Đề tài Thiết kế sơ bộ nhà máy nhiệt điện ngưng hơi đốt than có công suất 600mw

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