Tính toán lựa chọn thiết bị gian lò hơi

3. Chỉ tiêu kinh tế của NMNĐ chu trình hồn hợp

3.2 Tính toán lựa chọn thiết bị gian lò hơi

3.2.1 Quạt gió:

Quạt gió hút không khí từ phần trên của gian lò thổi vào bộ sấấ́y không khí, do đó tận dụng được một phần nhiệt của lò toảả̉ ra tại khoảả̉ng không gian quanh lò, đồng thời thông gió được cho lò.

Ta có năng suấấ́t của lò hơi thu hồi nhiệt là: DLH = 331,1022 kg/s = 1191,97 T/h Do vậy ta chọn lò hơi này có 4 quạt gió

1. Lưu lượng gió yêu cầu của quạt là:

t +273

VQ = BV0. ( m - m + skk). 273

,m3/s

Trong đó:

Lượng nhiên liệu cần bổ sung cho lò hơi thu hồi nhiệt:

bs

B=Vnl

Chọn m = 1,2: Hệ số không khí thừa trong buồng lửa

m = 0,05: Hệ số lọt không khí trong buồng lửa

t : nhiệt độ không khí lạnh ở đầu vào quạt

Ta có lượng không khí lý thuyết để đốt cháy 1 m3 LNG là:

VKKo =8,3m3/m3(tính toán trong phần

Tinh dư trư năng suất cua quat phải tinh cả khả năng cua 4 quat lam viêc song song se lam giảm lưu lương khoi so vơi tông lưu lương khoi cua chung khi lam viêc riêng lẻ. Lấy dư trư năng suất cua quat 10%.

V = 1,1× VQ = 1,1× 268,42=295,262 m3/s Năng suấấ́t của một quạt là:

, m3/s

2. Tính sức ép (H) của quạt gió:

Khi lò hơi có phụ tảả̉i cực đại H xác định theo công thức sau: H = H1 - H2 - hck

Trong đó:

H1: Tổng trở lực của đường không khí có tính đến hiệu chỉnh áp lực khí quyển:

H1 =

Tổng trở lực của đường không khí h chọn theo kinh nghiệm :370 mmH2O; hkq = 760 mmHg: áp suấấ́t khí quyển

H2: Sức hút tự nhiên của đường không khí

H: Chiềề̀u cao của phần có sức hút tự nhiên (bộ sấấ́y không khí và ống không khí nóng) H = 15m.

tb: Nhiệt độ không khí được sấấ́y nóng: Chọn tkk = 1300C

hck: Chân không trong buồng lửa ở chỗ không khí vào hck = hft + 0,95Hft

hft = 2 mmH2O chân không trước cụm pheston [TL-1]

Hft: Chiều cao tinh tư chô voi phun đên tâm đương khoi ra khoi buông lưa tai chô pheston: Hft = 6,4m.

hck = 2 + 0,95 6,4= 8,08 mmH2O Vậy sức ép của quạt:

H = 370 – 4,9- 8,08 = 357,02 mmH2O Dự trữ 10% sức ép:

Q = 73,8155m3/s = 265735,8 m3/h Công suấấ́t của quạt:

Dựa vào H và Q ta chọn quạt có các thông số như sau: -Ký hiệu quạt : BД -32H

-Năng suấấ́t : 350x103 m3/h -Sức ép quạt : 6780 mmH2O -Công suấấ́t động cơ điện kéo quạt: 550 kW -Số vòng quay của quạt: 580 v/p

3.2.2 Quạt khói

Quạt khói được chọn theo năng suấấ́t 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.

1. Tính năng suất quạt khói:

Tính lưu lượng khói của lò sinh ra được t+273

V= B. ( Vy + V0. Δ ). 273 , m3/s

Trong đó: B =22,79 m3/s lượng khí LNG tiêu hao cho 1 lò

Vy: Tổng thể tích sảả̉n phẩm cháy của 1 m3 nhiên liệu LNG download by : skknchat@gmail.com

Lượng Oxy lý thuyết để cháy hoàn toàn 1 m3 nhiên liệu khí LNG: VO2 = (m + n/4).[CmHn]

= (1+4/4).[CH4] + (2+4/4)[C2H4] + (2+6/4)[C2H6] = 2.0,84 + 3.0,015 + 3,5.0,005 = 1,743 m3/m3

Lượng không khí lý thuyết để cháy hoàn toàn 1 m3 nhiên liệu khí LNG VKKo = VO2/ 0,21 = 1,743/0,21 = 8,3 m3/m3

Lượng khói lý thuyết sinh ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 m3 LNG: VKO = (m+n/2)[CmHn] + [CO2] + [N2] + 0,79 VKKo

= (1+4/2)[CH4] + (2 + 4/2)[C2H4] + (2+6/2)[C2H6] + [CO2] + [N2] + 0,79VKKo

= 3.0,84 + 4.0,015 + 5.0,005 + 0,02 + 0,12 + 0,79.8,3 = 9,302 m3/m3 Lượng khói thảả̉i thực tế sinh ra là:

VK = VKo + (α– 1).VKKo ( Với α là hệ số không khí thừa) = 9,302 + (1,1 – 1).8,3 = 10,132 m3/m3 nhiên liệu khí Suy ra

Vo : là lượng không khí lý thuyết để đốt cháy hết 1 m3 LNG = 0,2: Lượng không khí lọt vào đường khói sau bộ sấấ́y không khí.

Nhiệt độ khói ở quạt khói: t = =125oC

Vậy

Tính dự trữ năng suấấ́t của quạt phảả̉i tính cảả̉ khảả̉ năng của 4 quạt làm việc song song sẽ làm giảả̉m lưu lượng khói so với tổng lưu lượng khói của chúng khi làm việc riêng lẻả̉. Lấấ́y dự trữ năng suấấ́t của quạt 10%.

Năng suấấ́t của 1 quạt

Q = 387864 m3/h

2. Tính sức ép của quạt khói H:

H = h’ + hk - hck, mmH2O Trong đó:

h’:Chân không trước cụm pheston, h’ = 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.

γ .760 hk = [Hb (1 + ) + Hz + Hy].1,293 hkq

Hb (1 + ): Trở lực của đường khói từ buồng lửa đến bộ khử bụi, chọn Hb = 250 mmH2O.

: Nồng độ bụi trong cột khói được tính như sau:

Vì lò hơi của chúng ta đốt LNG nên độ tro làm việc xem như bằng 0 = 0

Hz: Trở lực bộ khử bụi lấấ́y Hz = 60 mmH2O

Hy: Trở lực đường khói từ chỗ bộ khử bụi đến chỗ khói thoát 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

= 0,916 kg/m3

hk = 262,12 mmH2O

Tổng sức hút tự nhiên của đường khói kể cảả̉ sức hút do ống khói tạo nên

h

ck =(1,2−273

273+tk . γ

0). H

kh

Hkh: Chiềề̀u cao ống khói, lấấ́y Hkh = 250 m

0 = 1,335 kg/m3: trọng lượng riêng của khói ở điềề̀u kiện tiêu chuẩn tk: Nhiệt độ trung bình của dòng khói trong ống khói

Lấấ́y tk = 138 0C ( bằng nhiệt độ của khói ở quạt khói)

Hck = 78,31 mmH2O Vậy : H = h’ + hk - hck

= 2 +262,12 – 78,31 = 185,81 mmH2O

Lấấ́y độ dự trữ 10% mmH2O

Công suấấ́t của quạt:

Từ Q và H ta chọn được quạt khói sau:tra bảng PL2.3, trang 140. TL[1]: -Ký hiệu quạt :ДH26×2

-Năng suấấ́t : 500000 m3/h -Sức ép quạt : 355 mmH2O -Số vòng quay : 750 v/p

-Công suấấ́t động cơ kéo quạt: 585 kW

3.2.3 Ống khói:

- Ống khói được chọn chủ yếu dựa vào lưu lượng khói và yêu cầu tốc độ khói. Tốc độ khói phảả̉i 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 phảả̉i đạt từ 4 20m/s.

Khi thông gió cưỡng bức thì chiềề̀u 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 vềề̀ độ bềề̀n khi xây dựng. Trong đồ án này ta thiết kế nhà máy nhiệt điện có chiềề̀u cao ống khói là 250 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 thoát ra.

Vk =V bsnl ×V k=22,79× 10,132=230,91 m3/s

: Tốc độ khói ra khỏi ống khói. Chọn = 40 m/s ( ứng với chiềề̀u cao ống khói là 250 m)

Vậy

Để đảả̉m bảả̉o cho tính vững chắc của ống khói thì độ côn của ống khói phảả̉i đảả̉m bảả̉o nhỏ hơn một giá trị giới hạn, giá trị đó thường vào khoảả̉ng 2 ÷5oC

tg = 0,035 0,087 Chọn tg = 0,05

Đường kính trong của ống khói tại vị trí chân ống khói: Đường kính trung bình của ống khói:

Trở lực của ống khói:

Vớiρk là khối lượng riêng của khói ứng với nhiệt đột k = 138oC Tốc độ trung bình của khói đi trong ống :

Chương 4

THUYẾT MINH SƠ ĐỒ NHIỆT CHI TIẾT

3.1 Đường đi của hơi mới.

Là đường ống dẫn hơi quá nhiệt, từ lò hơi đến tuabin cao áp(do tuabin 3 thân). Trên đường dẫn hơi mới có các van chặn, van an toàn, van stop, van điềề̀u chỉnh tuabin. Ngoài ra trên đường hơi mới còn trích ra 1 lượng hơi chèn trục tuabin, cung cấấ́p cho ejector làm việc

- Van chặn để ngắt tạm thời các đoạn của ống dẫn và không cho dòng hơi quá nhiệt chuyển động.

- Van điềề̀u chỉnh cho phép thay đổi lưu lượng và áp lực bằng cách thay đổi độ mở của van.

- Van an toàn để bảả̉o vệ các thiết bị và đường ống khỏi chịu áp lực quá mức.

- Van stop đặt trước van điềề̀u chỉnh, muốn dừng tabin phỉa đóng van điềề̀u chỉnh. Nhấấ́t là khi sự cố tuabin, khi ngắt mạch máy phát, khi độ di trục của tuabin quá lớn, hay tốc độ tuabin quá mức, muốn dừng tuabin ngay lập tức.

3.2 Đường hơi phụ.

Đường hơi phụ bao gồm đường hơi trích cho các bình gia nhiệt hồi nhiệt, hơi đi chèn trục, cho ejector.

4.2.1 Hơi trích cho các bình gia nhiệt.

Để gia nhiệt cho nước ngưng, nước cấấ́p chúng ta sử dụng một phần hơi sau khi giảả̉n nở sinh công từ các cửa trích của tuabin. Hơi được lấấ́y từ các cửa trích của tuabin gọi là hơi chính. Hơi chính gia nhiệt cho nước cấấ́p ở các bình gia nhiệt cao áp và nước ngưng ở các bình gia nhiệt hạ áp. Để gia nhiệt cho bình khử khí thì lấấ́y hơi trích từ cửa trích số 5 cho qua van giảả̉m áp trước khi vào cột khử khí.

Trên đường hơi trích ta đặt các van chặn dùng để đóng ngắt các dòng hơi từ tuabin đến các bình gia nhiệt, để phòng kkhi sự cố bình gia nhiệt van chặn đóng lại để sửa chữa hoặc đóng mở khi vận hành. Có đặt các van 1 chiềề̀u để cho dòng hơi đi từ tuabin xuống, không cho đi theo hướng ngược lại làm giảả̉m hiệu quảả̉ trao đổi nhiệt trong bình gia nhiệt.

4.2.2 Hơi cho ejector.

Để tạo chân không trong bình ngưng ta dùng 1 ejector. Ejector hơi là loại thiết bị đơn giảả̉n hơn cảả̉, lại vận hành đảả̉m bảả̉o. Lượng hơi dung cho ejector trích từ đường hơi mới vào là 0,5% so với lượng hơi mới đầu vào tuabin.

4.3 Đường nước ngưng.

Sau khi giảả̉n nở sinh công trong tuabin, ngoài lượng hơi trích cho các bình gia nhiệt, khử khí.... còn lại phần lớn lượng hơi được đưa vềề̀ bình ngưng. Tại đây nhờ nước tuần hoàn làm mát mà hơi được ngưng đọng thành nước. Sau đó nhờ bơm ngưng đẩy nước ngưng qua ejector chính để làm mát ejector và qua các bình gia nhiệt hạ áp rồi đi đến thiết bị khử khí.

Phía sau ejetor 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 tảả̉i thấấ́p vì lúc đó lượng nước ngưng ttrong bình ngưng ít hơn mức nước 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 điềề̀u khiển bằng xung. Khi mức nước trong bình ngưng tụt xuống dưới mức quy định nó sẻả̉ tạo thành tín hiệu xung để tác động điềề̀u khiển mở van để nước theo đường tái tuần hoàn vềề̀ bình ngưng.

Sau khi qua ejector nước ngưng qua các bình gia nhiệt hạ áp, nhiệt độ nước ngưng được tăng lên khi qua các bình gia nhiệt này nhờ nhiệt của hơi ở các cửa trích. Tại mổi bnhf gia nhiệt hạ áp đềề̀u đặt các đường đi tắt đến các bình gia nhiệt tiếp theo để phòng khi sự cố xảả̉y ra ở một bình gia nhiệt nào đó thì nước ngưng đi theo đường tắt đến các bình gia nhiệt tiếp theo đảả̉m bảả̉o nước liên tục vào bình khử khí. Tại bình khử khí đặt 1 van điềề̀u chỉnh tự động để giữ cho mức nước trong bình khử khí đúng quy định.

4.4 Đường nước cấp

Nước vào bình khử khí gồm có nước từ các BGNHA, nước đọng từ các BGNCA, nước gia nhiệt bổ sung. Vì nước này còn có các khí có thể gây ăn mòn đường ống và các thiết bị nên bình khử khí có nhiệm vụ tách các chấấ́t khí hòa tan này ra khỏi nước. Nước ra khỏi bình khử khí được bơm nước cấấ́p đẩy qua các BGNCA1,2,3 rồi vào lò hơi. Trước khi nước vào bộ hâm nước của lò hơi phảả̉i đi qua van 1 chiềề̀u. Van 1 chiềề̀u để đảả̉m bảả̉o cho bộ hâm nước không bị mấấ́t nước khi áp lực của đường ống cấấ́p giảả̉m xuống dưới mức quy định.

Phía đầu đẩy của bơm nước cấấ́p phảả̉i đặt van 1 chiềề̀u để cho nước không trở ngược lại bơm gây sự cố hỏng bơm. ở các BGNCA đặt các đường đi tắt để khi có sự cố ở 1 bình gia nhiệt nào đó thì nước cấấ́p theo đường đi tắt đến bình gia nhiệt tiếp theo.

4.5 Đường nước đọng

Để đảả̉m bảả̉o cho các bình gia nhiệt thực hiện việc trao đổi nhiệt có hiệu quảả̉ thì phảả̉i rút nước đọng ra khỏi bình gia nhiệt. Nguyên nhân sinh ra nước đọng là do hơi trích từ các cửa trích của ruabin đến gia nhiệt cho nước cấấ́p và nước ngưng, hơi trích sau khi thực hiện việc gia nhiệt thì nhiệt độ giảả̉m xuống và ngưng đọng thành nước đọng. Ở các BGNCA 1,2,3 có thêm phần lạnh đọng. Nước đọng trước khi xảả̉ ra trao đổi nhiệt với nước vào để hạ entanpi xuống, tăng công suấấ́t của dòng hơi. Từ nước sôi thành nước chưa sôi để không sinh hơi flash trong bình tiếp theo.

Nước đọng ở các bình gia nhiệt bềề̀ mặt cao áp được tự chảả̉y dồn cấấ́p đến bình gia nhiệt hỗn hợp. từ bình gia nhiệt có áp suấấ́t thấấ́p, nước đọng chảả̉y vào chổ hỗn hợp với đường nước ngưng chính trước bơm ngưng. Từ các bình gia nhiệt hạ áp còn lại thực hiện dồn cấấ́p rồi dùng bơm nước đọng bơm vào đường nước ngưng chính. Trên đường nước đọng có dặt van steam trap(van con heo) để cho nước đi qua, không cho hơi đi qua làm giảả̉m hiệu quảả̉ trao đổi nhiệt. Ở đầu đẩy của bơm nước đọng ta đặt van 1 chiềề̀u để tránh không cho nước ngược trở lại làm hỏng bơm. Nước đọng từ làm lạnh ejector và hơi chèn cũng được đưa vềề̀ bình ngưng.

4.6 Lò hơi

Là thiết bị đóng vai trò hết sức quan trọng trong nhà máy nhiệt điện. Lò hơi phảả̉i đảả̉m bảả̉o cung cấấ́p đủ hơi cho tuabin cảả̉ vềề̀ số lượng và chấấ́t lượng hơi.

4.7 Tuabin.

Toàn nhà máy có 3 khối, mỗi khối có 1 tuabin K-250-150 ngưng hơi. Tuabin được lắp đồng trục với máy phát. Hơi nước đi vào tuabin có nhiệt độ 5380C và áp suấấ́t 150at. Đây là tuabin 3 thân.

4.8 Bình ngưng.

Bình ngưng có nhiệm vụ làm ngưng tụ hơi thoát ra khỏi tuabin, tạo nên độ chân không cần thiết để tuabin làm việc an toàn và kinh tế. Trong thiết kế này chọn bình ngưng làm mát kiểu bềề̀ mặt, nước làm mát đi trong ống, hơi đi phía ngoài nhảả̉ nhiệt cho nước làm mát. Chế tạo bằng các ống đồng, ống thép không được sử dụng do : bị oxy hóa và ăn mòn hóa học, có hệ số dẫn nhiệt thấấ́p. Các ống được ghép chặt lên 2 mặt sàn chính chế tạo từ thép CT3, để tăng hiệu quảả̉ 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 làm mát.

Tuabin K250-150 có 1 bình ngưng, áp lực làm việc trong khoang hơi là 0,035 ata, áp lực làm việc trong khoang nước là 1,6 ata. Dể bảả̉o vệ tuabin trên cổ bình ngưng người ta đặt van an toàn, van này hoạt động theo nguyên lý của 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 1 lưỡi dao kim loại. Bình thường nếu chân không của

bình ngưng tốt thì màng kim loại cong vào phía trong. Khi chân không trong bình ngưng xấấ́u đi thì màng kim loại sẻả̉ xích dần đến mủi dao đâm thủng áp suấấ́t trong bình lướn hơn áp suấấ́t khí trời, từ đó hơi trong bình sẻả̉ thoát ra ngoài trời do đó bảả̉o vệ được tuabin.

4.9 Ejector

Nhiệm vụ là giữ cho áp lực trong bình ngưng đúng mức quy định, nó hút không