TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU 10MW

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
Trong bối cảnh nền kinh tế Việt Nam đang trên đà phát triển, tốc độ phát triển từ cuối
thập niên 90 của thế kỷ 20 đến nay rất cao, theo thống kê trong năm 2006- 2009 tốc độ tăng
trưởng kinh tế bình quân đạt 8 - 8.5 %/năm và dự báo sẽ duy trì tăng trưởng cao trong tương
lai. Tăng trưởng điện năng là yêu cầu tất yếu để phục vụ cho tăng trưởng kinh tế, thực tế cho
thấy tăng trưởng điện năng luôn phải đi trước một bước so với tăng trưởng kinh tế.
Trong khi nguồn thủy điện là có giới hạn và tiềm năng khai thác thủy điện của Việt Nam
chỉ ở khoảng 80 - 100 tỷ kWh, trong khi dự báo đến năm 2015 nhu cầu điện năng của Việt
Nam khoảng hơn 200 tỷ kWh. Theo đánh giá có tính khả thi đến năm 2015, khả năng khai
thác thủy điện cao nhất ở khoảng 50 - 60 tỷ kWh. Như vậy đến năm 2015, điện năng từ nhiệt
điện và nhập khẩu điện năng từ Lào và Trung Quốc chiếm khoảng hơn 70% điện năng hệ
thống điện Việt Nam.
Để đáp ứng tăng trưởng nhu cầu điện năng, nhiều nhà máy thủy điện và nhiệt điện đang
được khẩn trương xây dựng dưới nhiều hình thức, bao gồm nhà máy do EVN xây dựng, các
dự án điện theo hình thức BOT, IPP,... Nhưng nguồn điện Việt Nam vẫn không đáp ứng kịp
với tốc độ tăng trưởng nhu cầu điện và trong tương lai dự báo có thể thiếu nguồn điện là
hoàn toàn có cơ sở.
Việc phát triển mạng lưới điện phải tăng trưởng và đáp ứng theo tốc độ tăng trưởng của
nền kinh tế đất nước. Trong khi các tiềm năng thủy điện bị hạn chế, song song với sự phát
triển các dự án nhiệt điện sử dụng nhiên liệu hóa thạch ở quy mô lớn, việc phát triển và xây
dựng các nhà máy điện có quy mô vừa và nhỏ, tận dụng các nguồn nhiên liệu có sẵn, dư
thừa có ý nghĩa quan trọng.
Trong khi đó, nhiên liệu trấu của nước ta đang dư thừa đáng kể và vấn đề ô nhiễm các
dòng sông do việc thải bỏ trấu đang rất nghiêm trọng và cần có biện pháp xử lý cấp bách.
Hiện nay, Chính phủ đang có chủ trương phát triển nhiệt điện trấu để giải quyết vấn đề ô
nhiễm trên và đang từng bước xây dựng khung pháp lý, chính sách nhằm khuyến khích việc
sử dụng nhiên liệu trấu chuyển đổi thành điện năng một cách hữu hiệu hơn.
1.1. TÌNH HÌNH NĂNG LƯỢNG ĐIỆN Ở VIỆT NAM

Việt Nam đang trong quá trình phát triển kinh tế, song song là quá trình phát triển mạng
lưới điện. Trong những năm gần đây, khai thác thủy điện hầu như phát triển chậm lại do hạn
chế về tiềm năng thủy điện, nhưng nhiệt điện lại phát triển mạnh mẽ, nhất là nhiệt điện khí
và dầu, nhiều Trung Tâm Điện Lực (TTĐL) sử dụng nhiên liệu khí đã và đang được xây
dựng và vận hành thương mại như TTĐL Khí Điện Đạm Cà Màu, TTĐL Ô Môn, TTĐL Phú
Mỹ, TTĐL Nhơn Trạch,…. Trong tương lai gần, nhiệt điện phát triển ngày càng mạnh hơn,
nhiều dự án nhiệt điện than, dầu, khí đang được triển khai cấp bách để đưa vào khai thác sử
dụng, nhằm đáp ứng yêu cầu phụ tải điện trong nước.

GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN
SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT

1


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU

Hình 1.1. Công suất điện lắp đặt năm 2007 [13]
Theo báo cáo của Bộ Công Thương tính đến năm 2007, tổng công suất điện lắp đặt trong
cả nước đạt khoảng 13,512MW. Qua hình 1.1 cho thấy năng lượng đất nước phụ thuộc chủ
yếu vào thủy điện, nhiệt điện than, nhiệt điện khí và dầu; còn tổng năng lượng tái tạo
(NLTT) khai thác vào khoảng 283.75MW (2.1%). Trong khi đó, tiềm năng khai thác NLTT
của nước ta còn rất lớn, nên việc phát triển nguồn NLTT ở quy mô lớn không những giảm
bớt gánh nặng cho các nguồn năng lượng khác, đảm bảo an ninh năng lượng Quốc Gia, mà
còn góp phần bảo về môi trường.
Định hướng phát triển năng lượng mới và năng lượng tái tạo
- Về điều tra quy hoạch: các dạng năng lượng mới và tái tạo chưa được đánh giá đầy đủ, bởi vậy
cần có kế hoạch và đầu tư thích đáng cho điều tra bổ sung các số liệu, tiến tới quy hoạch, phân vùng
các dạng năng lượng này để có kế hoạch đầu tư, khai thác hợp lý. Lập các tổ chức chuyên trách,

thuộc nhiều thành phần kinh tế khác nhau để điều tra, xây dựng quy hoạch, kế hoạch. Thực hiện
tuyên truyền, tổ chức nghiên cứu, chế thử và triển khai rộng khắp trên toàn lãnh thổ.
- Tăng cường tuyên truyền sử dụng các nguồn năng lượng mới và tái tạo để cấp cho các khu vực
vùng sâu, vùng xa, biên giới, hải đảo. Xây dựng cơ chế quản lý để duy trì và phát triển các nguồn
điện ở những khu vực này.
- Lồng ghép sử dụng năng lượng mới và tái tạo vào chương trình tiết kiệm năng lượng và các
chương trình mục tiêu quốc gia khác như chương trình điện khí hóa nông thôn, trồng rừng, xóa đói
giảm nghèo, nước sạch, VAC…
- Khuyến khích các doanh nghiệp xây dựng các cơ sở thích hợp để sản xuất, lắp ráp, sửa chữa
các loại thiết bị năng lượng mới như đun nước nóng, thủy điện nhỏ, động cơ gió, hầm khí sinh vật…
ở những nơi có điều kiện. Hợp tác mua công nghệ của các nước đã phát triển để lắp ráp các thiết bị
công nghệ cao như pin mặt trời, điện gió… từng bước làm phù hợp và tiến tới lắp ráp, chế tạo trong
nước.
- Hỗ trợ đầu tư cho các chương trình điều tra, nghiên cứu, chế tạo thử, xây dựng các điểm điển
GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN
SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT

2


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU
hình sử dụng năng lượng mới và tái tạo; ưu đãi thuế nhập thiết bị, công nghệ mới, thuế sản xuất, lưu
thông các thiết bị; bảo hộ quyền tác giả cho các phát minh, cải tiến kỹ thuật có giá trị.
- Cho phép các cá nhân, tổ chức kinh tế trong và ngoài nước phối hợp đầu tư khai thác nguồn
năng lượng mới và tái tạo trên cơ sở đôi bên cùng có lợi.

Dựa vào tiến độ xây dựng các nhà máy nhiệt điện than, vào khoảng năm 2013 – 2020,
nhiều trung tâm nhiệt điện than được xây dựng trên quy mô lớn như TTĐL Vĩnh Tân
(4,424MW), TTĐL Duyên Hải (4,400MW), TTĐL Sơn Mỹ (3,600MW), TTĐL Kiên Lương

(4,400MW), TTĐL Long Phú (4,400MW), TTĐL Sông Hậu, NMĐ Phú Quốc, Mông
Dương, Nghi Sơn, … Do sự phát triển đáng kể của nhiệt điện than trong tương lai (từ 14.4%
năm 2007 đến 42.1% năm 2025), nên mạng lưới nguồn điện của đất nước sẽ phụ thuộc rất
nhiều vào nhiên liệu than. Theo đánh giá có tính khả thi đến năm 2025 trong Quy Hoạch
Tổng Sơ Đồ 6 về phát triển nguồn điện, tổng công suất điện lắp đặt đến năm 2025 vào
khoảng 90,163MW. Hình 1.2 trình bày cơ cấu điện năng đến năm 2025, trong đó năng lượng
tái tạo chiếm khoảng 811.47 MW (0.9%).

Hình 1.2. Công suất điện lắp đặt năm 2025 [13]
Qua hình 1.2 cho thấy năng lượng Việt Nam phụ thuộc rất nhiều vào nguồn nhiên liệu
hóa thạch, với tổng công suất nhiệt điện than, dầu và khí đốt chiếm 74.10%. Điều này ảnh
hưởng đến an ninh năng lượng Quốc Gia, nếu chi phí nhiên liệu hóa thạch nhập khẩu tăng
cao hoặc nguồn nhiên liệu này cạn kiệt thì sao? Do đó, chiến lược phát triển nguồn NLTT
nói chung và năng lượng trấu nói riêng mang ý nghĩa:
GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN
SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT

3


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU

- Do nguồn nhiên liệu trấu tập trung tại các khu vực Đồng Bằng Sông Hồng và Đồng
Bằng Sông Cửu Long, nên việc xây dựng các nhà máy điện trấu tại các khu vực này sẽ giải
quyết được bài toán cung cấp điện cho các vùng nông thôn, vùng xa mà không phải tốn chi
phí trong quá trình truyền tải điện đi xa.
- Sử dụng nhiên liệu trấu sản xuất điện ở quy mô lớn không những làm giảm sức nặng
cho nhiên liệu hóa thạch, mà còn góp phần đa dạng hóa nguồn nhiên liệu sử dụng và đảm
bảo an ninh năng lượng Quốc Gia

- Giải quyết được vấn đề ô nhiễm môi trường do thải bỏ một lượng trấu lớn xuống ao,
hồ, sông, suối,… Đồng thời thay thế được một lượng đáng kể nhiên liệu hóa thạch trong sản
xuất điện, giảm được lượng lớn khí CO2. Qua đó góp phần vào chương trình giảm phát thải
khí gây hiệu ứng nhà kính, góp phần giảm sự ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và bảo vệ môi
trường.
1.2. NHÀ MÁY ĐIỆN SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU TRẤU
Trong xu hướng phát triển chung của nguồn năng lượng tái tạo trên toàn thế giới, nhiên
liệu trấu cũng là một dạng năng lượng tái tạo và cũng được nhiều nước quan tâm phát triển,
đặc biệt là các nước có ngành nông nghiệp phát triển như Thái Lan, Ấn Độ, Philippines,
Indonesia, Malaysia,… Trong đó, đáng chú ý nhất là Thái Lan và Ấn Độ đã xây dựng và vận
hành thành công nhiều nhà máy điện sử dụng nhiên liệu trấu.
Thái Lan là một trong số các nước có ngành xuất khẩu gạo đứng đầu thế giới, nên nhiên
liệu trấu rất dồi dào, và việc phát triển năng lượng trấu ở đất nước này phát triển rất mạnh.
Tính đến thời điểm hiện nay, tổng công suất điện lắp đặt khoảng 30,000MW, trong đó tổng
công suất điện trấu lắp đặt khoảng 300MW, chiếm khoảng 1% tổng công suất điện lắp đặt
của Thái Lan.
Ấn Độ cũng là quốc gia có sản lượng lúa rất lớn vào khoảng 180 triệu tấn trong năm
2008, vì thế sản lượng trấu thải ra cũng rất lớn và việc nghiên cứu xây dựng, lắp đặt các nhà
máy điện sử dụng nhiên liệu trấu cũng được phát triển mạnh mẽ. Tổng công suất điện trấu
lắp đặt vào khoảng 600MW trong tổng công suất điện lắp đặt khoảng 147,000MW (2009),
do đó tỷ lệ năng lượng điện sử dụng nhiên liệu trấu ở Ấn Độ chiếm khoảng 0.4%.
Bảng 1.1. Một số nhà máy điện sử dụng nhiên liệu trấu trên thế giới

GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN
SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT

4


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU

STT

Nhà máy điện
NMĐ Pichit A.T Biopower,
Thái Lan

Công suất

2

NMĐ Roi-Et, Thái Lan

9.95MW

3

6.5MW biomass based (rice
husk) power generation by M/s
Indian Acrylics Ltd.

6.5MW

Công nghệ đốt
tầng sôi (CFB)

2003

4

NMĐ Interco, Philipines

5MW

Buồng lửa ghi

2004

5

NMĐ Bua Sommal, Thái Lan

6MW

Buồng lửa ghi

2004

6

NMĐ Family Choice and
Golden Season, Philipines

2MW

Buồng lửa ghi

08/2010

1

20MW

Công nghệ
Công nghệ đốt
tầng sôi (CFB)
Công nghệ đốt
trên ghi di động

Năm vận hành
2004
2003

7
Nhận xét:
- Hiện nay các nhà máy điện đốt trấu đang được áp dụng phổ biến ở các nước Đông Nam Á
như: Ấn độ, Thái Lan, Philipines và cả ở Việt Nam,... Nguyên nhân do đây là các quốc gia nông
nghiệp nên có thể tận dụng được nguồn trấu sẵn có.
- Trong đó, ứng với dãy công suất nằm trong khoảng 2 - 20MW có xu hướng áp dụng công
nghệ đốt trực tiếp tương ứng với lò hơi đốt trên ghi và lò hơi đốt tầng sôi

GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN
SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT

5


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU

CHƯƠNG 2: NHIÊN LIỆU TRẤU
2.1. SẢN LƯỢNG LÚA

Việt Nam là nước đang trong giai
đoạn phát triển, và là một nước có
ngành lúa nước rất phát triển, là
một trong những Quốc Gia xuất
khẩu gạo lớn nhất thế giới. Với
diện tích canh tác lúa khoảng 7.65
triệu ha (2011), sản lượng lúa
trung bình hàng năm khoảng 44
triệu tấn lúa (2012) và số liệu chi
tiết trình bày trong bảng sau.

Hình 2.1. Diện tích canh tác lúa ở Việt Nam
Bảng 2.1. Sản lượng lúa hàng năm theo khu vực [12]
Khu vực

2009

2010

2011

2012

Đồng bằng sông Hồng

6,796.8

6,805.4

6,965.9

6,881.3

Trung du và miền núi phía Bắc

3,053.6

3,087.8

3,199.1

3,271.1

Bắc Trung Bộ và Duyên hải miền Trung

6,243.2

6,152.0

6,535.1

6,727.2

999.1

1,042.1

1,067.7

1,138.8

1,334.3

1,322.7

1,361.2

1,398.6

Đồng bằng sông Cửu Long

20,523.2

21,595.6

23,269.5

24,320.8

CẢ NƯỚC

38,950.2

40,005.6

42,398.5

43,737.8

Tây Nguyên
Đông Nam Bộ

GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN
SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT

6


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU

Đơn vị: nghìn tấn
Qua bảng 2.1. cho thấy sản lượng lúa hàng năm, trong năm 2012 tập trung chủ yếu tại
Đồng bằng sông Cửu Long (55.61%), Đồng bằng sông Hồng (15.73%), Bắc Trung Bộ và
Duyên hải miền Trung (15.38%). Đáng kể nhất vẫn là Đồng bằng sông Cửu Long chiếm hơn
nửa sản lượng lúa trong cả nước, đồng thời Chính phủ đang có chủ trương thành lập các
trung tâm nông sản (chợ gạo) tại 3 tỉnh Cần Thơ, An Giang, Tiền Giang, thuận lợi cho việc
thương mại lúa gạo, hình thành các cơ sở xay xát quy mô lớn. Vì thế rất thuận lợi trong quá
trình thu gom và vận chuyển trấu về nhà máy.
Sản lượng lúa của các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) phân bố không đều, tập
trung nhiều tại các tỉnh An Giang, Kiên Giang, Đồng Tháp, Long An và Sóc Trăng. Theo
Tổng Cục Thống Kê, sản lượng lúa chi tiết tại các tỉnh thuộc ĐBSCL được trình bày trong
bảng dưới.
Bảng 2.2. Sản lượng lúa hàng năm của các tỉnh Đồng băng sông Cửu Long [12]
STT

Các tỉnh

2009

2010

2011

2012

1

Long An

2,158.6

2,304.8

2,550.7

2,663.5

2

Tiền Giang

1,308.0

1,320.6

1,332.8

1,370.0

3

Bến Tre

362.7

366.8

362.2

375

4

Trà Vinh

1,076.8

1,156.0

1,155.3

1,258.0

5

Vĩnh Long

911.4

928.9

1,032.2

1,079.6

6

Đồng Tháp

2,650.4

2,807.0

3,100.2

3,051.8

7

An Giang

3,421.5

3,653.1

3,865.8

3,941.6

8

Kiên Giang

3,397.7

3,497.1

3,921.1

4,287.1

9

Cần Thơ

1,138.1

1,196.7

1,289.7

1,319.8

10

Hậu Giang

993.8

1,090.2

1,128.5

1,179.9

11

Sóc Trăng

1,780.4

1,966.6

2,090.6

2,251.8

12

Bạc Liêu

820.3

809.5

908.9

986.7

13

Cà Mau

503.5

498.3

540.4

556.0

14

Tổng Cộng

20,523.2

21,595.6

23,269.5

24,320.8
Đơn vị: nghìn tấn

Nhìn chung, sản lượng lúa gạo không đều theo hàng tháng, mà tập trung vào các mùa vụ

canh tác trong năm. Thông thường một năm canh tác được bốn (4) vụ lúa: Đông Xuân, Hè
Thu, Thu Đông và vụ Mùa; nhưng không phải vùng nào cũng canh tác được bốn (4) vụ như
trên, đa số các vùng ĐBSCL chỉ canh tác được ba (3) vụ, do thời điểm canh tác vụ Thu
Đông (tháng 9 – tháng 10) hay bị lũ lụt, nên người nông dân không canh tác được vụ này.
GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN
SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT

7


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU

Theo thống kê của Tổng Cục Thống Kê về sản lượng lúa của các tỉnh ĐBSCL theo mùa vụ
trong năm 2012 như sau:
Bảng 2.3. Sản lượng lúa gạo theo mùa vụ trong năm 2012 [12]
Vụ thu hoạch

Thời vụ

Sản lượng theo %

Đông Xuân

Tháng 2 - Tháng 4

46.39

Hè Thu

Tháng 6 - Tháng 9

31.91

Vụ Mùa
Tháng 11 - Tháng 2
2.2. TRỮ LƯỢNG NHIÊN LIỆU TRẤU

21.7

Với sản lượng lúa rất lớn như trên, sau khi xay xát chế biến thành gạo, các nhà máy xay
xát thải ra môi trường một lượng trấu rất lớn, và giải quyết lượng trấu này một cách hiệu
quả, ít ảnh hưởng đến môi trường đang gặp rất nhiều khó khăn trên nhiều phương diện.
Hiện trạng sử dụng nhiên liệu trấu:
- Làm thức ăn gia súc, sản xuất phân bón và chế biến ván ép.
- Làm nhiên liệu trong sinh hoạt hàng ngày, và trong các cơ sở công nghiệp và tiểu công
nghiệp như các lò hơi công nghiệp công suất nhỏ, lò gốm, lò gạch,…
- Sản xuất củi trấu: Dùng các máy ép củi trấu có công suất 70 - 80 kg củi/giờ. Củi trấu
rất dễ sử dụng trong sinh hoạt cũng như trong sản xuất công nghiệp. Nhưng hiện nay phương
pháp này chưa được áp dụng rộng rãi và đang có xu hướng phát triển. Nếu công nghệ này
được phát triển phổ biến trên quy mô lớn sẽ làm giảm đáng kể việc ô nhiễm môi trường do
trấu.
- Sử dụng trấu để phát điện thì gần như không có.
Theo khảo sát và đánh giá của một số nghiên cứu, lượng trấu chiếm khoảng 20% hạt lúa.
Do đó, từ sản lượng lúa của các tỉnh thành trong cả nước trình bày trong bảng 2.1, ta có thể
ước tính được lượng trấu của cả nước trong năm 2012.
Mặt khác, theo kết quả khảo sát và thống kê, tổng lượng trấu hiện nay dùng trong sinh
hoạt và công nghiệp chiếm khoảng 30% lượng trấu thải ra từ các nhà máy xay xát. Vì thế,
còn khoảng 70% lượng trấu dư thừa có thể sử dụng để sản xuất điện năng. Nhưng xét về
khía cạnh thu gom và vận chuyển trấu từ các cơ sở xay xát về đến nhà máy điện, thì lượng

trấu được sử dụng còn khoảng 60%. Từ các số liệu giả thiết này, chúng ta tính toán được khả
năng công suất lắp đặt nhiệt điện trấu của các khu vực trong nước như bảng dưới.
Bảng 2.4. Công suất điện trấu có thể lắp đặt của các khu vực trong nước (2012)

GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN
SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT

8


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU

Sản lượng Trấu cho sản Công suất
trấu (nghìn
xuất điện
lắp đặt
tấn)
(nghìn tấn)
(MW)
1,376.26
825.76
68.08

Khu vực
Đồng bằng sông Hồng
Trung du và miền núi phía Bắc

654.22

392.53

32.36

1,345.44

807.26

66.55

Tây Nguyên

227.76

136.66

11.27

Đông Nam Bộ

279.72

167.83

13.84

Đồng bằng sông Cửu Long

4,864.16

2,918.50

240.62

CẢ NƯỚC

8,747.56

5,248.54

432.72

Bắc Trung Bộ và Duyên hải miền Trung

Trong quá trình tính toán công suất điện trấu có thể lắp đặt, giả sử hiệu suất sử dụng
nhiên liệu trấu sản xuất điện năng là 20%, nhiệt trị nhiên liệu trấu là 13,000kJ/kg. Qua bảng
2.4. cho thấy hơn 400MW điện trấu có thể khai thác được từ nguồn trấu tiềm năng này.
Trong đó, khu vực ĐBSCL rất đáng kể với khoảng 200MW.
2.3. TRẤU Ở KHU VỰC ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG
Từ sản lượng lúa của các tỉnh thuộc ĐBSCL trình bày trong bảng 2.2 nêu trên, công suất
điện trấu có thể lắp đặt cho các tỉnh như sau:
Bảng 2.5. Công suất điện trấu có thể lắp đặt của các tỉnh thuộc ĐBSCL (2012)
STT

Các tỉnh

Sản lượng trấu
(nghìn tấn)

Trấu cho sản

Công suất lắp
xuất điện (nghìn
đặt (MW)
tấn)
319.62
26.35

1

Long An

532.70

2

Tiền Giang

274.00

164.40

13.55

3

Bến Tre

75.00

45.00

3.71

4

Trà Vinh

251.60

150.96

12.45

5

Vĩnh Long

215.92

129.55

10.68

6

Đồng Tháp

610.36

366.22

30.19

7

An Giang

788.32

472.99

39.00

8

Kiên Giang

857.42

514.45

42.41

9

Cần Thơ

263.96

158.38

13.06

10

Hậu Giang

235.98

141.59

11.67

11

Sóc Trăng

450.36

270.22

22.28

12

Bạc Liêu

197.34

118.40

9.76

GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN
SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT

9


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU

13

Cà Mau

14

Tổng Cộng

111.20

66.72

5.50

4,864.16

2,918.50

240.62

Từ bảng 2.5 cho thấy một số tỉnh thành có nhiều khả năng xây dựng, lắp đặt nhà máy
điện trấu như: Kiên Giang (40MW), An Giang (35MW), Đồng Tháp (30MW), Long An
(25MW). Do đó, để quy hoạch địa điểm xây dựng nhà máy, cần chú ý các tỉnh thành này có
tiềm năng lớn trong việc thu gom và vận chuyển nhiên liệu dễ dàng hơn.
2.4. ĐẶC TÍNH NHIÊN LIỆU TRẤU
Đặc tính nhiên liệu trấu ảnh hưởng rất lớn đến việc lựa chọn công nghệ và thiết kế
buồng đốt lò hơi, thiết kế nhiệt động lực học của quá trình cháy, thiết kế hệ thống cung cấp,
vận chuyển và lưu trữ nhiên liệu, và ảnh hưởng đáng kể đến quá trình vận hành, bảo dưỡng
sau này.
Thành phần hóa học của trấu thay đổi theo từng vùng, nhưng nhìn chung mức độ dao
động của đặc tính nhiên liệu trấu không rộng. Do đó, trong phạm vi đề tài này sẽ lấy các
thành phần hóa học điển hình, để tính toán sơ đồ nhiệt nhà máy.
2.4.1. Đặc tính hóa học
Đặc tính hóa học của nhiên liệu trấu sẽ được xác định sau khi phân tích các thành phần
hóa học.
Bảng 2.6. Đặc tính hóa học của nhiên liệu trấu [10]
Phân tích cơ bản
(% khối lượng)

Đơn vị

Min

Trung bình

Max

Thành phần cacbon, Clv

%

31.65

33.12

34.58

Thành phần hydro, Hlv

%

4.23

5.18

6.12

Thành phần oxy, Olv

%

31.69

33.89

36.08

Thành phần nito, Nlv

%

0.46

1.17

1.87

Thành phần lưu huỳnh, Slv

%

0.05

0.13

0.20

Hàm lượng ẩm, Wlv

%

8.84

9.89

10.94

Hàm lượng tro xỉ, Alv

%

15.24

16.65

18.05

Tổng cộng

%

-

100.00

-

Các thành phần hóa học của nhiên liệu trấu thay đổi, nhưng ở đây chúng ta lấy giá trị
trung trình làm cơ sở cho quá trình tính toán, thiết kế sau này.
GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN
SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT

10


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU

2.4.2. Đặc tính công nghệ
Bảng 2.7. Đặc tính công nghệ của nhiên liệu trấu [10]
Thông số

Đơn vị

Min

Trung bình

Max

- Cacbon cố định, C

%

14.44

16.54

18.64

- Hàm lượng tro xỉ, A

%

15.24

16.65

18.05

- Chất bốc, V

%

56.57

56.93

57.28

- Hàm lượng ẩm, W

%

8.84

9.89

10.94

- Tổng cộng

%

-

100.00

-

- Nhiệt trị cao

kJ/kg

12,638.70

12,879.34

13,119.98

- Nhiệt trị thấp

kJ/kg

11,408.31

11,479.46

11,550.60

3. Khối lượng riêng

kg/m3

100

125

150

1.387

1.465

1.543

1. Phân tích sơ bộ

2. Nhiệt trị nhiên liệu

4. Nhiệt dung riêng (250C)
kJ/kg.K
2.4.3. Tính chất tro xỉ của nhiên liệu trấu

Thành phần hóa học của tro trấu được trình bày trong bảng dưới đây:
Bảng 2.8. Đặc tính tro xỉ của nhiên liệu trấu [10]
Thông số

Đơn vị

Giá trị

- SiO2

%

91.42

- Al2O3

%

0.78

- Fe2O3

%

0.14

- CaO

%

3.21

- MgO

%

0.00

- Na2O

%

0.21

- K2O

%

3.71

- TiO2

%

0.02

- P2O5

%

0.43

1. Thành phần hóa học

GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN
SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT

11


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU

- SO3

%

0.08

- Thành phần khác

%

0.00

- Tổng cộng

%

100.00

-

Cao

C

975

2. Tính chất tro xỉ
- Khả năng đóng cáu
- Nhiệt độ bắt đầu biến dạng

0

Qua bảng trên cho thấy tro xỉ của nhiên liệu trấu có hàm lượng SiO 2 rất lớn, và điều này
cần lưu ý khi thiết kế và vận hành lò hơi đốt trấu.

GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN
SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT

12


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU

CHƯƠNG 3: LỰA CHỌN SƠ ĐỒ NHIỆT VÀ
THÔNG SỐ HƠI NHÀ MÁY
3.1. CHỌN QUI MÔ NHÀ MÁY
Bảng 3.1. Tình hình phát triển nhà máy điện trấu ở Việt Nam
STT
1
2
3
4
5
6
7

Vị trí
NMĐ Hậu Giang, huyện Long Mỹ, Hậu
Giang
NMĐ ở KCN Hòa An, huyện Chợ Mới, An

Giang
NMĐ ở xã Vọng Đông, huyện Thoại Sơn,
An Giang
NMĐ ở Tiền Giang
NMĐ ở ấp Bình Hiệp B, huyện Lấp Vò,
Đồng Tháp
NMĐ ở quận Thốt Nốt, Cần Thơ

Công suất
(MW)

Ghi chú

10

Khởi công vào
cuối 2013

10

Dự án

10

Dự án

10

Dự án

10

Dự án

10

Dự án

Nhìn chung, các nhà máy điện đốt nhiên liệu trấu đã và đang được xây dựng ở Việt Nam
đều có mức công suất khoảng 10MW. Do trấu có nhiệt trị thấp nên nếu công suất quá lớn thì
cần nhiều nhiên liệu nên việc thu gom trấu sẽ diễn ra ở bán kính lớn, tốn nhiều chi phí cho
quá trình thu gom và vận chuyển. Ngược lại, nếu công suất quá nhỏ thì chi phí đầu tư sẽ cao
và sẽ không kinh tế. Nên trong luận văn này, ta chọn công suất là 10MW.
3.2. LỰA CHỌN SƠ ĐỒ NHIỆT
3.2.1. Chu trình Rankine
a. Chu trình Rankine lý tưởng
Chu trình Rankine là chu trình cơ bản của thiết bị động lực hơi nước, là một chu trình
nhiệt động chuyển đổi nhiệt năng thành cơ năng thông qua môi chất làm việc. Hình 3.1 trình
bày sơ đồ làm việc và đồ thị t - s của chu trình Rankine làm việc với hơi quá nhiệt. Chu trình
Rankine gồm 4 thiết bị chính là: lò hơi (bộ sinh hơi và bộ quá nhiệt), tuabin hơi nước, bình
GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN
SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT

13


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU

ngưng và bơm nước cấp. Môi chất làm việc thông thường là nước, chu trình Rankine lý

tường bao gồm 4 quá trình khép kín, diễn ra liên tục như sau:
- Quá trình 1 - 2': Quá trình cung cấp nước vào lò hơi bằng bơm nước cấp. Đây là quá
trình nén đoạn nhiệt và tiêu hao một công là Wp (kJ/kg) cho bơm nước cấp
- Quá trình 2' - 3: Quá trình cấp nhiệt đẳng áp trong lò hơi. Quá trình này diễn ra bên
trong lò hơi, bao gồm 2 quá trình nhỏ là quá trình sinh hơi bão hòa xảy ra trong dàn ống sinh
hơi và quá trình quá nhiệt xảy ra trong bộ quá nhiệt. Nhiệt lượng tiêu hao cho quá trình này
là ql (kJ/kg), được cung cấp bởi nhiên liệu cấp vào buồng đốt lò hơi
- Quá trình 3 - 4': Quá trình giãn nở đoạn nhiệt trong tuabin hơi. Hơi quá nhiệt sinh ra
trong lò
hơi
được
đưa đến
tuabin
hơi, tại
đây hơi
nước
giãn nở
sinh
công là
W

T

(kJ/kg)
- Quá trình 4' - 1: Quá trình thải nhiệt đẳng áp trong bình ngưng. Hơi nước ra khỏi
tuabin hơi được đưa đến thiết bị ngưng tụ, tại đây hơi nước ngưng tụ thành lỏng bão hòa và
thải ra một nhiệt lượng là q2 (kJ/kg)

Hình 3.1. Sơ đồ chu trình Rankine và độ thị t - s

GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN
SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT

14


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU

Để đánh giá hiệu quả của chu trình, ta dùng khái nhiệm hiệu suất nhiệt:
ηt =

q
W
= 1− 2
q1
q1

Trong đó:
- W: Công sinh ra trong chu trình, kJ/kg
- ql: Nhiệt lượng cấp vào chu trình, kJ/kg
- q2: Nhiệt lượng thải ra từ chu trình, kJ/kg
Công sinh ra trong tuabin hơi được tính theo công thức (quá trình 3 - 4'):

WT = i3 − i4 , kJ / kg
Công tiêu hao cho bơm nước cấp trong quá trình 1 - 2':

W p = i2' − i1 = ν .( p2' − p1 ), kJ / kg
Công sinh ra trong chu trình như sau:

W = WT − Wp = ( i3 − i4' ) − ( i2' − i1 ) , kJ / kg
Nhiệt lượng cấp vào chu trình trong quá trình 2' - 3:

q1 = i3 − i2' , kJ / kg
Nhiệt lượng thải ra trong bình ngưng, quá trình 4' - 1:

q2 = i4 ' −i1 , kJ / kg
Hiệu suất nhiệt của chu trình Rankine:
ηt =

W ( i3 − i4' ) − ( i2' − i1 )
=
q1
i3 − i2'

Thực tế thì công tiêu hao cho bơm cấp (W p) là rất nhỏ so với công sinh ra trong quá trình
giãn nở trong tuabin hơi (WT), vì thế khi tính toán không cần chính xác cao, có thể bỏ qua
công tiêu hao cho bơm (Wp = 0), khi đó hiệu suất của chu trình sẽ là:

ηt ≈

i3 −i4 '
i3 −i2 '

b. Chu trình Rankine thực tế
GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN
SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT

15

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU

Trong thực tế, quá trình nén của bơm nước cấp và quá trình giãn nỡ trong tuabin hơi là
không đoạn nhiệt, nghĩa là các quá trình này là không thuận nghịch và entropy của hai quá

ηiso =

i3 −i4
i3 −i4 '

trình này tăng
lên (Δs > 0). Trên hình 3.1, chu trình Rankine thực tế
được biểu diễn bằng đường 1 - 2 - 3 - 4
Hiệu suất đẳng entropy (ηiso) của tuabin là tỷ số giữa công sinh ra khi hơi nước giãn nở
đoạn nhiệt thuận nghịch (s = constant), hiệu suất này dùng để đo lường mức độ không thuận
nghịch của quá trình giãn nở trong tuabin, hiệu suất đẳng entropy được tính theo công thức
sau:

Hiệu suất đẳng entropy thể hiện công nghệ chế tạo tuabin và khả năng làm mát tuabin
trong quá trình giãn nở, việc nâng cao công nghệ chế tạo và tăng khả năng làm mát cánh
tuabin sẽ làm tăng hiệu suất đẳng entropy và ngược lại. Vì thế hiệu suất đẳng entropy còn
gọi là hiệu suất trong tương đối của tuabin.
3.2.2. Thông số chu trình hơi nước
Ta chọn tuabin do hãng Peter Brothehood sản xuất có:

Áp suất là 41bar(a) và nhiệt độ là 5000C.
Trong các lò hơi công suất thấp, chất lượng nước cấp không tốt bằng các lò hơi công
suất lớn, nên để đảm bảo yêu cầu chất lượng hơi, thì lượng nước xả đáy thường vào khoảng

2% lượng nước cấp.
a. Áp suất ngưng tụ
GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN
SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT

16


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU

Áp suất ngưng tụ hay chân không bình ngưng sẽ phụ thuộc vào nhiệt độ nước làm mát
bình ngưng. Với nhiệt độ nước làm mát thiết kế đầu vào bình ngưng (tn1) là 30°C và độ tăng
nhiệt độ của nước làm mát sau khi ra khỏi bình ngưng (ΔtK) là 5°C, nhiệt độ ngưng tụ có thể
lựa chọn theo công thức sau:
tbh = tn1 + ∆t K + δ t (0 C )

Dựa vào công thức trên, chọn độ chênh lệch (δt) giữa nhiệt độ bão hòa (tbh) và nhiệt độ
nước làm mát ra khỏi bình ngưng khoảng 4 - 6°C. Nghĩa là nhiệt độ bão hòa trong bình
ngưng là 39 - 41 (°C). Từ nhiệt độ bão hòa này, tra bảng “nước và hơi nước bão hòa” ta xác
định được áp suất ngưng tụ trong bình ngưng là 7.02 - 7.82 (kPa). Chọn áp suất ngưng tụ
thiết kế là 7.5 (kPa).
b. Áp suất khử khí
Trong nước ngưng và nước bổ sung vào chu trình nhiệt có thể lẫn các khí không ngưng
như O2, CO2, NH3,…; các khí này có thể ăn mòn đường ống, làm giảm hiệu quả truyền nhiệt
trong các bộ gia nhiệt cao áp, và phải tốn thêm năng lượng gia nhiệt các khí không ngưng
này trong lò hơi. Vì thế, các khí không ngưng này cần được tách ra khỏi chu trình nhiệt bằng
thiết bị khử khí.
Theo định luật Henry: Ở điều kiện cân bằng và tại nhiệt độ xác định, tỷ lệ khí hòa tan
trong nước tỷ lệ với áp suất riêng phần của khí đó trên bề mặt thoáng của dung dịch. Như

vậy, theo định luật Henry, muốn giảm lượng khí không ngưng trong nước bổ sung và nước
ngưng, chúng ta phải giảm áp suất riêng phần của các khí không ngưng đó càng thấp càng
tốt. Khi nước trong bình khử khí được gia nhiệt đến nhiệt độ bão hòa, hơi nước sẽ đạt đến
giá trị áp suất toàn phần. Khi đó, áp suất riêng phần của các khí không ngưng bằng 0, và các
khí này sẽ dần được thoát ra ngoài.
Áp suất khử khí trong các nhà máy nhiệt điện thông thường như sau:
- Khử khí cao áp: từ 6 – 10 bar;
- Khử khí áp suất khí quyển: từ 1.0 – 1.2 bar;
- Khử khí áp suất chân không: 7.5 – 50 kPa.
Áp suất khử khí phụ thuộc rất nhiều vào thông số hơi vào tuabin, cũng như cách bố trí
các tầng gia nhiệt nước cấp. Trong các nhà máy nhiệt điện công suất lớn, với thông số hơi
vào tuabin lớn và gia nhiệt nước cấp nhiều tầng, khử khí ở áp suất cao áp được lựa chọn phổ
biến. Nhưng với các tổ máy công suất nhỏ, đi kèm theo là thông số hơi vào tuabin nhỏ thì
khử khí ở áp suất khí quyển thường được sử dụng. Do đó, trong phạm vi của đề tài này, chọn
cửa trích hơi áp suất 1.2bar để cấp hơi cho quá trình khử khí.
Trong nhà máy nhiệt điện, khử khí ở áp suất chân không rất ít gặp vì chi phí đầu tư cao
hơn, phức tạp trong vận hành, làm tăng chi phí vận hành.
3.2.3. Sơ đồ nhiệt nhà máy

GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN
SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT

17


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU

Hình 3.2. Sơ đồ nhiệt nhà máy
Hình trên cho thấy sơ đồ nhiệt nguyên lý của tổ máy 10MW, trong đó bao gồm các thiết

bị chính của nhà máy nhiệt điện như lò hơi, tuabin hơi, máy phát điện, bình ngưng, bình khử
khí, bình phân ly, bộ gia nhiệt nước cấp, bộ gia nhiệt nước bổ sung, bơm nước cấp và bơm
nước ngưng.
GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN
SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT

18


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU

Hơi nước quá nhiệt ra khỏi lò hơi được đưa đến tuabin hơi thông qua một cụm van stop
và van điều chỉnh, cụm van này có chức năng điều khiển lưu lượng của dòng hơi vào tuabin,
qua đó điều khiển công suất máy phát. Hơi nước được giãn nở, sinh công trong tuabin và sau
đó được thoát xuống bình ngưng. Tại bình ngưng, hơi nước ngưng tụ thành nước ở trạng thái
bão hòa nhờ nguồn nước làm mát chuyển động qua bình ngưng. Nước ngưng tụ trong bình
ngưng được lưu trữ trong giếng ngưng nằm dưới đáy bình ngưng, và sau đó được bơm nước
ngưng vận chuyển đến bình khử khí. Một dòng hơi trích từ tuabin được đưa đến bình khử
khí và hòa trộn với dòng nước ngưng từ bình ngưng đưa tới, và quá trình khử khí xảy ra tại
đây. Nước xả đáy từ lò hơi được đưa qua bình phân ly để tận dụng nhiệt gia nhiệt cho nước
bổ sung
Nước sau bình khử khí được bơm nước cấp dẫn đến bình gia nhiệt nước cấp. Tại đây,
nước cấp vào lò hơi được nâng lên đến nhiệt độ 170ºC nhờ vào lượng hơi trích từ tuabin hơi.
Nước sau khi qua bình gia nhiệt sẽ được cung cấp đến lò hơi, quá trình sinh hơi diễn ra trong
lò hơi và hơi quá nhiệt lại tiếp tục đi vào tuabin để thực hiện một chu trình liên tục.
3.3. TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ NHIỆT
Từ sơ đồ nhiệt tổ máy đã được xác định ở phần trên, chúng ta tiến hành tính toán nhằm
xác định các đặc tính kỹ thuật của thiết bị nhiệt như áp suất, nhiệt độ, lưu lượng nước và
hơi,... Qua đó chúng ta xác định được các chỉ tiêu năng lượng, chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật cho

nhà máy như hiệu suất nhà máy, suất tiêu hao nhiệt, tiêu hao nhiên liệu. Để tính toán được
sơ đồ nhiệt, trước hết phải xây dựng đường giãn nở của hơi nước trong tuabin.
3.3.1. Xây dựng quá trình làm việc của hơi trên giãn đồ i - s
i0' − ik''
p0 =η41
bar

=
0.82
=

is
'
ik' kJ / kg
 ⇒ i0i0=−3443
0
t0 = 500 C 

Chọn
(1)

Xác định trạng thái hơi ban đầu (điểm O)

Trạng thái bắt đầu giãn nỡ (điểm O')
- Tổn thất qua van điều chỉnh và đường ống là:
GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN
SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT

19

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU

∆P0 = 1bar

Chọn

- Xác định điểm O'.
ξ x = a.

y0 + y2
2

Dựng
O'k' có

đường

s0' = 7.1265kJ / kg .K ⇒ ik' = 2246.49kJ / kg

ik'' = 2461.86kJ / kg
0 +⇒0.06
= 0.0261kJ / kg
2
ik = ik'' − ξ x = 2461.84kJ / kg

giãn

nở

⇒ ξ x = 0.87 ×

Từ

công thức (1)

Tổn thất trong vùng hơi ẩm có thể tính toán theo công thức đơn giản sau
tbh = tnc + τ m (τ m = 3 − 50 C )
⇒ tbh = 173 − 1750 C

y2: độ ẩm sau tầng
a = (0.8 - 0.9), chọn a = 0.87

Bộ gia nhiệt nước cấp
Nhiệt độ và áp suất làm việc trong bình gia nhiệt được tính toán theo công thức sau:

⇒ pbh = (8.52 − 8.93)bar

Tra bảng
Chọn

pbh = 8.65bar ⇒ i1' = 735.14kJ / kg

∆P0 = (0.02 ÷ 0.05) P0 ⇔ ∆P0 = (0.82 ÷ 2.05)bar

Áp suất cửa trích
Trong

p1 = pbh + ∆ pdo = (8.78 − 9.38)bar

∆ pdo = (3 − 5)% pbh

P = P0 − ∆P0 = 40bar 
'
 ⇒ s0 = 7.1265kJ / kg.K
∆ip' do= i= =4%
p
bh
Chọn 0 0 3443kJ / kg 
'
0

GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN
SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT

đó

20


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU
⇒ p1 = 9bar

Xác

định điểm 1 trên đồ thị i-s
i1 = 3104.97 kJ / kg
⇒

0
t1 = 335.03 C

Bình khử khí
Từ áp suất khử khí đã chọn, ta suy ra nhiệt độ khử khí
pkh = 1.2bar ⇒ tkh = 1050 C; ikkr = 440.2kJ / kg

Xác định điểm 2 trên đồ thị i-s
i2 = 2768.64kJ / kg
⇒
0
t2 = 146.82 C

Độ gia nhiệt

của bơm cấp

Bơm nước cấp vận chuyển nước sau bình khử khí đến lò hơi và nước cấp sau khi qua
bơm sẽ tăng nhiệt độ, áp suất và tăng enthalpy. Độ tăng enthalpy của nước cấp qua bơm
được tính theo công thức sau:
ν .( pd − pc )103
∆ibc = ibc − i =
, kJ / kg
η bc
r
kk

ibc:

enthalpy của nước cấp sau bơm,

kJ/kg

ν:

thể tích riêng trung bình nước cấp đi qua bơm, m3/kg

pd:

áp suất đầu đẩy bơm,

Ps:

áp suất đầu hút bơm,

ηbc:

pd ≈ 1.3 p0 ≈ 53.3bar = 5.33MPa
ps = pkh = 1.2bar = 0.12 MPa

hiệu suất của bơm,chọn bằng 0.85

0.0011× (5.33 − 0.12) × 103
⇒ ∆ibc = ibc − 440.2 =
= 6.74kJ / kg
0.85
⇒VĂN
ibc = 446.94
kJ / kg
GVHD: NGUYỄN

TUYÊN
SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT

21


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU

Hình 3.3. Quá trình làm việc của hơi trên giãn đồ i - s
3.3.2. Cân bằng chất của các dòng hơi, nước và nước ngưng. Lập và giải các phương
trình cân bằng nhiệt của các thiết bị TĐN
a. Xét bình phân ly
Nước cấp cho lò hơi dù được xử lý kỹ nhưng vẫn có thể còn cáu cặn. Trong quá trình
hoạt động, nước trong lò bốc thành hơi để lại cáu cặn, lâu ngày bám dưới đáy lò làm giảm hệ
số truyền nhiệt và gây ra những hư hỏng khác do đó cần xả bỏ những cáu cặn này. Quá trình
xả bỏ cáu đồng thời phải xả luôn nước đang sôi ở áp suất cao trong lò. Lượng nước này có
GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN
SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT

22


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU

nhiệt độ cao nên khi thải bỏ đi sẽ gây ra tổn thất. Để tách được hơi ra khỏi nước xả lò ta
dùng bình phân ly, hơi từ bình phân ly nước xả lò được thu hồi và trở về lò hơi, tức là đã làm
giảm một phần tổn thất do xả lò.
Bình phân ly là bình sinh hơi do giảm áp suất nước sôi trong bao hơi xuống áp suất nước

sôi trong bình phân ly. Độ khô của hơi sinh trong bình phân ly đạt khoảng 0.96 - 0.98
Hình dưới đây biểu diễn cân bằng cho bình phân ly với:
αxa:

là lưu lượng nước xả từ lò hơi
i'BH:

là

enthalpy

của

nước sôi ở

áp suất

bao hơi

αh:

⇔ ih = 445.28 + 0.97 × (2685.4 − 445.28) = 2618.2kJ / kg

lưu

là

'
''
'

ih = i 'pBPL + xh .rpBPL = i pBPL
+ xh .(i pBPL
− i pBPL
)

lượng

hơi

phân

ly, hơi này

đưa về

bình

khử

khí
ih:

là

enthalpy của hơi phân ly

α'xa:

là lưu lượng của nước sôi ở áp suất bình phân ly pBPL

i'xa:

là enthalpy của nước sôi ra ở áp suất bình phân ly pBPL

GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN
SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT

23


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU

Hình 3.4. Bình phân ly
Chọn áp suất trong bình phân ly là pBPL=1.05pkh=1.26bar
ixa' = i ' = 445.28kJ / kg
p = 1.26bar ⇒  ''
i = 2685.4kJ / kg

Ta xác định áp suất và nhiệt độ bão hòa của hơi trong lò hơi:
0
t s = 258.64 C
ps = p0 + 12% p0 = 45.92bar ⇒  '
ibh = 1128.26kJ / kg

Phương trình cân

bằng nhiệt và chất của bình phân ly:
'
' '

α xa ibh = α hih + α xaixa

'
α xa = α h + α xa

1128.26 × 0.02 = 2618.2α h + 445.28α xa'
b. Xét bình gia nhiệt
⇔
'
0.02
=
α
+
α

h
xa
nước bổ sung
−3
α h = 6.27 ×10
⇒ '
α xa = 0.0137

Nước cấp bổ sung

cho lò hơi sẽ được đưa qua bình gia nhiệt nước bổ sung (BGNNBS) để tận dụng nhiệt thải ra
từ nước xả lò. Nước bổ sung được lấy từ bồn chứa nước khử khoáng của nhà máy
Nhiệt độ nước bổ sung tbs tại đầu vào BGNNBS bằng nhiệt độ môi trường, thường chọn
tbs = 300C

GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN
SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT

24


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỐT TRẤU

Nhiệt độ nước bổ sung tại đầu ra của BGNNBS được chọn thấp hơn nhiệt độ nước xả bỏ
khoảng 10 - 15 0C ( chọn 12 0C)
Hiệu suất nhiệt của BGNNBS chọn
Enthalpy của nước bổ sung

GVHD: NGUYỄN VĂN TUYÊN
SVTH: LÝ HOÀNG ĐẠT

η BGNNBS = 0.95 − 0.97

ibstr = c p tbs (c p = 4.18kJ / kg .K )

25