Đồ án Môn Học Thiết kế nhà máy nhiệt điện công suất 750MW

LỜI NÓI ĐẦU Quá trình phát triển mạnh mẽ của nền công nghiệp nước ta đang đặt ra yêu cầu về năng lượng rất lớn. Ở nước ta, ngoài việc sử dụng các nguồn năng lượng sơ cấp trong các ngành công nghiệp và đời sống thì năng lượng điện là dạng năng lượng được sử dụng phổ biến và hiệu quả nhất. Vì vậy, ngày càng nhiều các nhà máy điện mọc lên ở khắp mọi nơi đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của phụ tải. Với việc thay thế dần nguyên liệu truyền thống của nhà máy nhiệt điện từ than đá sang dầu mỏ và khí đốt thì sự phát triển của các nhà máy nhiệt điện trong tương lai là rất lớn. Trong kỳ này nhóm chúng em được giao đề tài thiết kế nhà máy nhiệt điện 750MW, nhiên liệu khí đồng hành cũng xuất phát từ thực tế đó. Được sự hướng dẫn, giúp đỡ rất nhiệt tình của thầy giáo TS. Trần Thanh Sơn, các Thầy Cô trong khoa Công Nghệ Nhiệt – Điện Lạnh và cùng với sự đoàn kết, nổ lực học tập nghiên cứu của cả nhóm đã hoàn thành được đồ án một cách nghiêm túc và đúng thời hạn. Tuy nhiên, vì kiến thức có hạn, nên chúng em không tránh khỏi những sai sót trong khi thực hiện. Chúng em rất mong được sự góp ý, chỉ bảo quý báu của các Thầy, các Cô trong bộ môn để đồ án của chúng em có thể được hoàng chỉnh tốt nhất. Tập thể nhóm 11 chân thành cảm ơn Thầy giáo hướng dẫn, các Thầy Cô trong khoa CN Nhiệt – Điện Lạnh đã giúp đỡ chúng em rất nhiều trong quá trình thực hiện đồ án này. Đà Nẵng, ngày 15 tháng 02 năm 2012 Nhóm sinh viên thực hiện: (Nhóm 11) Trần Ngọc Quảng – Nhóm Trưởng Bùi Văn Pháp – Thành viên Trà Xuân Nhật – Thành viên Huỳnh Quốc – Thành viên Nguyễn Văn Quỳnh – Thành viên CHƯƠNG 1 ĐỀ XUẤT VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN 1.1. Giới thiệu sơ lược về điện năng. Năng lượng mà chủ yếu là điện năng đã trở thành một nhu cầu không thể thiếu được trong sự phát triển kinh tế của mỗi quốc gia trên thế giới. Dựa vào khả năng sản xuất và lượng tiêu thụ điện năng mà ta có thể đánh giá chung được sự phát triển ngành công nghiệp nước đó. Điện năng được sản xuất ở nhiều nơi trên thế giới bằng nhiều cách khác nhau như nhà máy thủy điện (NTĐ), nhà máy điện thủy triều, nhà máy điện địa nhiệt, nhà máy điện nguyên tử (NNT), nhà máy phong điện, nhà máy điện dùng năng lượng mặt trời,... Hiện nay phổ biến nhất là nhà máy nhiệt điện, ở đó nhiệt năng thoát ra khi đốt các nhiên liệu hữu cơ (than, dầu, khí...) được biến đổi thành điện năng. Trên thế giới điện năng được sản xuất từ nhà máy nhiệt điện chiếm khoảng 70% điện năng thế giới, riêng ở nước ta lượng điện năng do các nhà máy nhiệt điện sản xuất ra chiếm một tỷ lệ chủ yếu trong tổng số điện năng trên toàn quốc. Nhưng đối với mỗi quốc gia trên thế giới thì việc sản xuất ra điện năng còn tùy thuộc vào nguồn năng lượng sẵn có, điều kiện kinh tế và cũng như sự phát triển khoa học kỹ thuật. 1.2. Sự cần thiết phải xây dựng nhà máy điện. Sau hòa bình lập lại năm 1945 chúng ta tiếp quản một số nhà máy điện cũ của thực dân Pháp xây dựng trong thời gian xâm lược nước ta, các nhà máy này có công suất thực tế khoảng 30.000KW. Các nhà máy này được xây dựng ở các thành phố và các khu mỏ, với các công suất nhỏ, hiệu suất thấp và thiết bị loại cũ. Từ đó cho đến năm 1975 chúng ta đã xây dựng thêm nhiều nhà máy điện nhưng công suất vẫn còn nhỏ, mặt khác cũng trong thời gian đó do cuộc chiến tranh phá hoại ở miền Bắc bởi đế quốc Mỹ gây ra, cho nên đa số các nhà máy điện đều bị oanh tạc và hư hỏng nặng. Hiện nay chúng ta có nhiều nhà máy có công suất lớn hơn ngoài nhà máy nhiệt điện ra còn có các nhà máy thủy điện, mặc dù vậy lượng điện năng sản xuất ra để cung cấp cho cả nước vẫn còn thiếu nhiều. Trước sự phát triển như vũ bão của nền kinh tế thế giới, cũng như sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật. Đây là một vấn đề lớn mà mỗi quốc gia trên thế giới nói chung và nước ta nói riêng cần có biện pháp giải quyết làm sao cho chúng ta không bị tụt hậu so với các nước khác. Nhờ sự phát triển một cách vượt bậc của khoa học kỹ thuật, từ đó ta có thể áp dụng vào mà nâng cao các thông số làm việc và độ tin cậy làm việc của các thiết bị, từ đó nâng cao hiệu suất của nhà máy điện. Từ các vấn đề đó đòi hỏi mỗi sinh viên của Khoa Công Nghệ Nhiệt Điện - Lạnh cần phải tìm hiểu nghiên cứu và làm quen với các thiết bị sản xuất ra điện năng để sau này có thể tự thiết kế, vận hành, sửa chữa các thiết bị trong nhà máy nhiệt điện. Và cũng để góp một phần trí tuệ vào công cuộc xây dựng đất nước ngày càng giàu mạnh, có uy tín trên thế giới. . Vài nét về khí đồng hành. Khí đồng hành (associated gas) là khí tự nhiên  được tìm thấy cùng dầu thô, có thể ở dạng hoà lẫn với dầu thô hoặc tạo thành không gian phía trên lớp dầu thô trong mỏ dầu. Khí đồng hành khi được tách khỏi dầu thô là hỗn hợp chủ yếu gồm etan (C2H6), propan (C3H8), butan (C4H10) và pentan (C5H12). Ngoài ra còn những tạp chất không mong muốn như nước, sunlfua hidro (H2S), CO2, Helium (He), Nito (N2) và một số tạp chất khác. Trong quá khứ loại khí này là thành phần không mong muốn và thường bị đốt bỏ. Kể cả tới năm 2003, việc đốt bỏ vẫn ở khối lượng lớn, hàng ngày có đến 10-13 tỷ feet khối trên toàn thế giới. Tuy nhiên, với tiến bộ của công nghệ, giá thành dầu thô và khí tự nhiên tăng lên và các ứng dụng của khí tự nhiên trở nên phổ biến, khí đồng hành được tận dụng và trở thành nguồn nguyên liệu mang lại hiệu quả cao. Năm 1947, ở Mỹ, hàng ngày khoảng 3 tỷ feet khối khí đồng hành bị đốt bỏ; đến năm 2002, con số này giảm 13 lần trong khi sản lượng khai thác cao hơn năm 1947. Nigeria là quốc gia có trữ lượng khí tự nhiên rất lớn, chiếm 30% trữ lượng toàn Châu Phi. Tuy vậy 75% khí đồng hành ở các mỏ dầu thường bị đốt bỏ một cách lãng phí. Chính phủ Nigeria đã ra một đạo luật quy định đến năm 2008, khí đồng hành sẽ không bị đốt nữa, các hãng dầu khí có trách nhiệm lắp đặt các thiết bị xử lý khí để tận dụng nguồn tài nguyên này . * Các giải pháp sử dụng khí đồng hành: Bơm ngược trở lại giếng dầu để thu hồi sau này khi có giải pháp kinh tế hơn đồng thời duy trì áp lực giếng để dầu tiếp tục tự phun lên. Chuyển hóa thành các sản phẩm khác (ví dụ metanol - CH3OH) để dễ chuyên chở hơn. Tách các tạp chất để có khí hóa lỏng tự nhiên rồi chuyển xuống bồn chứa Chuyến hóa thành các hợp chất (ví dụ metanol) làm nguyên liệu cho công nghiệp hóa dầu. Vận chuyển bằng đường ống tới nhà máy xử lý khí. Và một giải pháp hiện nay rất có tiềm năng là dùng khí đồng hành làm nhiên liệu đốt cho lò hơi nhằm tạo ra điện. * Tình hình sử dụng khí đồng hành ở Việt Nam: Ở Việt Nam, dầu thô được khai thác ở quy mô công nghiệp từ năm 1986 nhưng khí đồng hành vẫn bị đốt bỏ ngay tại chổ cho đến năm 1997. Hình ảnh những ngọn lửa rực sáng trên các dàn khoan trong đêm đã một thời là hình ảnh nổi tiếng và có phần tự hào về ngành công nghiệp còn non trẻ của Việt Nam. Việc xử lý khí đồng hành với khối lượng lớn cần một lượng máy móc đồ sộ mà điều kiện khai thác trên biển thì không cho phép thực hiện. Giải pháp triệt để là đặp đường ống dẫn và đưa số khí đó vào bờ. Năm 1997 hệ thống xử lý khí đồng hành của Việt Nam bắt đầu vận hành, hằng năm đưa khoảng 1 tỷ m3 vào bờ, cung cấp khí hóa lỏng, dung môi pha xăng, là nhiên liệu đốt cho các nhà máy, trung tâm nhiệt điện. 1.4. Địa điểm đặt nhà máy. - Læûa choün âëa âiãøm âàût nhaì maïy âiãûn ngæng håi phaíi baío âaím âiãöu kiãûn laìm viãûc âënh mæïc, chi phê âãø xáy dæûng vaì váûn haình beï nháút. Hiãûn nay trãn thãú giåïi vaì cuîng nhæ næåïc ta nhiãöu nhaì maïy âiãûn låïn duìng khí đồng hành làm chất đốt. Khí đồng hành thường được dẩn về từ các dàn khoan trên biển bằng ống dẫn khí. Do đó khi thiết kế NMNĐ cần lưu ý vấn đề này, nên chọn vị trí của nhà máy sao cho hạn chế chiều dài ống dẫn càng ngắn càng tốt. - Gần nguồn cung cấp nước là một yêu cầu quan trọng khi lựa chọn địa điểm đặt nhà máy nhiệt điện ngưng hơi, bởi vì lượng nước tiêu hao để làm lạnh hơi thoát rất lớn, do đó nếu như phải đưa nước với khoảng cách xa và cao thì vốn đầu tư xây dựng và chi phí vận hành rất đắt. - Khi xây dựng nhà máy điện đòi hỏi có một mặt bằng lớn, cho nên phải có diện tích và kích thước đầy đủ. Đối với nhà máy nhiệt điện ngưng hơi đốt bằng nhiên liệu rắn thì cần phải có một khu vực ở gần nhà máy để chứa than, thu nhận tro và xỉ, khu vực nhà ở của công nhân và cán bộ kỹ thuật cũng được xây dựng không xa nhà máy nhưng mà phải bảo đảm có môi trường trong sạch. Địa hình diện tích phải bằng phẳng, độ dốc, tuyến đường nối từ đường sắt và ôtô chính tới nhà máy phải thuận lợi, khoảng cách đó không xa nhà máy. - Ở nước ta, khí đồng hành phân bố chủ yếu ở bể Cửu Long với trữ lượng 58,4 tỉ m3 (15%) tập trung trong các mỏ dầu lớn: Bạch Hổ, Rạng Đông, Hồng Ngọc và các mỏ dầu – khí: Emerald, Sư Tử Trắng. Ngoài ra một lượng khí đồng hành rất nhỏ (3%) còn phân bố trong các mỏ khí – dầu như: Bunga Kekwa – Cái Nước, Bunga Raya thuộc về Malay – Thổ Chu. 1.5. Đề xuất và chọn phương án: Với đề tài “ thiết kế nhà máy nhiệt điện công suất 750 MW đốt khí đồng hành ” ta có thể có nhiều phương án, qua đó chọn ra một phương án tối ưu nhất. 1.5.1. Phương án 1: Đặt 5 tổ máy có công suất 150 MW Việc đặt 5 tổ máy như vậy sẽ chiếm khá lớn về tổng mặt bằng diện tích, do việc bố trí nhiều thiết bị cho mỗi tổ máy. Mặt khác do có nhiều tổ máy vận hành nên cần phải có nhiều công nhân, cán bộ kỹ thuật vận hành dẫn đến chí phí cho việc trả lương nhân viên tăng lên. Chi phí bảo dưởng các thiết bị hàng năm tăng và chi phí cho việc xây dựng giao thông (đường xe chạy, đường sắt) cũng như giá tiền nhiên liệu tăng lên do phải có thêm các hệ thống xử lý, chưng cất và hệ thống xử lý khói thải ra môi trường theo đúng tiêu chuẩn. Với 5 tổ máy thì khả năng vận hành và bảo đảm cho việc cung cấp đủ điện năng lên mạng lưới điện, nếu một trong 5 tổ máy bị hư hỏng thì còn có 4 tổ máy còn lại chạy tăng công suất lên một chút để kịp thời sửa chữa. Việc điều chỉnh phụ tải dễ dàng dẫn đến tự động hóa cao, khả năng thay thế các thiết bị trong nhà máy khi có hư hỏng thì dễ dàng do các thiết bị đều có cùng kích cỡ. Gọi K1 là chi phí vốn đầu tư ban đầu của phương án 1. S1 là phí tổn vận hành hằng năm của phương án 1. 1.5.2. Phương án 2: Đặt hai tổ máy có công suất 2 x 300MW và 150MW. Theo phương án này thì ta có 3 tổ máy như vậy thì mặt bằng phân bố các thiết bị sẽ chiếm diện tích ít hơn phương án 1, nên tổng mặt bằng của cả nhà máy cũng nhỏ hơn so với phương án trên. Ở phương án này có đến hai tổ máy với công suất khác nhau cùng vận hành nên cần phải có nhiều công nhân, cán bộ kỹ thuật vận hành dẫn đến chí phí cho việc trả lương nhân viên tăng lên. Chi phí bảo dưởng các thiết bị hàng năm tăng và chi phí cho việc xây dựng giao thông (đường xe chạy, đường ống dẫn khí đồng hành,..) cũng như tốn chi phí cho hệ thống xử lý khói thải ra môi trường theo đúng tiêu chuẩn. Giá tiền nhiên liệu và phí tổn vận chuyển nhiên liệu vẫn còn lớn do có quá nhiều thiết bị khác nhau cùng làm việc trong nhà máy (lò hơi, cung cấp nước, turbine,...) Với 3 tổ máy thì khả năng vận hành và bảo đảm cho việc cung cấp đủ điện năng lên mạng lưới điện. Việc điều chỉnh phụ tải gặp nhiều khó khăn, khả năng thay thế các thiết bị trong nhà máy khi có hư hỏng cũng khó do các thiết bị làm việc trong nhà máy có các kích cỡ khác nhau. Độ tin cậy và hiệu suất nhà máy còn chưa cao. Gọi K2 là chi phí vốn đầu tư ban đầu của phương án 2. S2 là chi phí vận hành hằng năm của phương án 2. 1.5.3. Phương án 3: Đặt 1 tổ máy có công suất 770MW. Việc đặt 1 tổ máy như vậy thì mặt bằng phân bố các thiết bị sẽ chiếm diện tích ít hơn nên tổng mặt bằng của cả nhà máy cũng nhỏ hơn so với cả hai phương án trên. Ở phương án này do chỉ có 1 tổ máy vận hành nên không cần phải có nhiều công nhân, cán bộ kỹ thuật vận hành dẫn đến chí phí cho việc trả lương nhân viên giảm xuống rất đáng kể. Chi phí bảo dưởng các thiết bị hàng năm và chi phí cho việc xây dựng giao thông (đường xe chạy, đường dẫn khí đồng hành) cũng như giá tiền nhiên liệu giảm do các thiết bị có độ tin cậy và hiệu suất nhà máy cao hơn. Vốn đầu tư cho việc mua sắm các thiết bị ban đầu lớn do những thiết bị này làm việc với các thông số cao hơn so với hai phương án trên. Khả năng vận hành và bảo đảm cho việc cung cấp đủ điện năng lên mạng lưới điện. Việc điều chỉnh phụ tải dễ dàng nên mức độ tự động hóa cao, khả năng thay thế các thiết bị trong nhà máy khi có hư hỏng dễ dàng hơn do chỉ có một loại thiết bị làm việc trong nhà máy. Gọi K3 là chi phí vốn đầu tư ban đầu của phương án 3. S3 là chi phí vận hành hằng năm của phương án 3. 1.6. Tính chọn phương án: 1.6.1. Tính chi phí vận hành hằng năm. Chi phí vận hành hằng năm của các thiết bị như sau: S = SA + SB + Sn + S0 , đồng/năm. Trong đó: SA : chi phí cho khấu trừ hao mòn và sữa chữa. SB : chi phí cho nhiên liệu. Sn : chi phí cho việc trả lương cán bộ công nhân viên. S0 : chi phí công việc chung của nhà máy và tất cả các chỉ tiêu khác. 1.6.2. Chi phí cho nhiên liệu: SB = C.B, [đồng/năm] Trong đó: C : giá thành một tấn khí. C = 60.106 đồng/tấn = 60.103 đồng/ kg B : lượng nhiên tiêu tốn trong một năm. B = b.N.n Với b suất tiêu hao nhiên liệu tiêu chuẩn để sản xuất ra 1 kWh điện Hay với b: suất tiêu hao khí để sản xuất 1 kWh điện. Chọn: b1 = 0,3 [kg/kWh] : Ứng với phương án 1. b2 = 0,27 [kg/kWh] : Ứng với phương án 2. b3 = 0,25 [kg/kWh] : Ứng với phương án 3. Vậy chi phí nhiên liệu cho các phương án: sB1 = 60.103.750.6000.0,3 = 80,1.109 đồng/năm sB2 = 60.103.750.6000.0,27 = 72,9. 109 đồng/năm sB3 = 60.103.770.6000.0,25 = 69,3. 109 đồng/năm 1.6.3. Chi phí cho khấu trừ hao mòn và sữa chữa. SA = PA.K; [đồng/năm] Trong đó: PA= 6%: Phần khấu hao thiết bị và sửa chữa. K: vốn đầu tư thiết bị nhiệt của các phương án; [đồng] Giả sử vốn đầu tư thiết bị nhiệt của ba phương án là: K1 = 30000.109 đồng. K2 = 25000.109 đồng. K3 = 20000.109 đồng. Thì ta có: SA1 = 0,06.30000.109 = 1800.109 đồng/năm. SA2 = 0,06.25000.109 = 1500.109 đồng/năm. SA3 = 0,06.20000.109 = 1200.109 đồng/năm. 1.6.4. Chi phí trả lương cho công nhân. Sn = Z.N.n; [đồng/năm] Trong đó: Z: tiền lương trung bình một người trong 1 năm. Giả sử mỗi tháng cán bộ công nhân viên nhận lương trung bình một người là 4.106 đồng/tháng. Thì : Z = 4.106.12 = 48.106 đồng/năm. N = 750MW: công suất của nhà máy. n: hệ số biên chế của công nhân ứng với từng phương án và công suất của tổ máy. Giả sử : n1= 1,56người/MW ứng với 5 tổ máy 150MW. n2= 1,54người/MW ứng với 2 tổ máy 300MW và 1 tổ máy 150MW. n3= 1,4người/MW ứng với 1 tổ máy 770MW. Þ Chi phí trả lương cho cán bộ công nhân viên từng phương án là: Sn1 = 48.106.750.1,56 = 56,16.109đồng/năm. Sn2 = 48.106.750.1,54 = 55,44.109đồng/năm. Sn3 = 48.106.770.1,4 = 51,74.109 đồng/năm. 1.6.5. Phí tổn chung. S0 = a(SA + Sn),đồng/năm. Trong đó: a = 27%: hệ số khấu hao. SA : chi phí khấu hao và sửa chữa. Sn : chi phí trả tiền lương cho cán bộ công nhân viên. Þ S0 của mỗi phương án là: S01 = a (SA1 + Sn1) = 0,27.( 1800.109 +56,16.109) = 501.109 đồng/năm. S02 = a (SA2 + Sn2) = 0,27.( 1500.109+55,44.109) = 420.109 đồng/năm. S03 = a (SA3 + Sn3) = 0,27.( 1200.109+ 51,74.109) = 338.109 đồng/năm. Vậy chi phí vận hành hằng năm của từng phương án là: S1 = SB1 + SA1 + Sn1 + S01 = 80,1.109 + 1800.109 + 56,16.109 + 501.109 = 2437,26.109 đồng/năm. S2 = SB2 + SA2 + Sn2 + S02 = 72,9. 109 + 1500.109+ 55,44.109+ 420.109 = 2048,34.109 đồng/năm. S3 = SB3 + SA3 + Sn3 + S03 = 69,3. 109 + 1200.109 + 51,74.109 + 338.109 = 1659,04.109 đồng/năm. Qua tính toán ta thấy phương án 3 có vốn đầu tư và chi phí vận hành hàng năm nhỏ nhất trong 3 phương án nên ta chọn phương án 3 là đặt 1 tổ máy mỗi tổ có công suất 770MW cho nhà máy nhiệt điện ngưng hơi đang thiết kế. Dùng khí đồng hành với nhiệt trị nhiên liệu là Qlvt = 29500kJ/kg. CHƯƠNG 2 THÀNH LẬP VÀ TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ NHIỆT 2.1. Xây dựng sơ đồ nhiệt nguyên lý của nhà máy. Sơ đồ nhiệt nguyên lý xác định nội dung cơ bản của quá trình công nghệ biến đổi nhiệt năng trong nhà máy điện. Nó bao gồm các thiết bị chính và phụ. Các đường hơi và các đường nước nối chung vào một khối trong một quá trình công nghệ. Các thành phần trong sơ đồ nhiệt nguyên lý bao gồm: lò hơi tuần trực lưu, tuabin ngưng hơi, 3 thân, đồng trục (K-770-170), máy phát điện, bình ngưng, các bình gia nhiệt cao áp, hạ áp, thiết bị khử khí, bơm nước cấp, bơm nước đọng, bơm nước ngưng. Các đường ống dẫn hơi đến các bình gia nhiệt, đường nước ngưng chính, đường nước ngưng đọng. Đặc tính kỹ thuật của tuabin K-770-170: Công suất định mức: 770MW Tốc độ: 3000 v/p Áp suất hơi đầu vào: 170kg/cm2 (166bar) Nhiệt độ hơi mới: 5380C Số cửa trích: 7 Nhiệt độ hơi quá nhiệt trung gian: 5380C Nhiệt độ nước cấp: 2650C Lưu lượng hơi tuabin: G = 2180 T/h Cửa trích I II III IV V VI VII P (bar) 37.2 19.3 11 6.2 4.1 1 0.5 t (0C) 325 457 353 305 257 135 84 i (kj/kg) 3021 3373 3163 3070 2977 2745 2617 Bảng 1: Dẫn ra các hiệu suất của các phần tuabin chính như sau: Sơ đồ nhiệt nguyên lý Trong đó: LH : Lò hơi có bao hơi. BQN : Bộ quá nhiệt. QNTG : Bộ quá nhiệt trung gian. CA : Tầng cao áp. TA : Tầng trung áp. HA : Tầng hạ áp. BN : Bình ngưng. BNN : Bơm nước ngưng. LE : Bình làm lạnh Ejectơ. LC : Bình làm lạnh hơi chèn. HA 4, 5, 6, 7 : Các bình gia nhiệt hạ áp 4, 5, 6, 7. CA 1,2,3 : Các bình gia nhiệt cao áp 1, 2, 3. BNC : Bơm nước cấp. BNĐ : Bơm nước đọng. KK : Thiết bị khử khí. GNBS : Gia nhiệt nước bổ sung. BPL : Phân li hơi. GOA : Bộ giảm ôn, giảm áp. * Diễn giải sơ đồ nhiệt nguyên lý : Trong toàn bộ nhà máy 750MW bao gồm 1 khối mỗi khối 770MW gồm có: lò hơi trực lưu, tua bin ngưng hơi một trục K-770-170 có 3 xilanh. Hơi quá nhiệt từ lò hơi được dẫn đến phần cao áp của tuabin sẽ giãn nở sinh công, sau khi ra khỏi phần cao áp hơi được quá nhiệt trung gian một lần nữa rồi tiếp tục giãn nở trong phần trung áp và hạ áp của tuabin. Trên tuabin có 7 cửa trích gia nhiệt cho nước ngưng, nước cấp và thiết bị khử khí. Phần hơi còn lại sau khi ra khỏi phần hạ áp của tuabin được đưa vào bình ngưng, tại đây hơi được ngưng tụ thành nước ngưng nhờ nước tuần hoàn làm mát. Nước ngưng sau khi ra khỏi bình ngưng được bơm nước ngưng bơm qua bình làm lạnh Ejectơ sau đó qua các bình gia nhiệt hạ áp rồi dồn về thiết bị khử khí. Nước ngưng sau khi được khử khí sẽ được chứa trong bể khử khí, sau đó được bơm nước cấp đưa qua các bình gia nhiệt cao áp làm tăng nhiệt độ trước khi đưa vào lò hơi. Hơi từ các cửa trích của tuabin gia nhiệt cho nước ngưng, nước cấp bao gồm: hai cửa trích ở phần cao áp được gia nhiệt cho bình gia nhiệt cao áp số 1, số 2; ba cửa trích ở phần trung áp được gia nhiệt cho bình cao áp số 3 và bình khử khí, bình gia nhiệt hạ áp số 4, số 5 và hai cửa trích phần hạ áp gia nhiệt cho bình hạ áp 6 và số 7. Ở thiết bị khử khí do hơi được trích từ cửa trích có áp suất cao nên được đưa qua thiết bị giảm ôn giảm áp để hạ nhiệt độ và áp suất xuống phù hợp với yêu cầu. Hơi ở các cửa trích của tuabin sau khi gia nhiệt cho nước ngưng, nước cấp thì sẽ ngưng tụ thành nước đọng. Sơ đồ dồn nước đọng ở các bình gia nhiệt được chọn ở đây là sơ đồ dồn cấp phối hợp với bơm: vừa dồn cấp ,vừa bơm đẩy về đường nước chính. Ở các bình gia nhiệt cao áp (CA) nước đọng được dồn từ CA1 ® CA2 ® CA3 do độ lệch về áp suất, sau đó nước đọng được dồn vào bình khử khí. Ở các bình gia nhiệt hạ áp thì nước đọng được dồn từ bình gia nhiệt hạ áp HA4 ® HA5® HA6 rồi dùng bơm nước đọng dồn về điểm hỗn hợp trên đường nước ngưng chính phía đầu ra của bình gia nhiệt hạ áp số 6. Nước đọng của bình gia nhiệt số 7, bình làm lạnh ejectơ được đưa về bình ngưng. 2.2. Các thông số hơi và nước đồ thị i - S biểu diễn quá trình làm việc của dòng hơi trong tua bin. * Khi hơi đưa vào tua bin, qua các van điều chỉnh, hơi bị tiết lưu, do đó áp suất của hơi trước tầng đầu của tua bin giảm đi khoảng 5% so với áp suất ban đầu P0 Nghĩa là: P0’ = 0,95 P0 Vậy áp lực trước tầng dầu tua bin: P’0 = 0,95. P0 = 0,95. 166 = 157,7 * Từ áp suất và nhiệt độ của hơi tại các cửa trích entanpi của hơi ứng với các cửa trích đó. * Áp suất làm việc tại bình gia nhiệt được lấy nhỏ hơn áp suất tại các cửa trích tương ứng từ 3 ¸ 8%. Ở đây ta chọn DP = 5%. * Riêng tại bình khử khí chọn làm việc với P’ =6bar hơi cấp cho bình khử khí được lấy từ cửa trích số 3 có áp suất cao do đó phải quan van giảm áp trước khi vào bình khử khí. * Do điều kiện khí hậu ở Việt Nam, nhiệt độ nước làm mát bình ngưng là 260C do đó áp suất ngưng tụ PK thay đổi. Nhiệt độ ngưng tụ được xác định như sau: tk = t1 + Dt + q, 0C Trong đó: tk: Nhiệt độ ngưng tụ ở bình ngưng, 0C t1: Nhiệt độ nước làm mát, 0C Dt: Độ gia nhiệt nước làm mát, 0C q: Độ gia nhiệt thiếu của nước ở trong bình ngưng, 0C Các giá trị hợp lý của tk, được xác định bằng tính toán kinh tế kỹ thuật kết hợp của 3 yếu tố: áp lực cuối Pk của hơi trong tua bin, bình ngưng và hệ thống cung cấp nước. Độ gia nhiệt nước làm mát Dt = 8 ¸120C Độ gia nhiệt thiếu của nước ở bình ngưng q = 350C Chọn: Dt = 80C q = 30C Þ tx = 26 + 8 + 3 = 370C Tương ứng có Pk = 0,064 bar Tra bảng, ta có i”k = 2569 KJ/kg i’k = 155 KJ/kg Chọn độ khô sau tầng cuối của tua bin là x = 0,95 thì ik = x. i”k + (1 - x)i’k = 0,95. 2569 + (1 - 0,95). 155 Þ ik = 2448,3 KJ/kg * Vì đã biết áp suất làm việc của bình gia nhiệt nên ta xác định được nhiệt độ nước đọng. Từ đây ta thông qua độ gia nhiệt thiếu cho nước. q = 3 ¸ 70C Ta tìm được nhiệt độ nước ngưng sau bình gia nhiệt (sau khi được hâm nóng) tH = tn + q Với: tH: Nhiệt độ nước đọng của bình gia nhiệt, 0C tn: HHNhiệt độ nước ngưng sau bình gia nhiệt, 0C q: Độ gia nhiệt thiếu cho nước, 0C (chọn q = 30C) Trên cơ sở đó ta có bảng 3 và từ đó ta xây dựng đồ thị i - S biểu diễn quá trình làm việc của dòng hơi trong tua bin với các thông số: P, t, i : áp suất, nhiệt độ và entanpi các cửa trích, bar, 0C, KJ/kg p’ : áp suất hơi trước các thiết bị gia nhiệt, bar. Xác định được áp lực hơi tại các thiết bị gia nhiệt như sau: p’ = 0,95.p tH, i’H : nhiệt độ và entanpi của nước ngưng bão hòa, 0C, kJ/kg. tn, in : nhiệt độ và entanpi của nước sau các bình gia nhiệt, 0C, kJ/k Bảng 2: Thông số hơi tại các cửa trích, nước đọng và nước ngưng tại các bình gia nhiệt. Điểm quá trình Thiết bị gia nhiệt Thông số hơi và nước P Bar T 0C i KJ/kg P’ bar tH 0C 0C Pnc bar inc KJ/kg 0 - 166 538 3406 - - - - 0’ - 157,7 527 3398 - - - - 1 GNCA1 37,2 325 3021 35.34 242.6 239.6 187.6 1040.0 2 GNCA2 19.3 457 3373 19.02 118,7 115.7 189.6 1040,6 2’ - 34 538 3540 - - - - - 3 GNCA3 11 353 3163 10,95 184 181 191.6 781,6 4 KK 6.2 305 3070 6 158.8 155.8 9 168.6 5 GNHA5 6.2 305 3070 5.89 157,1 154.1 12 2785.1 6 GNHA6 4.1 257 2977 3.89 143.6 140.6 15 620.4 7 GNHA7 1 135 2745 0,95 97,5 94.5 18 394,3 8 GNHA8 0.5 84 2617 0,47 79,8 75,8 21 321.9 K K 0,064 x = 0,95 2440 - 37 24 157,05 QUÁ TRÌNH LÀM VIỆC CỦA DÒNG HƠI TRONG TUA BIN CÔNG SUẤT TRÊN ĐỒ THỊ i - S Trên giản đồ i-s, điểm 0’ ứng với trạng thái hơi ở trước phần cao áp. Các điểm 2, 2’ biểu thị thông số hơi trước và sau khi quá nhiệt trung gian. Nhiệt độ nước cấp sau bình gia nhiệt cao 1 bằng 2650C. Còn điểm 4 là đường hơi trích đi vào ở bình khử khí chính, 6 là đường hơi trích đi vào ở bình gia nhiệt hạ áp số 6 và turbine chính từ turbine truyền động bơm nước cấp 2.3. Tính toán sơ đồ nhiệt nguyên lý: *Cơ sở tính toán các thông số của nhà máy: Mục đích cơ bản của việc tính toán sơ đồ nhiệt nguyên lý của nhà máy điện ngưng hơi là ở chỗ xác định các đặt tính kỹ thuật của thiết bị nhằm đảm bảo công suất điện. Đảm bảo yêu cầu về chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật và năng lượng của nhà máy điện và các phần tử của chúng. Tính toán nhiệt chủ yếu dựa vào phương trình cân bằng nhiệt và phương trình cân bằng vật chất, sau đó giải các phương trình đó. Tiến hành tính toán đối với bình cao áp trước rồi đến bình hạ áp và bình ngưng. Trong tính toán tổn thất hơi và nước do rò rỉ ở các đường ống các van và các thiết bị khác được quy về tốn thất trên đường hơi mới còn tổn thất nhiệt được kể đến thông qua hiệu suất của các thiết bị nhiệt (hệ số khuyếch tán nhiệt) và tốn thất nhiệt độ, áp suất. Trong thiết kế này tổn thất áp suất trong bộ quá nhiệt trung gian là 10%. Hiệu suất các thiết bị gia nhiệt lấy khoảng 98 ¸ 99%. Tổn thất nhiệt độ lấy từ 2 ¸ 50C. Theo chọn trước các đại lượng: Lượng hơi mới đưa vào tua bin: a0 = 1 Lượng hơi rò rỏ trên đường ống: arr = 0,02 Lượng hơi chèn vào bình làm lạnh hơi chèn cuối : acc = 0,0025 Lượng hơi chèn xả qua ống tín hiêụ: a’ch = 0,001 Phụ tải của lò và lưu lượng nước cấp: anc = aqn = a + arr = 1,02 * Tính toán sơ đồ nhiệt nguyên lý: Ngày nay đối với các khối có công suất lớn, có các thông số siêu tới hạn và có quá nhiệt trung gian đều áp dụng từ 7 đến 9 tầng gia nhiệt. Trong các nhà máy điện hiện đại hiện nay hầu hết đều áp dụng các bình gia nhiệt bề mặt, với sơ đồ xả nước đọng hỗn hợp nghĩa là xả nước đọng dồn cấp ở các bình gia nhiệt cao áp và bơm nước đọng ở 1 hoặc 2 bình gia nhiệt hạ áp, trong đó 1 bình gia nhiệt loại hỗn hợp (bình khử khí). Một số nước trên thế giới có một vài nhà máy điện chỉ dùng sơ đồ hồi nhiệt với các bình gia nhiệt bề mặt hoặc chỉ với các bình gia nhiệt hỗn hợp, nếu áp dụng loại bình gia nhiệt hỗn hợp hạ áp đảm bảo được chất lượng nước vì loại trừ được khả năng rỉ ống đồng của bình gia nhiệt. Áp dụng hồi nhiệt thì giảm tiêu hao nhiên liệu nhưng lại làm tăng hơi tiêu hao cho tuabin, tăng công suất của lò, tăng kích thước phần cao áp của tuabin.... nhưng có trích hơi thì lượng hơi đi vào bình ngưng và các kích thước của các tầng cuối của tua bin và ống thoát dẫn đi. 2.3.1. Bình gia nhiệt cao áp 1 (GNCA1): Độ kinh tế của việc hồi nhiệt khi sử dụng hơi quá nhiệt ở các cửa trích của tua bin có thể được nâng cao nhờ việc làm lạnh hơi trích bằng nước cấp, sở dĩ như vậy là vì khi làm lạnh hơi trích thì sự trao đổi nhiệt năng không thuận nghịch trong các bình gia nhiệt giảm đi, lượng hơi trích phải tăng lên làm giảm lượng hơi đi vào bình ngưng do vậy hiệu suất của tuabin nói riêng và của nhà máy nói chung tăng lên. Ngoài ra việc làm lạnh nước đọng sẽ làm giảm sự thay thế hơi trích của bình gia nhiệt tiếp nhận nước đọng đó và như vậy giảm nhiệt tổn thất năng lượng. Do đó các bình gia nhiệt cao áp đều chọn là loại bình có cả 3 phần: Làm lạnh hơi, gia nhiệt chính và làm lạnh nước đọng. Việc tính toán các bình gia nhiệt cao áp được tiến hành từ bình có áp suất cao đến bình có áp suất thấp. Sơ đồ tính toán bình gia nhiệt cao áp số 1: Trong đó: LH1: Phần làm lạnh hơi trong bình gia nhiệt 1 GN1: Phần gia nhiệt chính trong bình gia nhiệt 1 LĐ1: Phần làm lạnh nước đọng trong bình gia nhiệt 1 ah1; anc: Lượng hơi, lượng nước cấp vào bình gia nhiệt. i1n; i2n: entanpi nước cấp ra và vào bình gia nhiệt. iđ1: entanpi nước đọng ra khỏi bình gia nhiệt ih1: entanpi hơi ra khỏi cửa trích 1 Phương trình cân bằng nhiệt cho bình gia nhiệt cao áp 1 ah1 [(ih1 - i’1) + (i’1 - iđ1)]. h = anc (i1n - i2n) Với anc = 1,02 ih1 = 3023,5 KJ/kg; i1n = 1140 KJ/kg i2n = 1040,6 KJ/kg iđ1 = i2n + Ölđ = 1040,6 + 40 = 1080,6 KJ/kg với Ölđ = 40 KJ/kg: Nhiệt hàm của nước đọng ra khỏi bình gia nhiệt. Chọn hiệu suất bình gia nhiệt h = 0,98 Þ ah1 = 0,0532 2.3.2. Bình gia nhiệt cao áp 2: Ở các bình gia nhiệt cao áp, nước đọng từ bình gia nhiệt có áp suất cao sẽ dồn về bình gia nhiệt có áp suất thấp. Vì vậy tại bình gia nhiệt cao áp 2 sẽ có thêm dòng nước đọng từ bình GNCA1 về. Hơi cấp cho bình gia nhiệt cao áp 2 được lấy từ cửa trích số 2 Sơ đồ tính toán nhiệt cho bình gia nhiệt cao áp số 2 Trong đó: LH2: Phần làm lạnh hơi trong bình gia nhiệt 2 GN2: Phần gia nhiệt chính trong bình gia nhiệt 2 LĐ2: Phần làm lạnh nước đọng trong bình gia nhiệt 2 i2n; i3n: entanpi của nước vào và ra bình GNCA2 ah2; ih2: lượng hơi và entanpi của hơi cấp cho bình GNCA2 ah1; iđ1: lượng nước đọng, entanpi nước đọng ra khỏi bình GNCA1 a’h2 = ah1 + ah2 a’h2; iđ2: Lượng nước đọng, entanpi nước đọng ra khỏi bình GNCA2 Phương trình cân bằng nhiệt cho bình GNCA2 anc (i2n - i3n) = [ah2 (ih2 - iđ2) + ah1 (iđ1 - iđ2)].h Với: anc = 1,02 i2n = 1040,6 KJ/kg i3n = 781,6 KJ/kg ih2 = 3377,6 KJ/kg iđ2 = i3n + 40 = 781,6 + 40 =821,6 KJ/kg ah1 = 0,0532 iđ1 = 1080,6 KJ/kg h = 0,98 ah2 = 0,1 2.3.3. Bình gia nhiệt cao áp số 3: Sơ đồ tính toán nhiệt cho bình gia nhiệt cao áp số 3: Trong đó: LH3: Phần làm lạnh hơi trong bình gia nhiệt 3 GN3: Phần gia nhiệt chính trong bình gia nhiệt 3 LĐ3: Phần làm lạnh nước đọng trong bình gia nhiệt 3 ah3: lượng hơi cấp cho bình GNCA3 lấy từ cửa trích 3 ih3: entanpi hơi cấp cho bình GNCA3 in3; in4: entanpi nước cấp ra và vào bình GNCA3 a’h2: lượng nước đọng từ binh GNCA2 về a’h2 = ah1 + ah2 = 0,0532 + 0,1 = 0,1532 iđ2: entanpi nước đọng từ bình GNCA2 về a’h3: lượng nước đọnh ra khỏi bình GNCA3 về bình khử khí. iđ3: entanpi nước đọng ra khỏi bình GNCA3 - Chọn hiệu suất bình gia nhiệt: h = 0,98 - Theo [TL-2]: lấy iđ3 = in4 + 40, KJ/kg - Khi nước cấp đi qua bơm nước cấp thì bị gia nhiệt thêm một lượng xB nên ta có: in4 = i’kk + x, KJ/kg (3-1) Trong đó: i’kk: entanpi của nước cấp ở đầu hút bơm nước cấp. xB: độ gia nhiệt của nowcs của bơm nước cấp xB.hB = Vtb. (Pđ - Ph). 103, theo (3-2) Với: hB: Hiệu suất của bơm; chọn hB = 0,85 Vtb, m3/kg: Thể tích riêng của nước tại áp suất P Pđ, Ph: áp suất đầu đẩy, hút của bơm, MPa Theo: Pđ = PLH + PtLLH + PtLđ + Hđ . r. G. 106, MPa Với: PLH = P0 + DP0: áp lực hơi tại chỗ ra khỏi lò hơi. P0: áp lực hơi trước tua bin. P0 = 23,54 MPa DP0: tổn thất á lực trong ống hơi từ lò hơi tới tua bin Chọn DP0 = 5% P0 = 23,54. 0,05 = 1,177 MPa PtlLH: trở kháng thuỷ lực của lò hơi: PtlLH = 4MPa (theo NMNĐ 2) Hđ (m): chiều cao dâng nước từ trục bơm cấp đến điểm cao nhất của hệ thống ống là. Chọn Hđ = 30m r : khối lượng riêng của nước ở đường đẩy; r = 863 kg/m3 Ptlđ: tổng trở kháng thuỷ lực của thiết bị (bao gồm các bình GNCA, bộ hâm nước...) Chọn Ptlđ = 14% PLH = 0,14 (23,54 + 0,05. 23,54) = 3,46 MPa Þ Pđ = 23,54 + 0,05. 23,54 + 4 + 3,46 + 30. 9,8. 863. 10-6 Pđ = 32,43 MPa = 324,3 bar Theo: Ph = Pkk - Ptlh + Hh. rh. G. 10-6, MPa Với Pkk: áp lực bình khử khí Pkk = 5,88 bar = 0,588 MPa Ptlh: trở kháng thuỷ lực ống đầu hút. Chọn Ptlh = 0,04 MPa Hh: chiều cao mức nước trong bình khử khí đốt với trục bơm Chọn Hh = 17m rh: khối lượng riêng của nước ở đầu hút: rh = 909 kg/m3 Þ Ph = 0,588 - 0,04 + 17. 9,8. 10-6. 909 Ph = 0,6994 MPa = 6,994 bar P = 165,5 bar Ta có thể tích riêng tương ứng của nước Vtb = 0,0011 m3/kg Từ (3-2) ta có: xB = xB = 41,1 KJ/kg Thay xB vào (3-1) Þ i4n = 666,9 + 41,1 = 708 KJ/kg * Phương trình cân bằng nhiệt của bình GNCA3: anc (i3n - i4n) = [ah3 (ih3 - iđ3) + a’h2 (iđ2 - iđ3)]. h Với anc = 1,02 I3n = 781,6 KJ/kg i4n = 708 KJ/kg iđ3 = i4n + 40 = 748 KJ/kg iđ2 = 821,6 ih3 = 3158,4 KJ/kg h = 0,98 a’h2 = 0,1532 ah3 = 0,0272 2.3.4. Thiết bị khử khí cấp nước (KK) Không khí hòa tan trong nước có chứa một lượng không khí không ngưng như CO2, O2... 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). Sơ đồ tính toán nhiệt cho thiết bị khử khí như hình vẽ: Trong đó: - aEch: lượng hơi lấy từ thiết bị khử khí đi chèn bình làm lạnh ejecter. aEch = 0,0035 - an4 ; in4: lượng nước ngưng, entanpi nước ngưng sau bình gia nhiệt hạ áp 4 về. - ah3, in3: lượng hơi, entanpi từ cửa trích 3 cấp cho TBKK - a’h3, iđ3: lượng nước đọng, entanpi nước đọng từ bình GNCA3 về. a’h3 = ah1 + ah2 + ah3 a’h3 = 0,0532 + 0,1 + 0,0272 = 0,1804 Phương trình cân bằng chất của thiết bị khử khí. anc + aHAch = a’h3 + an4 + ah3 Û ah3 = anc + aHAch - a’h3 - an5 ah3 = 1,02 + 0,0035 - 0,1804 - an4 ah3 = 0,8431 - an4 (4-1) Phương trình cân bằng nhiệt thiết bị khử khí anc. i’kk + aHAch. i”kk = (ah3. ih3 + a’h3. iđ3 + an4. in4).h Chọn hiệu suất trung bình khử khí: h = 0,98 Chọn áp lực làm việc của TB KK là 6 at = 5,88 bar Ta sẽ có: i’kk = 666,9 KJ/kg i”kk = 2757 KJ/kg Từ phương trình cân bằng nhiệt: 1,02. 666,9 + 0,0035. 2757 = (ah3. 3069,5 + 0,1804. 748 + an4. 640) ah3 = 0,1808 - 0,208. an4 (4-2) Từ (4-1) và (4-2) Þ ah3 = 0,0071 an4 = 0,836 2.3.5. Bình gia nhiệt hạ áp 4: Sơ đồ tính toán nhiệt cho bình gia nhiệt hạ áp 4: Trong đó: ah4, ih4: lượng hơi và entanpi của dòng hơi lấy từ cửa trích số 4 an4: lượng nước ngưng qua GNHA4 in4, in5: entanpi nước ngưng ra và vào GNHA4 ah4, iđ4: lượng nước đọng và entanpi nước đọng ra khỏi GNHA4 phương trình cân bằng nhiệt của GNHA4 Phương trình cân bằng nhiệt tại bình GNHA4 an4 (in4 - in5) = ah4 (ih4 - iđ4). h Chọn hiệu suất bình GNJA4: h = 0,98 Với: an4 = 0,836 in4 = 640 KJ/kg in5 = 620,4 KJ/kg ih4 = 3069,5 KJ/kg iđ4 = 633,08 KJ/kg ah4 = 0,0068 2.3.6. Bình gia nhiệt hạ áp 5 (GNHA5) Hơi thoát ra từ tua bin phụ được đưa trở lại tầng trung gian của tua bin chính trên đường hơi về có trích một đường hơi cấp cho GNHA5. Sơ đồ tính toán nhiệt của bình GNHA5 như sau: Trong đó: ah5: lượng hơi cấp cho gia nhiệt hạ áp 5 ih5: entanpi của dòng hơi cấp cho gia nhiệt hạ áp 5 ah4: lưu lượng dòng nước đọng từ gia nhiệt hạ áp 4 trở về ih4: entanpi dòng nước đọng từ GNHA4 về GNHA5 a’h5, iđ5: lưu lượng và entanpi dòng nước đọng từ GNHA5 về GNHA6 a’h5 = ah4 + ah5 + aTAch aTAch: dòng hơi chèn phần trung áp về có aTAch = 0,004 và iTAch = i0 - 100 = 3406 - 100 = 3306 KJ/kg Phương trình cân bằng nhiệt của GNHA5 an4 (in5 - iHHK) = [ah5 (ih5 - iđ4) + ah4 (iđ4 - iđ5) + aTAch(iTAch - iđ5)]. h Chọn hiệu suất bình GNHA5 là h = 0,98 Theo bảng 2 ta có: in5 = 620,4 KJ/kg ih5 = 2980 KJ/kg iđ5 = 519,66 KJ/kg iđ4 = 633,08 KJ/kg an4 = 0,836 ah4 = 0,0068 Thay vào phương cân bằng nhiệt ta có: 0,836 (620,4 - iHHK) = [ah5 (2980 - 519,66) + 0,0068 (633,08 - 519,66) + 0,004 (3306 - 519,66)] Þ iHHK = 606,136 - 2943 ah5 (6-1) 2.3.7. Cân bằng nhiệt điểm hỗn hợp K: Nước đọng tự bình GNHA5 đỗ về bình GNHA6 sau đó nước đọng được bơm trở lại đường nước ngưng tại vị trí hỗn hợp K ở giữa bình GNHA5 và GNHA6 nhờ bơm nước đọng. Sơ đồ tính toán nhiệt như hình vẽ sau: Trong đó: a’h6; iđ6: lượng nước và entanpi nước đọng từ bình GNHA6 về a’h6 = ah6 + a’h5 = ah6 + ah4 + ah5 + aTAch in6; iHHK: entanpi nước ngưng vào và ra khỏi điểm hỗn hợp K Phương trình cân bằng nhiệt tại điểm hỗn hợp K an4. iHHK = a’h6. iđ6 + an5. in6 Với iđ6 = 395,85 KJ/kg an4 = 0,836 in6 = 394,3 KJ/kg Thay vào ta có: 0,836. iHHK = a’h6 . 395,85 + an6. 394,3. (7-1) Thay (6-1) vào (7-1) ta có: 0,836 (606,136 - 2943 ah5) = (ah6 + 0,0068 + ah5 + 0,004)395,85 + an5. 394,3 Þ 395,85 ah6 + 394,3 an5 + 2856,198 ah5 = 505.146 (7-2) Phương trình cân bằng chất tại điểm K an5 + a’h6 = an4 Û an5 + an6 + an4 + ah5 + aTAch = an4 an5 + ah6 + ah5 = 0,836 (7-3) 2.3.8. Bình gia nhiệt hạ áp 6: Sơ đồ tính toán nhiệt như hình vẽ sau: Trong đó: ah6 : lưu lượng hơi trích từ cửa trích số 6 cấp cho GNHA6 và có entanpi ih6 a’h5 ; iđ5: lưu lượng và entanpi dòng nước đọng từ GNHA5 về a’h5 = ah5 + ah4 + aTAch = ah5 + 0,0108 a’h6; iđ6: lưu lượng nước đọng và entanpi nước đọng được bơm từ GNHA6 về GNHA5 a’h6 = a’h5 + ah6 = ah5 + ah4 + aTAch + ah6 entanpi nước ngưng vào và ra khỏi GNHA7 là in7 và in6. Phương trình cân bằng nhiệt của gia nhiệt hạ áp 6: an5 (in6 - in7) = [ah6 (ih6 - iđ6) + a’h5 (iđ5 - iđ6)]. h Chọn hiệu suất của bình gia nhiệt là: h = 0,98 Tra bảng 2: in6 = 394,3 KJ/kg in7 = 321,9 KJ/kg ih6 = 2746,7 KJ/kg iđ6 = 395,85 KJ/kg iđ5 = 519,66 KJ/kg ah4 = 0,0086. Þ an5 (394,3 - 321,9) = [ah6 (2746,7 - 395,85) + a’h5 (519,66 - 395,85)].h Û 72,4an5 = [2350,85 ah6 + 123,81 (ah5 + 0,0108)]. 0,98 73,87 an5 = 2350,85 ah6 + 123,81 ah5 + 1,337 (8-4) Kết hợp (7-2) , (7-3) , (8-1) Ta được: an5 = 0,745 ah5 = 0,02 ah6 = 0,071 2.3.9. Bình gia nhiệt hạ áp 7: Bình làm lạnh ejectơ (LE) và bình ngưng Sơ đồ tính toán nhiệt như hình vẽ sau: Trong đó: - ah7; ih7: lưu lượng và entanpi của hơi cấp cho bình GNHA7. - aHAch; iHAch: lưu lượng và entanpi của hơi chèn hạ áp về bình GNHA7. - Hơi cấp cho ejectơ được lấy từ đường hơi mới, nước đọng ở bình làm lạnh ejectơ được đưa về cuối bình ngưng: có ac = 0,0025; i0 = 3406 KJ/kg - Nước đọng ở bình GNHA7 cũng được đưa về hỗn hợp ở cuối bình ngưng. 2.3.9.1. Bình gia nhiệt hạ áp 7: Phương trình cân bằng nhiệt: an5 (in7 - inc) = [ah7 (ih7 - iđ7) + aHAch (iHAch - iđc)]. h Chọn hiệu suất thiết kế GNHA7: h = 0,98 an5 = 0,745 in7 = 321,9 KJ/kg ih7 = 2650,2 KJ/kg iđ7 = 231,16 KJ/kg Þ 0,745 (321,9 - inc) = [ah7 (2650,2 - 231,16) + 0,0025 (3406 - 232,16)]0,98 239,81 - 0,745 inc = (2419.04 ah7 + 7,9346). 0,98 Û 2419,04 ah7 = 232,03 - 0,745 inc (9-1) Theo [TL-2] chọn độ gia nhiệt nước ngưng trong bình làm lạnh ejectơ là xe = 32 KJ/kg Do đó ta có: inc = iHH2 + xe = iHH2 + 32 (9-2) Thay (9-2) vào (9-1) ta có: 2419,04 ah7 = 232,03 - 0,745 (iHH2 + 32) 2419,04 ah7 = 208,19 - 0,745 iHH2 (9-3) 2.3.9.2. Điểm hỗn hợp sau bình ngưng (HH2) Phương trình cân bằng chất an6 = aK + aHAch + ae + ah7; aHAch = 0,0035 Với aK: lượng nước đọng sau khi ra khỏi bình ngưng Þ aK + ah7 = an5 - (aHAch + ae) = 0,745 - (0,0025 + 0,0035) aK + ah7 = 0,739 (9-4) Phương trình cân bằng nhiệt tại điểm hỗn hợp 2 an5 . iHH2 = ah7 . iđ7 + aHAch . iđ7 + ae . i’e + aK . i’K Theo bảng 2 ta có: iđ7 = 231,16 kJ/kg i’K = 155 kJ/kg an5 = 0,745 Thay vào phương trình cân bằng nhiệt 231,16 ah7 + 155aK - 0,745 iHH2 = - 1,3342 (9-5) Kết hợp 3 phương trình (9-3); (9-4) và (9-5) Ta được: ah7 = 0,037 aK = 0,702 iHH2 = 159,32 KJ/kg 2.3.10. Cân bằng hơi và nước ngưng: Mục đích cân bằng hơi và nước là nhằm kiểm tra kết quả tính toán Lượng nước ngưng tính theo đường nước: anK = 0,702 Lượng nước ngưng tính theo đường hơi: ahK = a0 - Trong đó: a0: lượng hơi mới: a0 = 1 åar: tổng lượng hơi từ các cửa trích (r = 1 ¸ 7) åar = ah1 + ah2 + ah3 + ah4 + ah5 + ah6 + ah7 = 0,0532 + 0,1 + 0,0272 + 0,0071 + 0,0068 + 0,02+ 0,037 åar = 0,3223 ÞahK = 1 - åar = 0,6777 Tính sai số tương đối: D = 0,036% < 0,1% Vậy kết quả tính toán ở trên là hợp lý. 2.3.11. Cân bằng năng lượng và tiêu hao hơi trên tua bin: Tổng cộng của dòng hơi trên tua bin được xác định ở bảng sau: Bảng 4: Nhiệt giảng thực và công của 1kg hơi mới Phần chảy của tua bin Phần hơi đi qua Nhiệt giáng thực (kJ/kg).HiJ Công thực của 1kg hơi mới (kJ/kg) aj. HiJ Công thức Trị số 0’ - 1 1 - 2 2’ - 30 3 - 4 4 - 5 5 - 6 6 - K 6 - 7 7 - 8 8 - K a0’1 = a0 - aCAch - aTAch - ae a12 = a0’1 - a1 a2’3 = a12 - a2 a34 = a2’3 - a3 a45 = a34 - a4 a56 = a45 - a5 a6K = 1/3(a56 +a6) a67 = (a56 - a6) 2/3 a78 = a67 - a7 a8K = a78 - a8 0,9895 0,9191 0,819324 0,78225 0,7700823 0,7352023 0,2571541 0,5143082 0,4708382 0,4663742 300 35 183 100 204 120 566 178 120 268 296,85 32,1685 149,9362 78,225 157,0967892 88,224276 145,54922 91,5468596 56,500584 124,9882856 Trong đó: Hj(J+1): Nhiệt giáng trong tua bin từ cửa trích thửa J đến (J + 1) aJ: lượng hơi trích từ các cửa trích của tua bin aJ(J+1): lượng hơi qua phần tua bin giữa cửa trích thứ J và (J + 1) Phương trình năng lượng của tua bin có dạng Do Với: hcơ = 0,994: hiệu suất phần cơ khó của tua bin hmáy F = 0,99: hiệu suất phần điện và phần cơ khí của máy phát WE = 770 MW = 770. 103 kW: lượng điện năng sản xuất ra Theo bảng 4: åaj. HiJ = 1221,085714 kJ/kg Từ phương trình trên Þ D0 = D0 = D0 = 623,156 kg/s = 2243361,6 kg/h Suất tiêu hao hơi của tua bin: d0 = 2.3.12. Tiêu hao hơi và nước: Nhằm mục đích xác định trị số tuyệt đối của các dòng hơi và nước. Bảng 5: Trị số các dòng hơi và nước. D0 = 623,156 kg/s Các dòng hơi và nước Trị số tương đối a Trị số tuyệt đối a D0 (kg/s) Hơi cấp cho bình GNCA1 Hơi cấp cho bình GNCA2 Hơi cấp cho bình GNCA3 Hơi trích cho tua bin truyền động bơm cấp Hơi trích cho bình khử khí Hơi cấp cho bình GNHA4 Hơi cấp cho bình GNHA5 Hơi cấp cho bình GNHA6 Hơi cấp cho bình GNHA7 Hơi vào bình ngưng Hơi và nước rò rỉ Lượng hơi vào bộ quá nhiệt trung gian Lượng nước cấp 0,0532 0,1 0,0272 0,277 0,0071 0,0068 0,02 0,071 0,037 0,702 0,02 0,819324 1,02 33,15 62,3156 16,95 172,61 4,424 4,23 12,46 44,24 23,057 437,45 12,46 510,57 635,62 2.4. Các chỉ tiêu năng lượng của tua bin và trung tâm nhiệt điện: 2.4.1. Tiêu hao nhiệt của tua bin để sản xuất điện: QTB = D0 (i0 - inc) + Drg (i”rg = i’rg) Với: D0 = 623,156 kg/s: lưu lượng hơi mới i0 = 3406 kJ/kg inc = 1040 (kJ/kg): entanpi nước cấp vào lò hơi Drg = 510,57 kg/s: lượng hơi vào bộ quá nhiệt trung gian i’’rg; i’rg: entanpi của hơi được xác định theo áp suất và nhiệt độ của hơi khi ra khỏi phần cao áp và khi vào phần trung áp của tua bin i”rg = 3540 kJ/kg i’rg = 3373kJ/kg Þ QTB = 623,156 (3406 - 1040) + 510,57 (3540-3373) QTB = 1559652 kW 2.4.2. Suất tiêu hao nhiệt của tua bin để sản xuất điện 2.4.3. Hiệu suất sản xuất điện: 2.4.5. Tiêu hao nhiệt của lò hơi: Qqn = Dqn (iqn - inc) + Drg (iLHrg - iOLHrg) Dqn = D0 + Drr = D0 + 0,02 D0 = 1,02 D0 = 635,619 kg/s iqn: entanpi hơi quá nhiệt ở áp suất 166 bar, nhiệt độ 5380C iqn = 3406 kJ/kg inc = 1040 kJ/kg: entanpi nước cấp Drg = 510,57 kg/s iLHrg; iOLHrg: entanpi của hơi được xác định theo áp suất và nhiệt độ của hơi khi vào và ra khỏi bộ quá nhiệt trung gian nghĩa là trước và sau khi quá nhiệt trung gian. Bảng 6: Thông số hơi và nước trước và sau khi quá nhiệt trung gian tại lò. Hơi Áp suất (bar) Nhiệt độ 0C Entanpi, kJ/kg Hơi mới 166 538 3406 Hơi trước quá nhiệt trung gian 37.2 325 3021 Hơi sau quá nhiệt trung gian 19.3 457 3373 Vậy Qqn = 635,619 (3406- 1040) + 510,57 (3373- 3021) Qqn = 1683595 kW 2.4.6. Hiệu suất tải nhiệt: 2.4.7. Hiệu suất (thô) của khối hthô = hTB . htải .hLH Với: hLH = 0,925 Þ hthô = 0,494. 0,926. 0,925 hthô = 0,4231 = 42,31 % 2.4.8. Hiệu suất của khối có tính đến điện năng tự dùng: h = hthô (1 - etd) Với etd : hệ số tự dùng; eN = 0,04 Þ h = 0,4231 (1 - 0,04) = 40,6 % 2.4.9. Suất tiêu hao nhiệt của khối: 2.4.10. Hiệu suất tiêu hao nhiên liệu chuẩn: BTC = Với: QTC = 29330 kJ/kg: nhiệt trị của nhiên liệu tiêu chuẩn 2.4.11. Lượng tiêu hao nhiên liệu thực tế: Với: Qtt = 7047 kcal/kg = 29500 kJ/kg CHƯƠNG 3 TÍNH CHỌN THIẾT BỊ NHÀ MÁY 3.1. Lựa chọn thiết bị chính của nhà máy điện: Thiết bị chính của nhà máy điện bao gồm là hơi và tua bin. Trong phần tính toán lựa chọn ở chương 2 ta đã chọn tua bin, do vậy trong mục này ta chỉ cần đề cập đến việc lựa chọn lò hơi. Chọn năng suất, loại và số lượng lò hơi dựa trên cơ sở sau: + Đảm bảo cung cấp hơi. + Tổn hao kim loại và giá thành thấp. + Áp dụng cấu trúc là hợp lý, dùng cùng một loại và cùng năng suất trong một khối cũng như trong toàn nhà máy. Tổng năng suất định mức của lò hơi làm việc phải cao hơn phụ tải cực đại cả lò hơi 1 ít. Phụ tải hơi của lò hơi là bao gồm lượng hơi cực đại đến tua bin làm việc, lượng hơi chèn, tiêu hao hơi ejectơ, tổn thất rò rỉ hơi. Phụ tải hơi của lò được chọn theo tiêu hao hơi cho tua bin có kể đến rò rỉ và lấy thêm 3% dự trữ. Gọi phụ tải hơi của lò là D thì D = D0 (1 + arr). 1,03 Trong đó: 1 + arr: hệ số tính đến tổn thất rò rỉ hơi. 1,03: hệ số tính đến độ dự trữ D0 = 623,156 kg/s Þ D = 623,156.(1 + 0,02). 1,03 D = 654,68 kg/s Hay D = 2356 T/h Với sản lượng này ta chọn được loại lò hơi trực lưu mỗi khối có 1 lò hơi. - Sản lượng hơi 2356 T/h - Thông số hơi quá nhiệt - Nhiệt độ: 5370C - Áp suất: 240 bar - Nhiệt độ nước cấp: 2550C - Nhiệt độ khói thoát: 1380C. - Nhiên liệu: khí đồng hành. 3.2. Lựa chọn thiết bị phụ 3.2.1. Bơm nước cấp: 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 ổn định. Bơm nước cấp được chọn sao cho cấp đủ nước ở công suất cực đại của toàn khối với lượng dự trữ 5%. Bơm điện dự phòng, khởi động có năng suất 50% lưu lượng toàn khối Để đảm bảo an toàn cho sự làm việc của bơm cấp, lưu lượng nước qua mỗi bơm cấp nên lấy dư ra khoảnh (5÷10)% so với định mức. Cột áp cũng lấy dư ra một khoảng tương tự. Tổng chiều cao cột áp bơm cấp tính theo công thức (2.8) tl 1tr42: Dp = . (Pđ - Ph) =( 324,3-6,994 ) 105=317,31.105 N/m2 Để chọn bơm ta dựa vàìo các thông số sau: - Lưu lượng nước cấp : Dnc = 635,62 kg/s Þ Lưu lượng nước cấp của 1 bơm có kể đến 5% dự trữ là: Dnc = 635,62 (1 + 0,05) Dnc = 667,4 kg/s Năng suất của bơm nước cấp Qnc = Dnc.υ Với: υ = 0,0011 m3/kg: thể tích riêng trung bình của nước cấp Þ Qnc = 667,4. 0,0011=0,734 m3/s =2642,4 m3/h - Cột áp của bơm nước cấp lấy dự trữ cột áp 5% ta có: Dp = 317,31.105 (1 + 0,05) N/m2 Dp = 333,18.105 N/m2 = 333,18 bar Wnc= Qnc . Dp/.hbom=0,734 . 333,18.105 /0,85= 287,7. 105 W 3.2.2. Bơm nước ngưng: Mỗi khối 770MW có một bình ngưng vàì chọn 2 bơm nước ngưng cho 1 bình ngưng, trong đó 1 bơm làm việc vàì 1 bơm dự phòng, năng suất của bơm được xác định theo lượng hơi lớn nhất đi vàìo bình ngưng có tính đến trích hơi đi gia nhiệt hồi nhiệt đồng thời có tính đến độ dự trữ 10%. Lưu lượng của nước ngưng: Dng = D0.( ah1 + ah2 + ah3 + ah4 + ah5 + ah6 + ah7 + ah8 )+ Drr =623,156.0,3223+12,64 = 213,48 kg/s Trong đó: Drr: lượng nước rò rỉ Nếu tính thêm dự trữ 10% thì: Dng = 234,83 kg/s Năng suất của bơm nước ngưng Q = Dng . υ Với: υ = 0,0011 m3/kg Þ Q = 234,83.0,0011 = 0,26m3/s Hay: Q = 936 m3/h Theo bảng PL3.10 ta chọn 2 bơm 16KcB-11x4 Từ đó ta chọn được loại động cơ để kéo bơm nước ngưng - Ký hiệu động cơ: AB-114-4 - công suất: 320 kW - khối lượng: 3,95tấn - ống hút: 400 mm - ống đẩy: 250 mm - kích thước: Dài 1600 mm Rộng 1500 3.2.3. Bơm tuần hoàn: Bơm tuần hoàn được chọn trong điều kiện làm việc về mùa hè, lượng hơi vào bình ngưng lớn nhất, nhiệt độ nước tuần hoàn cao nhất vàì lưu lượng hơi được tính toán ở chế độ ngưng hơi thuần tuý. Năng suất của bơm tuần hoàn tương ứng với lượng nước cần cung cấp cho bình ngưng, ngoài ra còn phải kể đến lượng nước làm mát dầu, làm mát máy phát vàì các yêu cầu khác. Ta có phương trình cân bằng nhiệt của bình ngưng QK = DK (IK - I’K) = Glm. (-) Với: QK: lượng nhiệt hơi truyền cho nước làm mát DK = 437,45 kg/s: lượng hơi vàìo bình ngưng IK = 2440J/kg I’K = 157,05 KJ/kg Glm: lượng nước làm mát hơi vàìo bình ngưng entanpi nước làm mát vàìo vàì ra bình ngưng - = C (t2 - t1) C = 4,186 KJ/kg0C. Nhiệt dung riêng của nước T1 = 250C; t2 = 370C: nhiệt độ nước làm mát vào và ra khỏi bình ngưng. Þ - =50,23 kj/kg Từ phương trình cân bằng nhiệt ta có Glm = 19882,07kg/s Ngoài ra phải tính đến lượng nước cần dùng cho các nhu cầu khác trong nhà máy. Lượng nước này chiếm 5% so với lượng nước làm mát hơi. Vậy lượng nước tuần hoàn qua bơm: G0th = Glm + 0,5 Glm = 1,05 Glm = 29823,1kg/s Nếu kể đến lưu lượng 10% thì: Gth = 1,1. 29823,1=32805,41kg/s Năng suất của bơm tần hoàn: Dth = 0,5. Gth. Υ Trong đó: 0,5: Hệ số kể đến lưu lượng làm việc của một bơm chỉ chiếm 50% tổng lưu lượng nước tuần hoàn của khối. υ: Thể tích riêng trung bình của nước tuần hoàn υ = 0,0011 m3/kg Vậy: Dth =18,05m3/s = 64980m3/h Theo bảng PL3.11c ta chọn bơm 75pb-60 3.2.4. Bình ngưng: Bình ngưng được chọn là loại làm mát kiểu bề mặt. Nó 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 rất sạch có thể cung cấp trực tiếp cho lò hơi. Nước lạnh được đi trong ống đồng, còn hơi đi ngoài ống thực hiện việc trao đổi nhiệt với nước lạnh. Ta chọn bình ngưng hợp bộ của tuabin K - 50 - 90 :(BK-50-1) có đặc tính kỹ thuật như sau: Ký hiệu: 50KLIC-3 Diện tích mặt làm lạnh: 3000 m2 Số chặng: 2 Lưu lượng nước làm lạnh: 8000 m3/h Kiểm tra diện tích trao đổi nhiệt Bề mặt làm lạnh của bình ngưng xác định theo công thức Trong đó: Q = IK - I’K: lượng nước truyền cho bình ngưng DK = 437,45kg/s=1574820kg/h:lưu lượng hơi đi vàìo bình ngưng IK = 2440 kJ/kg: entanpi hơi đi vàìo bình ngưng I’K = 157,05 kJ/kg: entanpi nước ngưng Dtcp: độ chênh lệch nhiệt độ trung bình logarit giữa hơi và nước Trong đó: Dt = t2 - t1: độ chênh lệch độ nước tuần hoàn ra vàì vào bình ngưng. Ut: độ chênh lệch độ giữa nước ngưng và nước tuần hoàn ra khỏi bình ngưng: Ut = tK - ta = 37 - 32 = 50C K: Hệ số truyền nhiệt được xác định dựa vàìo tốc độ nước, khi tốc độ nước trung bình từ 1,5 ¸ 3 m/s thì hệ số truyền nhiệt trung bình nằm trong khoảng 1714,5 ¸ 3489 W/m2 0C Ta chọn K = 3300 W/m2 0C Vậy Vậy Ftt < Ftk = 3000m2 do đó. Bình ngưng mà ta đã chọn là hợp lý 3.2.5. Thiết bị khử khí nước cấp: Thiết bị khử khí phải được chọn sao cho sản lượng của nó phải bằng sản lượng nước cấp cực đại cho lò hơi. Trong thiết kế này một thiết bị khử khí nước cấp cho một khối, như vậy toàn nhà máy có 2 thiết bị khử khí. Dung tích của thiết bị khử khí chứa nước dưới cột khử khí được chọn với dự trữ nước khi lò chạy toàn tải trong thời gian 5 phút. Lưu lượng nước cấp cho lò hơi. Dnc = 635,62 kg/s Lưu lượng nước khử khí là lưu lượng nước cấp có tính đến dự trữ 5%. DKK = 1,05. Dnc = 1,05. 635,62 = 667,4 kg/s = 2402,64 T/h Dung tích của bình chứa nước sau khi đã khử khí phải đảm bảo cung cấp nước trong 5 phút = 300 giây. VKK = DKK . 300. V V = 0,001 m3/kg Þ VKK = 667,4. 300. 0,001 = 200,22 m3 CHƯƠNG 4 THUYẾT MINH SƠ ĐỒ NHIỆT CHI TIẾT Sơ đồ nhiệt chi tiết là sơ đồ bao gồm tất cả các thiết bị của nhà máy điện (kể cả thiết bị làm việc và dự phòng). Nguồn dẫn nối các thiết bị với nhau, các van trên đường ống. Sơ đồ nhiệt chi tiết của nhà máy điện đặc khối là sơ đồ nhiệt của từng khối riêng biệt. Khác với sơ đồ nhiệt nguyên lý, trong sơ đồ nhiệt chi tiết người ta đưa tất cả các thiết bị chính và phụ, các thiết bị làm việc với dự phòng, hệ thống đường ống hơi nước, dầu,... Trên bản vẽ sơ đồ nhiệt chi tiết cho ta thấy rõ về loại, số lượng thiết bị, phương pháp nối chung và sự phân bố các phần tử trong nhà máy điện. Sơ đồ nhiệt chi tiết đặc trưng cho mức độ hoàn thiện về mặt kỹ thuật cũng như cho độ kinh tế và độ tin cậy của nhà máy, đặc trưng cho chế độ làm việc của nhà máy nhiệt điện. Nguồn dẫn nhà máy điện, nhất là các ống dẫn hơi chính có ý nghĩa quan trọng đối với sự làm việc chắc chắn của nhà máy điện. Bởi vì khi hư hỏng bất kỳ một chổ nào trên đường ống thì có thể dẫn tới phải cắt một phần công suất, và khi bố trí không kợp lý thì có thể phải ngừng toàn bộ nhà máy điện. Mức độ làm việc chắc chắn ống dẫn phụ thuộc vào đặc tính của kim loại chế tạo ống vào chất lượng nối ống (mặt bích, mối hàn) vào tính chất hợp lý của sơ đồ. Chọn sơ đồ ống dẫn cn c ảnh hưởng tới mức độ kinh tế nghĩa lă ảnh hưởng tới vốn đầu tư, chi phí vận hành, liên quan đến các tổn thất năng lượng và nhiệt khi dẫn môi chất. Vì trong thiết kế ta chỉ sử dụng một lò hơi cung cấp cho một turbine, do đó ta chọn sơ đồ ống dẫn hơi chính là loại sơ đồ khối. Trong sơ đồ nhiệt chi tiết có các thiết bị và đường ống dẫn như sau: - Lò hơi. - Turbine, bình ngưng, máy phát. - Các loại van. - Turbine truyền động bơm cấp. - Thiết bị trao đổi nhiệt: bình gia nhiệt cao áp, hạ áp, bình khử khí, bình làm lạnh ejector. - Bơm: bơm nước cấp, bơm nước ngưng. - Các đường ống hơi nước. - Các đường ống góp chung của hệ thống. 4.1. Đường đi của hơi mới: Đường đi của hới 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 ra 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 đặt trước van điều chỉnh, muốn dừng Tuabin phải đóng van này. Nhất là khi sự cố Tuabin, 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. 4.2. Đường hơi phụ. Đường hơi phụ bao gồm đường hơi trích cho các bình gia nhiệt hồi nhiệt, hơi đi chèn trục, hơi cho Ejectơ. 4.2.1. Hơi trích cho các bình gia nhiệt hồi nhiệt. 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 Tuabin gọi là hơi chính. Hơi chính gia nhiệt cho nước cấp ở các bình gia nhiệt cao áp vàì gia nhiệt cho nước ngưng ở các bình gia nhiệt hạ áp. Để gia nhiệt cho bình khử khí thì lấy hơi từ cửa trích số 4 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. 4.3. Đường nước ngưng: Sau khi giản 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 7 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, 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. 4.4. 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. 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 này ra khỏi nước. Nước ra khỏi bình khử khí được bơm nước cấp đẩy qua các bình gia nhiệt cao áp 3, 2, 1 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. 4.5. 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 lại thành nước đọng.Ở các bình gia nhiệt cao áp 1, 2, 3 và bình gia nhiệt hạ áp 6 có kèm thêm phần làm lạnh nước đọng, việc làm lạnh nước đọng sẽ giảm sự thay thế hơi trích của các bình gia nhiệt tiếp nhận nước đọng đó và như vậy giảm được tổn thất năng lượng. 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 GNHA4 ® GNHA5 ® GNHA6 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 GNHA5 và GNHA6. Từ đầu hút của bơm nước đọng ta cũng đặt một đường dẫn nước đọng về bình ngưng để đề phòng trường hợp bơm bị hỏng thì nước đọng sẽ theo đường này về điểm hỗn hợp 2 phía sau bình ngưng để đảm bảo sự làm việc bình thường của các bình gia nhiệt. Nước đọng từ bình GNHA7, bình làm lạnh Ejectơ đưa về điểm hỗn hợp 2. Đường dẫn nước đọng từ GNHA7 và bình làm lạnh Ejectơ về điểm hỗn hợp 2 có một đoạn ống hình chữ U đảm bảo luôn có một lượng nước tại đây không cho hơi đi theo. 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 GNHA7 cũng như từ bình làm lạnh Ejectơ 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 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. 4.7. Đường nước tuần hoàn: Để đảm bảo sự ngưng tụ của hơi thoát ra khỏi phần hạ áp của Tuabin đi vào bình ngưng thành nước thì phải cấp nước làm mát liên tục vào bình ngưng và gọi đây là nước tuần hoàn. Nước tuần hoàn được lấy tại trạm bơm ở bờ sông và nhờ bơm tuần hoàn đưa đến bình ngưng. Tại bình ngưng nước tuần hoàn nhận nhiệt của hơi, hơi mất nhiệt ngưng đọng lại thành nước ngưng, nước tuần hoàn nóng lên và được xã trở lại sông. Các nhu cầu làm mát bằng nước cũng được lấy từ nước tuần hoàn, chẳng hạn như nước làm mát máy phát điện, các động cơ điện công suất lớn, làm mát đầu Tuabin. Nếu cung cấp nước tuần hoàn không đủ hoặc nhiệt độ nước tuần hoàn tăng sẻ làm cho chân không bình ngưng giảm xuống dẫn đến làm giảm hiệu quả trao đổi nhiệt trong bình ngưng. 4.8. 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 2356 T/h - Thông số hơi quá nhiệt - Nhiệt độ: 5370C - Áp suất: 240 bar - Nhiệt độ nước cấp: 2550C - Nhiệt độ khói thoát: 1380C. - Nhiên liệu: khí đồng hành. 4.9. Tuabin: Đặc tính kỹ thuật của tuabin K-770-170. Công suất định mức : 770MW Tốc độ : 3000 v/p Áp suất hơi đầu vào : 170kg/cm2 (166bar) Nhiệt độ hơi mới : 5380C Số cửa trích : 7 Nhiệt độ hơi quá nhiệt trung gian : 5380C Nhiệt độ nước cấp : 2650C Lưu lượng hơi tuabin : G = 2180 T/h 4.10. 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 bảng thiết kế này dùng bình ngưng làm mát kiểu bề mặt: Nước làm mát trong ống hơi đi ra 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 hóa và ăn mòn hóa học; có hệ số dẫn nhiệt thấp. Các ống được ghép chặt lên hai mặt sàn chính - chế tạo từ thép CV 3, 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. Tua bin K-770-170 có một bình ngưng, áp lực làm việc của bình ngưng là 0,058 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 pha trong ; khi chân không bình ngưng xấu đi thì màng kim loại sẽ xích dần đến mũi dao và bị mũi dao đâm thủng 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 tuabin. 4.11. 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 đường hơi mới. Nước của Ejectơ đưa về điểm hỗn hợp 2. Nước ngưng được đưa qua Ejectơ để làm mát Ejectơ . 4.12. 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 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 GNH45 - GNH46 - GNH47, sau đó nước đọng được bơm trở lại đường nước ngưng tại điểm hỗn hợp 1. Nước đọng ở bình GNH48 được đưa về điểm hỗn hơp 2 sau bình ngưng . Các bình GNHA đều có van nối tắt để đề phòng sự cố 1 bình nào đó hỏng thì nước ngưng vẫn liên tục đến các thiết bị đằng sau nó theo đường nước ngưng đi để đổ về bình khử khí. 4.13. 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 .Để cấp hơi cho bình khử khí người ta trích hơi tại cửa trích số 3 đi qua bộ giảm áp vào bình. Tại bình khử khí có lấy 1 lượng hơi đi chèn trục tuabin. Nước sau khi đã khử khí được chứa trong bể chứa pha 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. Bình khử khí là bình trao đổi nhiệt kiểu hỗn hợp trong đó nước vào bình khử khí đi từ trên xuống, hơi đi từ dưới lên. Bình khử khí trong bản thiết kế này làm việc với áp lực 5,88 bar. Các dòng nước có nhiệt độ khác nhau đưa vào bình 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 nước . 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. 4.14. 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 bình GNCA có bố trí đường đi tắt cho nước cấp đảm bảo nước cấp đến lò hơi. Khi có sự cố xảy ra, nước đọng từ các bình gia nhiệt được đến cấp từ GNCA1 - GNCA2 - GNCA3 rồi đẩy vào bình khử khí. Trên đường dẫn nước đọng có đặt van con heo, đường dẫn nước đọng cũng phải có đường đi tắt . 4.15. Tuabin 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 tuabin phụ, trong thiết kế này tuabin truyền động bơm cấp là tuabin đối áp . Hơi cung cấp cho tuabin phụ được lấy từ cửa trích số 3 trên tuabin chính. Hơi từ cửa trích số 3 đi ra được chia làm 2 phần: 1 phần đi vào bình gia nhiệt cao áp 3; 1 phần đi vào tuabin phụ. Sau khi giản nỡ sinh công để truyền động bơm cấp thì hơi trong tua bin phụ thoát ra được đưa về hợp với cửa trích số 6 của tuabin chính cấp cho gia nhiệt hạ áp 6. Tuabin phụ được lắp đồng trục với bơm cấp . 4.16. Bơm cấp nước: Trong nhà máy 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 được nối theo sơ đồ 1 cấp. So sánh với sơ đồ 2 cấp thấy rằng sơ đồ này có độ tin cậy của bơm cao do làm việc ở vùng nước có nhiệt độ thấp. Bơm cấp được đặt thêm một bơm dự phòng - khởi động với năng suất bằng 50% năng suất của bơm chính và được truyền động bằng điện. Bơm cấp dùng loại bơm ly tâm có nhiều tầng liên tiếp để nâng cao áp lực, ở đầu đẩy bơm cấp ta đặt van 1 chiều mục đích không để nước quay trở lại bơm tạo hiện tượng thủy kích làm hỏng máy bơm.. Ở đầu van 1 chiều đặt đường tái tuần hoàn để chúng khi khởi động, ngừng bơm hay lúc phụ tải quá thấp. Mục đích duy trì mực nước ở bình khử khí trong mọi chế độ không đổi. Khi khởi động bơm, van đầu đẩy chưa mở, van tái tuần hoàn mở ra, khi nước trong bình khử khí ổn định mở dần van đầu đẩy và đóng dần van tuần hoàn như vậy đảm bảo khỏi bị xảy ra hiện tượng thủy kích. 4.17. 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 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. 4.18. 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 . Mỗi khối 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 đễ 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. 4.19. Bể nước đọng: Bể nước đọng dùng để tiết kiệm nguồn nước bỏ đi nhưng có chất lượng tốt. Nước trước khi vào bể nước đọng được đưa qua van giảm áp, pha trên của bể nước đọng có van an toàn. Có hệ thống để giữ mực nước đúng qui định, pha dưới đặt van để tháo nước lúc sữa chửa. Tại đây có đặt 1 bơm để bơm nước lên cột khử khí khi cần thiết. CHƯƠNG 5 THUYẾT MINH BỐ TRÍ NHÀ MÁY 5.1. Những yêu cầu chính : Những gian nhà đặt các máy chính và các thiết bị phụ của nó gọi là ngôi nhà chính của nhà máy điện. Việc sắp đặt các thiết bị cùng các công trình xây dựng liên quan với nhau gọi là bố trí ngôi nhà chính. Việc bố trí ngôi nhà chính rất quan trọng, nó ảnh hưởng lớn đến vận hành, lắp ráp và sữa chửa các thiết bị của nhà máy, đồng thời nó ảnh hưởng đến vốn đầu tư trong xây dựng và ảnh hưởng đến giá thành sản xuất điện năng. Do đó lựa chọn phương án bố trí nhà máy phải căn cứ vào hoàn cảnh cụ thể của từng nhà máy, nhưng tất cả các phương án bố trí phải tuân theo những yêu cầu sau: - Vận hành các thiết bị được tin cậy, an toàn, thuận tiện và kinh tế. - Điều kiện lao động tối ưu cho nhân viên, đảm bảo các điều kiện vệ sinh môi trường trong nhá máy cũng như khu vực xung quanh. - Liên quan đến công nghệ giữa ngôi nhà chính với các thiết bị được thuận lợi - Chi phí cực tiểu cho xây dựng nhà máy và thuận lợi khi sữa chửa các thiết bị. - Có thể mở rộng nhà máy điện. Chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của việc bố trí ngôi nhà chính là suất thể tích xây dựng của nó đối với 1 kW công suất trang bị. Đối với các nhà máy điện hiện đại chỉ tiêu này là 0,6 - 0,7 m/kW suất thể tích xây dựng này phụ thuộc vào độ sít sao của việc bố trí thiết bị, mức độ lộ thiên của nó, sơ đồ nhiệt của nhà máy, dạng nhiên liệu sử dụng và công suất đợn vị của tổ máy. Những yêu cầu trên cần phải cụ thể hóa như sau: Để làm việc chắc chắn bơm cấp áp cần phải đảm bảo cao hơn cột hút của nó. Muốn vậy bình khử khí phải đặt cao hơn bơm cấp từ 15 - 25m. Để tránh tắc nhiên liệu vách phểu than cần phải có độ nghiêng đủ. Những thiết bị có thể nỗ của hệ thống chuẩn bị bột than, cần phải đặt ngoài trời. Diện tích phục vụ thiết bị và bảng điều khiển khối cần phải bố trí cùng độ cao để tránh dùng cầu thang. Van và các dụng cụ đo lường cần phải bố trí thành cụm ở những chổ dể tới và được chiếu sáng tốt, cố gắng để ở độ cao phụ vụ còn gọi là cột phục vụ. Giữa các thiết bị cần phải có lối đi đủ rộng. Thiết bị cần phải được bố trí theo sự liên tục của quá trình công nghệ với đường dẫn ngắn nhất. Điều đó làm giảm tổn thất năng lượng và nhiệt khi vận chuyển môi chất (lò hơi và Tuabin, bơm tuần hoàn và bình ngưng, bình khử khí và bơm cấp...). Phải đảm bảo chiếu sáng tự nhiên và thông gió tất cả các chổ làm việc. Ống khói phải đủ cao để đảm bảo nồng độ cho phép của chất độc hại ở khu vực chung quanh nhà máy. Gian Tuabin cần phải đặt gần nguồn nước. Công nghệ nhiên liệu và hệ thống thải xĩ phải bố trí gần gian lò hơi, lò hơi phải quay đuôi về về phía ống khói. Bố trí thiết bị sao cho phân phối điện tự dùng và chiều dài cáp là nhỏ nhất. Để thuận tiện cho công việc sữa chửa lắp ráp thì cần phải có diện tích để lắp ráp và sữa chửa đặt đầu trục và đường sắt, thang máy cho người và vật nặng. Hiện nay người ta bố trí gian nhà máy và gian lò hơi song song với nhau. Ưu việc của bố trí này là chiều dài của ống dẫn. Suất thể tích xây dựng và quá trình xây dựng phần ngôi nhà chính sẽ nhỏ và rất thuận lợi cho vận hành. 5.2. Gian Máy: Tuabin và các thiết bị phụ của nó như: Bình ngưng, bơm nước ngưng, nước dọng, bơm cấp áp, Ejectơ. Các Bình gia nhiệt, hồi nhiệt,.. . được đặt trong một gian nhà riêng gọi là gian Tuabin hay gian máy. Việc bố trí chủ yếu là nghiên cứu cách bố trí máy móc và thiết bị, xác định vị trí tương đối của Tuabin, máy phát, sắp xếp các thiết bị phụ tùng tương ứng với kiến trúc của gian máy đảm bảo vận hành thuận lợi, diện tích tháo lắp sữa chửa hợp lý. Có hai cách bố trí Tuabin trong gian máy đó là bố trí dọc còn gọi là đặt dọc và bố trí ngang còn gọi là đặt ngang. 5.2.1. Bố trí dọc: Bố trí dọc hay còn gọi là đặt dọc tức là trục Tuabin đặt song song với cạnh dài nhất của gian máy. Khi bố trí dọc chiều rộng của gian máy sẽ nhỏ hơn nhưng gian máy sẽ dài hơn gian lò hơi và khi mở rộng nhà máy thì lại càng chênh lệch dẫn tới phải kéo dài đường ống. Nhược điểm của việc bố trí dọc là dể gây rắc rối cho thao tác vận hành của nhân viên, đường ống càng phức tạp hơn. 5.2.2. Bố trí ngang: Bố trí ngang hay còn gọi là đặt ngang tức là trục Tuabin đặt theo hướng vuông góc với cạnh dài nhất của gian máy. Các nhà máy điện kiểu khối thường áp dụng đặt ngang Tuabin như vậy sẽ đảm bảo sự thống nhất các thiết bị cho một khối, các đường ống dẫn ngắn hơn. Từ những phân tích trên ta nhận thấy phương án bố trí ngang là hợp lý hơn cả. 5.2.3. Bố trí gian máy: Gian máy có hai tầng, tầng 1 ở độ cao 0 m tầng 2 ở độ cao trong khoảng 9 -10m, tầng này cũng là tầng phục vụ chung với tầng phục vụ của lò hơi. Tầng 1 đặt các thiết bị: Bình ngưng, bơm ngưng, bơm nước đọng, bơm cấp, các bình gia nhiệt hồi nhiệt. Vì số lượng bơm nhiều, trọng lượng bơm nặng đồng thời khi làm việc độ rung của các bơm có thể gây cộng hưởng dao động cho nên khi đặt các bơm trên cao thì tốn kém vật liệu xây dựng, mặt khác bơm nước cấp cần đặt thấp hơn bình khử khí một khoảng cách nhất định để tránh hiện tượng xâm thực và đảm bảo độ làm việc tin cậy của bơm cấp. Các bơm nước cấp, nước ngưng được đặt thẳng hàng, các đầu bơm đều quay về một phía để thuận tiện cho việc lắp ráp, sữa chửa, vận hành. Xung quanh tầng dưới nói chung là xây kín, ở đầu phát triển nhà máy có cửa lớn để phục vụ cho việc vận chuyển thiết bị và cứu hỏa. Ngoài ra còn đặt một số cửa phục vụ cho công tác sữa chửa, vận hành và đi lại. Tầng 2 đặt các thiết bị Tuabin, máy phát và máy kích từ. Tầng này được gọi là tầng phục vụ gian máy, vì Tuabin, máy phát và máy kích từ nặng, làm việc rung động nhiều nên ta phải xây móng bảo đảm và chắc chắn từ tầng 1 lên. Mỗi Tuabin có một bình ngưng, ta xây bệ để đặt bình ngưng, trên bệ có gắn lò xo để đề phòng sự nở nhiệt của bình ngưng. Cần trục của gian máy đặt ở phía trên và bên trong của gian máy, cần trục phải đảm bảo nâng và vận chuyển được thiết bị nặng nhất của gian mây. 5.3. Gian khử khí: Ở nhá máy điện có bố trí gian khử khí có 3 tầng. Tầng 1 đặt các thiết bị phân phối điện ta dùng 3KV và 220/380V, tầng 2 đặt các đường ống hơi góp hơi chính, các thiết bị giảm ồn, giảm áp, các bảng điện. Ta dùng tầng 3 đặt bình khử khí. 5.4. Gian lò: Lò hơi được đặt sao cho mặt trước của nó song song với tường dọc của gian lò. Gian lò có 2 tầng. Tầng trên gọi là tầng phục vụ. Tầng này đặt các thiết bị điều khiển lò cần thiết cho việc đốt cháy nhiên liệu. Tầng dưới ta đặt quạt gió. Giữa hai tầng phải bố trí các cầu thang đi lại thích hợp và an toàn, phải xây dựng được hệ thống cầu thang đến từng bộ phận của lò ở nhiều độ cao khác nhau để thuận tiện kiểm tra, vệ sinh, sữa chửa cầu thang phải chắc chắn, an toàn tránh nặng. Phía trên cao và ở bên trong gian lò ta đặt cần trục, cần trục phải đảm bảo rút ngắn được bộ quá nhiệt lên và di chuyển ngang, dọc được. Trọng tải của cần trục phải đảm bảo nâng và hạ được các thiết bị nặng của gian lò. Trong ngôi nhà chính có 3 gian chủ yếu, các gian này có các cửa thông nhau để tiện cho việc kiểm tra bao quát chung, điều khiển trung tâm không nên lác nền bằng những vật liệu có độ bóng cao dễ ngã khi di chuyển thao tác, ở những thiết bị quan trọng và nguy hiểm cần có khung bảo hiểm cho người tham quan nhà máy. CHƯƠNG 6: THUYẾT MINH SƠ ĐỒ CUNG CẤP NHIÊN LIỆU 1/ Mở đầu: Các khí đồng hành có tính đ̣ộc và dễ cháy nên khi kết cấu và vận hành thiết bị sử dụng khí cần phải có biện pháp bảo vệ an toàn. Các công việc phải làm khi chuẩn bị nhiên liệu khí để đốt là dẫn khí đến buồng đốt và tiết lưu khí đến áp suất làm việc. Nhà máy làm việc với nhiên liệu khí có hệ thống cấp nhiên liệu rẻ và đơn giản nhất. Hệ thống vận hành đơn giản, đa số các công việc đã được tự động hóa. Hệ thống không cần những trang thiết bị phức tạp và đắt tiền để thu tro và thải xỉ 2/ Vòi phun: Phần tử chính của buồng lửa đốt nhiên liệu khí là vòi phun khí. Có nhiều kiểu vòi phun khí vì người ta dùng những biện pháp khác nhau để pha trộn khí đốt với không khí và vì các khí đốt có tính chất khác nhau. Ở đây chọn buồng lửa lò hơi trực lưu sử dụng cả 2 kiểu vòi phun cơ khí có ngọn lửa và không có ngọn lửa: Vòi phun khí khng có ngọn lửa: Sản lượng đến 15000m3/h ,áp suất khí khoảng 100 - 300mmH2O. Vòi phun khí có ngọn lửa: Sản lượng đến 250m3/h, áp suất khí cần thiết từ 80 -100 mmH2O. Tỷ lệ giữa lượng khí đốt và không khí trong hỗn hợp bằng 1/9,5 m3 tc 3/ Hệ thống cung cấp nhiên liệu khí: Khí từ ống dẫn khí chính có áp suất bằng 0,7 – 1,3 MPa. Để giảm áp suất khí đến mức cần thiết ở vi phun khí (0,13 – 0,2 Mpa) phải tiến hành tiết lưu trong phòng riêng để đảm bảo an toàn về cháy nổ và giảm ồn khi tiết lưu. Trong phòng tiết lưu khí thường đặt 3 đường ống dẫn khí và đặt các bộ điều chỉnh áp suất, trong 3 đường ống trên có một đường ống dự phòng. Ngoài ra người ta đặt đường ống dẫn khí đi tắt không qua bộ điều chỉnh. Bộ lọc khí được đặt trước xupap để làm sạch các tạp chất cơ khí có lẫn trong khí. Các xupap điều chỉnh sẽ giữ áp suất cần thiết của khí ở phía sau xupap. Để không xảy ra sự cố khi tăng áp suất phải đặt van an toàn trên đường ống dẫn khí. Thiết bị đo lưu lượng (lưu lượng kế) sẽ ghi lưu lượng khí đi qua phòng tiết lưu. Trên đường ống dẫn khí đến từng lò hơi phải đặt bộ điều chỉnh tự động và xupap cắt nhanh. Bộ điều chỉnh sẽ đảm bảo công suất nhiệt cần thiết của lò hơi ở bất kỳ thời điểm nào. Xupap cắt nhanh sẽ cắt nhanh việc cung cấp khí vào buồng lửa lò hơi trong trường hợp sự cố (giảm áp suất không khí ở vòi phun, ngừng động cơ điện kéo quạt khói hay gió,… ). Để xả đường ống khí và thải không khí khỏi đường ố́ng nhằm tránh tạo thành hỗn hợp gây ồn người ta đặt “buzi” xả. Đường ống dẫn khí từ trạm điều chỉnh đến gian lò hơi thường được đặt trên cầu vượt và phủ lớp cách nhiệt. Sơ đồ nguyên lý cung cấp nhiên liệu cho nhà máy đốt nhiên liệu khí: 1-Van đóng mở bằng tay; 2- Van đóng mở bằng cơ điện; 3- bộ điều chỉnh áp suất khí; 4- van an toàn; 5- bộ điều chỉnh lưu lượng khí; 6- van cắt nhanh; 7- áp kế; 8- thiết bị đo lưu lượng; 9- cảm biến của bộ điều chỉnh áp suất; 10- thiết bị lọc sạch khí; 11- nến tín hiệu ,12-cung cấp khí đến bộ đánh lửa của vòi phun,13-đường xả. ---The End---