TUA BIN LO HOI

Cõu 1-1 Nguyên lý làm việc lò Trên hình 1.1 trình bày sơ đồ cấu tạo nguyên lý làm việc lò đại đặt nhà máy nhiệt điện Không khí nóng với bột than đ-ợc phun vào buồng lửa qua vòi phun cháy, truyền nhiệt cho dàn ống đặt xung quanh buồng lửa N-ớc ống dàn ống (gọi ống Hình 1-1 Sơ đồ nguyên lý làm việc dàn) đ-ợc đốt nóng đến cấu tạo lò bao sôi sinh Hỗn hợp 1-bao hơi; 2-phần chứa n-ớc bao n-ớc sinh đ-ợc hơi; 3- phần chứa bao hơi; 4đ-a lên tập trung bao buồng lửa; 5- vòi phun; 6-đ-ờng nhiên Bao dùng để liệu tới; 7- dàn ống đặt xung phân ly khỏi hỗn quanh buồng lửa để sinh hơi; 8- ống hợp n-ớc Phần n-ớc Pheston; 9- ống xuống; 10- èng gãp ch-a bèc h¬i cã d-íi cđa dµn èng; 11- cÊp mét cđa bé n-íc; 12-cÊp hai hâm n-ớc; bao đ-ợc đ-a trở lại hâm 13-ống dẫn để đ-a n-ớc từ hâm n-ớc ống dàn qua hệ thống từ hâm n-ớc vào bao hơi; 14- ống ống xuống đặt dẫn bÃo hoà từ bao tới t-ờng lò (để không hấp nhiệt; 15-cấp nhiệt; thụ nhiệt) N-ớc 16-bộ giảm ôn để điều chỉnh nhiệt độ ống xuống nhiƯt; 17-cÊp hai cđa bé qu¸ nhiƯt; 18-cÊp mét cđa sấy không không đ-ợc đốt nóng nên khí; 19-cấp hai sấy không khí; có trọng l-ợng riêng lớn 20-đ-ờng dẫn không khí vào buồng lửa; hỗn hợp n-ớc 21-đ-ờng dẫn không khí nóng tới máy ống dàn Điều nghiền; 22-t-ờng bảo ôn lò; 13đó đà tạo nên chênh buồng quặt để đổi chiều dòng khói; đ-ờng khói đặt bề mặt đốt lệch trọng l-ợng cột 24-phần đối l-u; 25-giếng thải xỉ; 26-rÃnh n-ớc làm cho môi chất thải xỉ; 27-hút không khí nóng từ chuyển động tuần hoàn tự nhiên vòng tuần hoàn kín đỉnh lò; 28-quạt gió; 29-khử bụi; 30- Hơi khói.bộ nhiệt 15 khỏi bao bÃoquạt hoàkhói; đ-ợc31-ống đ-a tới để gia nhiệt thành nhiệt nhiệt độ cao Phần èng dµn ë cưa bng lưa gäi lµ Pheston, đ-ợc chia thành nhiều dÃy (ống đặt th-a hơn) để giảm bớt tro bẩn bám lên ống, Pheston hấp thu thêm phần nhiệt để làm giảm nhiệt độ khói tr-ớc vào nhiệt giảm đ-ợc tác dụng bám tro bẩn c¸c èng cđa bé qu¸ nhiƯt Khãi khái bé nhiệt nhiệt độ cao Vì ng-ời ta đặt thêm hâm n-ớc 11, 12 sấy không khí 18, 19 để tiết kiệm nhiệt thừa khói thải Nhiệt độ khói thải lò đại khoảng110- 170 C Quạt khói 30 để hút khói thải ống khói Để tránh bụi cho vùng xung quanh, ng-ời ta đặt thêm thiết bị khử bụi để khử tro bay khói vào ống khói Cõu : Trong nhà máy điện cũ, để tăng bề mặt đốt lò, ng-ời ta th-ờng đặt tới hai ba bao dọc Trên bao có đặt thêm bao bé nối bao để lấy khô liên thông bao làm thêm đ-ờng ống liên thông bao Ngay lò nhiều bao hơi, tổng bề mặt đốt lò không đ-ợc v-ợt 400- 500 m2, lò lại cồng kềnh, suất tiêu hao kim loại lớn sau ng-ời ta chuyển bao đặt dọc sang bao đặt ngang Nh- số dÃy ốngsẽ không bị hạn chế kích th-ớc kích th-ớc bao tăng Hình 4.11 Lò Bacok Willcok thêm nhiều theo chiều dài bao bao hơi Những lò cã bao h¬i ngang 1-bao h¬i; 2-èng gãp phÝa tr-íc sản l-ợng từ 10- 500 t/h, áp sau; 3-ống nối ống góp với bao suất cóhơi thể tăng tới12 MN/m Trên hình 4-12-trình bày cấu tạo lò ống n-ớc nghiêng có bao đặt ngang Lò có bao đặt nằm ngang -u điểm cho phép tăng bề mặt đốt lò, giẩm đ-ợc suất tiêu hao kim loại (tới 30% so với lò có bao đặt dọc), có -u điểm ống góp đ-ợc nối với bao ống cong, tạo nên cấu đàn hồi Nhìn chung lò ống n-ớc nằm nghiêng có -u điểm sau: Tăng áp suất sản l-ợng n-ớc lên nhiều so với lò ống lửa; ống n-ớc thẳng nên dễ dàng thải cáu bám èng;  Cho phÐp sư dơng nhiªn liƯu cã chất l-ợng xấu Nh-ng lò có ống n-ớc nằm nghiêng có khuyết đểm sau: suất tiêu hao kim loại lớn; t-ờng buồng lửa phải làm việc điều kiện nặng nề tiếp xúc với khói hay lửa có nhiệt độ cao; tuần hoàn n-ớc yếu ống đặt nằm nghiêng với góc bé Th-ờng từ ống thứ (theo chiều thẳng đứng) trở nên tuần hoàn yếu hay không có, lúc chế tạo ng-ời ta thực ống góp có bảy ống n-ớc lò ống n-ớc nằm nghiêng đ-ợc dùng chủ yếu cho xí nghiệp công nghiệp mà điều kiện xử lý n-ớc không đ-ợc đầy đủ thông số loại lò không 1,5 MN/m , 3500 C, sản l-ợng không 12 t/h 4.5Lò tận dụng nhiệt khí thải Lò gồm có bao hơi, n-ớc cấp khỏi hâm n-ớc hỗn hợp n-ớc khỏi bề mặt sinh đ-ợc đ-a vào bao N-ớc từ bao đ-ợc bơm tuần hoàn đẩy trở lại bề mặt đốt sinh Hơi khỏi bao đ-ợc đ-a vào nhiệt Để phân bố l-u l-ợng n-ớc qua ống xoắn bề mặt đốt sinh đ-ợc đồng đều, đầu vào ống xoắn có đặt cửa tiết l-u với trở lực cục khác để đảm bảo cho trở lực chung ống đ-ợc giống Cõu : 6.2 Sơ đồ hệ thống nghiền than Công việc nghiền than thành bột làm việc gắn liền với với lò làm việc tách rời khỏi lò Bởi hệ thống nghiền than chia làm hai loại: hệ thống tập trung hệ thống phân tán hệ thống tập trung than đ-ợc nghiền nhỏ công trình riêng gọi phân x-ởng nghiền than Còn hệ thống phân tán thiết bị nghiền than phục vụ riêng cho lò cung cấp bột than cho lò lân cận Ngoài lại phân hệ thống nghiền than thµnh hƯ thèng kÝn vµ hƯ thèng hë Trong hƯ thống kín không khí nóng hay khói dùng để vận chun bét than cïng víi h¬i n-íc sinh trình sấy nhiên liệu đ-ợc thổi vào buồng lửa Trong hƯ thèng hë vÉn dïng kh«ng khÝ nãng hay khói nóng để sấy vận chuyển bột than , nh-ng sau chúng không vào lò mà đ-ợc thải trời, n-ớc trình sấy đ-ợc thải Thông th-ờng nhà máy điện ng-ời ta sử dụng sơ đồ hệ thống nghiền than kiểu kín phân tán, nhiên liệu có W qd >5 míi sư dơng hƯ thèng kiĨu hë Vì d-ới khảo sát sơ đồ hệ thống hệ thống nghiền than kiểu phân tán 6.2.1 Sơ đồ hệ thống nghiền than kiểu phân tán thổi thẳng sơ đồ bột than đ-ợc ®-a trùc tiÕp tíi vßi phun Nã cã thĨ dïng cho máy nghiền tốc độ nhanh (hình 6.16a) hay máy nghiền tốc độ trung bình ( hình 6.16b) Nhiên liệu từ phễu than nguyên đ-a tới máy cấp than nguyên, nhờ có máy mà l-ợng than đ-a tới giếng nghiền đ-ợc điều chỉnh cánh thay đổi phận cung cấp máy Nhiên liệu từ máy cấp than theo máng xuống máy nghiền Để ngăn ngừa việc lọt không khí lạnh vào máy nghiền nên máng dẫn có khoá khí Dòng không khí nóng để sấy vận chuyển bột than Không khí nóng đ-ợc lÊy tõ bé sÊy kh«ng khÝ Bét than sau khỏi giếng nghiền đ-ợc chuyển tới vòi phun vòi phun có đ-ờng không khí nóng cấp hai Nhiệt độ môi chất sấy từ 350 4000 C sơ đồ phân tán thổi thẳng, sản l-ợng máy nghiền xác định sản l-ợng lò Khi điều chỉnh sản l-ợng lò, ng-ời ta điều chỉnh l-ợng than t-ơi môi chất sấy đ-a vào máy nghiền Khi dùng máy nghiền tốc độ trung bình hệ thống nghiền than phức tạp phải đặt thêm quạt nghiền để khắc phục trở lực máy nghiền thiết bị phân ly Quạt nghiền đặt tr-ớc hay đặt sau máy nghiền Trên hình 6.16b trình bày sơ đồ có quạt nghiền đặt tr-ớc máy nghiền Hình 6.16 Sơ đồ hệ thống nghiền than phân tán kiểu khí thổi thẳng a-sơ đồ dùng giếng nghiền; b- sơ đồ dùng máy nghiền tốc độ trung bình; 1-phễu than nguyên; 2-máy cấp than nguyên ; 3- khoá khí; 4-máy nghiền; 5- giếng nghiền (phân ly thô) ; 6-đ-ờng dẫn không khí lạnh; 7-miệng phun; 8- hộp không khí cấp hai; 9-đ-ờng dẫn không khí cấp hai; 10đ-ờng dẫn không khí tới máy nghiền; 11-lò hơi; 12-quạt gió; 13-bộ sấy không khí ; 14- hộp gió phân phối; 15-quạt nghiền; 16- van hút không khí lạnh Khi đặt tr-ớc máy nghiền nhiệt độ không khí nóng phải không lớn 4500 C để đảm bảo quạt nghiền làm việc an toàn Nh-ng l-ợng điện tiêu hao tăng lên thể tích môi chất sấy tăng lên theo nhiệt độ Khi đặt quạt nghiền sau máy nghiền cho phép nhiệt độ môi chất sấy lên tới 7000 C Môi chất sấy qua máy nghiền đ-ợc làm lạnh tới quạt nghiền có nhiệt độ thấp l-ợng điện tiêu hao nhỏ, nh-ng tr-ờng hợp mài mòn quạt nghiền t-ơng đối lớn dòng khí qua quạt nghiền hỗn hợp không khí bột than Loại sơ đồ hệ thống cung cấp thẳng có máy nghiền tốc độ trung bình dùng tốt cho than đá nuửa antraxit -u điểm hệ thống cung cấp thẳng là: thiết bị đơn giản, vốn đầu t- ít, đ-ờng ống ngắn, nguy hiểm nổ ống t-ơng đối đồng thời điện chi phí cho việc chuyển bột than vào vòi phun Khuyết điểm là: làm việc hệ thống nghiền liên hệ chặt chẽ với làm việc lò hơi, tính an toàn ổn định không cao, lúc tổ thiết bị không làm việc đ-ợc phụ tải lò giảm xuồng, hệ thống cung cấp thẳng để nâng cao điều kiện làm việc ổn định, ng-ời ta đặt lò phải có hai máy nghiền, lúc máy nghiền có sản l-ợng 75% l-ợng tiêu hao than lò 6.2.2 Sơ đồ hệ thống nghiền than có phễu than trung gian Loại sơ đồ đ-ợc dùng nhiều cho thùng nghiền bi Trên hình 6.17 trình bầy sơ đồ hƯ thèng nghiỊn than cã phƠu than lµm viƯc ë trạng thái chân không.Than nguyên từ phễu than đ-ợc máy cấp than đ-a tới máng nghiền xuống thùng nghiền Khi chuyển Hình 6.17 Sơ đồ hệ thống nghiền động máng độ than phân tán có phễu bột than dài 2- m, gió nóng đà trung gian dùng thùng nghiền bi làm giảm độ ẩm 1-phễu than nguyên; 2-máy cấp nhiên liệu tới than nguyên; 3-khoá khí; 4-hộp 40%.Việc sấy cuối không khí tr-ớc máy nghiền (sấy xảy sơ bộ); 5-thùng nghiền bi; 6-phân thùng nghiền ly thô; 7-xiclon (phân ly bột Môi chất sấy thổi bột than khí); 8-tấm chắn phân than thoát khỏi chia; 9-phễu bột than; 10-máy vËn thïng nghiỊn vµ tíi chun than kiĨu rt gµ; 11-máy phân ly thô Những hạt cấp than bột; 12- vòi phun than; lớn tách khỏi phân ly 13-ống dẫn khí từ xiclon tới máy thô nghiền; 14-quạt nghiền; 15- hộp lại rơi xuống thùng không khí; 16- lò hơi; 17-quạt nghiền, bột than gió; 18-bộ sấy không khí; 19đ-ợc đ-a tới xiclon, trích khói từ buồng lửa để sấy;20-chỗ hỗn hợp không khí bột than đ-ợc tách riêng khỏi gió Bột khói; 21-ống dẫn không khí khói tới máy nghiền; 22-không khí than khái xiclon cÊp hai; 23-van hót kh«ng khÝ đ-ợc đ-a theo hai đ-ờng:lạnh; hoặc24-van xuốngphòng phễunổ; bột25-đ-ờng than cung cấp cho lò đ-ợc đ-a tớigió phễu lò khác qua máy tái bột tuầnthan hoàn;của 26-đ-ờng thoát vận chun than kiĨu rt ë phÝa d-íi phƠu than bét có khígà đặt máy cấp than bột, phân chia than bét tíi c¸c miƯng      phun Không khí tách khỏi xyclon, nhờ có quạt nghiền đ-ợc đ-a tới với phun gió cấp ba hỗn hợp với không khí nóng để đẩy bột than vào lò Khi nghiền nhiên liệu khô, l-ợng không khí cần thiết để sấy nhiên liệu bé nên tốc độ máy nghiền nhỏ, bột than khỏi thùng nghiền mịn Vì để tăng tốc độ máy nghiền ng-ời ta đà đặt đ-ờng gió tái tuần hoàn, dẫn không khí sau quạt nghiền trở lại thùng nghiền Khi dùng nhiên liệu ẩm ng-ời ta trích phần khói buồng lửa cho hỗn hợp với không khí để làm môi chất đ-a tới máy nghiền hệ thống nghiền than nghiền antraxit nửa antraxit bột than đ-ợc vận chuyển đến vòi phun không khí nóng, không khí cần có áp lực lớn không khí đ-a tới thùng nghiền gió cấp hai Vì số tr-ờng hợp cá biệt ng-ời ta sử dụng quạt gió phụ làm việc song song với quạt gió (hình6.18) Trên đ-ờng dẫn hệ thống nghiền than cần phải có van phòng nổ ống hót khÝ Èm, nghiỊn than antraxit sè l-ỵng van phòng nổ giảm nhiều Hệ thống nghiền than có phễu than làm trung gian có -u điểm sau: +l-ợng bột than dự trữ t-ơng đối lớn, làm việc lò ổn định hơn, đồng thời chế độ làm việc hệ thống nghiền không phụ thuộc vào phụ tải lò nên làm việc phụ tải đầy hiệu suất kinh tế cao Khi phụ tải lò bé bột than đ-ợc chứa phễu than đ-a sang lò lân cận, phễu than đà đầy máy nghiền ngừng làm việc +sự mài mòn quạt nghiền t-ơng đối nhỏ có phần nhỏ bụi than không khí đ-a qua quạt Trong lúc hệ thống phân tán thổi thẳng làm việc trạng thái chân không, toàn bột than qua quạt nghiền +do có liên hệ lò mà sản l-ợng máy nghiền chọn với dự trữ nhỏ nhất, ví dụ phễu than trung gian, đặt hai thùng nghiền cho lò tổng sản l-ợng hai thùng nghiền lấy 150% l-ợng tiêu hao nhiên liệu lò Nếu có phễu than trung gian cần tổng sản l-ợng hai thùng nghiền 110% l-ợng tiêu hao nhiên liệu lò Khuyết điểm loại hệ thống là: +phải thêm nhiều thiết bị phụ (phễu than trung gian, máy cấp bột than, máy cấp liên thông, thiết bị phân ly vv) Do đó, vốn đầu t- tăng lên đồng thời kích th-ớc gian lò tăng lên +ống dẫn dài làm tăng trở lực hệ thống nghiền than nhtăng khôn khí lạnh lọt vào hệ thống Loại hệ thống sử dụng tốt cho nhà máy điện có phụ tải lò th-ờng thay đổi dùng thùng nghiền bi để nghiền than cứng 6.2.3.Sơ đồ hệ thống nghiền than kiểu hở Sơ đồ dùng với nhiên liệu có độ ẩm cao, W qd Trên hình 6.19 trình bày hệ thống than hở dùng khói thải làm môi chất sấy Môi chất sấy sau làm việc xong đ-ợc thải trời Khói đ-ợc khử bụi thiết bị phân ly tr-ớc thải trời Nhiệt độ khói thải đà đ-ợc làm lạnh tới 65- 700 C Khi có thay đổi độ ẩm nhiên liệu phụ tải lò cần phải thay đổi l-ợng nhiệt hấp thụ sấy không khí để điều chỉnh nhiệt độ khói hút vào tr-ớc máy nghiền đảm bảo chi nhiên liệu đ-ợc sấy hoàn toàn Hệ thống có -u điểm sau: + tổn thất nhiệt khói thải hiệu suất lò tăng lên Tất nhiên Êy ®· tÝnh ®Õn tỉn thÊt hƯ thèng hë có số bụi than bị thải +do độ ẩm nhiên liệu đ-ợc thải trời, không đ-a vào buồng lửa nên nhiệt độ buồng lửa cao Vì nhiên liệu sau đà đ-ợc nghiền sấy đ-a vào buồng lửa cháy tốt Các tổn thất cháy không hoàn toàn mặt khí hoá học giảm xuống Những khuyết điểm hệ thống là: +để hạn chế bột than thải trời cần phải đặt xiclon với độ phân ly cực đại, hệ thống phức tạp đắt tiền +Tuy bột than bay 1-1,5% gây nên tổn thất làm bẩn khu vực xung quanh Do nhiên liệu sấy đà khô làm việc với không khí nóng nên dễ gây nổ Hình6.18 Sơ đồ hệ thống nghiền than cã phƠu bét than lµm trung gian víi viƯc vận chuyển bột than không khí nóng Các ký hiƯu tõ 1-18; 21-24; 26 xem ë h×nh 8-17; 19- quạt gió thứ hai để đảy bột than; 20-bộ sấy không khí cấp hai; 25đ-ờng gió nóng vận chuyển bột than vào lò Hình 6.19 Sơ đồ hệ thèng nghiỊn kiĨu hë cã phƠu bét than trung gian Các ký hiệu từ 1-19; 22-24 26 xem hình 8-17; 20-khử bụi; 21đ-ờng dẫn khói tới máy nghiền; 25-đ-ờng dẫn không khí nóng tới lò Các phần tử hệ thống nghiền than bao gồm phân ly thô, phân ly mịn, đ-ờng dẫn than, dẫn bột than có cửa van, phễu than, phễu bột than t-ơng ứng có máy cấp than máy cấp bột than, khoá khí vv Cõu 8: I.2 Nguyên lý làm việc tuốc bin n-ớc Tuốc bin n-ớc động nhiệt, đ-ợc chuyển hoá thành động năng, sau động đ-ợc chuyển hoá thành để làm quay trục Trục tuốc bin đ-ợc nối trực tiếp qua truyền động bánh với máy công tác (máy phát điện, bơm máy ép mía, v.v) Tuỳ theo chức máy công tác mà tuốc bin đ-ợc ứng dụng ngành công nghiệp khác nhau, ngành l-ợng, ngành giao thông vận tải, v.v Muốn sử dụng tuốc bin công nghiệp phải biết kết hợp với thiết bị l-ợng khác Sơ đồ nguyên lý đơn giản thiết bị tuốc bin đ-ợc thể qua hình I.1 Thiết bị tuốc bin gồm có: Ngoài ra, có trình nhiệt trung gian cho phép tăng đáng kể áp suất ban đầu với nhiệt độ ban đầu không đổi bảo đảm đ-ợc độ ẩm cuối trung bình Công lý thuyết 1kg chu trình có nhiƯt trung gian b»ng tỉng c¸c nhiƯt gi¸ng lý thut L0  (i0  i1t )  (i01  ikt ), đó, i0, i01 - entanpi sau nhiệt trung gian i1t, ikt - entanpi sau bành tr-ớng đẳng entrôpi phần cao áp (PCA) phần hạ áp (PHA) (hình I.14) Hình I.14 Quá trình bành tr-ớng giản ®å i-S tc bin cã qu¸ nhiƯt trung gian Nhiệt l-ợng cung cấp lò nhiệt trung gian cho 1kg là: q1 (i0  i' k )  (i01  i1t ) , ®ã, i’k – entanpi cđa n-íc ng-ng HiƯu suất tuyệt đối chu trình lý t-ởng: t Lo (i0  i1t )  (i0i  i ' kt )  q1 (i0  i ' k )  (i0  i1t ) HiƯu st tut ®èi: i  (i0  i1t ) 0Ii  (i0i  ikt ) 0IIi , (i0  i 'k )  (i01  i1 ) ®ã,  0Ii , oiII - hiệu suất t-ơng đối PCA PHA tc bin; i0 - entanpi cđa h¬i khái PCA; Chó ý r»ng, i1  i0  (i0  i1t ) 0IIi , nªn i  (i0  i1t ) 0Ii  (i01  ikt ). 0IIi (i01  i'k )  (i0  i1t ) 0Ii H iII H iI i  i i'  01 I k Hi hay là, đây, H iI (i0  i1t ) 0Ii ; H iII  (i01 ikt ) 0IIi Nếu trình bành tr-ớng đẳng entrôpi kết thúc vùng ẩm hiệu suất tuyệt đối chu trình lý t-ởng đ-ợc tính theo biĨu thøc: t   ®ã, Tk ( S 01  S ' k ) (i0  i ' k )  (i01  i1t ) S 01  S  S , (h×nh I.13) Tỉn thÊt ¸p lùc P01 tuyÕn qu¸ nhiÖt trung gian (trong đ-ờng ống dẫn từ tuốc bin vào lò, vào nhiệt từ lò đến tuốc bin) làm giảm hiệu suất, tổn thất không đựơc 10% áp suất tuyệt đối tuyến nhiệt trung gian (hình I.14) Nhiệt độ sau nhiệt trung gian th-ờng chấp nhận gần nhiệt độ mới: t 01 t (10 20) C Đ-ơng nhiên, có nhiệt trung gian làm cho cấu tạo tuốc bin phức tạp hơn, tăng thêm tiêu hao kim loại thép hợp kim cao cấp t-ơng ứng tuốc bin đắt thêm 1012% I.4.2.2 Gia nhiệt n-ớc cấp Tổn thất nhiệt cho n-ớc làm mát bình ng-ng tuốc bin tỷ lệ thuận với l-ợng thoát vào bình ng-ng L-u l-ợng vào bình ng-ng giảm nhiều (đến 3040%) đem trích từ số tầng tuốc bin để gia nhiệt n-ớc cấp (sau đà sinh công tầng tr-ớc) Nhiệt độ n-ớc ng-ng thoát nhiệt độ bÃo hoà phụ thuộc vào ¸p suÊt b×nh ng-ng: ¸p suÊt b×nh kPa 2,95 3,43 3,92 4,42 4,90 ng-ng bar 0,029 0,034 0,039 0,0442 0,04 ata 0,03 0,035 0,04 0,045 0,05 Nhiệt độ bÃo hào 26,4 28,6 30,7 32,6 C 23,8 Nhiệt độ bốc n-ớc lò nhiệt độ bÃo hoà phụ thuộc vào áp suất: áp suất MPa 3,14 0,8 13,75 16,7 lß bar 31,4 98 137,5 167 ata 32 100 140 170 Nhiệt độ bÃo hoà C 236,4 309,5 335,1 350, Víi hiƯu số lớn nhiệt độ bốc lò nhiệt độ n-ớc ng-ng (đ-ợc bơm từ bình ng-ng), cách sử dụng nhiệt l-ợng hơi, dùng trích từ tầng trung gian để hâm n-ớc cấp Nh- đà thực hồi nhiệt (gia nhiệt), nghĩa truyền phần nhiệt đà khai thác (hơi thoát) cho n-ớc cấp Với nhiệt độ thoát trung bình, so với chu trình th-ờng, chu trình hồi nhiệt có nhiệt độ trung bình cấp nhiệt cao hơn, hiệu suất cao Mức tăng hiệu kinh tế chu trình hồi nhiệt tỷ lệ với công suất sinh sở tiêu thụ nhiệt, tức t-ơng øng víi l-ỵng nhiƯt trun cho n-íc cÊp hƯ thống gia nhiệt Hình I.15 Sơ đồ nguyên lý thiÕt bÞ tc bin cã mét cưa trÝch gia nhiƯt håi nhiƯt §Ĩ gia nhiƯt håi nhiƯt n-íc cÊp ng-êi ta dùng bình gia nhiệt hỗn hợp bề mặt Trên hình I.15 sơ đồ thiết bị tuốc bin ng-ng có bình gia nhiệt hồi nhiệt kiểu bề mặt Bơm cấp n-ớc vào lò qua hệ thống ống đ-ợc trích từ tuốc bin đốt nóng bên N-ớc cấp đ-ợc đun nóng tới nhiệt độ gần với nhiệt độ bÃo hoà trích Giả sử hiệu số entanpi n-ớc đọng trích in entanpi n-ớc cấp j2 khỏi bình gia nhiệt ' i ' r j kJ/kg, (ở sau ta ký hiệu entanpi: i, n-ớc đọng i n-ớc đ-ợc đun nóng j) Ký hiệu l-ợng trích, đ-ợc thể phần l-u l-ợng vµo tuèc bin, cho r»ng j1  ik , ta viết ph-ơng trình cân nhiệt bình gia nhiệt:  (ir  i' r )  j2  i' k  i' r   i' k Tõ phần đ-ợc trích bằng: i' r i' k  ir  i ' r C«ng suÊt l-u l-ợng trích sinh bằng: L (i0  ir )  (i' r i' k  )(io  ir ) ir  i ' r Trong thùc tÕ, xuÊt ph¸t tõ tÝnh to¸n kinh tÕ – kỹ thuật, số trích hữu hạn th-ờng không chín (hình I.16) Các điểm trích lựa chọn cho độ tăng entanpi n-ớc cấp bình gia nhiệt gần giống nhau, tức nhiệt giáng tầng trích gần B»ng c¸ch gia nhiƯt håi nhiƯt nãi chung, cã thể nâng nhiệt độ n-ớc cấp đến nhiệt độ, gần nhiệt độ bÃo hoà, t-ơng ứng với áp suất Nh-ng tổn thất nhiệt độ khói lò thải tăng mạnh = - Hình I 16 Sơ đồ nguyên lý tuốc bin ng-ng với ba cÊp gia nhiƯt håi nhiƯt n-íc cÊp Cho nªn theo tiêu chuẩn quốc tế đà quy định chọn nhiệt độ n-ớc cấp đầu vào lò 0,65 0,75 nhiệt độ bÃo hoà, t-ơng ứng với áp suất lò Ví dụ: áp suất n-ớc tr-ớc tuèc ata 29,0 90 130 240 bin bar 28,5 88 128 236 MPa 2,85 8,8 12,8 23,6 Nhiệt độ bÃo hoà Nhiệt độ đun n-ớc cấp 0C 0C 230,9 150 301,9 215 329,3 235 260 HiƯu st cđa chu trình hồi nhiệt lý t-ởng (với số cửa trích vô hạn) đ-ợc đánh giá nhờ có giản đồ T - S (hình 1.17), nhiệt l-ợng cung cấp lò bằng: q1r io inc t-ơng đ-ơng với diện tích 1abcd21; nhiệt thải bình ng-ng b»ng q 2r  Tk s o  s nc t-ơng đ-ơng với diện tích 1ae21; Hình 1.17 Giản đồ T-S chu trình hồi nhiệt lý t-ởng (với số bình gia nhiệt vô hạn) Vậy là, hiƯu st nhiƯt cđa chu tr×nh håi nhiƯt lý t-ëng, nhiệt trung gian, với số cửa trÝch v« tËn, b»ng;  tr   T S  S nc  q1r  q2r 1 k ; i0 inc q1r T-ơng tự, chu trình hồi nhiệt lý t-ởng có nhiệt h¬i trung gian, hiƯu st b»ng  trqn    Tk S qn  S nc  i0  i1t   iqn  inc  HiÖu suất chu trình nhiệt trung gian hồi nhiệt t Tk S  S 'k i0  i ' k T-ơng tự, chu trình có nhiệt trung gian  tqn   Tk S qn  S ' k  i0  i1t   iqn i' k Vậy là, mức tăng hiệu kinh tế đạt đ-ợc chu trình håi nhiƯt víi sè cưa trÝch v« tËn so víi chu trình cửa trích là: a) Đối với tr-ờng hợp nhiệt trung gian r   tr   t ; t b) §èi với tr-ờng hợp có nhiệt trung gian rqn   trqn   tqn  tqn Víi sè bình gia nhiệt hữu hạn Z hệ thống hồi nhiệt với entanpi n-ớc cấp inc đà cho, phần lợi ích hiệu kinh tế chọn áp suất trích đánh giá gần theo c«ng thøc   rZ   r 1    i Z  ik  , Z 2i0  ik  inc  ®ã, iZ- entanpi bình gia nhiệt cùng; - hệ số, tính đến độ hoàn thiện sơ đồ hồi nhiƯt Sù håi nhiƯt cã ¶nh h-ëng tèt tíi hiƯu suất t-ơng đối tầng đầu nhờ có l-u l-ợng tăng lên qua phần cao áp t-ơng ứng, chiều cao cánh quạt tăng lên L-u l-ợng thể tích qua tÇng ci cđa tc bin cã håi nhiƯt sÏ giảm, tổn thất tốc độ tầng cuối giảm Cõu 10 : IX.2.2 Các nhân tố chủ yếu ảnh h-ởng tới công suất hiệu suất nhà máy có chu trình kết hợp IX.2.2.1 ảnh h-ởng điều kiện môi tr-ờng đến công suất phát hiệu suất Nhà máy chu trình kết hợp TBH chịu ảnh h-ởng chủ yếu nhiệt độ, áp suất không khí nhiệt độ n-ớc làm mát Độ ẩm t-ơng đối quan trọng, n-ớc làm mát bình ng-ng đ-ợc giải nhiệt tháp làm mát kiểu -ớt Nhiệt độ không khí: Nhiệt độ không khí có ảnh h-ởng đến công suất hiƯu st cđa TBK chu tr×nh hë v×:  Khi tăng nhiệt độ không khí, trọng l-ợng riêng cuả bị giảm, giảm l-ợng không khí đ-a vào thiết bị TBK L-ợng điện tiêu hao để kéo máy nén khí tăng tỷ lệ thuận với nhiệt độ gió vào, nh-ng công suất phát từ tuốc bin không tăng t-ơng ứng áp suất tr-ớc tuốc bin bị giảm l-u l-ợng không khí giảm nhiệt độ không khí tăng lên, lúc khả hấp thụ tuốc bin giữ không đổi Hình IX.9 thể hiệu suất tổng nhà máy với chu trình kết hợp thay đổi tuỳ thuộc vào nhiệt độ không khí điều kiện làm mát bình ng-ng tháp làm mát kiểu -ớt độ ẩm t-ơng đối không đổi 60% Hiệu suất t-ơng đối Nhiệt độ không khí Hình IX.9 ảnh h-ởng nhiệt độ không khí tới hiệu suất t-ơng đối nhà máy với chu trình kết hợp có tháp làm mát kiểu -ớt độ không Độ ẩm t-ơng đối khôngNhiệt khí 60% khí Công suất phát Hình IX.10 biểu thị phụ thuộc công suất phát nhà máy với chu trình kết hợp vào nhiệt độ không khí Nhà máy chu trình kết hợp TKH Tuốc bin khí TBK Nhiệt độ không khí Hình IX.10 Sự phụ thuộc công suất phát nhà máy TBK TBH vào nhiệt độ không khí Nhiệt độ n-ớc làm mát; 200C áp suất không khí cao trình nhà máy: áp suất t-ơng đối không khí Thông th-ờng TBK đ-ợc thiết kế với áp suất khí 1,013 bar, gần phù hợp với áp suất trung bình phổ biến ®é cao so víi mùc n-íc biĨn (h×nh IX.11) Cao độ mực nuớc biển Hình IX.11 Sự phụ thuộc áp suất không khí vào cao độ (100% ứng với 1,013 bar) áp suất không khí không ảnh h-ởng tới hiệu suất TBK nhiệt độ không khí giữ không đổi Mặt khác, công suất phát thay đổi theo l-u l-ợng không khí đ-a vào, mà công suất TBK TBH lại thay đổi tỷ lệ thuận với áp suất không khí, nên công suất phát tổng nhà máy chu trình kết hợp thay đổi t-ơng ứng Nhiệt độ chất làm mát: Muốn ng-ng tụ cần có chất làm mát để tải nhiệt thừa khỏi bình ng-ng.N-ớc có nhiệt dung riêng cao đặc tính dẫn nhiệt tốt nơi thiếu n-ớc làm mát tháp kiểu -ớt Nếu n-ớc dùng tháp làm mát không khí tháp làm mát kiểu khô Nhiệt độ chất làm mát ảnh h-ởng đến hiệu suất chu trình nhiệt Nhiệt độ thấp, hiệu suất cao Nhiệt độ thấp t-ơng ứng với áp suất thấp bình ng-ng tạo nhiệt giáng lớn TBH áp suất tbình ng-ng Hình IX.12 biểu thị giá trị gần để lựa chọn áp suất bình ng-ng tuỳ thuộc vào nhiệt độ chất làm mát cho ba tr-ờng hợp: - Làm mát trực tiếp n-ớc; - Làm mát tháp làm mát kiểu -ớt; - Làm mát trực tiếp không khí; làm mát trực tiếp không khí tháp làm mát kiểu -ớt Nhiệt độ chất làm mát Hình IX.12 Sự phụ thuộc áp suất bình ng-ng vào nhiệt độ chất làm mát ph-ơng pháp làm mát (nguồn: ABB Asca Brown Boreri) (độ ẩm t-ơng đối không khí 60%) Độ chân không đạt đ-ợc cao làm mát trực tiếp n-ớc thấp nhất, làm mát không khí IX.2.2.2 ảnh h-ởng thông số quan trọng tới công suất hiệu suất Khi đà xác định đ-ợc quy mô nhà máy TKH kết hợp nói phần TBK đà đ-ợc lựa chọn, TBK thiết bị đà đ-ợc tiêu chuẩn hoá Phần lại TBH Tuy nhiên, cần ý công suất phát TBH khoảng 3040% công suất tổng phát nhà máy Hơn nữa, hiệu suất trình nhiệt tỷ lệ thuận với công suất phát TBH, vì, nhà máy đốt bổ sung, nhiệt cung cấp cho trình đà đ-ợc định tr-ớc áp suất Hiệu suất Trong nhà máy chu trình kết hợp, áp suất cao không thiết có nghĩa hiệu suất nhà máy cao ảnh h-ởng áp suất tới hiệu suất trình hệ số sử dụng l-ợng d- đ-ợc biểu thị hình IX.13 Qua ®ã thÊy r»ng hiƯu st cao nhÊt cã thĨ ®¹t đ-ợc áp suất thấp CT- hiệu suất chu trình mới; TBH- hiệu st cđa tua bin h¬i; SD- hƯ sè sư dơng l-ợng d-; áp suất đầu vào tuốc bin Hình IX.13 ảnh h-ởng áp suất tới hiệu suất trình hệ số sử dụng l-ợng d- CT - hiệu suất chu trình n-ớc; TBH hiệu suất tuốc bin hơi; SD hệ số sử dụng l-ợng d- Quả vậy, áp suất cao làm cho hiệu suất trình tăng lên, nhiệt giáng tuốc bin cao Nh-ng hệ số sử dụng l-ợng d- khí thải giảm xuống nhiều Hiệu suất tổng chu trình đ-ợc xác định hệ số sử dụng l-ợng Nhiệt thải khỏi bình ng-ng d- hiệu suất trình n-ớc Giá trị tối -u áp suất vào khoảng 30 bar (hình IX.13) Sự thay đổi áp suất ảnh h-ởng nhiều tới nhiệt thải bình ng-ng đ-ợc thấy rõ hình IX.14 áp suất Hình IX.14 ảnh h-ởng áp suất tới nhiệt thải khỏi bình ng-ng Nhiệt độ n-ớc: 4750C; áp suất bình ng-ng: 0,04 bar; Hiệu suất nhiệt độ tăng làm tăng hiệu suất (hình IX.15) Nhiệt độ Hình IX.15 ảnh h-ởng nhiệt độ tới hiệu suất trình hệ số sử dụng l-ợng d-; CT Hiệu suất chu trình n-ớc; TBH Hiệu suất tuốc bin hơi; SD Hệ số sử dụng l-ợng d-; Có hai cách để tăng nhiệt độ nhiệt n-ớc: Cải thiện đặc tính nhiệt động lực học chu trình; Tăng hiệu suất tuốc bin để giảm độ ẩm phần hạ áp; Nh- vậy, hiệu suất tăng lên, mà đủ để bù cho hệ số sử dụng l-ợng d- bị giảm sút Ngoài ra, ®èi víi tc bin h¬i, nhiƯt ®é h¬i míi tăng, có nghĩa giảm mài mòn cánh tầng cuối giảm đ-ợc hàm l-ợng n-ớc chứa Mặt khác, nhiệt độ cao làm tăng chi phí nhà máy, phải sử dụng nhiều vật liệu đắt tiền để chế tạo ống dẫn, qúa nhiệt tuốc bin áp suất bình ng-ng áp suất bình ng-ng có ảnh h-ởng lớn đến hiệu suất trình hơi, độ giảm entanpi tuốc bin xảy nhanh (hình IX.16), tăng áp suất bình ng-ng đồng nghĩa với giảm công suất phát Hình IX.16 ảnh h-ởng áp suất bình ng-ng tới hiệu suất trình hơi; Pa - áp suất bình ng-ng TBH/TBH0 - hiệu suất t-ơng đối tuốc bin hơi; (TBH0 - hiệu suất TBH chế độ tính toán) Tuy nhiên chi phí nhà máy giảm bớt khối l-ợng thoát hơn, giảm kích th-ớc tuốc bin bình ng-ng Chc nng ca bình khử khí thải tất lượng khí O2 CO2 v.v… hòa tan nước cấp, tránh cho thiết bị đường ống khơng bị ăn mịn chất khí gây