4.1. Đường đi của hơi mới.
Đường đi của hơi mới là đường ống dẫn hơi quá nhiệt, từ lò hơi đến tuabin.
Trên đường dẫn hơi mới có các van chặn, van an toàn, van stop, van điều chỉnh tuabin và trên đường hơi mới còn trích ra 1 lượng hơi chèn trục tuabin, cung cấp 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 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 đặt trước van điều chỉnh, muốn dừng tabin phỉa đóng van điều chỉnh.
Nhất 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.
4.2. Đường hơi quá nhiệt trung gian.
Việc quá nhiệt trung gian cho hơi được áp dụng ở các nhà máy nhiệt điện tuabin ngưng hơi nhằm mục đích nâng cao hiệu suất của nhà máy và giảm bớt độ ẩm của hơi ở các tầng cuối của tuabin.
Việc quá nhiệt trung gian cho hơi được tiến hành như sau: hơi sau khi đưa vào Tuabin sau khi làm việc ở phần cao áp thì một phần hơi được đưa đi gia nhiệt hồi nhiệt, phần hơi còn lại được dẫn vào bộ quá nhiệt trung gian bố trí ở trong lò để làm tăng nhiệt độ rồi dẫn trở lại phần trung áp của tuabin để tiếp tục giản nở sinh công.
Đường ống quá nhiệt trung gian đặt các van giống như trên đường ống hơi mới.
Việc quá nhiệt trung gian cho hơi đã tiết kiệm được nhiên liệu vào khoảng 4 7% và thực hiện ở tất cả các nhà máy điện ngưng hơi có các công suất lớn.
4.3. Đường hơi phụ.
Đường hơi phụ bao gồm đường hơi trích cho các bình gia nhiệt hồi nhiệt, đường hơi chèn trục, đường hơi cho ejector.
4.3.1. Hơi trích cho các bình gia nhiệt.
Để gia nhiệt cho nước ngưng, nước cấp chúng ta sử dụng một phần hơi sau khi giản nở sinh công từ các cửa trích của tuabin. Hơi được lấy từ các cửa trích của tuabin gọi là hơi chính. Hơi chính gia nhiệt cho nước cấp 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 lấy hơi trích từ cửa trích số 3 cho qua van giảm 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 khi sự cố bình gia nhiệt van chặn đóng lại để sửa chữa hoặc đóng mở khi vận hành. Có đặt các van 1 chiều để cho dòng hơi đi từ tuabin xuống, không cho đi theo hướng ngược lại làm giảm hiệu quả trao đổi nhiệt trong bình gia nhiệt.
4.3.2. Đường hơi cho ejector.
Để duy trì chân không trong bình ngưng ta dùng 2 Ejectơ trong đó có 1 Ejectơ chính và 1 Ejectơ khởi động .Ejectơ khởi động dùng để tăng tốc độ tạo chân không khi khởi động tuabin và trong thời gian khởi động tuabin thì nó làm việc song song với Ejectơ chính .Khi khởi động xong thì Ejectơ này ngừng hoạt động còn Ejectơ chính vẫn liên tục làm việc từ khi khởi động đến khi dừng tuabin.
4.4. 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 Ejectơ chính để làm mát Ejectơ và qua các bình gia nhiệt hạ áp rồi đi đến thiết bị khử khí có áp lực 6 at.
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
Thiết kế nhà máy nhiệt điện Vĩnh Tân 4 mở rộng công suất 600MW
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, 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 hạ áp đều đặt các đường đi tắt 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. 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.
4.5. Đường nước cấp.
Nước vào bình khử khí gồm có: nước từ các BGNHA, nước đọng từ các BGNCA. 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 chất khí hòa tan này ra khỏi nước. Nước ra khỏi bình khử khí được bơm nước cấp đẩy qua các BGNCA 3, 2, 1 rồi vào lò hơi. Trước khi nước vào bộ hâm nước của lò hơi phải đi qua van 1 chiều. Van 1 chiều để đảm bảo cho bộ hâm nước không bị mất nước khi áp lực của đường ống cấp giảm xuống dưới mức quy định.
Phía đầu đẩy của bơm nước cấp phải đặt van 1 chiều 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 cấp theo đường đi tắt đến bình gia nhiệt tiếp theo.
4.6. 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. 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 thì nhiệt độ giảm xuống và ngưng đọng thành nước đọng. Ở các BGNCA 3,2,1 có thêm phần lạnh đọng. Nước đọng trước khi xả ra trao đổi nhiệt với nước vào để hạ entanpi xuống, tăng công suất của dòng hơi. Từ nước sôi thành nước chưa sôi để không sinh hơi flash trong bình tiếp theo.
Nước đọng ở các bình GNCA1 → GNCA2 → GNCA3 sau đó về bình khử khí nhờ sự chênh lệch áp suất. Nước đọng dồn từ bình GNHA5 → GNHA6→ GNHA7 và từ bình GNHA7 nước đọng được bơm đẩy trở lại đường nước ngưng, hỗn hợp với nước ngưng tại điểm hỗn hợp HH ở giữa bình GNHA6 và GNHA7. Nước đọng từ bình GNHA7, bình làm lạnh Ejector về điểm hỗn hợp rồi về bình ngưng. Đường dẫn nước đọng từ bình GNHA8 và bình làm lạnh Ejector về điểm hỗn hợp có một đoạn
ống hình chữ U đảm bảo luôn có một lượng nước tại đây không cho hơi theo. Vì nếu hơi đi theo sẽ làm giảm hiệu quả trao đổi nhiệt. Ở tất cả các đường nước đọng còn lại ta đều đặt Stream Trap. Sau Stream Trap ta đặt van một chiều và đặt đường đi tắt khi gặp sự cố.
4.7. 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.
Do sản lượng của hơi D = 567,5 kg/s = 2043 t/h
Với sản lượng này ta chọn cho một lò hơi. Toàn nhà máy có 2 lò hơi có các thông số như sau :
- Sản lượng hơi 2050 t/h - Thông số hơi quá nhiệt:
Nhiệt độ hơi quá nhiệt: 541 0C
Áp suất hơi quá nhiệt: 175 bar - Thông số hơi quá nhiệt trung gian:
Nhiệt độ hơi quá nhiệt trung gian: 541 0C
Áp suất hơi quá nhiệt trung gian: 39,7 bar - Nhiệt độ nước cấp: 279 0C
4.8. Turbine.
Toàn nhà máy có 2 khối, mỗi khối có 1 tuabin ngưng hơi. Tuabin được lắp đồng trục với máy phát. Hơi nước đi vào tuabin có nhiệt độ 538 0C và áp suất 167,7 bar. Đây là tuabin 4 thân.
4.9. 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 bề mặt, nước làm mát đi trong ống, hơi đi phía ngoài nhả 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 thấp. Các ống được ghép chặt lên 2 mặt sàn chính chế tạo từ thép CT3, 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 làm mát.
Tuabin K-100-90 có 1 bình ngưng, áp lực làm việc trong khoang hơi là 0,07bar.
Để bảo vệ tuabin trên cổ bình ngưng người ta đặt van an toàn, van này hoạt động theo
Thiết kế nhà máy nhiệt điện Vĩnh Tân 4 mở rộng công suất 600MW
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 xấu đi thì màng kim loại sẻ xích dần đến mủi dao đâm thủng áp suất trong bình lướn hơn áp suất khí trời, từ đó hơi trong bình sẻ thoát ra ngoài trời do đó bảo vệ được tuabin.
4.10. Ejector.
Nhiệm vụ là giữ cho áp lực trong bình ngưng đúng mức quy định, nó hút không khí trong bình ngưng để đảm bảo chân không trong bình ngưng từ các khởi động và làm việc của khối. Mỗi tuanbin đặt 2 ejector, 1 ejector làm việc lúc khởi động, 1 ejector chính làm việc liên tục với tuabin. Hơi cung cấp cho ejector được cung cấp từ đường hơi mới, nước ngưng được đưa qua ejector để làm mát. Nước đọng được dồn về bình ngưng.
4.11. Bình gia nhiệt hạ áp.
Mỗi tuabin có 4 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 nhận nhiệt của hơi trích làm tăng nhiệt độ của nước ngưng. Hơi sau khi gia nhiệt cho nước ngưng thì ngưng thành nước đọng, nước đọng được dồn từ bình gia nhiệt hạ áp 5 tự dồn cấp về số 6, số 7. Từ BGNHA số 7 nước đọng được bơm nước đọng bơm về đường nước ngưng chính. Còn nước đọng ở bình gia nhiệt số 8 được đưa về bình ngưng.
Các bình gia nhiệt hạ áp đều có van nối tắt để đề phòng khi sự cố. Toàn nhà máy có 3 khối nên có tất cả 8 bình gia nhiệt hạ áp.
4.12. Bình khử khí.
Có nhiệm vụ khử các chất khí hòa tan trong nước trước khi vào lò hơi. Nguồn nước đi vào bình khử khí gồm : nước đọng từ các BGNCA, nước ngưng từ các BGNHA, nước từ bình GNBS đưa qua. Dể cấp hơi cho bình khử khí người ta trích hơi tại cửa trích số 3 đi qua bộ giảm ôn giảm áp. Có một phần hơi từ bình phân ly hơi đưa qua. Tại bình khử khí có lấy một lượng hơi đi chèn trục tuabin. 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 đặt cực đại trong 5 phút.
Thiết bị khử khí là thiêt bị trao đổi nhiệt kiểu hỗn hợp, nước vào thiết bị khử khí từ trên xuống, hơi đi từ dưới lên. Làm việc với áp lực 6bar. Các dòng nước có
nhiệt độ khác nhau được đưa vào thiết bị khử khí phân phối theo độ cao của khử khí, nước có nhiệt độ thấp đưa vào phía trên cao và cứ hạ xuống theo độ tăng dần nhiệt độ của nước.
4.13. Bình gia nhiệt cao áp.
Mỗi tuabin có 3 bình gia nhiệt cao áp, trao đổi nhiệt kiểu bề mặt lấy hơi từ các cửa trích số 1, 2, 3 của tuabin. Tại các BGNCA có bố trí đường đi tắt cho nước cấp đảm bảo nước cấp đến lò hơi. Nước đọng được dồn từ BGNCA1 - BGBCA2 - BGNCA3 để dồn về khử khí nhờ chênh lệch áp suất. Trên đường dẫn nước đọng cũng phải đặt các van steam trap để cho nước đi qua không cho hơi đi qua tránh tổn thất trao đổi nhiệt.
4.14. Bơm nước cấp.
Trong nhà máy nhiệt điện tuabin 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 nước cấp được nối theo sơ đồ một cấp cấp. So sánh với sơ đồ 2 cấp ta thấy rằng sơ đồ một cấp có độ tin cậy cao hơn của bơm do bơm làm việc ở nhiệt độ thấp hơn. Tuy các BGNCA chịu áp suất cao hơn, nhưng qua thử nghiệm thấy được các BGNCA cũng có thể chịu đựng tốt với môi chất có áp lực cao, nên ta chọn sơ đồ 1 cấp.
Bơm nước cấp được đặt thêm 1 bơm dự phòng, khởi động với năng suất bằng 50% năng suất của bơm chính và được truyền động bằng điện. Bơm nước cấp được truyền động bằng điện.
Để ngăn ngừa hiện tượng xâm thực và đảm bảo độ tin cậy làm việc cho bơm cấp, cần đảm bảo chiều cao tính toán từ bình khử khí xuống bơm cấp. Ta đặt bình khử khí cao hơn bơm cấp khoảng 20m. Ở đầu đẩy của bơm cấp đặt văn 1 chiều để nước không quay trở lại bơm tạo hiện tượng thủy kích phá hỏng bơm.
4.15. Bơm nước ngưng.
Mỗi khối có 2 bơm nước ngưng trong đó có 1 bơm làm việc và 1 bơm dự phòng.Ở đầu đẩy của bơm cũng được đặt đường tái tuần hoàn và van 1 chiều. Có nhiệm vụ đưa nước ngưng từ bình ngưng đi qua các thiết bị gia nhiệt hạ áp rồi đến bình khử khí.
4.16. Bơm tuần hoàn.
Bơm tuần hoàn được tính năng suất làm việc trong mùa hè ( nhiệt độ nước tuần hoàn cao nhất) do vậy năng suất làm việc của bơm tuần hoàn lớn nhất.
Thiết kế nhà máy nhiệt điện Vĩnh Tân 4 mở rộng công suất 600MW
Mỗi khối có 2 bơm tuần hoàn, mỗi bơm có năng suất là 50% tổng năng suất, không cần đặt bơm dự phòng do điều kiện làm việc của bơm không nặng nề lắm.
4.17. Bơm nước đọng.
Mỗi tổ máy có 1 bơm nước đọng để bơm nước đọng vào đường nước ngưng chính. Phía đầu đẩy của bơm nước đọng có đặt van 1 chiều để tránh không cho nước quay trỏ lại phá hỏng bơm.