Tính toán xây dựng hệ thống đồng phát nhiệt điện cho công ty dệt may (calculation and setting up a cogeneration unit for the textile company)

TÍNH TOÁN XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐỒNG PHÁT NHIỆT ĐIỆN CHO CÔNG TY DỆT MAY Luận văn này gồm 5 chương với những nội dung như sau: - Tìm hiểu về nhu cầu và hiện trạng năng lượng Việt Nam. - Giới thiệu hệ thống đồng phát. - Tìm hiểu hiện trạng phát triển công nghệ đồng phát ở nước ta và đối tượng áp dụng công nghệ đồng phát. - Nghiên cứu đề xuất sơ đồ hệ thống đồng phát cho công ty Dệt may. - Lựa chọn thông số và tính toán sơ đồ nhiệt: + Chọn kiểu tuabin và các thông số hơi từ nhà sản xuất. + Tính toán lưu lượng và thông số hơi + Tính toán hệ thống bơm cấp, bơm ngưng - Tính toán lựa chọn các thiết bị: + Chọn lò hơi và tính toán các thiết bị phụ trợ hệ thống lò hơi gồm: quạt hút, quạt ...gió, ống khói. + Tính toán các thiết bị: bình phân ly, bình gia nhiệt nước bổ sung. - Tính toán, so sánh hiệu quả chi phí năng lượng.

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ - BỘ MƠN CƠNG NGHỆ NHIỆT LẠNH TÍNH TỐN XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐỒNG PHÁT NHIỆT ĐIỆN CHO CÔNG TY DỆT MAY (CALCULATION AND SETTING UP A COGENERATION UNIT FOR THE TEXTILE COMPANY) TĨM TẮT LUẬN VĂN TÍNH TỐN XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐỒNG PHÁT NHIỆT ĐIỆN CHO CÔNG TY DỆT MAY Luận văn gồm chương với nội dung sau: - Tìm hiểu nhu cầu trạng lượng Việt Nam - Giới thiệu hệ thống đồng phát - Tìm hiểu trạng phát triển cơng nghệ đồng phát nước ta đối tượng áp dụng công nghệ đồng phát - Nghiên cứu đề xuất sơ đồ hệ thống đồng phát cho công ty Dệt may - Lựa chọn thơng số tính tốn sơ đồ nhiệt: + Chọn kiểu tuabin thông số từ nhà sản xuất + Tính tốn lưu lượng thơng số + Tính tốn hệ thống bơm cấp, bơm ngưng - Tính tốn lựa chọn thiết bị: + Chọn lị tính tốn thiết bị phụ trợ hệ thống lò gồm: quạt hút, quạt gió, ống khói + Tính tốn thiết bị: bình phân ly, bình gia nhiệt nước bổ sung - Tính tốn, so sánh hiệu chi phí lượng MỤC LỤC Trang bìa i Nhiệm vụ luận văn ii Nhận xét giáo viên hướng dẫn iii Nhận xét giáo viên phản biện v Lời cảm ơn vii Tóm tắt luận văn viii Mục lục ix Danh sách hình vẽ xii Danh sách bảng biểu xiv Chương GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG ĐỒNG PHÁT NHIỆT ĐIỆN 1.1 Nhu cầu trạng lượng công nghiệp 1.1.1 Điện 1.1.2 Nhiệt 1.1.3 Vấn đề phát thải sản xuất lượng 1.1.4 Cơ hội phát triển công nghệ đồng phát 1.2 Khái niệm Đồng phát 1.3 Ưu điểm Đồng phát 10 1.4 Hiện trạng công nghệ Đồng phát Việt Nam 11 1.4.1 Ngành cơng nghiệp mía đường 11 1.4.2 Khu công nghiệp quy mô lớn – Formosa 14 1.4.3 Nhà máy giấy Bãi .15 Chương NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT SƠ ĐỒ HỆ THỐNG ĐỒNG PHÁT 17 2.1 Đối tượng áp dụng 17 2.1.1 Tổng quan Công ty Dệt may A .18 2.2 Tình hình sử dụng cung cấp lượng công ty A 20 2.2.1 Tình hình sử dụng cung cấp nhiệt 20 2.2.2 Tình hình sử dụng cung cấp điện 25 2.3 Đề xuất phương án Đồng phát nhiệt điện 27 2.3.1 Các phương án đề xuất 27 2.3.2 Lựa chọn sơ đồ hệ thống Đồng phát cho Công ty Dệt may A 30 Chương LỰA CHỌN THƠNG SỐ VÀ TÍNH TỐN SƠ ĐỒ NHIỆT 32 3.1 Thông số ban đầu 32 3.2 Thơng số sau tuabin trích 35 3.3 Xác định trạng thái nước tầng tuabin, xây dựng trạng thái…… … làm việc giản đồ I_s 36 3.4 Xác định lưu lượng dòng 38 3.4.1 Lưu lượng cửa trích 38 3.4.2 Lưu lượng phân ly từ cửa trích 39 3.5 Công suất điện tổ máy 40 3.6 Tính lưu lượng dịng phụ 41 3.7 Công suất bơm 43 3.7.1 Bơm cấp 43 3.7.2 Bơm ngưng 44 3.8 Xác định tiêu kinh tế kỹ thuật sơ đồ nhiệt 45 3.9 Xác định kích thước ống dẫn 46 3.9.1 Đoạn ống dẫn từ lò đến tuabin từ tuabin đến thiết bị trao đổi nhiệt cho nhu cầu sấy, nhuộm, định hình vải 47 3.9.2 Đoạn ống dẫn nước ngưng 47 3.9.3 Đoạn ống dẫn nước cấp .48 3.10 Tóm tắt tính tốn sơ đồ nhiệt 48 Chương TÍNH TỐN LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ 50 4.1 Lò 50 4.2 Tính tốn số thiết bị phụ đường cấp khơng khí thải khói của……… ….lị hơi…… .52 4.2.1 Tính tốn q trình cháy 52 4.2.2 Tính tốn cơng suất quạt kích thước ống khói 58 4.3 Kích thước thiết bị gia nhiệt nước bổ sung nước xả lò 60 4.4 Tính chọn kích thước bình phân ly 62 4.4.1 Bình phân ly PL1 62 4.4.2 Bình phân ly PL2 65 Chương TỔNG KẾT 67 5.1 Kết lựa chọn tính tốn phương án Đồng phát 67 5.2 So sánh hiệu lượng 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO 70 DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 1.1 Các lĩnh vực sử dụng lượng Việt Nam giai đoạn 2010 – 2030, Đơn ……… vị KTOE [9] Hình 1.2 Biểu đồ nguồn cung điện Việt Nam [10] .3 Hình 1.3 Biểu đồ cơng suất nguồn điện nước 2016-2018 [10] Hình 1.4 Sơ đồ hệ thống nước .5 Hình 1.5 Phát thải khí nhà kính năm 2010 dự báo tới năm 2020 2030 (Kịch ……… thông thường BAU) mục tiêu 2030 [8] .6 Hình 1.6 Sơ đồ hệ thống đồng phát .8 Hình 1.7 Hiệu sử dụng lượng hệ thống đồng phát [12] 10 Hình 1.8 Quy trình sản xuất nhà máy mía đường [15] 11 Hình 1.9 Sơ đồ nguyên lý, tổ máy VN-1 14 Hình 2.1 Quy trình cơng nghệ xưởng dệt nhuộm 19 Hình 2.2 Máy nhuộm vải 20 Hình 2.3 Máy sấy vải 21 Hình 2.4 Máy căng kim định hình vải 21 Hình 2.5 Lị nhà máy dệt A (chụp trường) 22 Hình 2.6 Hình ảnh sơ đồ nguyên lý hoạt động lò dầu tải nhiệt 23 Hình 2.7 Tuabin đối áp 28 Hình 2.8 Tuabin ngưng có cửa trích 29 Hình 2.9 Sơ đồ hệ thống Đồng phát 30 Hình 3.1 Đồ thị t-s thể trình tăng nhiệt độ 32 Hình 3.2 Đồ thị thể trình tăng áp suất 33 Hình 3.3 Thơng số ban đầu kết đôi [21] 34 Hình 3.4 Mặt cắt tuabin đối áp có cửa trích điều chỉnh 35 xii Hình 3.5 Đồ thị i-s tuabin 37 Hình 3.6 Trao đổi nhiệt thiết bị trao đổi nhiệt TĐN1 38 Hình 3.7 Bình phân ly PL1 39 Hình 3.8 Trao đổi nhiệt thiết bị trao đổi nhiệt TĐN2 40 Hình 3.9 Các dịng phụ 41 Hình 3.10 Bình phân ly PL2 42 Hình 3.11 Ví dụ bố trí bơm cấp 44 Hình 3.12 Ví dụ bố trí bơm ngưng 45 Hình 3.13 Các thông số hệ thống 48 Hình 4.1 Sơ đồ ngun lý hoạt động hệ thống lị tầng sơi tuần hồn 50 Hình 4.2 Sơ đồ mặt cắt ngang lò đề xuất 51 Hình 4.3 Nguyên lý hoạt động bình gia nhiệt nước bổ sung 61 Hình 4.4 Trao đổi nhiệt bình gia nhiệt nước bổ sung 61 Hình 4.5 Biểu đồ chọn bình phân ly (Spirax Sarco) 63 Hình 4.6 Thơng số kích thước bình phân ly PL1 64 DANH SÁCH BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Tỷ lệ nhiệt năng/điện số thông số kỹ thuật khác [6] Bảng 2.1 Thông tin chung công ty dệt may A 18 Bảng 2.2 Bảng thơng số kỹ thuật lị tầng sơi 23 Bảng 2.3 Bảng thơng số kỹ thuật lị dầu tải nhiệt 25 Bảng 2.4 Tổng kết điện tiêu thụ công ty 26 Bảng 3.1 Vật liệu ứng với nhiệt độ [21] 33 Bảng 3.2 Tiêu chuẩn tuabin Hitachi 34 Bảng 3.3 Các kết 49 Bảng 4.1 Thành phần than cám [12] 52 Bảng 4.2 Enthalpy khói thải khói buồng lửa theo nhiệt độ 54 Bảng 4.3 Các tổn thất nhiệt hiệu suất lò 57 Bảng 5.1 Các tiêu kinh tế kỹ thuật 67 Bảng 5.2 Bảng so sánh chi phí lượng 68 CHƯƠNG GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG ĐỒNG PHÁT NHIỆT NHIỆN CHƯƠNG GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG ĐỒNG PHÁT NHIỆT ĐIỆN 1.1 Nhu cầu trạng lượng công nghiệp Năng lượng ngành kinh tế quan trọng quốc gia Việc phát triển ngành lượng kéo theo hàng loạt cơng nghiệp khác khí, sản xuất vật liệu xây dựng Nhiều lĩnh vực có nhu cầu cao điện nhiệt luyện kim, gia cơng kim loại, chế biến thực phẩm, hố chất, dệt Một kinh tế phát triển cần nhiều lượng Thơng qua số tiêu thụ lượng bình qn theo đầu người, phán đốn trình độ phát triển kinh tế, kỹ thuật văn hoá quốc gia Trong năm gần đây, Việt Nam đạt nhiều thành tựu kinh tế trình hội nhập với giới Sự tăng trưởng kinh tế liên tục với tốc độ cao giúp cải thiện mức sống người dân nước ta làm nhu cầu sử dụng lượng tăng lên, dự kiến tới 8,1-8,7% giai đoạn 2001-2020 Trong lĩnh vực công nghiệp, nhu cầu tiêu thụ lượng tăng nhanh: từ 4,36 triệu dầu quy đổi - TOE (2000) lên 16,29 triệu TOE (2010); 23,74 triệu TOE (2015) đến 33,12 triệu TOE (2020) [9] Hình 1.1 Các lĩnh vực sử dụng lượng Việt Nam giai đoạn 2010 – 2030, Đơn vị: KTOE [9] CHƯƠNG GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG ĐỒNG PHÁT NHIỆT NHIỆN Hình 1.1 cho thấy tình hình sử dụng lượng lĩnh vực Việt Nam (2010 -2030), cơng nghiệp giao thơng vận tải lĩnh vực tiêu tốn nhiều lượng Năm 2015, tổng lượng tiêu thụ toàn quốc Việt Nam khoảng 65 triệu TOE Chiến lược phát triển lượng quốc gia đến năm 2020, tầm nhìn đến 2050 đề mục tiêu phấn đấu đảm bảo cung cấp lượng cho nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội đến năm 2020 đạt khoảng 100-110 triệu TOE lượng sơ cấp, khoảng 310-320 triệu TOE vào năm 2050 Tuy nhiên, lí khiến tiêu thụ lượng ngày tăng hiệu sử dụng lượng Việt Nam thấp Hiện nay, để tạo 1000USD GDP, Việt Nam phải tiêu tốn 600kg dầu tương đương Con số cao gấp 1,5 lần so với Thái Lan gấp lần mức bình quân giới Như vậy, lượng bao gồm điện nhiệt lĩnh vực quan tâm nước ta với hội phát triển thách thức không nhỏ 1.1.1 Điện Trong ngành lượng, điện chiếm phần lớn nhu cầu lượng, theo báo cáo EVN, với phát triển ngành kinh tế quốc dân, ngành lượng, điện lực có bước phát triển nhanh, đảm bảo nhu cầu lượng cho phát triển kinh tế - xã hội Tiêu thụ điện năm gần tăng với tốc độ cao, bình quân 12,04 %/năm giai đoạn 2003-2018, điện thương phẩm năm 2018 đạt 192,1 tỷ kWh, tăng 5,5 lần so với năm 2003 (34,9 tỷ kWh) [13] Theo dự báo từ đến năm 2030, nhu cầu sử dụng điện tiếp tục tăng trưởng mức cao Trong bối cảnh kinh tế nước ta chuẩn bị điều kiện bước vào giai đoạn cơng nghiệp hóa - đại hóa, ngành điện cần phải đảm bảo sản xuất 265-278 tỷ kWh vào năm 2020 khoảng 572-632 tỷ kWh vào năm 2030 [13] Biểu đồ hình 1.2 thể tình hình nguồn cung điện dự phóng theo Quy hoạch điện VII cho thấy nhu cầu điện tăng mạnh giai đoạn 2015 đến 2030, tăng trưởng mạnh mẽ quy mơ có chuyển dịch cấu tiêu thụ ảnh hưởng phát triển nhóm khách hàng cơng nghiệp, xây dựng Mức phụ tải đỉnh (nhu cầu điện cao giờ) năm 2014 lên đến 22GW, tăng gấp 2,5 lần vịng 10 năm CHƯƠNG TÍNH TỐN LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ - Tổn thất thải xỉ: a x (Ct) x A lv 0,5.560.13,99 q6    0,17 % Qdv 23073 Nhiệt độ khói thải trình thiết kế phải chọn trước với giá trị tối ưu Đối với lò đốt than có phần chọn nhiệt độ khói thải 160oC trường hợp phun tải, trường hợp lị chạy non tải đảm bảo nhiệt độ đọng sương khói thải - Tổn thất lượng khói thải mang ngồi: Q  (I th  I kkl ).(1  q4 ) 100  (2000,  402, 4).(1  ) 100  1518kJ / kg Trong đó: Ith = 2000,4 kJ/kg – Enthalpy khói thải ứng với nhiệt độ 160oC bảng 4.2 Ikkl   th Vkk0 (Ct)kkl  1, 48.5,97.1,3.35  402, 4kJ / kg với nhiệt độ không khí lạnh 35oC nhiệt dung riêng Ckkl = 1,3 kJ/kg - Ta có: q2  - Q2 100  6,6% Qdv Hiệu suất lò hơi:    (q  q  q  q  q )  86,5% Hiệu suất lò gần so với hiệu suất chọn mục 3.8 trang 46 - Lượng tiêu hao nhiên liệu D0 (i  i nc )  D x (i 'bh  i nc ) B .Qdv 31,35.103.(3296  544,7)  0,1  0,865.23027  4337,3kg / h 57 CHƯƠNG TÍNH TỐN LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ - Lượng tiêu hao nhiên liệu tính tốn: Bt  (1  q4 ).B  (1  ).4337,3  4120,5kg / h  8,18kg / s 100 100 Bảng 4.3 Các tổn thất nhiệt hiệu suất lò Qth Các tổn thất (%) (kJ/kg) q2 q3 q4 q5 23027 6,2 0,5 1,2 Hiệu Bt q6 suất (%) (kg/h) 0,17 86,5 4120,5 4.2.2 Tính tốn cơng suất quạt kích thước ống khói Hệ thống thơng gió có nhiệm vụ vừa cung cấp đầy đủ khơng khí để đốt cháy hoàn toàn nhiên liệu, đồng thời thải khói khỏi lị để lị làm việc liên tục ổn định Để thực nhiệm vụ ta dùng ba loại thiết bị: ống khói, quạt cấp gió quạt hút khói a) Quạt gió - Lưu lượng quạt gió: 273  t kkl 273 273  35  1,1.4120,5.(1,3  0,05).5,97 273  41257,9 m / h Vg  1,1.Bt (  skk ).Vkk0 Trong đó:  Bt = 4120,5 kg/h , lượng nhiên liệu tiêu hao tính tốn  α = 1,3, hệ số khơng khí thừa  Vkk0  5,97 mtc3 / kg , lượng khơng khí lý thuyết  tkkl = 35 oC, nhiệt độ khơng khí lạnh - Trở lực đường ống gió Tổng trở lực đường gió tổng trở lực từ quạt gió tới buồng lửa H Tong  H skk  H qg bl  1000  10000  11000 Pa Trong đó: 58 CHƯƠNG TÍNH TỐN LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ  Chọn H skk = 1000 Pa, tổn thất qua sấy không khí ống dẫn  Chọn H qp  vp =  h qg  10000 Pa , tổng trở lực qua hệ thống phân phối gió lớp sơi Tính tốn tải cực đại có tính đến hệ số an tồn βg = 1,1 - Cơng suất quạt gió: Ng  1,1 Vg Hg 3600.g  41257,9.11000  161247 W  161, kW 3600.0,86 b) Quạt khói Quạt khói lắp sau thiết bị khử lý bụi, sau khói khỏi thiết bị xử lý bụi nhiệt độ khói giảm cịn 125oC - Lưu lượng quạt khói: 273  t th 273 273  125  1,1.41220,5.(8,33  0,05.5,97) 273  57063,85m / h Vk  1,1.Bt (Vth   dk Vkk0 ) Trong đó:  Bt = 41220,5 kg/h, lượng nhiên liệu tiêu hao tính tốn  ∆αdk = 0,05, hệ số khơng khí lạnh lọt trong đường ống khói  Vkk0  5,97 mtc3 / kg , lượng khơng khí lý thuyết  Vth = 8,33 m / kg , lượng khói thải khỏi lò  tth = 125 oC., nhiệt độ khói thải - Trở lực đường khói: Tổng trở lực đường khói tổng trở lực từ khơng gian buồng lửa lị đến ống khói Trở lực bao gồm trở lực khói qua cyclone thu hồi bụi, nhiệt, dàn ống sinh đối lưu, hâm nước, sấy khơng khí, hệ thống làm khói kênh dẫn khói Giá trị xác trở lực có tính tốn thiết kế lị 59 CHƯƠNG TÍNH TỐN LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ Trong luận văn này, để xác định sơ công suất quạt khói, ta chọn tổng trở lực đường khói ( từ tham khảo tài liệu lò tầng sơi): HTong  8000Pa - Hệ số an tồn 1,1 Ta có: H k  1,1.8000  8800 Pa - Tính tốn tải cực đại có tính đến hệ số an tồn βg = 1,1 - Cơng suất quạt khói: N k  1,1 Vk H k 57063,85.8800  1,1  174816,7 W  178, 4kW 3600.k 3600.0,86 a Xác định kích thước ống khói Ống khói thiết bị quan trọng hệ thống lò hơi, giúp giảm phát thải mơi trường Chiều cao ống khói phải tính tốn theo điều kiện tiêu chuẩn đảm bảo vệ sinh môi trường Thông thường chọn theo kinh nghiệm Với lị cơng nghiệp, chiều cao ống khói khơng 14-16m, với lị lắp đặt khu cơng nghiệp, ta chọn chiều cao ống khói H = 30m Chọn vận tốc trung bình khói ωtb = 25 m/s - Đường kính ống khói: d k  273  t 273  120 57063,85 273  273  1,08m .tb 3600..25 Vk Vậy, dự kiến ống khói lị có chiều cao H = 30 m, với đường kính trung bình dk = 1,08 m 4.3 Kích thước thiết bị gia nhiệt nước bổ sung nước xả lò Thiết bị gia nhiệt nước bổ sung chọn thiết bị trao đổi nhiệt dạng chùm ống ứng dụng nhiều công nghiệp sử dụng cho lưu thể có tính chất đóng cặn cao, có tính xâm thực, ăn mịn, tính độc hại hỗn hợp nhiều thành phần Thiết bị trao đổi nhiệt dạng chùm ống có nguyên lý hoạt động hình 4.3, dựa nguyên lý trao đổi nhiệt gián tiếp giữ hai lưu thể chuyển động bên bên 60 CHƯƠNG TÍNH TỐN LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ ống trao đổi nhiệt ( nước bổ sung chảy ống, nước xả đáy chảy ngồi ống có vách ngăn) Hình 4.3 Ngun lý hoạt động bình gia nhiệt nước bổ sung Tính tốn sơ diện tích thiết bị trao đổi niệt phường pháp NTU - Nhiệt lượng trao đổi Q  D bs C p (t 'bs  t bs )  0,5.4,17.(41,77  30)  24,64 kW với nhiệt dung riêng nước nhiệt độ 35oC, Cp = 4,17kJ/kg.K - Với lưu động ngược chiều, độ chênh lệch nhiệt độ trung bình logarit, hình 4.4: t m  (t Dx  t 'bs )  (t 'x  t bs ) (133,6  41,77)  (45  30)   17,7 C 133,6  41,77 t Dx  t 'bs ln ln ' 45  30 t x  t bs Hình 4.4 Trao đổi nhiệt bình gia nhiệt nước bổ sung 61 CHƯƠNG TÍNH TỐN LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ - Diện tích bình gia nhiệt nước bổ sung: F Q 24,64.1000   1,072 m k.t m 1000.17,7 Chọn hệ số truyền nhiệt cho thiết bị trao đổi nhiệt kiểu chùm ống k = 1000 W/m2.oC - Chọn thông số kết cấu thành phần: + Ống nước có đường kính ngồi dng = 16 mm đường kính dtr = 14 mm + Thiết bị gia nhiệt có pass ống + Số ống pass nước 10 - Chiều dài ống: l  F d tr  d ng 2.1000  n t 1,072  1,64 m 16  14  .20 2.1000 Chọn chiều dài thiết bị trao đổi nhiệt 1,8 m Với hệ số l/D =  (D đường kính thiết bị trao đổi nhiệt), chọn đường kính thiết bị trao đổi nhiệt D = 0,35 m Vậy thiết bị trao đổi nhiệt có kích thước sơ chiều dài l = 1,8 m, đường kính D = 0,35 m với pass ống, pass có 10 ống 4.4 Tính chọn kích thước bình phân ly Bình phân ly thiết bị tách lỏng, sử dụng để tận dụng nhiệt nước xả đáy lò nước ngưng làm tăng hiệu suất hệ thống Để xác định kích thước bình phân ly ta dựa vào catalogue hãng sản xuất tính tốn, phác thảo sơ kích thước bình phân ly 4.4.1 Bình phân ly PL1 Kích thước bình phân ly PL1 chọn theo catalogue hãng Spirax Sarco, sử dụng biểu đồ hình 4.5 Dựa áp suất nước ngưng sau cung cấp nhiệt lượng cho trình sấy (P1), lưu lượng nước ngưng (D1) áp suất bình phân ly (P2) Q trình xác định kích thước bình phân ly PL1 sau: 62 CHƯƠNG TÍNH TỐN LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ - Xác định điểm áp suất P1 = 14,5 bar_g di chuyển theo chiều ngang tới đường áp suất P2 = bar_g - điểm A - Di chuyển xuống theo chiều thẳng đứng tới đường lưu lượng D1' - điểm B - Theo đường cong lưu lượng cắt đường biên,gióng ngang sang đường áp suất P2 điểm C - Từ di chuyển lên để chọn kích thước bình phân ly – trường hợp ta chọn bình phân ly FV15 Hình 4.5 Biểu đồ chọn bình phân ly (Spirax Sarco) 63 CHƯƠNG TÍNH TỐN LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ - Bình phân ly PL1- kiểu FV15, có kích thước hình 5.2 Hình 4.6 Thơng số kích thước bình phân ly PL1 64 CHƯƠNG TÍNH TỐN LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ Tính tốn vận tốc tối đa cho phép bình phân ly PL1 tiết diện mặt cắt ngang lớn theo thơng số trên, đường kính Dia PL1  406mm  0, 406m - BTheo tài liệu [5], đường kính bình phân ly PL1 là: A  Dia PL1  4 A pl1  A pl1  0, 406m   Tiết diện mặt cắt ngang bình phân ly PL1: A PL1  - .0, 4062  0,13m Ta có: A PL1  D PL1 0,3646   0,13 v perm1. v v perm1.1,651 Với v  1,651kg / m3 Dpl1  0,3646kg / s khối lượng riêng lưu lượng bình phân ly PL1 - Ta tìm vận tốc tối đa cho phép vperm1  1,9m / s - Tỷ lệ chiều cao/đường kính: Hig PL1 E 1275    3,14 Dia PL1 A 406 4.4.2 Bình phân ly PL2 Sơ đồ hình 5.2 sử dụng cho bình phân ly có áp suất nước vào nhỏ 20 barg, nước vào bình phân ly PL2 có áp suất 40 bar_a (39 bar_g) Do vậy, kích thước bình phân ly PL2 tính toán sơ theo tài tiệu [19], phụ thuộc vào vận tốc tối đa cho phép tiết diện mặt cắt ngang lớn - Vận tốc tối đa cho phép: v perm2  K v l   v 931,8  1,651  0,08  1,9 m / s , v 1,651 so với vận tốc tối đa cho phép bình phân ly PL1 khơng có sai số hai bình phân ly có thơng số áp suất Trong đó:  Kver = 0,08 m/s, số thực nghiệm phụ thuộc vào bình phân ly, ta chọn bình phân ly dạng đứng có lưới lọc [20] 65 CHƯƠNG TÍNH TOÁN LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ  ρl = 931,8 kg/m3, khối lượng riêng lỏng ngưng tụ  ρv = 1,651 kg/m3, khối lượng riêng - Tiết diện mặt cắt ngang bình phân ly: A pl  Dpl2 v perm v  0,01237  0,0068 m2 2,311.1,129 với DPL2  0,02 kg / s lưu lượng khỏi bình phân ly PL2 - Đường kính bình phân ly: Dia PL2  4 A pl2  0,0068  0,093m  93mm   tính đến hệ số an tồn chọn đường kính bình phân ly Dia PL2  150mm - Tỷ lệ Chiều cao/Đường kính bình phân ly PL2 tham khảo theo bình phân ly PL1 Hig PL2  3,14  Hig PL2  3,14.0,15  471mm Dia PL2 ,tính đến hệ số an tồn, chọn chiều cao bình phân ly PL2 Hig PL2  500mm Vậy, bình phân ly PL2 có kích thước tính tốn sơ với đường kính Dia PL2  150mm chiều cao Hig PL2  500mm 66 CHƯƠNG TỔNG KẾT CHƯƠNG TỔNG KẾT 5.1 Kết lựa chọn tính tốn phương án đồng phát Luận văn đề xuất phương án đồng phát nhiệt điện cho công ty Dệt may A Hiện trạng công ty A sử dụng điện lưới cấp nhiệt cho cơng nghệ hai thiết bị: - 01 lị tầng sôi , chủ yếu cấp nhiệt cho xưởng nhuộm + Công suất: 20 hơi/h + Áp suất hơi: bar - 01 lò dầu tải nhiệt, chủ yếu cấp nhiệt cho máy sấy vải + Công suất: 5000000 kcal/h Phương án đồng phát lựa chọn sử dụng tuabin đối áp có cửa trích điều chỉnh để cấp hai dịng có áp suất khác cho công nghệ Máy phát điện làm việc nối lưới nên hệ thống vận hành nhằm đáp ứng nhu cầu phụ tải nhiệt Nhiên liệu sử dụng than cám Indo Luận văn tiến hành tính tốn sơ đồ nhiệt, tính tốn thiết kế lựa chọn phần tử hệ thống, bao gồm: - 01 lị tầng sơi tuần hồn (Circulating Fluidized Bed – CFB) + Công suất : 35 hơi/h + Áp suất nhiệt: 40 bar + Nhiệt độ nhiệt: 435 oC - 01 tuabin đối áp + Tổng cơng suất nhiệt: 20000 kW Trong dịng trích có áp suất P1 = 15,5 bar , dịng có áp suất bar + Cơng suất điện: 3673 kW - Các thiết bị phụ gồm: 01 bình gia nhiệt nước bổ sung 02 bình phân ly (nước xả lò nước thu hồi sau qua cơng đoạn sấy) - Kết tính tốn sơ đồ nhiệt thể hình 3.13 - Xác định tiêu kinh tế kỹ thuật hệ thống sau: 67 CHƯƠNG TỔNG KẾT Bảng 5.1 Các tiêu kinh tế kỹ thuật Suất tiêu hao d0 kg/kWh 8,536 Tiêu hao nhiệt cho tuabin QTU kW 23772 Suất tiêu hao nhiệt cho tuabin qTU kJ/kWh 23298 Tiêu hao nhiên liệu hệ thống B kg/h 4305 Suất tiêu hao nhiên liệu hệ thống b kg/kWh 1,172 Hiệu suất nhiệt hệ thống th % 72,6 Hiệu suất phát điện hệ thống e % 13,3 Hiệu suất phát toàn hệ thống  % 85,9 5.2 So sánh hiệu lượng Hệ thống đồng phát, chi phí tiêu hao nhiên liệu bao gồm sản xuất lượng nhiệt điện ( nhu cầu điện đáp ứng khoảng 70 % nhu cầu điện nhà máy tháng nhà máy đạt tải tải cao nhất, 30% lại mua điện từ điện lưới quốc gia) - Hệ thống Đồng phát có lượng tiêu hao nhiên liệu: B = 4305 kg/h - Giá than cám Indo tham khảo thị trường có giá dao động từ 2.000.000 VND/tấn đến 2.600.000 VND/tấn ta lấy giá trung bình 2.300.000 VND/tấn Hệ thống cũ, gồm lị tầng sơi sử dụng than cám Indo 30 tấn/ngày lò dầu tải nhiệt sử dụng mùn cưa 26 tấn/ngày Với giá mùn cưa 2100 VND/kg - Giá điện (tham khảo định số 648/QĐ-BCT ban hành ngày 20/03/2019 Bộ Công Thương) ngành sản xuất Cấp điện áp từ 22 kV đến 110 kV 1555 VND/kWh Bảng 5.2 Bảng so sánh chi phí lượng Hệ thống Hệ thống Đồng phát Hệ thống cũ 86,73 44,769 Chi phí Nhiệt ( tỷ VND/năm) 68 CHƯƠNG TỔNG KẾT Điện (tỷ VND/năm) 21,48 71,51 108,22 116,28 Tổng (tỷ VND/năm) Như vậy, công ty dệt may A đầu tư hệ thống Đồng phát so với hệ thống cũ số chi phí tiết kiệm năm (116,28 – 108,22) 8,06 tỷ VND với nguồn điện cung cấp cho công ty ổn định Việc xây dựng hệ thống Đồng phát cho công ty Dệt may A góp phần thúc đẩy định hướng cho nhiều ngành sản xuất có quy mơ vừa nhỏ khác, góp phần giảm tải cho lưới điện quốc gia, tiết kiệm nhiên liệu hạn chế phát thải môi trường Nội dung luận văn tập trung tính tốn tiêu hiệu lượng Còn hiệu kinh tế kỹ thuật phương án phải xác định thông qua nghiên cứu khả thi, cần biết chi phí hạng mục thiết bị nhà máy hạng mục xây dựng móng nhà xưởng cho hệ thống Đồng phát 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] GS Trần Thanh Kỳ (1998) Nhà máy nhiệt điện Trung tâm nghiên cứu thiết bị nhiệt lượng mới, Trường đại học Bách khoa Tp.Hồ Chí Minh [2] TS Nguyễn Văn Tuyên (2014) Giáo trình Tuabin nước Tuabin khí Nhà xuất Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh [3] PTS Trần Thanh Kỳ (1990) Thiết kế lò Trung tâm nghiên cứu thiết bị nhiệt lượng mới, Trường đại học Bách khoa Tp.Hồ Chí Minh [4] PGS.TS Đào Ngọc Chân, PGS.TS Hồng Ngọc Đồng (2008) Lị & thiết bị đốt Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội [5] TS Hồng Đình Tín (2013) Cơ sở truyền nhiệt thiết kế thiết bị trao đổi nhiệt Nhà xuất Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh [6] David Flin (2010) Cogeneration The institution of Engineering and Technology, London, United Kingom [7] Báo cáo kiểm toán lượng Trung tâm tiết kiệm lượng (EEC) [8] Koss Neefjes, UNDP Việt Nam (2018) Cơ hội động giảm nhẹ phát thải khí nhà kính lâu dài việt nam [9] Bộ Kế hoạch Đầu tư (MPI) Chương trình phát triển Liên Hợp quốc (UNDP) Dự án “tăng cường lực lồng ghép phát tiển bền vững biến đổi khí hậu cơng tác lập kế hoạch” Nghiên cứu định lượng giảm phát thải khí nhà kính lĩnh vực lượng giai đoạn 2011-2030 Báo cáo “Nghiên cứu, xây dựng mục tiêu định lượng giảm phát thải khí nhà kính ngành lượng Việt Nam, giai đoạn 20132030 Hỗ trợ xây dựng, thực Chiến lược Quốc gia TĂNG TRƯỞNG XANH” Số đăng ký ĐKXB: 1287-2013/CXB/06-632/BĐ [10] Nguyễn Ngọc Hoàng (2015) Báo cáo ngành điện 7/2015 FPT Securities [11] Hội thảo Bộ Công Thương phối hợp với Báo Lao động (2018).Cần có nhìn Nhà máy nhiệt điện than [12] UNEP (2006) Energy Efficiency Guide for Industry in Asia 70 [13] Phê duyệt điều chỉnh quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2011 - 2020 có xét đến năm 2030 Số: 428/QĐ-TTg [14] Hồng Đình Tín, Lê Chí Hiệp (2011) Nhiệt động lực học kỹ thuật Nhà xuất đại học Quốc gia Hồ Chí Minh [15] Ngô Thị Thanh Tâm (2017) Báo cáo ngành đường FPT Securities [16].http://ttcsugar.com.vn/tin-tuc-ct/nhiet-dien-tu-ba-mia-tiet-kiemnhien-lieu-thanthien-moi-truong/684.aspx [17] PGS.TS Phùng Chí Sỹ Dự án xây dựng nhà máy nhiệt điện đốt than công suất 150 MW KCN Nhơn Trạch III, huyện Nhơn Trạch, tỉnh Đồng Nai [18].http://www.scp.gov.vn/tin-tuc/t358/nha-may-giay-bai-bang-cong-nghe-cho-sanxuat-xanh.html [19] Carl R Branan Rules of Thumb for Chemical Engineers Library of Congress Cataloging-in-Publication Data [20].https://www.red-bag.com/engineering-guides/249-bn-eg-ue109-guide-for-vesselsizing.html [21] TS Trần Văn Hưng Slide giảng Trung tâm nhiệt điện 71 ... may A để thay cho hệ thống cấp nhiệt truyền thống 2.1.1 Tổng quan Công ty Dệt may A Công ty CP Dệt may A công ty dệt may hàng đầu Việt Nam quy mô chất lượng sản phẩm Có vị trí đ? ?a lý đặc điểm... trạng phát triển cơng nghệ đồng phát nước ta đối tượng áp dụng công nghệ đồng phát - Nghiên cứu đề xuất sơ đồ hệ thống đồng phát cho công ty Dệt may - L? ?a chọn thơng số tính tốn sơ đồ nhiệt: ... bao gồm nhiệt điện Vì thế, luận văn l? ?a chọn cơng ty Dệt may A làm đối tượng nghiên cứu Mục đích luận văn nghiên cứu đề xuất phương án đồng phát nhiệt điện áp dụng cho công ty dệt may A để thay