Thiết Kế Sơ Bộ Một Nhà Máy Nhiệt Điện Công Suất 200MW

ỏn mụn hc

Tớnh toỏn thit k Nh mỏy nhit in

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 200MW...............................
Chơng 2. Lập và tính toán sơ đồ nguyên lý khối K-200-130.......
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....
Tài liệu tham khảo............

K thut nng lng2 K48

Trang 1

Trang
1
2
3
4
5
5
5
6
7
7
8
10
12
12
13
31
31
31
33
36
38

39
40
43
45
45
46
50
50
54
58
61
62
63


ỏn mụn hc

Tớnh toỏn thit k Nh mỏy nhit in

Đề tài
Thiết kế sơ bộ một nh máy nhiệt điện công suất 200MW.
Có phụ tải nhiệt. Dt=420t/h
Các số liệu cho trớc:
xả = 0.014 ; rr = 0.013 ; chèn = 0.006 ; ej= 0.008 .
Ngy giao nhiệm vụ: 02/02/07
Ngy hon thnh :

K thut nng lng2 K48

Trang 2

ỏn mụn hc

Tớnh toỏn thit k Nh mỏy nhit in

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 trung tâm nhiệt điện công
suất 100 MW, không có phụ tải nhiệt với sự cố gắng của bản thân cùng sự tận
tình giúp đỡ của TS. 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 !
Ngày tháng năm

K thut nng lng2 K48

Trang 3


ỏn mụn hc

Tớnh toỏn thit k Nh mỏy nhit in

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 K48

[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]

Trang 4


ỏn mụn hc

Tớnh toỏn thit k Nh mỏy nhit in

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 200 MW, Có phụ tải nhiệt do đó ta có thể đa ra phơng án lựa chọn
loại nhà máy nhiệt điện nh sau:
Thiết kế trung tâm nhiệt điện, tuabin có trích hơi điều chỉnh .
1.2. Chọn công suất tổ máy
Theo yêu cầu đề bài: Thiết kế nhà máy nhiệt điện có công suất 200 MW
với các số liệu ban đầu nh sau:
xa = 0,014; ch = 0,006; ej = 0,008; rr = 0,013

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 chia thành 4 khối độc lập, mỗi khối có công
suất 50 MW bao gồm 1 lò hơi và 1 tuabin ngng hơi.

K thut nng lng2 K48

Trang 5


ỏn mụn hc

Tớnh toỏn thit k Nh mỏy nhit in

1.3. Các thông số chính của tổ máy 200 MW
Đặc tính kỹ thuật của T-50-130 đợc thể hiện qua bảng:
STT
1
2
3
6

Đặc tính kỹ thuật tuabin
Công suất định mức, MW
áp suất hơi mới, at
Nhiệt độ hơi mới, 0C
Số cửa trích hơi

T-50-130
50
130
565
7

Nhà máy bao gồm 4 tổ máy, mỗi tổ công suất 50 MW. Mỗi tổ máy có 1 lò
bao hơi tuần hoàn tự nhiên cung cấp hơi. Chúng ta sử dụng 1 cấp phân ly nớc xả
và 1 bình khử khí.
Dùng sơ đồ phân ly nớc xả lò sẽ tận dụng đợc lợng nhiệt, lợng hơi nớc xả
của lò, làm giảm tổn thất nhiệt trong lò hơi và tăng hiệu suất của chu trình nhiệt.
Hơi sau khi phân ly đợc đa vào bình khử khí, nớc còn lại đợc đa vào bình gia
nhiệt nớc bổ sung để gia nhiệt cho nớc bổ sung sau đó đợc thải ra ngoài theo đờng mơng thải.

K thut nng lng2 K48

Trang 6


ỏn mụn hc

Tớnh toỏn thit k Nh mỏy nhit in

Chơng 2
Lập và tính toán sơ đồ nhiệt nguyên lí khối T-50-130
2.1. Cấu tạo cơ bản và nguyên lí hoạt động của khối tuabin
Khối tổ máy T-50-130 gồm có một tuabin 50 MW và 1 lò bao hơi tuần
hoàn tự nhiên.
Tuabin T-50-130 có 7 cửa trích gia nhiệt hồi nhiệt cho 7 bình gia nhiệt và
1 bình khử khí.
- Cửa trích số 1 trích hơi cấp hơi cho BGNCA số 7.
- Cửa trích số 2 trích hơi cấp hơi cho BGNCA số 6.
- Cửa trích số 3 trích hơi cấp hơi cho BGNCA số 5 và BKK
- Cửa trích số 4 trích hơi cấp hơi cho BGNHA số 4 .
- Cửa trích số 5 trích hơi cấp hơi cho BGNHA số 3 và HTT.
- Cửa trích số 6 trích hơi cấp hơi cho BGNHA số 2 và KKP

- Cửa trích số 7 trích hơi cấp hơi cho BGNHA số 1
Nớc ngng ở bình ngng đợc bơm qua 4 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 7 đợc dồn về
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 4 đợc dồn về BGNHA số 3, 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

K thut nng lng2 K48

Trang 7


ỏn mụn hc

Tớnh toỏn thit k Nh mỏy nhit in

xả có áp suất 7at. Hơi ra khỏi bình phân ly nớc xả đợc đa vào bình khử khí phụ.
Nớc 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 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)
áp suất hơi mới qua van stop bị giảm, chọn p 0=0,96 p0, theo đờng lý tởng

đẳng entropy.
Chọn điểm k có pk=0,065bar, độ khô x=0,91.
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:
pct(bar)

Thông số các iểm
t(0C)

i(kJ/kg)

0

130

565

3510

2

0'

117

560.3

3510

3

CA7

33.1

394

3212

4

CA6

21.3

344

3121

5

CA5

11

270

2983

6

KK

11

270

2983

7

HA4

5

195

2845

8

HA3

2.68

138

2738

9

HA2

1

99.62

2630

10

HA1

0.45

78.73

2550

STT

iể
m

1

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

K thut nng lng2 K48

Trang 8


ỏn mụn hc

2.3.

Tớnh toỏn thit k Nh mỏy nhit in

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:
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 0,6%, 1%,
1,1%, 0,8% 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 K48

Trang 9


Đồ án môn học

Tính toán thiết kế Nhà máy nhiệt điện

`STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

Điểm
0
0'
CA7
CA6
CA5
KK
HA4
HA3
HA2

HA1

ptr
130
117
33.1
21.3
11
11
5
2.68
1
0.45

11

k

0.065

Kỹ thuật năng lượng2 K48

Thông số hơi
ttr
itr
565
3510
560.3
3510
394

3212
344
3121
270
2983
270
2983
195
2845
138
2738
99.62
2630
78.73
2550
37.63
x=0,91

pBGN
33.1
21.3
11
6
5
2.68
1
0.45

iBGN
3200

3120
2981
2999
2843
2736
2628
2548

tbh
239.4
215.6
184.1
158.9
151.9
129.7
99.62
78.73

Trang 10

ibh

1034
923.4
781.4
670.7
640.4
545
417.4
329.6

Thông số nước
pnr
tnr
148 236.4
151 212.6
153 181.1
155 158.9
8
147.9
10
125.7
12
95.62
14
74.73

inr
1022
914.3
775.4
679.7
623.3
528.5
401.4
313.9

θ
3
3

3
0
4
4
4
4

η
0.98
0.98
0.98
1
0.98
0.98
0.98
0.98


ỏn mụn hc

Tớnh toỏn thit k Nh mỏy nhit in

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 K48

Trang 11


ỏn mụn hc

Tớnh toỏn thit k Nh mỏy nhit in

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 7 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 7 at
Chọn loại bình phân ly có áp suất 7 at vì bình khử khí là 6 at.

Ta có áp suất trong bao hơi là (áp suất bao hơi = 110%p0): PBH = 143 at
Từ đó ta tra đợc thông số
Entanpy của nớc xả lò là:

i xa = 1583 kJ/kg

Bình phân ly nớc xả hiệu suất 99% có áp suất 7at tơng ứng với nhiệt độ
bão hoà là 1640C.
Entanpy của nớc ra khỏi phân ly là: i xa' = i7' at 697,2 kJ/kg
Nhiệt ẩn hoá hơi r =2069,9 kJ/kg
Hơi sau khi phân ly đợc đa vào bình khử khí có P = 5,86bar
K thut nng lng2 K48

Trang 12


ỏn mụn hc

Tớnh toỏn thit k Nh mỏy nhit in

Hơi sau khi phân ly có entanpy, với độ khô x = 0,99
i pl = i xa1 + x.r = 693,1 + 0,99.2069,9= 2742,3 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 = i7'' at = 2763kJ / 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 =

'
i xa . i xa
1583.0 ,99 697 ,2
. xa =
.0,011 = 0,004632
i h i ' xa
2763 697 ,2

Lợng nớc xả sau cấp phân ly:
xabo = xa h = 0,011 - 0,004632 = 0,006368

Cân bằng bình gia nhiệt nớc bổ sung

xabo , i' xa

bs , ibs

bs , ibsr

xabo , i xabo
Lợng nớc sau khi phân ly còn lại đợc đi gia nhiệt cho nớc bổ sung:
xabo = 0,006368 ; i' xa = 697,2 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 khoảng

K thut nng lng2 K48

Trang 13


ỏn mụn hc

Tớnh toỏn thit k Nh mỏy nhit in

(10 ữ 20 C ). Ta chọn 1 = 15 C với độ chênh entanpy tơng ứng là = 15kcal/kg
0

0

= 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 = 0,011 + 0,006368+0,01*0.006 = 0,016428

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 .

=

0,01624.104,5 + 0,006368.( 697,2 62,7 ).0,98
0,01624 + 0,006368.0,98

ibsr = 250,4038 kJ/kg

2.4.2 Tính sơ đồ khử khí phụ:
bs , ibsr

ve
ve
HTT
, i HTT

h
h
KKP
, i KKP

h , ih

KKP , i KKP

K thut nng lng2 K48

Trang 14


ỏn mụn hc

Tớnh toỏn thit k Nh mỏy nhit in

Lu lợng hơI mỗi tổ máy cung cấp cho hộ tiêu thụ là :
DHTT=DT/số tổ máy
=90/1=90 (t/h) = 25 (kg/s)
Entanpy của HTT về ta lấy bằng antanpy của nơc tại 500C,và:
ve
HTT
=4,18.50

=209 (kJ/kg)
Lu lợng hơI sinh ra công suất 50MW ứng với tuabin trơn là:
Ne
50.10 3
D =
=
g m .(i0 ik ) 0,99.0,99.(3510 2385)
k
0

= 45,34685

Giả sử hệ số tăng tiêu hao hơI = 1,380015
Thế thì lu lợng hơI sinh ra công suất 50MW với TB có cửa trích là:
D0 = D0k .

=45,34685.1,380015
=62,57933 (kg/s)
Ta có HTT =

DHTT
25
=
= 0,399493
D0
62,57933

Phơng trình cân bằng nhiệt cho KKP là:
ve
ve
h
h
i HTT
. HTT
+ i KKP
. KKP
+ ibsr . bs + ih . h = i KKP . KKP

Và phơng trình cân bằng vật chất là:
ve
h
HTT

+ KKP
+ bs + h = KKP
h
Từ hai phơng trình này ta rút ra đợc phơng trình tính KKP
:



h
KKP

(

ve
ve
ve
i HTT
. HTT
+ ibsr . bs + i h . h i KKP . HTT
+ bs + h
=
h
i KKP i KKP

)

trong đó veHTT,iveHTT,irbs , bs,ih, h, là các giá trị đã tính đợc ở trên.
ihKKP:entanpy trích cho KKP,là entanpy tại cửa trích số 6
iKKP:là entanpy nớc sôI tại áp suất 1,2 at =439,3 (kJ/kg)

K thut nng lng2 K48

Trang 15


ỏn mụn hc

Tớnh toỏn thit k Nh mỏy nhit in

Thay số ta tính đợc

h
KKP

=0,038535

Và thay vào phơng trình cân bằng vật chât KKP tính đợc KKP =0,459088
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%.
1 ,i1

r
nc , iCA
7

v
nc , iCA
7

1 ,i1'

Phơng trình cân bằng nhiệt bình 7:

(

)

(

r
v
1 i1 i1' = nc iCA
7 iCA 7

) 1

7

1 =

(

)

r
v
nc iCA
7 iCA 7
=

7 i1 i1'

(

)

=

1,035(1022 914 ,3)
= 0,052224237
0 ,98( 3212 1034)

c. Cân bằng bình gia nhiệt cao áp số 6
Chọn hiệu suất của các bình gia nhiệt cao áp là 98%.

2 ,i2
r
nc , iCA
6

v
nc , iCA
6

1 + 2 ,i2'

K thut nng lng2 K48

Trang 16

ỏn mụn hc

Tớnh toỏn thit k Nh mỏy nhit in

Phơng trình cân bằng nhiệt bình 6:

(

)

(

)

(

r
v
2 i 2 i2' + 1 i1' i 2' = nc iCA
6 iCA 6

) 1

6

(

)

(

)

r
v
'
'
nc iCA
6 iCA 6 1 i1 i 2 6
2 =
6 i2 i 2'

=

(

)

1,035( 914,3 775,4 ) 0,052224237(1034 923,4 ) 0,98
= 0,06412423
0 ,98( 3121 923,4 )

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
trong đó
b

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 6 at ta tìm đợc nhiệt độ nớc bão
hoà là 158,10C, tơng ứng khối lợng riêng của nớc tại nhiệt độ đó là: = 909
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 = 1,08.143 =
154,44 bar = 15,444 MPa với pbh - áp lực làm việc ở bao hơi.
pkk - áp lực bình khử khí; pkk = 6 bar = 0,6 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; = 909
kg/m3
ptl - tổng trở lực của đờng nớc cấp.
K thut nng lng2 K48

Trang 17


ỏn mụn hc

Tớnh toỏn thit k Nh mỏy nhit in

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..
Vậy: p =(15,444 - 0,6+3.0,3+2.0,3+1,2).106 +50.909.9,81= 17,989 MPa
Khi đó độ gia nhiệt cho nớc qua bơm cấp là:

bc =

0 ,0011.17,989 3
10 = 26,385 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 = 30 kJ/kg ứng với độ gia nhiệt khoảng 70C.

Do đó tính đợc entanpy của nớc cấp vào BGN số 5 :
ivCA5=iKK+ bc =670,7+30
=700,7 kJ/kg

d. Cân bằng bình gia nhiệt cao áp số 5
Chọn hiệu suất của các bình gia nhiệt cao áp là 98%.
1 + 2 ,i 2'

3 ,i3

r
nc , iCA
5

v
nc , iCA
5

1 + 2 + 3 ,i3'

Phơng trình cân bằng nhiệt bình 5:

(

)

(

)

(

r
v
3 i3 i3' + ( 1 + 2 ) i 2' i3' = nc iCA
5 iCA5

) 1

5

3 =

(

)

(

)

r
v
'
'
nc iCA
5 iCA 5 ( 1 + 2 ) i 2 i3 5
5 i3 i3'

=

(

)

1,035( 775,4 700,7 ) 0,116248( 924,3 781,4 ) 0,98
= 0,02833
0 ,98( 2983 781,4 )

K thut nng lng2 K48

Trang 18


ỏn mụn hc

Tớnh toỏn thit k Nh mỏy nhit in

e. Cân bằng bình khử khí
1 + 2 + 3 ,i3'

v
nn , i KK

KK , i KK

KKP , i KKP

r
nc , i KK

Phơng trình cân bằng vật chất:
nn = nc - l - 2 - 3 - KK - KKP
Giả thiết BKK có = 1 nên phơng trình cân bằng năng lợng có dạng:

r
v
nc .i KK
= ( 1 + 2 + 3 ).i3' + KK .i KK + nn .i KK
+ KKP .i KKP

KK =

r
v
nc .i KK
( 1 + 2 + 3 ).i3' ( nc 1 2 3 KKP ).i KK
KKP .i KKP
v
i KK i KK

Thay số ta đợc

KK = 0,050842
Và tính đợc nn = 0,380391

f. Cân bằng bình gia nhiệt hạ áp số 4

4 ,i4
r
nn , i HA
4

v
nn , i HA
4

4 ,i4'
Phơng trình cân bằng nhiệt bình 4:

K thut nng lng2 K48

Trang 19


ỏn mụn hc

Tớnh toỏn thit k Nh mỏy nhit in

(

)

(

r
v
4 i 4 i4' = nn i HA
4 i HA 4

) 1

(do n' = n 4 )

4

4 =

(

)

r
v
0 ,380391.( 623,3 528,5)
nn i HA
4 i HA 4
= 0,016691
=
'
0 ,98.( 2845 640 ,4)

4 i 4 i 4

(

)

g. Cân bằng bình gia nhiệt hạ áp số 3 và 2
6 ,i6

5 ,i5
r
nn , i HA
3

r
nn' , i HA
2

nn ihh

nc'' ,i4
4 ,i4'

v
nn' , i HA
2

4 + 5 + 6 ,i6'

4 + 5, i

'
5

Phơng trình cân bằng nhiệt bình GNHA số 3:

(

)

(

)

(

r
v
5 i5 i5' + 4 i 4' i5' = 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 + 6 ).i6 = nn i HA3

Phơng trình cân bằng vật chất tại điểm hỗn hợp :
'nn + 4 + 5 + 6 = nn

Phơng trình cân bằng nhiệt bình 2:

(

)

(

)

(

r
v
6 i6 i6' + ( 4 + 5 ) i5' i6' = 'nn i HA
2 i HA 2

) 1

2

Giải hệ 4 phơng trình 4 ẩn ta đợc kết quả:
5 = 0,021403 đây chỉ là lợng hơI vào BGNHA số 3,còn lợng hơI từ cửa
trích số 5 phảI cộng thêm veHTT và =0,021403+0,399493=0,420896

K thut nng lng2 K48

Trang 20


ỏn mụn hc

Tớnh toỏn thit k Nh mỏy nhit in

6 = 0,011165 đây chỉ là lợng hơI vào BGNHA số 2,còn lợng hơI từ cửa
trích số 6 phảI cộng thêm hKKP và =0,011165+0,038535=0,049701
nn' = 0,331131
v
i HA
3 = 403,472 (kJ/kg)

h. Cân bằng bình gia nhiệt hạ áp số 1
7 , i7

v
nn' , i HA
1

r
nn' , i HA
1

7 ,i7'

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
7 i7 i7' = 'nn i HA
1 i HA1

) 1

7

7 =

(

r
v
'nn i HA
1 i HA1
7 i7 i7'

(

)

)

7 = 0,021883

i. Kiểm tra cân bằng vật chất tại bình ngng
Phơng trình cân bằng vật chất theo đờng hơi:



i

= 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + KK

K thut nng lng2 K48

Trang 21


ỏn mụn hc

Tớnh toỏn thit k Nh mỏy nhit in

Vậy: k = 1 i = 0,295309
Phơng trình cân bằng vật chất theo đờng nớc:
k = nn - 0,99.ch - ej - 7

= 0,295309
Sai số tơng đối :
0,295309 0,295309

.100% =
.100% = 0,00%
0,295309


k,Kiểm tra beta:
Ta có bảng xác định hệ số không tận dụng nhiệt giáng và tích i yi:
im
trớch
0'
1
2
3+KK
4
5
6
7
BN

i

ii(kJ/kg)
3510
3212
3121
2983

2845
2738
2630
2550
2385

1
0.052224
0.064124
0.079172
0.016691
0.420896
0.049701
0.021883
0.295309

yi

i*yi

0.735111
0.654222
0.531556
0.408889
0.313778
0.217778
0.146667

0.038391
0.041951

0.042084
0.006825
0.132068
0.010824
0.003209

Và : i yi=0,275352
Vậy =1,379981
Sai số :=

1,380015 1,379981
.100 = 0.0025% đạt yêu cầu
1,380015

k. Xác định lợng hơi vào TB
Trớc hết ta tính tổng lu lợng hơI vào tua bin:
D0 =

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

Trong đó:
Hi - nhiệt giáng của dòng hơi sinh công trong tuabin
Hi = (i0 - ik) = (3510 2385)
Ne - công suất điện tuabin; Ne = 50 MW
m - hiệu suất cơ khí, chọn bằng 0,99
K thut nng lng2 K48

Trang 22

ỏn mụn hc

Tớnh toỏn thit k Nh mỏy nhit in

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 =

3600.50
= 62,57779 kg/s = 225,28 T/h
(3510 2385).(1 0,275352 ) .0,99.0,99

k. Kiểm tra công suất TB
Ta có bảng công suất trong mỗi cụm tầng tuabin:
im
trớch
0'
1
2
3+KK
4
5
6
7
BN

i

1
0.052224
0.064124
0.079172
0.016691
0.420896
0.049701
0.021883
0.295309

Di=D0. i
(kg/s)
62.57779
3.268077
4.012752
4.954414
1.044488
26.33877
3.110149
1.369374
18.47976

i0' - ii (kJ/kg)
298
389
527
665
772
880
960

1125

Ni(kW)
973.887
1560.961
2610.976
694.5842
20333.53
2736.931
1314.599
20789.74

tính đợc Ni=51015,2 kW
vậy Ne= Ni. g.m=50000 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:
*)tiêu hao hơI cho tuabin:
D0 =
D0 =

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

3600.50
= 62,57779 kg/s = 225,28 T/h
(3510 2385).(1 0 ,275352 ) .0,99.0,99

*)Suất tiêu hao hơi cho tuabin :
d0=D0/Ne=225280/50000

=4,505601 kg/kWh
*)Tiêu hao nhiệt cho thiết bị tuabin :
QTB=D0(i0-inc)=62,57779.(3510-1022)
=155693,534 kW
K thut nng lng2 K48

Trang 23


ỏn mụn hc

Tớnh toỏn thit k Nh mỏy nhit in

Tiêu hao nhiệt cho tuabin để sản xuất ra điện năng là :
QETB=QTB-QT
trong đó QT là tổng lợng nhiệt tuabin cấp đi cho HTT,và :
QT=DT(itr HA3-iveHTT)=63225 kW
Vậy QETB=155693,534-63225
=92468,53 kW
*)Suất tiêu hao nhiệt cho thiết bị tua bin:
qTB=QTB/Ne=155693,534/50000
=3,11387 (kJ/kWs) = 11209,93 (kJ/kWh)
Suất tiêu hao nhiệt cho tuabin để sản xuất ra điện năng là:
qETB= QETB/Ne=92468,53/50000
=1,84937 (kJ/kWs)=6657,734(kJ/kWh)
Suất tiêu hao nhiệt cho tuabin để cung cấp nhiệt là:
qTTB= QT/ QHTT=1 (Coi nh HTT nhận đợc hoàn toàn nhiệt)
*)tiêu hao nhiệt cho lò hơi :
QLH=DLH(iqn-inc)
Với DLH là lu lợng nớc cấp vào lò hơi,DLH=D0. nc =64,768 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 140ata còn nhiệt độ hơI quá nhiệt chọn gần đúng là
5700C;vậy tra ta đợc iqn=3513 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=64,768.(3513-1022)
=161337,1 (kW)
Gọi tiêu hao nhiệt cho lò hơI để sản xuất ra điện là QELH
và tiêu hao nhiệt cho lò hơI để sản xuất nhiệt là QTLH,ta có quan hệ sau:
QLH= QELH+ QTLH
và QETB/QT= QELH/ QTLH GiảI ra đợc: QELH=95820,33 kW
QTLH=65516,78 kW
K thut nng lng2 K48

Trang 24


ỏn mụn hc

Tớnh toỏn thit k Nh mỏy nhit in

*)Suất tiêu hao nhiệt cho lò hơi:
qLH=QLH/Ne=161337,1/50000
=3,22674 kJ/kWs = 11616,27 kJ/kWh
Suất tiêu hao nhiệt cho lò hơI để sản xuât điện :
qELH= QELH/Ne=95820,33/50000
=1,9164 kJ/kWs =6899,064 kJ/kWh
Suất tiêu hao nhệt cho lò hơI để sản xuất nhiệt là:
QTLH= QTLH/QHTT= QTLH/QT
=65516,78/63225=1,036248 (kJ/kWs)

*)tiêu hao nhiệt cho toàn tổ máy:
Tiêu hao nhiệt cho toàn tổ máy để sản xuất điện là:
QEc= QELH/ LH
Chọn sơ bộ hiệu suất lò hơi là LH =0,86
Vậy : QEc=95820,33/0,86=111419 kW
Tiêu hao nhiệt cho toàntổ máy đê sản xuất nhiệt là:
QTc= QTLH/ LH
=65516,78/0,86=76182,3 kW
*)Suất tiêu hao nhiệt cho toàn tổ máy:
Suất tiêu hao nhiệt cho toàn tổ máy để sản xuất điện là:
qEc= QEc/Ne=111419/50000
=2,22838 (kJ/kWs) =8022,167 kJ/kWh
Suất tiêu hao nhiệt cho toàn tổ máy để sản xuất nhiệt là :
qTc= QTc/NHTT= QTc/QHTT= QTc/QT
=76182,3/63225=1,20494 kJ/kWs =4337,782 kJ/kWh
*)Hiệu suất truyền tải môi chất :
E
T
QTB
QTB
92468,53
tr = E = T =
= 96,502%
QLH QLH 95820,33

*)Hiệu suất của thiết bị tuabin:

K thut nng lng2 K48

Trang 25