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

nhiệt giảm đi, lượng hơi trích phải tăng lên làm giảm lượng hơi đi vào bình ngưng do vậy hiệu suất của tuabin nói riêng và của nhà máy nói chung tăng lên. Ngoài ra việc làm lạnh nước đọng sẽ làm giảm sự thay thế hơi trích của bình gia nhiệt tiếp nhận nước đọng đó và như vậy giảm nhiệt tổn thất năng lượng. Do đó các bình gia nhiệt cao áp đều chọn là loại bình có cả 3 phần: Làm lạnh hơi, gia nhiệt chính và làm lạnh nước đọng. Việc tính toán các bình gia nhiệt cao áp được tiến hành từ bình có áp suất cao đến bình có áp suất thấp. Sơ đồ tính toán bình gia nhiệt cao áp số 1: Trong đó: LH1: Phần làm lạnh hơi trong bình gia nhiệt 1 GN1: Phần gia nhiệt chính trong bình gia nhiệt 1 LĐ1: Phần làm lạnh nước đọng trong bình gia nhiệt 1 ah1; anc: Lượng hơi, lượng nước cấp vào bình gia nhiệt. i1n; i2n: entanpi nước cấp ra và vào bình gia nhiệt. iđ1: entanpi nước đọng ra khỏi bình gia nhiệt ih1: entanpi hơi ra khỏi cửa trích 1 Phương trình cân bằng nhiệt cho bình gia nhiệt cao áp 1 ah1 [(ih1 - i’1) + (i’1 - iđ1)]. h = anc (i1n - i2n) Với anc = 1,02 ih1 = 3023,5 KJ/kg; i1n = 1140 KJ/kg i2n = 1040,6 KJ/kg iđ1 = i2n + Ölđ = 1040,6 + 40 = 1080,6 KJ/kg với Ölđ = 40 KJ/kg: Nhiệt hàm của nước đọng ra khỏi bình gia nhiệt. Chọn hiệu suất bình gia nhiệt h = 0,98 Þ ah1 = 0,0532 2.3.2. Bình gia nhiệt cao áp 2: Ở các bình gia nhiệt cao áp, nước đọng từ bình gia nhiệt có áp suất cao sẽ dồn về bình gia nhiệt có áp suất thấp. Vì vậy tại bình gia nhiệt cao áp 2 sẽ có thêm dòng nước đọng từ bình GNCA1 về. Hơi cấp cho bình gia nhiệt cao áp 2 được lấy từ cửa trích số 2 Sơ đồ tính toán nhiệt cho bình gia nhiệt cao áp số 2 Trong đó: LH2: Phần làm lạnh hơi trong bình gia nhiệt 2 GN2: Phần gia nhiệt chính trong bình gia nhiệt 2 LĐ2: Phần làm lạnh nước đọng trong bình gia nhiệt 2 i2n; i3n: entanpi của nước vào và ra bình GNCA2 ah2; ih2: lượng hơi và entanpi của hơi cấp cho bình GNCA2 ah1; iđ1: lượng nước đọng, entanpi nước đọng ra khỏi bình GNCA1 a’h2 = ah1 + ah2 a’h2; iđ2: Lượng nước đọng, entanpi nước đọng ra khỏi bình GNCA2 Phương trình cân bằng nhiệt cho bình GNCA2 anc (i2n - i3n) = [ah2 (ih2 - iđ2) + ah1 (iđ1 - iđ2)].h Với: anc = 1,02 i2n = 1040,6 KJ/kg i3n = 781,6 KJ/kg ih2 = 3377,6 KJ/kg iđ2 = i3n + 40 = 781,6 + 40 =821,6 KJ/kg ah1 = 0,0532 iđ1 = 1080,6 KJ/kg h = 0,98 ah2 = 0,1 2.3.3. Bình gia nhiệt cao áp số 3: Sơ đồ tính toán nhiệt cho bình gia nhiệt cao áp số 3: Trong đó: LH3: Phần làm lạnh hơi trong bình gia nhiệt 3 GN3: Phần gia nhiệt chính trong bình gia nhiệt 3 LĐ3: Phần làm lạnh nước đọng trong bình gia nhiệt 3 ah3: lượng hơi cấp cho bình GNCA3 lấy từ cửa trích 3 ih3: entanpi hơi cấp cho bình GNCA3 in3; in4: entanpi nước cấp ra và vào bình GNCA3 a’h2: lượng nước đọng từ binh GNCA2 về a’h2 = ah1 + ah2 = 0,0532 + 0,1 = 0,1532 iđ2: entanpi nước đọng từ bình GNCA2 về a’h3: lượng nước đọnh ra khỏi bình GNCA3 về bình khử khí. iđ3: entanpi nước đọng ra khỏi bình GNCA3 - Chọn hiệu suất bình gia nhiệt: h = 0,98 - Theo [TL-2]: lấy iđ3 = in4 + 40, KJ/kg - Khi nước cấp đi qua bơm nước cấp thì bị gia nhiệt thêm một lượng xB nên ta có: in4 = i’kk + x, KJ/kg (3-1) Trong đó: i’kk: entanpi của nước cấp ở đầu hút bơm nước cấp. xB: độ gia nhiệt của nowcs của bơm nước cấp xB.hB = Vtb. (Pđ - Ph). 103, theo (3-2) Với: hB: Hiệu suất của bơm; chọn hB = 0,85 Vtb, m3/kg: Thể tích riêng của nước tại áp suất P Pđ, Ph: áp suất đầu đẩy, hút của bơm, MPa Theo: Pđ = PLH + PtLLH + PtLđ + Hđ . r. G. 106, MPa Với: PLH = P0 + DP0: áp lực hơi tại chỗ ra khỏi lò hơi. P0: áp lực hơi trước tua bin. P0 = 23,54 MPa DP0: tổn thất á lực trong ống hơi từ lò hơi tới tua bin Chọn DP0 = 5% P0 = 23,54. 0,05 = 1,177 MPa PtlLH: trở kháng thuỷ lực của lò hơi: PtlLH = 4MPa (theo NMNĐ 2) Hđ (m): chiều cao dâng nước từ trục bơm cấp đến điểm cao nhất của hệ thống ống là. Chọn Hđ = 30m r : khối lượng riêng của nước ở đường đẩy; r = 863 kg/m3 Ptlđ: tổng trở kháng thuỷ lực của thiết bị (bao gồm các bình GNCA, bộ hâm nước...) Chọn Ptlđ = 14% PLH = 0,14 (23,54 + 0,05. 23,54) = 3,46 MPa Þ Pđ = 23,54 + 0,05. 23,54 + 4 + 3,46 + 30. 9,8. 863. 10-6 Pđ = 32,43 MPa = 324,3 bar Theo: Ph = Pkk - Ptlh + Hh. rh. G. 10-6, MPa Với Pkk: áp lực bình khử khí Pkk = 5,88 bar = 0,588 MPa Ptlh: trở kháng thuỷ lực ống đầu hút. Chọn Ptlh = 0,04 MPa Hh: chiều cao mức nước trong bình khử khí đốt với trục bơm Chọn Hh = 17m rh: khối lượng riêng của nước ở đầu hút: rh = 909 kg/m3 Þ Ph = 0,588 - 0,04 + 17. 9,8. 10-6. 909 Ph = 0,6994 MPa = 6,994 bar P = 165,5 bar Ta có thể tích riêng tương ứng của nước Vtb = 0,0011 m3/kg Từ (3-2) ta có: xB = xB = 41,1 KJ/kg Thay xB vào (3-1) Þ i4n = 666,9 + 41,1 = 708 KJ/kg * Phương trình cân bằng nhiệt của bình GNCA3: anc (i3n - i4n) = [ah3 (ih3 - iđ3) + a’h2 (iđ2 - iđ3)]. h Với anc = 1,02 I3n = 781,6 KJ/kg i4n = 708 KJ/kg iđ3 = i4n + 40 = 748 KJ/kg iđ2 = 821,6 ih3 = 3158,4 KJ/kg h = 0,98 a’h2 = 0,1532 ah3 = 0,0272 2.3.4. Thiết bị khử khí cấp nước (KK) Không khí hòa tan trong nước có chứa một lượng không khí không ngưng như CO2, O2... dẫn đến gây ăn mòn thiết bị và ống dẫn trong nhà máy nhiệt điện. Để bảo vệ chúng khỏi bị ăn mòn của khí trong nước, người ta áp dụng biện pháp tách khí ra khỏi nước trước khi cung cấp cho lò hơi (hay còn gọi là khử khí cho nước). Sơ đồ tính toán nhiệt cho thiết bị khử khí như hình vẽ: Trong đó: - aEch: lượng hơi lấy từ thiết bị khử khí đi chèn bình làm lạnh ejecter. aEch = 0,0035 - an4 ; in4: lượng nước ngưng, entanpi nước ngưng sau bình gia nhiệt hạ áp 4 về. - ah3, in3: lượng hơi, entanpi từ cửa trích 3 cấp cho TBKK - a’h3, iđ3: lượng nước đọng, entanpi nước đọng từ bình GNCA3 về. a’h3 = ah1 + ah2 + ah3 a’h3 = 0,0532 + 0,1 + 0,0272 = 0,1804 Phương trình cân bằng chất của thiết bị khử khí. anc + aHAch = a’h3 + an4 + ah3 Û ah3 = anc + aHAch - a’h3 - an5 ah3 = 1,02 + 0,0035 - 0,1804 - an4 ah3 = 0,8431 - an4 (4-1) Phương trình cân bằng nhiệt thiết bị khử khí anc. i’kk + aHAch. i”kk = (ah3. ih3 + a’h3. iđ3 + an4. in4).h Chọn hiệu suất trung bình khử khí: h = 0,98 Chọn áp lực làm việc của TB KK là 6 at = 5,88 bar Ta sẽ có: i’kk = 666,9 KJ/kg i”kk = 2757 KJ/kg Từ phương trình cân bằng nhiệt: 1,02. 666,9 + 0,0035. 2757 = (ah3. 3069,5 + 0,1804. 748 + an4. 640) ah3 = 0,1808 - 0,208. an4 (4-2) Từ (4-1) và (4-2) Þ ah3 = 0,0071 an4 = 0,836 2.3.5. Bình gia nhiệt hạ áp 4: Sơ đồ tính toán nhiệt cho bình gia nhiệt hạ áp 4: Trong đó: ah4, ih4: lượng hơi và entanpi của dòng hơi lấy từ cửa trích số 4 an4: lượng nước ngưng qua GNHA4 in4, in5: entanpi nước ngưng ra và vào GNHA4 ah4, iđ4: lượng nước đọng và entanpi nước đọng ra khỏi GNHA4 phương trình cân bằng nhiệt của GNHA4 Phương trình cân bằng nhiệt tại bình GNHA4 an4 (in4 - in5) = ah4 (ih4 - iđ4). h Chọn hiệu suất bình GNJA4: h = 0,98 Với: an4 = 0,836 in4 = 640 KJ/kg in5 = 620,4 KJ/kg ih4 = 3069,5 KJ/kg iđ4 = 633,08 KJ/kg ah4 = 0,0068 2.3.6. Bình gia nhiệt hạ áp 5 (GNHA5) Hơi thoát ra từ tua bin phụ được đưa trở lại tầng trung gian của tua bin chính trên đường hơi về có trích một đường hơi cấp cho GNHA5. Sơ đồ tính toán nhiệt của bình GNHA5 như sau: Trong đó: ah5: lượng hơi cấp cho gia nhiệt hạ áp 5 ih5: entanpi của dòng hơi cấp cho gia nhiệt hạ áp 5 ah4: lưu lượng dòng nước đọng từ gia nhiệt hạ áp 4 trở về ih4: entanpi dòng nước đọng từ GNHA4 về GNHA5 a’h5, iđ5: lưu lượng và entanpi dòng nước đọng từ GNHA5 về GNHA6 a’h5 = ah4 + ah5 + aTAch aTAch: dòng hơi chèn phần trung áp về có aTAch = 0,004 và iTAch = i0 - 100 = 3406 - 100 = 3306 KJ/kg Phương trình cân bằng nhiệt của GNHA5 an4 (in5 - iHHK) = [ah5 (ih5 - iđ4) + ah4 (iđ4 - iđ5) + aTAch(iTAch - iđ5)]. h Chọn hiệu suất bình GNHA5 là h = 0,98 Theo bảng 2 ta có: in5 = 620,4 KJ/kg ih5 = 2980 KJ/kg iđ5 = 519,66 KJ/kg iđ4 = 633,08 KJ/kg an4 = 0,836 ah4 = 0,0068 Thay vào phương cân bằng nhiệt ta có: 0,836 (620,4 - iHHK) = [ah5 (2980 - 519,66) + 0,0068 (633,08 - 519,66) + 0,004 (3306 - 519,66)] Þ iHHK = 606,136 - 2943 ah5 (6-1) 2.3.7. Cân bằng nhiệt điểm hỗn hợp K: Nước đọng tự bình GNHA5 đỗ về bình GNHA6 sau đó nước đọng được bơm trở lại đường nước ngưng tại vị trí hỗn hợp K ở giữa bình GNHA5 và GNHA6 nhờ bơm nước đọng. Sơ đồ tính toán nhiệt như hình vẽ sau: Trong đó: a’h6; iđ6: lượng nước và entanpi nước đọng từ bình GNHA6 về a’h6 = ah6 + a’h5 = ah6 + ah4 + ah5 + aTAch in6; iHHK: entanpi nước ngưng vào và ra khỏi điểm hỗn hợp K Phương trình cân bằng nhiệt tại điểm hỗn hợp K an4. iHHK = a’h6. iđ6 + an5. in6 Với iđ6 = 395,85 KJ/kg an4 = 0,836 in6 = 394,3 KJ/kg Thay vào ta có: 0,836. iHHK = a’h6 . 395,85 + an6. 394,3. (7-1) Thay (6-1) vào (7-1) ta có: 0,836 (606,136 - 2943 ah5) = (ah6 + 0,0068 + ah5 + 0,004)395,85 + an5. 394,3 Þ 395,85 ah6 + 394,3 an5 + 2856,198 ah5 = 505.146 (7-2) Phương trình cân bằng chất tại điểm K an5 + a’h6 = an4 Û an5 + an6 + an4 + ah5 + aTAch = an4 an5 + ah6 + ah5 = 0,836 (7-3) 2.3.8. Bình gia nhiệt hạ áp 6: Sơ đồ tính toán nhiệt như hình vẽ sau: Trong đó: ah6 : lưu lượng hơi trích từ cửa trích số 6 cấp cho GNHA6 và có entanpi ih6 a’h5 ; iđ5: lưu lượng và entanpi dòng nước đọng từ GNHA5 về a’h5 = ah5 + ah4 + aTAch = ah5 + 0,0108 a’h6; iđ6: lưu lượng nước đọng và entanpi nước đọng được bơm từ GNHA6 về GNHA5 a’h6 = a’h5 + ah6 = ah5 + ah4 + aTAch + ah6 entanpi nước ngưng vào và ra khỏi GNHA7 là in7 và in6. Phương trình cân bằng nhiệt của gia nhiệt hạ áp 6: an5 (in6 - in7) = [ah6 (ih6 - iđ6) + a’h5 (iđ5 - iđ6)]. h Chọn hiệu suất của bình gia nhiệt là: h = 0,98 Tra bảng 2: in6 = 394,3 KJ/kg in7 = 321,9 KJ/kg ih6 = 2746,7 KJ/kg iđ6 = 395,85 KJ/kg iđ5 = 519,66 KJ/kg ah4 = 0,0086. Þ an5 (394,3 - 321,9) = [ah6 (2746,7 - 395,85) + a’h5 (519,66 - 395,85)].h Û 72,4an5 = [2350,85 ah6 + 123,81 (ah5 + 0,0108)]. 0,98 73,87 an5 = 2350,85 ah6 + 123,81 ah5 + 1,337 (8-4) Kết hợp (7-2) , (7-3) , (8-1) Ta được: an5 = 0,745 ah5 = 0,02 ah6 = 0,071 2.3.9. Bình gia nhiệt hạ áp 7: Bình làm lạnh ejectơ (LE) và bình ngưng Sơ đồ tính toán nhiệt như hình vẽ sau: Trong đó: - ah7; ih7: lưu lượng và entanpi của hơi cấp cho bình GNHA7. - aHAch; iHAch: lưu lượng và entanpi của hơi chèn hạ áp về bình GNHA7. - Hơi cấp cho ejectơ được lấy từ đường hơi mới, nước đọng ở bình làm lạnh ejectơ được đưa về cuối bình ngưng: có ac = 0,0025; i0 = 3406 KJ/kg - Nước đọng ở bình GNHA7 cũng được đưa về hỗn hợp ở cuối bình ngưng. 2.3.9.1. Bình gia nhiệt hạ áp 7: Phương trình cân bằng nhiệt: an5 (in7 - inc) = [ah7 (ih7 - iđ7) + aHAch (iHAch - iđc)]. h Chọn hiệu suất thiết kế GNHA7: h = 0,98 an5 = 0,745 in7 = 321,9 KJ/kg ih7 = 2650,2 KJ/kg iđ7 = 231,16 KJ/kg Þ 0,745 (321,9 - inc) = [ah7 (2650,2 - 231,16) + 0,0025 (3406 - 232,16)]0,98 239,81 - 0,745 inc = (2419.04 ah7 + 7,9346). 0,98 Û 2419,04 ah7 = 232,03 - 0,745 inc (9-1) Theo [TL-2] chọn độ gia nhiệt nước ngưng trong bình làm lạnh ejectơ là xe = 32 KJ/kg Do đó ta có: inc = iHH2 + xe = iHH2 + 32 (9-2) Thay (9-2) vào (9-1) ta có: 2419,04 ah7 = 232,03 - 0,745 (iHH2 + 32) 2419,04 ah7 = 208,19 - 0,745 iHH2 (9-3) 2.3.9.2. Điểm hỗn hợp sau bình ngưng (HH2) Phương trình cân bằng chất an6 = aK + aHAch + ae + ah7; aHAch = 0,0035 Với aK: lượng nước đọng sau khi ra khỏi bình ngưng Þ aK + ah7 = an5 - (aHAch + ae) = 0,745 - (0,0025 + 0,0035) aK + ah7 = 0,739 (9-4) Phương trình cân bằng nhiệt tại điểm hỗn hợp 2 an5 . iHH2 = ah7 . iđ7 + aHAch . iđ7 + ae . i’e + aK . i’K Theo bảng 2 ta có: iđ7 = 231,16 kJ/kg i’K = 155 kJ/kg an5 = 0,745 Thay vào phương trình cân bằng nhiệt 231,16 ah7 + 155aK - 0,745 iHH2 = - 1,3342 (9-5) Kết hợp 3 phương trình (9-3); (9-4) và (9-5) Ta được: ah7 = 0,037 aK = 0,702 iHH2 = 159,32 KJ/kg 2.3.10. Cân bằng hơi và nước ngưng: Mục đích cân bằng hơi và nước là nhằm kiểm tra kết quả tính toán Lượng nước ngưng tính theo đường nước: anK = 0,702 Lượng nước ngưng tính theo đường hơi: ahK = a0 - Trong đó: a0: lượng hơi mới: a0 = 1 åar: tổng lượng hơi từ các cửa trích (r = 1 ¸ 7) åar = ah1 + ah2 + ah3 + ah4 + ah5 + ah6 + ah7 = 0,0532 + 0,1 + 0,0272 + 0,0071 + 0,0068 + 0,02+ 0,037 åar = 0,3223 ÞahK = 1 - åar = 0,6777 Tính sai số tương đối: D = 0,036% < 0,1% Vậy kết quả tính toán ở trên là hợp lý. 2.3.11. Cân bằng năng lượng và tiêu hao hơi trên tua bin: Tổng cộng của dòng hơi trên tua bin được xác định ở bảng sau: Bảng 4: Nhiệt giảng thực và công của 1kg hơi mới Phần chảy của tua bin Phần hơi đi qua Nhiệt giáng thực (kJ/kg).HiJ Công thực của 1kg hơi mới (kJ/kg) aj. HiJ Công thức Trị số 0’ - 1 1 - 2 2’ - 30 3 - 4 4 - 5 5 - 6 6 - K 6 - 7 7 - 8 8 - K a0’1 = a0 - aCAch - aTAch - ae a12 = a0’1 - a1 a2’3 = a12 - a2 a34 = a2’3 - a3 a45 = a34 - a4 a56 = a45 - a5 a6K = 1/3(a56 +a6) a67 = (a56 - a6) 2/3 a78 = a67 - a7 a8K = a78 - a8 0,9895 0,9191 0,819324 0,78225 0,7700823 0,7352023 0,2571541 0,5143082 0,4708382 0,4663742 300 35 183 100 204 120 566 178 120 268 296,85 32,1685 149,9362 78,225 157,0967892 88,224276 145,54922 91,5468596 56,500584 124,9882856 Trong đó: Hj(J+1): Nhiệt giáng trong tua bin từ cửa trích thửa J đến (J + 1) aJ: lượng hơi trích từ các cửa trích của tua bin aJ(J+1): lượng hơi qua phần tua bin giữa cửa trích thứ J và (J + 1) Phương trình năng lượng của tua bin có dạng Do Với: hcơ = 0,994: hiệu suất phần cơ khó của tua bin hmáy F = 0,99: hiệu suất phần điện và phần cơ khí của máy phát WE = 770 MW = 770. 103 kW: lượng điện năng sản xuất ra Theo bảng 4: åaj. HiJ = 1221,085714 kJ/kg Từ phương trình trên Þ D0 = D0 = D0 = 623,156 kg/s = 2243361,6 kg/h Suất tiêu hao hơi của tua bin: d0 = 2.3.12. Tiêu hao hơi và nước: Nhằm mục đích xác định trị số tuyệt đối của các dòng hơi và nước. Bảng 5: Trị số các dòng hơi và nước. D0 = 623,156 kg/s Các dòng hơi và nước Trị số tương đối a Trị số tuyệt đối a D0 (kg/s) Hơi cấp cho bình GNCA1 Hơi cấp cho bình GNCA2 Hơi cấp cho bình GNCA3 Hơi trích cho tua bin truyền động bơm cấp Hơi trích cho bình khử khí Hơi cấp cho bình GNHA4 Hơi cấp cho bình GNHA5 Hơi cấp cho bình GNHA6 Hơi cấp cho bình GNHA7 Hơi vào bình ngưng Hơi và nước rò rỉ Lượng hơi vào bộ quá nhiệt trung gian Lượng nước cấp 0,0532 0,1 0,0272 0,277 0,0071 0,0068 0,02 0,071 0,037 0,702 0,02 0,819324 1,02 33,15 62,3156 16,95 172,61 4,424 4,23 12,46 44,24 23,057 437,45 12,46 510,57 635,62 2.4. Các chỉ tiêu năng lượng của tua bin và trung tâm nhiệt điện: 2.4.1. Tiêu hao nhiệt của tua bin để sản xuất điện: QTB = D0 (i0 - inc) + Drg (i”rg = i’rg) Với: D0 = 623,156 kg/s: lưu lượng hơi mới i0 = 3406 kJ/kg inc = 1040 (kJ/kg): entanpi nước cấp vào lò hơi Drg = 510,57 kg/s: lượng hơi vào bộ quá nhiệt trung gian i’’rg; i’rg: entanpi của hơi được xác định theo áp suất và nhiệt độ của hơi khi ra khỏi phần cao áp và khi vào phần trung áp của tua bin i”rg = 3540 kJ/kg i’rg = 3373kJ/kg Þ QTB = 623,156 (3406 - 1040) + 510,57 (3540-3373) QTB = 1559652 kW 2.4.2. Suất tiêu hao nhiệt của tua bin để sản xuất điện 2.4.3. Hiệu suất sản xuất điện: 2.4.5. Tiêu hao nhiệt của lò hơi: Qqn = Dqn (iqn - inc) + Drg (iLHrg - iOLHrg) Dqn = D0 + Drr = D0 + 0,02 D0 = 1,02 D0 = 635,619 kg/s iqn: entanpi hơi quá nhiệt ở áp suất 166 bar, nhiệt độ 5380C iqn = 3406 kJ/kg inc = 1040 kJ/kg: entanpi nước cấp Drg = 510,57 kg/s iLHrg; iOLHrg: entanpi của hơi được xác định theo áp suất và nhiệt độ của hơi khi vào và ra khỏi bộ quá nhiệt trung gian nghĩa là trước và sau khi quá nhiệt trung gian. Bảng 6: Thông số hơi và nước trước và sau khi quá nhiệt trung gian tại lò. Hơi Áp suất (bar) Nhiệt độ 0C Entanpi, kJ/kg Hơi mới 166 538 3406 Hơi trước quá nhiệt trung gian 37.2 325 3021 Hơi sau quá nhiệt trung gian 19.3 457 3373 Vậy Qqn = 635,619 (3406- 1040) + 510,57 (3373- 3021) Qqn = 1683595 kW 2.4.6. Hiệu suất tải nhiệt: 2.4.7. Hiệu suất (thô) của khối hthô = hTB . htải .hLH Với: hLH = 0,925 Þ hthô = 0,494. 0,926. 0,925 hthô = 0,4231 = 42,31 % 2.4.8. Hiệu suất của khối có tính đến điện năng tự dùng: h = hthô (1 - etd) Với etd : hệ số tự dùng; eN = 0,04 Þ h = 0,4231 (1 - 0,04) = 40,6 % 2.4.9. Suất tiêu hao nhiệt của khối: 2.4.10. Hiệu suất tiêu hao nhiên liệu chuẩn: BTC = Với: QTC = 29330 kJ/kg: nhiệt trị của nhiên liệu tiêu chuẩn 2.4.11. Lượng tiêu hao nhiên liệu thực tế: Với: Qtt = 7047 kcal/kg = 29500 kJ/kg CHƯƠNG 3 TÍNH CHỌN THIẾT BỊ NHÀ MÁY 3.1. Lựa chọn thiết bị chính của nhà máy điện: Thiết bị chính của nhà máy điện bao gồm là hơi và tua bin. Trong phần tính toán lựa chọn ở chương 2 ta đã chọn tua bin, do vậy trong mục này ta chỉ cần đề cập đến việc lựa chọn lò hơi. Chọn năng suất, loại và số lượng lò hơi dựa trên cơ sở sau: + Đảm bảo cung cấp hơi. + Tổn hao kim loại và giá thành thấp. + Áp dụng cấu trúc là hợp lý, dùng cùng một loại và cùng năng suất trong một khối cũng như trong toàn nhà máy. Tổng năng suất định mức của lò hơi làm việc phải cao hơn phụ tải cực đại cả lò hơi 1 ít. Phụ tải hơi của lò hơi là bao gồm lượng hơi cực đại đến tua bin làm việc, lượng hơi chèn, tiêu hao hơi ejectơ, tổn thất rò rỉ hơi. Phụ tải hơi của lò được chọn theo tiêu hao hơi cho tua bin có kể đến rò rỉ và lấy thêm 3% dự trữ. Gọi phụ tải hơi của lò là D thì D = D0 (1 + arr). 1,03 Trong đó: 1 + arr: hệ số tính đến tổn thất rò rỉ hơi. 1,03: hệ số tính đến độ dự trữ D0 = 623,156 kg/s Þ D = 623,156.(1 + 0,02). 1,03 D = 654,68 kg/s Hay D = 2356 T/h Với sản lượng này ta chọn được loại lò hơi trực lưu mỗi khối có 1 lò hơi. - Sản lượng hơi 2356 T/h - Thông số hơi quá nhiệt - Nhiệt độ: 5370C - Áp suất: 240 bar - Nhiệt độ nước cấp: 2550C - Nhiệt độ khói thoát: 1380C. - Nhiên liệu: khí đồng hành. 3.2. Lựa chọn thiết bị phụ 3.2.1. Bơm nước cấp: Bơm nước cấp là thiết bị quan trọng trong nhà máy bởi vì nó phải đảm bảo khả năng làm việc chắc chắn của lò hơi để việc sản xuất điện năng được ổn định. Bơm nước cấp được chọn sao cho cấp đủ nước ở công suất cực đại của toàn khối với lượng dự trữ 5%. Bơm điện dự phòng, khởi động có năng suất 50% lưu lượng toàn khối Để đảm bảo an toàn cho sự làm việc của bơm cấp, lưu lượng nước qua mỗi bơm cấp nên lấy dư ra khoảnh (5÷10)% so với định mức. Cột áp cũng lấy dư ra một khoảng tương tự. Tổng chiều cao cột áp bơm cấp tính theo công thức (2.8) tl 1tr42: Dp = . (Pđ - Ph) =( 324,3-6,994 ) 105=317,31.105 N/m2 Để chọn bơm ta dựa vàìo các thông số sau: - Lưu lượng nước cấp : Dnc = 635,62 kg/s Þ Lưu lượng nước cấp của 1 bơm có kể đến 5% dự trữ là: Dnc = 635,62 (1 + 0,05) Dnc = 667,4 kg/s Năng suất của bơm nước cấp Qnc = Dnc.υ Với: υ = 0,0011 m3/kg: thể tích riêng trung bình của nước cấp Þ Qnc = 667,4. 0,0011=0,734 m3/s =2642,4 m3/h - Cột áp của bơm nước cấp lấy dự trữ cột áp 5% ta có: Dp = 317,31.105 (1 + 0,05) N/m2 Dp = 333,18.105 N/m2 = 333,18 bar Wnc= Qnc . Dp/.hbom=0,734 . 333,18.105 /0,85= 287,7. 105 W 3.2.2. Bơm nước ngưng: Mỗi khối 770MW có một bình ngưng vàì chọn 2 bơm nước ngưng cho 1 bình ngưng, trong đó 1 bơm làm việc vàì 1 bơm dự phòng, năng suất của bơm được xác định theo lượng hơi lớn nhất đi vàìo bình ngưng có tính đến trích hơi đi gia nhiệt hồi nhiệt đồng thời có tính đến độ dự trữ 10%. Lưu lượng của nước ngưng: Dng = D0.( ah1 + ah2 + ah3 + ah4 + ah5 + ah6 + ah7 + ah8 )+ Drr =623,156.0,3223+12,64 = 213,48 kg/s Trong đó: Drr: lượng nước rò rỉ Nếu tính thêm dự trữ 10% thì: Dng = 234,83 kg/s Năng suất của bơm nước ngưng Q = Dng . υ Với: υ = 0,0011 m3/kg Þ Q = 234,83.0,0011 = 0,26m3/s Hay: Q = 936 m3/h Theo bảng PL3.10 ta chọn 2 bơm 16KcB-11x4 Từ đó ta chọn được loại động cơ để kéo bơm nước ngưng - Ký hiệu động cơ: AB-114-4 - công suất: 320 kW - khối lượng: 3,95tấn - ống hút: 400 mm - ống đẩy: 250 mm - kích thước: Dài 1600 mm Rộng 1500 3.2.3. Bơm tuần hoàn: Bơm tuần hoàn được chọn trong điều kiện làm việc về mùa hè, lượng hơi vào bình ngưng lớn nhất, nhiệt độ nước tuần hoàn cao nhất vàì lưu lượng hơi được tính toán ở chế độ ngưng hơi thuần tuý. Năng suất của bơm tuần hoàn tương ứng với lượng nước cần cung cấp cho bình ngưng, ngoài ra còn phải kể đến lượng nước làm mát dầu, làm mát máy phát vàì các yêu cầu khác. Ta có phương trình cân bằng nhiệt của bình ngưng QK = DK (IK - I’K) = Glm. (-) Với: QK: lượng nhiệt hơi truyền cho nước làm mát DK = 437,45 kg/s: lượng hơi vàìo bình ngưng IK = 2440J/kg I’K = 157,05 KJ/kg Glm: lượng nước làm mát hơi vàìo bình ngưng entanpi nước làm mát vàìo vàì ra bình ngưng - = C (t2 - t1) C = 4,186 KJ/kg0C. Nhiệt dung riêng của nước T1 = 250C; t2 = 370C: nhiệt độ nước làm mát vào và ra khỏi bình ngưng. Þ - =50,23 kj/kg Từ phương trình cân bằng nhiệt ta có Glm = 19882,07kg/s Ngoài ra phải tính đến lượng nước cần dùng cho các nhu cầu khác trong nhà máy. Lượng nước này chiếm 5% so với lượng nước làm mát hơi. Vậy lượng nước tuần hoàn qua bơm: G0th = Glm + 0,5 Glm = 1,05 Glm = 29823,1kg/s Nếu kể đến lưu lượng 10% thì: Gth = 1,1. 29823,1=32805,41kg/s Năng suất của bơm tần hoàn: Dth = 0,5. Gth. Υ Trong đó: 0,5: Hệ số kể đến lưu lượng làm việc của một bơm chỉ chiếm 50% tổng lưu lượng nước tuần hoàn của khối. υ: Thể tích riêng trung bình của nước tuần hoàn υ = 0,0011 m3/kg Vậy: Dth =18,05m3/s = 64980m3/h Theo bảng PL3.11c ta chọn bơm 75pb-60 3.2.4. Bình ngưng: Bình ngưng được chọn là loại làm mát kiểu bề mặt. Nó làm việc theo nguyên tắc hơi thoát khỏi tua bin được tiếp xúc gián tiếp với nước làm lạnh làm mát và ngưng tụ thành nước ngưng. Loại này có ưu điểm là nước ngưng đọng rất sạch có thể cung cấp trực tiếp cho lò hơi. Nước lạnh được đi trong ống đồng, còn hơi đi ngoài ống thực hiện việc trao đổi nhiệt với nước lạnh. Ta chọn bình ngưng hợp bộ của tuabin K - 50 - 90 :(BK-50-1) có đặc tính kỹ thuật như sau: Ký hiệu: 50KLIC-3 Diện tích mặt làm lạnh: 3000 m2 Số chặng: 2 Lưu lượng nước làm lạnh: 8000 m3/h Kiểm tra diện tích trao đổi nhiệt Bề mặt làm lạnh của bình ngưng xác định theo công thức Trong đó: Q = IK - I’K: lượng nước truyền cho bình ngưng DK = 437,45kg/s=1574820kg/h:lưu lượng hơi đi vàìo bình ngưng IK = 2440 kJ/kg: entanpi hơi đi vàìo bình ngưng I’K = 157,05 kJ/kg: entanpi nước ngưng Dtcp: độ chênh lệch nhiệt độ trung bình logarit giữa hơi và nước Trong đó: Dt = t2 - t1: độ chênh lệch độ nước tuần hoàn ra vàì vào bình ngưng. Ut: độ chênh lệch độ giữa nước ngưng và nước tuần hoàn ra khỏi bình ngưng: Ut = tK - ta = 37 - 32 = 50C K: Hệ số truyền nhiệt được xác định dựa vàìo tốc độ nước, khi tốc độ nước trung bình từ 1,5 ¸ 3 m/s thì hệ số truyền nhiệt trung bình nằm trong khoảng 1714,5 ¸ 3489 W/m2 0C Ta chọn K = 3300 W/m2 0C Vậy Vậy Ftt < Ftk = 3000m2 do đó. Bình ngưng mà ta đã chọn là hợp lý 3.2.5. Thiết bị khử khí nước cấp: Thiết bị khử khí phải được chọn sao cho sản lượng của nó phải bằng sản lượng nước cấp cực đại cho lò hơi. Trong thiết kế này một thiết bị khử khí nước cấp cho một khối, như vậy toàn nhà máy có 2 thiết bị khử khí. Dung tích của thiết bị khử khí chứa nước dưới cột khử khí được chọn với dự trữ nước khi lò chạy toàn tải trong thời gian 5 phút. Lưu lượng nước cấp cho lò hơi. Dnc = 635,62 kg/s Lưu lượng nước khử khí là lưu lượng nước cấp có tính đến dự trữ 5%. DKK = 1,05. Dnc = 1,05. 635,62 = 667,4 kg/s = 2402,64 T/h Dung tích của bình chứa nước sau khi đã khử khí phải đảm bảo cung cấp nước trong 5 phút = 300 giây. VKK = DKK . 300. V V = 0,001 m3/kg Þ VKK = 667,4. 300. 0,001 = 200,22 m3 CHƯƠNG 4 THUYẾT MINH SƠ ĐỒ NHIỆT CHI TIẾT Sơ đồ nhiệt chi tiết là sơ đồ bao gồm tất cả các thiết bị của nhà máy điện (kể cả thiết bị làm việc và dự phòng). Nguồn dẫn nối các thiết bị với nhau, các van trên đường ống. Sơ đồ nhiệt chi tiết của nhà máy điện đặc khối là sơ đồ nhiệt của từng khối riêng biệt. Khác với sơ đồ nhiệt nguyên lý, trong sơ đồ nhiệt chi tiết người ta đưa tất cả các thiết bị chính và phụ, các thiết bị làm việc với dự phòng, hệ thống đường ống hơi nước, dầu,... Trên bản vẽ sơ đồ nhiệt chi tiết cho ta thấy rõ về loại, số lượng thiết bị, phương pháp nối chung và sự phân bố các phần tử trong nhà máy điện. Sơ đồ nhiệt chi tiết đặc trưng cho mức độ hoàn thiện về mặt kỹ thuật cũng như cho độ kinh tế và độ tin cậy của nhà máy, đặc trưng cho chế độ làm việc của nhà máy nhiệt điện. Nguồn dẫn nhà máy điện, nhất là các ống dẫn hơi chính có ý nghĩa quan trọng đối với sự làm việc chắc chắn của nhà máy điện. Bởi vì khi hư hỏng bất kỳ một chổ nào trên đường ống thì có thể dẫn tới phải cắt một phần công suất, và khi bố trí không kợp lý thì có thể phải ngừng toàn bộ nhà máy điện. Mức độ làm việc chắc chắn ống dẫn phụ thuộc vào đặc tính của kim loại chế tạo ống vào chất lượng nối ống (mặt bích, mối hàn) vào tính chất hợp lý của sơ đồ. Chọn sơ đồ ống dẫn cn c ảnh hưởng tới mức độ kinh tế nghĩa lă ảnh hưởng tới vốn đầu tư, chi phí vận hành, liên quan đến các tổn thất năng lượng và nhiệt khi dẫn môi chất. Vì trong thiết kế ta chỉ sử dụng một lò hơi cung cấp cho một turbine, do đó ta chọn sơ đồ ống dẫn hơi chính là loại sơ đồ khối. Trong sơ đồ nhiệt chi tiết có các thiết bị và đường ống dẫn như sau: - Lò hơi. - Turbine, bình ngưng, máy phát. - Các loại van. - Turbine truyền động bơm cấp. - Thiết bị trao đổi nhiệt: bình gia nhiệt cao áp, hạ áp, bình khử khí, bình làm lạnh ejector. - Bơm: bơm nước cấp, bơm nước ngưng. - Các đường ống hơi nước. - Các đường ống góp chung của hệ thống. 4.1. Đường đi của hơi mới: Đường đi của hới mới là đường ống dẫn hơi quá nhiệt. Từ lò hơi đến phần cao áp của Tuabin. Trên đường dẫn hơi mới này có các van chặn, van an toàn, van Stop và van điều chỉnh Tuabin. Ngoài ra trên đường hơi mới ta còn trích ra một lượng hơi chèn trục Tuabin và cung cấp cho Ejectơ làm việc. Van chặn để ngắt tạm thời các đoạn của ống dẫn và không cho dòng hơi quá nhiệt chuyển động. Van điều chỉnh cho phép thay đổi lưu lượng và áp lực bằng cách thay đổi độ mở của van. Van an toàn để bảo vệ các thiết bị và đường ống khỏi chịu áp lực quá mức. Van Stop đặt trước van điều chỉnh, muốn dừng Tuabin phải đóng van này. Nhất là khi sự cố Tuabin, khi ngắt mạch máy phát, khi độ di trục của Tuabin quá lớn hay tốc độ của Tuabin quá mức, muốn dừng Tuabin ngay lập tức thì ta đóng van này. 4.2. Đường hơi phụ. Đường hơi phụ bao gồm đường hơi trích cho các bình gia nhiệt hồi nhiệt, hơi đi chèn trục, hơi cho Ejectơ. 4.2.1. Hơi trích cho các bình gia nhiệt hồi nhiệt. Để gia nhiệt cho nước ngưng nước cấp chúng ta sử dụng một phần hơi sau khi đã giản nở sinh công từ các của trích của Tuabin. Hơi được lấy từ các cửa trích của Tuabin gọi là hơi chính. Hơi chính gia nhiệt cho nước cấp ở các bình gia nhiệt cao áp vàì gia nhiệt cho nước ngưng ở các bình gia nhiệt hạ áp. Để gia nhiệt cho bình khử khí thì lấy hơi từ cửa trích số 4 cho qua van giảm áp trước khi vào cột khử khí. Trên đường hơi trích ta đặt các van chặn dùng để đóng ngắt các dòng hơi từ Tuabin đến các bình gia nhiệt, để phòng khi sự cố bình gia nhiệt van chặn đóng lại để sửa chữa hoặc đóng mở khi vận hành. 4.3. Đường nước ngưng: Sau khi giản nở sinh công trong Tuabin, ngoài lượng hơi trích cho các bình gia nhiệt, khử khí,... Còn lại phần lớn lượng hơi được đưa về bình ngưng. Tại đây nhờ nước tuần hoàn làm mát mà hơi được ngưng đọng thành nước. Sau đó nhờ bơm nước ngưng đẩy nước ngưng qua Ejectơ chính để làm mát Ejectơ và qua các bình gia nhiệt hạ áp rồi đi đến thiết bị khử khí có áp lực 7 bar. Phía sau Ejectơ ta đặt đường tái tuần hoàn nước ngưng nhằm mục đích duy trì mực nước cần thiết cho bình ngưng để bơm nước ngưng làm việc liên tục. Đường tái tuần hoàn này làm việc khi khởi động Tuabin và làm việc với phụ tải thấp vì lúc đó lượng nước ngưng trong bình ngưng ít hơn mức quy định khi ta mở van nước ngưng trên đường tái tuần hoàn nước ngưng để nước ngưng quay trở lại bình ngưng. Ở đây ta có thể sử dụng van tự động điều khiển bằng xung. Khi mực nước trong bình ngưng tụt xuống dưới mức quy định nó sẽ tạo thành tín hiệu xung tác động điều khiển mở van để nước theo đường tái tuần hoàn về bình ngưng. Sau khi qua Ejectơ, nước ngưng qua các bình gia nhiệt hồi nhiệt hạ áp, nhiệt độ nước ngưng được tăng dần lên khi đi qua các bình gia nhiệt này nhờ nhiệt của hơi ở các cửa trích. Tại mỗi bình gia nhiệt hạ áp đều đặt các đường đi tắt qua các bình để đề phòng khi sự cố xảy ra ở một bình nào đó thì nước ngưng đi theo đường tắt đi đến các bình gia nhiệt tiếp theo để đảm bảo nước liên tục vào bình khử khí. Tại bình khử khí đặt một van điều chỉnh tự động, nó có nhiệm vụ giữ cho mức nước trong bình khử khí đúng quy định. 4.4. Đường nước cấp: Nước vào bình khử khí gồm có: Nước ngưng từ các bình gia nhiệt hạ áp, nước đọng từ các bình gia nhiệt cao áp. Vì nước này còn có các khí có thể gây ăn mòn đường ống và thiết bị nên bình khử khí có nhiệm vụ tách các chất khí hòa tan này ra khỏi nước. Nước ra khỏi bình khử khí được bơm nước cấp đẩy qua các bình gia nhiệt cao áp 3, 2, 1 rồi vào bộ hâm nước của lò hơi. Trước khi nước cấp vào bộ hâm nước phải đi qua một van một chiều. Van một chiều để đảm bảo cho bộ hâm nước không bị mất nước khi áp lực của đướng ống cấp giảm xuống dưới mức quy định. Phía đầu đẩy bơm nước cấp phải đặt van một chiều để không cho nước trở ngược lại bơm gây sự cố bơm. Ở các bình gia nhiệt cao áp ta đặt đường đi tắt để khi sự cố ở một bình gia nhiệt nào đó thì nước cấp theo đường tắt đi đến bình gia nhiệt tiếp theo. 4.5. Đường nước đọng: Để đảm bảo cho các bình gia nhiệt thực hiện việc trao đổi nhiệt có hiệu quả thì phải rút nước đọng ra khỏi bình gia nhiệt. Nguyên nhân sinh ra nước đọng là do hơi trích từ các cửa trích của Tuabin đến gia nhiệt cho nước cấp và nước ngưng, hơi trích sau khi thực hiện việc gia nhiệt thì nhiệt độ giảm xuống và ngưng đọng lại thành nước đọng.Ở các bình gia nhiệt cao áp 1, 2, 3 và bình gia nhiệt hạ áp 6 có kèm thêm phần làm lạnh nước đọng, việc làm lạnh nước đọng sẽ giảm sự thay thế hơi trích của các bình gia nhiệt tiếp nhận nước đọng đó và như vậy giảm được tổn thất năng lượng. Nước đọng ở các bình gia nhiệt GNCA1 ® GNCA2 ® GNCA3 sau đó về bình khử khí nhờ sự chênh lệch áp suất mà dồn từ GNHA4 ® GNHA5 ® GNHA6 và từ GNHA7 nước đọng được bơm đẩy trở lại đường nước ngưng, hỗn hợp với nước ngưng tại điểm hỗn hợp K ở giữa bình GNHA5 và GNHA6. Từ đầu hút của bơm nước đọng ta cũng đặt một đường dẫn nước đọng về bình ngưng để đề phòng trường hợp bơm bị hỏng thì nước đọng sẽ theo đường này về điểm hỗn hợp 2 phía sau bình ngưng để đảm bảo sự làm việc bình thường của các bình gia nhiệt. Nước đọng từ bình GNHA7, bình làm lạnh Ejectơ đưa về điểm hỗn hợp 2. Đường dẫn nước đọng từ GNHA7 và bình làm lạnh Ejectơ về điểm hỗn hợp 2 có một đoạn ống hình chữ U đảm bảo luôn có một lượng nước tại đây không cho hơi đi theo. Khi rút nước đọng cần chú ý không cho hơi đi theo đường nước đọng. Vì như vậy sẽ làm giảm hiệu quả trao đổi nhiệt. Như vậy đường nước đọng từ GNHA7 cũng như từ bình làm lạnh Ejectơ đã có đoạn ống chữ U thỏa mãn điều kiện này. Còn ở tất cả các đường nước đọng còn lại ta đều đặt van con heo. Van con heo là loại van mà chỉ có nước đi qua mà không cho hơi đi qua. Sau van con heo ta đặt một van một chiều và cũng phải đặt đường đi tắt khi gặp sự cố. 4.7. Đường nước tuần hoàn: Để đảm bảo sự ngưng tụ của hơi thoát ra khỏi phần hạ áp của Tuabin đi vào bình ngưng thành nước thì phải cấp nước làm mát liên tục vào bình ngưng và gọi đây là nước tuần hoàn. Nước tuần hoàn được lấy tại trạm bơm ở bờ sông và nhờ bơm tuần hoàn đưa đến bình ngưng. Tại bình ngưng nước tuần hoàn nhận nhiệt của hơi, hơi mất nhiệt ngưng đọng lại thành nước ngưng, nước tuần hoàn nóng lên và được xã trở lại sông. Các nhu cầu làm mát bằng nước cũng được lấy từ nước tuần hoàn, chẳng hạn như nước làm mát máy phát điện, các động cơ điện công suất lớn, làm mát đầu Tuabin. Nếu cung cấp nước tuần hoàn không đủ hoặc nhiệt độ nước tuần hoàn tăng sẻ làm cho chân không bình ngưng giảm xuống dẫn đến làm giảm hiệu quả trao đổi nhiệt trong bình ngưng. 4.8. Lò hơi: Là thiết bị đóng vai trò hết sức quan trọng trong nhà máy nhiệt điện. Lò hơi phải đảm bảo cung cấp đủ hơi cho Tuabin cả về số lượng và chất lượng hơi. - Sản lượng hơi 2356 T/h - Thông số hơi quá nhiệt - Nhiệt độ: 5370C - Áp suất: 240 bar - Nhiệt độ nước cấp: 2550C - Nhiệt độ khói thoát: 1380C. - Nhiên liệu: khí đồng hành. 4.9. Tuabin: Đặc tính kỹ thuật của tuabin K-770-170. Công suất định mức : 770MW Tốc độ : 3000 v/p Áp suất hơi đầu vào : 170kg/cm2 (166bar) Nhiệt độ hơi mới : 5380C Số cửa trích : 7 Nhiệt độ hơi quá nhiệt trung gian : 5380C Nhiệt độ nước cấp : 2650C Lưu lượng hơi tuabin : G = 2180 T/h 4.10. Bình ngưng: Bình ngưng có nhiệm vụ làm ngưng tụ hơi nước thoát ra khỏi tuabin, tạo nên độ chân không cần thiết để tuabin làm việc an toàn và kinh tế. Trong bảng thiết kế này dùng bình ngưng làm mát kiểu bề mặt: Nước làm mát trong ống hơi đi ra ngoài ống nhả nhiệt cho nước làm mát. Các ống này được chế tạo bằng ống đồng. Các ống bằng thép không được sử dụng trong bình ngưng vì chúng có những nhược điểm sau: bị oxy hóa và ăn mòn hóa học; có hệ số dẫn nhiệt thấp. Các ống được ghép chặt lên hai mặt sàn chính - chế tạo từ thép CV 3, để tăng hiệu quả trao đổi nhiệt trong bình ngưng người ta chế tạo bình ngưng theo kiểu 2 chặng - số. Chặng là số lần trao đổi nhiệt giữa hơi và nước lạnh. Tua bin K-770-170 có một bình ngưng, áp lực làm việc của bình ngưng là 0,058 bar. Để bảo vệ tuabin trên cổ bình ngưng người ta đặt van an toàn, van này hoạt động theo nguyên lý của màng kim loại; màng kim loại đặt trên đường ống nối một đầu nối với cổ bình ngưng còn đầu kia nối với cửa ống thông với ngoài trời. Sau màng kim loại người ta đặt một lưỡi dao kim loại. Bình thường nếu chân không của bình ngưng tốt thì màng kim loại cong vào pha trong ; khi chân không bình ngưng xấu đi thì màng kim loại sẽ xích dần đến mũi dao và bị mũi dao đâm thủng khi áp suất trong bình lớn hơn áp suất khí trời, từ đó hơi trong bình sẽ thoát ra ngoài trời do đó sẽ bảo vệ được tuabin. 4.11. Ejectơ: Nhiệm vụ của Ejectơ là giữ cho áp lực trong bình ngưng đúng mức qui định, nó hút không khí trong bình ngưng để đảm bảo chân không .Trong bình ngưng từ các khởi động và trong quá trình làm việc của khối. Mỗi tuabin đặt 2 Ejectơ, 1 Ejectơ khởi động làm việc lúc khởi động khối và 1 Ejectơ chính làm việc liên tục với với tuabin. Hơi cung cấp cho Ejectơ được trích từ đường hơi mới. Nước của Ejectơ đưa về điểm hỗn hợp 2. Nước ngưng được đưa qua Ejectơ để làm mát Ejectơ . 4.12. Bình gia nhiệt hạ áp: Mỗi tuabin có 4 bình gia nhiệt hạ áp trao đổi nhiệt kiểu bề mặt, hơi cung cấp cho các bình gia nhiệt này được lấy từ các cửa trích của tuabin. Nước ngưng đi qua các bình gia nhiệt hạ áp này và nhận nhiệt của hơi nóng truyền cho nó làm tăng nhiệt độ của nước ngưng. Hơi sau khi nhả nhiệt cho nước ngưng thì ngưng lại thành nước đọng, nước đọng được dồn từ GNH45 - GNH46 - GNH47, sau đó nước đọng được bơm trở lại đường nước ngưng tại điểm hỗn hợp 1. Nước đọng ở bình GNH48 được đưa về điểm hỗn hơp 2 sau bình ngưng . Các bình GNHA đều có van nối tắt để đề phòng sự cố 1 bình nào đó hỏng thì nước ngưng vẫn liên tục đến các thiết bị đằng sau nó theo đường nước ngưng đi để đổ về bình khử khí. 4.13. Bình khử khí: Bình khử khí có nhiệm vụ khử các chất khí hoà tan trong nước trước khi vào lò hơi. Nguồn nước đi vào bình khử khí gồm có nước đọng từ các bình gia nhiệt cao áp, nước ngưng từ các bình gia nhiệt hạ áp .Để cấp hơi cho bình khử khí người ta trích hơi tại cửa trích số 3 đi qua bộ giảm áp vào bình. Tại bình khử khí có lấy 1 lượng hơi đi chèn trục tuabin. Nước sau khi đã khử khí được chứa trong bể chứa pha dưới cột khử khí. Lượng nước chứa trong bình chứa có khả năng cung cấp nước cho lò làm việc với phụ tải hơi cực đại trong 5 phút. Bình khử khí là bình trao đổi nhiệt kiểu hỗn hợp trong đó nước vào bình khử khí đi từ trên xuống, hơi đi từ dưới lên. Bình khử khí trong bản thiết kế này làm việc với áp lực 5,88 bar. Các dòng nước có nhiệt độ khác nhau đưa vào bình khử khí được phân phối theo độ cao của cột khử khí, nước có nhiệt độ thấp đưa vào phía trên cao và cứ hạ xuống theo nhiệt độ tăng dần của nước . Bình khử khí có đường xả nước tự động để xả nước lúc mức nước ở bình chứa lớn hơn qui định. Phía trên có đặt van xả khí không ngưng ra ngoài trời và van an toàn. 4.14. Bình gia nhiệt cao áp: Mỗi tuabin có 3 bình gia nhiệt cao áp, trao đổi nhiệt kiểu bề mặt lấy hơi từ các cửa trích số 1, 2, 3 của tuabin. Tại các bình GNCA có bố trí đường đi tắt cho nước cấp đảm bảo nước cấp đến lò hơi. Khi có sự cố xảy ra, nước đọng từ các bình gia nhiệt được đến cấp từ GNCA1 - GNCA2 - GNCA3 rồi đẩy vào bình khử khí. Trên đường dẫn nước đọng có đặt van con heo, đường dẫn nước đọng cũng phải có đường đi tắt . 4.15. Tuabin truyền động bơm cấp: Theo tiêu chuẩn thiết kế đối với những khối lớn có công suất từ 250MW trở lên thì bơm cấp phải truyền động bằng tuabin phụ, trong thiết kế này tuabin truyền động bơm cấp là tuabin đối áp . Hơi cung cấp cho tuabin phụ được lấy từ cửa trích số 3 trên tuabin chính. Hơi từ cửa trích số 3 đi ra được chia làm 2 phần: 1 phần đi vào bình gia nhiệt cao áp 3; 1 phần đi vào tuabin phụ. Sau khi giản nỡ sinh công để truyền động bơm cấp thì hơi trong tua bin phụ thoát ra được đưa về hợp với cửa trích số 6 của tuabin chính cấp cho gia nhiệt hạ áp 6. Tuabin phụ được lắp đồng trục với bơm cấp . 4.16. Bơm cấp nước: Trong nhà máy điện tuabin ngưng hơi, bơm nước cấp là thiết bị làm việc nặng nề do phải cung cấp một lượng nước với lưu lượng và cột áp lớn. Trong thiết kế này bơm được nối theo sơ đồ 1 cấp. So sánh với sơ đồ 2 cấp thấy rằng sơ đồ này có độ tin cậy của bơm cao do làm việc ở vùng nước có nhiệt độ thấp. Bơm cấp được đặt thêm một bơm dự phòng - khởi động với năng suất bằng 50% năng suất của bơm chính và được truyền động bằng điện. Bơm cấp dùng loại bơm ly tâm có nhiều tầng liên tiếp để nâng cao áp lực, ở đầu đẩy bơm cấp ta đặt van 1 chiều mục đích không để nước quay trở lại bơm tạo hiện tượng thủy kích làm hỏng máy bơm.. Ở đầu van 1 chiều đặt đường tái tuần hoàn để chúng khi khởi động, ngừng bơm hay lúc phụ tải quá thấp. Mục đích duy trì mực nước ở bình khử khí trong mọi chế độ không đổi. Khi khởi động bơm, van đầu đẩy chưa mở, van tái tuần hoàn mở ra, khi nước trong bình khử khí ổn định mở dần van đầu đẩy và đóng dần van tuần hoàn như vậy đảm bảo khỏi bị xảy ra hiện tượng thủy kích. 4.17. Bơm nước ngưng: Mỗi khối có 2 bơm nước ngưng trong đó có 1 bơm làm việc và 1 bơm dự phòng. Ở đầu đẩy của bơm cũng đặt đường tái tuần hoàn và van 1 chiều. Bơm nước ngưng có nhiệm vụ đưa nước ngưng từ bình ngưng đi qua các bình gia nhiệt hạ áp rồi đến bình khử khí. 4.18. Bơm tuần hoàn: Bơm tuần hoàn được tính năng suất làm việc trong điều kiện mùa hè (nhiệt độ nước tuần hoàn cao nhất) do vậy năng suất làm việc của bơm lớn nhất . Mỗi khối 2 bơm tuần hoàn, mỗi bơm có năng suất là 50% tổng năng suất, không cần đặt bơm dự phòng vì điều kiện làm việc của bơm không nặng nề lắm. Trạm bơm tuần hoàn đặt tại bờ sông, tất cả các bơm này đều dồn vào 1 trạm để đễ thao tác vận hành, theo dõi. Để ngăn chặn rác vào ống hút nước ta dùng lưới quay, làm lưới chắn ở trạm bơm. Lưới quay là 1 loại lưới di động, có hiệu quả loại rác bẩn rất cao, dùng nước phun để rửa sạch rác bẩn trên lưới này. 4.19. Bể nước đọng: Bể nước đọng dùng để tiết kiệm nguồn nước bỏ đi nhưng có chất lượng tốt. Nước trước khi vào bể nước đọng được đưa qua van giảm áp, pha trên của bể nước đọng có van an toàn. Có hệ thống để giữ mực nước đúng qui định, pha dưới đặt van để tháo nước lúc sữa chửa. Tại đây có đặt 1 bơm để bơm nước lên cột khử khí khi cần thiết. CHƯƠNG 5 THUYẾT MINH BỐ TRÍ NHÀ MÁY 5.1. Những yêu cầu chính : Những gian nhà đặt các máy chính và các thiết bị phụ của nó gọi là ngôi nhà chính của nhà máy điện. Việc sắp đặt các thiết bị cùng các công trình xây dựng liên quan với nhau gọi là bố trí ngôi nhà chính. Việc bố trí ngôi nhà chính rất quan trọng, nó ảnh hưởng lớn đến vận hành, lắp ráp và sữa chửa các thiết bị của nhà máy, đồng thời nó ảnh hưởng đến vốn đầu tư trong xây dựng và ảnh hưởng đến giá thành sản xuất điện năng. Do đó lựa chọn phương án bố trí nhà máy phải căn cứ vào hoàn cảnh cụ thể của từng nhà máy, nhưng tất cả các phương án bố trí phải tuân theo những yêu cầu sau: - Vận hành các thiết bị được tin cậy, an toàn, thuận tiện và kinh tế. - Điều kiện lao động tối ưu cho nhân viên, đảm bảo các điều kiện vệ sinh môi trường trong nhá máy cũng như khu vực xung quanh. - Liên quan đến công nghệ giữa ngôi nhà chính với các thiết bị được thuận lợi - Chi phí cực tiểu cho xây dựng nhà máy và thuận lợi khi sữa chửa các thiết bị. - Có thể mở rộng nhà máy điện. Chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của việc bố trí ngôi nhà chính là suất thể tích xây dựng của nó đối với 1 kW công suất trang bị. Đối với các nhà máy điện hiện đại chỉ tiêu này là 0,6 - 0,7 m/kW suất thể tích xây dựng này phụ thuộc vào độ sít sao của việc bố trí thiết bị, mức độ lộ thiên của nó, sơ đồ nhiệt của nhà máy, dạng nhiên liệu sử dụng và công suất đợn vị của tổ máy. Những yêu cầu trên cần phải cụ thể hóa như sau: Để làm việc chắc chắn bơm cấp áp cần phải đảm bảo cao hơn cột hút của nó. Muốn vậy bình khử khí phải đặt cao hơn bơm cấp từ 15 - 25m. Để tránh tắc nhiên liệu vách phểu than cần phải có độ nghiêng đủ. Những thiết bị có thể nỗ của hệ thống chuẩn bị bột than, cần phải đặt ngoài trời. Diện tích phục vụ thiết bị và bảng điều khiển khối cần phải bố trí cùng độ cao để tránh dùng cầu thang. Van và các dụng cụ đo lường cần phải bố trí thành cụm ở những chổ dể tới và được chiếu sáng tốt, cố gắng để ở độ cao phụ vụ còn gọi là cột phục vụ. Giữa các thiết bị cần phải có lối đi đủ rộng. Thiết bị cần phải được bố trí theo sự liên tục của quá trình công nghệ với đường dẫn ngắn nhất. Điều đó làm giảm tổn thất năng lượng và nhiệt khi vận chuyển môi chất (lò hơi và Tuabin, bơm tuần hoàn và bình ngưng, bình khử khí và bơm cấp...). Phải đảm bảo chiếu sáng tự nhiên và thông gió tất cả các chổ làm việc. Ống khói phải đủ cao để đảm bảo nồng độ cho phép của chất độc hại ở khu vực chung quanh nhà máy. Gian Tuabin cần phải đặt gần nguồn nước. Công nghệ nhiên liệu và hệ thống thải xĩ phải bố trí gần gian lò hơi, lò hơi phải quay đuôi về về phía ống khói. Bố trí thiết bị sao cho phân phối điện tự dùng và chiều dài cáp là nhỏ nhất. Để thuận tiện cho công việc sữa chửa lắp ráp thì cần phải có diện tích để lắp ráp và sữa chửa đặt đầu trục và đường sắt, thang máy cho người và vật nặng. Hiện nay người ta bố trí gian nhà máy và gian lò hơi song song với nhau. Ưu việc của bố trí này là chiều dài của ống dẫn. Suất thể tích xây dựng và quá trình xây dựng phần ngôi nhà chính sẽ nhỏ và rất thuận lợi cho vận hành. 5.2. Gian Máy: Tuabin và các thiết bị phụ của nó như: Bình ngưng, bơm nước ngưng, nước dọng, bơm cấp áp, Ejectơ. Các Bình gia nhiệt, hồi nhiệt,.. . được đặt trong một gian nhà riêng gọi là gian Tuabin hay gian máy. Việc bố trí chủ yếu là nghiên cứu cách bố trí máy móc và thiết bị, xác định vị trí tương đối của Tuabin, máy phát, sắp xếp các thiết bị phụ tùng tương ứng với kiến trúc của gian máy đảm bảo vận hành thuận lợi, diện tích tháo lắp sữa chửa hợp lý. Có hai cách bố trí Tuabin trong gian máy đó là bố trí dọc còn gọi là đặt dọc và bố trí ngang còn gọi là đặt ngang. 5.2.1. Bố trí dọc: Bố trí dọc hay còn gọi là đặt dọc tức là trục Tuabin đặt song song với cạnh dài nhất của gian máy. Khi bố trí dọc chiều rộng của gian máy sẽ nhỏ hơn nhưng gian máy sẽ dài hơn gian lò hơi và khi mở rộng nhà máy thì lại càng chênh lệch dẫn tới phải kéo dài đường ống. Nhược điểm của việc bố trí dọc là dể gây rắc rối cho thao tác vận hành của nhân viên, đường ống càng phức tạp hơn. 5.2.2. Bố trí ngang: Bố trí ngang hay còn gọi là đặt ngang tức là trục Tuabin đặt theo hướng vuông góc với cạnh dài nhất của gian máy. Các nhà máy điện kiểu khối thường áp dụng đặt ngang Tuabin như vậy sẽ đảm bảo sự thống nhất các thiết bị cho một khối, các đường ống dẫn ngắn hơn. Từ những phân tích trên ta nhận thấy phương án bố trí ngang là hợp lý hơn cả. 5.2.3. Bố trí gian máy: Gian máy có hai tầng, tầng 1 ở độ cao 0 m tầng 2 ở độ cao trong khoảng 9 -10m, tầng này cũng là tầng phục vụ chung với tầng phục vụ của lò hơi. Tầng 1 đặt các thiết bị: Bình ngưng, bơm ngưng, bơm nước đọng, bơm cấp, các bình gia nhiệt hồi nhiệt. Vì số lượng bơm nhiều, trọng lượng bơm nặng đồng thời khi làm việc độ rung của các bơm có thể gây cộng hưởng dao động cho nên khi đặt các bơm trên cao thì tốn kém vật liệu xây dựng, mặt khác bơm nước cấp cần đặt thấp hơn bình khử khí một khoảng cách nhất định để tránh hiện tượng xâm thực và đảm bảo độ làm việc tin cậy của bơm cấp. Các bơm nước cấp, nước ngưng được đặt thẳng hàng, các đầu bơm đều quay về một phía để thuận tiện cho việc lắp ráp, sữa chửa, vận hành. Xung quanh tầng dưới nói chung là xây kín, ở đầu phát triển nhà máy có cửa lớn để phục vụ cho việc vận chuyển thiết bị và cứu hỏa. Ngoài ra còn đặt một số cửa phục vụ cho công tác sữa chửa, vận hành và đi lại. Tầng 2 đặt các thiết bị Tuabin, máy phát và máy kích từ. Tầng này được gọi là tầng phục vụ gian máy, vì Tuabin, máy phát và máy kích từ nặng, làm việc rung động nhiều nên ta phải xây móng bảo đảm và chắc chắn từ tầng 1 lên. Mỗi Tuabin có một bình ngưng, ta xây bệ để đặt bình ngưng, trên bệ có gắn lò xo để đề phòng sự nở nhiệt của bình ngưng. Cần trục của gian máy đặt ở phía trên và bên trong của gian máy, cần trục phải đảm bảo nâng và vận chuyển được thiết bị nặng nhất của gian mây. 5.3. Gian khử khí: Ở nhá máy điện có bố trí gian khử khí có 3 tầng. Tầng 1 đặt các thiết bị phân phối điện ta dùng 3KV và 220/380V, tầng 2 đặt các đường ống hơi góp hơi chính, các thiết bị giảm ồn, giảm áp, các bảng điện. Ta dùng tầng 3 đặt bình khử khí. 5.4. Gian lò: Lò hơi được đặt sao cho mặt trước của nó song song với tường dọc của gian lò. Gian lò có 2 tầng. Tầng trên gọi là tầng phục vụ. Tầng này đặt các thiết bị điều khiển lò cần thiết cho việc đốt cháy nhiên liệu. Tầng dưới ta đặt quạt gió. Giữa hai tầng phải bố trí các cầu thang đi lại thích hợp và an toàn, phải xây dựng được hệ thống cầu thang đến từng bộ phận của lò ở nhiều độ cao khác nhau để thuận tiện kiểm tra, vệ sinh, sữa chửa cầu thang phải chắc chắn, an toàn tránh nặng. Phía trên cao và ở bên trong gian lò ta đặt cần trục, cần trục phải đảm bảo rút ngắn được bộ quá nhiệt lên và di chuyển ngang, dọc được. Trọng tải của cần trục phải đảm bảo nâng và hạ được các thiết bị nặng của gian lò. Trong ngôi nhà chính có 3 gian chủ yếu, các gian này có các cửa thông nhau để tiện cho việc kiểm tra bao quát chung, điều khiển trung tâm không nên lác nền bằng những vật liệu có độ bóng cao dễ ngã khi di chuyển thao tác, ở những thiết bị quan trọng và nguy hiểm cần có khung bảo hiểm cho người tham quan nhà máy. CHƯƠNG 6: THUYẾT MINH SƠ ĐỒ CUNG CẤP NHIÊN LIỆU 1/ Mở đầu: Các khí đồng hành có tính đ̣ộc và dễ cháy nên khi kết cấu và vận hành thiết bị sử dụng khí cần phải có biện pháp bảo vệ an toàn. Các công việc phải làm khi chuẩn bị nhiên liệu khí để đốt là dẫn khí đến buồng đốt và tiết lưu khí đến áp suất làm việc. Nhà máy làm việc với nhiên liệu khí có hệ thống cấp nhiên liệu rẻ và đơn giản nhất. Hệ thống vận hành đơn giản, đa số các công việc đã được tự động hóa. Hệ thống không cần những trang thiết bị phức tạp và đắt tiền để thu tro và thải xỉ 2/ Vòi phun: Phần tử chính của buồng lửa đốt nhiên liệu khí là vòi phun khí. Có nhiều kiểu vòi phun khí vì người ta dùng những biện pháp khác nhau để pha trộn khí đốt với không khí và vì các khí đốt có tính chất khác nhau. Ở đây chọn buồng lửa lò hơi trực lưu sử dụng cả 2 kiểu vòi phun cơ khí có ngọn lửa và không có ngọn lửa: Vòi phun khí khng có ngọn lửa: Sản lượng đến 15000m3/h ,áp suất khí khoảng 100 - 300mmH2O. Vòi phun khí có ngọn lửa: Sản lượng đến 250m3/h, áp suất khí cần thiết từ 80 -100 mmH2O. Tỷ lệ giữa lượng khí đốt và không khí trong hỗn hợp bằng 1/9,5 m3 tc 3/ Hệ thống cung cấp nhiên liệu khí: Khí từ ống dẫn khí chính có áp suất bằng 0,7 – 1,3 MPa. Để giảm áp suất khí đến mức cần thiết ở vi phun khí (0,13 – 0,2 Mpa) phải tiến hành tiết lưu trong phòng riêng để đảm bảo an toàn về cháy nổ và giảm ồn khi tiết lưu. Trong phòng tiết lưu khí thường đặt 3 đường ống dẫn khí và đặt các bộ điều chỉnh áp suất, trong 3 đường ống trên có một đường ống dự phòng. Ngoài ra người ta đặt đường ống dẫn khí đi tắt không qua bộ điều chỉnh. Bộ lọc khí được đặt trước xupap để làm sạch các tạp chất cơ khí có lẫn trong khí. Các xupap điều chỉnh sẽ giữ áp suất cần thiết của khí ở phía sau xupap. Để không xảy ra sự cố khi tăng áp suất phải đặt van an toàn trên đường ống dẫn khí. Thiết bị đo lưu lượng (lưu lượng kế) sẽ ghi lưu lượng khí đi qua phòng tiết lưu. Trên đường ống dẫn khí đến từng lò hơi phải đặt bộ điều chỉnh tự động và xupap cắt nhanh. Bộ điều chỉnh sẽ đảm bảo công suất nhiệt cần thiết của lò hơi ở bất kỳ thời điểm nào. Xupap cắt nhanh sẽ cắt nhanh việc cung cấp khí vào buồng lửa lò hơi trong trường hợp sự cố (giảm áp suất không khí ở vòi phun, ngừng động cơ điện kéo quạt khói hay gió,… ). Để xả đường ống khí và thải không khí khỏi đường ố́ng nhằm tránh tạo thành hỗn hợp gây ồn người ta đặt “buzi” xả. Đường ống dẫn khí từ trạm điều chỉnh đến gian lò hơi thường được đặt trên cầu vượt và phủ lớp cách nhiệt. Sơ đồ nguyên lý cung cấp nhiên liệu cho nhà máy đốt nhiên liệu khí: 1-Van đóng mở bằng tay; 2- Van đóng mở bằng cơ điện; 3- bộ điều chỉnh áp suất khí; 4- van an toàn; 5- bộ điều chỉnh lưu lượng khí; 6- van cắt nhanh; 7- áp kế; 8- thiết bị đo lưu lượng; 9- cảm biến của bộ điều chỉnh áp suất; 10- thiết bị lọc sạch khí; 11- nến tín hiệu ,12-cung cấp khí đến bộ đánh lửa của vòi phun,13-đường xả. ---The End---