CHƯƠNG 4 : SƠ ĐỒ CHI TIẾT VÀ BỐ TRÍ TOÀN NHÀ MÁY
4.1 SƠ ĐỒ CHI TIẾT VÀ BỐ TRÍ TOÀN NHÀ MÁY
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 ngắn hơn nên sẽ giảm giá thành nhà máy. Chọn phương án này sẽ giúp cho nhà máy trông mỹ quan hơn và tầm mắt của người trực ca khống chế mọi thiết bị được dễ dàng.
- Gian lò hơi: lò hơi, thiết bị phụ của nó. Gian lò hơi cũng có hai tầng ( tầng trên là
tầng phục vụ và tầng tro)
- Gian phểu than: hệ thống chuẩn bị bột than( băng tải, thùng nghiền, các phễu than tươi, than bột..). Gian phễu than phải đặt ở nơi thoáng mát, đủ ánh sáng, tránh xa nơi dễ gây cháy nổ
- Gian khử khí: Bình khử khí , ống dẫn hơi, nước quá nhiệt trung gian và nước cấp, thiết bị giảm ôn giảm áp, bảng điều khiển khói và các thiết bị điều khiển tự dùng
- Nếu gian khử khí và gian phễu than được bố trí chung thì gian khử khí có ba tầng
, gian phễu than cũng có ba tầng. Gian khử khí
Tầng một đặt các thiết bị phân phối tự dùng 3kV và 220/380 V
Tầng thứ hai đặt các thiết bị góp hơi chính, giảm ôn giảm áp, bảng điện tự dùng Tầng thứ ba đặt các thiết bị khử khí
Gian phễu than
Tầng một đặt máy nghiền, quạt thải bột( máy nghiền đặt ngang gian phễu than) Tầng thứ hai dặt phễu than tươi, than bột, máy cấp than tươi và than bột.
Tầng ba đặt các băng chuyền tải làm việc và dự phòng, đặt bộ phận cung cấp than kiểu xoắn
- Ở các nhà máy lớn điện lớn tòa nhà phục vụ cùng với phòng xử lý nước phòng thí nghiệm và các phân xưởng được đặt chung trong một tòa nhà xây dựng cạnh ngôi nhà chính về phia đầu hồi cố định.
Lựa chọn bố trí ngôi nhà chính có ảnh hưởng đến xây dựng lắp ráp và vận hành. Do đó bố trí ngôi nhà chính phải đảm bảo các yêu cầu sau
- Vận hành các thiết bị được an toàn, thuận tiện, kinh tế
- Điều kiện lao động tối ưu cho nhân viên, đảm bảo các điều kiện vệ sinh môi trường trong nhà máy cũng như khu vực xung quanh
- Liên quan công nghệ giữa ngôi nhà chính và các thiết bị khác được thuận lợi - Chi phí cực tiểu cho xây dựng nhà máy và thuận lợi cho việc sửa chữa các thiết bị
- Có thể mở rộng nhà máy điện
- Chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của việc bố trí ngôi nhà chính là suất thể tích xây dựng của nó đối với 1kW công suất trang bị điện .
Những yêu cầu trên được cụ thể hóa như sau:
thống nghiền than phải đặt ngoài trời. Tránh cháy thì ống dẫn dầu
của taubine phải đặt
xa ống dẫn hơi nóng, bể dầu phải xa ngôi nhà chính.
b/ Diện tích phục vụ thiết bị và bảng điều khiển khối phải đặt cùng độ cao, để tránh dùng cầu thang. Van và các thiết bị đo phải bố trí thành cụm để ở những chỗ dễ tới, có độ chiếu sáng tốt. Giữa các thiết bị phải có lối đi đủ rộng . Thiết bị phải được bố trí liên tục theo quá trình liên tục của công nghệ với đường đi ngắn nhất nó sẽ giúp giảm tổn thất nhiệt và năng lượng khi vận chuyển hơi.
c/ Cố gắng đảm bảo chiếu sáng tự nhiên và thông gió cho hệ thống. Không đủ độ sáng thì phải dùng đèn dù là ban ngày. Phải khử bụi cho ống khói. ông khói phải đủ cao để đảm bảo nồng độ độc hại xung quanh môi trường .
d/ Gian tuabine phải gần nguồn nước cấp. Gần nhiên liệu và hệ thống thải xỉ phải bố trí gần lò hơi,lò hơi phải quy đuôi lò về phía ống khói.
e/ Bố trí điện tự dùng sao cho chiều dài cáp là nhỏ nhất, các khoảng cách giữa tuabine và lò hơi phải là cực tiểu .
f/ Để đảm bảo khả năng mở rộng của nhà máy một cách thuận tiện một đầu hồi của nhà máy được làm tạm thời.
4.2. THUYẾT MINH SƠ ĐỒ NHIỆT CHI TIẾT CỦA NHÀ MÁY
4.2.1 Đường đi của hơi mới, hơi phụ
ông dẫn hơi mới là ống dẫn từ lò hơi tới tuabine nước cấp, nước câp 4.2.1.1 Đường đi của hơi mới
- Là đường ống dẫn hơi quá nhiệt từ lò hơi đến phần cao áp của Tuabin. Trên đường dẫn hơi mới này có các van chặn, van an toàn, van stop,và van điều chỉnh Tuabin.
Ngoài việc trích hơi để dùng cho việc gia nhiệt cho các bình gia nhiệt cao ấp, quá nhiệt trung gian. Thì trên đường hơi mới ta còn trích ra một lượng hơi chèn trục Tuabin và cung cấp cho Ejectơ làm việc
- Van chặn để ngắt tạm thời các đoạn của ống dẫn và không cho dòng hơi quá nhiệt chuyển động
- Van điều chỉnh cho phép thay đổi lưu lượng và áp lực bằng cách thay đổi độ mở của van
- Van an toàn để bảo vệ các thiết bị và đường ống khỏi chịu áp lực quá mức
- Van Stop là van tự động trên đường dẫn hơi vào tuabine, đặt trước van điều chỉnh
Nhiệm vụ van stop là ngắt hơi khi tuabine có sự cố. khi ngắt mạch máy phát, khi độ di trục của Tuabin quá lớn hay tốc độ của Tuabin quá mức, muốn dừng Tuabin ngay lập tức thì ta đóng van này. Van stop chịu tác động trực tiếp của các cơ cấu trong hệ thống bảo vệ
+Bảo vệ vượt tốc : Khi tuabine vượt quá tốc độ (11 - 12)% tốc độ định mức +Bảo vệ áp lực dầu : Khi áp lực dầu giảm dưới 5 bar.
4.2.1.2 Đường hơi phụ
bao gồm đường hơi trích cho các bình gia nhiệt hồi nhiệt, hơi đi chèn trục, hơi cho Ejectơ
Để gia nhiệt cho nước ngưng, nước cấp chúng ta sử dụng một phần hơi sau khi đã giản nở sinh công từ các của trích của Tuabin. Hơi được lấy từ các cửa trích của tuabine gọi là hơi trích. Hơi trích gia nhiệt cho nước cấp ở các bình gia nhiệt cao áp và hạ áp, phần hơi cuối cùng đưa vào bình ngưng nhả nhiệt cho nước làm mát. Để gia nhiệt cho bình khử khí thì lấy hơi từ cửa trích số 3 (15,6 bar) cho qua van giảm áp trước khi vào cột khử khí. Để chạy bơm cấp hơi thì lấy hơi trích từ cửa trích số 3 (10,4 bar).
Trên đường hơi trích ta đặt các van một chiều để tránh trường hợp khi ngừng máy đột ngột thì phụ tải hơi giảm kéo theo áp suất giảm, hơi từ đường ống hơi trích quay trở ngược lại về bình ngưng. Lúc đấy, hơi giãn nở trong các tầng có thể tăng tốc độ tuabine đến mức phá hủy nó vì vậy cần lắp van một chiều.
b, Hơi cho Ejectơ :
Để tạo và duy trì chân không trong bình ngưng ta dùng 2 Ejectơ, trong đó có 2 Ejectơ chính và 1 Ejectơ phụ (Ejectơ khởi động). Ejectơ khởi động dùng để tăng tốc độ tạo chân không khi khởi động tuabin và trong thời gian khởi động tuabin thì nó làm việc song song với Ejectơ chính. Khi khởi động xong thì Ejectơ này ngừng hoạt động còn Ejectơ chính vẫn liên tục làm việc từ khi khởi động đến khi dừng tuabin. Ejectơ hơi là loại thiết bị đơn giản hơn cả, lại vận hành đảm bảo.
4.2.2 Đường đi của nước4.2.2.1 Đường nước ngưng 4.2.2.1 Đường nước ngưng
Sau khi giãn nở sinh công trong Tuabin, ngoài lượng hơi trích cho các bình gia nhiệt, khử khí,... còn lại phần lớn lượng hơi được đưa về bình ngưng. Tại đây nhờ nước tuần hoàn làm mát mà hơi được ngưng đọng thành nước. Sau đó nhờ bơm nước ngưng đẩy nước ngưng qua bình làm lạnh ejectơ và qua các bình gia nhiệt hạ áp rồi đi đến thiết bị khử khí có áp lực 5,88 bar.
Phía sau Ejectơ ta đặt đường tái tuần hoàn nước ngưng nhằm mục đích duy trì mực nước cần thiết cho bình ngưng để bơm nước ngưng làm việc liên tục. Đường tái tuần hoàn này làm việc khi khởi động Tuabin và làm việc với phụ tải thấp vì lúc đó lượng nước ngưng trong bình ngưng ít hơn mức quy định khi ta mở van nước ngưng trên đường tái tuần hoàn nước ngưng để nước ngưng quay trở lại bình ngưng. Ở đây ta có thể sử dụng van tự động điều khiển bằng xung. Khi mực nước trong bình ngưng tụt xuống dưới mức quy định nó sẽ tạo thành tín hiệu xung tác động điều khiển mở van để nước theo đường tái tuần hoàn về bình ngưng.
Sau khi qua Ejectơ, nước ngưng qua các bình gia nhiệt hồi nhiệt hạ áp và cao áp, nhiệt độ nước ngưng được tăng dần lên khi đi qua các bình gia nhiệt này nhờ nhiệt của hơi ở các cửa trích. Tại mỗi bình gia nhiệt đều đặt các đường đi tắt (by bass) qua các bình để đề phòng khi sự cố xảy ra ở một bình nào đó thì nước ngưng đi theo đường tắt đi đến các bình gia nhiệt tiếp theo để đảm bảo nước liên tục vào bình khử khí và sửa chữa bình gia nhiệt. Tại bình khử khí đặt một van điều chỉnh tự động, nó có nhiệm vụ giữ cho mức nước trong bình khử khí đúng quy định.
4.2.2.2 Đường nước cấp
Nước vào bình khử khí gồm có: Nước ngưng từ các bình gia nhiệt hạ áp, nước đọng từ các bình gia nhiệt cao áp, nước bổ sung.Vì nước này còn có các khí có thể gây ăn mòn đường ống và thiết bị nên bình khử khí có nhiệm vụ tách các chất khí hòa tan
chính). Nước ra khỏi bình khử khí được bơm nước cấp đẩy qua các bình
gia nhiệt cao
áp 1,2,3 rồi vào bộ hâm nước của lò hơi. Trước khi nước cấp vào bộ hâm
nước phải đi
qua một van một chiều. Van một chiều để đảm bảo cho bộ hâm nước
không bị mất
nước khi áp lực của đướng ống cấp giảm xuống dưới mức quy định.
Phía đầu đẩy bơm nước cấp phải đặt van một chiều để không cho nước trở ngược lại bơm gây sự cố bơm. Ở các bình gia nhiệt cao áp ta đặt đường đi tắt để khi sự cố ở một bình gia nhiệt nào đó thì nước cấp theo đường tắt đi đến bình gia nhiệt tiếp theo. 4.2.2.3 Đường nước đọng
Để đảm bảo cho các bình gia nhiệt thực hiện việc trao đổi nhiệt có hiệu quả thì phải rút nước đọng ra khỏi bình gia nhiệt( vì nước đọng còn có nhiệt độ cao) . Nguyên nhân sinh ra nước đọng là do hơi trích từ các cửa trích của Tuabin đến gia nhiệt cho nước cấp và nước ngưng, hơi trích sau khi thực hiện việc gia nhiệt cho nước ngưng thì nhiệt độ giảm xuống và ngưng đọng lại thành nước đọng
Nước đọng ở các bình gia nhiệt GNCA1 ^ GNCA2^ GNCA3 sau đó về bình khử khí ; nhờ sự chênh lệch áp suất mà dồn từ GNHA5^ GNHAó^ GNHA7 và từ GNHA7 nước đọng được bơm đẩy trở lại đường nước ngưng, hỗn hợp với nước ngưng tại điểm hỗn hợp K ở giữa bình GNHA6 và GNHA7
Nước đọng từ bình GNHA8, bình làm lạnh Ejectơ, đưa về khoang nước bình ngưng. Hơi sau khi ra khỏi tuabine phụ cũng đưa về bình ngưng.
Khi rút nước đọng cần chú ý không cho hơi đi theo đường nước đọng. Vì như vậy sẽ làm giảm hiệu quả trao đổi nhiệt. Như vậy đường nước đọng từ GNHA8 cũng như từ bình làm lạnh Ejectơ, bình làm lạnh hơi chèn đã có đoạn ống chữ U thỏa mãn điều kiện này. Còn ở tất cả các đường nước đọng còn lại ta đều đặt van con heo (van hơi). Van con heo là loại van mà chỉ có nước đi qua mà không cho hơi đi qua. Sau van con heo ta đặt một van một chiều và cũng phải đặt đường đi tắt khi gặp sự cố. Đây là thiết bị tách nước ngưng ra khỏi đường ống dẫn hơi nước, tránh hiện tượng thủy kích đường ống, tránh phân tán các khí không ngưng.
4.2.3 Các thiết bị trong nhà máy4.2.3.1 Lò hơi 4.2.3.1 Lò hơi
Là thiết bị đóng vai trò hết sức quan trọng trong nhà máy nhiệt điện
Lò hơi phải đảm bảo cung cấp đủ hơi cho Tuabin cả về số lượng và chất lượng hơi
+ Sản lượng hơi 1650 T/h
+ Thông số hơi quá nhiệt
+ Nhiệt độ: 5450C
+ Áp suất: 250 bar
- Nhiệt độ nước cấp: 270 0C