V = BV0. (bl - bl - nt + skk).
t+273
273 , m3/s
Trong đó:
B = 24,96 kg/s: Lượng than tiêu hao của 1 lò (tính ở Chương 2) Chọn bl = 1,2: Hệ số không khí thừa trong buồng lửa
bl = 0,05: Hệ số lọt không khí trong buồng lửa
nt = 0,08: Hệ số lọt không khí trong hệ thống nghiền than b = 0,05: Hệ số không khí rò rỉ trong bộ sấy không khí Với các thành phần nhiên liệu sau:
Clv = 73,6%; Slv = 0,4% Nlv = 0,2%; Alv = 16,8% Hlv = 1,3%; Wlv = 5,5% Olv = 2,2%; Vlv = 5,5% Qtlv = 29310 kJ/kg
Ta có lượng không khí lý thuyết để đốt cháy 1kg nhiên liệu. V0 = 0,0889 (CLV + 0, 375. SLv)+ 0,265. HLV - 0,033. OLV = 0,0889.(73,6+ 0, 375. 0,4) + 0,265. 1,3 - 0,033.2,2 V0 = 6,83 m3tc/kg
Chọn nhiệt độ không khí hút vào lò là: t = 350C Vậy:
V = (1+0,05).37,75.6,83.(1,2-0,05-0,08+0.05).35273+273 = 342 m3/s Năng suất của một quạt là:
Q = .V2 = 3422 = 171 m3/s = 615645 m3/h . 3.4.2.2 Tính sức ép (H) của quạt gió
Khi lò hơi có phụ tải cực đại H xác định theo công thức sau: H = Hkk – Hsh - hck
Trong đó:
Hkk =
Tổng trở lực của đường không khí hkk chọn theo bảng 3.5,TL3 tr84 370mmH2O
hkq = 760 mmHg: áp suất khí quyển Hkk =370 760760 = 370mmH2O
Hsh: Sức hút tự nhiên của đường không khí,được tính theo công thức Hsh = (1,2 - 273352+t
b ).H
H: Chiều cao của phần có sức hút tự nhiên (bộ sấy không khí và ống không khí nóng) H = 15m.
tb: Nhiệt độ không khí được sấy nóng: Chọn tkk = 270 0C Hsh = 8,28 mmH2O
hck: Chân không trong buồng lửa ở chỗ không khí vào hck = hft + 0,95Hft
hft : chân không trước cụm pheston,thường lấy bằng 2 mmH2O theo [TL1] Hft: Chiều cao tính từ chỗ vòi phun đến tâm đường khói ra khỏi buồng lửa tại chỗ pheston: Hft = 6,4m
hck = 2 + 0,95. 6,4 = 8,08 mmH2O Vậy sức ép của quạt:
H = 370 – 8,08 – 8,28 H = 353,64 mmH2O Dự trữ 15% sức ép:
H = 1,15. 351,64 = 406,69 mmH2O Q = 171 m3/s = 615645 m3/h
Dựa vào H và Q ta chọn được 3 loại quạt sau: -Ký hiệu quạt: BUH-24
-Năng suất : 200000 m3/h -Sức ép quạt : 450 mmH2O
-Công suất động cơ điện kéo quạt: 260 kW -Số vòng quay của quạt: 750v/p.
3.4.3 Quạt khói
Quạt khói được chọn theo năng suất lò hơi. Theo tiêu chuẩn thiết kế nhà máy nhiệt điện đối với lò hơi có D 950 t/h thì dùng 4 quạt khói cho mỗi lò. Ở thiết kế này ta chọn lò hơi có D = 950T/h nên ta chọn 4 quạt khói cho mỗi lò.Vậy toàn nhà máy có 12 quạt khói.
3.4.3.1 Tính năng suất quạt khói
Tính lưu lượng khói của lò sinh ra được V= B. (Vy + V0. Δ).
t+273
273 , m3/s
Trong đó: B = 37,75 kg/s lượng than tiêu hao cho 1 lò Vy: Tổng thể tích sản phẩm cháy của 1kg nhiên liệu Vy = VKkhô + VH2O = [V0Kkhô + V0Kkhô. ( - 1)] + [V0H2O
+ 0,061 ( - 1) V0] Với V0Kkhô = V0RO2 + V0N2 : Thể tích khói khô lý thuyết
VRO 2 = 0,01866 (CLV + 0,0333SLV) = 0,01866 (73,6 + 0,375. 0,4) = 1,38 m3TC/kg V0N2 = 0,79 V0 + 0,008 NLV = 0,79. 6,83 + 0,008. 0,2 = 5,39 m3TC/kg V0H2O = 0,111 HLV + 0,0124 WLV + 0,0161 V0 = 0,111. 1,3 + 0,0124. 5,5 + 0,0161. 6,83 = 0,32 m3TC/kg Vậy: V0Kkhô = V0RO2 + V0N2 = 1,38 + 5,39 = 6,77 m3TC/kg
Lượng gió lọt trên đường khói từ bộ quá nhiệt đến bộ sấy không khí: = 0,2 Vậy cuối đường khói có: = 0,05 + 0,2 = 0,25
Do đó: tổng thể tích của sản phẩm cháy của 1 kg nhiên liệu tính ở sau bộ sấy không khí (kể cả lượng không khí thừa ) :
= [6,773+ 6,83 (1,4 - 1)] + [0,322 + 0,061 (0,25 - 1). 6,83] = 5,88 m3/kg
= 0,2: Lượng không khí lọt vào đường khói sau bộ sấy không khí. Nhiệt độ khói thải: t = 140 ℃
Vậy V = 37,75. (5,88 + 6,83. 0,2). 140273+273 = 413,81 m3/s
Tính dự trữ năng suất của quạt phải tính cả khả năng của 4 quạt làm việc song song sẽ làm giảm lưu lượng khói so với tổng lưu lượng khói của chúng khi làm việc riêng lẻ. Lấy dự trữ năng suất của quạt 10%.
V = 1,1. 346,73 = 455,2 m3/s Năng suất của 1 quạt
Q V4 = 455,24 = 113,8 m3/s =409680 m3/h. 3.4.3.2 Tính sức ép của quạt khói H
H = hm + hk - hck, mmH2O Trong đó:
hm : Chân không trước cụm pheston, hm thường lấy bằng 2 mmH2O
hk: Tổng trở lực của đường khói có kể tới trọng lượng riêng của khói áp lực khí quyển, hệ số nồng độ bụi của dòng khói
hk = [Hb (1 + ) + Hz + Hy].
γ
1,293.760hkq
Hb (1 + ): Trở lực của đường khói từ buồng lửa đến bộ khử bụi, chọn Hb = 250 mmH2O.
: Nồng độ bụi than trong cột khói được tính như sau: = az. AP
100.0.Vk
Trong đó:
AP = 23%: Thành phần tro của nhiên liệu
0: Trọng lượng riêng của khói ở điều kiện tiêu chuẩn. 0 =0,853kg/m3
Vk: Thể tích sản phẩm cháy Vk = Vy = 5,88 m3/kg Vậy : = 100.0,853.5,880,85.23 = 0,04
Hz: Trở lực bộ khử bụi lấy Hz = 20 mmH2O đối với bộ khử bụi kiểu xyclon Hy: Trở lực đường khói từ chỗ bộ khử bụi đến chỗ khói thoát .theo bảng 3.5 TL3,tr 84 bao gồm: Trở lực từ khử bụi đến quạt: 15 mmH2O Trở lực từ quạt đến ống khói: 30 mmH2O Trở lực của ống khói: 15 mmH2O Hy = 15 + 30 + 15 = 60 mmH2O γ
1,293 : Hệ số hiệu chỉnh trọng lượng riêng của khói
γ=γ0.273273+t=0,853.273273+140
= 0,564 kg/m3
hk = [ 250 ( 1+ 0,0659) + 20+60]. 0,5641,293 .760750 hk = 150,03 mmH2O
Tổng sức hút tự nhiên của đường khói kể cả sức hút do ống khói tạo nên
hck=(1,2−273273+t
k .γ0).Hkh
Hkh: Chiều cao ống khói tính từ chỗ vào đến chỗ thoát, lấy Hkh = 120 m 0 = 0,853 kg/m3: trọng lượng riêng của khói ở điều kiện tiêu chuẩn tk: Nhiệt độ trung bình của dòng khói trong ống khói
Lấy tk = 120 0C ⇒Hck= (1,2 - 273273+1200,853¿.120 Hck = 72,89 mmH2O Vậy : H = hm + hk - hck = 2 + 151,03 – 72,89=80,14 mmH2O Lấy độ dự trữ 20 % H = 1,2. 80,14 = 96,168 mmH2O
Từ Q và H ta chọn được quạt khói sau:tra bảng PL2.3, trang 140. TL[1]: -Ký hiệu quạt:Li,25 x 2
-Năng suất : 600.000 m3/h -Sức ép quạt : 420 mmH2O -Số vòng quay : 490 v/p
-Công suất động cơ kéo quạt: 1200kW.
3.4.4 Ống khói
Toàn nhà máy 1200MW theo bản thiết kế này có 2 lò hơi 950 t/h ta đặt chung 1 ống khói. Ống khói được chọn chủ yếu dựa vào lưu lượng khói và yêu cầu tốc độ khói. Tốc độ khói phải đủ thắng trở lực ống khói để bay ra ngoài không khí và
không quá lớn để ống khói không bị mài mòn. Theo qui định tốc độ khói phải đạt từ 4 20m/s.
Khi thông gió cưỡng bức thì chiều cao ống khói được chọn chủ yếu dựa vào yêu cầu vệ sinh môi trường ở khu vực xung quanh nhà máy, ngoài ra còn phụ thuộc vào yêu cầu về độ bền khi xây dựng. Trong thiết kế này ống khói đặt cho 2 lò 950 t/h có chiều cao 120 m, được xây bằng bê tông cốt thép
Đường kính trong tại miệng ra của ống khói xác định theo công thức: ,m
Trong đó:
Vk: Lượng khói của hai lò thoát ra. Vk = 413,81 m3/s
: Tốc độ khói ra khỏi ống khói. Chọn = 25 m/s Vậy d2 = 1,1284.√413,81
25 = 4,6 m
Theo quy định mức độ côn của ống khói phải đảm bảo Chọn = 20 -50
Đường kính chân ống khói d1 = d2+Hôk .π .90 = 17 m Đường kính trung bình của ống khói dtb = 2.dd1+1.dd22 = 7
Tốc độ trung bình của khói trong ống khói ωtb = π . d4Vk2tb = 9,92 m/s.
CHƯƠNG 4: SƠ ĐỒ CHI TIẾT VÀ BỐ TRÍ TOÀN NHÀ MÁY THUYẾT MINH SƠ ĐỒ NHIỆT CHI TIẾT CỦA NHÀ MÁY
Nội dung chương này nhằm trình bày chi tiết nguyên lý, đường đi chi tiết của các thiết bị trong sơ đồ nhiệt từ đó người đọc hiểu hơn về vai trò của các thiết bị
trong sơ đồ nhiệt của tổ máy.
4.1 SƠ ĐỒ CHI TIẾT VÀ BỐ TRÍ TOÀN NHÀ MÁY
4.1.1 Những quy định chung cho việc thiết lập sơ đồ nhiệt chi tiết
- Khác với sơ đồ nhiệt nguyên lý, trong sơ đồ nhiệt chi tiết người ta đưa thêm vào sơ đồ tất cả các thiết bị chính và phụ của nhà máy,thiết bị dự phòng bảo vệ an toàn , hệ thống đường ống hơi đường ống nước, đường ống dầu
- SĐNCT chỉ ra số lượng thiết bị và cách nối chúng lại với nhau, đặc trưng cho mức độ hoàn thiện về kỹ thuật của NMNĐ
- NMNĐ không khối có liên hệ ngang được cấu tạo từ các tổ máy khác nhau thì nên vẽ mỗi bản vẽ riêng biệt cho một tổ máy và một bản vẽ chung
- Đối với NMĐ có sơ đồ khối giống nhau làm việc độc lập thì chỉ cần vẽ một bản vẽ cho một khối và một bản vẽ tổng quan của nhà máy
- Thiết bị được vẽ bằng nét màu đen, đường ống được vẽ theo màu quy định môi chất, môi chất có nhiệt độ cao thì màu càng đậm, có lưu lượng lớn thì nét vẽ càng dày.Đường hơi màu đỏ, đường nước thường màu xanh
- Thông thường với NMNĐ làm việc theo sơ đồ khối không có liên hệ ngang thì chỉ cần một bản vẽ khối. Nếu làm việc theo sơ đồ khối mà vẫn có liên hệ ngang thì liên hệ ngang với nhau về đường nước và đường hơi thì phải thể hiện trên tất cả các bản vẽ khối. Với TTNĐ thì bắt buộc phải làm việc với sơ đồkhông khối có liên hệ ngang. Thông thường các tổ máy bắt buộc phải liên hệ ngang về
1. Đường liên hệ ngang về hơi mới: hơi quá nhiệt ra khỏi ống góp của tất cả các bộ quá nhiệt của các lò hơi đều phải đưua đến đường ống góp chung này. Từ đường ống góp chung này, hơi mới được đưa đến turbine chính và phụ
2. Đường hơi trích cho HTT: hơi trích của các turbine trong nhà máy đều phải tập trung vào đường ống góp này. Từ đường ống góp này mới dẫn hơi đicấp cho HTT sử dụng
3. Đường liên hệ ngang về nước cấp: nước cấp ra khỏi BGNCA cuối cùng của các tổ máy đều phải đưa về ống góp chung . Từ đường ống góp chung này nước cấp mới được đưa đến các bộ hâm nước của các lò hơi này trong nhà máy
4. Đường liên hệ ngang về đường hồi từ HTT: nước ngưng từ thu được từ HTT được bơm trở về nhà máy vào bể chứa rồi vào ống góp chũng dẫn vào từng tổ máy hoặc vào bình khử khí của từng tổ máy
5. Đường ống góp liên hệ ngang về nước của các khoang của bình khử khí của các tổ máy, đường liên thông các cột khử khí trong nhà máy với nhau
- Thiết bị turbine : bao gồm turbine, bình ngưng, máy phát
- Thiết bị lò hơi bào gồm các bộ hâm nước, bộ quá nhiệt, bộ phận sinh hơi, thiết bị phân ly hơi, bao hơi, van an toàn, van xa, ống góp
- Các thiết bị trao đổi nhiệt: bình gia nhiệt cao áp, bình gia nhiệt hạ áp, bình khử khí, bình làm mát hơi chèn, ejector, hệ thống cung cấp nước bổ sung và bình gia nhiệt nước bổ sung.
- Các loại bơm: bơm cấp, bơm ngưng, bơm tuần hoàn.bơm dồn nước đọng - Các turbine phụ: dùng chạy bơm cấp
- Các thùng chưa: thùng chứa nước bổ sung, thùng chứa nước xả - Thiết bị xử lý nước bổ sung, thiết bị xử lý nước ngưng
- Đường ống: đường ống dẫn hơi chính, hơi trích, hơi chèn,đường ống hơi sự cố - Thiết bị phụ, thiết bị dự phòng, an toàn, sự cố, thiết bị khởi động, giảm ôn giảm áp.
4.1.2 BỐ TRÍ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
- Địa điểm cho NMNĐ phải đạt được mục tiêu hạ giá thành công và nâng cao độ kinh tế khi vận hành nhà máy. Khi lựa chọn địa điểm thì sẽ có một số hạn chế. Mỗi phương án lựa chọn có thể đáp ứng yêu cầu kỹ thuật này nhưng không đấp ứng yêu cầu kỹ thuật khác. Cho nên khi lựa chọn một phương án phải xem xét về yếu tố kinh tế của nó và khả năng phát triển trong tương lai.
- Khi sử dụng nhiên liệu có nhiệt trị lớn thì cần đặt nhà máy tại nơi tiêu thụ là hợp lý. Còn khi nhiên liệu có nhieetjtrij thấp thì đặt nhà máy gần nơi cung cấp nhiên liệu là tốt nhất. Nhà máy nhiệt điện ngưng hơi thì ưu tiên đặt gần nguồn nước làm mát. Trung tâm nhiệt điện thì phải ưu tiên đặt gần nơi tiêu thụ.
- Địa điểm đặt nhà máy phải thuận lợi cho việc vận chuyển thiết bị khi lắp đặt thi công.
- Việc lựa chọn địa điểm lắp đặt phải chú ý đến điều kiện địa lý, thủy văn. Đất nền xây dựng phải chịu được áp lực không nhỏ hơn ( 0,2-0,25) Mpa. Địa hình phải bằng phẳng, độ dốc không được quá 1%, mức nước ngầm phải ở độ sâu ít hơn 4m so với mặt bằng chung để tránh thấm vào nền móng và đường hầm. Nếu độ sâu trên không đặt thì phải tiến hành chống thấm.
- Đối với NMNĐ turbine khí vì khối lượng thiết bị ít và không quá nặng nên yêu cầu về mặt bằng và địa chất sẽ thấp hơn.
4.1.2.2 Tổng bình đồ nhà máy
- Tổng bình đồ của nhà máy: là tổng mặt bằng của nhà máy mà trên đó đặt các thiết bị chính, thiết bị phụ, đường ống đi lại.
- Yêu cầu bố trí phải đảm bảo yêu cầu cho các quá trình công nghệ diễn ra thuận lợi, điều kiện thông thoáng , phòng chống cháy nổ, vệ sinh . Bố trí các thiết bị phải đảm bảo thuận lợi cho việc cung cấp nước, nhiên liệu, thải tro xỉ ,.. Đường dẫn nươc, hơi, nhiên liệu phải dễ thi công , chi phí thấp nhất, tổn thất ít nhất.
- Trong mặt bằng toàn bộ nhà máy có các công trình chính sau: tòa nhà chính ( gian máy, gian lò và các thiết bị khác), ống khói và trạm phân phối điện, các nhà máy biến áp, gian nhiên liệu, phòng điều khiểm, trạm bơm tuần hoàn, bơm thải xỉ thiết bị xử lý nước, ...
4.1.2.3 Những yêu cầu về bố trí gian nhà chính
- Gian nhà chính: là gian đặt máy chính và thiết bị phụ của nó. Việc sắp đặt các thiết bị cùng công trình xây dựng liên quan với nhau được gọi là ngôi nhà chính. Gian nhà chính của nhà máy hiện đại thì người ta bố trí gian lò hơi và gian tuabine song song với nhau, khi đó sẽ tiết kiệm được chiều dài đường ống và thuận lợi cho việc vận hành.
- Gian tuabine: gồm tuabine, bình ngưng , bơm ngưng, bình gia nhiêt, bình hồi nhiêt , ejectơ, bơm nước cấp. Gian tuabine có hai cách bố trí là bố trí dọc hoặc bố trí ngang
Bố trí dọc :Khi bố trí dọc thì khẩu độ nhà máy sẽ nhỏ hơn, chiều dài cần trục sẽ ngắn hơn, gian máy dài hơn gian lò hơi thì khi mở rộng nhà vẫn sẽ dài thêm, dẫn tới phải kéo dài các đường ống. Nhược điểm là dễ gây rắc rối trong thao tác vận hành đường ống phức tạp hơn
Bố trí ngang : Bố trí ngang hay còn gọi là đặt ngang tức là trục Tuabin đặt theo hướng vuông góc với cạnh dài nhất của gian máy. Các nhà máy điện kiểu khối thường áp dụng đặt ngang Tuabin. Như vậy,sẽ đảm bảo được sự thống nhất các thiết bị cho một khối,các đường ống dẫn ngắn hơn.
Chúng ta chọn cách bố trí dọc vì khẩu độ nhà máy sẽ nhỏ hơn, chiều dài cần trục sẽ