổng quát 14 2.2.5.2 Ảnh hưởng việc đốt hỗ trợ 15 2.2.5.3 Hiệu suất chu trình kết hợp khơng có đốt hỗ trợ lị 16 2.3 Chu trình kết hợp sử dụng lị tận dụng nhiệt khơng có đốt hỗ trợ 17 2.3.1 Hệ thống cấp áp suất 18 2.3.1.1 Hệ thống cấp áp suất đơn giản 18 2.3.1.2 Hệ thống cấp áp suất có gia nhiệt nước cấp 21 HVTH: NGÔ DUY TÁNH GVHD : TS NGUYỄN VĂN TUYÊN Luận văn thạc sĩ ii Bộ môn Công nghệ nhiệt 2.3.2 Hệ thống hai cấp áp suất 26 2.3.3 Hệ thống ba cấp áp suất 29 CHƯƠNG 3: DỰ ÁN NHÀ MÁY ĐIỆN KẾT HỢP KHÍ – HƠI Ơ MƠN IV 3.1 Dự án nhà máy điện Ơ Mơn IV 34 3.2 Cấu hình nhà máy 36 3.2.1 Những phương án cấu hình nhà máy 36 3.2.2 Phân tích cấu hình lựa chọn 38 3.3 Đặc tính kỹ thuật thiết bị theo cấu hình 2-2-1 40 3.3.1 Tuabin khí 40 3.3.2 Lò thu hồi nhiệt 40 3.3.3 Tuabin 42 3.3.4 Các thiết bị chủ yếu 43 3.3.4.1 Máy nén khí 43 3.3.4.2 Bình ngưng 44 3.3.4.3 Bơm nước cấp 45 3.3.4.4 Bơm nước làm mát 46 3.3.4.5 Bình khử khí 47 CHƯƠNG 4: PHẦN MỀM TÍNH TỐN ỨNG DỤNG 4.1 Phương pháp tính sơ đồ nhiệt tiêu lượng 49 4.1.1 Phương pháp tính phần tuabin khí 49 4.1.2 Phương pháp tính lị tận dụng nhiệt 51 4.1.3 Phương pháp tính cơng suất tuabin nước 52 4.1.4 Phương pháp tính cơng suất hiệu suất nhà máy 54 4.2 Đặc điểm phần mềm thermoflow 55 4.2.1 Tổng quát 55 4.2.2 Các số liệu tính tốn phần mềm 57 4.2.2.1 Các giá trị đầu vào 57 4.2.2.2 Các giá trị đầu 61 HVTH: NGÔ DUY TÁNH GVHD : TS NGUYỄN VĂN TUYÊN Luận văn thạc sĩ iii Bộ môn Công nghệ nhiệt 4.3 Các thơng số lựa chọn q trình tính toán 62 CHƯƠNG 5: ĐÁNH GIÁ CÁC CHỈ TIÊU NĂNG LƯỢNG 5.1 Sơ đồ nhiệt nhà máy 64 5.1.1 Sơ đồ cân nhiệt tổng quát nhà máy 64 5.1.2 Sơ đồ cân nhiệt chi tiết nhà máy 66 5.1.3 Sơ đồ giản nở nhiệt tuabin 68 5.2 Các tiêu lượng 70 5.2.1 Hiệu suất nhà máy 70 5.2.2 Hiệu suất tuabin khí 70 5.2.3 Hiệu suất tuabin 70 5.2.4 Lượng tiêu hao nhiên liệu 71 5.2.5 Suất tiêu hao nhiệt nhà máy (nhiệt trị thấp) 71 5.2.6 Lưu lượng thoát khỏi tuabin 71 5.3 Kết tính tốn 72 5.3.1 Hiệu suất nhà máy 73 5.3.2 Hiệu suất tuabin khí 74 5.3.3 Hiệu suất tuabin 75 5.3.4 Lượng tiêu hao nhiên liệu nhà máy 76 5.3.5 Suất tiêu hao nhiệt nhà máy (nhiệt trị thấp) 77 5.3.6 Lưu lượng thoát khỏi tuabin 79 5.3.7 Nhận xét 80 5.4 Đánh giá 82 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ MỘT VÀI KIẾN NGHỊ 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO 87 HVTH: NGÔ DUY TÁNH GVHD : TS NGUYỄN VĂN TUYÊN Luận văn thạc sĩ iv Bộ môn Công nghệ nhiệt CÁC PHỤ LỤC TÍNH TỐN PHỤ LỤC I – NHÀ MÁY VẬN HÀNH Ở CHẾ ĐỘ TẢI 50% PHỤ LỤC II – NHÀ MÁY VẬN HÀNH Ở CHẾ ĐỘ TẢI 60% PHỤ LỤC III – NHÀ MÁY VẬN HÀNH Ở CHẾ ĐỘ TẢI 70% PHỤ LỤC IV – NHÀ MÁY VẬN HÀNH Ở CHẾ ĐỘ TẢI 80% PHỤ LỤC V – NHÀ MÁY VẬN HÀNH Ở CHẾ ĐỘ TẢI 90% PHỤ LỤC VI – NHÀ MÁY VẬN HÀNH Ở CHẾ ĐỘ TẢI 100% HVTH: NGÔ DUY TÁNH GVHD : TS NGUYỄN VĂN TUYÊN v Luận văn thạc sĩ Bộ môn Công nghệ nhiệt DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 - Đặc tính kỹ thuật tuabin ứng với cấu hình 1-1-1, 2-2-1, 3-3-1 Trang 37 Bảng 3.2 - Đặc tính kỹ thuật tuabin ứng với cấu hình 2-2-1, 3-3-1 39 Bảng 3.3 – Các thông số Tuabin cao áp, trung áp hạ áp 42 Bảng 4.1 – Thành phần khí đốt lơ B&52 50 Bảng 5.1- Bảng trích lược số thơng số nhà máy Ơ Mơn IV theo phụ tải 72 Bảng 5.2 - Hiệu suất nhà máy qui % giảm 10% tải 74 Bảng 5.3 - Hiệu suất tuabin khí qui % giảm 10% tải 75 Bảng 5.4 – Suất tiêu hao nhiên liệu giảm 10% tải 78 Bảng 5.5- Các thông số thu thập số nhà máy điện khảo sát 83 HVTH: NGÔ DUY TÁNH GVHD : TS NGUYỄN VĂN TUYÊN - 75 - Luận văn thạc sĩ Bộ môn Công nghệ nhiệt Đồ thị 5.2 – Đồ thị hiệu suất tuabin khí thay đổi chế độ tải Hiệu suất Tuabin Khí 40 y = 9.1649Ln(x) - 4.8738 R = 0.9921 35 (Hiệu suất,%) 30 25 20 15 10 0 20 40 60 80 100 120 (Tải,%) Từ hàm số biểu diễn phụ thuộc ηTBK(tải) ta tính độ giảm hiệu suất nhà máy theo khoảng giảm 10% tải với mức thay đổi gọi ∆ (tính theo %) (bảng 5.3) Ví dụ giảm tải từ 100% cịn 90% ∆90 = (37,3321-36,3665)*100%/ 37,3321= 2,5866% Bảng 5.3 - Hiệu suất tuabin khí qui % giảm 10% tải x(tải,%) y(hiệu suất,%) ∆(%) 50 30,9795 4,4759 60 32,6505 3,7843 70 34,0632 3,2781 80 35,287 2,8915 90 36,3665 2,5866 100 37,3321 Theo phân tích từ bảng số liệu 5.3, tải giảm hiệu suất tuabin khí giảm Càng giảm tải hiệu suất tuabin khí giảm theo tỷ lệ Nhưng tải giảm từ 100% xuống cịn 90% ∆90=2,5866 tải giảm tải từ 60% xuống 50% ∆50=4,4759 Suy ∆50 >1,5*∆90 suy nhà máy chạy HVTH: NGÔ DUY TÁNH GVHD : TS NGUYỄN VĂN TUYÊN - 76 - Luận văn thạc sĩ Bộ môn Công nghệ nhiệt non tải hiệu suất tuabin khí giảm nhiều Lý giảm giải thích mục sau (5.3.7) 5.3.3 Hiệu suất tuabin Trên sở số liệu tính tốn chế độ tải khác nhau, ta xây dựng đồ thị biểu diễn thay đổi hiệu suất tuabin khí theo phụ tải (đồ thị 5.3) Đồ thị 5.3 – Đồ thị hiệu suất tuabin thay đổi chế độ tải Hiệu suất tuabin hơi(%) 40 (Hiệu suất,%) 35 30 25 20 15 10 20 40 60 80 100 120 (Tải,%) Khi tăng tải từ 50% đến 100% hiệu suất tuabin tăng theo Kết luận nhà máy hoạt động hết cơng suất hiệu suất tuabin hiệu suất nhà máy đạt tốt Lý giảm giải thích mục sau (5.3.7) 5.3.4 Lượng tiêu hao nhiên liệu nhà máy Trên sở số liệu tính tốn chế độ tải khác nhau, ta xây dựng đồ thị biểu diễn thay đổi lượng tiêu hao nhiên liệu theo phụ tải (đồ thị 5.4) Đồ thị lượng tiêu hao nhiên liệu thay đổi chế độ tải biễu diễn hàm số y = 0,4946x + 13,976 (đây hàm số có độ tin cậy cao 99,96%) HVTH: NGƠ DUY TÁNH GVHD : TS NGUYỄN VĂN TUYÊN - 77 - Luận văn thạc sĩ Bộ môn Công nghệ nhiệt Đồ thị 5.4 – Đồ thị lượng tiêu hao nhiên liệu thay đổi chế độ tải Lượng tiêu hao nhiên liệu (t/h) (Lượng nhiên liệu tiêu hao, t/h) 70 60 50 y = 0.4946x + 13.976 R = 0.9996 40 30 20 10 0 20 40 60 80 100 120 (Tải,%) Theo phân tích từ bảng số liệu, tải giảm lượng tiêu hao nhiên liệu giảm Khi giảm 10% tải lượng tiêu hao nhiên liệu giảm lượng Kết luận, nhà máy giảm 10% tải lượng tiêu hao nhiên liệu giảm lượng Lý giảm giải thích mục sau (5.3.7) 5.3.5 Suất tiêu hao nhiên liệu nhiệt trị thấp (LHV Heat Rate) nhà máy Trên sở số liệu tính tốn chế độ tải khác nhau, ta xây dựng đồ thị biểu diễn thay đổi suất tiêu hao nhiên liệu nhiệt trị thấp theo phụ tải (đồ thị 5.5) Đồ thị suất tiêu hao nhiên liệu thay đổi chế độ tải biểu diễn hàm số y = 13613x-0,1613 (đây hàm số có độ tin cậy cao 99,61%) HVTH: NGƠ DUY TÁNH GVHD : TS NGUYỄN VĂN TUYÊN - 78 - Luận văn thạc sĩ Bộ môn Công nghệ nhiệt Đồ thị 5.5 – Đồ thị suất tiêu hao nhiên liệu thay đổi chế độ tải Suất tiêu hao nhiên liệu nhiệt trị thấp (Suất tiêu hao nhiệt,kJ/kWh) 7300 7200 y = 13613x-0.1613 R2 = 0.9961 7100 7000 6900 6800 6700 6600 6500 6400 20 40 60 80 100 120 (Tải,%) Từ hàm số biểu diễn phụ thuộc suất tiêu hao nhiên liệu nhiệt trị thấp theo chế độ tải ta tính độ giảm suất tiêu hao nhiên liệu nhà máy theo khoảng giảm 10% tải với mức thay đổi gọi ∆ (tính theo %) (bảng 5.4) Ví dụ giảm tải từ 100% cịn 90% ∆90 = (6587,711-6476,701)*100%/ 6476,701= 1,713988% Bảng 5.4 – Suất tiêu hao nhiên liệu giảm 10% tải x(tải,%) y(suất tiêu hao,kJ/KWh) Delta(%) 50 7242,858 3,240845 60 7032,958 2,666711 70 6860,243 2,257017 80 6714,063 1,950876 90 6587,711 1,713988 100 6476,701 HVTH: NGÔ DUY TÁNH GVHD : TS NGUYỄN VĂN TUYÊN - 79 - Luận văn thạc sĩ Bộ môn Công nghệ nhiệt Theo phân tích từ bảng số liệu, tải giảm suất tiêu hao nhiên liệu tăng Càng giảm tải suất tiêu hao nhiên liệu tăng theo tỉ lệ Nhưng tải giảm từ 100% xuống cịn 90% ∆90=1,73988, tải giảm tải từ 60% xuống 50% ∆50=3,240845 Suy ∆50 > 1,5*∆90 Kết luận nhà máy chạy non tải nhà máy tiêu tốn nhiều lượng Lý giảm giải thích mục sau (5.3.7) 5.3.6 Lưu lượng khỏi tuabin hạ áp Trên sở số liệu tính tốn chế độ tải khác nhau, ta xây dựng đồ thị biểu diễn thay đổi lưu lượng khỏi tuabin hạ áp theo phụ tải (đồ thị 5.5) Đồ thị lưu lượng khỏi tuabin hạ áp thay đổi chế độ tải biễu diễn hàm số y =4,5183x + 253,9 (đây hàm số có độ tin cậy cao 99,97%) Đồ thị 5.6 – Đồ thị lưu lượng khỏi tuabin hạ áp thay đổi chế độ tải (Lưu lượng hơi,t/h) Lưu lượng khỏi tuabin hạ áp y = 4.5183x + 253.9 R2 = 0.9997 800 700 600 500 400 300 200 100 0 20 40 60 80 100 120 (Tải,%) Theo đồ thị 5.6 ta thấy tải giảm lưu lượng giảm Khi giảm 10% tải lượng tiêu hao nhiên liệu giảm lượng HVTH: NGÔ DUY TÁNH GVHD : TS NGUYỄN VĂN TUYÊN - 80 - Luận văn thạc sĩ Bộ môn Công nghệ nhiệt 5.3.7 Nhận xét Các đồ thị 5.1; 5.2; 5.3; 5.4; 5.5; 5.6 nêu cho thấy tiêu lượng nhà máy điện chu trình hỗn hợp thay đổi theo chế độ phụ tải Hình 5.4 – Chu trình tuabin khí Cơng suất tuabin khí hàm số phụ thuộc đồng thời vào nhiều thông số: P = P(GK ; T3 ; n; ε K ) T1 (5.1) Hiệu suất tuabin khí T T1 ηTBK = f ( ) (5.2) Công thức truyền nhiệt thiết bị trao đổi nhiệt Q = kF Δttb (5.3) Ghi GK Lưu lượng khơng khí hút vào máy nén T3 tỷ số tăng nhiệt độ T1 n số vòng quay máy nén tuabin khí ε K tỷ số nén HVTH: NGƠ DUY TÁNH GVHD : TS NGUYỄN VĂN TUYÊN Luận văn thạc sĩ - 81 - Bộ môn Công nghệ nhiệt Q nhiệt lượng truyền từ khói vào nước trao đổi nhiệt HRSG K hệ số truyền nhiệt F diện tích thiết bị trao đổi nhiệt Δt tb độ chênh lệch nhiệt độ trung bình ¾ Máy nén tuabin khí quay với số vịng cố định nên lưu lượng khơng khí hút vào khơng đổi (GK ≈ const) ¾ Vì muốn giảm cơng suất tuabin khí ta phải giảm lượng nhiên liệu đốt cấp vào buồng đốt tuabin khí (đồ thị 5.4) Khi tỷ số tăng nhiệt độ T3 giảm xuống, tức nhiệt độ cháy buồng đốt giảm Nhiệt độ môi T1 chất làm việc (hỗn hợp sản phẩm cháy dịng khí thứ cấp) vào tuabin khí giảm dẫn đến cơng suất tuabin khí giảm Mà hiệu suất tuabin khí hàm phụ thuộc chủ yếu vào hệ số tăng nhiệt độ (τ = T3 )(theo biểu thức 5.2) Điều T1 dẫn đến giảm công suất tuabin khí hiệu suất tuabin khí giảm hệ số τ giảm (đồ thị 5.2) ¾ Mặt khác, nhìn vào hình 5.4 ta thấy nhiệt độ sản phẩm cháy giảm nhiệt độ lưu chất cơng tác vào tuabin giảm từ T3 giảm xuống T3’ nhiệt độ khói khỏi tuabin khí giảm từ T4 xuống T4’ Nhiệt độ khói vào lị thu hồi nhiệt (HRSG) T4’ làm cho hiệu suất trao đổi nhiệt thiết bị trao đổi nhiệt HRSG độ chênh lệch nhiệt độ trung bình giảm ( Δt tb )(theo cơng thức 5.3) Khi thông số (nhiệt độ, áp suất lưu lượng) sinh HRSG giảm hiệu suất tuabin giảm (đồ thị 5.3) ¾ Đối với nhà máy điện hỗn hợp khí – hơi, hiệu suất nhà máy phụ thuộc vào hiệu suất tuabin khí tuabin Vì hiệu suất nhà máy tỉ lệ thuận với thay đổi tải (đồ thị 5.1) Suất tiêu hao nhiên liệu nhiệt trị thấp tỉ lệ nghịch với hiệu suất nhà máy (đồ thị 5.5) HVTH: NGÔ DUY TÁNH GVHD : TS NGUYỄN VĂN TUYÊN Luận văn thạc sĩ - 82 - Bộ mơn Cơng nghệ nhiệt ¾ Phương pháp điều khiển tuabin nhà máy điện tuabin khí – tuabin phương pháp điều khiển theo thông số trượt, tức tất lượng sinh HRSG cho vào tuabin Vì hiệu suất tuabin khí lưu lượng vào tuabin hạ áp giảm xuống giảm tải nhà máy (đồ thị 5.6) 5.4 ĐÁNH GIÁ Q trình thu thập thơng số vận hành nhà máy điện chu trình hỗn hợp khí – gặp nhiều khó khăn tính bảo mật nhà máy Sau phần giới thiệu sơ lược cấu hình vài thơng số có nhà máy thực tế để làm liệu tham khảo so sánh tiêu lượng với nhà máy điện chu trình hỗn hợp khí – Ơ Mơn IV Nhà máy điện kết hợp khí - Bà Rịa nhà máy điện sử dụng chu trình kết hợp khí – Việt Nam có nhiều cấu hình khác thực nhà thầu khác Các thông số vận hành thu thập liệt kê bảng trích lược 5.7 nhà thầu Doosan thực với công suất 100MW EVN làm chủ đầu tư Nhà máy có cấu hình 2-2-1 (tức hai tuabin khí – hai lị thu hồi nhiệt thải – tuabin hơi), hai cấp áp suất khơng có q nhiệt trung gian Nhà máy điện Phú Mỹ 2-1 mở rộng với công suất 450MW EVN làm chủ đầu tư Ban đầu nhà máy có tuabin khí nhà thầu Siemen lắp đặt, sau lắp thêm (với tuabin nhà thầu Alstom, lò HRSG nhà thầu Doosan) Cấu hình nhà máy 2-2-1, hai cấp áp suất khơng có nhiệt trung gian Nhà máy điện Cà Mau tập đồn dầu khí đầu tư có cơng suất 750MW, cấu hình nhà máy 2-2-1, ba cấp áp suất có nhiệt trung gian Nhà thầu thiết bị nhà máy Siemen, nhiên liệu cấp cho nhà máy khí từ mỏ khí PM3 HVTH: NGƠ DUY TÁNH GVHD : TS NGUYỄN VĂN TUYÊN - 83 - Luận văn thạc sĩ Bộ môn Công nghệ nhiệt Bảng 5.5- Các thông số thu thập số nhà máy điện khảo sát Nhà máy điện chu trình hỗn hợp khí - (CCPP) Các thơng số nhà Phú Mỹ 2-1 Cà Mau mở rộng máy Độ ẩm 80 83 Bà Rịa Ơ Mơn IV Đơn vị 80 85 Nhiệt độ môi trường % trung bình 34,27 33 35 30 Áp suất mơi trường 1,013 1,01 1,013 1,013 Nhiệt độ khói thải sau C bar 548 tuabin khí - 547 C 603 Nhiệt độ khói thải sau HRSG 115 - 140 95 Hiệu suất thô nhà máy 50,56 - 45,2 56,9 49,7 - - 55,68 7245 - 7960 6327 - 6307 - 6466 Hiệu suất tinh nhà máy Suất tiêu hao nhiệt thô nhà máy Suất tiêu hao nhiệt tinh nhà máy C % % kJ/kWh kJ/kWh Nhà thầu thiết bị Seimen + Alstom Siemen Doosan + Doosan Mitsubishi (dự kiến) Cấu hình 2-2-1 HVTH: NGƠ DUY TÁNH GVHD : TS NGUYỄN VĂN TUYÊN Luận văn thạc sĩ - 84 - Bộ môn Công nghệ nhiệt Nhận xét Theo bảng số liệu Nhà máy điện Bà Rịa có tổ máy tuabin khí, tuabin HRSG hiệu suất thấp Vì nhiệt độ khói khỏi HRSG cịn cao (140oC) hiệu suất thơ nhà máy thấp (45,2%) suất tiêu hao nhiệt lớn (7960 kJ/kWh) Các số lượng so với số lượng nhà máy điện Ô Mơn IV có khác biệt lớn (hiệu suất thấp, suất tiêu hao nhiệt cao, nhiệt độ khói thải lớn) Sự khác biệt lớn tất nhiên công suất tổ máy Bà Rịa nhỏ (mỗi tổ máy 30MW) so với công suất tổ máy Ơ Mơn IV (250MW) Bên cạnh nhà máy điện Bà Rịa nhà máy điện sử dụng chu trình kết hợp khí – Việt Nam nên công nghệ kinh nghiệm thiết kế nhiều hạn chế Nhà máy điện Phú Mỹ 2.1 mở rộng: nhà máy thiết kế xây dựng sau nhà máy điện Bà Rịa Các số lượng nhà máy điện tốt so với nhà máy điện Bà Rịa Cụ thể nhiệt độ khói thải nhà máy 115oC, điều cho thấy nhiệt tận dụng HRSG Phú Mỹ tốt HRSG Bà Rịa, thêm vào hiệu suất nhà máy 50,52% suất tiêu hao nhiệt 7245kJ/kWh cải thiện nhiều so với nhà máy điện Bà Rịa Nhà máy điện Cà Mau: nhà máy có cơng suất với nhà máy điện Ơ Mơn IV 750MW Suất tiêu hao nhiệt nhà máy Cà Mau thấp số lương khác Cà Mau trội so với nhà máy điện Ơ Mơn IV Ngun nhân hai nhà máy sử dụng hai nguồn khí khác Nguồn khí cấp vào nhà máy điện Ơ Mơn IV có nhiệt trị gần 30.000 kJ/m3, cịn nguồn khí cấp vào nhà máy điện Cà Mau có nhiệt trị 37.000 kJ/m3 Tóm lại số lượng nhà máy điện chu trình kết hợp khí – Ơ Mơn IV phù hợp với cơng nghệ nguồn khí cung cấp HVTH: NGƠ DUY TÁNH GVHD : TS NGUYỄN VĂN TUYÊN - 85 - Luận văn thạc sĩ Bộ môn Công nghệ nhiệt CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Nhà máy điện kết hợp khí – có nhiều ưu việt so với nhà máy điện tuabin khí hay tuabin đơn Do loại nhà máy có tiềm phát triển tương lai, đặc biệt nguồn nguyên liệu cổ điển ngày trở nên cạn dần yêu cầu bảo vệ môi trường trở nên xúc Ở nước ta nay, nhà máy điện chu trình kết hợp vào hoạt động hiệu Bà Rịa, Phú Mỹ 21 mở rộng, Cà Mau…Vì nội dung luận văn khảo sát trạng nhà máy điện Ơ Mơn IV sau: − Nghiên cứu tổng quan chu trình kết hợp khí - − Giới thiệu dự án nhà máy điện kết hợp khí – Ơ Mơn IV − Nghiên cứu phương pháp tính sơ đồ nhiệt nhà máy điện kết hợp khí - − Ứng dụng phần mềm để tính tốn sơ đồ nhiệt tiêu lượng nhà máy Từ đánh giá kết tính tốn phần mềm với vài số liệu vận hành thực tế Khảo sát số lượng từ bảng kết phần mềm hiệu suất nhà máy, hiệu suất tuabin khí, hiệu suất tuabin hơi, suất tiêu hao nhiên liệu, lưu lượng khỏi tuabin,… để phân tích đánh giá Đồng thời dựa vào số lượng số nhà máy thực tế để đánh giá tính khả thi nhà máy Tuy nhiên, luận văn trình đánh giá lựa chọn công nghệ xem xét khía cạnh kỹ thuật (như xem xét đến hiệu suất nhà máy, suất tiêu hao nhiệt…) tức dựa vào tài liệu kinh nghiệm thực dự án vận hành nước ta giới Các số liệu thực tế thu thập từ vài nhà máy khác hạn chế nên chắn việc so sánh chưa thể tồn diện xác HVTH: NGƠ DUY TÁNH GVHD : TS NGUYỄN VĂN TUYÊN Luận văn thạc sĩ - 86 - Bộ môn Công nghệ nhiệt Để đánh giá cách đầy đủ xác hơn, thực tế cần xem xét đến khía cạnh kỹ thuật lẫn hiệu kinh tế để đánh giá tính khả thi phương án lựa chọn HVTH: NGÔ DUY TÁNH GVHD : TS NGUYỄN VĂN TUYÊN - 87 - Luận văn thạc sĩ Bộ môn Công nghệ nhiệt TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] ROLF KEHLHOFER Combine – Cycle gas & Steam turbine power plants The Fairmont Press, Inc.,1991 [2] Pierre Dechamps (CMI) Combine cycle power plants – System design and optimization Cokerill Mechanical Industries – Energy Division, 1996 [3] L HARMEL Ir (CMI) Designing the combined cycle Cokerill Mechanical Industries – Energy Division, 1996 [4] T.P Mastronarde, P.E.Miller Heat Recovery Steam Generators – Design Considerations addressing utility combined cycle needs ABB Combustion Engineering Systems –Technical paper TIS 8564 [5] Asea Brown Boveri Heat Recovery Steam Generator – Installation guidelines ABB Combustion Engineering Systems [6] Asea Brown Boveri Force circulation heat recovery steam generator – Erection procedures and guidelines ABB Combustion Engineering Systems [7] D.E Brandl, M Colas MS 9001F, A new advanced technology 50Hz gas turbine GEC Alsthom Technical Review N4 – 1991 HVTH: NGÔ DUY TÁNH GVHD : TS NGUYỄN VĂN TUYÊN Luận văn thạc sĩ - 88 - Bộ môn Công nghệ nhiệt [8] NGUYỄN VĂN TUN Giáo trình tuabin nước tuabin khí Nhà xuất đại học quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh [9] GS TRẦN THANH KỲ Nhà máy nhiệt điện [10] Robert Farmer Gas Turbine World 2009 GTW Handbook – Volume 27 For Project Planning, Engineering, Construction and Operation A Pequot Publication HVTH: NGÔ DUY TÁNH GVHD : TS NGUYỄN VĂN TUYÊN LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên : NGÔ DUY TÁNH Phái : Nam Ngày, tháng, năm sinh : 18/09/1984 Nơi sinh : Bình Thuận Địa liên lạc : 25/58 Bà Ký Phường Quận Tp.Hồ Chí Minh Điện thoại : 0987359679 Q TRÌNH ĐÀO TẠO 2002 – 2007 : Hệ đại học - Chuyên ngành Cơng Nghệ Nhiệt- Khoa Cơ Khí trường Đại học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh 2008 – 2010 : Hệ cao học – Chuyên ngành Công Nghệ Nhiệt – Khoa Cơ Khí trường Đại học Bách Khoa TP.Hồ Chí Minh Q TRÌNH CƠNG TÁC 2007 – 2010 : Cán kỹ thuật - Phòng Dự Án Nguồn chuyên thiết kế nhà máy nhiệt điện - Công ty Cổ Phần Tư Vấn Xây Dựng Điện ... trình kết hợp khí - − Giới thiệu dự án nhà máy điện kết hợp khí – Ơ Mơn IV − Nghiên cứu phương pháp tính sơ đồ nhiệt nhà máy điện kết hợp khí – − Ứng dụng phần mềm để tính tốn sơ đồ nhiệt tiêu lượng. .. trình kết hợp khí – trạng dự án nhà máy điện kết hợp khí – Ơ Mơn IV, đồng thời nghiên cứu phương pháp tính sơ đồ nhiệt nhà máy điện kết hợp khí – đa cấp áp suất Bằng việc ứng dụng phần mềm để tính. .. Nghiên cứu phương pháp tính sơ đồ nhiệt nhà máy điện kết hợp khí - − Ứng dụng phần mềm để tính tốn sơ đồ nhiệt tiêu lượng nhà máy − Đánh giá kết tính tốn phần mềm với vài số liệu vận hành thực