Đồ án Thiết kế sơ bộ nhà máy nhiệt điện ngưng hơi đốt than

LỜI NÓI ĐẦU œšœšœ Ngày nay, điện năng đã trở thành một nhu cầu không thể thiếu trong sự phát triển của mỗi quốc gia. Trong đó Việt Nam là một trong những nước có nhu cầu lớn về việc tiêu thụ điện năng, bênh cạnh đó chính sách mở cửa của Việt Nam như hiện nay, thu hút sự đầu tư nước ngoài vàìo Việt Nam ngày một gia tăng trên tất cả các lĩnh vực, đặc biệt là ngành công nghiệp sản xuất, do đó đòi hỏi phải tăng cường sản xuất điện năng, đó là một nhu cầu hết sức cấp bách. Vì thế bên cạnh sự phát triển của các công trình thuỷ điện thì nhiệt điện cũng đóng một vài trò chủ đạo trong sự phát triển của nền kinh tế đất nước. Theo đánh giá chung của Bộ Năng Lượng Việt Nam, thì nhu cầu điện năng vàìo năm 2020 vàìo khoảng 200 tỷ kWh. Để đảm bảo nhu cầu điện năng này thì ngành nhiệt điện ngưng hơi đốt than đáp ứng một nhu cầu không nhỏ. Xuất phát từ yêu cầu thực tế này mà mỗi một sinh viên khoa công nghệ Nhiệt - Điện Lạnh nói riêng vàì sinh viên của các ngành khác nói chung phải nắm vững một số kiến thức cơ bản về nhà máy nhiệt điện. Xuất phát từ yêu cầu thực tế này, em được giao nhiệm vụ “Thiết Kế Sơ Bộ Nhà Máy Nhiệt Điện Ngưng Hơi Đốt Than” có công suất 600MW. Để củng cố thêm kiến thức vàì hội tụ đủ điều kiện cho việc hoàn thành các yêu cầu của nhà trường trước khi tốt nghiệp. Qua thời gian tính toán vàì nghiên cứu, bằng sự nổ lực của bản thân cùng với sự hướng dẫn tận tình của PGS TS Đào Ngọc Chân, cũng như các thầy cô trong khoa Nhiệt - Điện Lạnh em đã hoàn thành đề tài với các phần chính: Chương 1 : So sánh vàì chọn phương án đặt tổ máy. Chương 2 : Xây dựng vàì tính toán sơ đồ nhiệt nguyên lý. Chương 3 : Tính vàì chọn thiết bị của nhà máy. Chương 4 : Thuyết minh sơ đồ nhiệt chi tiết của nhà máy. Chương 5 : Bố trí ngôi nhà chính của nhà máy. Phần chuyên đề :Tính toán thiết bị lọc bụi kiểu tĩnh điện cho toàn nhà máy. Do thời gian còn hạn chế, cũng như kiến thức còn nhiều khiếm khuyết, do đó em không tránh khỏi những sai sót. Em rất mong nhận được sự thông cảm vàì chỉ dạy của các thầy, cô để kiến thức của em ngày một hoàn thiện hơn. Lời cuối em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Đào Ngọc Chân, cùng tất cả các thầy, cô trong khoa Công Nghệ Nhiệt - Điện Lạnh đã giúp em hoàn thành bản đồ án này. Đà nẵng, tháng 05 năm 2003 Sinh viên Võ Dưỡng CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU VỀ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN VÀÌ CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐẶT TỔ MÁY 1.1. Giới thiệu về điện năng. Điện năng là một nhu cầu năng lượng không thể thiếu trên thế giới. Dựa vàìo khả năng sản xuất vàì tiêu thụ điện năng mà ta có thể hiểu rõ được phần nào về sự phát triển của nền công nghiệp nước đó. Điện năng được sản xuất bằng nhiều cách khác nhau vàì tuỳ theo loaüi năng lượng mà người ta chia ra các loại nhà máy điện chính như: Nhà máy nhiệt điện. Nhà máy thuỷ điện. Nhà máy điện nguyên tử. Nhà máy điện dùng năng lượng mặt trời... Hiện nay phổ biến nhất là nhà máy nhiệt điện, ở đó nhiệt năng phát ra khi đốt các nhiên liệu hữu cơ như: than, dầu, khí đốt vv... được biến đổi thành điện năng. Trên thế giới hiện nay nhà máy nhiệt điện sản xuất ra khoảng 70 % điện năng. Riêng ở Việt Nam lượng điện năng do các nhà máy nhiệt điện sản xuất ra chiếm một tỷ lệ không nhỏ trong số điện năng trên toàn quốc. Nhưng vẫn còn phụ thuộc vàìo nguồn năng lượng dự trữ sẵn có, điều kiện kinh tế cũng như sự phát triển của khoa học kỹ thuật. Trong những thập kỹ gần đây nhu cầu về nhiên liệu lỏng trong công nghiệp, giao thông vận tải vàì sinh hoạt ngày càng tăng. Do đó người ta đã hạn chế dùng nhiên liệu lỏng cho các nhà máy nhiệt điện mà chủ yếu người ta sử dụng nhiên liệu rắn vàì nhiên liệu khí trở thành những nhiên liệu hữu cơ chính của nhà máy nhiệt điện. 1.2. Phân loại nhà máy nhiệt điện. Nhà máy nhiệt điện đốt nhiên liệu bằng hữu cơ có thể chia ra các loại sau: * Phân loại theo loại nhiên liệu sử dụng: - Nhà máy nhiệt điện đốt nhiên liệu rắn. - Nhà máy nhiệt điện đốt nhiên liệu lỏng. - Nhà máy nhiệt điện đốt nhiên liệu khí. - Nhà máy nhiệt điện đốt hai hoặc ba loại nhiên liệu trên (hỗn hợp). * Phân loại theo tuabin quay máy phát: - Nhà máy nhiệt điện tuabin hơi. - Nhà máy nhiệt điện tuabin khí. - Nhà máy nhiệt điện tuabin khí - hơi. * Phân loại theo dạng năng lượng cấp đi: - Nhà máy nhiệt điện ngưng hơi : chỉ cung cấp điện. - Trung tâm nhiệt điện : cung cấp điện vàì nhiệt. * Phân loại theo kết cấu công nghệ: - Nhà máy điện kiểu khối. - Nhà máy điện kiểu không khối. * Phân loại theo tính chất mang tải: - Nhà máy nhiệt điện phụ tải gốc, có số giờ sử dụng công suất đặt hơn 5.103 giờ. - Nhà máy nhiệt điện phụ tải giữa, có số giời sử dụng công suất đặt khoảng (3÷ 4).103 giờ. - Nhà máy nhiệt điện phụ tải đỉnh, có số giời sử dụng công suất đặt khoảng 1500 giờ. 1.3. Aính hưởng của vị trí địa lý vàì khí hậu đối với nhà máy nhiệt điện. Việt Nam là một nước nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới. Nguồn nhiên liệu than ở nước ta có thể là rất dồi dào, nhất là nguồn nhiên liệu rắn vàì khí, nguồn dự trữ đã phát hiện cũng như còn tìm tàng rất phong phú. Các nguồn nhiên liệu này nằm rải rác ở các nơi như: trữ lượng than ở Quảng Ninh ước chừng khoảng trên 10 tỷ tấn, phẩm chất tốt đa số là các loại than như than antraxit có nhiệt trị cao vàìo khoảng 7000 Kcal/kg, độ tro bình quân từ 14 ÷ 15 %, chất bốc 4,5 ÷ 9 %, trữ lượng khí ở Cà Mau,vv... Vị trí địa lý có ảnh hưởng không nhỏ đến chế độ làm việc của nhà máy vàì hiệu suất của nhà máy. Trong những nhà máy nhiệt điện lớn thì hay gặp phải những vấn đề vướng mắt như: cung cấp nhiên liệu, cung cấp nước, nồng độ tro bay vàì khí độc thoát ra ngoài qua đường khói thải lớn, điều này có ảnh hưởng không nhỏ đến môi trường sinh thái tự nhiên cũng như cuộc sống của con người xung quanh. Khí hậu cũng có ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất của nhà máy nhiệt điện, ở những vùng có nhiệt độ thấp thì hiệu suất của nhà máy sẽ cao hơn. Đối với nước ta là một nước nằm trong vùng nhiệt đới, nóng ẩm mưa nhiều. Nhiệt độ thay đổi theo mùa trong năm, vì vậy khả năng làm việc của tuabin không được tốt, do đó cần phải khảo sát vàì tính toán để tìm được nhiệt độ thích hợp cho việc thiết kế, cũng như việc lựa chọn vàì đặt thiết bị một cách hợp lý nhất. 1.4. Địa điểm đặt nhà máy nhiệt điện ngưng hơi. Khi lựa chọn địa điểm đặt nhà máy nhiệt điện ngưng hơi phải đảm bảo điều kiện làm việc định mức, chi phí xây dựng vàì vận hành bé nhất. Hiện nay trên thế giới cũng như nước ta nhiều nhà máy điện lớn với chất đốt là than vàì khí đã đi vàìo hoạt động, trong đó đặt biệt là than có thể vận chuyển bằng các phương tiện giao thông đường bộ cũng như đường thuỷ với một khoảng cách tương đối xa. Bên cạnh đó nguồn cung cấp nước cũng 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 là rất lớn, do đó nếu phải đưa nước vàìo với một khoảng cách xa vàì cao thì vốn đầu tư xây dựng vàì chi phí vận hành rất đắt. Đối với vấn đề này thì địa điểm đặt nhà máy nhiệt điện ngưng hơi là tại xã Tam Hưng - Huyện Thuỷ Nguyên - Hải Phòng, nguồn nước là con Sông Giá bao quanh xã, tuy không lớn nhưng phần nào đáp ứng được nhu cầu lượng nước cấp cho toàn nhà máy trong quá trình vận hành. Khi xây dựng nhà máy điện đòi hỏi phải có một mặt bằng lớn, cho nên phải có diện tích vàì kích thước đầy đủ. Đối với nhà máy nhiệt điện ngưng hơi đốt bằng than thì phải có một khu vực gần nhà máy để chứa than, thu nhận lại lượng tro vàì xỉ do nhà máy thải ra. Bênh cạnh đó khu vực cán bộ công nhân viên vận hành vàì bảo dưỡng nhà máy phải được xây dựng không xa nhà máy nhưng phải đảm bảo môi trường trong sạch. Địa hình diện tích xây dựng nhà máy phải bằng phẳng. 1.5. So sánh các phương án đặt tổ máy vàì chọn tổ máy. Đối với các nhà máy nhiệt điện có công suất lớn thì ta không nên đặt nhiều tổ máy có công suất khác nhau, vì nếu như vậy thì sẽ ảnh hưởng đến quá trình vận hành và sữa chữa, bảo dưỡng. Công suất của nhà máy điện là 600MW trong trường hợp này ta chia làm ba phương án để so sánh hiệu quả kinh tế, kỹ thuật của từng phương án. Bao gồm có các phương án sau: Đặt 6 tổ máy có công suất mỗi tổ là 100MW. Đặt 3 tổ máy có công suất mỗi tổ là 200MW. Đặt 2 tổ máy có công suất mỗi tổ là 300MW. 1.5.1. Phương án 1: Đặt 6 tổ máy có công suất mỗi tổ là 100MW. Việc đặt 6 tổ máy như vậy sẽ chiếm khá lớn về tổng mặt bằng diện tích, do việc bố trí thiết bị của mỗi tổ máy, mặt khác do nhiều tổ máy vận hành nên đòi hỏi phải có nhiều công nhân, cán bộ kỹ thuật vận hành do đó chi phí cho việc trả tiền lương tăng lên. 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. Các trị số K1 vàì S1 sẽ được so sánh với các trị số ở các phương án 2 vàì 3. Mặt khác khi nói đến việc đặt 6 tổ máy thì khả năng vận hành vàì đảm bảo cho việc cung cấp đủ điện năng lên mạng lưới điện. Nếu có sự cố, một trong các tổ máy bị hư hỏng thì các tổ máy kia vẫn vận hành bình thường vàì vẫn đảm bảo đủ việc cung cấp điện năng. Đối với việc lắp đặt nhiều tổ máy như thế này thì việc điều chỉnh phụ tải sẽ dễ dàng hơn, dẫn đến khả năng tự động hoá cao vàì khả năng thay thế các thiết bị trong nhà máy khi có hư hỏng tương đối dễ dàng hơn vì các thiết bị đều có cùng kích cỡ. 1.5.2. Phương án 2 : Đặt 3 tổ máy có công suất mỗi tổ 200MW. Việc đặt 3 tổ máy như vậy thì mặt bằng phân bố các thiết bị sẽ chiếm diện tích ít hơn so với phương án 1. Do đó tổng diện tích mặt bằng của nhà máy sẽ gọn hơn. Ơí phương án này tuy số tổ máy ít hơn so với phương án 1 nhưng số tổ máy vẫn còn nhiều, công suất của mỗi tổ máy cũng lớn hơn, cho nên cũng phải cần có một lượng công nhân cán bộ kỹ thuật đáng kể. Chi phí vốn đầu tư ban đầu sẽ lớn hơn so với phương án 1, nhưng chi phí vận hành hằng năm sẽ nhỏ. 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 hai tổ máy có công suất mỗi tổ là 300MW. Khi ta đặt hai tổ máy như vậy thì mặt bằng phân bố các thiết bị sẽ ít hơn so với phương án 1 vàì 2. Ơí phương án này do có hai tổ máy có cùng công suất nên việc vận hành sẽ có ít cán bộ công nhân kỹ thuật hơn, do đó chi phí cho việc trả tiền lương cũng sẽ giảm xuống đáng kể. Bênh cạnh đó chi phí bảo dưỡng các thiết bị hằng năm vàì chi phí cho việc xây dựng giao thông(đường xe chạy, đường sắt...) cũng như giá tiền nhiên liệu giảm do các thiết bị có độ tin cậy vàì hiệu suất nhà máy cao hơn. Vốn đầu tư ban đầu cho việc mua săm các thiết bị lớn do những thiết bị này làm việc với thông số cao hơn so với 2 phương án trên. Ngoài ra đối với phương án này thì khả năng vận hành vàì đảm bảo đủ cho việc cung cấp điện năng lên mạng lưới điện. Việc điều chỉnh phụ tải đễ dàng nên mức độ tự động hoá cao, khả năng thay thế các thiết bị trong nhà máy khi có hư hỏng dễ dàng hơn. Gọi K3 vốn đâu tư ban đầu của phương án 3. S3 chi phí vận hành hằng năm của phương án 3. Trong 3 phương án mà ta đã nêu trên thì phương án kinh tế nhất là phương án cá phí tổn toàn bộ vàì phí tổn tính toán nhỏ nhất. 1.5.4. So sánh vàì chọn phương án đặt tổ máy. 1.5.4.1. 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 vàì 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 vàì tất cả các chỉ tiêu khác. 1.5.4.1.1. Chi phí cho nhiên liệu: SB = C.B,đồng/năm. Trong đó: C : giá thành một tấn than. C= 6.105đồng/tấn. B : lượng than tiêu tốn trong một năm. B = b. '.10-3.(1+a),Tấn/năm. Với b : suất tiêu hao than tiêu chuẩn để sản xuất 1kWh Chọn : b1= 346 g/kWh : Ứng với phương án 1. b2= 341 g/kWh : Ứng với phương án 2. b3= 336 g/kWh : Ứng với phương án 3. a =0,005kg/kWh.: hệ số tổn thất do vận chuyển rò rỉ vàì bốc dỡ. ' : Lượng điện năng sản xuất ra trong một năm,kWh/năm. Giả sử mỗi năm sản xuất 6000h thì: '= 6.105.6.103 = 36.108kWh. Vậy lượng than tiêu chuẩn tiêu hao hằng năm của mỗi phương án là: B1tc= 346.10-3.36.108.10-3.(1+0,005) = 1251828Ttc/năm. B2tc= 341.10-3.36.108.10-3.(1+0,005) = 1233730Ttc/năm. B3tc= 336.10-3.36.108.10-3.(1+0,005) = 1215648Ttc/năm. Þ Lượng than thực tế tiêu hao: ,Tấn/năm Trong đó: Bitc: Lượng than tiêu chuẩn tiêu hao hằng năm của từng phương án(i=1¸3) QHp=7000kCal/kg :Nhiệt trị than tiêu chuẩn. Qt=6020kCal/kg :Nhiệt trị than mỏ Vàìng Danh. B1 = B2 = B3 = Vậy chi phí nhiên liệu cho các phương án: SB1 = C.B1 =6.105.1455,6.103= 87336.107đồng/năm. SB2 = C.B2 =6.105.1434,5.103= 86070.107đồng/năm. SB3 = C.B3 =6.105.1413,5.103= 84810.107đồng/năm. 1.5.4.1.2.Chi phí cho khấu trừ hao mòn vàì sữa chữa. SA = PA.K,đồng/năm. Trong đó: PA= 6%: Phần khấu hao thiết bị vàì sữa 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 = 150.106đồng. K2 = 200.106đồng. K3 = 300.106đồng. Thì ta có: SA1= 0,06.150.06= 9.106đồng/năm. SA2= 0,06.200.06= 12.106đồng/năm. SA3= 0,06.300.06= 18.106đồng/năm. 1.5.4.1.3.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 1000000đồng/tháng. Thì : Z = 1000000.12= 12000000đồng/năm. N= 600MW: công suất của nhà máy. n: hệ số biên chế của công nhân ứng với từng phương án vàì công suất của tổ máy. Giả sử : n1= 1,56người/MW ứng với 6 tổ máy 100MW. n2= 1,54người/MW ứng với 3 tổ máy 200MW. n3= 1,4người/MW ứng với 2 tổ máy 300MW. Þ Chi phí trả lương cho cán bộ công nhân viên từng phương án là: Sn1 = 12.106.600.1,56 = 11,23.109đồng/năm. Sn2 = 12.106.600.1,54 = 11,088.109đồng/năm. Sn3 = 12.106.600.1,4 = 10,08.109đồng/năm. 1.5.4.1.4.Phí tổn chung. S0 = a(SA + Sn),đồng/năm. Trong đó: a = 27%: hệ số khấu hao. SA : chi phí khấu hao vàì sữa 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.(9.106 + 11230.106) = 3034,53.106đồng/năm. S02 = a (SA2 + Sn2) = 0,27.(12.106 + 11088.106) = 2997.106đồng/năm. S03 = a (SA3 + Sn3) = 0,27.(18.106 + 10080.106) = 2726,46.106đồng/năm. Vậy chi phí vận hành hằng năm của từng phương án là: S1 = SB1 + SA1 + Sn1 + S01 = 873360.106 + 9.106 + 11230.106 + 3034,53.106 = 887633,53.106đồng/năm. S2 = SB2 + SA2 + Sn2 + S02 = 860700.106 + 12.106 + 11088.106 + 2997.106 = 874797.106đồng/năm. S3 = SB3 + SA3 + Sn3 + S03 = 848100.106 + 18.106 + 10080.106 + 2726,46.106 = 860924,46.106đồng/năm. Từ các tính toán ở trên ta có: K1 S2 >S3 Về mặt đầu tư thì phương án 3 là lớn nhất nhưng ngược lại chi phí vận hành hằng năm thì phương án 3 là nhỏ hơn so với hai phương án kia, mặt khác ta thường ưu tiên cho phương án có vốn đầu tư lớn thiết bị công nghệ cao, vì vậy ở đây ta chọn phương án 3 là đặt 2 tổ máy có công suất mỗi tổ là 300MW. Trong thiết kế này ta dùng nhiên liệu đốt là than Mạo Khê có các thành phần nhiên liệu như sau: Clv = 73,6%; Nlv = 0,2%; H2lv = 1,3%; O2lv = 2,2%; Slv = 0,4%; Alv = 16,8%; Wlv = 5,5%; Vlv = 5,5%. Lò hơi là loại lò hơi trực lưu có thông số cao vàì sử dụng hệ thống cung cấp than có dùng thùng nghiền than. CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG VÀÌ TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ NHIỆT NGUYÊN LÝ 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 vàì phụ. Các đường hơi vàì các đường nước nối chung vàìo một khối trong một quá trình công nghệ. Các thành phần trong sơ đồ nhiệt nguyên lý bao gồm: lò hơi trực lưu, tuabin ngưng hơi một trục 3 xilanh ( K- 300 - 240), máy phát điện, bình ngưng, các bình gia nhiệt cao áp, hạ áp, thiết bị khử khí, bơm nước cấp, bơm nước động, bơm nước ngưng. Các đường ống dẫn hơi đến các bình gia nhiệt, đường nước ngưng chính, đường nước ngưng động. Đặt tính kỹ thuật của tuabin K - 300 - 240. Công suất định mức : 300MW Aïp suất hơi đầu vàìo : 240 at Nhiệt độ hơi mới : 5600C Số cửa trích : 8 Nhiệt độ hơi quá nhiệt trung gian : 5650C Nhiệt độ nước cấp : 2650C Số thân : 3 Số tầng : 39 Bảng 1 dẫn ra các hiệu suất của các phần tuabin chính như sau: Bảng 1 Cửa trích I II III IV V VI VII VII P (at) 62,4 40 15,9 10,6 5,15 2,4 0,895 0,172 t (0C) 375 315 450 395 300 240 140 - Trích sau tầng thứ 9 12 16 18 21 24 26 28 Trên cơ sở đó ta xây dựng sơ dồ nhiệt nguyên lý như sau: SƠ ĐỒ NHIỆT NGUYÊN LÝ CỦA MỘT KHỐI 300MW HA HA HA TA CA BN LE BNN HA8 HA7 HA6 K HA5 KK BNC GOGA TBP CA3 CA2 CA1 LH QN QNTG PL GNBS Trong đó : LH : Lò hơi trực lưu. QN : 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 : Ejectơ. HA5,6,7,8: Các bình gia nhiệt hạ áp 5,6,7,8. CA : Các bình gia nhiệt cao áp 1,2,3 BNC : Bơm nước cấp. KK : Thiết bị khử khí. TP : Tuabin phụ. GNBS : Gia nhiệt nước bổ sung. PL : Phân li hơi. Diễn giải sơ đồ nhiệt nguyên lý. Trong toàn bộ nhà máy 600MW bao gồm 2 khối mỗi khối 300MW gồm có: lò hơi trực lưu, tua bin ngưng hơi một trục K-300-240 có các thông số siêu tới hạn, quá nhiệt trung gian một lần, tuabin có 3 xilanh. Hơi quá nhiệt từ lò hơi được dẫn đến phần cao áp của tuabin sẽ giản nở sinh công, sau khi ra khỏi phần cao áp hơi được quá nhiệt trung gian một lần nữa rồi tiếp tục giản nở trong phần trung áp vàì hạ áp của tuabin. Trên tuabin có 8 cửa trích gia nhiệt cho nước ngưng, nước cấp vàì thiết bị khử khí. Phần hơi còn lại sau khi ra khỏi phần hạ áp của tuabin được đưa vàìo 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 chính. 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 dưa vàìo lò hơi. Hơi từ các cửa trích của tuabin gia nhiệt cho nước ngưng, nước cấp bao gồm: 2 cửa trích ở phần cao áp được gia nhiệt cho bình gia nhiệt cao áp số 1 vàì 2; 4 cửa trích ở phần trung áp được gia nhiệt cho bình cao áp 3, thiết bị khử khí vàì bình gia nhiệt hạ áp 5 vàì 6. Trong 4 cửa trích ở phần trung áp thì hơi ở cửa trích số 3 có nhiệm vụ vừa cung cấp cho tuabin phụ chạy bơm nước cấp sau đó hợp với cửa trích 6 gia nhiệt cho bình gia nhiệt hạ áp số 6, ở thiết bị khử khí do hơi được trích từ cửa trích có áp suất cao nên được đưa qua thiết bị gảm ôn gảm áp để hạ nhiệt độ vàì áp suất xuống phù hợp với yêu cầu. Còn lại 2 cửa trích ở phần hạ áp được gia nhiệt cho bình gia nhiệt hạ áp số 7 vàì 8. 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 hỗn hợp: vừa dồn cấp vừa bơm đẩy về đường nước chính. Ở các bình gia nhiệt cao áp (GNCA) nước đọng được dồn từ GNCA1 ® GNCA2 ® GNCA3 do độ lệch về áp suất, sau đó nước động được dồn vàìo bình khử khí. Ở các bình gia nhiệt hạ áp thì nước đọng được dồn từ GNHA5 ® GNHA6 ® GNHA7 rồi dùng bơm nước đọng dồn về điểm hỗn hợp K trên đường nước ngưng chính. Nước đọng trong bình GNHA8 vàì bình làm lạnh ejectơ được đưa về bình ngưng. 2.2. Các thông số hơi vàì nước đồ thị i - s biểu diễn quá trình làm việc của dòng hơi trong tua bin. * Khi hơi đưa vàìo 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 [TL- 2]. Nghĩa là: DP = P0 = P’ = 0,05 P0 Þ P0’ = 0,95 P0 Vậy áp lực trước tầng dầu tua bin: P’0 = 0,95. P0 = 0,95. 240 = 228 at = 223,7bar * Từ áp suất vàì 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% [TL-2]. Ở đây ta chọn DP = 5%. * Riêng tại bình khử khí chọn làm việc với P’ = 6at = 5,88bar hơi cấp cho bình khử khí được lấy từ cửa trích số 4 có áp suất cao do đó phải quan van giảm áp trước khi vàìo 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; [TL-7] 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 vàì hệ thống cung cấp nước. Độ gia nhiệt nước làm mát Dt = 8 ¸120C [TL-7] Độ gia nhiệt thiếu của nước ở bình ngưng q = 350C [TL-7] Chọn: Dt = 80C q = 30C Þ tx = 26 + 8 + 3 = 370C Tương ứng có Pk = 0,0632 bar Tra bảng 3 [TL-4] ta có i”k = 2569, KJ/kg i’k = 155, KJ/kg Chọn độ khô sau tầng cuối của tua bin là x = 0,92 thì ik = x. i”k + (1 - x)i’k = 0,92. 2569 + (1 - 0,92). 155 Þ ik = 2375,88 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 [TL-1] 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 = 50C) Trên cơ sở đó ta có bảng 3 vàì 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 vàì entanpi các cửa trích, bar, 0C, KJ/kg P’ : áp suất hơi trước các thiết bị gia nhiệt, bar P’ = 0, 95P [TL-2] i’H : entanpi nước ngưng bảo hòa, KJ/kg. Bảng 2: Thông số hơi tại các cửa trích, nước đọng vàì nước ngưng tại các bình gia nhiệt. Điểm quá trình Thiết bị gia nhiệt Thông số hơi vàì nước P bar T 0C i KJ/kg P’ bar tH 0C i’đ KJ/kg tn,0C in KJ/kg 0 - 235,4 560 3365 - - - - 0’ - 223,7 558 3360 - - - - 1 GNCA1 61,2 375 3060 58,14 273,46 1202,37 268,46 1177,12 2 GNCA2 39,2 315 3025 37,24 246,11 1067,4 241,11 1043,25 2’ - 35,4 540 3546 - - - 3 GNCA3 15,6 450 3363 14,28 197,7 842,14 192,7 819,8 4 KK 10,4 395 3263 5,88 158 666,9 158 666,9 5 GNHA5 5,05 300 3059 4,79 150,19 633,08 145,19 610,5 6 GNHA6 2,35 240 2939 2,23 123,7 519,66 118,7 503,7 7 GNHA7 0,877 140 2761 0,83 94,48 395,85 89,48 377 8 GNHA8 0,168 x = 0,97 2641 0,16 55,21 231,16 50,21 210,5 K BN 0,063 x = 0,92 2373 - - - 37 154,9 Bảng 3: Thông số của tua bịn phụ kéo bơm nước cấp. Các thông số P,bar t,0C i, KJ/kg Trong cửa trích của tua bin chính 15,6 450 3363 Trước tua bin kéo bơm 14,82 446 3354 Sau tua bin kéo bơm 2,35 240 2939 QUÁ TRÌNH LÀM VIỆC CỦA DÒNG HƠI TRONG TUA BIN K - 300 - 240 TRÊN ĐỒ THỊ i - S i,KJ/kg 3500 3000 2500 235,4 bar 5600C 3365 3365 3025 61,2bar 39,2bar 3750C 3150C 1 2 0 2’ 35,9bar 3546 5390C 3 3363 15,6bar 4500C 4 3263 10,4bar 3950C 5 3059 5,05bar 3000C 6 2939 2,35bar 2400C 7 2761 0,877bar 1400C 8 2641 0,168bar x= 0,97 x= 0,92 2373 0,063bar s,KJ/kgđộ 2.3. 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 vàì năng lượng của nhà máy điện vàì các phần tử của chúng. Tính toán nhiệt chủ yếu dựa vàìo phương trình cân bằng nhiệt vàì 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 vàì bình ngưng. Trong tính toán tổn thất hơi vàì nước do rò rỉ ở các đường ống các van vàì 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) vàì 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 [TL-2] chọn trước các đại lượng: Lượng hơi mới đưa vàìo tua bin: a0 = 1 Lượng hơi rò rỉ trên đường ống: arr = 0,02 Lưọng nước bổ sung sau khi đã qua xử lí: abs = a’ch + arr =0,021 Lượng hơi chèn vàìo 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 vàì lưu lượng nước cấp: anc = aqn = a + arr = 1,02 2.4. Tính toán sơ đồ nhiệt nguyên lý: Ngày nay đối với các khối có công suất lớn, có các thông số siêu tới hạn vàì 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 vàì bơm nước động 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 vàìi 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 tua bin... nhưng có trích hơi thì lượng hơi đi vàìo bình ngưng vàì các kích thước của các tầng cuối của tua bin vàì ống thoát dẫn đi. 2.4.1. 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 vàìo bình ngưng do vậy hiệu suất của tuabin nói riêng vàì của nhà máy nói chung tăng lên. Ngoài ra việc làm lạnh nước động sẽ làm giảm sự thay thế hơi trích của bình gia nhiệt tiếp nhận nước đọng đó Vàì như vậy giảm nhiệt tổn thât 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 vàì làìm 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. µnc ; i1n µh1 ; ih1 i1’ µnc ; i2n µh1 ; iđ1 LĐ1 GN1 LH1 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 vàìo bình gia nhiệt. i1n; i2n: entanpi nước cấp ra vàì vàìo 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 = 3060KJ/kg; i1n = 1177,12KJ/kg i2n = 1043,25KJ/kg iđ1 = i2n + Ölđ = 1043,25 + 40 = 1083,25 KJ/kg với Ölđ = 40 KJ/kg: Nhiệt hàm của nước động ra khỏi bình gia nhiệt. Chọn hiệu suất bình gia nhiệt h = 0,98 Þ ah1 = 0,0704 2.4.2. Bình gia nhiệt cao áp 2:(GNCA2) 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 đong từ bình GNCA1 về. Hơi cấp cho bình gia nhiệt cao áp 2 được lấy từ cửa trích số 2 µnc ; i2n µh2 ; ih2 µnc ; i3n µh2’ ; iđ2 LĐ2 GN2 LH2 µh1 ; iâ1 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 vàìo vàì ra bình GNCA2 ah2; ih2: lượng hơi vàì 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 = 1043,25 KJ/kg i3n = 819 ,8 KJ/kg ih2 = 3025 KJ/kg iđ2 = i3n + 40 = 819 + 40 = 859,8 KJ/kg ih1 = 0,0740 KJ/kg iđ1 = 1083,25 KJ/kg h = 0,98 ah2 = 0,099776 2.4.3. Bình gia nhiệt cao áp số 3:(GNCA3) Sơ đồ tính toán nhiệt cho bình gia nhiệt cao áp số 3 µnc ; i3n µh3 ; ih3 µnc ; i4n µh3’ ; iđ3 LĐ3 GN3 LH3 µh2’ ; iâ2 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 vàì vàìo bình GNCA3 a’h2: lượng nước đọng từ binh GNCA2 về a’h2 = ah1 + ah2 = 0,0704 + 0,099776 = 0,170176 iđ2: entanpi nước đọng từ bình GNCA2 về a’h3: lượng nước đọng 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 LĐ3 in4 BC i'KK KK - 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 cho nước của bơm nước cấp xB.hB = Vtb. (Pđ - Ph). 103, theo [TL-2] (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[TL-7]: 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 áp 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 [TL-7] 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 [TL-7]: 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 cấp 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 vàìo (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 = 819,8 KJ/kg i4n = 708 KJ/kg iđ3 = i4n + 40 = 748 KJ/kg iđ2 = 859,8 ih3 = 3363 KJ/kg h = 0,98 a’h2 = 0,170176 ah3 = 0,037074 2.4.4. 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 vàì 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) µchHA; i"kk µh3’; iđ3 µn5; in5 µh4; ih4 µnc; i'k µbs; ibs Sơ đồ tính toán nhiệt cho thiết bị khử khí như hình vẽ: Trong đó: - aHAch: lượng hơi lấy từ thiết bị khử khí đi chèn đuôi tua bin phần hạ áp aHAch = 0,0035 - an5 ; in5: lượng nước ngưng, entanpi nước ngưng sau bình gia nhiệt hạ áp 5 về. - ah4, in4: lượng hơi, entanpi từ cửa trích 4 cấp cho thiết bị khử khí - a’h3, iđ3: lượng nước đọng, entanpi nước đọng từ bình GNCA3 về. a’h3 = ah1 + ah2 + ah3 a’h3 = 0,0704 + 0,099776 + 0,0652437 = 0,2354 - abs, ibs : Lượng nước vàì entanpi nước bổ sung đã qua xử lý. abs = 0,021; với nhiệt độ nước bổ sung tbs = 300C thì ta có ibs = 125,71KJ/kg Phương trình cân bằng chất của thiết bị khử khí. anc + aHAch = a’h3 + an5 + ah4 + abs Û ah4 = anc + aHAch - (a’h3 + an5+ abs) ah4 = 1,02 + 0,0035 - 0,2354 - 0,021 - an5 ah4 = 0,7671 - an5 (4-1) Phương trình cân bằng nhiệt thiết bị khử khí anc. i’kk + aHAch. i”kk = (ah4. ih4 + a’h3. iđ3 + an5. in5 + abs. Ibs).h Chọn hiệu suất trung bình khử khí: h = 0,98 Chọn áp lực làm việc của thiết bị khử khí 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 = (ah4. 3263 + 0,021.125,71+ 0,2354. 748 + an5. 610,5) ah4 = 0,15665 - 0,187097. an5 (4-2) Từ (4-1) vàì (4-2) Þ ah4 = 0,0121677 an5 = 0,77656 2.4.5. Bình gia nhiệt hạ áp 5(GNHA5). Sơ đồ tính toán nhiệt cho bình gia nhiệt hạ áp 5. µh5; ih5 µn5; in5 µn5; in6 µh5; iđ5 Trong đó: ah5, ih5: lượng hơi vàì entanpi của dòng hơi lấy từ cửa trích số 5 an5: lượng nước ngưng qua GNHA5 in5, in6: entanpi nước ngưng ra vàì vàìo GNHA5 ah5, iđ5: lượng nước đọng vàì entanpi nước đọng ra khỏi GNHA5 phương trình cân bằng nhiệt của GNHA5 Phương trình cân bằng nhiệt tại bình GNHA5 an5 (in5 - in6) = ah5 (ih5 - iđ5). h Chọn hiệu suất bình GNHA5: h = 0,98 Với an5 = 0,77656 in5 = 610,5 KJ/kg in6 = 503,7 KJ/kg ih5 = 3059 KJ/kg iđ5 = 633,08 KJ/kg ah5 = 0,03488 2.4.6. Bình gia nhiệt hạ áp 6 (GNHA6) 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 GNHA6. Sơ đồ tính toán nhiệt của bình GNHA6 như sau: µTAch; iTAch µn5; in6 µHHK µh6’; iđ6 µh6; ih6 µh5; iâ5 Trong đó: ah6: lượng hơi cấp cho gia nhiệt hạ áp 6 ih6: entanpi của dòng hơi cấp cho gia nhiệt hạ áp 6 ah5: lưu lượng dòng nước đọng từ gia nhiệt hạ áp 5 trở về ih5: entanpi dòng nước đọng từ GNHA5 về GNHA6 a’h6, iđ6: lưu lượng vàì entanpi dòng nước đọng từ GNHA6 về GNHA7 a’h6 = ah5 + ah6 + aTAch aTAch: dòng hơi chèn phần trung áp về có aTAch = 0,004 vàì iTAch = i0 - 100 = 3365 = 3265 KJ/kg Phương trình cân bằng nhiệt của GNHA6 an5 (in6 - iHHK) = [ah6 (ih6 - iđ) + ah5 (iđ5 - iđ6) + aTAch(iTAch - iđ6)]. h Chọn hiệu suất bình GNHA6 là h = 0,98 Theo bảng 2 ta có: in6 = 503,7 KJ/kg ih6 = 2939 KJ/kg iđ6 = 519,66 KJ/kg iđ5 = 633,08 KJ/kg an5 = 0,77656 ah5 = 0,03488 Thay vàìo phương cân bằng nhiệt ta có: 0,77656 (503,7 - iHHK) = [ah6 (2939 - 519,66) + 0,03488 (633,08 - 519,66) + 0,004 (3265 - 519,66)] Þ iHHK = 484,4645 - 3115,458 ah6 (6-1) 2.4.7. Cân bằng nhiệt điểm hỗn hợp K: Nước động tự bình GNHA6 đỗ về bình GNHA7 sau đó nước động được bơm trở lại đường nước ngưng tại vị trí hỗn hợp K ở giữa bình GNHA6 vàì GNHA7 nhờ bơm nước đọng. Sơ đồ tính toán nhiệt như hình vẽ sau: HHK µn5; iHH1 µn6; in7 µ’h7; iđ7 Trong đó: a’h7; iđ7: lượng nước vàì entanpi nước đọng từ bình GNHA7 về a’h7 = ah7 + a’h6 = ah7 + ah5 + ah6 + aTAch in7; iHHK: entanpi nước ngưng vàìo vàì ra khỏi điểm hỗn hợp K Phương trình cân bằng nhiệt tại điểm hỗn hợp K an5. iHHK = a’h7. iđ7 + an6. in7 Với iđ7 = 395,85 KJ/kg an5 = 0,77656 in7 = 377 KJ/kg Thay vàìo ta có: 0,77656. iHHK = a’h7 . 395,85 + an6. 377. (7-1) Thay (6-1) vàìo (7-1) ta có: 0,77656 (484,4645 - 3115,458ah6) = (ah7 + 0,03488 + ah6 + 0,004) . 395,85 + an6. 377 Þ 395,85 ah7 + 377 an6 + 2815,19 ah6 = 360,825 (7-2) Phương trình cân bằng chất tại điểm K an6 + a’h7 = an5 Û an6 + an7 + an5 + ah6 + aTAch = an5 an6 + ah7 + ah6 = 0,77256 (7-3) 2.4.8. Bình gia nhiệt hạ áp 7(GNHA7). Sơ đồ tính toán nhiệt như hình vẽ sau: µh7; ih7 in8 µn6; in7 µ’h6; iđ6 µ’h7; iđ7 Trong đó: ah7 : lưu lượng hơi trích từ cửa trích số 7 cấp cho GNHA7 vàì có entanpi ih7 a’h6 ; iđ6: lưu lượng vàì entanpi dòng nước đọng từ GNHA6 về a’h6 = ah6 + ah5 + aTAch = ah6 + 0,03888 a’h7; iđ7: lưu lượng nước động vàì entanpi nước động được bơm từ GNHA7 về GNHA6 a’h7 = a’h6 + ah7 = ah6 + ah5 + aTAch + ah7 Entanpi nước ngưng vàìo vàì ra khỏi GNHA7 là in8 vàì in7. Phương trình cân bằng nhiệt của gia nhiệt hạ áp 7: an6 (in7 - in8) = [ah7 (ih7 - iđ7) + a’h6 (iđ6 - iđ7)]. h Chọn hiệu suất của bình gia nhiệt là: h = 0,98 Tra bảng 2: in7 = 377 KJ/kg in8 = 210,5 KJ/kg ih7 = 2761 KJ/kg iđ7 = 395,85 KJ/kg iđ6 = 519,66 KJ/kg ah5 = 0,03488. Þ an6 (377 - 210,5) = [ah7 (2761 - 395,85) + a’h6 (519,66 - 395,85)].h Û 166,5an6 = [2365,15 ah7 + 123,81 (ah6 + 0,03888)]. 0,98 169,9 an6 = 2363,15 ah7 + 123,81 ah6 + 4,8137 (8-4) Kết hợp (7-2) - (7-3) 8 (8-1) Ta được an6 = 0,67218 ah6 = 0,03626 ah7 = 0,04347 2.4.9. Bình gia nhiệt hạ áp 8(GNHA8), bình làm lạnh ejectơ (LE) vàì bình ngưng. µHAch; iHAch µh8; ih8 µe; i0 µn6; in8 iHH2 iâ i'e iHH2 iHH2 inc LE µk; ik’ BNN Sơ đồ tính toán nhiệt như hình vẽ sau: Trong đó: - ah8; ih8: lưu lượng vàì entanpi của hơi cấp cho bình GNHA8. - aHAch; iHAch: lưu lượng vàì entanpi của hơi chèn hạ áp về bình GNHA8. - Hơi cấp cho ejectơ được lấy từ đường hơi mới, nước động ở bình làm lạnh ejectơ được đưa về cuối bình ngưng: có ac = 0,0025; i0 = 3365 KJ/kg - Nước đọng ở bình GNHA8 cũng được đưa về hỗn hợp ở cuối bình ngưng. 2.4.9.1. Bình gia nhiệt hạ áp 8(GNHA8) Phương trình cân bằng nhiệt: an6 (in8 - inc) = [ah8 (ih8 - iđ8) + aHAch (iHAch - iđc)]. h Chọn hiệu suất thiết kế GNHA8: h = 0,98 an6 = 0,67218 in8 = 210,5 KJ/kg ih8 = 2641 KJ/kg iđ8 = 231,16 KJ/kg Þ 0,67218 (210,5 - inc) = [ah8 (2641 - 231,16) + 0,0025 (3365 - 232,16)]9,9 141,494 - 0,67218 inc = (2409,84 ah8 + 7,8364). 0,98 Û 2409,84 ah8 = 130,83 - 0,686 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) vàìo (9-1) ta có: 2409,84 ah8 = 130,83 - 0,686 (iHH2 + 32) 2409,84 ah8 = 108,878 - 0,686 iHH2 (9-3) 2.4.9.2. Điểm hỗn hợp sau bình ngưng (HH2) Phương trình cân bằng chất an6 = aK + aHAch + ae + ah8; aHAch = 0,0035 Với aK: lượng nước đọng sau khi ra khỏi bình ngưng Þ aK + ah8 = an6 - (aHAch + ae) = 0,67218 - (0,0025 + 0,0035) aK + ah8 = 0,66618 (9-4) Phương trình cân bằng nhiệt tại điểm hỗn hợp 2 an6 . iHH2 = ah8 . iđ8 + aHAch . iđ8 + ae . i’e + aK . i’K Theo bảng 2 ta có: iđ8 = 231,16 KJ/kg i’K = 154,9 KJ/kg an6 = 0,67218 Thay vàìo phương trình cân bằng nhiệt 231,16 ah8 + 154,9 aK - 0,67218 iHH2 = - 1,3342 (9-5) Kết hợp 3 phương trình (9-3); (9-4) vàì (9-5) Ta được ah8 = 0,004464 aK = 0,661638 iHH2 = 156 KJ/kg 2.4.10. Tua bin phụ truyền động bơm cấp: Dòng hơi ra khỏi cửa trích số 3: một phần cấp cho gia nhiệt cao áp, phần khác cấp cho tua bin phụ hơi ra khỏi tua bin phụ được đưa về cấp cho gia nhiệt HA6. Theo bảng 3: P0TP = 14,82 bar. PKTP = 2,35 bar. i0TP = 3363 KJ/kg. iKTP = 2939 KJ/kg. Lượng hơi trích tương đối cho tua bin phụ Trong đó: hBa = υTB (Pđ - Ph).103: công nén đoạn nhiệt trong áp suất đầu đẩy vàì đầu hút của bơm (theo 2.4.4) Pđ = 32,43 Mpa Ph = 0,6994 Mpa υTB: thể tích riêng của nước: υTB = 0,0011m3/kg Þ hBa = 0,0011 (32,43 - 0,6994). 103 = 34,9 KJ/kg HTPi: nhiệt giáng thực của dòng hơi trong tua bin phụ. HTPi = iTP0 - iTPK = 3363 - 2939 = 424 KJ/kg hB: hiệu suất toàn bộ của bơm có tính đến tổn thất cơ vàì tổn thất lưu lượng: hB = 0,8 hTPđcơ: Tổn thất cơ học cuả tua bin truyền động: hTPđcơ = 0,9 aTP = 0,1166 2.5. Cân bằng hơi vàì nước ngưng: Mục đích cân bằng hơi vàì nước là nhằm kiểm tra kết quả tính toán Lượng nước ngưng tính theo đường nước: anK = 0,661638 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 ¸ 8) åar = ah1 + ah2 + ah3 + ah4 + ah5 + ah6 + ah7 + ah8 = 0,0704 + 0,099776 + 0,03707 + 0,0121677 + 0,03488 + 0,03626 + 0,04347 + 0,004464 åar = 0,3384877 ÞahK = 1 - åar = 0,6615123 Tính sai số tương đối D = 0,019% < 0,1% Vậy kết quả tính toán ở trên là hợp lý. 2.6. Cân bằng năng lượng vàì tiêu hao hơi trên tua bin: Tổng cộng của dòng hơi trên tua bin được xác định ở bảng sau: Bảng 4: Nhiệt giáng thực vàì công của 1kg hơi mơúi: Bảng 4 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 vàì (J + 1) Phương trình năng lượng của tua bin có dạng Do Với hcơ = 0,994: hiệu suất phần cơ khiï của tua bin hmáy F = 0,99: hiệu suất phần điện vàì phần cơ khí của máy phát WE = 300MW = 300. 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 = 249,66262 kg/s = 898785,4355 kg/h Suất tiêu hao hơi của tua bin d0 = 2.7. Tiêu hao hơi vàì nước: Nhằm mục đích xác định trị số tuyệt đối của các dòng hơi vàì nước. Bảng 5: Trị số các dòng hơi vàì nước. D0 = 449,66262 kg/s Bảng 5 Các dòng hơi vàì 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 GNHA5 Hơi cấp cho bình GNHA6 Hơi cấp cho bình GNHA7 Hơi cấp cho bình GNHA8 Hơi vàìo bình ngưng Hơi vàì nước rò rỉ Lượng hơi vàìo bộ quá nhiệt trung gian Lượng nước cấp 0,0704 0,099776 0,037074 0,1166 0,0121677 0,03488 0,03626 0,04347 0,004464 0,661638 0,02 0,819324 1,02 17,576248 24,910337 9,2559919 29,11066149 3,0378198 8,708232 9,0527666 10,852834 1,1144939 165,1862766 4,9932524 204,554576 254,65587 2.8. Các chỉ tiêu năng lượng của tua bin vàì hơi: 2.8.1. Tiêu hao nhiệt của tua bin để sản xuất điện: QTB = D0 (i0 - inc) + Dtg (i”tg = i’tg) Với D0 = 249,66262 kg/s: lưu lượng hơi mới i0 = 3365 KJ/kg inc = 1177,12 KJ/kg: entanpi nước cấp vàìo lò hơi Dtg = 204,554576 kg/s: lượng hơi vàìo bộ quá nhiệt trung gian i’’tg; i’tg: entanpi của hơi được xác định theo áp suất vàì nhiệt độ của hơi khi ra khỏi phần cao áp vàì khi vàìo phàn trung áp của tua bin i”tg = 3546 KJ/kg i’tg = 3025 KJ/kg Þ QTB = 249,66262 (3365 - 1177,12) + 204,554576 (3546 - 3025) QTB = 652804,7871 kW 2.8.2. Suất tiêu hao nhiệt của tua bin để sản xuất điện 2.8.3. Hiệu suất sản xuất điện: 2.8.4. Tiêu hao nhiệt của lò hơi: Qqn = Dqn (iqn - inc) + Dtg (iLHtg - iOLHtg) Dqn = D0 + Drr = D0 + 0,02 D0 = 1,02 D0 = 254,65587 kg/s iqn: entanpi hơi quá nhiệt ở áp suất 250bar, nhiệt độ 5650C iqn = 3369,07 KJ/kg inc = 1177,12 KJ/kg: entanpi nước cấp Dtg = 204,554576 kg/s iLHtg; iOLHtg: entanpi của hơi được xác định theo áp suất vàì nhiệt độ của hơi khi vàìo vàì ra klhỏi bộ quá nhiệt trung gian nghĩa là trước vàì sau khi quá nhiệt trung gian. Bảng 6: Thông số hơi vàì nước trước vàì sau khi quá nhiệt trung gian tại lò. Bảng 6 Hơi Aïp suất (bar) Nhiệt độ 0C Entanpi, KJ/kg Hơi mới 250 565 3369,07 Hơi trước quá nhiệt trung gian 38,4 310 2981 Hơi sau quá nhiệt trung gian 36,39 570 3609,2 Vậy Qqn = 254,65587 (3369,07 - 147,12) + 204,554576 (3609,2 - 2981) Qqn = 686694,1189 kW 2.8.5. Hiệu suất tải nhiệt: 2.8.6. Hiệu suất (thô) của khối hthô = hTB . htải .hLH Với hLH = 0,925 Þ hthô = 0,4595. 0,95. 0,925 hthô = 0,4037 = 40,37% 2.8.7. Hiệu suất của khối có tính đến điện năng tự dùng: hrinh = hthô (1 - etd) Với etd : hệ số tự dùng; etd = 0,04 Þ hrinh = 0,4037 (1 - 0,04) = 38,75% 2.8.8. Suất tiêu hao nhiệt của khối: 2.8.9. Hiệu suất tiêu hao nhiên liệu chuẩn: BTC = Với QTC = 29300: nhiệt trị của nhiên liệu tiêu chuẩn 2.8.10. Lượng tiêu hao nhiên liệu thực tế: Với Qtt = 6020 Kcal/kg = 25204,10299 KJ/kg CHƯƠNG 3 TÍNH VÀÌ CHỌN THIẾT BỊ CỦA NHÀ MÁY 3.1. Lựa chọn thiết bị chính của nhà máy điện: Thiết bị chính của nhà máy điện bao gồm lò hơi vàì 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 vàì số lượng lò hơi dựa trên cơ sở sau: + Đảm bảo cung cấp hơi. + Tổn hao kim loại vàì giá thành thấp. + Áp dụng cấu trúc là hợp lý, dùng cùng một loại vàì 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 cuả 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 vàì 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 = 249,66262kg/s : lượng hơi mới Þ D = 249,66262 (1 + 0,02). 1,03 D = 262,2955 kg/s Hay D = 944,2639 T/h Với sản lượng này ta chọn được loại lò hơi trực lưu PK - 50 - 2 mỗi khối có 1 lò hơi. Vậy toàn nhà máy có 2 lò hơi, hơi có các thông số như sau: - Sản lượng hơi 950 T/h - Thông số hơi quá nhiệt · Nhiệt độ: 5650C · Áp suất: 250bar - Nhiệt độ nước cấp: 2650C - Nhiệt độ khói thoát: 1380C - Hiệu suất: 91,7% - Nhiên liệu: than bột 3.2. Lựa chọn thiêït 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%. Nhà máy có công suất 600MW, được chia làm hai khối mỗi khối 300MW dùng bơm cấp truyền động bằng tua bin đối áp. Hơi cấp cho tua bin phụ lấy từ cửa trích số 3 của tua bin chính, sau khi ra khỏi tua bin phụ hơi thoát được gia nhiệt cho bình gia nhiệt 6. Bơm điện dự phòng, khởi động có năng suất 50% lưu lượng toàn khối. Để chọn bơm ta dựa vàìo các thông số sau: - Lưu lượng nước cấp cho một khối: Dnc = 254,65587kg/s Þ Lưu lượng nước cấp của 1 bơm có kể đến 5% dự trữ là: Dnc = 254,65587 (1 + 0,05) Dnc = 267,38866 kg/s Năng suất của bơm nước cấp Qnc = Dnc.υ Với υ = 0,001 m3/kg: thể tích riêng trung bình của nước cấp Þ Qnc = 267,38866. 0,001 = 0,26738866 m3/s = 962,599 m3/h - Cột áp của bơm nước cấp được xác định ở phần (2.4.3) là 31,74 Mpa lấy dự trữ cột áp 5% ta có: P = 31,74 (1 + 0,05) P = 33,327 Mpa = 333,27bar Hay P = 339,8287at Từ Qnc = 962,599m3/h P = 339,8287at Ta chọn được bơm vàì tua bin truyền động như sau: Bơm: - Ký hiệu: CBΠBT - 340 - 1000 - Cột áp: 340 at - Năng suất: 1040 m3/h - Số vòng quay: 6000 vòng/ phút Tua bin phụ: - Ký hiệu: OP - 12a - Công suất: 12500 kW - Áp suất hơi vàìo: 14,82at - Áp suất hơi ra: 435at Vậy nhà máy (gồm 2 khối) sẽ có 4 bơm nước cấp. Trong đó có 2 bơm chính được truyền động bằng tua bin hơi vàì 2 bơm dự phòng khởi động. 3.2.2. Bơm nước ngưng: Mỗi khối 300MW 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%. 3.2.2.1. Lưu lượng của nước ngưng: Dng = DK + D8 + DHAch + De + Drr Trong đó: Dng: lượng nước ngưng DK: lượng nước động ra khỏi bình GNHA8 D8 = ah8. D0 = 0,004464. D0 DHAch:lượng nước động của hơi chèn hạ áp. DHAch = D0 aHAch = 0,0035. D0 De: lượng nước động của hơi trích cho ejectơ De = ae. D0 = 0,0025. D0 Drr: lượng nước rò rỉ Drr = D0 arr = 0,02. D0 DK: lượng nước ở bình ngưng DK = aK. D0 = 0,661638. D0 Vậy: Dng = D0 (aK + a8 + aHAch + ae + arr) = 249,66262 (0,661638 + 0,0035 + 0,0025 + 0,02) Dng = 171,6775 kg/s Nếu tính thêm dự trữ 10% thì: Dng = 171,6775 (1 + 0,1) Dng = 188,845255 kg/s Năng suất của bơm nước ngưng Q = Dng . υ Với υ: Thể tích iêng trong bình nước ngưng được lấy ở Tra bảng ta được: υ = 0,0010435 m3/kg Þ Q = 188,845255. 0,0010435 = 0,19706 m3/s Hay Q = 709,416 m3/h 3.2.2.2.Cột áp của bơm nước ngưng: Trong đó: PKK: áp lực bình khử khí: PKK = 5,88 bar PK: áp lực bình ngưng ; PK = 0,063 bar g: trọng lượng riêng trung bình của nước g = r. G r: khối lượng riêng trung bình: r = 960,125 kg/m3 g = 9,81 m/s2 Þ g = 960,125. 9,81 = 9418,8 N/m3 HK: độ chênh mực nước từ bình ngưng đến bình khử khí. HK = 20m Hc: tổng trở lực của đường hút vàì đường đẩy gồm trở lực các bình gia nhiệt hạ áp, các thiết bị trao đổi nhiệt nằm trên đường nước ngưng từ bình ngưng đến bình khử khí, các van đường ống. Hc = 25m Hng = 106,759 mH2O Lấy dự trữ cột áp 10% Þ Hng = 106,759 (1 + 0,1) Hay Hng = 117,435 mH2O Từ Dng = 188,845255 kg/s Hng = 117,435 mH2O Ta chọn được loại bơm sau: Ký hiệu: KCB475 - 245 Năng suất: 1000m3/h Cột áp: 220mH2O Số vòng quay: 2795 vòng/ phút Hiệu suất: 75% Công suất cần thiết của động cơ kéo bơm ngưng được xác định: Trong đó: D = 1000m3/h = 0,28 m3/s Hng = 220 mH2O = 21,5754 bar hđc = 0,96: hiệu suất động cơ hH = 0,75: hiệu suất bơm nước ngưng Từ đó ta chọn được loại động cơ để kéo bơm nước ngưng -Ký hiệu động cơ: BA0630L -Năng suất: 1000 kW -Số vòng quay: 3000 vòng/ phút -Điện áp: 6KV Toàn nhà máy có 2 khối (300MW) do đó sẽ có bốn bơm nước ngưng 3.2.3. 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 vàì 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 tua bin K - 300 - 240 có đặt tính kỹ thuật như sau: Ký hiệu: 300KLIC-1 Diện tích mặt làm lạnh: 15400m2 Số chặng: 2 Lưu lượng nước làm lạnh: 36000m3/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 = 165,1862766 kg/s = 165,186276. 3600 kg/h = 594670,5936 kg/h: lưu lượng hơi đi vàìo bình ngưng IK = 2373: entanpi hơi đi vàìo bình ngưng I’K = 154,9: entanpi nước ngưng Dtcp: độ chênh lệch nhiệt độ trung bình logarit giữa hơi vàì nước Trong đó: Dt = tc - t1: độ chênh lệch độ nước tuần hoàn ra vàì vàìo bình ngưng. Nhiệt độ nước ra: t2 = 320C Nhiệt độ nước vàìo: t1 = 260C Þ Dt = 32 - 26 = 60C Ut: độ chênh lệch độ giữa nước ngưng vàì 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 Ftt = 12561,083 m2 Vậy Ftt < Ftk = 15400m2 do đó. Bình ngưng mà ta đã chọn là hợp lý. 3.2.4. Bơm tuần hoàn: Bơm tuần hoàn được chọn trong điều kiện làm việc về mùa hè, lượng hơi vàìo 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. Chọn mỗi khối 300MW làm việc với 2 bơm tuần hoàn không có bơm dự phòng. Như vậy toàn nhà máy có 4 bơm tuần hoàn đặt tại một trạm bơm bờ sông. 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. (In2 - In1) Với: QK: lượng nhiệt hơi truyền cho nước làm mát DK = 165,1862766 kg/s: lượng hơi vàìo bình ngưng IK = 2373 KJ/kg I’K = 254,9 KJ/kg Glm: lượng nước làm mát hơi vàìo bình ngưng I1n; I2n: entanpi nước làm mát vàìo vàì ra bình ngưng I2n - I1n = C (t2 - t1) C = 4,186 KJ/kg 0C. Nhiệt dung riêng của nước t2 = 260C; t1 = 320C: nhiệt độ nước làm mát vàìo vàì ra khỏi bình ngưng. Þ I2n - I1n = 2,18 (32 - 26) = 25,08 KJ/kg Từ phương trình cân bằng nhiệt ta có Glm = 14609,23 kg/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 = 1,05. 14609,23 G0th = 15339,7 kg/s Nếu kể đến lưu lượng 10% thì: Gth = 1,1. 15339,7 = 16873,67 kg/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 xác định theo: Þ υ = 0,0010043 m3/kg Vậy Dth = 0,5. 16873,67. 0,0010043 Dth = 8,473 m3/s = 30503,2 m3/h * Cột áp của bơm tuần hoàn: Để giảm cột áp của bơm tuần hoàn người ta sử dụng tính chất của ống xiphông. Tác dụng của ống xiphông là giữ được cột nước trong ống xả của bình ngưng dưới áp lực khí quyển trên bề mặt nước của giếng xả. Để đảm bảo tính chất này thì phải đảm bảo sự liên tục của dòng nước trong bình ngưng vàì trong hệ thống ống dẫn, không cho lọt không khí vàìo trong hệ thống. Ống xả của bình ngưng phải được đặt ngập dưới mực nước của giếng xả. Nhờ vậy mà khi tính cột áp của bơm tuần hoàn thì chiều cao dâng nước hhh lấy bằng hiệu số mức nước ở giếng xả vàì chỗ lấy nước. Cột áp của bơm tuần hoàn được tính: DP = DPhh + DPK + DPtL, bar trong đó: DPhh: áp lực cần thiết để dưa nước lên độ cao hình học hhh trong thiết kế này chọn DPhh = 0,3 bar DPK: trở lực thuỷ lực của bình ngưng; DPK = 0,4 bar DPtL: trở lực thuỷ lực đường ống; DPtL = 0,5 bar(chọn) Vậy cột áp của bơm tuần hoàn có tính đến dự trữ 10% là DP = 1,1 (0,3 + 0,4 + 0,5) = 1,32 bar = 13,46 mH2O Từ năng suất Dth = 30503,2 m3/h Vàì DP = 13,2 mH2O ta có loại bơm sau Ký hiệu bơm : AKH-1453 Năng suất : 31200 m3/h = 8,7 m3/s Cột áp : 14,9 mH2O = 1,46 bar Số vòng quay : 365 vòng/ phút Hiệu suất bơm : 0,86 Công suất cần thiết của động cơ kéo bơm tuần hoàn Hay N = 1539,827kW Từ đó ta chọn được động cơ sau: Ký hiệu động cơ : AKH -17-44-16 Công suất : 1600kW Số vòng quay : 370 vòng/ phút Điện áp : 6kV 3.2.5. Bơm nước đọng: Nước đọng từ bình gia nhiệt hạ áp 5 dồn về bình gia nhiệt hạ áp 6, từ bình gia nhiệt hạ áp 6 dồn về bình gia nhiệt hạ áp 7, tại đây nước đọng được bơm đưa đến hỗn hợp với dòng nước ngưng. Bơm này được gọi là bơm nước đọng cần phải biết. - Lưu lượng nước đọng - Cột áp mà bơm cần khắc phục. - Mỗi khổi 300MW chọn một bơm nước đọng. Vậy toàn nhà máy có 2 bơm nước đọng không đặt bơm dự phòng. 3.2.5.1. 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 7 vàì trị số này đã được xác định ở phần( 2.4.8) Lưu lượng nước đọng: Dđ = D0. a’h7 Với D0: lưu lượng hơi nước cho tua bin D0 = 249,66262 kg/s a’h7: lượng nước đọng ra khỏi bình gian nhiệt hạ áp 7 a’h7 = ah7 + a’h6 = ah7 + ah5 + ah6 + aTAch = 0,11861 Þ Dđ = 249,66262. 0,11861 = 29,61248 kg/s Tính thêm 10% dự trữ thì ta có: Dđ = 29,61248, 1,1 = 32,5737 kg/s Thể tích riêng của lượng nước đọng này là: υ = 0,00105 m3/kg Vậy năng suất của bơm đọng là Qd = Dđ . υ = 32,5737. 0,00105 = 0,0342 m3/s hay Qd = 123,1287 m3/h 3.2.5.2. Xác định cột áp bơm nước đọng: Trong phần( 3.2.2.2 )đã xác định được cột áp của bơm nước ngưng là: Hng = 106,759 mH2O = 10,47 bar Áp suất đầu đẩy của bơm nước ngưng là tổng của Hng vàì áp suất của bình ngưng PK = 0,063 bar Þ Áp suất đầu đẩy của bơm nước ngưng Dđng = 10,47 + 0,063 = 10,53 bar Áp suất đầu đẩy của bơm nước đọng chính là hiệu số giữa áp suất đầu đẩy của bơm nước ngưng vàì tổng trở lực của bình làm lạnh ejectơ vàì bình gia nhiệt hạ áp số 8 vàì số 7. Áp suất đầu đẩy của bơm nước đọng là: Pđđ = Pđng - Pttl Pttl: Tổng các trở lực Tổng trở lực của bình làm lạnh ejectơ vàì bình gia nhiệt hạ áp số 7 vàì 8 lấy là 1,5 bar vậy. Pđđ = 10,53 - 1,5 = 9,032 bar Cột áp của bơm nước động bằng hiệu số của áp suất đầu đẩy của bơm nước động với áp suất làm việc của bình GNHA7. Cột áp của bơm nước động: Pđ = Pđđ - PGNHA7 = 9,032 - 0,83 = 8,202 bar Lấy dự trữ 10% ta có: Pđ = 1,1. 8,202 = 9,023 bar = 92,007 mH2O Từ năng suất Qđ = 123,1287 m3/h Cột áp Pđ = 92,007 mH2O Dựa vàìo [TL-1] ta chọn được bơm nước động sau: Ký hiệu bơm : B-150 Năng suất : 200m3/h Cột áp : 105 mH2O Số vòng quay : 1450 vòng/ phút Công suất cần thiết của động cơ kéo bơm nước đọng. Với Pđ = 105 mH2O = 10,29 bar Qđ = 200 m3/h = 0,056 m3/s hb = 0,85 hiệu suất bơm hđc = 0,96 hiệu suất động cơ N = 70,61 kW Từ đó ta chọn được loại động cơ sau: Ký hiệu động cơ : SBJd94A Công suất : 75 kW Số vòng quay : 1460 vòng/ phút Điện áp : 380 V 3.2.6. Chọn ejectơ: Do áp suất trong bình ngưng nhỏ hơn áp suất khí trời rất nhiều nên không tránh khỏi sự lọt khí qua các bình nối, các van vàì các khe hở khác trên thân bình ngưng. Lượng không khí lọt vàìo bình ngưng làm tăng trở lực nhiệt vàì làm xấu quá trình trao đổi nhiệt kết quả đưa đến là chân không của bình ngưng sẽ giảm xuống. Để tạo ra độ duy trì chân không trong bình ngưng thì phải liên tục rút lượng không khí trong bình ngưng ra ngoài. Để rút lượng không khí có trong bình ngưng người ta dùng ejectơ hơi trong mỗi khối đặt 2 ejectơ: ejectơ chính vàì ejectơ khởi động. Ejectơ khởi động thường hoạt động lúc khởi động máy còn lúc bình thường thì ngưng hoạt động. Các ejectơ thường lấy hơi từ đường hơi mới sau khi đã qua giảm áp. Ta chọn loại ejectơ hợp bộ với tua bin K300 - 240 có đặt tính kỹ thuật sau: * ejectơ khởi động : $P - 1 - 600 - 3 Nhà chế tạo : PM3 Áp lực hơi : 12 at Lưu lượng hơi : 600 kg/h Lượng không khí hút được : 80kg/h Khối lượng ejectơ không có nước: 46kg * ejectơ chính : $P - 3 - 600 - 4 Nhà máy chế tạo : PM3 Áp lực hơi : 12 at Lưu lượng hơi : 600 kg/h Lưu lượng không khí hút được: 75 kg/h Khối lượng ejectơ không có nước: 2160 kg 3.2.7. 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 = 254,65587 kg/s (bảng 5) Lưu lượng nước khử khí là lưu lượng nước cấp có tính đến dự trữ 5%. DKK = 1,05. Dnc = 1,05. 254,65587 = 267,38866 kg/s = 962,6 T/h dung tích của bình chứa nứoc 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 = 267,38866. 300. 0,001 = 80,2 m3 Dựa vàìo [TL-2] chọn bình khử khí như sau: Ký hiệu bình khử khí : DSV - 1300 Chiều dài : 6800mm Dung tích bình chứa : 120m3 Trọng lượng khi không có nước: 25T Trọng lượng khi có nước: 70T 3.2.8. Quạt gió: Quạt gió hút không khí từ phần trên của gian lò thổi vàìo bộ sấy không khí, do đó tận dụng được một phần nhiệt của lò toả ra tại khoảng không gian quanh lò, đồng thời thông gió được cho lò. Theo tiêu chuẩn thiết kế thì lò hơi có năng suất lớn hơn 160T/h thì chọn hai quạt gió cho một lò, khi phụ tải bé thì chỉ cần vận hành một quạt, do đó giảm năng lượng tiêu hao cho quạt, vậy toàn nhà máy có 4 quạt gió. Năng suất của quạt được chọn có tính đến dự trữ lưu lượng 15% vàì thêm 15% dự trữ cho 2 quạt làm việc song song thì lưu lượng giảm đi. Do đó lưu lượng của quạt phải bằng 1,3 lưu lượng yêu cầu của lò. 3.2.8.1. Lưu lượng gió yêu cầu của quạt là: V0 = BV0. (am - Dam - Dann + Dab). Trong đó: B = 30,7169 kg/s: lượng than tiêu hao của 1 lò (2.8.11) Chọn am = 1,2: hệ số không khí thừa trong buồng lửa Dam = 0,05: hệ số lọt không khí trong buồng lửa Dann = 0,08: hệ số lọt không khí trong hệ thống nghiền than Dab = 0,05: hệ số không khí rò rỉ trong bộ sấy không khí với các thành phần nhiên liệu sau: CLV = 73,6% ; SLV = 0,4% NLV = 0,2% ; ALV = 16,8% HLV2 = 1,3% ; WLV = 5,5% OLV2 = 2,2% ; VLV = 5,5% QLV = 6020 Kcal/kg Ta có lượng không khí lý thuyết để đốt cháy 1kg nhiên liệu. V0 = 0,0889 (CLV + 0,3755. SLV) + 0,265. HLV = 0,0333. OLV = 0,0889 (73,6 + 0,3755. 0,4) + 0,265. 1,3 = 0,0333. 2,2 V0 = 6,8276 m3rc/kg Chọn nhiệt độ không khí hút vàìo lò là: t = 350C Vậy: Þ V0 = 265 m3/s Năng suất của một quạt là: Q = 172,25 m3/s = 620100 m3/h 3.2.8.2. Tính sức ép (H) của quạt gió: Khi lò hơi có phụ tải cực đại H xác định theo công thức sau: H = H1 - H2 - h’ Trong đó: H1: Tổng trở lực của đường không khí có tính đến hiệu chỉnh áp lực khí quyển. H1 = Tổng trở lực của đường không khí åh chọn theo kinh nghiệm :368mH2O; hkq = 760mmH2O: áp suất khí quyển H2: Sức hút tự nhiên của đường không khí H: Chiều cao của phần có sức hút tự nhiên (bộ sấy không khí vàì ống không khí nóng) H = 15m tkk: Nhiệt độ không khí được sấy nóng: Chọn tkk = 3000C H2 = 8,785 mH2O h’:Chân không trong buồng lửa ở chỗ không khí vàìo h’ = h” + 0,95H’ h” = 2 mH2O chân không trước cụm poston [TL-1] H’: Khoảng cách giữa tâm của tiết diện khói ra giữa buồng lửa vàì không khí vàìo buồng lửa: H’ = 10m Þ h’ = 2 + 0,95 . 10 = 11,5 mH2O Vậy sức ép của quạt H = 368 - 11,5 - 8,785 H = 347,715 mH2O Dự trữ 10% sức ép: H = 1,1. 347,715 = 382,4865 mH2O Dựa vàìo H vàì Q ta chọn được 2 loại quạt sau: Ký hiệu quạt : BДH - 28-5 x 8P Năng suất : 625.000 Sức ép quạt : 950 mH2O Công suất động cơ điện kéo quạt: 2050 kW Số vòng quay của quạt: 980 vòng/ phút Trên cơ sở đó ta chọn được loại động cơ sau: Ký hiệu : AKH - 15 - 51 - 6 Công suất : 2100 kW Số vòng quay : 990 vòng/ phút Điện áp : 6 kV 3.2.9. Quạt khói: Quạt khói được chọn theo năng suất lò hơi. Theo tiêu chuẩn thiết kế nhà máy nhiệt điện đối với lò hơi có D ³ 950 T/h thì dùng 4 quạt khói cho mỗi lò. Ở thiết kế này ta chọn lò hơi có D = 950 T/h nên ta chọn 4 quạt khói cho mỗi lò. Vậy toàn nhà máy có 8 quạt khói. 3.2.9.1. Tính năng suất quạt khói: Tính lưu lượng khói của lò sinh ra được V = B. (åVy + V0. 92). Trong đó: B = 30,7169 kg/s lượng than tiêu hao cho 1 lò åVy: Tổng thể tích sản phẩm cháy của 1kg nhiên liệu åVy = VKkhô + = [V0Kkhô + V0Kkhô. (a - 1)] + [+ 0,061 (a - 1) V0] Với V0Kkhô = + : Thể tích khói khô lý thuyết = 0,01866 (CLV + 0,375SLV) = 0,01866 (73,6 + 0,375. 0,4) = 1,376 m3TC/kg = 0,79 V0 + 0,008 NLV = 0,79. 6,8276 + 0,008. 0,2 = 5,395 m3TC/kg = 0,111 HLV + 0,0124 WLV + 0,0161 V0 = 0,111. 1,3 + 0,0124. 5,5 + 0,0161. 6,8276 = 0,322 m3TC/kg Vậy V0Kkhô = + = 1,376 + 5,385 = 6,77 m3TC/kg Chọn hệ số không khí thừa ở buồng lửa abl = 1,2 Lượng gió lọt trên đường khói từ bộ quá nhiệt đến bộ sấy không khí: åDa = 0,2 Vậy cuối đường khói có: a = 1,2 + 0,2 = 1,4 Do đó: = [6,77 + 6,77 (1,4 - 1)] + [0,322 + 0,061 (1,4 - 1). 6,8276] = 9,966 m3/kg Da = 0,05: Lượng không khí lọt vàìo đường khói sau bộ sấy không khí. Nhiệt độ khói thải: t = 1380C Vậy V = 30,7169. (9,966 + 6,8276. 0,05). = 476,655 m3/s Tính dự trữ năng suất của quạt phải tính cả khả năng của 4 quạt làm việc song song sẽ làm giảm lưu lượng khói so với tổng lưu lượng khói của chúng khi làm việc riêng lẻ. Lấy dự trữ năng suất của quạt 10%. Þ V = 1,1. 476,655 = 524,32 m3/s Þ Năng suất của 1 quạt 3.2.9.2. Tính sức ép của quạt khói H: H = h’ + hk - hck, mH2O Trong đó: h’:Chân không trước cụm peston, h’ = 2 mH2O hk: Tổng trở lực của đường khói có kể tới trọng lượng riêng của khói g áp lực khí quyển, hệ số nồng độ bụi m của dòng khói. hk = [Hb (1 + m) + H2 + Hy]. Hb (1 - m): Trở lực của đường khói từ buồng lửa đến bộ khử bụi, chọn Hb = 250 mH2O. m: Nồng độ bụi than trong cột khói được tính như sau: Trong đó: ALV = 16,8%: Thành phần tro của nhiên liệu Az: Tỷ lệ tro bay theo khói, vì đốt than bột nên lấy Az = 85% g0: Trọng lượng riêng của khói ở điều kiện tiêu chuẩn. g0 = 1,335 kg/m3 Vk: Thể tích sản phẩm cháy Vk = åVy = 9,966 m3/kg Vậy m = 0,01 Hz: Trở lực bộ khử bụi lấy Hz = 60 mH2O Hy: Trở lực đường khói từ chỗ bộ khử bụi đến chỗ khói thoát bao gồm: Trở lực từ khử bụi đến quạt: 16 mH2O Trở lực từ quạt đến ống khói: 19 mH2O Trở lực của ống khói: 15 mH2O Þ Hy = 16 + 19 + 15 = 50 mH2O : Hệ số hiệu chỉnh trọng lượng riêng của khói g = 0,886 kg/m3 hk = 248,39 mH2O Tổng sức hút tự nhiên của đường khói kể cả sức hút do ống khói tạo nên Hkh: Chiều cao ống khói, lấy Hkh = 180 m g0 = 1,335 kg/m3: Trọng lượng riêng của khói ở điều kiện tiêu chuẩn tk: Nhiệt độ trung bình của dòng khói trong ống khói Lấy tk = 1100C Hck = 44,725 mH2O Vậy H = h’ + hk - hck = 2 + 248,39 - 34,715 = 205,675 mH2O Lấy độ dự trữ 10% Þ H = 1,1. 205,675 = 226,2425 mH2O Từ Q vàì H ta chọn được quạt khói sau: Ký hiệu quạt : Д - 25 x 2Ш Năng suất : 650.000 m3/h Sức ép quạt : 420 mH2O Số vòng quay : 490 vòng/ phút Công suất động cơ kéo quạt: 1050 kW Dựa vàìo công suất N = 1050 kW ta chọn được động cơ kéo quạt như sau: Ký hiệu động cơ : AKH - 15 - 56 - 10 Số vòng quay : 590 vòng/ phút Công suất : 1250 kW Điện áp : 6 kV 3.2.10. Ống khói: Toàn nhà máy 600MW theo bản thiết kế này có 2 lò hơi 950T/h ta đặt chung 1 ống khói. Ống khói được chọn chủ yếu dựa vàìo lưu lượng khói vàì yêu cầu tốc độ khói. Tốc độ khói phải đủ thắng trở lực ống khói để bay ra ngoài không khí vàì không quá lớn để ống khói không bị mài mòn. Theo qui định tốc độ khói phải đạt từ 4 ¸ 20m/s. Khi thông gió cưỡng bức thì chiều cao ống khói được chọn chủ yếu dựa vàìo yêu cầu vệ sinh môi trường ở khu vực xung quanh nhà máy, ngoài ra còn phụ thuộc vàìo yêu cầu về độ bền khi xây dựng. Trong thiết kế này ống khói đặt chung cho 2 lò 950T/h có chiều cao 180m, được xây bằng bê tông cốt thép. Đường kính trong tại miệng ra của ống khói xác định theo công thức: Trong đó: Vk: Lượng khói của hai lò thoát ra. Vk = 2. 476,655 = 953,31 m3/s C: Tốc độ khói ra khỏi ống khói. Chọn C = 18 m/s Vậy Theo quy định mức độ nghiêng của ống khói phải đảm bảo tga = 0,02 ¸ 0,05 Chọn tga = 0,02 Đường kính trong của ống khói tại vị trí chân ống khói d2 = d1 + 2H. tga = 8,213 + 2. 180. 0,02 d2 = 15,413 m Kiểm tra tốc độ khói ra khỏi ống khói khi chỉ có 1 lò làm việc. Từ công thức: Þ C’ = 9 m/s Vậy khi chỉ có 1 lò làm việc thì tốc độ phụt khói vẫn đảm bảo > 4 m/s là tốc độ tối thiểu để các luồng không khí bên ngoài không thể thổi ngược vàìo. 3.3. Hệ thống nghiền than: Việc nghiền than trong nhà máy điện có thể đặt tập trung tại phân xưởng nghiền rồi cấp bột than cho các lò, hoặc có thể tách rời các máy nghiền cho từng loại lò hơi gọi là hệ thống nghiền than phân tán. Ơí hệ thống phân tán mỗi thiết bị nghiền than chỉ phục phụ cho một lò vàì có thể cung cấp bột than cho các lò lân cận. Ngoài ra có thể phân hệ thống nghiền than thành hệ thống kín hay hệ thống hở. Trong hệ thống kín không khí nóng hay khói dùng để vận chuyển bột than cùng với hơi nước ở quá trình sấy nhiên liệu được thổi cả vàìo buồng lửa. Ơí hệ thống hở không khí nóng vàì khói dùng để sấy vàì hơi nước sinh ra trong quá trình sấy được thải ra ngoài. Thông thường trong nhà máy điện dùng hệ thống nghiền than kiểu kín vàì phân tán. Ơí nước ta than tương đối cứng, phần lớn là than antraxít, than đá nên thường dùng là thùng nghiền bi. Trong thiết kế này ta sử dụng hệ thống nghiền than kiểu kín vàì phân tán có phểu bột than trung gian dùng thùng nghiền bi. Quá trình nghiền than bao gồm các giai đoạn: Đập sơ bộ. Tách bột sắt khỏi bột than. Đập nhỏ than. Sấy vàì nghiền than. Chuyển bột than vàìo phểu trung gian. Sơ đồ nghiền than như sau: SƠ ĐỒ HỆ THỐNG CHUẨN BỊ BỘT THAN 1 1 2 3 4 20 6 23 25 5 18 17 21 22 13 12 16 15 14 11 9 8 7 24 10 19 Trong đó: 1 : Băng tải than. : Phểu than nguyên. : Máy cấp than nguyên : Hộp không khí trước náy nghiền. :Thùng nghiền bi. :Phân ly thô. -9:Van khoá khí. :Xyclon. : Máy vận chuyển than kiểu ruột gà. :Phễu bột than. :Máy cấp than bột. :Vòi phun bột than. :Lò hơi. :Quạt gió. :Bộ sấy không khí. :Không khí cấp hai. :Ống dẫn không khí và khói tới máy nghiền. -20:Van hút không khí lạnh. Quạt nghiền. :Hộp không khí. :Đường gói tái tuần hoàn. :Đường thoát khí. :Ống dẫn không khí từ xyclon tới máy nghiền. 3.3.1.Thùng nghiền. Năng suất định mức của các thùng nghiền bi được xác định trên cơ sở tính toán lượng nhiên liệu tiêu hao cho lò hơi. Ơí phần trên ta đã tính được lượng nhiên liệu tiêu hao cho lò hơi là: B= 30,7169kg/s. Cho dự trữ năng suất máy nghiền là 10% so với lượng than yêu cầu của lò. Vậy năng suất của máy nghiền bi là: Båmáy= 1,1.B = 1,1.30,7169 = 33,78859kg/s. Theo tiêu chuẩn thiết kế ta chọn hai máy nghiền cho một lò hơi. Vậy năng suất của một máy nghiền là: Bmáy = Hay Bmáy = 60,819T/h Căn cứ vàìo năng suất của máy nghiền;Bmáy = 60,819T/h. Ta chọn được loại máy nghiền sau: -Ký hiệu thùng nghiền : HШЬM 340/1360. -Năng suất : 70T/h. -Kích thước thùng nghiền : 3400x13600mm -Số vòng quay : 17,2vòng/phút. -Hiệu quả nghiền : R88= 7%. -Khối lượng bi : 133Tấn. 3.3.2.Quạt tải bột than. Năng suất của quạt tính theo công thức: Q = Vth.[1000.,m3/h Trong đó: Vth:Thể tích thùng nghiền. Vth = Với : d=3,4m: đường kính thùng nghiền. l=13,6m: chiều dài thùng nghiền. K= 1,1 : Hệ số khả năng nghiền than Vàìng Danh R88= 7%: Phần than còn lại trên rây(d>88mm) y: Mức độ chứa bi trong thùng nghiền. Với: G = 133Tấn: Trọng lượng bi. r = 4,8T/m3: Khối lượng riêng của bi. Q = 123,41.[1000. =127,312.103m3/h Ta chọn hệ thống nghiền than của mỗi quạt làm việc với 2 quạt tải bột than. Năng suất của mỗi quạt tải bột than có tính đến dự trữ la 10% là: ÞQ’= Sức ép của quạt tải bột than: H = Hh + Hđ Với : Hh = 650mH2O: Trở lực đầu hút.(chọn theo kinh nghiệm) Hđ = 250mH2O: Trở lực đầu đẩy.(chọn theo kinh nghiệm). Vậy H = 650 + 250 = 900mH2O. Lấy dự trữ sức ép của 2 quạt là 20% thì ta có: H = 900.1,2 = 1080mH2O. Từ Q’ vàì H ta chọn được loại quạt sau: Ký hiệu quạt : BM100/1200. Năng suất : 100.103m3/h. Công suất động cơ kéo quạt: 460kW. Cột áp : 1110mH2O. Từ công suất cần thiết của động cơ kéo quạt;Nct = 460kW. Với hiệu suất động cơ h= 0,95 thì công suất để chọn động cơ phải là: Ta chọn được động cơ sau: Ký hiệu động cơ: CДH- 14-44-10 Công suất: 630kW. Số vòng quay: 1500vòng/phút. Điện áp: 6kV. 3.4 Tính vàì chọn bình gia nhiệt. 3.4.1 Bình gia nhiệt cao áp số 1. Lưu lượng hơi nóng : G1 = 17,57624 kg/s Bề mặt hâm nóng bình qua nhiệt cao áp số 1. . Trong đó : Dt1 : độ chênh nhiệt độ trong bình gia nhiệt số 1 . Với t1 = 241,11oC : Nhiệt độ nước vàìo bình gia nhiệt 1. t2 = 268,46 oC : Nhiệt độ nước ra khỏi bình gia nhiệt 1 tH = 273,46 oC : Nhiệt độ nước ngưng đọng của hơi nóng. W1 = 254,65587 kg/s : Lượng nước đưa vàìo bình GNCA1. i1 = 1043,25 KJ/kg : Entanpi nước vàìo bình GNCA1 i2 = 1177,12 KJ/kg :Entanpi nước ra khỏi bình GNCA1. k1 :Hệ số truyền nhiệt. Hệ số truyền nhiệt từ hơi tới nước phụ thuộc vàìo tốc độ vàì nhiệt độ của nước. Nhiệt độ trung bình: ttb = Xác định k theo đồ thị đối với ống la_tun có d=19mm thì k1= 5117,2 W/m2.oC Vậy bề mặt hâm nóng của bình gia nhiệt số 1. . Từ đó ta chọn loại bình gia nhiệt có đặt điểm như sau: - Nhà chế tạo : TK3 -Loại BGNCA : ÕB-480/230N01 -Tiết diện thiết bị : 480m2. -Lượng nước đi vàìo thiết bị : 582 T/h. -Độ chênh áp 137,5 mH2O. -Nhiệt độ nước làm việc : 250 oC. -Aïp suất nước 230 at. 3.4.2 Bình gia nhiệt số 2 . Lưu lượng hơi nóng : G2 = 24,910337 kG/s Bề mặt hâm nóng bình qua nhiệt cao áp số 2. . Trong đó : Dt1 : độ chênh nhiệt độ trong bình gia nhiệt số. . Với : t1 = 129,7 oC : Nhiệt độ nước vàìo bình gia nhiệt 2. t2 = 241,11 oC : Nhiệt độ nước ra khỏi bình gia nhiệt 2. tH = 246,11 oC : Nhiệt độ nước ngưng đọng của hơi nóng. W1 = 254,65587 kG/s : Lượng nước đưa vàìo bình GNCA2. i1 = 1043,25 KJ/kG : Entanpi ; nước vàìo bình GNCA2 i2 = 1177,12 KJ/kG :Entanpi; nước ra khỏi bình GNCA2. k2 :Hệ số truyền nhiệt. Hệ số truyền nhiệt từ hơi tới nước phụ thuộc vàìo tốc độ vàì nhiệt độ của nước. Nhiệt độ trung bình: ttb = Xác định k theo đồ thị đối với ống la_tun có d=19mm thì k2= 5117,2 W/m2.oC Vậy bề mặt hâm nóng của bình gia nhiệt số 2. . Từ đó ta chọn loại bình gia nhiệt có đặt điểm như sau: -Nhà chế tạo : TK3 -Loại BGNCA : ÕB-680-380-42 -Tiết diện thiết bị : 600m2. -Lượng nước đi vàìo thiết bị : 475 T/h. -Độ chênh cột áp : 37,5 mH2O -Nhiệt độ nước làm việc : 242 oC. -Aïp suất nước : 280 at. 3.4.3 Bình gia nhiệt số 3 . Lưu lượng hơi nóng : G3 = 9,2559929 kg/s Bề mặt hâm nóng của bình gia nhiệt 3 . Trong đó : Dt3 : độ chênh nhiệt độ trong bình GNCA3 . Với : t1 = 158 oC : Nhiệt độ nước vàìo bình GNCA3 t2 = 192,7 oC : Nhiệt độ nước ra khỏi bình GNCA3 tH = 197,7 oC : Nhiệt độ nước ngưng đọng của hơi nóng. W3 = 254,65587 kg/s : Lượng nước đưa vàìo bình GNCA3. i1 = 666,9 KJ/kg : Entanpi ; nước vàìo bình GNCA3 i2 = 819,8 KJ/kg :Entanpi; nước ra khỏi bình GNCA3. K3 :Hệ số truyền nhiệt. Hệ số truyền nhiệt từ hơi tới nước phụ thuộc vàìo tốc độ vàì nhiệt độ của nước. Nhiệt độ trung bình: ttb = Xác định k theo đồ thị đối với ống la_tun có d=19mm thì k3= 5117,2 W/m2.oC Vậy bề mặt hâm nóng của bình gia nhiệt số 3. . Từ đó ta chọn loại bình gia nhiệt có đặt điểm như sau: -Nhà chế tạo : TK3 -Loại BGNCA : ÕB-480/230N02 -Tiết diện thiết bị : 480 m2. -Lượng nước đi vàìo thiết bị : 582 T/h. -Độ chênh cột áp : 137,5 mH2O -Nhiệt độ nước làm việc : 250 oC. -Aïp suất nước 230 at. 3.4.4 Bình gia nhiệt hạ áp số 5. Lưu lượng hơi nóng : G5 = 8,708232 kg/s Bề mặt hâm nóng của bình GNHA5 . Trong đó : Dt1 : độ chênh nhiệt độ trong bình GNHA5 . Với t1 = 118,7 oC : Nhiệt độ nước vàìo bình GNHA5 t2 = 145,19 oC : Nhiệt độ nước ra khỏi bình GNHA5 tH = 150,19 oC : Nhiệt độ nước ngưng đọng của hơi nóng. W5 = an5.D0 ,kg/s: với an5 : Lượng nước ngưng qua GNHA5 Với D0 = 249,662 kg/s Þ W5 = 0,77656.249,62 = 193,86 kg/s : Lượng nước đưa vàìo bình GNHA5. i1 = 503,70 KJ/kg : Entanpi nước vàìo bình GNHA5 i2 = 610,50 KJ/kg :Entanpi nước ra khỏi bình GNHA5. K5 :Hệ số truyền nhiệt. Hệ số truyền nhiệt từ hơi tới nước phụ thuộc vàìo tốc độ vàì nhiệt độ của nước. Nhiệt độ trung bình: ttb = Xác định k theo đồ thị đối với ống la_tun có d=25mm thì k5= 4963,68 W/m2.oC . Từ đó ta chọn loại bình gia nhiệt hạ áp sau: -Loại bình gia nhiệt hạ áp : ÕH-300-2 -Tiết diện thiết bị : 300 m2. -Lượng nước đi vàìo thiết bị : 477 T/h. -Trọng lượng thiết bị : 6,3 T -Nhiệt độ nước làm việc : 160 oC. 3.4.5 Bình gia nhiệt hạ áp số 6. Lưu lượng hơi nóng : G6 = 9,052 kg/s Bề mặt hâm nóng của bình GNHA6 . Trong đó : Dt6 : độ chênh nhiệt độ trong bình GNCA6 . Với : t1 = 89,48 oC : Nhiệt độ nước vàìo bình GNHA6 t2 = 118,7 oC : Nhiệt độ nước ra khỏi bình GNHA6 tH = 123,7 oC : Nhiệt độ nước ngưng đọng của hơi nóng. W6 = 193,86 kg/s : Lượng nước đưa vàìo bình GNHA6. i1 = 377 KJ/kg : Entanpi nước vàìo bình GNHA6 i2 = 503,70 KJ/kg :Entanpi nước ra khỏi bình GNHA6. k6 Hệ số truyền nhiệt nhiệt. Hệ số truyền nhiệt từ hơi tới nước phụ thuộc vàìo tốc độ vàì nhiệt độ của nước. Nhiệt độ trung bình: Xác định k theo đồ thị đối với ống la_tun có d=25mm thì k6= 4877,38 W/m2.oC . Từ đó ta chọn loại bình gia nhiệt hạ áp sau: -Loại bình gia nhiệt hạ áp : ÕH-400-24-0,17-1 -Tiết diện thiết bị : 400 m2. -Lượng nước đi vàìo thiết bị : 600 T/h. -Nhiệt độ nước làm việc : 160 oC. -Độ chênh cột áp : 10,69 mH2O. 3.4.6 Bình gia nhiệt hạ áp số 7. Lưu lượng hơi nóng : G7 = 10,85 kg/s Bề mặt hâm nóng của bình GNHA7 . Trong đó : Dt7 : độ chênh nhiệt độ trong bình GNHA7 . Với t1 = 50,21 oC : Nhiệt độ nước vàìo bình GNHA7 t2 = 89,48 oC : Nhiệt độ nước ra khỏi bình GNHA7 tH = 94,48 oC : Nhiệt độ nước ngưng đọng của hơi nóng. W7 = 0,672.249,662 = 167,77kg/s : Lượng nước đưa vàìo bình GNHA7. i1 = 210,05 KJ/kg : Entanpi nước vàìo bình GNHA7 i2 = 377 KJ/kg :Entanpi nước ra khỏi bình GNHA7. K7 Hệ số truyền nhiệt nhiệt. Hệ số truyền nhiệt từ hơi tới nước phụ thuộc vàìo tốc độ vàì nhiệt độ của nước. Nhiệt độ trung bình: Xác định k theo đồ thị đối với ống la_tun có d=25mm thì k7= 4877,38 W/m2.oC . Từ đó ta chọn loại bình gia nhiệt hạ áp sau: -Loại bình gia nhiệt hạ áp : ÕH-400-26-7-11 -Tiết diện thiết bị : 400 m2. -Lượng nước đi vàìo thiết bị : 750 T/h. -Nhiệt độ nước làm việc : 90 oC. -Độ chênh cột áp: 10,58 mH2O. 3.4.7 Bình gia nhiệt hạ áp số 8. Lưu lượng hơi nóng : G8 = 10,85 kg/s Bề mặt hâm nóng của bình GNHA8 . Trong đó : Dt6 : độ chênh nhiệt độ trong bình GNHA8 . Với t1 = 37 oC : Nhiệt độ nước vàìo bình GNHA8 t2 = 50,21 oC : Nhiệt độ nước ra khỏi bình GNHA8 tH = 55,21 oC : Nhiệt độ nước ngưng đọng của hơi nóng. W8 = 167,77 kg/s : Lượng nước đưa vàìo bình GNHA8. i1 = 154,9 KJ/kg : Entanpi nước vàìo bình GNHA8 i2 = 210,5 KJ/kg :Entanpi nước ra khỏi bình GNHA8. k8 : Hệ số truyền nhiệt nhiệt. Hệ số truyền nhiệt từ hơi tới nước phụ thuộc vàìo tốc độ vàì nhiệt độ của nước. Nhiệt độ trung bình: Xác định k theo đồ thị đối với ống la_tun có d=25mm thì k8= 4309,38 W/m2.oC . Từ đó ta chọn loại bình gia nhiệt hạ áp sau: -Loại bình gia nhiệt hạ áp : ÕH-250-2M -Tiết diện thiết bị : 250 m2. -Lượng nước đi vàìo thiết bị : 262 T/h. -Nhiệt độ nước làm việc : 80 oC. -Trọng lượng thiết bị : 5,6 T. 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 (thiết bị chính vàì phụ, thiết bị làm việc vàì thiết bị dự phòng. Hệ thống đường ống hơi, nước...) bản vẽ sơ đồ nhiệt chi tiết cho thấy rõ về loại số lượng thiết bị vàì phương pháp nối chúng, sự phân bố các phần tử trong nhà máy điện. Sơ đồ nhiệt đặt trưng cho mức độ hoàn thiện về mặt kỹ thuật của nhà máy nhiệt điện cho độ kinh tế vàì độ tin cậy của nó, đặt trưng cho chế độ làm việc của nhà máy. Trong sơ đồ nhiệt chi tiết có các thiết bị vàì đường ống dẫn như sau: Lò hơi. Tuabin, bình ngưng, máy phát. Tuabin truyền động bơm cấp. Thiết bị trao đổi nhiệt : bình gia nhiệt hồi nhiệt, bình khử khí, bình làm lạnh Ejectơ. Bơm : bơm nước cấp, bơm nước ngưng, bơm tuần hoàn, bơm nước động. Đường ống dẫn hơi nước từ lò hơi đến phần cao áp của Tuabin. Ôúng dẫn hơi quá nhiệt trung gian. Ôúng dẫn nước cấp. Ôúng dẫn nước ngưng. Ôúng dẫn nước động. 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 vàì van điều chỉnh Tuabin. Ngoài ra trên đường hơi mới ta còn trích ra một lượng hơi chèn trục Tuabin vàì cung cấp cho Ejectơ làm việc. Van chặn để ngắt tạm thời các đoạn của ống dẫn vàì không cho dòng hơi quá nhiệt chuyển động. Van điều chỉnh cho phép thay đổi lưu lượng vàì áp lực bằng cách thay đổi độ mở của van. Van an toàn để bảo vệ các thiết bị vàì 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 quá nhiệt trung gian. Việc quá nhiệt trung gian cho hơi được áp dụng ở các nhà máy nhiệt điện Tuabin hơi nhằm mục đích nâng cao hiệu suất của nhà máy vàì giảm bớt độ ẩm của hơi ở các tầng cuối của Tuabin. Khi áp suất ban đầu của hơi quá cao mà nhiệt độ của nó không cao một cách tương xứng bởi các nguyên nhân về công nghệ hoặc về kinh tế. Việc quá nhiệt trung gian cho hơi được tiến hành như sau: Hơi sau khi đưa vàìo 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 vàìo bộ quá nhiệt trung gian bố trí ở trong lò để tăng thêm nhiệt độ rồi trở lại trở về phần trung áp Tuabin để tiếp tục giản nở sinh công. Nhờ có quá trình nhiệt trung gian mà nhiệt nóng vàì công của hơi trong Tuabin tăng lên. Do đó giảm được lượng hơi cho Tuabin. Đường ống quá nhiệt trung gian có đặt các van giống như trên đường ống hơi mới. Việc quá nhiệt trung gian cho hơi đã tiết kiệm được nhiên liệu vàìo khoảng 4 ¸ 7% vàì 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, hơi đi chèn trục, hơi cho Ejectơ. 4.3.1. 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 vàìo 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. 4.3.2. Hơi cho Ejectơ. Để tạo chân không trong bình ngưng ta dùng 2 Ejectơ trong đó có 1 Ejectơ chính vàì 1 Ejectơ phụ. Ejectơ hơi là loại thiết bị đơn giản hơn cả, lại vận hành đảm bảo. Lượng hơi dùng cho Ejectơ trích từ đường hơi mới với ae = 0,0025. 4.4. 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 vàì qua các bình gia nhiệt hạ áp rồi đi đến thiết bị khử khí có áp lực 5,88bar. Phía sau Ejectơ ta đặt đường tái tuần hòan 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 vàì 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 quya trở lại bình ngưng. Ơí 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 vàìo 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 vàìo bình khử khí gồm có : Nước ngưng từ các bình gia nhiệt hạ áp, nước động từ các bình gia nhiệt cao áp. Vì nước này còn có các khi có thể gây ăn mòn đường ống vàì 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 vàìo bộ hâm nước của lò hơi. Trước khi nước cấp vàìo 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. Ơí 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. 4.6. 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 vàì nước ngưng, hơi trích sau khi thực hiện việc gia nhiệt thì nhiệt độ giảm xuống vàì ngưng đọng lại thành nước đọng. Ơí các bình gia nhiệt cao áp 1, 2, 3 vàì 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 vàì 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 GNHA5 ® GNHA6 ® GNHA7 vàì từ GNHA7 nước động được bơm đẩy trở lại đường nước ngưng, hỗn hợp với nước ngưng tại điểm hỗn hợp K ở giữa bình GNHA6 vàì GNHA7. Từ đầu hút của bơm nước đọng ta cũng đặt một đường dẫn nước động ta cũng đặt một đường dẫn nước đọng về bình ngưng để đề phòng trường hợp bơm bị hỏng thì nước động 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 GNHA8, bình làm lạnh Ejectơ đưa về điểm hỗn hợp 2. Đường dẫn nước đọng từ GNHA8 vàì 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 động từ GNHA8 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 vàì 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 vàìo bình ngưng thành nước thì phải cấp nước làm mát liên tục vàìo bình ngưng vàì gọi đây là nước tuần hoàn. Nước tuần hoàn được lấy tại trạm bơm ở bờ sông vàì 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 vàì 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 sẽ 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 vài 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 vàì chất lượng hơi.Mỗi khối có 1 lò hơi, vậy toàn nhà máy có 2 lò hơi. Thông số kỹ thuật của lò hơi trực lưu CTK-50-2 : Sản lượng hơi định mức : 950 T/h Thông số hơi mới : + Aïp suất : 250 bar + Nhiệt độ : 565 0 C - Thông số hơi nhiệt trung gian : + Aïp suất : 36,39 bar + Nhiệt độ : 570 0 C 4.9.Tuabin . Toàn nhà máy có 2 khối, mỗi khối có 1 tuabin K- 300 - 240 ngưng hơi.Tuabin được lắp đồng trục với máy phát điện có công suất 300MW . Hơi nước đi vàìo tuabin có t0 = 5600 C vàì P0 = 235,4 bar vàì hơi gia nhiệt trung gian có t0 t g = 5650 C vàì P t g = 35,4 bar. Aïp suất trong bình ngưng được lấy ở nhiệt độ làm mát t0 = 260 C nên áp suất trong bình ngưng là PK = 0,058 bar. Tuabin K-300-240 có 3 xi lanh, 39 tầng, trong đó pần cao áp có 12 tầng, tầng trung áp có 12 tầng vàì hạ áp có 15 tầng. 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 vàì 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 hoá vàì ăn mòn hoá học ; có hệ số dẫn nhiệt thấp. Các ống được ghép chặt lên hai 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 vàì nước lạnh. Tua bin K-300-240 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 vàìo phía trong ; khi chân không bình ngưng xấu đi thì màng kim loại sẽ xích dần đến mũi dao vàì 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 đản bảo chân không .Trong bình ngưng từ các khởi động vàì trong quá trình làm việc của khối. Mỗi tuabin đặt 2 Ejectơ, 1 Ejectơ khởi động làm việc lúc khởi động khối vàì 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 vàì 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 động, nước động được dồn từ GNH5-GNH6-GNH7, sau đó nước động được bơm trở lại đường nước ngưng tại điểm hỗn hợp K .Nước đọng ở bình GNH8 được đưa về điểm hỗn hơp 2 sau bình ngưng . Các bình gia nhiệt hạ áp 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 . Toàn nhà máy có 2 khối do đó có tất cả 8 bình gia nhiệt hạ áp. 4.13. Bình khử khí. Bình khử khí có nhiệm vụ khử các chất khí hoà tan trong nước trước khi vàìo lò hơi.Nguồn nước đi vàìo 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 4 đi qua bộ giảm áp vàìo 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 phía dưới cột khử khí. Lượng nước chứa trong bình chứa có khả năng cung cấp nước cho lò làm việc với phụ tải hơi cực đại trong 5 phút. Thiết bị khử khí là thiết bị trao đổi nhiệt kiêủ hỗn hợp trong đó nước vàìo thiết bị khử khí đi từ trên xuống, hơi đi từ dưới lên . Thiết bị khử khí trong bản thiết kế này làm việc với áp lực 5,88 bar. Các dòng nước có nhiệt độ khác nhau đưa vàìo thiết bị khử khí được phân phối theo độ cao của cột khử khí, nước có nhiệt độ thấp đưa vàìo phía trên cao vàì 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 vàì van an toàn. 4.14. Bình gia nhiệt cao áp. Mỗi tuabin có 3 bình gia nhiệt cao áp, trao đởi nhiệt khiểu 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 đỏ vàìo bình khử khí .Trên đường dẫn nước động có đặt van con heo, đường dẫn nước động 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 vàìo bình gia nhiệtcao áp 3 ; 1 phần đi vàìo 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 vàì 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 vàì 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 thuỷ 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 vàì đóng dần van tuần hoàn như vậy đảm bảo khỏi bị xảy ra hiện tượng thuỷ kích. 4.17. Bơm nước ngưng. Mỗi khối có 2 bơm nước ngưng trong đó có 1 bơm làm việc vàì 1 bơm dự phòng.Ở đầu đẩy của bơm cũng đặt đường tái tuần hoàn vàì 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 iệc trong điều kiện mùa hè ( nhiệt độ nước tuần hoàn cao nhất ) do vậy năng suất làm việc của bơm lớn nhất . Mỗi khối ó 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 vàìo 1 trạm để đễ thao tác vận hành, theo dõi .Để ngăn chặn rác vàìo 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 hất lượng tốt .Nước trước khi vàìo bể nước đọng được đưa qua van giảm áp, phía trên của bể nước động có van an toàn .Có hệ thống để giữ mực nước đúng qui định, phía dưới đặt van để tháo nước lúc sữa chữa.Tại đây có đặt 1 bơm để bơm nước lên cột khử khí khi cần thiết. CHƯƠNG 5 THUYẾT MINH BỐ TRÍ NGÔI NHÀ CHÍNH CỦA NHÀ MÁY 5.1. Những yêu cầu chính : Những gian nhà đặt các máy chính vàì 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 vàì sữa chữa các thiết bị của nhà máy, đồng thời nó ảnh hưỏng đến vốn đầu tư trong xây dựng vàì ảnh hưởng đến giá thành sản xuất điện năng.Do đó lựa chọn phương án bố trí nhà máy phải căn cứ vàìo 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 vàì kinh tế -Điều kiện lao động tối ưu cho nhân viên,đảm bảo các điều kiện vệ sinh môi trường trong nhà 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 vàì thuận lợi khi sữa chữa 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 1kW 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 vàìo 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 vàì 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 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 nghiên đủ. Những thiết bị có thể nổ của hệ thống chuẩn bị bột than, cần phải đặt ngoài trời. Diện tích phục vụ thiết bị vàì bảng điều khiển khối cần phải bố trí cùng độ cao để tránh dùng cầu thang. Van vàì các dụng cụ đo lường cần phải bố trí thành cụm ở những chỗ dể tới vàì 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 vàì nhiệt khi vận chuyển môi chất (lò hơi vàì Tuabin, bơm tuần hoàn vàì bình ngưng, bình khử khí vàì bơm cấp. . ). Phải đảm bảo chiếu sáng tự nhiên vàì thông gió tất cả các chỗ làm việc. Ôúng khóiphải 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 vàì hệ thống thải xỷ 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 vàì chiều dài cáp là nhỏ nhất. Để thuận tiện cho công việc sửa chữa lắp ráp thì cần phải có diện tích để lắp ráp và sửa chữa đặt đầu trục vàì đường sắt, thang máy cho người vàì vật nặng. Hiện nay người ta bố trí gian nhà máy vàì gian lò hơi song song với nhau. Ưu việc của bố trí này là chiều dài của ống dẫn. Suất thể tích xây dựng vàì quá trình xây dựng phần ngôi nhà chính sẽ nhỏ vàì rất thuận lợi cho vận hành. 5.2. Gian Máy. Tuabin vàì 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 vàì 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 sửa chữa hợp lý. Có hai cách bố trí Tuabin trong gian máy đó là bố trí dọc còn gọi là đặt dọc vàì 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 vàì 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. 5.2.3. Bố trí gian máy. Gian máy có hai tầng, tầng 1 ở độ cao 0m 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 tư