a> Độ chân không trong bình ngng
Một trong những phơng pháp nâng cao hiệu suất của thiết bị tuabin là giảm nhiệt độ hơi thoát ra khỏi tuabin . NHững tuabin hiện đại thì ở tầng sau cùng thờng có độ chân không cao, nghĩa là áp suất tuyệt đối tại dố thấp . Độ chân không ở sau tuabin đợc tạo thành do sự ngng tụ hơi trong thiết bị đặc biệt gọi là bình ngng, còn quá trình ngng tụ hơi đợc thực hiện bằng cách lấy đi nhiệt ẩn hoá hơi của hơi ở áp suất không đổi . Bình ngng làm việc thờng ở áp suất nhỏ hơn áp suất khí quyển do liên tục có sự ngng tụ hơi thành nớc ngng . Phần áp suất nhỏ hơn của áp suất tuyệt đối trong bình ngng so với áp suất khí quyển pkq đợc gọi là độ chân không bình ngng, ký hiệu là pck.
Pck = pkq - pk (1.1)
Nh vậy, ở một nơi có áp suất khí quyển là một hằng số thì khi độ chân không bình ngng càng lớn có nghĩa là khi đó áp suất tuyệt đối trong bình ngng càng nhỏ . Chế độ vận hành bình ngng nào càng duy trì đợc độ chân không lớn thì chế độ vận hành bình ngng đó càng tốt .
Theo sơ đồ công nghẹ của quá trình sản xuất điện trong nhà máy nhiệt điện thì : một số tầng cách phía cuối tuabin hạ áp, một số đờng ống dẫn hơi trích và bình gia nhiệt hạ áp cũng nh toàn bộ thiết bị bình ngng đều phải làm việc trong điều kiện áp suất phía hơi nhỏ hơn áp suất khí quyển . Tất cả các thiết bị và đờng ống náy tạo thành một hệ thống gọi là hệ thống chân không . Yừu cầu phaitranhs không cho không khí lọt vào bình ngng . Nhng thực tế, trong hệ thống tuabin và bình ngng luôn có độ chân không và không kín nên vẫn có một lợng nhỏ lhông khí lọt vào. Ngoài ra cũng có một phần không khí lẫn trong hơi từ lò hơi vào tuabin . Do đó trong bình ngng luôn có hỗn hợp hơi không khí . Nếu không loại trừ không khí ra khỏi bình ngng thì không tạo đợc độ chân không cao . Vì vậy để duy trì độ chân không thì cần thiết phải hút liên
tục không khí ra khỏi bình ngng và để tránh lợng không khí lọt vào này, ngời ta thờng dùng chèn thuỷ lực tại các mặt bích . Ngoài ra lợng không khí lọt th- ờng tăng khi giảm phụ tải của tuabin và bình ngng, bởi khi đó phạm vi hệ thống chân không tăng lên, do đó xuất hiện thêm vị trí mới là nơi không khí có thể lọt vào . Để đánh giá sơ bộ độ lớn của lợng không khí lọt khi tuabin đang vận hành ở chế độ định mức, Viện nhiệt toàn Liên bang Nga BT đã đa ra công thức thực nghiệm :
- Khi lu lợng hơi định mức vào bình ngng Dk ≥ 50 t/h : Ga = 2+( Dk/ 50) [kg/h] (1.2) - Khi lu lợng hơi định mức vào bình ngng Dk < 50 t/h :
Ga = 1+( Dk/ 25) [kg/h] (1.3) Dk là lu lợng hơi vào bình ngng ở chế độ định mức [t/h] Ga là lợng không khí lọt [kg/h]
b> áp suất hơi thoát và áp suất trong bình ngng
áp suất hơi thoát là áp suất tuyêt đối của dòng hơi thoát khỏi tuabin ở trớc cửa vào của ống thoát vào bình ngng, hay nói cách khác nó cũng là áp suất tuyệt đối của dòng hơi thoát ở điểm sau tầng cách động cuối cùng của tuabin áp suất bình ngng Pk là áp suất tuyệt đối của hỗn hợp hơi trong bình ng- ng . áp suất này đợc xác định khi trong bình ngng có cân bằng nhiệt động giữa pha hơi và pha lỏng ngng tụ của nó . Do bình ngng luôn luôn làm việc ở áp suất thấp hơn áp suất khí quyển nên luôn có lẫn không khí trong bình ngng . Ngoài ra, trong bình ngngcòn có lẫn các khí hoà tan khác do hơi thoát mang vào . Nên trong bình ngng luôn tồn tại hỗn hợp hơi nớc – các khí . áp suất bình ngng pk chình là tổng các phân áp suất của các khí lẫn vào cộng với phân áp suất của hơi nớc .
Dòng hơi thoát khỏi tuabin đợc dẫn vào bình ngng qua một ống thoát do đó có sự tổn thất áp suất . Chính vì vậy mà xét về độ lớn thì áp suất bình ngng sẽ nhỏ hơn áp suất hơi thoát p2 một lợng bằng tổn thất áp suất dọc đờng đi của
không những phụ thuộc vào hình dạng, kích thớc của ống thoát mà còn phụ thuộc vào trạng thái động học của dòng hơi thoát khỏi tuabin . Có thể đánh giá sự phụ thuộc này qua công thức thực nghiệm :
∆p = p2 – pk = λ .( C2/100).pk (1.4) λ : là hệ số mất mát λ= 0.07ữ0.1
C2 : là tốc độ dòng hơi thoát khỏi tuabin vào ống thoát [m/s]
c> Suất phụ tải nhiệt và suất phụ tải hơi
Lợng nhiệt cân bằng giữa quá trình thải nhiệt do ngng tụ hơi và quá trình nhận nhiệt của nớc làm lạnh trong một đơn vị thời gian gọi là phụ tải nhiệt của bình ngng Qk [J/s; W] . Phụ tải nhiệt bình ngng có khi còn đợc gọi là công suất nhiệt bình ngng . Nó chính là lợng nhiệt trao đổi giữa hơi và nớc làm lạnh trong bình ngng trong một đon vị thời gian trên toàn bộ diện tích bề mặt làm lạnh của bình ngng .
Suất phụ tải nhiệt của bình ngng qk là phụ tải nhiệt tính trên một đơn vị diện tích bề mặt làm lạnh của bình ngng . Nếu gọi F là tông diện tích bề mặt làm lạnh của bình ngng thì:
qk = Qk/F [W/m2] (1.5)
Lu lợng hơi thoát khỏi phần hạ áp tuabin đi vào bình ngng Dk [kg/s] gọi là phụ tải hơi của bình ngng . Còn suất phụ tải hơi dk là phụ tải hơi tính trên một đơn vị diện tích trao đổi nhiệt bình ngng :
dk = Dk/F [kg/m2.s] (1.6)
Nếu gọi ∆i lu lợng nhiệt của 1kg hơi cần thải ra ở bình ngng để ngng tụ lại thì ta có liên hệ giữa suất phụ tải nhiệt và suất phụ tải hơi :
Qk = ∆i . Dk = ( i2 –ik ) . Dk [W] (1.7) Hay qk = ∆i . dk (1.8)
ở chế độ định mức thì giá trị của dk thờng khoảng 30 – 45 [kg/m2h]
Nếu gọi lu lợng nớc làm lạnh là W [kg/s] thì bội số làm lạnh m đợc định nghĩa là tỷ số giữa lu lợng nớc làm lạnh và phụ tải hơi của bình ngng:
m = W/Dk (1.9)
Khi tính nhiệt bình ngng, ngời ta thờng chọn giá trị của bội số làm lạnh trong khoảng m = 50 ữ 90 .
Số chăng đờng nớc Z đợc hiểu là số lần dòng nớc làm lạnh đi trong cụm ống dọc theo chiều dài ống bình ngng mà không đổi hớng đi của nó . Trong thực tế thờng gặp các bình ngng thuộc loại có một chặng đờng nớc hoặc đôi khi có loại có hai chặng đờng nớc tuỳ theo công suất cử tổ máy là nhỏ hay lớn . Hình 1.8. Sơ đồ bình ngng một chăng đờng nớc Nớc làm lạnh vào Nớc ngng ra Nớc làm lạnh ra Hơi vào
Nớc làm lạnh ra Hơi vào Đờng rút khí không ngng Nớc làm lạnh vào Nớc ngng ra Hình 1.9. Sơ đồ bình ngng hai chặng đờng nớc
Chơng II
Giới thiệu về bình ngng nhà máy nhiệt điện Phả Lại 300MW
Bình ngng do hãng Holtec chế tạo, là thiết bị trao đổi nhiệt kiểu bề mặt . Mục đích là để chế tạo ra áp suất thấp sau tầng cuối cùng của tuabin và để ng- ng đọng lợng hơi thoát tạo ra nớc ngng sạch cấp cho lò hơi . Ngoài ra trong bình ngng còn xảy ra quá trình khử khí bằng nhiệt cho nớc ngng . Bình ngng thu lợng nớc khi ngừng khối và khi mới khởi động và bổ xung nớc ngng hoặc nớc ngng sạch vào bình ngng . ở bình ngng tận dụng nguồn xả có nhiệt hàm thấp . (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Bình ngng đợc chia làm 2 nửa riêng rẽ về phần nớc làm mát gọi là nửa A và nửa B . Có 2 tuyến đi của nớc tuần hoàn . Các đờng ống dẫn vào ra đợc bố trí phía dới các khoang chứa nớc. Mỗi bình ngng có hệ thống dẫn nớc làm mát vào ra riêng biệt .
Khoang nớc làm mát có nắp đậy tháo ra đợc, trên nắp đậy có bố trí các cửa ngời chui để vào trong khoang nớc . Trên phần thân bình có lỗ ngời chui để quan sát bề mặt bình ngng. Trong phần thoát hơi của bình ngng có đặt bình gia nhiệt hạ áp.
Hệ thống ống bình ngng đựơc vệ sinh liên tục băng hệ thống vệ sinh bằng bi ( theo quy trình vận hành vệ sinh bằng bi )
Thông số kỹ thuật của bình ngng :
1 - Diện tích trao đổi nhiệt hiệu dụng : 12089 m2
2 - Năng suất trao đổi nhiệt : 1280.106 kJ/h
3 – Tốc độ trao đổi nhiệt : 10098,48
kJ/h.m2.oC
4 - áp suất hơi thoát : 51,3 mmHg
6 – Lu lợng noc tuần hoàn : 31554.103
kg/h
7 – Nhiệt độ hơi thoát: 38,6 oC
8 - Nhiệt độ nớc tuần hoàn vào ra: 23/32 oC
9 - Tốc độ nớc tuần hoàn: 2 m/s 10 – Hàm lợng O2 tự do Max trong nớc ngng : 7 PPB ( 7/109) 11 - áp suất thiết kế/ thử phần ống: 6,33/9.5 kg.cm2 12 – Dung tích rốn bình ngng: 35,4 m3 13 – Tổng số lợng ống trong bình ngng: 16252 ống * Vùng ngng hơi : 14667 ống * Vùng không khí lạnh: 812 ống * Vùng ngoại vi: 773ống 14 – Kích thớc ống của bình ngng : * Đờng kính ống : 28.6 mm * Chiều dài ống : 8382 mm * Độ dày : 0,7 mm 15 – Thể tích chứa nớc: 35,4 m3 16 - Độ dầy vỏ bình: 19,05 mm
Hai bơm ngng là bơm ly tâm trục đứng truyền động bằng động cơ điện . Mỗi bơm dảm bảo vận hành với công suất 100% công suất yêu cầu của tổ máy . Trong vận hành bình thờng 1bơm làm việc một bơm dự phòng liên động . Dỗu hút của bơm ngng đợc nối với đây bình ngng .
Bơm ngng đợc dùng đẻ bơm nớc ngng từ bình ngng ra và cấp cho bộ làm mát ejecto , làm mát hơi chàn, làm mát nớc đọng và đa nớc ngng qua các bình gia nhiệt hạ áp 1,2,3 để vào khử khí .
Ngoài ra nó còn cung cấp nớc cho hệ thống giảm ôn đờng đi tắt hạ áp, làm mát hơi thoát tuabin hạ áp , giảm ôn hơi tự dùng…
Nhà chế tạo : WEIR PUMPS LTD Kiểu trục đứng, khớp nối cứng. Số tầng : 5 Nhiệt độ đầu hút : 20-60oC Năng suất : 820 m3/h
áp lực đầu đẩy (Max) : 30 Bar
Độ chênh cột áp : 220 mH2O Hiệu suất : 80% Số vòng quay : 1486 v/p Động cơ bơm ngng : Nhà chế tạo : SIEMENS Kiểu cảm ứng lồng sóc Cấp cách điện : F Công suất : 700 kW Điện áp : 6000 V Dòng điện 75A Số cực từ : 4 Số vòng quay : 1490 v/ph Hiệu suất: 96,4 % Hệ số công suất : 0,85 Làm mát bằng không khí
Mỗi tổ máy có một hệ thống nớc tuần hoàn tơng tự nh nhau .
Chức năng của hệ thống nớc tuần hoàn là để cung cấp nớc làm mát cho bình ngng chính kiểu bề mặt và xả nớc nóng ra sông Thơng ( 34.074 m3/h) Ngoài ra hệ thống còn cung cấp nớc cho các hệ thống sau:
- Cấp nớc cho hệ thống nớc thô và xử lý nớc (619 m3/h) - Cấp nớc cho hệ thống Clo hoá (32 m3/h)
- Cấp nớc cho các bộ phận làm mát dầu bôi trơn và thuỷ lực bơm tuần hoàn (25,2 m3/h)
- Cấp nớc cho hệ thống rửa lới (130 m3/h)
• Hệ thống nớc tuần hoàn gồm có các thiết bị sau : các bơm tuần hoàn, các van cách ly và đờng ống, kênh thải hở, các cách phai đầu hút, khung chắn rác kiểu thanh, lới chắn rác kiểu quay và hệ thống rửa lới, hệ thống dầu bôi trơn và thuỷ lực, hệ thống Clo hoá, các phin lọc tinh, hệ thống làm sạch ống bnh ngng bằng bi, hệ thống mồi chân không, các thiết bị đo lờng điều khiển khác…
• Tram bơm tuần hoàn đặt ở phía tây của nhà máy chính, bao gồm 5bơm tuần hoàn ly tâm, tầng đơn, trục đứng kiểu WEIR TYPE CW 1R 97 ( Hai bơm vận hành cho một tổ máy, một bơm dự phòng chung)
Mỗi bơm đợc trang bị một bộ điều tốc thuỷ lực Voith Tủbo để điều khiển tốc độ bơm tuỳ theo mức nớc sông và lu lợng yêu cầu . Mỗi bơm có hệ thống dầu bôi trơn, thuỷ lực riêng ( Có kèm theo các thiết bị làm mát dầu) để bôi trơn các gối trục và cấp dầu công tác cho khớp nối thuỷ lực và điêu khiển van đầu đẩy bơm tuần hoàn . Thiết bị làm mát dầu đợc cấp nớc làm mát từ đầu đẩy bơm tuần hoàn qua một bộ lọc.
Mỗi bơm có một kênh đầu hút riêng bao gồm 1cách phai, 2khung chắn rác kiểu thanh, 1lới chắn rác kiểu quay . Độ sâu lớn nhất của nớc trong kênh khi mức nớc sông cao la 13m.
Các thông số kỹ thuật chính của bơm tuần hoàn (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Động cơ cảm ứng kiểu lồng sóc,đặt thẳng đứng do hãng Siemens Germany chế tạo
Điện áp : 6,6Kv
Dòng điện định mức : 128A Công suất: 1200kW Hệ số cos 0,84 Cấp cách điện F Số cực từ : 4 Tốc độ quay: 1494 v/p Hiệu suất: 98,8%
Bộ sấy động cơ: công suất 288-343
điện áp 220-240V
Bơm do hãng WEIR PUMP LtdScotland UK chế tạo Kiểu bơm : Ly tâm, tầng đơn, trục đứng CW 1R 97
Công suất : 1020kW
Lu lợng : 19368 m3/h
(min 12600 m3/h)
Độ chênh cột áp : 17,2 mH2O
Nhiệt độ nớc : min 5oC , max
35oC
Tốc độ bơm : 435 v/p
Trọng lợng : 29400
âp suất đầu đẩy: 3,5bar
Hiệu suất: 89%
Khớp nối thuỷ lực:
Nhà chế tạo : Voith Turbo
GmbH
Kiểu khớp nối tốc độ thay đổi với hộp giảm tốc kiểu hành tinh
Công suất định mức : 1020 kW
Phạm vi điều chỉnh: 85-100%
Hộp giảm tốc: Nhà chế tạo ASUG Kiểu hành tinh Số tầng: 1 Tỷ số truyền: 2,961 Hệ thống dầu 1bể dầu dung tích: 550 lít
2 bơm dầu: (1làm việc ,
1dự phòng)
Kiểu MP65300-
R65/250FL-2-DB)
Công suất : 355 m3/h
âp suất : 4,5 bar
Tốc độ: 1445 v/p (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Mô tơ kiểu lồng sóc
Công suất : 7,5 kW
Điện áp : 380V, tần số
50Hz
Cấp cách điện F
2 bình làm mát dầu ( 1 cho dầu bôi trơn, 1 cho dầu thuỷ lực):
Nhà chế tạo Voith turbo
GmbH
Kiểu : ống /vỏ
Lu lợng dầu thuỷ lực/bôi trơn: 12/5,3 m3/h Nhiệt độ dầu thuỷ lực và bôi trơn vào/ra 95/63oC và 63/45oC
Lu lợng nớc làm mát dầu thuỷ lực /bôi trơn : 15,2/10 m3/h Nhiệt độ nớc làm mát vào /ra bình làm mát dầu thuỷ luc và bôi trơn : 30/41oC và 30/33oC
2 phin lọc dầu dặt ở đầu ra bình làm mát dầu thuỷ lực:
Nhà chế tạo : Voith turbo
GmbH Kiểu kép
Kích thớc lỗ phin lọc : 25àm
Độ chênh áp suát (dầu sạch): <0,3 bar
Độ chênh áp suát (dầu bẩn) 0,6 bar
1 bộ sấy dầu bằng điện : công suất
2kW, điện áp 230 V 1 quạt hút khí bể dầu
1 bộ lọc nớc làm mát
* Mỗi tổ máy có một đờng ống riêng dẫn nớc từ trạm bơm tuần hoàn tới gian tuabin (Φ 2226 mm dài xấp xỉ 1260 m), tại đây mỗi đờng ống tuần hoàn lại chia làm 2nhanh ( Φ1676mm) vào các bình ngng của tổ máy và nớc nóng đợc xả ra kênh thải hở qua đờng ống Φ =2286 mm
* Ngay tại đầu đẩy của mỗi bơm có một đờng trích để cấp nớc cho hệ thống clo hoá và hệ thống rửa lới . Tại các đờng nhánh vào mỗi bình ngng ( ở gian tuabin) có các đờng ống trích cấp nớc cho các bơm tăng áp nớc sông để làm mát nớc làm mát tự dùng và bơm cấp nớc thô cho hệ thống nớc thô và xử lý nớc .
* Các đờng ống đầu đẩy của mỗi bơm tuần hoàn có van đầu đẩy đợc điều khiển bằng dầu thuỷ lực . Các van đầu vào/ ra bình ngng đợc vận hành bằng mô tơ .
* Tại đầu vào mỗi kênh đầu hút của bơm có bố trí 1 cách phai mục đich là để cách ly hố bơm tuần hoàn và các đờng ống khi sửa chữa hoặc bảo dỡng bơm .
* Tại kênh đầu vào của mỗi bơm tuần hoàn có 2 khung chắn rác kiểu thanh (đẻ loại bỏ các mảng rác lớn ) đặt nghiêng 75o so với phơng nằm ngang
sau cách phai, cho phép nớc đi qua 5 m3/s , kích thớc thanh 120x10 mm, các