Không khí hòa tan trong nước có chứa một lượng không khí không ngưng như C02, 02... dẫn đến gây ăn mòn thiết bị và ống dẫn trong nhà máy nhiệt điện. Để bảo vệ chúng khỏi bị ăn mòn của khí trong nước, người ta áp dụng biện pháp tách khí ra khỏi nước trước khi cung cấp cho lò hơi (hay còn gọi là khử khí cho nước).
Hình 2.4.4 Sơ đồ tính toán nhiệt cho thiết bị khử khí
Trong đó :
a n5,in5 : Lượng nước ngưng ,entanpi nước ngưng sau bình gia nhiệt hạ áp 5 về
a h4,ih4 : Lượng hơi,entanpi từ cửa trích 4 cấp cho thiết bị khử khí
a'h3,iđ3 : Lượng nước đọng,entanpi nước đọng từ bình GNCA 3 về
a' h3 = a h1+ a h2 +a h3 = 0,06527+ 0,11009 + 0,03655 = 0,21191
a bs,ibs :Lượng nước và entanpi của nước bổ sung đã qua xử lý ưbs = 0,0125; với entanpy của nước bổ ibs = 390,38 kJ/kg ưnc = Ưn5 + a’đ3 + Ưh4 + ưbs
^ Ưh4 = 1,0175 - 0,21191 - 0,0125 - an5
Ưh4 = 0,79309 - Ưn5 (4-1)
Phương trình cân bằng nhiệt của thiết bị khử khí ưnc.l-kk ( an5. in5 + a đ3. l-đ3 +Ưh4*ih4 + absibs)n
Chọn hiệu suất của thiết bị khử khí : n = 1
Chọn áp lực làm việc của thiết bị khử khí là 6 bar Ta sẽ có: i’kk = 670,5 kJ/kg
Từ phương trình cân bằng nhiệt,ta có:
1,0175. 670,5 = Ưn5. 608,55 + 0,21191.837,81 + Ưh4.3259,4 + 0,0125. 390,38 (4-2) Từ (4-1) và (4-2) ta tính được Ưh4 = 0,0066
Ưn5 = 0,799 2.4.5 Bình gia nhiệt hạ áp số 5 (GNHA5)
Hình 2.4.5 Sơ đồ tính toán nhiệt cho bình gia nhiệt hạ áp số 5
Trong đó
Ơh5, ih5: lượng hơi và entanpi của dòng hơi lấy từ cửa trích số 5 Ơn5: lượng nước ngưng qua GNHA5
in5, in6 : entanpi nước ngưng ra và vào GNHA5
Ơđ5, iđ5 : lượng nước đọng và entanpi nước đọng ra khỏi GNHA5 Phương trình cân bằng nhiệt của GNHA5
Ơn5. (in5 - inó) = Ơh5 ( ih5 - iđ5> n
^ Ơh5 = Ơn5.(in5 - inó)/ ( ih5- iđí) n
0,79. (608,53-495,64)
(3062,06-628,02) 0,98
Trong đó :
Ơh6,ih6 : Lượng hơi và entanpi của hơi trích cấp cho gia nhiệt hạ áp 6 Ơđ5,iđ5 : Lưu lượng và entanpi của nước đọng từ BGNHA5 về
a’đ6,iđ6 : Lưu lượng và entanpi của nước đọng khi ra khỏi BGNHA6 a’đ6 = Ơh5 + Ơh6
ÌHHK : Etanpi của điểm hỗn hợp K đi vào BGNHA6
Ơn5,in6 : Lượng nước ngưng và entanpi của nước ngưng khi ra BGNHA6 Phương trình cân bằng nhiệt của bình gia nhiệt hạ áp 6
Ơn5 (in6 - ÌK) = [ơh6 ( ih6 - iđõ) + Ơđ5 ( iđ5 - itó)] n Theo bảng 2 ta có: in6 = 495,64 kJ/kg ih6 = 2948,42 kj/kg iđ6 = 516,84 kJ/kg = 0,0372 2.4.6 Bình gia nhiệt hạ áp 6 (GNHA6)
Sơ đồ tính toán nhiệt của bình gia nhiệt hạ áp 6 như sau:
iđ5 = 628,02 kJ/kg an5 = 0,79
Ođ5 = 0,0372
Thay vào phương trình cân bằng nhiệt ta có:
0,79 (495,64- ÌK) = [ah6 (2948,42 -516,84) + 0,0372 (628,02 - 516,84)].0,98
^ 0,79iK = 387,5 - 2383 ah6 (6-1)
2.4.7 Cân bằng nhiệt điểm hỗn hợp K
Nước đọng từ bình GNHA6 đô về bình GNHA7 sau đó nước đọng được bơm trở lại đường nước ngưng tại vị trí hỗn hợp K ở giữa bình GNHA6 và GNHA7 nhờ bơm nước đọng .
Sơ đồ tính toán nhiệt như hình vẽ sau : HHK
ct n5, ĨK n6,in7
a 07, Ĩo7
Hình 2.4.7 Sơ đồ tính toán nhiệt điểm hỗn hợp
Trong đó:
a’đ7 : Lượng nước và entanpy nước đọng từ bình GNHA7 về a’đ7 = Ơh5 + Ơh6 + Ơh7
in7,iK : entanpy của nước ngưng vào và ra khỏi điểm hỗn hợp K
Phương trình cân bằng nhiệt tại điểm hỗn hợp K
Ơn5 .iK = Ơn7.in7 + a đ7. iđ7 Với iđ7 = 393,97 kJ/kg Ơn5 = 0,79 Thay vào ta có 0,79.ÌK = an7 .373,43 + a’đ7.393,97 (7-1)
Phương trình cân bằng chất tại điểm K
Ơn5 = a’đ7 + Ơn7 = Ơh5 + Ơh6 + Ơh7 + Ơn7
^ ah6 + ah7 + an7 = Ơn5 - ah5 = 0,79 - 0,0372 = 0,7528 (7-2)
2.4.8 Bình gia nhiệt hạ áp 7 (GNHA7)Sơ đồ tính toán nhiệt như hình vẽ sau : Sơ đồ tính toán nhiệt như hình vẽ sau :
Hình 2.4.8 Sơ đồ tính toán nhiệt cho bình gia nhiệt hạ áp số 7
Trong đó :
ah7,ih7 : Lưu lượng và entanpi của hơi trích từ cửa trích số 7 cấp cho GNHA7 a’h6, iđ6 : Lưu lượng và entanpi của dòng nước đọng từ GNHA6 về
a h6 = ah6 + ah5
a’h7,iđ7 : Lưu lượng và entanpy nước đọng được bơm từ GNHA7 về GNHA6 a’đ7 = a’h6 + ah7 = ah5 + ah6 + ah7
in8,in7 : Entanpy của nước ngưng vào và ra khỏi GNHA7 Phương trình cân bằng nhiệt tại bình gia nhiệt hạ áp 7 (GNHA7) an7.(in7-in8) = [ah7 ( ih7 - iđ?) + a’h6 (iđ6 - iđvkn
Chọn hiệu suất của bình gia nhiệt là 0,98 Tra bảng 2 ta xác định được : in7 = 373,43 kJ/kg ^8 = 209,65 kJ/kg ih7 = 2758,01 kJ/kg iđ7 = 393,97 kJ/kg iđ6 = 516,84 kJ/kg Ơh5 = 0,0372 ^ ^ ^ Kết hợp (6-1) - (7-2) - (8-1) Ta được : ah6 = 0,038 an7 = 0,672 ah7 = 0,043 iK = 378,416 kj/kg.
2.4.9 Bình gia nhiệt hạ áp 8 (GNHA8),bình làm lạnh ejectơ (LE) và bình ngưng
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: