4.2.1 Đường đi của hơi mới, hơi phụ
Ống 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
a, Đường hơi trích cho các bình gia nhiệt :
Nhà máy nhiệt điện tổ 400 x 3 TS. Phạm Duy Vũ 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 khơi đông dung đê tăng tôc đô tao chân không khi khơi đông tuabin va trong thơi gian khơi đông tuabin thi no lam viêc song song vơi Ejectơ chinh. Khi khơi đông xong thi Ejectơ nay ngưng hoat đông con Ejectơ chinh vân liên tuc lam viêc tư khi khơi đông đên khi dưng tuabin. Ejectơ hơi là loại thiết bị đơn giản hơn cả, lại vận hành đảm bảo.
4.2.2 Đường đi của nước
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 như O2, CO2 này ra khỏi nước (CO2 là chất xúc tác còn O2 mới là khí gây ăn mòn
Nhà máy nhiệt điện tổ 400 x 3 TS. Phạm Duy Vũ 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 GNHA6 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 máy
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
- Nhiên liệu: than cám có thành phần và đặc tính như sau :
Clv = 73,6%; Slv = 0,4%;Nlv = 0,2%; Alv = 16,8%; H2lv = 1,3%; Wlv = 5,5%; O2lv = 2,2%; Vlv = 5,5%; Qtlv = 28000 kJ/kg
4.2.3.2 Tuabine
Toàn nhà máy có 3 khối, mỗi khối có 1 tuabine K–400–240 ngưng hơi.Tuabin được lắp đồng trục với máy phát điện có công suất 400 MW
Hơi nước đi vào tuabin có t0 = 5600C và P0 = 232.8 bar và hơi gia nhiệt trung gian có t0tg = 5600C và và Ptg = 35,42 bar.
Nhà máy nhiệt điện tổ 400 x 3 TS. Phạm Duy Vũ 4.2.3.3 Bình ngưng
Bình ngưng có nhiệm vụ làm ngưng tụ hơi nước thoát ra khỏi tuabin, tạo nên độ chân không cần thiết để tuabin làm việc an toàn và kinh tế. Trong thiết kế này dùng bình ngưng làm mát kiểu bề mặt. Nước làm mát đi trong ống, hơi đi ngoài ống nhả nhiệt cho nước làm mát. Các ống này được chế tạo bằng ống đồng, các ống bằng thép không được sử dụng trong bình ngưng vì chúng có những nhược điểm sau: bị oxy hoá và ăn mòn hoá học, có hệ số dẫn nhiệt thấp. Các ống được ghép chặt lên hai mặt sàng chính. Để tăng hiệu quả trao đổi nhiệt trong bình ngưng người ta chế tạo bình ngưng theo kiểu 2 chặng, số chặng là số lần trao đổi nhiệt giữa hơi và nước lạnh.
Tuabin K-400-240 có một bình ngưng ,áp lực làm việc của bình ngưng là 0,068 bar.Để bảo vệ tuabin trên cổ bình ngưng ,người ta đặt van an toàn,van này hoạt động theo nguyên lý của màng kim loại ; màng kim loại đặt trên đường ống nối một đầu nối với cổ bình ngưng còn đầu kia nối với cửa ống thông với ngoài trời.Sau màng kim loại người ta đặt một lưỡi dao kim loại.Bình thường nếu chân không của bình ngưng tốt thì màng kim loại cong vào phía trong;khi chân không bình ngưng xấu đi thì màng kim loại sẽ xích dần đến mũi dao và bị mũi dao đâm thùng khi áp suất trong bình lớn hơn áp suất khí trời,từ đó hơi trong bình sẽ thoát ra ngoài trời do đó sẽ bảo vệ được tuabine.
4.2.3.4 Ejectơ
Nhiệm vụ của Ejectơ là giữ cho áp lực trong bình ngưng đúng mức qui định, nó hút không khí trong bình ngưng để đảm bảo chân không .Trong bình ngưng từ các khởi động và trong quá trình làm việc của khối.
Mỗi tuabin đặt 2 Ejectơ, 1 Ejectơ khởi động làm việc lúc khởi động khối và 1 Ejectơ chính làm việc liên tục với với tuabin. Hơi cung cấp cho Ejectơ được trích từ tuabine. Nước của Ejectơ đưa về khoang chứa bình ngưng. Nước ngưng được đưa qua Ejectơ để làm mát Ejectơ.
4.2.3.5 Bình gia nhiệt hạ áp
Tuabin sư dung bình gia nhiệt hạ áp trao đổi nhiệt kiểu bề mặt, hơi cung cấp cho các bình gia nhiệt này được lấy từ các cửa trích của tuabin. Nước ngưng đi qua các bình gia nhiệt hạ áp này và nhận nhiệt của hơi nóng truyền cho nó làm tăng nhiệt độ của nước ngưng. Hơi sau khi nhả nhiệt cho nước ngưng thì ngưng lại thành nước đọng, nước đọng được dồn từ GNHA5 GNHA6 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 đưa về khoang nước bình ngưng.
Nhà máy nhiệt điện tổ 400 x 3 TS. Phạm Duy Vũ Các bình gia nhiệt hạ áp đều có van nối tắt để đề phòng sự cố 1 bình nào đó sửa chữa thì nước ngưng vẫn liên tục đến các thiết bị đằng sau nó theo đường nước ngưng đi để đổ về bình khử khí.
4.2.3.6 Bình khử khí
Bình khử khí có nhiệm vụ khử các chất khí hoà tan trong nước trước khi vào lò hơi.Nguồn nước đi vào bình khử khí gồm có nước đọng từ các bình gia nhiệt cao áp, nước ngưng từ các bình gia nhiệt hạ áp, nước bổ sung. Để cấp hơi cho bình khử khí người ta trích hơi tại cửa trích số 4 đi qua bộ giảm áp vào bình. Nước sau khi đã khử khí được chứa trong bể chứa phía dưới cột khử khí. Lượng nước chứa trong bình chứa có khả năng cung cấp nước cho lò làm việc với phụ tải hơi cực đại trong 5 phút
Thiết bị khử khí là thiết bị trao đổi nhiệt kiểu hỗn hợp, trong đó nước vào thiết bị khử khí đi từ trên xuống, hơi đi từ dưới lên. Thiết bị khử khí trong bản thiết kế này làm việc với áp lực 6at. Các dòng nước có nhiệt độ khác nhau đưa vào thiết bị khử khí được phân phối theo độ cao của cột khử khí, nước có nhiệt độ thấp đưa vào phía trên cao và cứ hạ xuống theo nhiệt độ tăng dần của nướ
Bình khử khí có đường xả nước tự động để xả nước lúc mức nước ở bình chứa lớn hơn qui định. Phía trên có đặt van xả khí không ngưng ra ngoài trời và van an toàn.
4.2.3.7 Bình gia nhiệt cao áp
Tuabin có 3 bình gia nhiệt cao áp, trao đổi nhiệt kiểu bề mặt lấy hơi từ các cửa trích số 1, 2 va 3 của tuabin. Tại các bình GNCA có bố trí đường đi tắt của nước cấp đảm bảo nước cấp đến lò hơi liên tục. Nước đọng từ bình gia nhiệt cao áp 1 được đưa về bình gia nhiệt cao áp 2 rôi đên 3 rồi đổ vào bình khử khí. Trên đường dẫn nước đọng có đặt van con heo, đường dẫn nước đọng cũng phải có đường đi tắt.
4.2.3.8 Tuabine truyền động bơm cấp
Theo tiêu chuẩn thiết kế đối với những khối lớn có công suất từ 250MW trở lên thì bơm cấp phải truyền động bằng tuabine phụ, trong thiết kế này tuabine truyền động bơm cấp là tuabine ngưng hơi
Hơi cấp cho tuabine phụ được lấy từ cửa số trích số 3 trên tuabine chính. Hơi từ cửa số trích số 3 đi ra được chia làm 2 phần: 1 phần đi vào bình gia nhiệt cao áp 3, 1 phần đi vào tuabine phụ. Sau khi giãn nở sinh công để truyền động bơm cấp thì hơi trong tuabine phụ thoát ra được đưa về bình ngưng. Tuabine phụ được lắp đồng trục với bơm cấp nước.
4.2.3.9 Bơm nước ngưng
Khối có 3 bơm nước ngưng. Ở đầu đẩy của bơm cũng đặt đường tái tuần hoàn và van 1 chiều. Bơm nước ngưng có nhiệm vụ đưa nước ngưng từ bình ngưng đi qua các bình gia nhiệt hạ áp rồi đến bình khử khí.
4.2.3.10 Bơm tuần hoàn
Bơm tuần hoàn được tính năng suất làm việc trong điều kiện mùa hè (nhiệt độ nước tuần hoàn cao nhất), do vậy năng suất làm việc của bơm lớn nhất.
Nhà máy nhiệt điện tổ 400 x 3 TS. Phạm Duy Vũ Khối có 2 bơm tuần hoàn, mỗi bơm có năng suất là 50% tổng năng suất, không cần đặt bơm dự phòng vì điều kiện làm việc của bơm không nặng nề lắm .Trạm bơm tuần hoàn đặt tại bờ sông, tất cả các bơm này đều dồn vào 1 trạm để dễ thao tác vận hành, theo dõi .Để ngăn chặn rác vào ống hút nước ta dùng lưới quay, làm lưới chắn ở trạm bơm.
Lưới quay là 1 loại lưới di động, có hiệu quả loại rác bẩn rất cao, dùng nước phun để rửa sạch rác bẩn trên lưới này.
4.2.3.11 Bơm nước cấp
Trong nhà máy điện tuabine ngưng hơi, bơm nước cấp là thiết bị làm việc nặng nề do phải cung cấp một lượng nước với lưu lượng và cột áp lớn. Trong thiết kế này bơm được nối theo sơ đồ 1 cấp. So sánh với sơ đồ 2 cấp nhận thấy sơ đồ này có sự tin cậy của bơm cao do làm việc ở vùng nước có nhiệt độ thấp.
Bơm nước cấp được đặt thêm một bơm dự phòng có năng suất bằng 50% năng