Sơ đồ tính toán nhiệt như hình vẽ sau :
an7 ( 373,65 - 209,65) = [ah7 (2758,01 - 393,97) + a’h6 (516,84 - 393,97)].n
164. Ơn7 =[ 2364,04. ah7 + 122,87 ( ah6 + 0,0372)].0,98 164. 0^7 = 2364,04. ah7 + 120,41 ah6 + 4,48 (8-1)
Hình 2.4.9 Sơ đồ tính toán nhiệt cho bình gia nhiệt hạ áp số 8
Trong đó :
Ơh8,ih8 : Lưu lượng và entanpi của hoi cấp cho bình GNHA8
Hơi cấp cho ejecto được lấy từ đường hoi mới ,nước đọng ở bình làm lạnh ejecto được đưa về cuối bình ngưng. Nước đọng ở bình GNHA8 cũng được đưa về hỗn hợp ở cuối bình ngưng.
2.4.9.1 Bình gia nhiệt hạ áp 8 Phương trình cân bằng nhiệt : Ơn6.(in8 - inc ) = [ơh8 ( ih8' - iđ8)].n
Chọn hiệu suất thiết kế GNHA8 : n = 0,98 an6 = 0,672 inc = 163,37 kj/kg in8 = 210 kJ/kg
ih8 = 2649 kJ/kg iđ8 = 229,34 kJ/kg
0,672.( 209,88 - 163,37) = ah8.( 2649 - 264,12) A(Z|,8 = 0,0133
2.4.9.2 Lưu lượng hơi thoát vào bình ngưng Phương trình cân bằng chất
ak = a'nn - Ơđ8 - Oe - ơtp
Với a'nn: Lượng nước đọng sau khi ra khỏi bình ngưng Aơ.k = 0,672 -0,0133- 0,005-0.044 = 0,6102 ( 9-4) 2.5 CÂN BẰNG HƠI VÀ NƯỚC NGƯNG
Mục đích của cân bằng hơi và nước ngưng là nhằm kiểm tra kết quả tính toán ơk = 1- Ơh1 - Ơh2 - Ơh3- ƠTP- ơkk - Ơh5- Ơh6 - Ơh7 - Ơh8
Trong đó :
«0: Lưu lượng hơi mới: Ơ0 =1
^ a = Ơ1 + Ơ2 + Ơ3 + ƠTP + Ơ4 + Ơ5 + «6 + Ơ7 + Ơ8
= 0,3933 ah
K = 1- E ar = 0,6067 Tính sai số tương đối :
= a n -qh = 0,6102-0,6067
ah -1UU0,6067
Vậy kết quả ở trên là hợp lý
Nhiệt độ nước vào và ra của nước làm mát t1 = 25 oC, t2 = 35oC Ta có phương trình cân bằng nhiệt : ơk.(ik - ir
bn) = ơlm. Cp.Aĩ ^ 0,6102.(2520 - 163,37)= am.4,183(35-25) ^ ơlm = 34,376.
2.6 CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG VÀ TIÊU HAO HƠI TRÊN TUA BIN
Đối với các cửa trích phía trên và đường đi QNTG
y _ ị i -ĩ k +( i sQNTG - ĩ trQNTG )
i0 ’ - i
k+( isQNTG - i trQNTG ) - i
sQNTG= 3578 kJ/kg là entanpy hơi sau khi đi QNTG về - i
trQNTG=3002 kJ/kg là entanpy hơi đi QNTG
q
QNTG_isQNTG -i
trQNTG=3578 - 3002 = 576 kJ/kg
Với các cửa trích phía sau cửa trích đi QNTG
y _________i i - k_________________i i
0 ’ —ik+( isQNTG - i trQNTG )
Tổng của các dòng hơi trên tuabin được xác định ở bảng sau:_____________
Xác định các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của tổ máy Tiêu hao hơi cho tuốc bin
Điểm
trích Ơ!
Ii qQNTG
yi Soii.yi
Tiêu hao hơi vào tuốc bin
Do Suất tiêu hao hơi do [kJ/kg] [kJ/ kg] [T/h] kg/s [kg/kW h] 0 71.01 5 3373. 7 2 576.2 4 - 0.205 1319.20 366.44 2.62 0' 1 3373. -
1 0.06 5 3110.9 4 0.81 6 2 00.11 3002.00 0.740 2' 0.82 5 3578. 2 -
4 3 0.037 3363.70 0.590 KK 0.007 3258.94 0.517 TBP 0.044 3363.70 0.590 5 0.037 3062.0 6 0.37 9 6 0.038 2948.42 0.300 7 0.043 02758. 0.166 8 0.013 82648. 0.090 BN 0.610 2520.0 0 - Trong đó:
- Ne : Công suất điện cần thiết kế của tổ máy , [kW]
- io’ = 3373,3 kJ/kg , ik= 2520,05 kJ/kg lần lượt là entanpy của hơi mới ở đầu vào tầng cánh đầu tiên và đầu ra khỏi tầng cánh cuối cùng của tuabin
- ^g và ^m lần lượt là hiệu suất máy phát điện và hiệu suất cơ khí. Chọn ó' 0,98
Thay số ta có:
Do = /, ^ , r.40000^^ = 366,44— = 1319,20t/h
((3373,3-2520)+576,24).(1-0,205) .0,98.0,98 s
- Lưu lượng nước cấp
Dnc=anc X D0 = 1,0175 X 366,44 = 372,86 kg/ s
Công suất tuabine truyền động bơm cấp
NTP= DncXhBa, [ kW ]
HB
Trong đó:
hBa=31,62kJ/kg: Công nén đoạn nhiệt trong bơm
HB=0,883: Hiệu suất toàn bộ có tính đến tổn thất cơ và tổn thất lưu lượng
(HB=HcXH’b=0,85 X 0,98 = 0,883)
N„ = 3-286—1^ =14155,6 kW,
TP 0,883 .
2.6.2 Suất tiêu hao hơi của tuabine
Ý nghĩa: Phải dùng bao nhiêu kg hơi đưa vào tuabine để sản xuất ra được 1kWh điện năng d = D 0 = 366,44x 3600 =3 30_kg_ 0Ne 400 X 103 ,kWh Ne Dk n o z Do = 1 ^“1 ai'y
i[(ĨQ' Ìk)+(isQNTG itrQNTG )] 1 -“ i=1«,.y(.Qg.ạ
2.6.3 Tiêu hao nhiệt cho thiết bị tuabin
Lượng nhiệt chính mà là hơi phải cung cấp cho turbine và bình ngưng
Ọ
TB— Do (l
0 — lnc+ữọNTG- q QNTG )
L366,44. (3373,72 —1177,94 + 0,825.567,24) — 978757,6 kW.
2.6.4 Suất tiêu hao nhiệt cho thiết bị tuabin
Là lượng nhiệt tiêu hao cho thiết bị turbine sản xuất 1kWh điện
q™ — ỌTB — 3600 9787576— 8808,82 kJ HTB Ne 400000 ’ kW.h
2.6.5 Tiêu hao nhiệt cho lò hơi
Tổng lượng nhiệt tiêu hao cho lò hơi để sản xuất hơi quá nhiệt ở đầu ra bộ quá nhiệt cuối cùng trước khi dẫn sang gian đặt thiết bị của turbine
Ọ
LH —DLH-(l
qn— lnc + aQNTG-QQNTG] , kW
Trong đó : DLH là lưu lượng nước cấp vào lò hơi DLH = ơnc . Do = 1,0175.366,44 = 372,86 kg/s
iqn là entanpy của hơi quá nhiệt ra khỏi bộ quá nhiệt . Áp suất hơi quá nhiệt 233 bar , nhiệt độ hơi quá nhiệt là 560 oC .Tra bảng nước chưa sôi và hơi quá nhiệt ta có iqn = 3373,72 kJ/kg.Thay vào công thức trên ta có :
QLH = 372,86.( 3373,72 -1177,94 + 0,825.576) = 995885,84 kW.
2.6.6 Suất tiêu hao nhiệt cho lò hơi
Lượng nhiệt mà nước nhận được trong là hơi tính cho một đơn vị nhiệt năng sản xuất ra.
qíH—ỌiH.—S84 — 8962,97J HLH Ne 400000 ’ kW.h
2.6.7 Tiêu hao nhiệt cho toàn tổ máy
ĐN: Tiêu hao nhiệt cho toàn tổ máy là lượng nhiệt năng tiêu hao cho lò hơi mà nhiên liệu phải cung cấp. Ọc—n^ ’ [ kg ]
Trong đó:
HLH [%]: Hiệu suất lò hơi. nLH —100 —£ qlt[%]
l — 2
+q2: Tổn thất nhiệt do khói mang ra ngoài (4:6)%, lấy q2 = 6%. +q3: Tổn thất nhiệt do cháy không hết về mặt hóa học.
+q4: Tổn thất nhiệt do cháy không hết về mặt cơ học. q3 + q4 = (1:3)% +q5: Tổn thất nhiệt do tỏa nhiệt ra môi trường xung quanh, lấy q5 = 1%. +q6: Tổn thất nhiệt do xỉ mang ra ngoài, lấy q6 = 0.
nLH—100 — (6+3 +1) — 90 %
Q — — — 995885,84 — 1106539,83 kW.
cULH 0,9
2.6.9 Định Nghĩa: Suất tiêu hao nhiệt cho toàn tổ nhà máy là tiêu hao nhiệt cho toàn tổ
nhà máy để sản xuất ra một đơn vị điện năng (thường 1kWh).
2.6.10Q [ kW ]
qc Ne,kW
2.6.11
2.6.12ó 9958,86 kJ / kWh.
2.6.13Hiệu suất truyền tải môi chất trong nhà máy
2.6.14Hiệu suất truyền tải môi chất được tính theo các tổn thất nhiệt ra môi trường xung
quanh và tổn thất áp suất trên đường vận chuyển môi chất nước và hơi trong toàn bộ chu trình nhiệt của nhà máy. Nhưng do tổn thất trên đường vận chuyển giữa gian lò và gian tuabine là lớn nhất nên hiệu suất truyền tải tính theo tổn thất trên đường2.6.15
2.6.12 Tiêu hao nhiên liệu cho toàn tổ máy và toàn nhà máy
2.6.16Tiêu hao nhiên liệu cho toàn tổ máy được tính bằng cân bằng nhiệt của riêng lò.
2.6.17Tiêu hao nhiên liệu cho toàn bộ nhà máy có nhiều tổ máy được tính bằng tổng tiêu
hao nhiên liệu cho từng tổ máy.
2.6.18+Tiêu hao nhiên liệu cho toàn tổ máy.
2.6.19 Btc [ ]
2.6.20 , , qc*Qh s
2.6.21QỈh=29310kJ/kg: Nhiệt trị thấp làm việc tiêu chuẩn.
2.6.22B = '4°°°°° =37,75kg=135,911 / h
2.6.23 0,3615 X 29310 ’ s ’
2.6.13 Suất tiêu hao nhiên liệu tiêu chuẩn
2.6.24ĐN: Suất tiêu hao nhiên liệu tiệu chuẩn là lượng nhiên liệu tiêu chuẩn tiêu hao để
sản xuất ra một đơn vị điện năng.
2.6.25b = B tc = 37,75 x 3600 =034_kg_ 2.6.26tc~ Ne~ 400000 “ ’34 kWh q_ = Q=3600 qc Ne 1106539,83 400000 này. Htr QTB Q LH 978757,6 995885,84 x 100 = 98,28% 2.6.10 Hiệu suất của thiết bị tuabine
ĐN: Hiệu suất của thiết bị tuabine là hiệu suất khối thiết bị tuabine - máy phát, có kể cả tổn thất nhiệt ở bình ngưng.
nTB = N QTBe 400000
978757,6= 0,4087 = 40,87%
2.6.11 Hiệu suất toàn bộ nhà máy
ĐN: Hiệu suất của toàn nhà máy cũng chính là hiệu suất của toàn tổ máy khi các tổ máy có cùng công suất điện với nhau.
Hc=NeQc 400000
2.6.28Nội dung chương này nhằm tính toán lựa chọn các thiết bị trong nhà máy như các loại
bơm cấp, bơm nước ngưng, bơm tuần hoàn, các loại quạt, các bình gia nhiệt...
3.1 LỰA CHỌN THIẾT BỊ CHÍNH CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN
2.6.29 Thiết bị chính của nhà máy điện bao gồm lò hoi và tuabin. Trong phần
tính toán ở
chương 2 ta đã chọn tuabin, do vậy trong mục này ta chỉ cần đề cập đến việc lựa chọn lò hơi
2.6.30 - Chọn năng suất, loại và số lượng lò hơi dựa trên cơ sở sau:
2.6.31+ Đảm bảo cung cấp đủ hơi.
2.6.32+ Tôn hao kim loại và giá thành thấp.
2.6.33+ Áp dụng cấu trúc là hợp lý, dùng cùng một loại và cùng năng suất
trong một khối cũng như trong toàn nhà máy
2.6.34 Tông năng suất định mức của lò hơi làm việc phải cao hơn phụ tải cực
đại của lò
chọn theo tiêu hao hơi cho tuabin có kể đến rò rỉ và lấy thêm 3% dự trữ
2.6.37 Trong đó:
2.6.38 1,03: hệ số tính đến độ dự trữ
2.6.39 D0 = 366,44 kg/s: lưu lượng hơi mới
2.6.40 ^ D = 366,44(1 + 0,0175). 1,03
2.6.41 D = 382,15 Kg/s
2.6.42 Hay D = 1375,8 T/h
2.6.43 Với sản lượng này ta chọn loại lò hơi trực lưu I |n -1650-255 ,mỗi khối có
1 lò
hơi.Vậy toàn nhà máy có 3 lò hơi,hơi có các thông số như sau: - Sản lượng hơi 1650T/h
- Thông số hơi quá nhiệt
2.6.44 Nhiệt độ : 545 c
2.6.45 Áp suất : 250 bar
2.6.46 Nhiệt độ nước cấp : 270 c
2.6.47 Nhiệt độ khói thoát :138C
2.6.48 Hiệu suất 91,7 %
2.6.49 Nhiên liệu than cám và có các thành phần đặc tính như sau
2.6.50Clv = 73,6%; Slv = 0,4%; 2.6.51Nlv = 0,2%; Alv = 16,8% 2.6.52H2lv = 1,3%; Wlv = 5,5%; 2.6.53O2lv = 2,2%; 2.6.54Qtlv = 29310 kJ/kg. 3.2 LỰA CHỌN THIÊT BỊ PHỤ 3.2.1 Bơm nước cấp
2.6.55 Bơm nước cấp là thiết bị quan trọng trong nhà máy bởi vì nó phải đảm
bảo khả
năng làm việc chắc chắn của lò hơi để việc sản xuất điện năng được ôn định
2.6.56 Bơm nước cấp được chọn sao cho cấp đủ nước ở công suất cực đại của
toàn khối
với lượng dự trữ 5 %
2.6.57 Nhà máy có công suất 1200MW,được chia làm ba khối ,mỗi khối
400MW dùng
bơm cấp truyền động bằng tuabin ngưng hơi.Hơi cấp cho tuabin phụ lấy từ cửa trích số 3 của tuabin chính ,sau khi ra khỏi tuabin phụ hơi thoát được đưa qua bình ngưng. Bơm điện dự phòng,khởi động có năng suất 50% lưu lượng toàn khối
2.6.58 Để chọn bơm ta dựa vào các thông số sau:
2.6.59 - Lưu lượng nước cấp : Dnc = 372,86 kg / s
2.6.60 ^ Lưu lượng nước cấp của 1 bơm có kể đến 5 % dự trữ là:
2.6.64 Qnc Dnc-U
2.6.65_ _________________________________________________________________ Với: ụ = 0,00106 m3/kg: thể tích riêng trung bình của nước cấp ___________________
2.6.67=0,4357 m/s
2.6.68 Tổng chiều cao cột áp bơm cấp tính theo công thức (2.8) tl1 tr42,đã tính toán ở mục
2.6.69 2.4.3
2.6.70 Cột áp của bơm nước cấp được xác định ở phần (2.4.3) là 25,37 Mpa,lấy dự phòng
10 % cột áp ta có
2.6.71 - Cột áp của bơm nước cấp lấy dự trữ cột áp 5 % ta có:
2.6.72 Ap = 25,37 (1 + 0,05) MPa
2.6.73 Ap = 26,6x106 N/m2
2.6.74 Wbc= Qnc .Ap/.pbom = 14509 kW
2.6.75 Từ Qnc = 1497,6 m3/h và Wbc = 13818 W
2.6.76 Ta chọn bơm cấp chạy bằng tuabin hơi theo bảng PL 3.9.f trang 168, TL [1] có thông
số như nhau:
2.6.77 Ký hiệu:, CBNT 350-1350
2.6.78 Công suất: 1500 m3/h
2.6.79 Áp suất đầu đẩy: 350at
2.6.80 Áp suất đầu hút: 20at
2.6.81 Số vòng quay: 5500 v/phút
2.6.82 Công suất tiêu thụ: 16400 kW
2.6.83 Hiệu suất: 0,4
2.6.84 Số lượng: 1 bơm chính và 1 bơm dự phòng có cùng công suất.
3.2.2 Bơm nước ngưng
2.6.85 Năng suất của bơm được xác định theo lượng hơi lớn nhất đi vào bình ngưng có
tính đến trích hơi đi gia nhiệt hồi nhiệt đồng thời có tính đến độ dự trữ 5%.
2.6.86Dng = DK + Dđ8 + De + DTP , kg/s
2.6.87 trong đó:
2.6.88Dng: lượng nước ngưng
2.6.89DK: lượng nước do hơi cuối tuabin ngưng tụ ở bình ngưng
2.6.90 DK = OK. D0 = 0,671.D0
2.6.91Dđ8: lượng nước đọng ra khỏi bình GNHA8
2.6.92 Dđ8 = a7. D0 = 0,0543. D0
2.6.93De: lượng nước đọng của hơi trích cho Ejectơ
2.6.94 De = ae.D0 = 0,01.D(>
2.6.95DTP :Lượng nước ngưng của hơi từ tuabin phụ
2.6.96Vậy :Dng = D0.(aK + ah8 + ae + aTp) = 366,44 .( 0,61+ 0,013 + 0,005+ 0,044)
2.6.97Nếu tính thêm dự trữ 5% thì :
2.6.98Dng = 246,3.(1 + 0,05)
2.6.99Dng = 258,64 kg/s
2.6.100 Năng suất của bơm nước ngưng
2.6.101 Q = Dng . u
2.6.102 Với: u Thể tích riêng trong nước ngưng
2.6.103 Tra bảng ta được u = 0,001 m3/kg
2.6.106 Cột áp của bơm nước ngưng
2.6.110 P
K : Áp lực bình ngưng ,P
K = 0,07 bar
Y : Trọng lượng riêng trung bình của nước
Y = p.g ,với p : khối lượng riêng trung bình ,p = 990 kg/m3
2.6.111 Nên Y= 990.9,81 = 9711,9 N/m3
2.6.112 H = Hđ - Hh : Độ chênh mực nước từ bhình ngưng đến bình khử khí
2.6.113 Với = Hđ , Hh là độ cao đầu đẩy và đầu hút của bơm nước ngưng
2.6.114 H = 25 - 2 = 23 m
2.6.115 ^ Aptl: Tổng trở lực trên đường hút và đường đẩy, các trở lực của các bình gia nhiệt
hạ áp, các thiết bị trao đổi nhiệt nằm trên đường nước ngưng từ bình ngưng đến bình khử khí, các van và đường ống (N/m2)
2.6.116 Trở lực của các BGNHA lấy sơ bộ khoảng (2+ 3).10 5 N/m2 đối với mổi
bình. Lấy
BGNHA là 3.105 N/m2. Trở lực đường ống có thể lấy vào khoảng (3:5).105 N/m2 lấy bằng 5.105 N/m2. Trở lực của bình làm lạnh hơi chèn, ejector là 4.105 N/m2
2.6.117 Nên APBN = (6- 0,07).105 +(3.4+5+4).105 + 23. 990.9,81 = 29163 74 N/m2
2.6.118 Lấy dự trữ cột áp 5% nên APBN = 2916374.(1+0,05) = 3062192 kN/m2
2.6.119 = 30,6 atm
2.6.120 Công suất cần thiết của động cơ để kéo bơm ngưng được xác định
( TL[3],tr68) Q.kPBN 2.6.121Wbn = „ , ( W) 2.6.122 PBN 2.6.123 Wbn = 1006 kW 2.6.124 Từ Q = 931 m3/h và Wbn= 1006 kW
2.6.125 Từ đó ta chọn được loại động cơ để kéo bơm nước ngưng - Ký hiệu động cơ: 16KcB-15x10
- Năng suất 450 m3/h - Độ chênh cột áp: 240 mH20 - Số vòng quay: 1480 v/p - Công suất tiêu thụ: 500 kW - Hiệu suất bơm: 75 %
2.6.126 Số lượng: 3
3.2.3 Bình ngưng
2.6.127 Bình ngưng được chọn là loại làm mát kiểu bề mặt. Nó làm việc
theo nguyên
tắc hơi thoát khỏi tua bin được tiếp xúc gián tiếp với nước làm lạnh làm mát và ngưng tụ thành nước ngưng. Loại này có ưu điểm là nước ngưng đọng rất sạch có thể cung cấp trực tiếp cho lò hơi. Nước lạnh được đi trong ống đồng, còn hơi đi ngoài ống thực hiện việc trao đổi nhiệt với nước lạnh.
2.6.128 Bề mặt làm lạnh của bình ngưng xác định theo công thức
2.6.129 Gk : Lưu lượng nước làm mát kg/s
2.6.130 Atcp: độ chênh lệch nhiệt độ trung bình logarit giữa hơi và nước 0C
F ^S^^G^C^^.(1+a), m
2.6.133- -Ltì —
vào bình ngưng.
2.6.136 Ut: độ chênh lệch nhiệt độ giữa nước ngưng và nước tuần hoàn ra
khỏi bình ngưng: 2.6.137 Ut = tK - ta = 37 - 32 = 50C 2.6.138 Áttb=, 10+5 = 9,1 0C 2.6.139 ln^, 2.6.140 5
2.6.141 K: Hệ số truyền nhiệt được xác định dựa vào tốc độ nước và nhiệt
độ trung
bình nước đầu vào và đầu ra: dựa vào toán đồ xác định hệ số truyền nhiệt tổng của