Tính Toán Kiểm Tra Nhiệt Nhà Máy Nhiệt Điện Chu Trình Hỗn Hợp Khí Hơi

Hiệu suất nhiệt nhà máy nhiệt điện tuabin khí-hơi

Không khí được nén đoạn nhiệt trong máy nén đến áp suất và nhiệt độ cao, được đưa vào buồng đốt hòa trộn với nhiên liệu và cháy trong buồng đốt ở áp suất cao, không đổi. - 1-2; 2-2’; 2’-3 : các quá trình giãn nỡ đoạn nhiệt trong tuabin hơi, ngưng đẳng áp trong bình ngưng, và nén đoạn nhiệt trong bơm như chu trình Renkin Như đã nói trên, nhiệt lượng sản phẩm cháy chỉ cấp trực tiếp trong tuabin khí. Tuy nhiên một số chu trình hỗn hợp khi lắp đặt cần thiết có cấp nhiệt bổ sung ở thiết bị sinh hơi, nghĩa là một phần nhiệt được cấp trực tiếp từ buồng đốt tuabin khí đến chu trình hơi.

Vì thế nhiệt cấp bổ sung tác dụng giảm dần và ít hiệu quả: bởi hiệu suất toàn bộ chu trình tăng rất nhanh trong khi hiệu suất chu trình hơi chỉ tăng trong phạm vi (ηK-ηST). Như đã đề cập trên, nhìn chung thì toàn bộ nhiên liệu nên đốt trong tuabin khí hiện đại, vì nhiệt độ của nhiệt lượng cấp cho chu trình ở mức cao hơn so với cấp tại chu trình hơi.

Hỗn Hợp

Với sự phát triển nhanh chóng của tuabin khí ngày nay, nhiệt độ đầu vào tuabin đạt được ngày càng lớn tạo điều kiện cho chu trình hỗn hợp chiếm ưu thế và hiệu quả sẩn xuất điện so với các chu trình nhiệt khác. Ngày nay máy nén có thể nén với lưu lượng và tỉ số nén lớn hơn rất nhiều, vi thế có thể đạt đựoc công suất điện lớn hơn, đồng thời giảm được chi phí và tăng hiệu suất chu trình. Người ta thường dùng máy nén ly tâm hoặc dọc trục để nén môi chất làm việc, để nén nhiên liệu khí có nhiệt trị 30.106 Jm-3 trở lên phải chọn loại máy nén có thể tích tổn thất khoảng 3% thể tích môi chất làm việc.

Quá trình làm việc của buồng đốt bao gồm quá trình đốt cháy nhiên liệu, quá trình hoà trộn sản phẩm cháy với không khí, các điều kiện làm mát ống lửa, các điều kiện khi phụ tải thay đổi và khi mở máy. - Cổ ống vào dẫn sản phẩm cháy từ buồng đốt vào dãy cánh tuabin - Dãy cánh tĩnh(stato) để chuyển nhiệt năng thành động năng - Rô to để nhận công suất từ động năng của dòng sản phẩm cháy - Cổ ống ra để chuyển một phần động năng thành thế năng áp suất và. Thiết bị tuabin khí trong hệ thống chu trình hỗn hợp hoạt động với áp suất và nhiệt độ rất cao, tốc độ vòng quay lớn nên vấn đề bám bẩn gay tắc nghẽn là mối quan tâm lớn trong máy nén và tuabin.

Thiết bị thu hồi nhiêt sinh hơi trong hệ thống nhà máy điện chu trình hỗn hợp là thiết bị sinh hơi (lò hơi) sử dụng nhiệt của khói ở đuôi tuabin khí để cấp hơi cho các tuabin hơi. Như đã nói ở trên thiết bị hồi nhiệt loại không có cần cấp nhiệt bổ sung được quan tâm sử dụng nhiều nhất trong chu trình hỗn hợp, và những đặc điểm của nó vì thế được chú ý nghiên cứu nhiều. Áp suất hơi tối ưu chế tạo thiết bị thu hồi nhiệt sinh hơi không đốt bổ sung khoảng 30-70 bar, điều kiện thuận lợi để có thể khởi động nhanh Một vấn đề nữa trong quá trình vận hành là sự thay đổi thể tích bên trong thiết bị bay hơi trong suốt quá trình khởi động.

Chênh lệch thể tích riêng lớn giữa nước và hơi ở áp suất hạ áp và trung áp là nguyên nhân một lượng lớn nước có thể bị đẩy ra khỏi thiết bị bay hơi trong quá trình bay hơi lúc khởi động. Khi dòng hơi chuyển động qua các rãnh cánh tuabin, nhiệt năng của dòng hơi biến thành động năng rồi động năng biến thành cơ năng (sinh công) trên cánh động của tuabin, làm cho tuabin quay. Ở nhà máy nhiệt điện chu trình hỗn hợp hiện đại, tuabin hơi là một thành phần thiết bị có thông số hơi làm việc tương đối thấp (so với các thiết bị khác như tuabin khí, thiết bị thu hồi nhiệt sinh hơi).

Máy phát điện làm mát bằng không khí kín thường chế tạo với công suất xấp xỉ 200 MVA trở lên, không bị bám bụi bẩn nhưng giá thành đắt, hơn nữa hiệu suất đầy tải của máy phát điện làm mát bằng không khí hiện nay củng khá lớn. Máy phát điện làm mát bằng hydro lỏng đạt hiệu suất cao hôn loại làm mát bằng không khí, tuy nhiên nó yêu cầu phải có thêm thiết bị phụ, thiết bị kiểm tra, thiết kế chế tạo phức tạp, và dĩ nhiên giá thành cao hơn rất nhiều.

Tính Toán Kiểm Tra Nhiệt Nhà Máy Nhiệt Điện Cà Mau 1

Phối cảnh nhà máy nhiệt điện chu trình hỗn hợp Cà Mau 1

Thông số hơi và nước làm việc của tuabin hơi

- Hiệu suất lò thu hồi nhiệt sinh hơi (theo cân bằng thuận). Lò thu hồi nhiệt sinh hơi được bố trí sát cửa thoát tuabin khí để giảm tối đa tổn thất nên Qttk ≈0, và xem nhiệt tổn thất tuabin khí không đáng kể Qxtk ≈ 0. Vì thế nhiệt lượng tuabin khí cấp cho lò thu hồi nhiệt sinh hơi được tính là:. - Theo sơ đồ các dòng nhiệt trên thì hiệu suất truyền tải của đường hơi và đường khí: ηtth = 1; ηttk = 1. - βe, βpe _ Các hệ số thay đổi tương đối của các dòng nhiệt đưa tới thiết bị tuabin hơi trong sơ đồ khí-hơi có kể đến tác động tới hệ thống hồi nhiệt của tuabin hơi. Ở sơ đồ nhà máy này tuabin hơi không sử dụng hệ thống hồi nhiệt để sử dụng nhiệt từ tuabin khí, nên không ảnh hưởng đến hiệu suất của chu trình hỗn hợp. - Hệ số phản ánh sự phân phối dòng nhiệt của nhiên liệu giữa lò thu hồi nhiệt sinh hơi và tuabin khí là:. Đối với sơ đồ nhà máy này thì ta có:. Với sơ đồ nhà máy này thì:. Vậy hiệu suất của nhà máy theo sản xuất điện năng được viết lại:. Vậy hiệu suất sản xuất điện nhà máy nhiệt điện chu trình hỗn hợp tuabin khí-hơi Cà Mau 1 là 64,1 %. 2) Suất tiêu hao nhiệt. Suất tiêu hao nhiệt là lượng nhiệt tiêu hao của nhà máy để sản xuất ra 1 kW điện năng. Tổng công suất nhà máy:. 3) Sai số tính toán và các thông số đảm bảo yêu cầu kiểm tra. Kết quả cho thấy nhà máy chạy thử kiểm tra thành công, các thông số nhiệt đạt yêu cầu.