Đồ án tốt nghiệp thiết kế buồng đốt khí thiên nhiên của lò hơi nhà máy nhiệt điện

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế buồng đốt khí thiên nhiên lò nhà máy nhiệt điện MỞ ĐẦU Dầu mỏ người biết đến từ lâu, đến kỉ XVII, dầu mỏ sử dụng làm nhiên liệu để đốt cháy, thắp sáng Sang kỉ XIX, dầu coi nguồn nguyên liệu cho phương tiện giao thông cho kinh tế quốc dân Hiện nay, dầu mỏ trở thành nguồn lượng quan trọng quốc gia giới Khoảng 65 đến 70% lượng sử dụng từ dầu mỏ, 20 đến 22% lượng nước đến 12% từ lượng hạt nhân [V- 3] Công nghệ chế biến dầu mỏ xem bắt đầu đời vào năm 1859 mà Edwin Drake (Mỹ) khai thác dầu thô Lúc lượng dầu thơ khai thác cịn ít, vài nghìn lít ngày phục vụ cho mục đích thắp sáng Nhưng năm sau đó, khơng Mỹ mà cịn nước khác người ta tìm thấy dầu Từ sản lượng dầu khí khai thác ngày tăng lên nhanh Chúng ta thấy rõ điều từ số liệu [VI- 3] Lượng dầu thô khai thác giới Năm Sản lượng (Triệu tấn) 1860 0,1 1880 4,2 Đồ án tốt nghiệp 1900 19,9 1920 96,9 1930 296,5 1945 354,6 1950 524,8 1960 1051,5 1970 2336,2 1980 3067,1 1990 3700 1994 3003,4 1995 2982,5 1997 (riêng Việt Nam) 10,1 Cho đến nay, tổng trữ lượng dầu khí giới nhìn chung tăng đặn tốc độ tăng khơng cịn trước tượng xảy không giống vùng khác Bảng: Sự thay đổi trữ lượng dầu khí giới từ 1/1/1994 đến1/1/2003 Năm Dầu (triệu tấn) Khí đốt (tỉ feet khối) 1994 142.732 5016231 1995 142.826 4980278 1996 143.925 4933742 1997 145550 4945362 1998 145649 5086469 1999 147752 5144752 2000 145149 5146207 2001 146922 5278484 2002 147300 5451332 2003 173268 5501424 Đồ án tốt nghiệp Theo thông tin liệu HIS Energy, vào 2002 cho biết tổng trữ lượng vùng nước sâu Đông Á- Đông Nam Á ước tính đạt 4598 triệu thùng dầu (tức dầu thơ khí đốt), có 1040 triệu thùng dầu thơ 20 Tcf (nghìn tỷ feet khối) khí Đồ án tốt nghiệp Bảng: Trữ lượng sản lượng dầu khí Đơng Á- Úc Nước Trữ lượng xác minh (dầu- triệu thùng; Sản lượng khai thác khí- tỷ feet) dầu (nghìn thùng/ ngày) 1/1/2003 1/1/2002 2002 2001 Brunei 1350 13800 1350 13800 185 108,5 Indonesia 5000 92500 5000 92500 1120 1214,4 Malaisia 3000 75000 3000 75000 760 744,2 Myanmar 50 10000 50 10000 10 Philipine 152 3772 178 3693 14 7,1 ThaiLan 583 13341 515,7 12705 130 118,1 VietNam 600 6800 600 6800 304 304,8 TrungQuoc 18250 53325 24000 48300 3400 3296 Ando 5367 26943 4840 22865 663 643,8 Australia 3500 90000 3500 90000 633 632,6 PaquaN.G 240 12230 238 12230 46 57 Neuzealand 189,7 3086 89,5 2,03 34 34 Dầu Khí Dầu Khí Hiện Việt Nam có mỏ dầu quan trọng khai thác + Mỏ Bạch Hổ: Bắt đầu khai thác từ năm 1986, tổng sản lượng thác đạt triệu Sản lượng khai thác khoảng 7÷9 triệu tấn/năm + Mỏ Rồng: bắt đầu khai thác từ năm 1994, song sản lượng chưa nhiều, đạt 12000÷18000 thùng/ngày + Mỏ Đại Hùng: bắt đầu khai thác từ 10-1994, sản lượng 32000 thùng/ngày (5000 tấn/ ngày) Về khí hyđrơcacbon có nơi khai thác sau: Đồ án tốt nghiệp + Mỏ Tiền Hải (Thái Bình): mỏ khí thiên nhiên mỏ nhỏ, hàng năm cung cấp 10÷30 triệu m3 khí cho công nghiệp địa phương + Mỏ Đại Hổ: dạng khí đồng hành kèm khai thác dầu thu 180÷200 m3 khí đồng hành Sản lượng mỏ 1,5 triệu tấn/năm + Riêng mỏ khí Lan Tây- Lan Đỏ với trữ lượng 58 tỷ m3 dung cấp lâu dài mức 2,7 tỷ m3 khí/ năm Theo dự kiến PetroVietNam, thời gian từ 2003 đến 2010, cụm mỏ dầu khí vùng biển Cửu long Nam Cơn Sơn cung cấp đến 6÷8 tỷ m3 khí/năm Từ dầu khí, q trình chế biến hóa học tạo hàng loạt sản phẩm + Sản phẩm lượng: sản phẩm sử dụng để làm chất đốt nhiên liệu động như: dầu hoả dầu FO, xăng, dienzel… + Sản phẩm phi lượng: sản phẩm không sử dụng dạng lượng mà sử dụng vào mục đích khác dầu nhờn, mỡ bơi trơn, nhựa đường (bitum) + Sản phẩm hoá học: kà bán thành phẩm thuộc loại hoá chất trung gian như: axit, rượu, anđêhit, xêtơn… Nói chung phần dầu khí dùng để sản xuất sản phẩm lượng chiếm tỷ lệ cao: trệ 90% sản lượng dầu khai thác giới Với tầm quan trọng lượng chủ yếu điện phục vụ cho đời sống cho kinh tế cuả nước Vì thế, nước giới tiến hành xây dựng nhà máy điện gồm: nhà máy thuỷ điện hạt nhân Ở nước ta có loại nhà máy phát điện là: nhà máy nhiệt điện (Sơng Đà, Taly, Trị An, Hồ Bình…) nhà máy nhiệt điện (Phú Mỹ lấy nhiên liệu đốt khí đồng hành, nhà máy Phả Lại, ng Bí lấy nhiên liệu đốt than…) Ở nước ta, tiềm xây dựng thuỷ điện cịn có tiềm nhỏ khoảng vài trăm MW Việc xây dựng nhà máy nhiệt điện chạy băng khí tự nhiên hay khí đồng hành mở bước phát triển Đồ án tốt nghiệp cho nghành sản xuất điện năng, giảm thiểu ô nhiễm, đáp ứng đủ điện thời gian tới Muốn phát triển cần phải khai thác vận dụng tối đa nguồn lượng có nước phương pháp đại hơn, hiệu Trong trình sản xuất điện nhà máy nhiệt điện, lị khâu quan trọng đầu tiên, có nhiệm vụ biến đổi lượng tàng trữ nhiên liệu thành điện lò Lò thiết bị lớn, vận hành phức tạp, có khả sản xuất nhiệt để cung cấp nước tạo áp suất đẩy tua bin kéo theo trục quay máy phát điện nhằm tạo điện Do thấy vai trị tính chất quan trọng lò lò máy nhiệt điện vậy, nên việc tính tốn thiết lị cho phù hợp việc làm cần thiết thi công nhà máy nhiệt điện Nhằm tăng thêm kiến thức hiểu biết sinh viên, em giao đồ án tốt nghiệp với đề tài: " Thiết kế buồng đốt khí thiên nhiên lị nhà máy nhiệt điện suất 30 hơi/ giờ" Đồ án tốt nghiệp PHẦN I KHÁI NIỆM CƠ BẢN CỦA LÒ HƠI NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Trong nhà máy nhiệt điện lò thiết bị lớn quan trọng nhất, vận hành phức tạp khả khí hố, tự động hố cao Nhiệm vụ lị sản xuất nhiệt để cung cấp nước chạy máy tuabin làm quay trục máy phát điện nhằm biến đổi từ sang điện Ngồi lĩnh vực khác, lị cịn cung cấp nóng để phục vụ cho nhu cầu như: sấy, hấp, luyện… lĩnh vực lị thường nhỏ hơn, khả tự động hoá thấp sơ với nhà máy nhiệt điện I CẤU TẠO CỦA LỊ HƠI (HÌNH 1) Lò nhà máy nhiệt điện Bao 13 Ống dẫn nước nóng vào bao Phần nước bao 14 Ống dẫn bão hoà từ bao tới nhiệt Phần bao 15 Bộ nhiệt cấp I Buồng lửa 16 Bộ giảm ôn để điều chỉnh Vịi phun khí tự nhiên 17 Bộ qúa nhiệt cấp II Đường nhiên liệu tới vòi phun 18 Bộ sấy khí cấp I Các dàn ống đặt xung quanh 19 Bộ sấy khí cấp II Ống pheston 20 Ống dẫn khí nóng Ẩng nước xuống 21 Quạt gió 10 Ống góp dàn ống 22 Quạt hút khói lị 11 Bộ hâm nóng nước cấp 23 Ống dẫn khói 12 Bộ hâm nóng nước cấp Đồ án tốt nghiệp II NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA NỒI HƠI Khơng khí nóng đường ống (20) nhiên liệu khí tự nhiên (từ ống dẫn 6) phun vào vòi phun (5) vào buồng lửa (4) Dưới tác dụng nhiệt độ cao buồng lửa, nhiên liệu kết hợp với O2 tạo hỗn hợp cháy, nhiệt toả trình cháy cung cấp nhiệt cho dàn ống (7) bốc đẩy hỗn hợp + nước lên bao (1) Sự truyền nhiệt buồng lửa thực bàng xạ nhiệt buồng lửa dàn ống Bao dùng để phân ly hỗn hợp nước Phần nước bao đưa trở lại dàn ống qua đường ống (9) đặt bên ngồi Nước ống (9) khơng đốt nóng nên có trọng lượng riêng lớn hỗn hợp nước dàn ống (7), điều tạo nên chênh lệch trọng lượng cột nước làm cho mơi chất chuyển động tuần hồn tự nhiên kín mà không cần phải bơm Lượng nước bao lượng nước bão hoà vào ống dẫn (14) đến qúa nhiệt cấp I (15) nhiệt cấp II (17) để tạo thành nhiệt có nhiệt độ cao, lượng điều chỉnh ổn định giảm ôn (16) Hơi nhiệt đưa sang phân xưởng tuabin để chạy máy phát điện Để có nhiệt người ta phải cung cấp lượng nước mềm, lượng nước qua hâm nóng nước cấp I (11) hâm nóng nước cấp II (12) Khi khỏi hâm nóng nước cấp II nước có nhiệt độ khoảng 1500C đưa đến bao Lượng khơng khí nóng đưa vào buồng (4) lấy từ khơng khí nhờ quạt gió (21) hâm nóng hâm nóng khơng khí cấp I (18) hâm nóng khơng khí cấp II (19) Phần ống cửa buồng lửa gọi ống pheston (8) chia thành nhiều dãy (ống đặt thưa) để giảm bớt tro, bẩn bám ống Pheston hấp thụ thêm phần nhiệt lượng khói trước vào nhiệt Khói lị khỏi q nhiệt có nhiệt độ cao, người ta đặt thêm hâm nóng nước (11), (12) hâm nóng khơng khí (18), (19) để tiết kiệm nhiệt thừa khói thải Nhiệt độ khói thải khoảng Đồ án tốt nghiệp 110 - 1700C Quạt hút khói (22) để hút khói từ buồng đốt (4) đẩy môi trường ống khói (23) II.1 Cấu tạo nguyên lý làm việc bao Sơ đồ thiết bị phân ly để đưa hỗn hợp nước mức nước bao (hình 2) Hình 2: Cấu tạo bao Ống sinh Ống đưa nước cấp Tấm không đục lỗ Tấm đục lỗ khoang Tấm đục lỗ đặt chìm Ống lấy Cánh hướng đục lỗ Ống nước xuống Mép gỗ đục lỗ Nguyên lý làm việc: Hỗn hợp - nước từ ống sinh (1) vào bao hướng xuống chắn có đục lỗ (3) nhờ chắn khơng đục lỗ (2) Hơi lên chui qua lỗi đặt chìm nước, cách mức nước thấp Đồ án tốt nghiệp bao khoảng 50 - 150mm Gờ ghép đục lỗ (3) có kích thước khơng nhỏ 50mm để ngăn khơng lọt phía ngồi đục lỗ Nước cấp vào theo ống đưa nước cấp (6) chảy vào máng lớn đặt dọc theo bao (3) vách bao hơi, chảy tràn lên đục lỗ Tiết diện máng chọn theo yêu cầu, tốc độ nước máng khoảng 0,2 - 0,3m/s Hơi nước bao phân li nước qua đục lỗ khoang (7) vào ống lấy (8) Nhờ đục lỗ (7) mà nước vào ống lấy (8) phân bố đồng ổn định Mặt khác (7) có tác dụng tách ẩm cho nước lần cuối Nước bao tuần hoàn xuống ống (9) để đun nóng Tác dụng đục lỗ (3) là: + Đảm bảo phụ tải mặt bốc đồng + Tăng trở lực dòng làm cho động dòng giảm khơng đủ khả mang theo giọt nước lớn + Sử dụng tốt thể tích khoang diện tích mặt bốc II.2 Các đặc tính kỹ thuật lị a Thơng số Trong nhà máy nhiệt điện, trị số áp suất nhiệt độ nhiệt chọn sở kinh tế - kỹ thuật chu trình nhiệt Trong cơng nghiệp, lị dùng để sản xuất bão hồ cần đặc trưng thơng số áp suất (N/m3 = Pascal, ATM = 105Pascal) b Sản lượng Là số lượng sản xuất lò đơn vị thời gian (đo kg/s, kg/h, tấn/h) Người ta phân biệt số lượng sau đây: - Sản lượng định mức lò sản lượng lớn mà lò cho phép làm việc lâu dài thông số quy định 10 ... giao đồ án tốt nghiệp với đề tài: " Thiết kế buồng đốt khí thiên nhiên lị nhà máy nhiệt điện suất 30 hơi/ giờ" Đồ án tốt nghiệp PHẦN I KHÁI NIỆM CƠ BẢN CỦA LÒ HƠI NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Trong nhà máy. .. MW Việc xây dựng nhà máy nhiệt điện chạy băng khí tự nhiên hay khí đồng hành mở bước phát triển Đồ án tốt nghiệp cho nghành sản xuất điện năng, giảm thiểu ô nhiễm, đáp ứng đủ điện thời gian tới... trục quay máy phát điện nhằm tạo điện Do thấy vai trị tính chất quan trọng lò lò máy nhiệt điện vậy, nên việc tính tốn thiết lị cho phù hợp việc làm cần thiết thi công nhà máy nhiệt điện Nhằm