Báo Cáo Môn Nguyên Lý Biến Đổi Năng Lượng Đề Bài Tìm Hiểu Nhà Máy Nhiệt Điện Phả Lại.pdf

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (543.52 KB, 20 trang )

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

Đ I H C QUỐỐC GIA HÀ N IẠỌỘ TRƯỜNG Đ I H C CỐNG NGHẠỌỆ

KHOA V T LÍ & KỸỸ THU TẬ Ậ

---[]---BÁO CÁO MƠN: Ngun lý biến đổi năng lượng

Đề bài: Tìm hiểu nhà máy nhiệt điện Phả Lại Giảng viên: Phạm Đức Hạnh

Sinh viên: Nguyễn Minh Tuấn - 19020781 Hoàng Huy Tuấn - 19020780

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

1.4 Giới thiệu nhà máy nhiệt điện Phả Lại 7

2.1 Các thông số kỹ thuật dây chuyền 1 8 2.2 Các thông số kỹ thuật dây chuyền 2 11

Là các sinh viên về chuyên ngành kĩ thuật năng lượng, từ đó chúng em hiểu được tầm quan trọng của năng lượng trong

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

thời đại hiện nay, để nói dễ hiểu năng chính năng lượng đã đưa chúng ta phát triển được như ngày hôm nay, năng lượng là thứ tạo ra mọi thứ, như năng lượng trong cơ thể con người giúp con người có thể hoạt động suy nghĩ làm việc, năng lượng như than đá, dầu mỏ giúp các thiết bị có thể hoạt động được, nhưng vẫn cịn những đâu đó có những con người vẫn chưa biết đến mạng xã hội là gì, điện là gì. Chính vì vậy nhóm chúng em đã tìm hiểu quy trình cấu tạo hoạt động của nhà máy nhiệt điện Phả Lại để biết được nguồn điện đã được làm ra như thế nào

Nhóm chúng em xin trân thành cảm ơn thầy đã giảng dạy chúng em trong những tuần học vừa qua, kính mong các thầy xem xét bài báo cáo của nhóm chúng em và góp ý cho sản phẩm này có thể hồn thiện được hơn.

Giới thiệu chung 1 Khái quát

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

1.1 Định nghĩa

Nhà máy điện nhiệt là một nhà máy điện, trong đó hóa năng của nhiên liệu được biến thành nhiệt năng cấp nhiệt cho nước để biến thành hơi. Nước được đun nóng, chuyển thành hơi nước và quay một tua bin hơi nước và tuabin này làm chạy một máy phát đi nệ . Sau khi đi qua tuabin, h i nơ ướ được ng ng tc ư ụ trong bình ngưng và tuần hồn lại đến nơi mà nó đã được làm nóng, quá trình này được gọi là chu trình Rankine. Khác biệt lớn nhất trong thiết kế của nhà máy nhiệt điện là do các nguồn nhiên liệu khác nhau. Một số thiết kế thích sử dụng thuật ngữ trung tâm năng lượng hạn bởi vì các cơ sở đó chuyển đổi hình thức của năng lượng từ nhi t năngệ thành điện năng. Một số nhà máy nhiệt điện cũng cung cấp năng lượng nhiệt cho mục đích cơng nghiệp, để sưởi ấm, hoặc để khử muối trong nước cũng như cung cấp năng lượng điện. Một tỷ lệ lớn khí CO2 được tạo ra từ việc đốt nhiên li u hóa th chệ ạ ở các nhà máy nhiệt điện gây ảnh huởng rất lớn đến bầu khơng khí sống của con người.Vì vậy nhà máy nhiệt điện ln được hạn chế sử dụng một cách tối ưu để giảm tác hại của khí thải cơng nghiệp.

1.2 Các nhà máy điện

Nhà máy điện có nhiệm vụ biến đổi năng lượng sơ cấp như than, dầu, khí đốt, thủy năng ... thành điện và nhiệt năng (đối với nhiệt điện rút hơi). Căn cứ vào dạng năng lượng sơ cấp cung cấp cho nhà máy điện mà người ta phân loại chúng thành nhiệt điện (NĐ), thủy điện (TĐ), điện nguyên tử (NT), điêzen, thủy triều, phong điện , quang điện, ...Riêng đối với nhà máy NĐ còn phân ra thành hai loại : - Nhiệt điện rút hơi (NBR): Một phần năng lượng của hơi được sử dụng vào mục đích cơng nghiệp và sinh hoạt của nhân dân vùng lân cận.

- Nhiệt điện ngưng hơi (NPN): Toàn bộ hơi dùng sản xuất điện năng. 1.1.1. Nhà máy nhiệt điện (NĐ)

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

Trong nhà máy nhiệt điện người ta dùng nhiên liệu là than đá, dầu hoặc khí đốt, trong đó than đá được sử dụng rộng rãi nhất. | Để quay máy phát điện, trong nhà máy nhiệt điện dùng tuabin hơi nước, máy hơi nước (lô cố mơ bin), động cơ đốt trong và tuabin khí, tuabin hơi nước có khả năng cho cơng suất cao và vận hành kinh tế nên được sử dụng rộng rãi nhất.

*Ưu điểm:

- Có thể xây dựng gần khu công nghiệp và nguồn cung cấp nhiên liệu để giảm chi phí xây dựng đường dây tải điện và chuyên chở nhiên liệu.

-Thời gian xây dựng ngắn (3 + 4) năm.

- Có thể sử dụng được các nhiên liệu rẻ tiền như than cám, than bìa ở các khu khai thác than, dầu nặng của các nhà máy lọc dầu, trấu của các nhà máy xay lúa ... b. Nhược điểm:

- Cẩn nhiên liệu trong quá trình sản xuất do đó giá thành điện năng cao. - Khói thài làm ơ nhiễm mơi trường.

- Khởi động chậm từ 6 - 8 giờ mới đạt công suất tối đa, điều chỉnh cơng suất khó, khi giảm đột ngột cơng suất phải thải hơi nước ra ngồi vừa mất năng lượng vừa mất nước.

- Hiệu suất thấp :30 - 40 %

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

1.3 Phân loại nhà máy nhiệt điện

Nhà máy nhiệt điện có thể được phân loại dựa trên hai tiêu chí: loại nhiên liệu được sử dụng và phương pháp tạo ra động năng quay.

Dựa vào loại nhiên liệu

Nhà máy điện hạt nhân dùng nhiệt tạo bởi phản ứng hạt nhân để quay <small>[1]</small> tuabin hơi.

Nhà máy nhiệt điện sử dụng năng lượng hóa thạch khí đồng hành dầu ( ,

diesel...) có thể dùng tuabin khí (khi dùng khí đồng hành) hoặc hơi (khi dùng dầu).

Nhà máy địa nhiệt lấy sức nóng từ những tầng sâu của trái đất. Nhà máy năng lượng tái tạo lấy nhiệt bằng cách đốt bã mía rác thải, , khí biogas...

Nhà máy điện lấy nhiệt dư thừa từ các khu công nghiệp (nhà máy thép), sức nóng của người và động vật, lị sưởi. Tuy nhiên các nhà máy này có cơng suất thấp.

Dựa vào phương pháp tạo động năng quay

Nhà máy tuabin hơi: làm sôi nước và dùng áp suất do hơi phát ra làm quay cánh tuabin.

Nhà máy tuabin khí: dùng áp suất do dịng khí di chuyển qua cánh tuabin làm quay tuabin. Do nó làm cho tuabin khởi động nhanh nên nó có thể được dùng cho việc tạo động năng đầu cho tuabin trong các nhà máy điện mặc dù tốn kém hơn.

Nhà máy tua bin kết hợp hơi - khí: kết hợp ưu điểm của hai loại tuabin trên.

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

1.4 Giới thiệu nhà máy nhiệt điện Phả lại

Công ty Cổ phần Nhiệt điện Phả Lại có tiền thân là Nhà máy nhiệt điện Phả Lại, là một Công ty chuyên sản xuất Điện năng từ nhiên liệu than thiên nhiên. Cơng ty thuộc địa phận thành phố Chí Linh, tỉnh Hải Dương, cách thủ đô Hà Nội 56Km về phía Đơng bắc, sát góc phía Bắc đường 18 và tả ngạn sơng Thái Bình. Cơng ty được khởi công xây dựng ngày 17.05.1980 với công suất 440MW, gồm 4 tổ tua bin máy phát và 8 lò hơi theo khối hai lò - một máy, mỗi máy 110MW. Công ty Nhiệt điện Phả Lại có nhà máy điện lớn nhất trong hệ thống điện miền Bắc lúc bấy giờ, có các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật cao. các tổ máy của nhiệt điện Phả Lại lần lượt vào vận hành đã đáp ứng kịp thời tốc độ tăng trưởng phụ tải mạnh trong thập kỷ 80. Từ năm 1989 đến 1993, sản lượng điện của nhà máy giảm dần do các tổ máy của nhà máy thuỷ điện Hồ Bình lần lượt hồ vào lưới điện miền Bắc. Từ năm 1994, khi có đường dây 500kV Bắc Nam, thống nhất hệ thống điện trong cả nước, nhà máy nhiệt điện Phả Lại được tăng cường khai thác.

Ngày 8/6/1998 Nhà máy Nhiệt điện Phả Lại 2 được khởi công xây dựng trên mặt bằng còn lại của Nhà máy Nhiệt điện Phả Lại. Nhà máy Nhiệt điện Phả Lại 2 có tổng cơng suất 600 MW gồm 2 tổ máy mỗi tổ có cơng suất 300 MW, sản lượng điện hàng năm 3,68 tỷ kWh; lượng than tiêu thụ 1,6 triệu tấn/năm; tổ máy 1 vận hành vào đầu năm 2001 và hồn thành cơng trình vào quý 3 năm 2001. Phả Lại 2 là nhà máy nhiệt điện lớn nhất Việt Nam với thiết bị hiện đại được thiết kế và xây dựng đáp ứng tiêu chuẩn quốc tế về bảo vệ mơi trường. Khi hồn thành, Nhà máy Nhiệt điện Phả Lại 2 cùng với Nhà máy Nhiệt điện Phả Lại sẽ tăng cường đáng kể công suất của hệ thống điện Việt Nam đáp ứng nhu cầu điện năng ngày càng tăng, đẩy mạnh chương trình điện khí hố tồn quốc.

2.Cấu tạo

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

2.1 Các thông số kỹ thuật dây chuyền 1

- Tổng công suất đặt: 440 MW

- Số tổ máy: 4

- Công suất mỗi tổ máy: 110 MW được lắp theo sơ đồ khối kép, 1 tuabin 2 lò hơi.

- Số lượng tua bin: 4 loại K100-90-7 - Số lượng lò hơi:8 loại KZ 220-120-10Cƃ

- Số máy phát điện:4 loại TBФ – 120 – 2T3 công suất 120 MW - Sản lượng điện sản xuất ra mỗi năm 2,86 tỷ kWh

- Than cung cấp cho nhà máy: Hòn Gai và Mạo Khê. - Nhiệt trị than theo thiết kế: 5035 kcal/kg

- Suất hao than tiêu chuẩn: 439g/kWh

- Lượng than thiêu thụ: 159 triệu tấn/năm (252,8 tấn/h)

- Lưu lượng nước tuần hồn làm mát bình ngưng ( ở 23 C): 16000 m<small>o3</small>/h - Tỷ lệ điện tự dùng: 10,5%

- Hiệu suất nhà máy: 32,5% - Hiệu suất lò hơi: 86,06% - Hiệu suất tuabin: 39% Tuabin:

K100-90-7: là loại tua bin ngưng hơi thuần túy, có các cửa trích hơi khơng điều chỉnh với công suất 110MW, tốc độ quay là 3000v/p,dùng để quay máy phát điện xoay chiều lắp trên cùng một bệ móng với tua bin.

Tua bin được tính tốn để làm việc với các thơng số định mức sau: Áp lực tuyệt đối của hơi mới trước van stop: 90kG/cm2

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

Nhiệt độ của hơi mới trước van stop: 535 độ C Lưu lượng nước làm mát đi qua bình ngưng: 16000m3/h Độ chân không theo tính tốn: 0,062 ata

Nhi t đ làm mát trệ ộ ước bình ng ng:23ư <small>o</small>C Lò hơi:

+Kiểu: KZ-220-110-10C là loại lò hơi có 1 bao hơi, ống nước tuần ƃ hồn tự nhiên và thải xỉ than khô ở dạng bột.

Năng suất hơi: 220T/h Áp lực trong bao hơi: 114kG/cm2 Áp lực hơi sau lò: 100kG/cm2 Nhiệt độ nước cấp: 230 độ C Hiệu suất thơ của lị: 86,05% Nhiệt độ hơi quá nhiệt: 540 độ C

Nhiệt độ hơi bão hòa: 319 độ C Nhiệt độ đường khói ngang: 450 độ C Nhiệt độ khói thốt: 130 độ C Nhiệt độ nước cấp: 230 độ C Nước giảm ôn cấp 1: 10T/h Nước giảm ôn cấp 2: 4,4T/h

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

Tốn thất do tỏa ra môi trường xung quanh: q5=0,54%

+Nước sản xuất: Liên Xô

+Công suất định mức biểu kiến (kVA): 141.200 +Điện áp dây định mức(kV): 10,5+0,525 +Dòng điện stato định mức(A): 7760 +Dòng điện roto định mức(A): 1830 +Số đầu cực ra của stato: 9

+Nhiệt độ định mức của H : 35 C - 37 C. Nhiệt độ nhỏ nhất của H ở <small>2</small> <sup>o</sup> <sup>o</sup> <small>2 </small> đầu vào máy phát là 20<small>o</small>C.

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

Roto hạ áp tuabin số 2 nhiệt điện Phả Lại

Roto tăng áp tuabin nhiệt điện Phả Lại

2.2 Các thơng số kỹ thuật dây chuyền 2

Có 2 ổ máy với công suất mỗi tổ máy là 300MW, được thiết kế và lắp đặt hệ thống điều khiể phân tán distributed control system(DCS) tự động 100% đây là 1 cơng nghệ điều khiển mới có độ tin cậy cao tiên tiến và hiện đại.Thiết bị chính chủ yếu của các nước G7.

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

Tua bin hơi nước kiểu 270T-422/423: là tuabin xung lực ngưng hơi thuần túy với công suất định mức 300MW dùng để trực tiếp quay máy phát điện kiểu 290T-422/423 được làm mát bằng hidro với thiết bị kích thích tĩnh.

Tua bin được tính tốn để làm việc với các thông số định mức sau: - Công suất đặt: 2 tổ x 300MW

- Sản lượng điện phát: 3,414 tỷ kWh

- Số lượng lò hơi: 2 lò do hang Mitsui Babcock (Vương Quốc Anh) - Số lượng tua bin: 2 do hang Genneral Electric (Mỹ)

- Số lượng máy phát: 2 do hang Genneral Electric (Mỹ) - Hiệu suất lò hơi: 88,5%

- Hiệu suất tua bin: 45,1% - Hiệu suất chung tổ máy: 38,1% - Điện tự dùng: 7,2%

- Than tiêu thụ: 1,644 triệu tấn/năm

- Nhiệt trị than: Nhiệt trị cao: 5080 kcal/kg Nhiệt trị thấp: 4950 kcal/kg

-Than sử dụng than Antraxit từ mỏ than hòn gai, Cầm phả

2.3 Nhiên liệu sử dụng cho lò hơi.

2.3.1: Theo thiết kế nhiên liệu chính sử dụng cho nhà máy là than. Antraxit được lấy từ 2 nguồn:

+ Than Mạo Khê + Than Hịn Gai

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

- Đặc tính than: Chất bốc thấp ngon lửa cháy ngắn, xanh nhạt, khơng khói và tỏa ra nhiều nhiệt.

- Đặc tính của than Hịn Gai và than Mạo Khê.

*Nhiệt trị thấp làm việc: Qt = 5035 kcal/kg<small>lv</small>

Độ ẩm tối đa: W<small> lv</small>=11% Hàm lượng tro tối đa: Alv=31% Chất bốc cháy: Vc=5,45%

Nhiệt độ biến dạng của tro: T1=1050*C Nhiệt độ hóa mềm của tro: T2=1500*C Nhiệt độ hóa lỏng của tro T3=1580*C 2.3.2 Than thực tế sử dụng hiện nay.

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

Than thực tế sử dụng trong các lò hơi hiện nay là than hỗn hợp: Mạo khê- Tràng Bạch – Vàng Danh – cẩm phả - Hịn gai có thành phần làm việc sau: (lấy theo số liệu tháng 6/2001).

3.Nguyên lý hoạt động

- Nhà máy nhiệt điện Phả Lại có q trình sản xuất liên tục 24/24h. - Than được đưa về từ đường song hoặc đường sắt đưa vào kho than hoặc

chuyển thẳng lên hệ thống nghiền than

- Than bột được đưa vào lò hơi cùng với dầu thơng qua các đường ống phun. Trong lị hơi than và dầu được đốt cháy làm bốc hơi nước và nâng nhiệt độ hơi nước lên nhiệt độ quy định ( hơi quá nhiệt ). Từ đó hơi quá nhiệt được đưa sang làm quay tuabin và tuabin kéo máy phát điện quay và phát ra điện. - Điện được đưa vào trạm điện cùng các máy biến áp để hòa vào lưới điện

quốc gia.

- Tuabin và máy phát được làm mát bằng Hidro.

- Nước được bơm từ trạm bơm tuần hoàn, một phần cung cấp cho hệ thống xử lý nước và hệ thống điện phân, nước cịn lại sau khi làm mát bình ngưng sẽ được đưa qua song bằng kênh thải.

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

Sơ đồ nguyên lý hoạt động nhà máy nhiệt điện

3.1: Các vấn đề đi kèm trong quá trình hoạt động của nhà máy nhiệt điện

- Tổn thất nguyên nhiên liệu trong quá trình đốt do đốt chưa hết, do bụi than thất thốt ra ngồi trong quá trình nghiền và đốt.

- Tổn thất năng lượng (nhiệt lượng, điện năng) trong quá trình truyền tải bị tổn thất ra ngồi mơi trường qua đường dẫn.

- Về nguồn cung cấp nguyên liệu: than đá được coi là nguồn nguyên liệu sản xuất điện năng lớn nhất do có nhiệt năng cao và hàm lượng lưu huỳnh thấp. Trên thực tế, để sản xuất 3,68 tỷ kWh cần 159 triệu tấn than vì vậy dẫn đến vấn đề không đảm bảo nguồn cung cấp nguyên liệu trong tương lai gần => Nhập khẩu than => khó khăn trong trong việc vận chuyển và chi phí nhập khẩu than.

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

- Ơ nhiễm mơi trường:

hiện nay, trữ lượng thủy điện khơng cịn nhiều. Ngồi ra, điện mặt trời, điện gió sử dụng nguồn nguyên liệu tự nhiên chỉ đóng góp được 3-4 tỷ kWh so với nhu cầu khoảng 241 tỷ kWh năm 2019, chi phí lắp đặt cao, lại phụ thuộc vào số giờ nắng trong năm. Nhiệt điện sử dụng khí thiên nhiên hóa lỏng (LNG) được cho là thân thiện với môi trường, nhưng hiện tại, Việt Nam mới chỉ đáp ứng được 45%, còn 55% phải nhập khẩu, hơn nữa, giá điện khí đắt, chi phí bảo dưỡng, vận hành lại cao gấp 2 lần điện than. Do vậy, với tiềm lực kinh tế của Việt Nam, trong tương lai, nhiệt điện than sẽ vẫn giữ vị trí chính yếu cung cấp năng lượng điện cho hệ thống điện quốc gia do chi phí đầu tư và sản xuất rẻ.

Vì vậy, để đảm bảo an ninh năng lượng, việc đảm bảo nguồn cung cấp than ổn định, lâu dài phục vụ sản xuất điện chính là vấn đề ưu tiên cần nhanh chóng tìm ra biện pháp giải quyết.

Về nguồn cung: Theo khảo sát của TKV, các nước có khả năng xuất khẩu than cho Việt Nam gồm Úc, Indonesia, Nam Phi và Nga... đều là những nước

xuất khẩu than lớn nhất thế giới và đều có giao thương kinh tế với Việt Nam. Trước mắt, Việt Nam đang tập trung vào các thị trường Úc, Indonesia do hai nước này có hệ thống vận tải thuận tiện nên chi phí khơng cao. Úc có hệ thống vận chuyển bằng

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

đường sắt, đường bộ, đường biển và hệ thống băng chuyền; có 9 cảng biển phục vụ cung cấp than tập trung tại New South Wales và Queensland với cơ sở hạ tầng được đánh giá tốt và có khả năng tiếp nhận tàu capsize. Indonesia dùng phương thức vận chuyển than từ mỏ ra cảng xuất bằng xà lan đường sông; có 22 cảng xuất khẩu than, cảng lớn nhất có thể tiếp nhận tàu capesize. Cịn về dài hạn, Việt Nam có thể mở rộng thị trường nhập khẩu sang Nga, Nam Phi…

Về cơ sở hạ tầng: Việt Nam cần chú trọng đầu tư xây dựng hệ thống giao thông đồng bộ gồm: Hệ thống cảng biển lớn cùng các kho bãi, trung tâm chế biến, pha trộn than và hệ thống vận tải. Để phục vụ việc nhập khẩu than cho các nhà máy nhiệt điện than với sản lượng dự kiến, yêu cầu ít nhất phải có 1 cảng nước sâu có thể tiếp nhận tàu có trọng tải lớn hơn 100.000 DWT đưa vào sử dụng để có thể giảm chi phí nhập khẩu than cho các nhà máy điện. Thủ tướng Chính phủ đã ban hành Quyết định số 403/QĐ-TTg ngày 14/3/2016 đề ra định hướng là: Cải tạo, xây dựng mới các cụm cảng tập trung có quy mơ, cơng suất lớn với thiết bị rót hiện đại; từng bước xóa bỏ dần các bến nhỏ lẻ, công nghệ lạc hậu; Xây dựng mới, đầu tư nâng cấp, mở rộng các cảng hiện có đáp ứng nhu cầu nhập khẩu than theo từng giai đoạn, phù hợp với quy hoạch tổng thể phát triển các cảng biển Việt Nam được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt. Đồng thời, nâng cao năng lực vận chuyển đường sắt, đường sơng nội địa trên tồn quốc để vận chuyển than từ các cảng đến các nhà máy nhiệt điện, hạn chế vận chuyển đường bộ nhằm tránh tác động đến môi trường.

Việc xây dựng các nhà máy nhiệt điện than cần được quan tâm chú trọng và đầu tư mạnh mẽ, có bài bản. Bởi, các nhà máy nhiệt điện than hiện đại có hiệu suất cao, suất tiêu hao than thấp, gây ơ nhiễm ít hơn các nhà máy nhiệt than có kiểu thiết kế cũ nhờ các cơng nghệ lọc khí thải mới. Khơng ham rẻ mua cơng nghệ lạc hậu

</div>