tuabin và nhà máy nhiệt điện

TURBINE
& NHÀ MÁ Y NHIỆT ĐIỆN
Chủ đề 1:
CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN
1.1. Khái niệm cơ bản và lịch sử phát triển
1.2. Nguyên lý làm việc
1.3. Phân loại
1.4. Chu trình làm việc
1.1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN
1.1.1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN
2. Thiết bị tuabin khí: là một loa ̣i động cơ nhiệt, thực
hiện quá trình biến hóa năng của nhiên liệu trong buồng
đốt ở nhiệt độ cao thành cơ năng nhờ những bộ phận
máy quay có cánh.
1. Tuabin hơi: là mô ̣t loa ̣i động cơ nhiê ̣t, trong đó thế
năng của dòng hơi ban đầu chuyển hóa thành động năng,
sau đó thành cơ năng và làm quay trục kéo của đô ̣ng cơ,
máy phát, bơm…
3, Thiết bị tuabin gồm Thiết bị chính + Phụ trợ của tuabin
(tuabin, hệ thống gia nhiệt và các đường ống dẫn)
4, Tổ tuabin – máy phát gồm Tuabin, máy phát điện, thiết
bị ngưng hơi, bộ giảm tốc (nếu có)

5, Thông số ban đầu:
* TS hơi vào (p
o
, t
o
) trước van stop
* TS hơi ra (p
k,

t
k
) ở ngay sau mặt bích ống thoát tuabin
6, Các thông số định mức của tuabin:
Số vòng quay n, (t
o
, p
o
), nước, dầu, chân không…
Công suất định mức bảo hành ghi trong lý lịch TB
1.1.2. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN TUABIN
Tuabin nhiệt điện:
+ Tuabin hơi
+ tuabin khí
 Ngoài ra còn có:
- Tuabin nước sản xuất Thủy điện
- Tuabin gió sản xuất Phong điện
 Ưu điểm:
* Công suất lớn hơn nhiều do sử dụng được một
lượng hơi lớn không có cơ cấu trục khuỷu
* Hiệu suất cao nhờ quá trình hơi được cho giãn nở
và sinh công từ áp suất cao xuống áp suất thấp
* Có thể thu hồi nước ngưng do đó tăng chất lượng
nước cấp với thông số vào cao
* Máy Chạy êm và thuận tiện trong vận hành
A. TUABIN HƠI
- Năm 1883, Laval chế tạo ra tuabin xung lực một
tầng với những ống phun to dần.
+ Trong dãy ống phun, áp
suất hơi giảm từ p

o
đến p
1
.
+ Số vòng quay rất lớn,
32000 vòng/phút.
+Tốc độ của dòng hơi đạt
1200 – 1500 m/s.

 Tổn thất tốc độ ra rất lớn. Hiệu quả kinh tế không
cao. Công suất dưới 500 kW
Hình 1.8. Sơ đồ mặt cắt tuabin xung lực một tầng
1. Trục tuabin
2. Đĩa
3. Cánh động
4. Dãy ống phun
5. Thân tuabin
6. Ống thoát
d
1
2
3
4
6
5
A
A
3
4
C¿÷t vaÕ traŒi theo

A - A
Po
Co
P2 = P1
C1
C2
P1
Tƒ€c ¬ƒ› tuy√‹t ¬ƒ€i
cuŒa h≈i
AØp su¡€t h≈i
- Năm 1984, Charles Parsons (kỹ sư người
Anh) chế tạo ra tuabin phản lực đầu tiên.
+ Gồm nhiều tầng gắn liền nhau và gắn trực
tiếp lên trục tang trống.
+ Hơi được giãn nở liên tục trong các tầng

Giảm tổn thất tốc độ ra, nâng cao được
hiệu suất của tuabin.
Hình 1.8. Tuabin phản lực nhiều tầng

R_ Luc doc truc
Hơi vào Bình ngưng
1
9
8
7
4
6

5
3
10
2
1.Thân tuabin
2,3. Cánh động
4,5. Cánh tĩnh
6. Thân ngoài
7. Hơi vào
8. Thân tuabin
9. Đường hơi mới
10. Cửa thoát
- Năm 1986 Charles Curtis (Mỹ) đưa vào
vận hành tuabin có tầng tốc độ.
 Giảm được số vòng quay và đơn giản
trong truyền động.
- Năm 1900 Rateau (Pháp) đã cho ra đời tuabin
xung lực nhiều tầng đầu tiên với công suất 735 kW.
- Năm 1903, Aurel Stodola (Thụy Sỹ), lần đầu tiên
trình bày về lý thuyết tuabin hơi.
- Năm 1912 tuabin hướng trục đầu tiên do anh em người
Thụy Điển Iunstre.
12
5
4
6
7
3
8

1, 2. Đĩa tuabin
3. Ống dẫn hơi mới
4, 5. Trục tuabin
6,7. Cánh quạt tầng
trung gian
8, Thân tuabin
Hình 1.9.Sơ đồ tuabin hướng trục
+ Năm 1924, Tuabin ngưng hơi có công suất
2000 kW, p
o
= 1,1 Mpa (11 kG/cm
2
), 300
o
C
+ Năm 1958, sản xuất tuabin 200 MW.
Thông số hơi ban đầu12,8Mpa(130Kg/cm
2
), 565
o
C
+ Năm 1965, tuabin 500MW với thông số hơi 23,5 Mpa
(240kG/cm
2
).
+ Năm 1978 với tuabin 1200 MW có tần số quay 50s
-1

và thông số hơi ban đầu 23,5 Mpa (240kG/cm
2

) 540
o
C,…
Với mục đích nâng cao hiệu quả và độ tin cậy,
đã có mấy xu hướng chính về sự phát triển ngành
chế tạo tuabin như sau:
+ Nâng cao thông số hơi ban đầu.
+ Tăng công suất đơn vị tuabin, tổ tuabin máy phát.
+ Phát triển tuabin ngưng hơi, tuabin phối hợp sản
xuất điện năng và nhiệt năng
(tuabin đối áp, tuabin cấp nhiệt thu hồi, tuabin có
trích hơi điều chỉnh).
B. TUABIN KHÍ
- Năm 1909 Hôlzwarth vận hành TBK công suất 150 kw,
chu trình đốt đẳng tích. Hiệu suất tốt hơn (nhưng < 14%),
vận hành khó hơn.
- Đến năm 1930 Whittle thiết kế TBK cho động cơ máy bay,
hiệu suất cao hơn ĐCĐT kiểu pittông.
- Năm 1902 Môss chế tạo TBK quay quạt nạp không khí
cho ĐCĐT kiểu pittông.
- Năm 1905 Armangen và Laval vận hành TBK công suất
400 kw, t
o
= 560
o
C, chu trình đẳng áp. Hiệu suất thấp
(3%).
* Để nâng cao hiệu suất và công suất tuabin:
+ Sử dụng sơ đồ nhiệt phức tạp
+ Làm mát cũng như quá nhiệt trung gian

+ Hoặc làm nhiều trục.
 Nhờ vậy mà công suất và hiệu suất của tuabin
tăng lên không ngừng.
- Năm 1937 tuabin có động cơ là TBK đầu tiên ra đời.
* Sau chiến tranh, TBK phát triển nhanh chóng, sử
dụng trong các máy bay chiến đấu và để phát điện.
- Năm 1974 tuabin khí một trục đầu tiên, công suất đến 100
MW ở nhà máy điện Leopodau (Áo).
- Năm 1980 tuabin khí một trục CS 125 MW (V.94) của
KWU (Đức) được đưa vào sử dụng.
- Năm 1982 nhà máy điện chu trình hỗn hợp công suất mỗi
khối 375 MW, hiệu suất 42,3% được đưa vào vận hành ở
Bank PaKong (Thái Lan).
- Năm 1965, Hãng GE (Mỹ) cho ra đời tuabin khí một trục
đầu tiên 15 MW, có kết cấu gọn nhẹ, chạy ổn định.
Chu trình hỗn hợp Khí-Hơi áp dụng cho NMNĐ Hohr
Wand (Áo)
- Năm 1990 tuabin khí một trục, (p > 200 MW, t
o

> 1200
o
C,  > 36%) ứng dụng rộng rãi cho các
nhà máy điện, đặc biệt ở các nước đang phát triển.
1.2. NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC
CỦA TUABIN