(TIỂU LUẬN) lựa CHỌN CÁCH bố TRÍ tổ máy CHO NHÀ máy NHIỆT điện CHU TRÌNH hỗn hợp

CHU TRÌNH HỖN HỢP
CHƯƠNG 1: LỰA CHỌN CÁCH BỐ TRÍ TỔ MÁY CHO NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
..................................
1. Lựa chọn địa điểm đặt nhà máy................................................................................
2. Một số đặc tính của LNG (Liquefied Natural Gas)...................................................
3. Chỉ tiêu kinh tế của NMNĐ chu trình hồn hợp.........................................................
3.1. Lựa chọn tổ máy................................................................................................
3.2. Vốn đầu tư ban đầu............................................................................................
3.3. Chi phí vận hành hằng năm................................................................................
CHƯƠNG 2: LẬP VÀ TÍNH TỐN SƠ ĐỒ NHIỆT NGUN LÝ................................
2.1

Lựa chọn các thơng số đầu vào....................................

2.2

Tính tốn q trình cháy nhiên liệu trong buồng đốt c

2.3

Lựa chọn sơ đồ nhiệt nguyên lý của tổ máy đã chọn...

2.4

Xây dựng quá trình giãn nở của dịng hơi trong tuabin

2.5

Tính tốn nhiệt cho tuabin hơi.....................................

2.5.1

Bình phân ly............

2.5.2

Bình gia nhiệt nước

2.5.3

Tính cân bằng nhiệt

2.6

Xác định các chỉ tiêu Kinh tế - Kỹ thuật của tổ máy....

2.6.1

Tiêu hao hơi trên tua

2.6.2

Suất tiêu hao hơi cu

2.6.3

Tiêu hao nhiệt cho th

2.6.4

Tiêu hao nhiệt cho th

2.6.5

Suấấ́t tiêu hao nhiệt c

2.6.6

Suấấ́t tiêu hao nhiệt c

2.6.7

Tiêu hao nhiệt cho l

2.6.8

Tiêu hao nhiệt cho t

2.6.9

Lượng nhiên liệu cầ

2.6.10

Tiêu hao nhiệt cho b


2.6.11 Suấấ́t tiêu hao nhiệt cho lò hơi thu hồi nhiệt................................................... 29
2.6.12 Suấấ́t tiêu hao nhiệt cho buồng đốt của tuabin khí.......................................... 29
2.6.13 Hiệu suấấ́t nhiệt của tổ máy tuabin hơi........................................................... 29
2.6.14 Suấấ́t tiêu hao nhiệt cho toàn tổ máy tuabin hơi............................................. 29

2.6.15 Suấấ́t tiêu hao nhiệt cho toàn tổ máy tuabin khí............................................. 30
2.6.16 Śấ́t tiêu hao nhiệt cho tồn nhà máy............................................................ 30
2.6.17 Hiêu suất truyền tải môi chất trong tổ máy tuabin hơi..................................30
2.6.18 Hiêu suất cua thiêt bi tuabine hơi.................................................................. 30
2.6.19 Hiệu suất toan bô nha may............................................................................ 30
2.6.20 Tiêu hao nhiên liệu cho tổ máy tuabin hơi.................................................... 30
CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN LỰA CHỌN THIẾT BỊ CHÍNH........................................... 31
3.1

Tính tốn lựa chọn thiết bị gian máy................................................................... 31

3.1.1

Bơm nước cấấ́p............................................................................................... 31

3.1.2

Bơm nước ngưng.......................................................................................... 33

3.1.3

Bơm nước tuần hồn..................................................................................... 35

3.1.4

Bình ngưng................................................................................................... 37

3.1.5

Tính chọn bình khử khí................................................................................. 39

3.1.6

Bình gia nhiệt cao áp 1.................................................................................. 40

3.1.7

Bình gia nhiệt cao áp 2.................................................................................. 41

3.1.8

Bình gia nhiệt cao áp 3.................................................................................. 42

3.1.9

Bình gia nhiệt hạ áp 5................................................................................... 43

3.1.10 Bình gia nhiệt hạ áp 6................................................................................... 44
3.1.11 Bình gia nhiệt hạ áp 7................................................................................... 45
3.1.12 Bình gia nhiệt hạ áp 8................................................................................... 47
3.2

Tính tốn lựa chọn thiết bị gian lị hơi................................................................. 48

3.2.1

Quạt gió:....................................................................................................... 48

3.2.2

Quạt khói...................................................................................................... 50

3.2.3

Ống khói:...................................................................................................... 53

Chương 4.......................................................................................................................... 54

THUYẾT MINH SƠ ĐỒ NHIỆT CHI TIẾT.................................................................... 54
3.1
Đường đi của hơi mới............................................


3.2

Đường hơi phụ.......................................................

4.2.1 Hơi trích cho các bình gia nhiệt....................................................................
4.2.2

Hơi cho eject

4.3

Đường nước ngưng................................................

4.4

Đường nước cấấ́p.....................................................

4.5

Đường nước đọng..................................................

4.6

Lị hơi.....................................................................

4.7

Tuabin....................................................................

4.8

Bình ngưng............................................................

4.9

Ejector....................................................................

4.10

Bình gia nhiệt hạ áp...............................................

4.11

Bình khử khí..........................................................

4.12

Binh gia nhiêt cao ap.............................................

4.13

Bơm nươc ngưng...................................................

4.14

Bơm nươc cấp........................................................

4.15

Bơm tuần hoàn.......................................................

4.16

Bơm nước đọng.....................................................

Chương 5..........................................................................................................................
THUYẾT MINH BỐ TRÍ NHÀ MÁY.............................................................................
5.1

Những u cầu chính.............................................

5.2

Gian máy................................................................

5.2.1

Bố trí dọc.....

5.2.2

Bố trí ngang.

5.2.3 Bố trí gian máy.............................................................................................
5.3

Gian khử khí..........................................................

5.4

Gian lị...................................................................


LỜI NĨI ĐẦU
Q trình phát triển mạnh mẽ của nềề̀n công nghiệp nước ta đang đặt ra yêu cầu vềề̀
năng lượng lớn. Ở nước ta, ngoài việc sử dụng các nguồn năng lượng sơ cấấ́p trong các
ngành công nghiệp và đời sống thì năng lượng điện là dạng năng lượng được sử dụng
phổ biến và hiệu quảả̉ nhấấ́t. Vì vậy, ngày càng nhiềề̀u các nhà máy điện được đầu tư xây
dựng trên khắp đấấ́t nước đáp ứng nhu cầu ngày cao của con người. Trong học kỳ này
nhóm chúng em được giao đềề̀ tài thiết kế nhà máy điện chu trình hỗn hợp 750MW,
nhiên liệu khí LNG nhằm trang bị cho sinh viên chuyên ngành Công nghệ NhiệtĐiện Lạnh những kiến thức hữu ích nhấấ́t cho một kỹ sư tương lai sau này.
Được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo TS. Phạm Duy Vũ và cùng với sự nỗ lực
học tập nghiên cứu của chúng em đã hoàn thành đồ án Thiết kế nhà máy nhiệt điện.
Tuy nhiên, vì kiến thức có hạn, nên chúng em khơng tránh khỏi những sai sót trong
q trình thực hiện, em rấấ́t mong được sự góp ý, chỉ bảả̉o quý báu của các Thầy để đồ
án của chúng em có thể hồn chỉnh tốt nhấấ́t.
Em xin chân thành cảả̉m ơn TS. Phạm Duy Vũ đã giúp đỡ chúng em trong quá trình

thực hiện đồ án này.
Đà Nẵng, ngày 27 tháng 5 năm 2020
Sinh viên thực hiện:
Phan Văn Hoàng Lộc
Nguyễn Hữu Nhật
Lê Văn Nhân Hiếu


CHƯƠNG 1: LỰA CHỌN CÁCH BỐ TRÍ TỔ MÁY
CHO NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CHU TRÌNH HỖN
HỢP
1. Lựa chọn địa điểm đặt nhà máy
Địa điểm đặt nhà máy phảả̉i đảả̉m bảả̉o các yêu cầu sau:
- Gần nguồn cung cấấ́p nước là một yêu cầu quan trọng khi lựa chọn địa điểm đặt

nhà máy nhiệt điện, lượng nước này dùng để giảả̉i nhiệt cho bình ngưng
- Gần nguồn cung cấấ́p nhiên liệu. Nhiên liệu dùng trong nhà máy này là LNG. Ở

Việt Nam, có nhiềề̀u mỏ khí LNG trảả̉i dọc trên bờ biển như: mỏ khí Cá Voi Xanh
( Quảả̉ng Ngãi), mỏ khí lơ B – Ơ Mơn ( Cà Mau), mỏ khí Nam Cơn Sơn ( Vũng Tàu)…
Tổng lượng khí thiên nhiên dự báo khoảả̉ng 8,71 tỉ mét khối
- Khi xây dựng nhà máy điện địi hỏi có một mặt bằng lớn, cho nên phảả̉i có diện

tích và kích thước đầy đủ. Địa hình diện tích phảả̉i bằng phẳng, độ dốc, tuyến đường nối từ
đường sắt và ơtơ chính tới nhà máy phảả̉i thuận lợi.
Từ những yêu cầu đó, nhóm đã quyết định chọn địa điểm lắp đặt nhà máy tại khu
Kinh tế mở Dung Quất ( Quảng Ngãi )
2. Một số đặc tính của LNG (Liquefied Natural Gas)
- Là chấấ́t khí khơng màu, khơng mùi, khơng độc hại, nhẹ hơn khơng khí
- Thành phần chủ yếu là Metan ( 95%)

- LNG được hóa lỏng ở -120oC đến -170oC để dễ vận chuyển và bảả̉o quảả̉n
- Nhiệt trị của LNG là khoảả̉ng 45000 kJ/kg
3. Chỉ tiêu kinh tế của NMNĐ chu trình hồn hợp

3.1.

Lựa chọn tổ máy
- Tổ máy được lựa chọn là 1 tổ máy 750 MW, gồm 2 Tua bin khí, mỗi

Tuabin khí cơng śấ́t 250 MW, 1 Tuabin hơi công suấấ́t 250 MW)


3.2.

Vốn đầu tư ban đầu
- Theo như các tài liệu tham khảả̉o được ( thì vốn đầu tư
ban đầu cho nhà máy nhiệt điện chu trình hỗn hợp, cơng śấ́t 750 MW là K=
16650 ( tỷ đồng)

3.3. Chi phí vận hành hằng năm
3.3.1. Chí phí cho nhiên liệu
SB = C.B
Với C: giá tiềề̀n của 1 kg LNG ( lấấ́y giá tiềề̀n của 1 kg LNG là 10000 đồng/kg)
B: Lượng nhiên liệu tiêu hao trong 1 năm

B = b.N.n
Với b: suấấ́t tiêu hao LNG để sảả̉n xuấấ́t ra 1 kWh điện [kg/kWh]
N: tổng công suấấ́t của nhà máy
n : Số giờ làm việc trong năm (chọn n = 6000 )
Tính b

Ta có: Suấấ́t tiêu hao nhiên liệu tiêu chuẩn ( có
xuấấ́t ra 1 kWh điện cần 0,2225 kg/kWh)

= 29310 kJ/kg) để sảả̉n

Lại có nhiệt trị thấấ́p làm việc của LNG là Q = 45000 kJ//kg
Suy ra suấấ́t tiêu hao nhiên liệu của LNG là b= 0,145 kg/kWh
Lượng nhiên liệu tiêu hao trong 1 năm là:
B = 0,145. 750.1000.6000 = 652500000
kg/năm Chi phí cho nhiên liệu là;
SB = C.B = 10000.652500000 = 6525.109 (đồng/năm)
3.3.2 Chi phí khấu hao thiết bị và sửa chữa
SA=PA.K
Với PA : phần khấấ́u hao thiết bị và sửa chữa , lấấ́y bằng 10%
K : là vốn đầu tư
Suy ra SA = 10% . 16650.109 = 16650.108 ( đồng)
3.3.3 Chi phí lương cho cán bộ cơng nhân
SN = z.N.n
Với z: tiềề̀n lương trung bình của một cơng nhân trong một năm, có thể
lấấ́y đối với nước ta là z = 100000000 đồng/năm


n : là hệ số biên chế của công nhân vận hành ( tra bảả̉ng 1.16 sách
thiết kế nhà máy nhiệt điện được n = 0,4 người/MW
N : công suấấ́t của nhà máy ( N = 750 MW)
Suy ra Sn = 100000000.0,4.750 = 3.1010 (đồng/năm)
3.3.4 Chi phí cho cơng việc chung và các chi phí tổn khác

hao thiết bị, sửa chữa và chi phí trả lương cho cán bộ cơng nhân nhà máy. Ở đây, ta

chọn ∝ = 25 %.
T ổng

đồng/năm)

∑ Si= SB + SA + SN + So


CHƯƠNG 2: LẬP VÀ TÍNH TỐN SƠ ĐỒ NHIỆT NGUN LÝ
2.1 Lựa chọn các thông số đầu vào
- Thành phần nhiên liệu LNG:

[CH4] = 0,84, [C2H4] = 0,015, [C2H6] = 0,005, [CO2] = 0,02, [N2] = 0,12
o

- Các thông số khơng khí vào máy nén : tkk’ = 25 C, p = 1 bar
o

- Các thơng sơ của khơng khí ra khỏi máy nén: tkk” = 340 C, p = 10 bar
o

- Nhiệt độ khói vào tuabin khí tTB’ = 1000 C
o

- Nhiệt độ khói ra khỏi tuabin khí tTB” = 600 C
- Hiệu suấấ́t của buồng đốt của tuabin khí ηbđ = 0,94
- Cơng śấ́t của 1 máy phát tuabin khí là 250 MW
- Cơng śấ́t của 1 máy phát tuabin hơi là 250MW
lv

3

- Nhiệt trị thấấ́p làm việc của LNG : Qt = 31274 kJ/m ( tính tốn theo cơng thức 2-

8b/20, giáo trình lị hơi và thiết bị đốt của PGS.TS Hồng Ngọc Đồng)
2.2 Tính tốn q trình cháy nhiên liệu trong buồng đốt của tuabin khí
Lượng Oxy lý thuyết để cháy hoàn toàn 1 m3 nhiên liệu khí LNG:
VO2 = (m + n/4).[CmHn]
= (1+4/4).[CH4] + (2+4/4)[C2H4] + (2+6/4)[C2H6]
3

3

= 2.0,84 + 3.0,015 + 3,5.0,005 = 1,743 m /m

Lượng khơng khí lý thuyết để cháy hồn tồn 1 m3 nhiên liệu khí
LNG VKKo = VO2/ 0,21 = 1,743/0,21 = 8,3 m3/m3
Lượng khói lý thuyết sinh ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 m3 LNG:
VKO = (m+n/2)[CmHn] + [CO2] + [N2] + 0,79 VKKo
= (1+4/2)[CH4] + (2 + 4/2)[C2H4] + (2+6/2)[C2H6] + [CO2] + [N2]
o

+ 0,79VKK

= 3.0,84 + 4.0,015 + 5.0,005 + 0,02 + 0,12 + 0,79.8,3 = 9,302 m3/m3


Lượng khói thảả̉i thực tế sinh ra là:
VK = VKo + (α– 1).VKKo ( Với α là hệ số không khí thừa) =
9,302 + (1,1 – 1).8,3 = 10,132 m3/m3 nhiên liệu khí

Ta có:
Nhiệt độ của khơng khí vào máy nén khí là : tkk’ = 25oC
Ikk’ = Cp.tkk’ = 25.1,298 = 32,45 kJ/m3
Nhiệt độ của khơng khí ra khỏi máy nén là: tkk” = 340oC
Ikk” = 449,48 kJ/m3
Nhiệt độ của khơng khí ra khỏi máy nén chính là nhiệt độ khơng khí đi vào buồng
đốt. Suy ra tbđ’ = tkk’’= 340
Nhiệt độ khói vào tuabin khí : tTBK’ = 1000oC
kJ/m3
Nhiệt độ khói ra khỏi tuabin khí : tTBK” = 600oC
=295,2 kJ/m3
Giảả̉ sử nhiệt độ của khơng khí ra khỏi buồng đốt bằng nhiệt độ của khói ra khỏi
buồng đốt thì tbđ”= 1000 C

Hiệu suấấ́t của tu
ηTBK =
Lưu lượng nhiên liệu LNG cần cấấ́p vào cho 1 buồng đốt TB khí là:
VLNG =
Lượng nhiệt của khói thảả̉i ra từ 1 tuabin khí là
QTBK = Vk.VLNG.I '' = 10,132.23,9.295,2 = 71484,1 kW TBK
QTBt = 2 x QTBK = 71484,1×2= 142968,2 kW
2.3 Lựa chọn sơ đồ nhiệt nguyên lý của tổ máy đã chọn

t


2.4 Xây dựng q trình giãn nở của dịng hơi trong tuabin hơi
Điểm
quá

Thiết
Bị

trình

0

Tuabin

0’

Tuabin

1

GNCA1


2

GNCA2

3

GNCA3

3

KK

4

GNHA5


2.5 Tính tốn nhiệt cho tuabin hơi
2.5.1 Bình phân ly

5

GNHA6

6

GNHA7

7

GNHA8

8

BN


Sơ đồ tính cân bằng cho bình phân ly:


Trong đó :

αxảả̉ : Lưu lượng tương đối của nước xảả̉ khỏi lị hơi
i’BH : Entanpi của nước sơi ở áp suấấ́t trong bao hơi (kJ/kg)
αbỏxảả̉ : Lưu lượng tương đối của nước xảả̉ khỏi bình phân ly
i’xảả̉ : Entanpi của nước sơi ở áp śấ́t trong bình phân ly (kJ/kg)
αh : Lưu lượng tương đối của hơi ra khỏi bình phân ly
ih : Entanpi của hơi ra khỏi bình phân ly (kJ/kg)
ih = i’(pBPL) + xh.( i’’(pBPL) - i’(pBPL) )
xh : Độ khơ của hơi ra khỏi bình phân ly, chọn xh = 0,98 theo mục 2.4/36/TL1
Tra bảả̉ng nước và hơi bão hịa ở áp śấ́t trong bình phân ly ta có:
i’(pBPL) = 697,2 kJ/kg , i’’(pBPL) = 2764 kJ/kg
Suy ra ih = 697,2 + 0,98×(2764 – 697,2) = 2722,66 kJ/kg
- Phương trình cân bằng nhiệt của bình phân ly :
(1)
-

Phương trình cân bằng vật chấấ́t của bình phân ly :
(2)
Giảả̉i hai phương trình (1), (2) trên ta có :


và
- Áp suấấ́t trong bao hơi lấấ́y : pBH = 1,1po = 1,1×150 = 165 bar
Tra bảả̉ng nước và hơi bão hòa ứng với áp suấấ́t p = 165 bar ta có i ’BH = 1670 kJ/kg.
’
’
- pBPL = 7 bar. Tra bảả̉ng nước và hơi bão hòa ( theo áp suấấ́t) ta có : i xa = i BPL = 697,2
kJ/kg
- Lưu lượng nước xảả̉ lò là αxa = 1% ( TL lò hơi và thiết bị đốt)
Thay số vào phương trình (1) và (2) ta được:
0,01×1670 = ∝ ×2722,66 + α bo × 697,2 (3)

∝ +αbo = 0,01
h

h

xa

(4)

xa

∝h = 0,0048
α

bo
xa

= 0,0052

2.5.2 Bình gia nhiệt nước bổ sung.
Nước bổ sung đã được xử lý hóa học được đưa vào gia nhiệt sơ bộ trong bình
gia nhiệt nước bổ sung (BGNBS) tận dụng nhiệt của dòng nước xảả̉ lò hơi sau khi đã
phân ly một phần thành hơi.
Nhiệt độ nước bổ sung ở đầu vào BGNBS : tbs= 25oC (lấấ́y bằng nhiệt độ môi trường)
 Entanpi của nước bổ sung ở đầu vào BGNBS : i

tr

bs

= cp.tbs = 4,18.25 = 104,5 kJ/kg

Hiệu śấ́t trao đổi nhiệt của bình: ηBGNBS =0,95÷ 0,97. Chọn ηBGNBS =0,97
Nhiệt độ nước bổ sung ra khỏi BGNBS chọn thấấ́p hơn nhiệt độ nước xảả̉ bỏ một giá trị là θ
= (10 ÷ 15 )oC trang 37/TL1 , chọn θ = 13oC
Lưu lượng nước bổ sung vào chu trình được tính bằng tổng tấấ́t cảả̉ các lưu lượng
của các dòng hơi và dòng nước mấấ́t đi khỏi chu trình mà khơng tận dụng lại được. Lượng
nước bổ sung này chủ yếu là bù vào tổn thấấ́t do rị rỉ, xảả̉ bỏ, lượng hơi chèn khơng tận
dụng lại do lấấ́y đi làm tín hiệu điềề̀u chỉnh và lượng hơi mấấ́t mát ở ejector do thảả̉i lẫn với
khơng khí ra ngoài. Theo TL1/52 lấấ́y lượng hơi chèn bằng 0,5%, lượng hơi rò rĩ là 1%,
lượng hơi dùng cho ejector là 0,5% so với lượng hơi mới ở đầu vào tuốc bin. Nhưng trong
đó lượng hơi chèn và hơi làm mát ejector được lấấ́y lại nhờ hai bình phụ làm mát hơi chèn
và làm mát ejector. Xem lượng hơi ban đầu là α 0=1.
Lượng nước bổ sung cho chu trình do đó chỉ cần đủ để khắc phục lượng hơi mấấ́t
mát trên là của hơi rò rĩ ( hơi rò rĩ do mối nối mặt bích, những nơi có thơng số cao nhấấ́t)
và lượng hơi xảả̉ bỏ sau khi đã gia nhiệt cho bình gia nhiệt bổ sung nước cấấ́p nên: α bs = αrr
+ αbỏxảả̉ = 0,01+ 0,0052 = 0,0152


Sơ đồ tính cân bằng bình gia nhiệt nước bổ sung :

Trong đó :
αbỏxảả̉ = 0,0052: Lưu lượng tương đối của nước xảả̉ khỏi bình phân ly
i’xảả̉ = 697,2 kJ/kg : Entanpi của nước sơi ở áp śấ́t trong bình phân ly

isbs : Entanpi của nước bổ sung ra khỏi BGNBS
ibỏxảả̉ : Entanpi của nước xảả̉ bỏ ra khỏi BGNBS
itrbs : entanpy của nước bổ sung vào BGNBS
Phương trình cân bằng nhiệt cho BGNBS là :

(1)
Phương trình liên hệ giữa nhiệt độ ra của hai dòng nước là :
(2)
Giảả̉i hệ hai phương trình (1) và (2) ta có :

ibss=

0,0052× (697,2−4,18.13 )× 0,97+0,0152 ×104,5
0,0152+0,0052× 0,97

iboxa = isbs + 4,18×13 = 238,64 + 4,18.13 = 293 kJ/kg.


2.5.3 Tính cân bằng nhiệt cho các bình gia nhiệt.
- Độ kinh tế của việc hồi nhiệt sử dụng hơi q nhiệt của các cửa trích của
tuabin có thể được nâng cao nhờ việc làm lạnh hơi trích bằng nước cấấ́p, sở dĩ như vậy
là khi làm lạnh hơi trích thì sự trao đổi nhiệt khơng thuận nghịch trong các bình gia
nhiệt giảả̉m đi, lượng hơi trích phảả̉i tăng lên làm giảả̉m lượng hơi đi vào bình ngưng do
vậy hiệu suấấ́t của tuabin nói riêng và nhà máy nói chung tăng lên. Ngoài ra sự làm
lạnh nước đọng cũng làm giảả̉m sự thay thế hơi trích của bình gia nhiệt tiếp nhận nước
đọng đó. Và như vậy giảả̉m nhiệt tổn thấấ́t năng lượng. Do đó các bình gia nhiệt cao áp
đềề̀u chọn là các bình có ba phần : Làm lạnh hơi, gia nhiệt chính và làm lạnh nước
đọng. Việc tính tốn các bình gia nhiệt cao áp được tiến hành từ bình áp śấ́t cao đến
bình có áp śấ́t thấấ́p.
2.5.3.1 Bình gia nhiệt cao áp số 1 (BGNCA 1)

Hơi cấấ́p cho bình gia nhiệt cao áp 1 lấấ́y từ cửa trích số 1.
1 ; i1

LĐ7

’’

nc ; i7

LH7

’
nc ; i7
1 ; i1

GN7

’

Trong đó:
- Entanpi của hơi trích vào BGNCA số 1: i1 = 3225,67 kJ/kg
- Vì ta chọn BGNCA 1 có 3 khoang nên entanpi của nước đọng ra khỏi phần lạnh đọng

của BGNCA số 1 sẽ lấấ́y cao hơn entanpy của nước cấấ́p vào phần này khoảả̉ng (20-40)
kJ/kg : i’1 = i'CA1 + 30 = 1012,576 + 30 = 1042,576 kJ/kg
- Entanpy nước cấấ́p ra và vào bình gia nhiệt số 1: i

’’

CA1

= 1177,956 kJ/kg;

i'CA1 = 1012,576 kJ/kg.

- Lưu lượng dòng nước cấấ́p (bằng lưu lượng hơi mới cộng với lưu lượng bổ sung): nc =

1 + arr +α ch+α ej= 1 + 0,01+0,01= 1,02
: Lưu lượng hơi trích vào BGNCA 1 cũng như là lưu lượng nước đọng ra khỏi
BGNCA 1.
Phương trình cân bằng năng lượng cho bình gia nhiệt cao áp 1:
-

1

1

. (i1 - i’1).

1

Chọn hiệu suấấ́t bình gia nhiệt

=

nc

1

(i’’CA1 – i’CA1)

= 0,98


Thay vào ta được:

α 1= 1,02×(1177,956−1012,576)=¿ 0,0788

(3225,67−1042,576)×0,98
1=

0,0788

2.5.3.2 Bình gia nhiệt cao áp 2 (BGNCA 2)
- Ở các bình gia nhiệt cao áp, nước đọng từ bình gia nhiệt áp suấấ́t cao sẽ dồn vềề̀

bình gia nhiệt áp suấấ́t thấấ́p hơn gần đó. Vì vậy tại bình gia nhiệt cao áp 2 sẽ có thêm
dịng nước đọng từ bình gia nhiệt cao áp 1 vềề̀. Hơi cấấ́p cho bình gia nhiệt cao áp 2 lấấ́y
từ cửa trích số 2.
Sơ đồ tính tốn nhiệt cho bình gia nhiệt số 2.

nc ;

’
nc ; i CA6

i’’CA6

’
1+2; i2

Trong đó:
- Entanpi của hơi trích vào BGNCA số 2: i2 = 3112,39 kJ/kg
- Entanpi của nước đọng dồn từ BGNCA số 1 vềề̀: i’1 =1042,576 kJ/kg
- Lưu lượng dịng nước cấấ́p nc = 1,02
- Vì ta chọn BGNCA 2 có 3 khoang nên entanpi của nước đọng ra khỏi phần lạnh đọng

của BGNCA số 2 sẽ lấấ́y cao hơn entanpy của nước cấấ́p vào phần này khoảả̉ng (20-40)
kJ/kg : i’2 = i'CA2 + 30 = 908,459 + 30 = 938,459 kJ/kg
- Entanpy nước cấấ́p ra và vào bình gia nhiệt số 2: i

’’

= 1012,576 kJ/kg

CA2

i'CA2 = 908,459 kJ/kg
- 1: lưu lượng nước đọng dồn từ BGNCA số 1 vềề̀:
- 2 : Lưu lượng hơi trích vào BGNCA 2

1

= 0,0788

Phương trình cân bằng nhiệt của bình gia nhiệt số 2:
’’
’
nc (i CA2 – i CA2) = [( 1i’1 + 2 i2) – ( 1 + 2) i’2 ]. 2 Chọn
hiệu suấấ́t của bình gia nhiệt là 2 = 0,98
α 2= αnc (i''

)/❑2−α1 (i' 1−i'2 )
i −i '
(2 2)

'
CA 2−i CA 2


¿ 1,02×(1012,576−908,459)/0,98−0,0788 ×(1042,576−938,459) =0,0461
(3112,39−938,459)
2=

0,0461
- Nước cấấ́p ra khỏi bơm cấấ́p bị tăng một chút vềề̀ entanpy do đặc tính của q trình

nén có làm tăng nhiệt. Nước cấấ́p ra khỏi bình khử khí coi như ở trạng thái sơi để đáp ứng
được hiệu quảả̉ khử khí kiểu nhiệt. Vì thế nên trước khi tính tốn BGNCA số 5 ta phảả̉i tính
sơ bộ độ gia nhiệt bơm cấấ́p để xác định entanpy của nước cấấ́p ra khỏi bơm đi vào
BGNCA này.
Xác định sơ bộ độ gia nhiệt của bơm cấp cho nước cấp.

Ta có tổng chiềề̀u cao cột áp bơm cấấ́p tính theo cơng thức 2.8/42/TL1.
p = pđ – ph = (pBH – pKK) +

∑ ∆ ptl+ ρ. g .(H đ −Hh ) , [N /m2 ]

Trong đó:
-

∑ ∆ptl = ∆ptlđ + ∆ptlh + ∑ ∆ pBGNCA + ∑ ∆ pHN là tổng các trở lực đường ống đầu

đẩy, đầu hút với các trở lực của các BGNCA và trở lực bộ hâm nước.
- Khối lượng riêng ρ của nước, được lấấ́y trung bình cộng của khối lượng riêng của
nước tại đầu đẩy và đầu hút. Lấấ́y vào khoảả̉ng (950÷990) kg/m3. Ta chọn ρ=960kg/m3

5
2
5
- Chọn tổng trở lực đường ống vào khoảả̉ng (3÷5).10 N/m . Ta chọn bằng 5.10
N/m2 ,
5

2

- Mỗi BGNCA hoặc mỗi bộ hâm nước có trở lực khoảả̉ng (2÷3).10 N/m . Ta chọn

3.105 N/m2.


- Chiềề̀u cao đầu đẩy lấấ́y khoảả̉ng (50 ÷70)m. Ta lấấ́y H đ=70m, chiềề̀u cao đầu hút lấấ́y
khoảả̉ng (20÷30)m ta lấấ́y Hh= 20m. Nên chiềề̀u cao chênh lệch giữa bao hơi và bình khử khí
là: Hch = Hđ– Hh = 50 m.

Áp suấấ́t trong bao hơi lớn hơn áp suấấ́t hơi mới khoảả̉ng 10% nên
pBH = 1,1×150= 165 bar = 165.105 N/m2
Áp śấ́t bình khử khí là pkk = 6 bar = 6.105 N/m2
Nên ∆pBC= [(165–6) + 5 + 2.3 + 3.3].105 +960×9,81×50 = 18370880 N/m2 = 18370,88
kN/m2
Độ gia nhiệt của bơm cấấ́p là:
τ=

∆p.v

tb

❑b

Trong đó :
∆p: tổng chiềề̀u cao chênh cột áp của bơm nước cấấ́p, [kN/m2]
vtb: thể tích riêng trung bình của nước ở đầu vào và ra của bơm cấấ́p, nó được tính
trung bình cộng, [m3/kg]
ηb : hiệu śấ́t của bơm cấấ́p, thơng thường chọn ηb=0,7÷0,85. Chọn ηb=0,8
τ=

∆p.v

tb

= ∆ p .1 =18370,88 =23,92

kJ /kg ❑b ❑b . ρ 0,8 × 960

Do đó ta tính được entanpy của nước cấấ́p vào BGNCA số 3 là :
i'CA3 = i’’KK + τ = 681.759 + 23,92 = 705,679 kJ/kg
Với i’’KK: entanpy nước cấấ́p ra khỏi bình khử khí.
* Xác định sơ bộ lưu lượng hơi trích để chạy tuabine sử dụng cho bơm cấp
-

-

Để sử dụng hiệu quảả̉ nhiệt cho hệ thống ta lấấ́y hơi ở của cửa trích số 3 để chạy
tuabine phụ sử dụng để kéo cho bơm nước cấấ́p, nước đọng của tuabine phụ được dồn
vềề̀ điểm hỗn hợp trên đường nước ngưng chính. Ta chon tuabine hơi chay bơm nươc
cấp vơi cac thông sô vào tua bin là: P=21,84 bar, t0 =302 [0C]; i’=3023,38 [kJ/kg].
Thông số hơi sau khi ra khỏi tuabin phụ là: giảả̉ sử hơi ra khỏi tuabin phụ có áp śấ́t

0,08 bar, độ khơ là 0,96, khi đó có entanpy là i’’= 2479,92 kJ/kg.
Cơng śấ́t của bơm nước cấấ́p là:
α ×∆p

N=

nc

ηb × ρn

Lại có lượng nhiệt mà tuabin phụ cần nhận là Q=1,1× N
Mà Q = α TB ×( i’ – i’’)
Từđó:


Trong đó:
3

α nc : lưu lượng nước cấấ́p (m /s)
α TB: lưu lượng hơi trích từ tua bin ( kg/s)

ρn : khối lượng riêng của nước, chọn ρ=960kg/m3
∆ p : tổng chiềề̀u cao chênh cột áp của bơm nước cấấ́p

(kN/m2) ηb : hiệu suấấ́t của bơm cấấ́p (chọn ηb = 0,7)

Suy ra: α TB =

1,1 ×1,02 ×18370,88

(3023,38−2479,92) ×0,7 × 960

= 0,0564

2.5.3.3Bình gia nhiệt cao áp 3 ( BGNCA 3)
Sơ đồ tính tốn nhiệt bình cao áp 3
3 ; i3

nc ;

LĐ5

i’’CA5

nc

LH5

i ’2

Trong đó:
- Entanpi của hơi trích vào BGNCA số 3:

i3=3023,380 kJ/kg

- Entanpi của nước đọng dồn từ BGNCA số 2 vềề̀
- Lưu lượng dòng nước cấấ́p

CA5

’
’
3 ; i3

GN5
1+2;

; i'

nc

i’2 = 938,459 kJ/kg

= 1,02
’

- Entanpi của nước đọng ra khỏi BGNCA số 3: i’3 = i CA3 + 30 = 705,679 + 30 = 735,679

kJ/kg
- Entanpy nước cấấ́p ra và vào bình gia nhiệt số 3: i

’’

CA3

= 908,459 kJ/kg; i’CA3 = 705,679

kJ/kg.
- Lưu lượng nước đọng dồn từ BGNCA số 2 vềề̀
1 + 2 = 0,0788 + 0,0461 = 0,1249

-

’

3 = 1 + 2+ 3 : Lưu lượng nước đọng ra khỏi BGNCA 3 vềề̀ bình khử khí

Vậy ta có phương trình cân bằng năng lượng cho BGNCA 3 :
(( 1 + 2) . i’2 + 3. i3 – ’3 i’3). η3 = nc (i’’CA3 – i’CA3).


=❑nc (i' ' CA 3 – i'CA 3 )/η3 −(❑1+❑2 ). i’2 +(❑1 +❑2 ). i’3
3

(2)

(i3−i’ )3
α 3= 1,02× (908.459−705,679)/0,98−0,1249 ×938,459+0,1249 ×735,679 =0,0812
(3023,38−735,679)

Vậy

3

= 0,0812

2.5.3.4Tính tốn bình khử khí
Khơng khí hịa tan trong nước có chứa một lượng khơng khí khơng ngưng như
CO2, O2… dẫn đến gây ăn mòn thiết bị và ống dẫn trong nhà máy nhiệt điện. Để bảả̉o vệ
chúng khỏi bị ăn mịn của khí trong nước, người ta áp dụng biện pháp tách khí ra khỏi
nước trước khi cung cấấ́p cho lò hơi (hay còn gọi là khử khí cho nước).

Tại bình khử khí gồm có:
v
- Đường nước ngưng chính sau khi đi qua BGNHA số 5: nn,i KK .
- Đường hơi trích từ cửa trích số 3 sau khi qua van giảả̉m áp: KK, iKK
- Đường hơi thốt ra từ bình phân ly: h, ih
’
- Đường nước đọng từ BGNCA số 3: 3, i’3
s
- Đường nước bổ sung từ bình gia nhiệt bổ sung: i bs , bs
- Lượng nước cấấ́p ra khỏi bình khử khí: nc , irKK
Sơ đồ tính tốn nhiệt cho thiết bị khử khí như hình vẽ:

’

3;

h
bs

i’3

;i

v
nn; iKK

;i

h

kk

; ibs

nc ;

kk

irkk

Ta có ’3 = 1 + 2 + 3 =0,0788+0,0461 +0,0812= 0,2061
- Ta có phương trình cân bằng chấấ́t của thiết bị khử khí.
nc
= ’3 + h + KK + nn + bs
Suy ra: KK = nc – ( ’3 + h + nn + bs) = 1,02 - (0,2061 + 0,0048 + 0,0152+ nn )
Vậy ta có KK = 0,7939 - nn (1) - Ta có phương trình cân
bằng năng lượng của thiết bị khử khí.
r
nc.i KK
= ( ’3 .i’3 + KK .iKK + nn .ivKK + h .ih+ bs .isbs). ηkk
1,02×681,759 = (0,2061×735,679 + 3023,38× KK + nn× 598,123+ 0,0048×2722,66
×238,64 ×


+ 0,0152
Trong đó:
- Entanpi của hơi trích vào BKK
- Entanpi của nước ra khỏi BKK
- Lưu lượng dòng nước cấấ́p
- Entanpi của nước đọng dồn từ BGNCA số 3 vềề̀

- Entanpi của nước ngưng chính từ BGNHA số 5 đến
- Lưu lượng dòng bổ sung
- Entanpy của nước cấấ́p bổ sung
- Lưu lượng dịng hơi từ bình phân ly vềề̀
- Entanpy của hơi ra khỏi BPL
Thay số vào phương trình (1) và (2), giảả̉i ra ta được:
kk = 0,0215 và nn= 0,7724
2.5.3.5Tính cân bằng nhiệt cho BGNHA 5

- Entanpy của hơi trích vào BGNHA 5 : i5 = 2856,24 kJ/kg
- Entanpy của nước đọng ra khỏi BGNHA 5 : i5’ = 614,995 kJ/kg
- Entanpy của nước ngưng chính vào BGNHA 5 : iHA5’ = 568,411 kJ/kg
- Entanpy của nước ngưng chính ra khỏi BGNHA 5: iHA5’’ = 598,123 kJ/kg
- Lưu lượng nươc ngưng chính vào BGNHA 5:

nn

= 0,7724

Phương trình cân bằng nhiệt cho BGNHA 5 là:

Suy ra α 5 =


2.5.3.6 Tính cân bằng nhiệt cho BGNHA 6 và 7
Các bình gia nhiệt hạ áp có cấấ́u tạo chỉ có phần GNC khơng có phần lạnh đọng ( LĐ) và
phần lạnh hơi ( LH) nên entanpy của nước đọng từ các bình gia nhiệt dồn vềề̀ chính là lấấ́y
tương ứng với nhiệt độ bão hòa tương ứng với áp suấấ́t trong bình gia nhiệt.

Sơ đồ tính tốn nhiệt cho BGNHA 6 và 7 :

Trong đó:
- Entanpi của hơi trích vào BGNHA số 6
- Entanpi của hơi trích vào BGNHA số 7

i6 = 2798,820 kJ/kg

i7= 2649,52 kJ/kg

- Entanpy của nước đọng từ BGNHA 5 sang: i5’ = 614,995 kJ/kg
- Lưu lượng dòng nước đọng từ BGNHA 5 vềề̀: α 5 = 0,0104

- Entanpi của nước đọng ra khỏi BGNHA số 6
- Entanpi của nước đọng ra khỏi BGNHA số 7
- Entanpi của nước ngưng chính ra khỏi BGNHA số 6
- Entanpi của nước ngưng chính vào BGNHA số 7
- Entanpi của nước ngưng chính ra khỏi BGNHA số 7
- Lưu lượng dịng nước ngưng chính qua BGNHA số 6
Ta có phương trình cân bằng năng lượng cho BGNHA 6 như sau:
¿


Thay
số
vào
ta
có:
'
((2798,82× α6 +614,995 × 0,0104)−585,009× (0,0104+ α6 ))× 0,98=0,7724 ×(568,411−i HA 6 )
(1)

- Phương trình cân bằng năng lượng cho điểm hỗn hợp.
α nn . iHA'
'
6=445,569× αnn + 461,343 ×(0,0104+ α6 + α7

Thay số vào ta có: 0,7724×i'HA
- Phương trình cân bằng vật chấấ́t cho điểm hỗn hợp:

)

Thay số vào ta có pt : α nn'+α6 +α7= 0,7724 - 0,0104 =0,762
- Phương trình cân bằng năng lượng cho BGNHA 7 như sau:
¿
Thay số vào ta có pt:¿¿+(α ¿¿ 6+0,0104)×585,009 ¿)×0,98=α

'

×(445,569 -376,482)

nn

(4)
Giảả̉i 4 phương trình (1), (2), (3),(4) trên với 4 ẩn
3

’

,

5

,

6

’

nn

,i'HA

ta có:

nn = 0,7117

= 0,0431
7 = 0,00711
i’HA6 = 446,934 kJ/kg.
6

2.5.3.7 Bình gia nhiệt hạ áp 8 (BGNHA 8)

Trong đó :
- Entanpi của hơi trích vào BGNHA số 8
- Entanpi của nước đọng ra khỏi BGNHA số 8
- Entanpi của nước ngưng chính vào BGNHA số 8
- Entanpi của nước ngưng chính ra khỏi BGNHA số 8

i8 = 2574,81 kJ/kg
i’8 = 385,377 kJ/kg

i’HA8 = 144,731 kJ/kg
i’’HA8 = 376,482 kJ/kg

- Lưu lượng nước ngưng chính đi qua bình
’nn = 0,7117
- Phương trình cân bằng năng lượng của BGNHA 8 là: