Đồ Án Thiết Kế Nhà Máy Nhiệt Điện Công Suất 300MW Không Có Phụ Tải Nhiệt

Đồ án tốt nghiệp đại học K48

Nguyn Ho Hng

Lời nói đầu
Đất nớc ta đang trong giai đoạn phát triển mạnh mẽ trên mọi lĩnh vực,
từng bớc hiện đại hoá với mục tiêu đa đất nớc trở thành một nớc công nghiệp
theo định hớng của Đảng và Nhà nớc. Trong tiến trình công nghiệp hoá và hiện
đại hoá đất nớc, việc phát triển công nghiệp đợc đặt lên hàng đầu. Để làm đợc
điều đó chúng ta cần phải phát triển các ngành công nghiệp mũi nhọn trong đó
có ngành điện. Việc phát triển ngành điện cần phải đi trớc một bớc vì nó là cơ sở
cho sự phát triển của các ngành công nghiệp khác cũng nh đáp ứng nhu cầu
ngày càng cao của xã toàn hội .
Hiện nay điện năng ở nớc ta chủ yếu đợc sản suất ở các nhà máy thuỷ
điện và các nhà máy nhiệt điện. Nhng các nhà máy thuỷ điện của chúng ta có
công suất phụ thuộc vào mùa do bị chi phối bởi yếu tố từ thiên nhiên. Nhà máy
nhiệt điện có thể khắc phục đợc hạn chế trên. Từ đó có thể nhận thấy nếu chúng
ta muốn có một an ninh năng lợng tốt, một sự phát triển bền vững thì việc phát
triển nhiệt điện là tính tất yếu khách quan.
Với sự quan tâm đúng mức đến vấn đề này trong thời gian tới chúng ta sẽ
nâng cao đợc hiệu quả hoạt động của các nhà máy nhiệt điện và đa nớc ta ngày
càng phát triển hơn nữa.
ý thức đợc điều này khi nhận đợc đề tài thiết kế nhà máy nhiệt điện công
suất 300 MW, không có phụ tải nhiệt với sự cố gắng của bản thân cùng sự tận
tình giúp đỡ của thầy giáo Ths.Phạm Văn Tân và các thầy cô giáo trong Viện
KH&CN Nhiệt Lạnh, em đã hoàn thành việc thiết kế sơ bộ nhà máy nhiệt điện
ngng hơi trên. Do thời gian hạn hẹp cùng những hạn chế về nhận thức nên đồ án
không tránh khỏi những sai sót, rất mong đợc các thày đóng góp ý kiến để em
có thể hoàn thiện đồ án hơn nữa.
Em xin chân thành cảm ơn !
Hà Nội, Ngày 30 tháng 5 năm2008

K thut nng lng2

1

Viện KH&CN Nhiệt Lạnh


Đồ án tốt nghiệp đại học K48

Nguyn Ho Hng

Mục Lục
Mục lục..........
Đề tài .............
Lời nói đầu.....................
Các chữ viết tắt, các kí hiệu.................
Chơng 1. Các phơng án đặt tổ máy và công suất đơn vị....................
1.1.
Phân tích và lựa chọn loại nhà máy nhiệt điện..........
1.2.
Chọn công suất tổ máy..............................
1.3.
Các thông số chính của tổ máy 300MW...............................
Chơng 2. Lập và tính toán sơ đồ nguyên lý khối .......
2.1.
Cấu tạo cơ bản và nguyên lý hoạt động của khối tuabin......
2.2 .
Xây dựng quá trình giãn nở hơi trên đồ thị i-s......
2.3.

Lập bảng thông số hơi nớc......
2.4.
Tính toán cân bằng nhiệt và vật chất cho sơ đồ nguyên lý............
2.4.1.
Cân bằng hơi và nớc trong nhà máy....
2.4.2.
Cân bằng nhiệt trong các bình gia nhiệt....
Chơng 3. Tính toán lựa chọn các thiết bị...........
3.1.
Tính toán lựa chọn thiết bị gian máy.
3.1.1.
Bơm cấp nớc
3.1.2.
Bơm nớc ngng ...
3.1.3.
Bơm tuần hoàn ..
3.1.4.
Bơm nớc đọng ..
3.1.5.
Bình khử khí .
3.1.6.
Thiết bị bình ngng
3.1.7.
Tính chọn bình gia nhiệt..
3.2.
Tímh toán lựa chọn thiết bị gian lò hơi..
3.2.1.
Lò hơi.....
3.2.2.
Hệ thống nghiền than.

3.2.3.
Quạt tải bột than....
3.2.4.
Quạt gió..
3.2.5.
Quạt khói...
3.2.6.
ống khói....
3.2.7.
Thiết bị khử bụi..
Chơng 4. Sơ đồ nhiệt chi tiết và bố trí toàn nhà máy....

K thut nng lng2

2

Viện KH&CN Nhiệt Lạnh

Trang
1
2
3
4
5
5
5
6
7
7
8

10
12
12
13
25
25
25
27
29
29
31
33
35
39
39
40
43
43
46
50
52
54


Đồ án tốt nghiệp đại học K48

Nguyn Ho Hng

Phần II
Chơng 1.

1.1.
1.1.1
1.1.2
1.2.
1.2.1
1.2.2
Chơng 2.
Chơng 3.
3.1.
3.2.
Chơng 4.
3.2.2.
3.2.3.

Nghiên cứu vấn đề vận hành và bảo dỡng tối u bình ngng

55

Giới thiệu hệ thống tuần hoàn và thiết bị bình ngng....................
Hệ thống tuần hoàn ..........
Hệ thống tuần hoàn làm mát bằng nớc
Hệ thống tuần hoàn làm mát bằng không khí
Thiết bị bình ngng..............................
Nhiệm vụ và nguyên lý cấu tạo của bình ngng làm mát bằng nớc..
Các khái niệm liên quan đến bình ngng làm mát bằng nớc.
Giới thiệu sơ đồ bình ngng NMNĐ Phả Lại II 300MW.......
Truyên nhiệt và các ảnh hởng tới truyền nhiệt trong bình ngng...........
Truyền nhiệt trong bình ngng.
Các ảnh hởng tới truyền nhiệt trong bình ngng..
Tính toán chế độ vận hành kinh tế bình ngng...

Tính nhiệt kiểm tra bình ngng tổ máy 300MW Phả Lại II
Chế độ vận hành kinh tế của bình ngng 300MW Phả Lại II..

55
55
57
60
62
62
64
69
80

Kết luận
Tài liệu tham khảo............

113
114

K thut nng lng2

3

Viện KH&CN Nhiệt Lạnh

80
90
99
99
100

Đồ án tốt nghiệp đại học K48

Nguyn Ho Hng

CáC CHữ VIếT TắT
BGN
BGNCA
BGNHA
BGNNBS
BH
ĐQNTG
HN
HTT
KK
LH

Bình gia nhiệt
Bình gia nhiệt cao áp
Bình gia nhiệt hạ áp
Bình gia nhiệt nớc bổ sung
Bao hơi
Đi quá nhiệt trung gian
Hâm nớc
Hộ tiêu thụ
Khử khí
Lò hơi

LMEJ

LMHC
NMĐ
NMNĐ
QNTG
SĐNCT
SĐNNL
SQNTG
TB
TTNĐ

Lm mát ejecter
Lm mát hơi chèn
Nh máy điện
Nhà máy nhiệt điện
Quá nhiệt trung gian
Sơ đồ nhiệt chi tiết
Sơ đồ nhiệt nguyên lý
Sau quá nhiệt trung gian
Tua bin
Trung tâm nhiệt điện

CáC kí hiệu
B
b
C
D
d0
H
i
K

k
N
P
Q
q
S
T
t




Tiêu hao nhiên liệu
Suất tiêu hao nhiên liệu
Tổng chi phí gồm có vốn đầu t ban đầu v chi phí vận hnh
Tiêu hao hơi, lợng hơi mới, sản lợng hơi
Đờng kính ống
Suất tiêu hao hơi
Cột áp, sức ép
Entanpi riêng
Vốn đầu t ban đầu
Hệ số truyền nhiệt đờng ống
Công suất điện của tổ máy, của nh máy
áp suất
Tiêu hao nhiệt, công suất nhiệt
Suất tiêu hao nhiệt
Chi phí vận hnh
Thời gian
Nhiệt độ
Lu lợng hơi tơng đối, hệ số không khí thừa

Tốc độ môi chất
Độ chênh lệch

K thut nng lng2

4

[kg/s]
[kg/kWh]
[đồng]
[kg/s]
[mm]
[kg/kWh]
[mH2O], [N/m2]
[kJ/kg]
[đồng]
[W/m2.K]
[MW]
[at], [bar]
[kW], [W]
[kJ/kWh]
[đồng]
[s], [h], [nm]
[K], [0C]
[m/s]

Viện KH&CN Nhiệt Lạnh


Đồ án tốt nghiệp đại học K48

Nguyn Ho Hng

chơng 1
các phơng án đặt tổ máy và công suất Đơn vị
1.1. Phân tích và lựa chọn loại nhà máy nhiệt điện


Theo yêu cầu của đề bài: Thiết kế một nhà máy nhiệt điện đốt
than có công suất 300 MW,.

1.2. Chọn công suất tổ máy
Theo yêu cầu đề bài: Thiết kế nhà máy nhiệt điện có công suất 300 MW với
các số liệu ban đầu nh sau:
xa = 0,011; ch = 0,008; ej = 0,006; rr = 0,01

Thông thờng khi chọn số tổ máy phải đề ra nhiều phơng án khác nhau.
Để so sánh chính xác chúng ta phải so sánh kỹ thuật và kinh tế các phơng án đó.
So sánh kỹ thuật đánh giá bằng các chỉ tiêu kỹ thuật sơ bộ, đồng thời phải đảm
bảo cung cấp điện năng năng trong điều kiện sự cố có thể xảy ra. Vì kiến thức
còn hạn chế, em nắm bắt đợc giá cả thiết bị trên thị trờng, vốn đầu t, chi phí vận
hành hằng năm nên không đa ra các phơng án so sánh kinh tế. ở đây chỉ xin
trình bày một số phơng án lựa chọn về mặt kỹ thuật từ đó quyết định lựa chọn
phơng án.
Phơng án:
Nhà máy nhiệt điện ngng hơi có công suất 300 MW bao gồm 1 lò hơi và 1
tuabin ngng hơi.

K thut nng lng2

5

Viện KH&CN Nhiệt Lạnh


Đồ án tốt nghiệp đại học K48

Nguyn Ho Hng

1.3. Các thông số chính của tổ máy 300 MW
Đặc tính kỹ thuật của 270T-422/423 đợc thể hiện qua bảng:
STT
1
2
3
4

Đặc tính kỹ thuật tuabin 270T-422/423
Công suất định mức, MW
300
áp suất hơi mới, at
169
0
Nhiệt độ hơi mới, C
538
Số cửa trích hơi
6

Nhà máy bao gồm 1 tổ máy có công suất 300 MW. Tổ máy có 1 lò bao hơi
tuần hoàn tự nhiên cung cấp hơi. Chúng ta sử dụng 1 bình khử khí.

K thut nng lng2

6

Viện KH&CN Nhiệt Lạnh


Đồ án tốt nghiệp đại học K48

Nguyn Ho Hng

Chơng 2
Lập và tính toán sơ đồ nhiệt nguyên lí khối 270T-422/423
2.1. Cấu tạo cơ bản và nguyên lí hoạt động của khối tuabin
Khối tổ máy 270T-422/423 gồm có một tuabin 300 MW và 1 lò bao hơi
tuần hoàn tự nhiên.
Tuabin 270T-422/423 có 6 cửa trích gia nhiệt hồi nhiệt cho 6 bình gia
nhiệt và 1 bình khử khí.
- Cửa trích số 1 trích hơi cấp hơi cho BGNCA số 6.
- Cửa trích số 2 trích hơi cấp hơi cho BGNCA số 7. sau đó tiếp tục cấp cho
binh GN số 5
- Cửa trích số 3 trích hơi cấp hơi cho BKK
- Cửa trích số 4 trích hơi cấp hơi cho BGNHA số 3.
- Cửa trích số 5 trích hơi cấp hơi cho BGNHA số 2
- Cửa trích số 6 trích hơi cấp hơi cho BGNHA số 1
Nớc ngng ở bình ngng đợc bơm qua 3 BGNHA lên BKK. Tại đây nớc đợc
khử các khí hoà tan. Sau khi ra khỏi BKK, nớc cấp (trong đó có cả thành phần nớc bổ sung do tổn thất) đợc đẩy qua 3 BGNCA và đợc đa vào lò.
Sử dụng sơ đồ dồn cấp nớc đọng. Nớc đọng từ BGNCA số 6 từ bình số 6
dồn về bình số 5. Toàn bộ nớc đọng đợc dồn về BKK. Nớc đọng từ BGNHA số

3 dồn về BGNHA số 2. Nớc đọng từ BGNHA số 2 đợc bơm nớc đọng bơm lên
điểm hỗn hợp trên đờng nớc ngng ở ngay trớc BGNHA số 2. Nớc đọng tù
BGNHA số 1 dồn về bình ngng. Nớc đọng của hơi qua ejecter và của hơi qua
bình làm lạnh hơi chèn đợc đa về bình ngng.
Để tận dụng nhiệt và hơi của nớc xả lò, trong sơ đồ bố trí 1 bình phân ly
nớc xả và 1 bình gia nhiệt nớc bổ xung. Nớc xả lò đợc đa vào bình phân ly nớc
xả có áp suất 8at. Hơi ra khỏi bình phân ly nớc xả đợc đa vào bình khử khí .Nớc

K thut nng lng2

7

Viện KH&CN Nhiệt Lạnh


Đồ án tốt nghiệp đại học K48

Nguyn Ho Hng

xả tiếp tục gia nhiệt cho nớc bổ sung tiếp tục tận dụng nhiệt rồi mới thải ra
ngoài theo đờng mơng thải. Nớc bổ sung sau khi đợc gia nhiệt tiếp tục đa vào
bình khử khí.
Từ đây ta có sơ đồ nhiệt nguyên lý (Hình 2.1)
2.2. Xây dựng quá trình giãn nở hơi trong tuabin trên đồ thị i-s
Quá trình giãn nở hơi đợc thể hiện trên đồ thị i-s (Hình 2.2)
áp suất hơi mới qua van stop bị giảm, chọn p0=0,95p0, theo đờng lý tởng đẳng
entropy.
Chọn điểm k có pk = 0,065bar, độ khô x = 0,96.
Đổi đơn vị áp suất nh sau: 1at = 0,977bar hay 1bar = 1,024at.
Cho 1at =1bar

Theo đề bài ta có bảng thông số quá trình giãn nở trong TB nh sau:
Bảng 2.1
STT

iể
m

Thông số các iểm
pct(bar)
t(0C)

i(kJ/kg)

1

0

169

538

3394

2

0'

160

534.3

3394

3

CA6

48.7

349

3069

4

CA7

22.7

438

3327

5

KK

7.8

306

3070

6

HA3

4.1

245

2954

7

HA2

1

124

2729

8

HA1

0.6

90

2665

Dựa vào các điểm trên ta dựng đợc quá trình giãn nở dòng hơi trên đồ thị i-s
(Hình 2).
2.3.

Lập bảng thông số hơi và nớc.
Ta thiết lập bảng thông số hơi và nớc tại đầu vào và ra khỏi thiết bị chính

trên chu trình. Với giả thiết sơ bộ về thông số lựa chọn trớc nh sau:

K thut nng lng2

8

Viện KH&CN Nhiệt Lạnh


Đồ án tốt nghiệp đại học K48

Nguyn Ho Hng

Tổn thất áp suất trên các đờng ống dẫn hơi và các van là 0% so với
áp suất đầu vào.(thc tế có tổn thất nhng không đáng kể)
Hiệu suất trao đổi nhiệt của các bình gia nhiệt là 0,98
Độ gia nhiệt không tới mức trong các BGNHA là 40C, các
BGNCA là 30C.
Lợng hơi chèn, rò rỉ, xả, ejecter theo đề tài lần lợt là 0,8%, 1%,
1,1%, 0,6% so với lợng hơi mới đầu vào TB.

Hiệu suất là hơi lấy sơ bộ là LH = 0,86.
Hiệu suất máy phát, cơ khí lấy g = m = 0,99.
Từ các giả thiết và các số liệu đã biết ta có thể lập bảng thông số hơi và n ớc qua
các thiết bị để làm cơ sở tính toán cho các phần sau(đơn vị của áp suất là bar,
nhiệt độ là 0C, entanpy là kJ/kg):

K thut nng lng2

9

Viện KH&CN Nhiệt Lạnh


§å ¸n tèt nghiÖp ®¹i häc K48

Nguyễn Hoà Hưng

B¶ng 2.2
`STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
11

Điểm
0
0'
CA6
CA7
CA5
KK
HA3
HA2
HA1
k

Thông số hơi
ptr
ttr
169
538
160
534
48,7
349
22,7
438
22
7,8
306
4,1
245
1
124

0,6
90
0,065
37.63
x=0,96

Kỹ thuật năng lượng2

itr
3394
3394
3069
3327
3070
2954
2729
2665

pBGN
47,2
22
21,3
7
4
0,98
0,59

iBGN
3073
3328

3072
2954
2730
2666

Thông số nước
tbh
ibh
260,32 1136
215,56
164,96
143,62
80,53
70

923,13
697,2
604,7
337,1
293

ViÖn KH&CN
10
NhiÖt – L¹nh

pnr
191
189
194
197

10
12
14

tnr
257,32
273,6
212,56
164,96
139,62
76,53
64

inr
1121
1199
915,8
708,2
587,9
321,3
269

θ
3
3
3
0
4
4
4

η
0,98
0,98
0,98
1
0,98
0,98
0,98


Đồ án tốt nghiệp đại học K48

Nguyn Ho Hng

2.4. Tính toán cân bằng nhiệt và vật chất cho sơ đồ nhiệt nguyên lý
2.4.1. Cân bằng hơi và nớc trong nhà máy.
Tổn thất hơi và nớc trong nhà máy nhiệt điện đợc chia ra làm hai loại
tổn thất đó là: tổn thất trong và tổn thất ngoài.
a. Tổn thất trong
Tổn thất rò rỉ của hơi và nớc ngng trong hệ thống thiết bị và ống dẫn của
bản thân nhà máy. Nguyên nhân của tổn thất rò rỉ là do những chỗ không kín
nh nối ống bằng mặt bích, tổn thất ở các van an toàn, tổn thất nớc đọng trên đờng ống, ở các van và các thiết bị. Tổn thất rò rỉ phân bố trên toàn bộ đờng hơi
và nớc trong nhà máy, tập trung hơn ở những nơi có thông số cao nhất của môi
chất (áp suất và nhiệt độ). Để đơn giản trong việc tính toán sơ đồ nhiệt ngời ta
quy ớc tổn thất rò rỉ tập trung trên toàn bộ đờng hơi mới.
Tổn thất nớc xả của lò hơi và tiêu hao cho các nhu cầu kỹ thuật ( dùng
hơi để làm vệ sinh lò hơi - sấy nhiên liệu)
b. Tổn thất ngoài
ở nhà máy điện ngng hơi không có tổn thất ngoài, mà tổn thất này chỉ có

ở các trung tâm nhiệt điện.
Các số liệu ban đầu đã cho trớc:


Lợng hơi trích cho ejecter:

ej = 0,006



Lợng hơi chèn tuabin:

ch = 0,008



Lợng hơi rò rỉ:

rr = 0,01



Lợng nớc xả lò:

xa = 0,011



Lợng hơi vào tuabin:

0 = 1,000

Từ đó cân bằng hơi và nớc trong nhà máy nh sau
o Lợng hơi tiêu hao cho toàn bộ tuabin
TB = 0 + ch + ej =1 + 0,008 + 0,006 = 1,014

K thut nng lng2

11

Viện KH&CN Nhiệt Lạnh


Đồ án tốt nghiệp đại học K48

Nguyn Ho Hng

o Phụ tải lò hơi:
LH = TB + rr = 1,014 + 0,01 = 1,024
o Lợng nớc cấp vào lò:
nc = LH + xa = 1,024 + 0,011 = 1,035
2.4.1.Tính sơ đồ nớc bổ sung:
a. Hệ thống tận dụng nớc xả
Trớc khi vào bình phân có áp suất 8 at, nớc xả đợc xả qua một van giảm
áp trở thành hỗn hợp hơi và nớc. Hơi đợc phân ly tơng đối sạch và đợc đa vào
bình khử khí phụ . Nớc xả sau khi phân ly sẽ gia nhiệt cho nớc bổ sung trớc
khi vào bình khử khí phụ, sau đó sẽ thải ra ngoài theo đờng mơng thải.
Bình phân ly có áp suất 8 at
Chọn loại bình phân ly có áp suất 8 at vì bình khử khí là 7 at.

Hình 2.3. Sơ đồ xác định cân bằng bình phân ly
Ta có áp suất trong bao hơi là (áp suất bao hơi = 110%p0): PBH = 186 at
Từ đó ta tra đợc thông số
Entanpy của nớc xả lò là:

i xa = 1770 kJ/kg

Bình phân ly nớc xả hiệu suất 99% có áp suất 8at tơng ứng với nhiệt độ
bão hoà là 1700C.
'
Entanpy của nớc ra khỏi phân ly là: i xa' = i8at
=719,2 kJ/kg

Nhiệt ẩn hoá hơi r =2048 kJ/kg
Hơi sau khi phân ly có entanpy, với độ khô x = 0,99
K thut nng lng2

12

Viện KH&CN Nhiệt Lạnh


Đồ án tốt nghiệp đại học K48

Nguyn Ho Hng

i pl = i xa1 + x.r = 719,2 + 0,99.2048= 2746,72 kJ/kg

Coi nh hơi sau khi ra khỏi phân ly có độ khô 1 thì entanpy của hơI ra
khỏi phân ly là: ih = i8''at = 2769kJ / kg

Phơng trình cân bằng vật chất:
xa = h + xabo

Phơng trình cân bằng năng lợng:
'
. xa .i xa = h .i h + xabo .i xa

Thay vào ta có:
'
. xa .i xa = h .ih + ( xa h ).i xa
'
xa (.i xa i xa
) = h (ih i ' xa )

h =

'
1770.0 ,99 719,2
i xa . i xa
.0,011 = 0,00554
. xa =
2769 719,2
i h i ' xa

Lợng nớc xả sau cấp phân ly:
xabo = xa h = 0,011 - 0,00554= 0,00546

Cân bằng bình gia nhiệt nớc bổ sung

xabo , i' xa

bs , ibs

bs , ibsr

xabo , i xabo
Hình 2.4. Sơ đồ cân bằng cho bình gia nhiệt nớc bổ xung
Lợng nớc sau khi phân ly còn lại đợc đi gia nhiệt cho nớc bổ sung:
xabo = 0,00546 ; i' xa = 719,2 kJ/kg

Chọn hiệu suất của bình gia nhiệt nớc bổ sung là 98%; độ không tới
mức 1 trong bình làm lạnh nớc xả (bình gia nhiệt nớc bổ sung) nằm trong

K thut nng lng2

13

Viện KH&CN Nhiệt Lạnh


Đồ án tốt nghiệp đại học K48

Nguyn Ho Hng

khoảng (10 ữ 200C ). Ta chọn 1 = 150C với độ chênh entanpy tơng ứng là =
15kcal/kg = 62,7 kJ/kg
Chọn nhiệt
độ nớc bổ sung có nhiệt độ 250C, tơng ứng với entanpy tơng ứng là:
ibs = 104,5 kJ/kg
Lợng nớc bổ sung:

bs = rr + xabo + 0,01 ch

Do đó:

bs = 0,01 + 0,00546+0,01.0,008 = 0,01554

Độ gia nhiệt thiếu

= i xabo ibsr hay i xabo = + ibsr

Phơng trình cân bằng nhiệt cho BGNNBS:

(

)

(

)

(

)

(

)

bs ibsr ibs = xabo i ' xa i xabo bs ibsr ibs = xabo i ' xa ibsr

Vậy
i rbs =

=

bs .i bs + xabo ( i' xa )
bs + xabo .
0,01554.104,5 + 0,00546.( 719,2 62,7 ).0,98
0,01554 + 0,00546.0,98

ibsr = 245,88 kJ/kg

2.4.3,Tính cân bằng nhiệt cho các bình gia nhiệt:
a. Cân bằng bình gia nhiệt cao áp số 7
Chọn hiệu suất của các bình gia nhiệt cao áp là 98%.
2 ,i 2

r
nc , iCA
7

v
nc , iCA
7

2 ,i 2'

Hình 2.5. Sơ đồ xác định cân bằng BGNCA số 7

K thut nng lng2

14

Viện KH&CN Nhiệt Lạnh


Đồ án tốt nghiệp đại học K48

Nguyn Ho Hng

Phơng trình cân bằng nhiệt bình 7:

(

)

(

r
v
2 i 2 i2' = nc iCA
7 iCA 7

) 1

7

vi i2' l entanpy ca hi sau BGNCA s 7 tng ng vi áp suất hi sau
BGNCA s 7 l 22bar
c. Cân bằng bình gia nhiệt cao áp số 6

Cấu tạo BGNCA số 6 gồm có 2 phần: phần lạnh hơi và phần gia nhiệt
chính
Chọn hiệu suất của các bình gia nhiệt cao áp là 98%.
1 ,i1

1 ,i ' '1

r
nc , iCA
6

v
nc , iCA
6

1 ,i1'

Hình 2.6. Sơ đồ xác định cân bằng BGNCA số 6
Cân bằng BGNCA số 6:
Phần lạnh hơi:

(

)

(

r
1 i1 i1'' = nc iCA
6 itg

) 1

6

Với i 1 là entanpy của hơi ở nhiệt độ bão hoà ứng với áp suất của BGN
itg là entanpy của nớc tại điểm giữ của phần lạnh hơI và phần gia nhiệt
chính
Phần gia nhiệt chính:


(

)

(

v
1 i ''1 i1' = nc itg iCA
6

) 1

6

Với i1 là entanpy của nớc bão hoà tại áp suất của bình gia nhiệt
Vậy phơng trình cân bằng nhiệt bình 6:

K thut nng lng2

15

Viện KH&CN Nhiệt Lạnh


Đồ án tốt nghiệp đại học K48

Nguyn Ho Hng

(

)

(

r
v
1 i1 i1' = nc iCA
6 iCA 6

) 1

6

(

r
v
nc iCA
6 iCA6

1 =
6 i1 i1'

(

)

)

=

1,035.(1121 915,8)
= 0,1119
0 ,98.( 3073 1136)

Độ gia nhiệt cho nớc qua bơm cấp
Độ gia nhiệt cho nớc qua bơm cấp đợc tính theo công thức sau đây:
bc =

tb .p
b

trong đó
tb - thể tích riêng trung bình của nớc ở đầu đẩy và đầu hút của bơm
Với áp suất làm việc của bình khử khí là 7 at ta tìm đợc nhiệt độ nớc bão
hoà là 165 oC, tơng ứng khối lợng riêng của nớc tại nhiệt độ đó là: = 903
kg/m3, và thể tích riêng tb = 0,0011 m3/kg
b - hiệu suất bơm cấp; chọn b = 0,75
p - độ chênh cột áp đợc bơm tạo thành, MPa
p = pbhM p kk + h. .10 5 + ptl

Trong đó:
pbhM - áp lực cho phép lớn nhất trong bao hơi p bhM = 1,08.p bh = 1,08.186 =
200,88 bar = 20,088 MPa với pbh - áp lực làm việc ở bao hơi.
pkk - áp lực bình khử khí; pkk = 7 bar = 0,7 MPa (cho 1at=1bar)
h - chiều cao dâng nớc từ bình khử khí vào bao hơi lò hơi; chọn h = 50m
- mật độ trung bình của nớc cấp ở đầu đẩy và đầu hút bơm cấp; =
903kg/m3
ptl - tổng trở lực của đờng nớc cấp.
Chọn tổn thất áp suất cục bộ của mỗi thiết bị trao đổi nhiệt là 0,3
MPa.Tổng trở lực đờng ống chọn là 1,2 MPa..

K thut nng lng2

16

Viện KH&CN Nhiệt Lạnh


Đồ án tốt nghiệp đại học K48

Nguyn Ho Hng

Vậy: p =(20,088 - 0,7+3.0,3+2.0,3+1,2).106 +50.903.9,81= 22,53 MPa
Khi đó độ gia nhiệt cho nớc qua bơm cấp là:
bc =

0 ,0011 * 22.53 3
10 = 33.04 kJ/kg
0 ,75

Nếu tính đến cả độ gia nhiệt của bơm ngng và độ gia nhiệt dòng nớc
ngng chính do BGN làm mát hơi chin và BGN làm mát hơi ejector thì có thể
lấy bc = 35 kJ/kg ứng với độ gia nhiệt khoảng 70C.
Do đó tính đợc entanpy của nớc cấp vào BGN số 5 :
ivCA5=iKK+ bc =708.2+35
=743.2 kJ/kg

d. Cân bằng bình gia nhiệt cao áp số 5
theo phần trên ta có thông số hơi trích vào BGNCA số 5 là:
p = 22 bar
Cấu tạo BGNCA số 5 gồm 2 phần : phần lạnh hơi và phần gia nhiệt chính.
Chọn hiệu suất của các bình gia nhiệt cao áp là 98%.
1 ,i1'

2 ,i ' 2

r
nc , iCA
5

v
nc , iCA
5

2 + 1 ,i3'

Hình 2.7. Sơ đồ xác định cân bằng BGNCA số 5
Phơng trình cân bằng nhiệt bình 5:
Với phần lạnh hơi:

r
2 ( i2' i 2'' ) = nc ( iCA
5 itg )

1
5

Với itg là entanpy của nớc ở điểm ngăn cách giữa 2phần lạnh hơi và gia
nhiệt chính
i2'' là entanpy của hơi bão hoà ở áp suất 22 bar
K thut nng lng2

17

Viện KH&CN Nhiệt Lạnh


Đồ án tốt nghiệp đại học K48

Nguyn Ho Hng

Với phần gia nhiệt chính:

(

)

(

)

(

v
1 i '1 i3' + 2 i2'' i3' = nc itg iCA
5

) 1

5

Cộng hai phơng trình trên ta đợc:
=> 1 ( i 1 i3 ) + 2 ( i2 i3 ) = nc ( iCA5 iCA5 )
'

'

'

'

r

1

v

5

Từ phơng trình cân bằng của bình CA7

(

)

(

r
v
2 i2 i2' = nc iCA
7 iCA 7

) 1

7

Ta có :

(

r
v
2 i 2' = nc iCA
7 iCA 7

) 1

+ 2 i2

7

(

)

(

r
v
1 i '1 i3' nc iCA
7 iCA 7

) 1

(

r
v
+ 2 i2 2 i ' 3 = nc iCA
5 iCA 5

7

) 1

5

Từ đó ta tính đợc

(

)

(

)

(

r
v
2 i 2 i3' = 1 i '1 i3' + nc iCA
7 iCA 7

) 1

(

r
v
+ nc iCA
5 iCA 5

7

) 1

5

2 = 0,1177

e. Cân bằng bình khử khí
2 + 1 ,i

v
nn , i KK

'
3

h , ih

KK , i KK

bs , ibs

r
nc , i KK

Hình 2.8. Sơ đồ xác định cân bằng bình khử khí
Phơng trình cân bằng vật chất:
nn = nc 1 - 2 - KK - h- bs

K thut nng lng2

18

Viện KH&CN Nhiệt Lạnh

Đồ án tốt nghiệp đại học K48

Nguyn Ho Hng

Giả thiết BKK có = 1 nên phơng trình cân bằng năng lợng có dạng:
r
v
nc .i KK
= ( 1 + 2 ).i3' + KK .i KK + nn .i KK
+ h .ih + bs .ibs

KK =

r
v
nc .i KK
( 1 + 2 ).i3' ( nc 1 2 h ).i KK
h .i h bs .ibs
v
i KK i KK

1,035 * 708,2 ( 0,1119 + 0,1177 ) * 923.13 (1,035 0,1119 0,1177 0,00554) * 587,9 2769 * 0,00554 bs .ibs
3072 587,9
= 0,0127

Thay số ta đợc

KK = 0,0127

Và tính đợc nn = 0,77162

g. Cân bằng bình gia nhiệt hạ áp số 3 và 2
5 ,i5

4 ,i 4
r
nn , i HA
3

nc'' ,i4

nn ihh

r
nn' , i HA
2

v
nn' , i HA
2

4 + 5 ,i5'

4 i4'

Hình 2.9. Sơ đồ xác định cân bằng BGNHA số 2 và số 3
Phơng trình cân bằng nhiệt bình GNHA số 3:

(

)

(

r
v
4 i 4 i 4' = nn i HA
3 i HA3

) 1

3

Phơng trình cân bằng nhiệt tại điểm hỗn hợp :
r
'
v
nn' .i HA
2 + ( 4 + 5 ) .i5 = nn i HA3

Phơng trình cân bằng vật chất tại điểm hỗn hợp :
'nn + 4 + 5 = nn

Phơng trình cân bằng nhiệt bình 2:

(

)

(

)

(

r
v
5 i5 i5' + 4 i 4' i5' = 'nn i HA
2 i HA 2

) 1

2

K thut nng lng2

19

Viện KH&CN Nhiệt Lạnh


Đồ án tốt nghiệp đại học K48

Nguyn Ho Hng

Giải hệ 4 phơng trình 4 ẩn ta đợc kết quả:
4 = 0,0887
5 = 0,00519
nn' = 0,67773
v
i HA

3 = 323,24 (kJ/kg)

h. Cân bằng bình gia nhiệt hạ áp số 1
6 ,i6

v
nn' , i HA
1

r
nn' , i HA
1

6 ,i6'

Hình 2.10. Sơ đồ xác định cân bằng BGNHA số 1
Hơi vào bình ngng ngng tụ lại ở áp suất 0,065 at iBN = 157,6 kJ/kg
Nớc ngng sau khi đi qua ejectơ nâng lên khoảng 3 0C
iJ = iBN + 3.4,19 = 168,48 kJ/kg
Nếu bỏ qua tăng nhiệt độ qua ejector thì entanpy nớc vào hạ áp 1
chính là entanpy nớc ra khỏi BN và bằng 157,6 kJ/kg
Phơng trình cân bằng nhiệt bình 1:

(

)

(

r

v
6 i6 i6' = 'nn i HA
1 i HA1

) 1

1

(

r
v
'nn i HA
1 i HA1
6 =
1 i6 i6'

(

)

)

6 = 0,0333

i. Kiểm tra cân bằng vật chất tại bình ngng
K thut nng lng2

20

Viện KH&CN Nhiệt Lạnh


Đồ án tốt nghiệp đại học K48

Nguyn Ho Hng

Phơng trình cân bằng vật chất theo đờng hơi:



= 1 + 2 + 4 + 5 + 6 + KK

i

Vậy: k = 1 i = 0,63051
Phơng trình cân bằng vật chất theo đờng nớc:
k = nn - 0,99.ch - ej - 6
= 0,63051
Sai số tơng đối :
0,63051 0,63051

.100% =
.100% = 0 %
0,63051


K Kiểm tra cân bằng công suất tuabin
Trớc hết ta xác định các hệ số không tận dụng hết nhiệt giáng của tầng
hơi trích :

- Đối với cửa trích trớc và phía trên đờng quá nhiệt trung gian ( cửa trích
cao ) :
cao
i

y

ii itg0 + itg iK ii iK + qtg
=
=
i0 itg0 + itg iK i0 iK + qtg

- Đối với các cửa trích sau quá nhiệt trung gian (cửa trích thấp):
yithap =

ii iK
i0 iK + qtg

Ta có bảng xác định hệ số không tận dụng nhiệt giáng và tích i yi:
Bảng 2.3
im
trớch
0'
1
2
KK
4
5
6

i
1
0,1119
0,1177
0,0127
0,0887
0,00519
0,0333

K thut nng lng2

ii(kJ/kg)
3394
3069
3327
3070
2954
2729
2665

21

yi

i*yi

0,785903
0,652533
0,483531
0,407115

0,258893
0,216733

0,087942
0,0768838
0,006141
0,036111
0,001344
0,007217

Viện KH&CN Nhiệt Lạnh


Đồ án tốt nghiệp đại học K48

Nguyn Ho Hng
BN

0,63051

2474

Và : i yi=0,215594
k. Xác định lợng hơi vào TB
Trớc hết ta tính tổng lu lợng hơI vào tua bin:
3600.N e
H i (1 i .y i ) co mp

D0 =

Trong đó:
Hi - nhiệt giáng của dòng hơi sinh công trong tuabin
Hi = (i0 itg) + (itg - ik) = (3394 3069) + (3529 - 2474) =1518
Ne - công suất điện tuabin; Ne = 300 MW
m - hiệu suất cơ khí, chọn bằng 0,99
g - hiệu suất máy phát, chọn bằng 0,99

i : lu lợng hơi ở cửa trích thứ i
Ta xác định đợc lợng tiêu hao hơi cho tuabin là:
D0 =

3600.300
= 925,424 T/h = 257,062 kg/s
1518.(1 0 ,215594 ) .0 ,99.0 ,99

k. Kiểm tra công suất TB
Ta có bảng công suất trong mỗi cụm tầng tuabin:
Bảng 2.4
im
trớch
0'
1
2
KK
4
5
6
BN

i

1
0,1119
0,1177
0,0127
0,0887
0,00519
0,0333
0,63051

Di=D0. i
(kg/s)
257,.062
28,76524
30,2562
3,264687
22,8014
1,334152
8,560165
162,0802

i0' - ii (kJ/kg)

Ni(kW)

325
202
257
116
225
64

329

83545,15
46115,95
50896,43
22594
38694,26
10920,98
53324,37

tính đợc Ni=306091,1 kW
vậy Ne= Ni. g.m=300000 kW
Kết quả tính không có sai số về công suất chứng tỏ rằng các tính toán
cân bằng năng lợng cho toàn chu trình không mắc phải sai sót gì.
l. Xác định các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của nhà máy:
K thut nng lng2

22

Viện KH&CN Nhiệt Lạnh


Đồ án tốt nghiệp đại học K48

Nguyn Ho Hng

*)tiêu hao hơi cho tuabin:
D0 =
D0 =

3600.N e
H i (1 i .y i ) co mp

3600.300
= 925,424 T/h = 257,062 kg/s
1518.(1 0 ,215594 ) .0 ,99.0 ,99

*)Suất tiêu hao hơi cho tuabin :
d0=D0/Ne=925424/300000
=3,08475 kg/kWh
*)Tiêu hao nhiệt cho thiết bị tuabin :

(

QTB = DTB ( i0 inc ) + Dtg itg itg0

)

=257.062.(3394-1199) +228.297*(3529-3069)
=669267,71 kW
*)Suất tiêu hao nhiệt cho thiết bị tua bin:
qTB=QTB/Ne=669267,71/300000
=2,2309 (kJ/kWs) = 8031,21 (kJ/kWh)
*)tiêu hao nhiệt cho lò hơi :
QLH = DLH ( i LH inc ) + Dtg ( itg itg0 )
Với DLH là lu lợng nớc cấp vào lò hơi,DLH=D0. nc =266,059 kg/s
iqn là entanpy của hơi quá nhiệt ra khỏi bộ quá nhiệt cuối cùng,áp suất
hơI quá nhiệt chọn sơ bộ là 180ata còn nhiệt độ hơI quá nhiệt chọn gần đúng
là 5380C;vậy tra ta đợc iqn=3381 kJ/kg
inc là entanpy nớc cấp vào lò,bỏ qua tổn thất thì đây chính là entanpy nớc

ra khỏi bình GNCA số 7.
=> QLH=266,059.(3381-1199)+228,297.(3529-3069)
=685557,36 (kW)
*)Suất tiêu hao nhiệt cho lò hơi:
qLH = QLH/Ne=685557,36/300000
=2,285 kJ/kWs = 8226,689 kJ/kWh
*)tiêu hao nhiệt cho toàn tổ máy:
K thut nng lng2

23

Viện KH&CN Nhiệt Lạnh


Đồ án tốt nghiệp đại học K48

Nguyn Ho Hng

Tiêu hao nhiệt cho toàn tổ máy để sản xuất điện là:
Qc =

QLH 685557,36
=
= 797159,72
LH
0,86

Chọn sơ bộ hiệu suất lò hơi là LH =0,86
*)Suất tiêu hao nhiệt cho toàn tổ máy:
Suất tiêu hao nhiệt cho toàn tổ máy để sản xuất điện là:

qc =

Qc 797159,72
=
Ne
300000

=2,657 (kJ/kWs) =9565,917 kJ/kWh
*)Hiệu suất truyền tải môi chất :
tr =

QTB 669267,71
=
= 97,624%
QLH 685557,36

*)Hiệu suất của thiết bị tuabin:
- Hiệu suất của thiết bị tuabin để sản xuất ra điện:
TB =

Ne
1
1
=
=
= 44,825%
2,2309
QTB q TB

*)Hiệu suất của toàn tổ máy :

c =

1
1
=
= 0,3764 = 37,64%
q c 2,657

*)Tiêu hao nhiên liệu cho toàn tổ máy trong nhà máy:
B =

300000
Ne
Q LH
=
= 27,193 kg/s =97,8948 T/h
lv
lv =
0,3764 . 29310
LH .Q th c .Qth

*)Suất tiêu hao nhiên liệu cho toàn tổ máy:
b=

B
97894,8
=
= 0,3263 ( kg/kWh )
N e 300000

*)Suất tiêu hao nhiên liệu tiêu chuẩn:
btc =

Btc 123 3600
123
=
=
=
= 181,845 (g/kWh)=0,181845 (kg/kWh)
N e c
0,3764
qc

K thut nng lng2

24

Viện KH&CN Nhiệt Lạnh


Đồ án tốt nghiệp đại học K48

Nguyn Ho Hng

chơng 3
tính toán lựa chọn các thiết bị
3.1- Tính toán và lựa chọn thiết bị gian máy
3.1.1. Bơm cấp nớc
Bơm cấp nớc là một thiết bị quan trọng trong nhà máy điện tuabin hơi,
vì nó không những để đảm bảo sản xuất điện năng mà còn đảm bảo tính làm

việc chắc chắn của lò hơi. Bơm cấp đợc chọn sao cho đủ cấp nớc ở công suất
cực đại của nhà máy với dự trữ không ít hơn 5%.
để đảm bảo cung cấp nớc cho lò hơi có bao hơi, ta chọn thiết kế mỗi tổ
máy 270T-422/423 có 1 bơm cấp truyền động bằng tuabin hơi và 1 bơm điện
dự phòng, mỗi chiếc có năng suất là105% lu lợng nớc toàn bộ. Việc đặt 1 bơm
dự phòng có công suất nh vậy để đảm bảo việc cung cấp nớc cho lò liên tục, an
toàn khi bơm kia bị hỏng .
- Ta xác định sức ép của bơm P nh sau:
P = ( PbhM Pkk ) + p tl + H ch . .10 5 =225,3 bar
trong đó các đại lợng đã đợc giải thích trong phần tính toán độ gia nhiệt cho nớc trong bơm cấp.

K thut nng lng2

25

Viện KH&CN Nhiệt Lạnh