NHÀ máy NHIỆT điện đề tài THIẾT kế NHÀ máy NHIỆT điện 1000MW

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA- ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
KHOA CÔNG NGHỆ NHIỆT- ĐIỆN LẠNH

PBL4: NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
1000MW
GVHS: TS. Trần Thanh Sơn
Nhóm 6:
Đặng Minh Quân
Nguyễn Quang Sinh

download by :


XÁC ĐỊNH LOẠI NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
Thực tế trên thế giới, thường thấy có hai loại nhà máy nhiệt điện đốt nhiên liệu hữu cơ sử dụng chu trình
Rankine của hơi nước nhằm nhiệm vụ sau:

•

Nhà máy nhiệt điện (NMNĐ): chỉ sản xuất điện cung cấp lên lưới điện chung
Trung tâm nhiệt điện (TTNĐ): vừa sản xuất điện cấp lên lưới điện chung vừa
cung cấp hơi hoặc nước nóng cho mục đích sử dụng nhiệt

Þ

Thiết kế một NMNĐ chỉ sản xuất điện nên chọn NMNĐ tua bin khí hơi kết hợp

•

Địa điểm xây dựng

•

Chọn ví trí nhà máy hạn chế chiều dài ống dẫn càng ngắn càng tốt

•

Gần nguồn cung cấp nước

•

Mặt bằng rộng lớn, diện tích bằng phẳng

=> Đặt nhà máy ở xã Khánh An, huyện U Minh, tỉnh Cà Mau

download by :


LỰA CHỌN CÔNG SUẤT TỔ MÁY

Các tổ máy nên chọn có cùng cấu hình và cùng cơng suất. Việc lựa chọn giống nhau này có ưu điểm là
thuận tiện cho việc vận hành, sửa chữa, thay thế và quản lý thiết bị



Phương án 1: Đặt 4 tổ máy công suất công suất 250MW
Phương án 2: Đặt 2 tổ máy công suất công suất 500MW
download
by :skknchat@gmail

.com

download by :


XÂY DỰNG VÀ TÍNH TỐN SƠ ĐỒ NHIỆT
NGUN LÝ
Đặc tính kỹ thuật của 2 tuabin khí và 1
tuabin ngưng hơi K-100-90:
• Cơng suất định mức tua bin ngưng hơi:
100MW
• Cơng suất định mức tua bin khí: 200 MW
• Áp suất hơi đầu vào: 90 at
• Nhiệt độ hơi mới: 535℃
•
•
•

Số cửa trích: 7
Nhiệt độ hơi q nhiệt trung gian: Khơng
Số tầng cánh: 25

• Suất tiêu hao hơi: 3,66 kg/kWh

download by :


Bài tốn chứng minh 2 tua bin khí 200 MW đủ để kéo 1 tua bin ngưng hơi 100 MW:
Sử dụng lượng nhiệt thừa khói thải từ 2 tua bin khí, cũng chính là lượng nhiệt
năng tiêu hao cho lị hơi:

Thơng số

Ta có: > nghĩa là lượng nhiệt do khói thải từ 2 tuabin khí 200 MW thừa cấp cho lượng
nhiệt tiêu cho lò hơi => đủ để kéo tua bin ngưng hơi 100 MW. Vì đây là tuabin ngưng
hơi tận dụng khói thải của tuabin khí nên suất tiêu hao nhiên liệu phụ thuộc vào suất
tiêu hao nhiên liệu của 2 tuabin khí

download by :


NL
BĐ
MN

TBK

MF

MN

TBK

MF

BĐ
NL
LK
LH
KK
QN

Đường xả khói

BPL

CA1

CA2
BNC
CA3
GNBS


download by :


Đồ thị I – S

download by :


Bảng thơng số hơi và nước:
STT

p

TS hơi tại của trích
tr

t

tr

[ bar]

[oC]

0

90

535

0’

86,4

532

CA1

36,3

423

CA2

20,5

355

CA3

13,4

307

KK

13,4

307

HA4

4,9

203

HA5

2,45

141

HA6

0,96

x=0,98

HA7

0,51

x=0,96


BN

0,07

x=0,92


Sơ đồ tính cân bằng cho bình phân ly:
Trong đó :
αxả : Lưu lượng tương đối của nước xả khỏi lị hơi
i’BH : Entanpi của nước sơi ở áp suất trong bao hơi
αbỏxả : Lưu lượng tương đối của nước xả khỏi bình phân ly
i’xả : Entanpi của nước sơi ở áp suất trong bình phân ly
αh : Lưu lượng tương đối của hơi ra khỏi bình phân ly
ih : Entanpi của hơi ra khỏi bình phân ly

i = i’
h

+ x .( i’’
(pBPL)

h

(pBPL)

- i’

)

(pBPL)

PTCN nhiệt BPL có dạng:
PTCN vật chất PBL có dạng:

download by :


Sơ đồ tính cân bằng cho bình khử khí:
PTCN chất của thiết bị khử khí:

PTCN năng lượng của thiết bị khử khí:

download by :


Bảng giá trị các bình gia nhiệt:
Bình gia nhiệt CA 1
Bình gia nhiệt CA 2
Bình gia nhiệt CA 3
Bình KK
Bình gia nhiệt HA 4
Bình gia nhiệt HA 5

Bình gia nhiệt HA 6
Bình gia nhiệt HA 7

download by :


Tính kiểm tra cân bằng cho bình ngưng
Lưu lượng nước đọng dồn về từ BGN làm mát hơi chèn và ejector:
ch,e = ej + ch = 0,005 + 0,005 = 0,01
Kiểm tra cân bằng vật chất của chu trình tính tại bình ngưng theo hai
cách:
- Tính theo đường hơi : với lượng hơi ban đầu 0 =1.
k = 1- ( h1 + h2 + h3 + KK + h4 + h5 + h6 + h7 )
=1 – (0,061 + 0,0388 +0,047 + 0,0272 + 0,0347 +0,0421 +7,22.10-3+
0,0497 ) = 0,69228
- Tính theo đường nước :
’
k = nn - h7 - ej - ch = 0,722 – 0,0497 – 0,005– 0,005 =0,6623
Sai số :
Kết luận: Kết quả sai số <5% là kết quả tưởng đối chính xác.
Vì vậy, kết quả tính tốn hợp lí.

download by :


Kiểm tra cân bằng công suất tuabin
Hệ số không tận dụng nhiệt của dịng hơi trích:
Từ các số liệu tính tốn ở trên ta có bảng sau:

Điểm

trích
0’
1
2
Có được tổng =0,16760
3+KK
Tổng lưu lượng hơi vào tuabin:
4
5
6
7
Trong đó:
BN
Ne : Cơng suất điện cần thiết kế của tổ máy , [kW]
Tổng cộng
- io’ , ik lần lượt là entanpy của hơi mới ở đầu vào tầng cánh Bảng Xác định các hệ số không tận dụng nhiệt giáng
đầu tiên và đầu ra khỏi tầng cánh cuối cùng của tuabin,
[kJ/kg].
-

g và m

lần lượt là hiệu suất máy phát điện và hiệu suất cơ

khí chọn bằng 0,98
Nên

download by :

Kiểm tra cân bằng công suất tuabin
Thay số vào ta có:

Điểm trích
0’
1
2
3+KK
4
5
6
7
BN
Tổng cơng suất trong tồn tuabin, Ni, [kW]
Bảng Kết quả tính tốn cho các cơng suất trong mỗi cụm tầng
Tổng công suất điện phát ra ở đầu máy phát (có kể đến tổn thất cơ khí,khớp nối và tổn thất từ máy phát ):
Ne = Ni .= 104196,472.0,96 = 100028,6 kW = 100MW

download by :

D
11
6,
4,
8,
3,
4,
0,
5,
76

Thông số

q
TB

341731,48

download by :

kW


CHƯƠNG 3: TÍNH CHỌN THIẾT BỊ NHÀ MÁY
3.1 Lựa chọn thiết bị chính của nhà máy
Chọn năng suất, loại và số lượng lò hơi dựa trên cơ sở sau:
+

Đảm bảo cung cấp đủ 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 tồn nhà

máy.

Gọi phụ tải hơi của lị là D thì: D = D0 (1 +

rr).

1,03

Trong đó:
1+

rr:

hệ số tính đến tổn thất rị rỉ hơi

1,03: hệ số tính đến độ dự trữ
D0 = 110,256 kg/s: lưu lượng hơi mới
D = 110,256 (1 + 0,01). 1,03 = 114,6993 kg/s = 412,92 t/h
-

Sản lượng hơi 420t/h

-

Thông số hơi quá nhiệt
+ Nhiệt độ: 5350C
+ Áp suất: 90 at
download by :


3.2 Lựa chọn thiêt bị phụ
3.2.1 Bơm nước cấp

Để chọn bơm ta dựa vào các thông số sau:
+Lưu lượng nước cấp cho một khối:
Dnc = 114,6993 kg/s
Lưu lượng nước cấp của một bơm có kể đến 5% dự trữ là:
Dnc = 114,6993 (1 + 0,05) = 120,434 kg/s
+Năng suất của bơm nước cấp: Qnc = Dnc..
Với = 0,0013 m3/kg: thể tích riêng trung bình của nước cấp
Qnc = 120,434. 0,0013= 0,15656 m3/s = 563,631m3/h
+Xác định cột áp của bơm nước cấp :
ΔP = (PBH –PKK)+ ΔPtl+ . g .(Hđ –Hh), MPa
Trong đó:
PBH=10 MPa: áp lực làm việc ở bao hơi
Pkk - áp lực bình khử khí Pkk = 6bar = 0,6 Mpa
Ptlh - tông trở kháng thủy lực va tông trơ lưc đương ông => Ptl =2,1 Mpa
Hđ: chiều cao dâng nước từ trục bơm cấp đến điểm cao nhất của hệ thống ống Hđ = 70m
Hh - chiều cao mức nước trong bình khử khí đối với trục bơm cấp Hh= 50m h – khôi
lương riêng của nước lây băng 950 kg/m3

download by :


Công suất cần thiết của động cơ kéo bơm nước cấp được xác định:
Trong đó :
Qnc - lưu lượng nước cấp, m3/s
Qnc =0,15656 m3/s = 563,631m3/h
Hb - cột áp được bơm, MPa
Hb = ΔP = 11,6863MPa = 11,6863 .106 Pa
bơm -

hiệu suất của bơm

bơm=

0,85

Từ Q

= 563,631m3/h và H =11,6863 MPa=116,41atm ta chọn 2 bơm mắc song song và năng suất của mỗi
nc

b

Q = 563,631m3/h
Ta chọn được bơm như sau :Tra bang PL3.9a. trang 164, TL[1]
- Ký hiệu

:

- Cột áp

:2

- Năng suất
- Số vòng quay

:3
:2


- Nhiệt độ nước

: 165


3.2.1 Bơm nước ngưng
1. Lưu lượng của nước ngưng:
Dng = DK + D7 + DHAch + De + Drr , kg/s
trong đó:
Dng: lượng nước ngưng
DK =

K.

D0 = 0,6922. D0 : lượng nước do hơi ci tuabin ngưng tu ở bình ngưng

D7 : Lượng nước đọng ra khỏi bình GNHA7 => D7 = h7. D0 =0,0497D0
DHAch: lượng nước đọng của hơi chèn hạ áp
De: lượng nước đọng của hơi trích cho Ejectơ
DHAch +De = ( ch + e). D0 = 0,01. D0

Þ

Drr= rr. D0 = 0,01D0
Dng = D0 ( K + h7 + HAch + e+ rr) = 110,256 (0,6922+0,0497+ 0,01+0,01) = 84,004 kg/s
Nếu tính thêm dự trữ 10% thì : Dng = 84,004 (1 + 0,1) = 92,4044 kg/s
Năng suất của bơm nước ngưng: Q = Dng .
Với : Thể tích riêng nước ngưng
Nước qua bơm nước ngưng có nhiệt độ oC
Tra bảng Nước và hơi nước bão hòa, ta được:

= 0,0010171 m3/kg

Q = 92,4044. 0,0010171= 0,0939845 m3/s = 338,344m3/h

download by :


2.Cột áp của bơm nước ngưng
Trong đó:

PKK: áp lực bình khử khí: PKK = 6 bar

PK: áp lực bình ngưng ; PK = 0,07bar
: trọng lượng riêng trung bình của nước = . G
: khối lượng riêng trung bình: = 950kg/m3 =
950. 9,81 = 9319,5 N/m3
HK: độ chênh mực nước từ bình ngưng đến bình khử khí HK =
25m Hc: Tổng trở lực của đường hút và đường đẩy Hc = 15m
mH2O
Lấy dự trữ cột áp 10%

Hng = 104 (1 + 0,1) = 114mH2O

Từ Dng = 92,4044 m3/h và Hng = 114 mH2O
Ta chọn được loại bơm sau :Bang PL3.10 trang 169
-Ký hiệu

:

-Năng suất

:

-Cột áp
-Số vòng quay

: 1450v/p

download by :