CHƯƠNG 3 : TÍNH TỐN LỰA CHỌN THIẾT BỊ CHÍNH
3.1 Tính toán lựa chọn thiết bị gian máy
3.1.3 Bơm nước tuần hoàn
Bơm tuần hoàn được chọn trong điềề̀u kiện làm việc vềề̀ mùa hè, lượng hơi vào bình ngưng lớn nhấấ́t, nhiệt độ nước tuần hoàn cao nhấấ́t và lưu lượng hơi được tính tốn ở chế độ ngưng hơi thuần tuý. Năng suấấ́t của bơm tuần hoàn tương ứng với lượng nước cần cung cấấ́p cho bình ngưng, ngồi ra cịn phảả̉i kể đến lượng nước làm mát dầu, làm mát máy phát vàì các u cầu khác.
Ta có phương trình cân bằng nhiệt của bình ngưng QK =
Với: QK: lượng nhiệt hơi truyềề̀n cho nước làm mát
DK = D0 . k = 0,57849 ×324,61=187,784 kg/ s: lượng hơi vào bình ngưng
IK = 2379,3144 kJ/kg I’K = 163.43 kJ/kg
Glm: lượng nước làm mát hơi vào bình ngưng
I
lmv I
lmr entanpi nước làm mát vào và ra bình ngưng I lmr - Ilmv = C (t2 - t1)
C = 4,18 kJ/kg0C. Nhiệt dung riêng của nước
t1 = 250C; t2 = 350C: nhiệt độ nước làm mát vào và ra khỏi bình ngưng.
I
lmr - I
lmv = 41,8 kJ/kg
Từ phương trình cân bằng nhiệt ta có
Ngồi ra phảả̉i tính đến lượng nước cần dùng cho các nhu cầu khác trong nhà máy. Lượng nước này chiếm 10 % so với lượng nước làm mát hơi.
Vậy lượng nước tuần hoàn qua bơm:
Năng suấấ́t của bơm tuần hoàn: Qth = Glm.
Trong đó:
υ: Thể tích riêng trung bình của nước tuần hồn Với: υ¿ 1
ρ = 9601
=0,00104 m3/kg
Vậy: Qth = = 41004 m3/h
- Trơ lưc ơ binh ngưng co thê xac đinh theo cơng thưc (3.7/70 - TKNMNĐ).
∆ pk=z× (b ×ω1,75+ 0,135 ×ω1,5)× 0,981× 104 N /m2
Trong đo:
+ z = 2 : Sô chăng đương nươc cua binh ngưng. + = 2 m/s: Tôc đô nươc đi trong binh ngưng.
+ b : Hê sô thưc nghiêm. No phu thuôc vao đương kinh trong cua ông binh ngưng (d = 25mm), tra bảả̉ng 3.2/70-TL1 suy ra b = 0,067 tại t =20oC va nhiêt đô nươc lam mat trung binh t = 30 0C.
b=0,067 ×[1+0,007 × (t – 20 )] b=0,067 ×[1+0,007 ×(30 – 20)]=0,072
Ta co:
∆pk=2× (0,072 ×21,75 +0,135 ×21,5 ) × 0,981×104=12111,203 N /m2
∆ pk=12,11 kN /m2
Đê đảm bảo cho qua trinh lam viêc cua bơm ta phải lấy dư 10% đơi vơi pk: ∆ pk=12,11× (1+ 0,1)=13,321 kN/m2 = 13321 N/m2
Công suất đông cơ cân thiêt đê keo bơm tuân hoan đươc tinh theo công thưc (3.8/71 - TKNMNĐ):
Wk =QK × ∆ p
k ,[ W ]
ηk
Trong đo:
+ηk=0,85: hiêu suất cua bơm.
Wk =11,39 × 13321 =178501 , 4 W = 178,5014 kW
0,85
Tra bảng “Đăc tinh ky thuât cua bơm tuân hoan”/171 - TKNMNĐ ta co: + Chon 4 bơm tuân hoan, loai bơm: 40ᴨpB-60
+ Năng suất: 10000-17300 [m3/h]. + Côt ap: 6 mH2O.
+ Sô vong quay: 485 v/p. + Công suất: 260 kW.
+ Đương kinh ông hut/ ông đây: 960/1150 mm.
3.1.4 Bơm nước đọng
Nước đọng từ bình gia nhiệt hạ áp 5 dồn vềề̀ bình gia nhiệt hạ áp 6.Tại đây nước đọng được bơm đưa đến hỗn hợp với dòng nước ngưng. Bơm này được gọi là bơm nước đọng.
- Lưu lượng nước đọng.
- Cột áp mà bơm cần khắc phục..
- Khôi 250MW chọn 1 bơm nước đọng.
- Xác định lưu lượng nước.
Lưu lượng của bơm nước đọng chính là lưu lượng nước đọng đi ra khỏi bình gia nhiệt hạ áp 6 và bơm vào đường nước ngưng sau bình gia nhiệt hạ áp 5 .
Lưu lượng nước đọng: Dđ = D0. nđ Với: nđ = 6 + 5 = 0,0535 D0= 324,61 kg/s Dđ = 0,0535. 324,61 = 17,37 kg/s Tính thêm 10% dự trữ thì ta có: Dđ = 17,37 . 1,1 = 19,1 kg/s
Thể tích riêng của lượng nước đọng này là: = 0,0010435 m3/kg
Vậy năng suấấ́t của bơm đọng là
Qđ = Dđ . = 19,1 . 0,0010435 = 0,02 m3/s hay Qđ =72 m3/h
- Xác định cột áp bơm nước đọng.
Áp suấấ́t nước ngưng tại điểm hỗn hợp bar Hng = mH2O
Ta chọn bơm nước đọng có thơng số như sau: Ký hiệu:
Năng suấấ́t: Sức ép nước: Cơng śấ́t : Đường kính ống hút: Đường kính ống đẩy: 3.1.5 Bình ngưng
Bình ngưng được chọn 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 rấấ́t sạch có thể cung cấấ́p trực tiếp cho lị hơi. Nước lạnh được đi trong ống đồng, cịn hơi đi ngồi ống thực hiện việc trao đổi nhiệt với nước lạnh.
Diện tích bềề̀ mặt trao đổi nhiệt của bình ngưng xác định theo cơng thức
Trong đó:
Q : lượng nhiệt do hơi nhảả̉ ra
DK = 187,784kg/s :lưu lượng hơi đi vào bình ngưng IK = 2379,3144 kJ/kg: entanpi hơi đi vào bình ngưng I’K =163.43 kJ/kg: entanpi nước ngưng
tcp: độ chênh lệch nhiệt độ trung bình logarit giữa hơi và nước
Trong đó: t = t2 - t1: độ chênh lệch nhiệt độ nước tuần hồn ra và vào bình ngưng.
ngưng:
∆ ttb= ln
δt : độ chênh lệch độ giữa nước ngưng và nước tuần hồn ra khỏi bình δt = tK – t2 = 39-35= 40C
= 7,98 0C
K: Hệ số truyềề̀n nhiệt được xác định dựa vào tốc độ nước và nhiệt độ trung bình nước đầu vào và đầu ra: dựa vào toàn đồ xác định hệ số truyềề̀n nhiệt tổng của bình ngưng (hình 3.4/TL [1] /74)
Với ω=2 m/s và t= 30oC thì ta có: K= 3450 ( kcal/m2hK) = 4005 (W/m2K)
Vậy ta chọn cho bình ngưng có các thơng số: Loại bình ngưng: 1000KUC-4
Diện tích mặt làm lạnh: Số chặng:
Lưu lượng nước làm lạnh: Số lượng: 02
3.1.6 Tính chọn bình khử khí
Thiết bị khử khí phảả̉i được chọn sao cho sảả̉n lượng của nó phảả̉i bằng sảả̉n lượng nước cấấ́p cực đại cho lị hơi.
Dung tích của thiết bị khử khí chứa nước dưới cột khử khí được chọn với dự trữ nước khi lị chạy tồn tảả̉i trong thời gian 5 phút.
Lưu lượng nước cấấ́p cho lị hơi. Dnc = 331,102 kg/s
Lưu lượng nước khử khí là lưu lượng nước cấấ́p có tính đến dự trữ 5%.
d o w n l o a d b y : s k k n c h a t @ g m a i l . c o m
Dung tích của bình chứa nươc sau khi đã khử khí phảả̉i đảả̉m bảả̉o cung cấấ́p nước trong 5 phút = 300 giây. VKK = DKK × 300× ϑ ϑ = 0,00104 m3/kg VKK = 347,657×300×0,00104 = 108,47 m3
Tra bảng “Bảng PL3.8c. Đăc tinh ky thuât cua binh khư khi/163/TKNMNĐ: - Loai binh khư khi: ДC -1260.
- Năng suất đinh mưc: 1260 t/h. - Ap suất đinh mưc: 9 at.
- Thê tich thung chứa nươc: 120 m3.
3.1.7 Bình gia nhiệt cao áp 1
- Phương trình cân bằng nhiệt của bình gia nhiệt cao áp 1 là: Suy ra
Với:
- Entanpy nước cấấ́p vào BGNCA 1 là i'CA1 = 1012,576 kJ/kg
- Entanpy nước ra khỏi BGNCA 1 là i''CA1 = 1177,956 kJ/kg
- Nhiệt độ nước vào BGNCA 1 là: - Nhiệt độ nước ra BGNCA 1 là:
- Nhiệt độ của hơi trích vào BGNCA 1 là: t1 = 420oC
- Entanpy của nước đọng ra khỏi BGNCA 1 là: i1’ = 1042,576 kJ/kg. Tra bảả̉ng nước chưa sôi và hơi quá nhiệt ở áp suấấ́t p = 57 bar( bằng áp suấấ́t trong BGNCA 1), entanpy i1’ = 1042,576 kJ/kg, ta được t1’ = 241oC
- Độ chênh nhiệt độ trung bình :
- Nhiệt độ trung bình của nước đi trong BGNCA 1:
Lựa chọn tốc độ nước đi trong BGNCA 1 là:
- Căn cứ vào nhiệt độ trung bình của nước trong BGNCA 1 với tốc độ của nước đi trong BGNCA 1 ta tra toán đồ xác định được hệ số truyềề̀n nhiệt k = 4538,33 kcal/m2.h.K= 5269,5 W/m2K
- Diện tích bềề̀ mặt trao đổi nhiệt của BGNCA 1 là:
Chọn loại bình gia nhiệt ПB-250/180 No 2 có thơng số sau: - áp suấấ́t hơi trích [at] : 21
- Diện tích bềề̀ mặt truyềề̀n nhiệt : 250 m2 -Nhiệt độ nước ra cực đại : 250C. -lưu lượng nước : 363 t/h
- Số chặng nước : 2
3.1.8 Bình gia nhiệt cao áp 2
- Phương trình cân bằng nhiệt của bình gia nhiệt cao áp 2 là: Suy ra
Với:
- Entanpy nước cấấ́p vào BGNCA 2 là i'CA 2 = 908,459 kJ/kg
- Entanpy nước ra khỏi BGNCA 2 là i''CA 2 = 1012,576 kJ/kg
- Nhiệt độ nước vào BGNCA 2 là: - Nhiệt độ nước ra BGNCA 2 là:
- Nhiệt độ của hơi trích vào BGNCA 2 là: t2 = 352oC
- Entanpy của nước đọng ra khỏi BGNCA 2 là: i2’ = 938,459 kJ/kg. Tra bảả̉ng nước chưa sôi và hơi quá nhiệt ở áp suấấ́t p = 31,92 bar( bằng áp suấấ́t trong BGNCA 2), entanpy i2’ = 938,459 kJ/kg, ta được t2’ = 218,83oC
- Độ chênh nhiệt độ trung bình :
Lựa chọn tốc độ nước đi trong BGNCA 2 là:
Nhiệt độ trung bình của nước đi trong BGNCA 2:
- Căn cứ vào nhiệt độ trung bình của nước trong BGNCA 2 với tốc độ của nước đi trong BGNCA 2 ta tra toán đồ xác định được hệ số truyềề̀n nhiệt k = 4441,67 kcal/m2.h.K= 5157,3 W/m2K
- Diện tích bềề̀ mặt trao đổi nhiệt của BGNCA 2 là:
Chọn loại bình gia nhiệt ПB-200/180 No 1 có thơng số sau: - áp śấ́t hơi trích [at] : 18
- Diện tích bềề̀ mặt truyềề̀n nhiệt : 200 m2 -Nhiệt độ nước ra cực đại : 2000C. -lưu lượng nước : 200 t/h
- Số chặng nước : 3
3.1.9 Bình gia nhiệt cao áp 3
- Phương trình cân bằng nhiệt của bình gia nhiệt cao áp 3 là: Suy ra
Với:
- Entanpy nước cấấ́p vào BGNCA 3 là i'CA3 = 705,679 kJ/kg
- Entanpy nước ra khỏi BGNCA 3 là i''CA3 = 908,459 kJ/kg
- Nhiệt độ nước vào BGNCA 3 là: - Nhiệt độ nước ra BGNCA 3 là:
- Nhiệt độ của hơi trích vào BGNCA 3 là: t3 = 302oC
- Entanpy của nước đọng ra khỏi BGNCA 3 là: i3’ = 735,679 kJ/kg. Tra bảả̉ng nước chưa sôi và hơi quá nhiệt ở áp suấấ́t p = 20,748 bar( bằng áp suấấ́t trong BGNCA 3), entanpy i3’ 735,679 = kJ/kg, ta được t3’ = 173,63oC
- Độ chênh nhiệt độ trung bình :
- Nhiệt độ trung bình của nước đi trong BGNCA 3:
Lựa chọn tốc độ nước đi trong BGNCA 3 là:
- Căn cứ vào nhiệt độ trung bình của nước trong BGNCA 3 với tốc độ của nước đi trong BGNCA 3 ta tra toán đồ xác định được hệ số truyềề̀n nhiệt k = 4320 kcal/m2.h.K= 5016 W/m2K
- Diện tích bềề̀ mặt trao đổi nhiệt của BGNCA 3 là:
Chọn loại bình gia nhiệt ПB-425/230 No 1 có thơng số sau: - áp śấ́t hơi trích [at] : 13,3
- Diện tích bềề̀ mặt truyềề̀n nhiệt : 250 m2 -Nhiệt độ nước ra cực đại : 2500C. -lưu lượng nước : 504 t/h
- Số chặng nước : 2
3.1.10 Bình gia nhiệt hạ áp 5
- Phương trình cân bằng nhiệt của bình gia nhiệt hạ áp 5 là:
Suy ra
- Entanpy của nước ngưng vào BGNHA 5: i'HA 5
- Entanpy của nước ngưng ra khỏi BGNHA 5 : - Nhiệt độ nước vào BGNHA 5 là:
- Nhiệt độ nước ra BGNHA 5 là:
= 568,411 kJ/kg i''HA
5 = 598,123 kJ/kg
- Nhiệt độ bão hịa của nước trong bình gia nhiệt cao áp 5: - Độ chênh nhiệt độ trung bình :
- Nhiệt độ trung bình của nước đi trong BGNHA 5 :
Lựa chọn tốc độ nước đi trong BGNHA 5 là:
- Căn cứ vào nhiệt độ trung bình của nước trong BGNHA 5 với tốc độ của nước đi trong BGNHA 5 ta tra toán đồ xác định được hệ số truyềề̀n nhiệt k = 4161,67 kcal/m2.h.K= 4832,16 W/m2K
- Diện tích bềề̀ mặt trao đổi nhiệt của BGNHA 5 là:
Chọn loại bình gia nhiệt ПHД-250-3M có thơng số sau:
- áp suấấ́t hơi trích [at] : 4
- Diện tích bềề̀ mặt truyềề̀n nhiệt : 250 m2 -Nhiệt độ nước ra cực đại : 2500C. -lưu lượng nước : 375 t/h
- Số chặng nước : 4
3.1.11 Bình gia nhiệt hạ áp 6
- Phương trình cân bằng nhiệt của bình gia nhiệt hạ áp 6 là: Suy ra
- Entanpy của nước ngưng vào BGNHA 6 : i'HA 6 = 446,934 kJ/kg
- Entanpy của nước ngưng ra khỏi BGNHA 6 : i''HA 6 = 568,411 kJ/kg
- Nhiệt độ nước vào BGNHA 6 là: - Nhiệt độ nước ra BGNHA 6 là:
- Nhiệt độ bão hịa của nước trong bình gia nhiệt hạ áp 6: - Độ chênh nhiệt độ trung bình :
- Nhiệt độ trung bình của nước đi trong BGNHA 6 :
Lựa chọn tốc độ nước đi trong BGNHA 6 là:
- Căn cứ vào nhiệt độ trung bình của nước trong BGNHA 6 với tốc độ của nước đi trong BGNHA 6 ta tra toán đồ xác định được hệ số truyềề̀n nhiệt k = 4100 kcal/m2.h.K= 4760,55 W/m2K
- Diện tích bềề̀ mặt trao đổi nhiệt của BGNHA 6 là:
Chọn loại bình gia nhiệt ПH-500 có thơng số sau: - áp suấấ́t hơi trích [at] :3.5
- Diện tích bềề̀ mặt truyềề̀n nhiệt : 500 m2 -Nhiệt độ nước ra cực đại : 65,9 0C. -lưu lượng nước :910,2 t/h
- Số chặng nước : 4
3.1.12 Bình gia nhiệt hạ áp 7
- Phương trình cân bằng nhiệt của bình gia nhiệt hạ áp 7 là:
Suy ra
- Entanpy của nước ngưng vào BGNHA 7 : i'HA 7
- Entanpy của nước ngưng ra khỏi BGNHA 7: -α 'nn = 0,7117
- Nhiệt độ nước vào BGNHA 7 là: - Nhiệt độ nước ra BGNHA 7 là:
= 376,482 kJ/kg = 445,569 kJ/kg
- Nhiệt độ bão hịa của nước trong bình gia nhiệt hạ áp 7: - Độ chênh nhiệt độ trung bình :
- Nhiệt độ trung bình của nước đi trong BGNHA 7:
Lựa chọn tốc độ nước đi trong BGNHA 7 là:
- Căn cứ vào nhiệt độ trung bình của nước trong BGNHA 7 với tốc độ của nước đi trong BGNHA 7 ta tra toán đồ xác định được hệ số truyềề̀n nhiệt k = 4008 kcal/m2.h.K= 4653,73 W/m2K
- Diện tích bềề̀ mặt trao đổi nhiệt của BGNHA 7 là:
Chọn loại bình gia nhiệt ПH-400-4 có thơng số sau: - áp śấ́t hơi trích [at] : 3
- Diện tích bềề̀ mặt truyềề̀n nhiệt : 400 m2 -Nhiệt độ nước ra cực đại :137 0C.
3.1.13 Bình gia nhiệt hạ áp 8
- Phương trình cân bằng nhiệt của bình gia nhiệt hạ áp 8 là: Suy ra
- Entanpy của nước ngưng vào BGNHA 8 : i'HA 8 = 144,731 kJ/kg
- Entanpy của nước ngưng ra khỏi BGNHA 8: i''HA 8 = 376,482 kJ/kg
- Nhiệt độ nước vào BGNHA 8 là: -Nhiệt độ nước ra BGNHA 8 là:
- Nhiệt độ bão hịa của nước trong bình gia nhiệt hạ áp 8: - Độ chênh nhiệt độ trung bình :
- Nhiệt độ trung bình của nước đi trong BGNHA 8 :
Lựa chọn tốc độ nước đi trong BGNHA 8 là:
- Căn cứ vào nhiệt độ trung bình của nước trong BGNHA 8 với tốc độ của nước đi trong BGNHA 8 ta tra toán đồ xác định được hệ số truyềề̀n nhiệt k =3788,12 kcal/m2.h.K= 4405,58 W/m2K
- Diện tích bềề̀ mặt trao đổi nhiệt của BGNHA 8 là:
Chọn loại bình gia nhiệt ПH-800-29-0 có thơng số sau: - áp suấấ́t hơi trích [at] :0,59
- Diện tích bềề̀ mặt truyềề̀n nhiệt : 800 m2 -Nhiệt độ nước ra cực đại : 82,60C. -lưu lượng nước :1023,9 t/h
- Số chặng nước : 4
3.2 Tính tốn lựa chọn thiết bị gian lị hơi3.2.1 Quạt gió: 3.2.1 Quạt gió:
Quạt gió hút khơng khí từ phần trên của gian lị thổi vào bộ sấấ́y khơng khí, do đó tận dụng được một phần nhiệt của lị toảả̉ ra tại khoảả̉ng khơng gian quanh lị, đồng thời thơng gió được cho lị.
Ta có năng śấ́t của lị hơi thu hồi nhiệt là: DLH = 331,1022 kg/s = 1191,97 T/h Do vậy ta chọn lị 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 lị hơi thu hồi nhiệt: