Giáo trình phân tích cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của hệ thống tự động khép kín p10 pps

- 11 -


1925 Haợng AEG ( ổùc ) vaỡ BBC ( Thuỷy õióứn ) nỏng thọng sọỳ cuớa hồi lón õóỳn
P = 3,5
ữ
5,5 MPa, nhióỷt õọỹ t = 450
o
C
1930 Tuọỳc bin cao aùp õỏửu tión cuớa thóỳ giồùi ra õồỡi do haợng BBC chóỳ taỷo vồùi aùp
suỏỳt P = 19,5 Mpa , t = 500
o
C , õỏy laỡ tuọỳc bin thổớ nghióỷm nón cọng suỏỳt chố mồùi õaỷt
4 MW.
1930 Tuọỳc bin 2 truỷc vồùi cọng suỏỳt 160 MW BBC vaỡ 210 MW (GE,
Westinghouse)
1931 Tuọỳc bin mọỹt truỷc vồùi cọng suỏỳt 160 MW (GE)
1954 Nhaỡ maùy õióỷn nguyón tổớ õỏửu tión ra õồỡi ồớ Dbnisk (Lión xọ cuợ) vồùi tuọỳc
bin hồi ỏứm.
1956 Tuọỳc bin sióu tọỳc vồùi thọng sọỳ hồi P = 24 MPa, t = 560
o
C cuớa haợng
Siemens (ổùc) vaỡ GE (Myợ)
1960 Caùc tuọỳc bin cọng suỏỳt 500MW õỏửu tión ra õồỡi. ( Myợ, Anh, Thuỷy sộ ).
1970 Tọứ hồỹp Tuọỳc bin maùy phaùt 1000 MW õỏửu tión vaỡ 1300 MW - Tuọỳc bin
hai truỷc cuớa haỡng BBC ra õồỡi.
Song song vồùi vióỷc tng cọng suỏỳt caùc tọứ maùy, thọng sọỳ hồi vaỡ hióỷu suỏỳt cuớa
caùc tuọỳc bin naỡy ngaỡy mọỹt tng. Trón hỗnh 1.4 bióứu thở quaù trỗnh phaùt trióứn cuớa thọng
sọỳ hồi, hióỷu suỏỳt vaỡ cọng suỏỳt cuớa tọứ hồỹp tuọỳc bin maùy phaùt tổỡ gỏửn mọỹt thóỳ kyớ nay.

N
0,1
0,4
0,3
0,2
0,5
1900 1925 1950 1975 2000
300
400
500
600
700
200

o

800
P(MW)
200
400
600
800
1200
1000
0
0,6
0
10
20
30
40
PE(MW)
TE( C)
T

P
P
E
E
Hỗnh 1.5: Quaù trỗnh phaùt trióứn thọng sọỳ hồi, hióỷu suỏỳt vaỡ
Cọng suỏỳt tuọỳc bin hồi

- 12 -


gy nay túc bin l mäüt trong nhỉỵng thiãút bë chênh âãø sn xút ra âiãûn nàng trãn thãú

giåïi. Khäúi túc bin låïn nháút cọ cäng sút 1300 MW, thäng säú håi P = 16 MPa, t =
540
o
C (dỉåïi tåïi hản). Túc bin trong nh mạy âiãûn ngun tỉí cọ cäng sút lãn âãún
1500 MW. Tuy nhiãn âáy l túc bin håi áøm våïi P = 3 ÷ 7 MPa, t = 300 ÷ 310
o
C.
Trong tỉång lai gáưn, thäng säú ca cạc túc bin håi s lãn âãún 35 MPa/700
o
C. Bãn
cảnh âọ viãûc tàng âäü tin cáûy v kh nàng váûn hnh an ton cạc túc bin cng âỉåüc
quan tám. Âãø gim giạ thnh v gim ä nhiãùm mäi trỉåìng cáưn thiãút phi náng cao
hiãûu sút ca nh mạy nhiãût âiãûn. Ngy nay hiãûu sút ny cọ thãø lãn âãún 35 - 45 %.
Mäüt trong nhỉỵng biãûn phạp thêch håüp nháút âãø náng cao hiãûu sút l thỉûc hiãûn sn
xút phäúi håüp âiãûn nhiãût nàng v chu trçnh häùn håüp khê - håi.
Hiãûn nay cạc hng chãú tảo túc bin trãn thãú giåïi cọ ráút nhiãưu, trong âọ âạng kãø
l ABB (Thủy sé), Siemens (Âỉïc), GE (M), LMZ (Nga), Skoda (Tiãûp) Viãût nam
hiãûn ny chỉa chãú tảo âỉåüc túc bin. Vo âáưu nhỉỵng nàm 70 â cọ dỉû
âënh xáy dỉûng
nh mạy chãú tảo túc bin, â cỉí ngỉåìi âi thỉûc táûp åí cạc nỉåïc XHCN lục báúy giåì. Tuy
váûy , do hon cnh chiãún tranh, trçnh âäü k thût lảc háûu v nãưn kinh tãú úu kẹm, dỉû
ạn ny khäng thỉûc hiãûn âỉåüc. Nhỉỵng túc bin âáưu tiãn åí nỉåïc ta âỉåüc nháûp tỉì thåìi
Phạp, cäng sút tỉì 1 - 5 MW, sau nàm 1954 åí miãưn Bàõc â cọ cạc túc bin trung ạp
ca Liãn xä (c), Trung qúc, cäng sút tỉì 6 - 50 MW. Gáưn âáy â cọ cạc täø mạy 66
MW v 100 MW åí Th Âỉïc v Ph Lải. Nọi chung so våïi thãú giåïi cạc túc bin ny
ráút nh bẹ, lảc háûu.
1.2- Túc bin khê
Khại niãû
m vãư túc bin khê â cọ cạch âáy khong 200 nàm. Âọ l mäüt âäüng
cå nhiãût, thỉûc hiãûn quạ trçnh biãún họa nàng ca nhiãn liãûu trong bưng âäút åí nhiãût âäü

cao thnh cå nàng nhåì nhỉỵng bäü pháûn mạy quay cọ cạnh. Ngun l lm viãûc ny
âỉåüc thỉûc hiãûn ch úu qua hai chu trçnh våïi quạ trçnh chạy âàóng ạp (chu trçnh
Bragton) v chu trçnh chạy âàóng têch (chu trçnh Hunphrey).
Túc bin khê våïi chu trçnh chạy âàóng ạp âáưu tiãn cọ cäng sút 400 kW âỉåüc
Armangen v Laval âỉa vo sỉí dủng nàm 1905. Sau âọ 4 nàm Holzwarth chãú tảo
thnh cäng túc bin khê theo chu trçnh chạy âàóng têch. Trong mäüt thåìi gian di cạc
túc bin khê ny lm viãûc våïi hiãûu sút ráút tháúp tỉì 3 ÷ 15 %
.

Mi

âãún nàm 1930 Whittle thiãút kãú túc bin khê dng cho âäüng cå mạy bay.
Ỉu âiãøm låïn ca loải túc bin ny l hiãûu sút nhiãût cao hån cạc âäüng cå âäút trong
kiãøu Pistäng thënh hnh lục báúy giåì. Nàm 1937 mạy bay cọ âäüng cå l túc bin khê
âáưu tiãn ra âåìi . [GTTB]
- 13 -


óứ tng hióỷu suỏỳt vaỡ cọng suỏỳt tuọỳc bin ngổồỡi ta sổớ duỷng caùc sồ õọử nhióỷt phổùc
taỷp, laỡm maùt cuợng nhổ quaù nhióỷt trung gian, hoỷc laỡm nhióửu truỷc. Nhồỡ vỏỷy maỡ cọng
suỏỳt, hióỷu suỏỳt cuớa tuọỳc bin tng lón khọng ngổỡng

Hỗnh 1.7: Tuọỳc bin khờ V94.3 cuớa haợng Siemens

1930 1950 1970 1990 2000
400
600
800
1000
1200
T ( C)
o
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
100
400
200
P(MW)

300
P

T


Hỗnh 1.6:Quaù trỗnh phaùt trióứn caùc thọng sọỳ tuọỳc bin khờ

- 14 -


Âàûc biãût trỉåïc v trong chiãún tranh thãú giåïi thỉï II cạc nỉåïc tham chiãún ln
tçm cạch tàng sỉïc mảnh v täúc âäü ca mạy bay chiãún âáúu nhåì cạc túc bin khê cọ sỉïc
kẹo låïn. Sau chiãún tranh, túc bin khê cng âỉåüc phạt triãøn nhanh hån, â loải cạc
âäüng cå pit-täng ra khi pháưn låïn cạc mạy bay chiãún âáúu v bàõt âáưu âỉåüc sỉí dủng
räüng ri âãø phạt âiãûn. Theo [ 1 ] thç nhỉỵng thnh tỉûu âạng kãø âảt âỉåüc trong lénh vỉûc
túc bin khê nhỉ sau :
1939 Túc bin khê phạt âiãûn âáưu tiãn do hng BBC (Thủy sé) chãú tảo våïi cäng
sút 4 MW v hiãûu sút 17%.
1941 Túc bin khê cho mạy bay âáưu tiãn ca Junkers v BMW (Âỉïc) v Rolls
- Royce (Anh).
1949 Túc bin khê âáưu tiãn cho nh mạy âiãû
n gạnh phủ ti ngn ca hng
BBC cäng sút 27 MW, hai trủc, nhiãût âäü vo 650
o
C. Âáy l loải túc bin chênh ca
nh mạy âiãûn trong nhỉỵng nàm 50.
1960 láưn âáưu tiãn âỉa vo sỉí dủng cạc âäüng cå mạy bay âãø phạt âiãûn trong
cạc nh mạy âiãûn gạnh phủ ti ngn, v sau âọ âãø truưn âäüng cho båm, mạy nẹn v
tu chiãún (Anh, Âỉïc, M)
1965 Hng GE (m) cho ra âåìi täø håüp túc bin khê mäüt trủc 15 MW, bàõt âáưu
mäüt thåìi k måïi phạt triãøn cạc túc bin mäüt trủc, kãút cáúu gn nhẻ, chảy äøn âënh.
Cng trong nàm ny, láưn âáưu tiãn chu trçnh häùn håüp âỉåüc ạp dủng åí nh mạy âiãûn

Hohr Wand (Ạo) (Cäng trçnh túc bin khê 10 MW phäúi håüp våïi chu trçnh håi, hiãûu
sút âảt âãún 41,6%)
1974 Túc bin khê mäüt trủ
c âáưu tiãn våïi cäng sút lãn âãún 100 MW åí nh
mạy âiãûn Leopoldau (Ạo).
1980 Túc bin khê mäüt trủc cäng sút 125 MW (V.94) ca KWU (Âỉïc) âỉåüc
âỉa vo sỉí dủng.
1982 Nh mạy âiãûn chu trçnh häùn håüp våïi cäng sút mäùi khäúi 375 MW, hiãûu
sút 42,3% âỉåüc âỉa vo váûn hnh åí Bank PaKong (Thại lan)
1990 Túc bin khê mäüt trủc âảt cäng sút låïn hån 200 MW, nhiãût âäü vo låïn
hån 1200
o
C hiãûu sút låïn hån 36% â âỉåüc cạc hng sn xút hng loảt , cung cáúp
cho cạc nh mạy âiãûn, âàûc biãût åí cạc nỉåïc âang phạt triãøn.

1.3- Phán loải túc bin håi nỉåïc.
Ty thüc vo tênh cháút ca qụa trçnh nhiãût cọ thãø phán biãût cạc loải túc bin
håi nỉåïc ch úu nhỉ sau :
1)
Túc bin ngỉng håi
: Trong âọ ton bäü lỉu lỉåüng håi måïi, trỉì lỉåüng håi
trêch gia nhiãût, âãưu âi qua pháưn chuưn håi, gin nåí âãún ạp sút bẹ hån ạp sút khê
- 15 -


quøn, räưi vo bçnh ngỉng, trong âọ nhiãût ca håi thoạt truưn cho nỉåïc lm mạt v
máút âi mäüt cạch vä êch
2)
Dng túc bin âäúi ạp
: Håi thoạt trong túc bin ny âỉåüc dáùn vãư häü tiãu thủ

nhiãût âãø dng cho mủc âêch sinh hoảt hồûc cäng nghiãûp.
Túc bin lm viãûc våïi chán
khäng xáúu
cng âỉåüc xãúp vo loải ny. Trong loải ny håi gin nåí tåïi ạp sút dỉåïi ạp
sút khê quøn, cn nhiãût ca nỉåïc lm mạt bçnh ngỉng thç âỉåüc dng cho cạc nhu
cáưu sinh hoảt, sỉåíi, hay l cho mủc âêch näng nghiãûp.
Håi thoạt ca túc bin âäúi ạp cng âỉåüc sỉí dủng âãø chảy túc bin håi khạc .
Túc bin nhỉ váûy âỉåüc g
i l
túc bin âàût chäưng

3)
Túc bin ngỉng håi cọ cỉía trêch âiãưu chènh trung gian.

Trong túc bin ny håi trêch tỉì táưng trung gian âỉåüc dáùn vãư häü tiãu thủ nhiãût,
lỉåüng håi cn lải tiãúp tủc lm viãûc trong cạc táưng khạc v âi vo bçnh gia nhiãût, lỉåüng
håi cn lải tiãúp tủc lm viãûc trong cạc táưng khạc v âi vo bçnh ngỉng. Ạp sút håi
trêch âỉåüc tỉû âäüng duy trç åí mỉïc khäng âäøi.
Nãúu häü tiãu thủ nhiãût u cáưu håi cọ ạp sút khạc nhau thç trong mäüt túc bin
cọ thãø thỉûc hiãûn hai cỉía trêch håi âiãưu chènh trung gian. Säú lỉåüng cỉía trêch låïn hån
nỉỵa khäng phi l phäø biãún.
4)
Túc bin cọ cỉía trêch håi âiãưu chènh v âäúi ạp
Âã
ø phủc vủ cạc häü tiãu thủ nhiãût cọ nhu cáưu håi våïi ạp sút khạc nhau, cọ thãø
dng túc bin cọ trêch håi âiãưu chènh v âäúi ạp, trong âọ mäüt pháưn håi våïi ạp sút
khäng âäøi âỉåüc trêch tỉì táưng trung gian. Pháưn håi cn lải, sau khi âi qua cạc táưng tiãúp
theo, cng s dáùn vãư häü tiãu thủ nhiãût våïi ạp sút tháúp hån.
Ty thüc vo ạp sút ca håi dáùn vo túc bin m chia ra :
a) Túc bin tháúp ạp, våïi ạp sút håi måïi 1,2

÷2 bar
b) Túc bin trung ạp, våïi ạp sút håi måïi khäng quạ 40 bar.
c) Túc bin cao ạp, våïi ạp sút håi måïi tỉì 60 âãún 140 bar.
d) Túc bin trãn cao ạp, våïi ạp sút trãn 140 bar.
Ty theo cäng dủng ca túc bin håi cáưn phán biãût :
1/ Túc bin âãø truưn âäüng mạy phạt âiãûn. Nhỉỵng túc bin ny thỉåìng âỉåüc
näúi trỉûc tiãúp våïi mạy phạt âiãûn v lm viãûc våïi säú vng quay khäng âäøi. Våïi táưn säú
50 Hz túc bin âỉåüc chãú tảo v lm viãûc åí 3000 v/f âãø kẹo mạy phạt âiãûn hai cỉûc.
Nãúu âãø kẹo mạy phạt âiãûn bänú cỉûc thç säú vng quay ca túc bin s l 1500v/f.
Túc bin våïi cäng sút bẹ (2500 kW v tháúp hån) thỉåìng âỉåü
c chãú tảo våïi säú
vng quay cao. (5000v/f v trãn nỉỵa) v näúi våïi mạy phạt qua häüp gim täúc. Täúc bin
nhỉ váûy âỉåüc gi l
túc bin truưn âäüng cọ häüp gim täúc.