Tìm hiểu công nghệ nhà máy nhiệt điện

Chơng I - Tìm hiểu công nghệ nhà máy nhiệt điện
CHƯƠNG I
TìM HIểU CÔNG NGHệ NHà MáY NHIệT ĐIệN
1.1 giới thiệu chung

Nhà máy nhiệt điện Phả Lại đợc xây dựng tại thị Trấn Phả Lại Huyện
Chí Linh Tỉnh Hải Dơng. Cách Hà Nội khoảng 60 Km về phía đông bắc, rất
gần với mỏ than Đông Triều, Mạo Khê, Vàng Danhcủa tỉnh Quảng Ninh.
Nhiệm vụ chính của nhà máy là sản xuất điện năng từ nguyên liệu
chính là than.
Nhà máy nhiệt điện Phả Lại là nhà máy nhiệt điện lớn nhất nớc tahiện nay
do Liên Xô giúp đỡ xây dựng với tổng công suất thiết kế:
Dây truyền một là 440 (MW) gồm 4 tổ máy
Với sự phát triển và nhu cầu càng lớn về điện năng của đất nớc. Đến năm
1998 xây dựng dây truyền 2 với tổng công suất thiết kế là 600 (MW) gồm 2
tổ máy.
Đến nay nhà máy điện Phả Lại đã hoà lới điện quốc gia gần 40 tỷ
KWh điện.
Nhà máy đã góp phần không nhỏ vào công cuộc điện khí hoá và cơ giới
hoá toàn quốc, hoà nhịp với quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nớc.
Với quy mô và tầm vóc to lớn và đội ngũ gần 3000 cán bộ công nhân viên
chức đợc biên chế thành gần 30 phòng ban, phân xởng và 5 kíp vận hành theo 3
ca liên tục không kể ngày đêm.
Hiện nay nhà máy có gần 300 kỹ s và hơn 700 cán bộ có trình độ trung
cấp và cao đẳng kỹ thuật.
Dây truyền 1 của nhà máy gồm 4 tổ máy vận hành theo sơ đồ khối độc
lập với nhau, mỗi khối gồm 2 lò hơi và một tua bin máy phát với công suất
110 (MW).
1

Chơng I - Tìm hiểu công nghệ nhà máy nhiệt điện
Nhiên liệu chủ yếu của nhà máy là than đã đợc khai thác từ các mỏ than:
Đông Triều, Mạo Khê, Cẩm Phả Hòn GaiTừ các mỏ than đ ợc vận chuyển về
nhà máy bằng 2 tuyến: đờng sông và đờng sắt.
Đờng sông: than đợc chuyển về nhà máy bằng các xà lan có trọng tải lớn
và đợc cẩu ki rốp bốc dỡ lên băng tải đa về kho than nguyên hay về kho than dự
trữ.
Đờng sắt: than đợc vận chuyển bằng tàu hoả và đa vào khoang lật toa rót
suống băng tải để đa vào kho than nguyên hoặc kho dự trữ.
Dầu Fo: đợc sử dụng khi bắt đầu đốt lò và duy trì đến khi hoà hơi thì phun
than đến cháy ổn định và ngừng cấp dầu. Dỗu đợc nhập ngoại ở cảng vật cách và
đợc vận chuyển bằng đờng sông.
Mỗi năm lợng nhiên liệu tiêu thụ là:
Than: 1.254.400 tấn.
Dầu: 149.760 tấn.
Nhà máy điện Phả Lại có 2 trạm phân phối điện: Trạm 110kV và Trạm
220kV. Các máy phát số 1 và số 2 đợc nối với cả 2 hệ thống thanh cái 110 và
220 kV qua các máy biến áp tự ngẫu AT 1 , AT2 . Các máy phát số 3 và 4 đợc nối
vào thanh cái 220 kV qua các máy biến áp nối bộ T 3 , T4 Và mỗi một tổ máy đều
có một máy biến áp tự dùng (TD91, TD92, TD93, TD94) lấy điện từ đầu cực
máy phát và cấp điện cho thanh cái tự dùng 6kV, và từ thanh cái này qua máy
biến áp 6,3/0,4kV cấp điện cho thanh cái 0,4kV
Thông số kỹ thuật của nhà máy

Công suất thiết kế
Sản lợng điện 6500h/ năm

440(MW)
2,86 kWh

Tỉ lệ điện tự dùng

10,15%

Hiệu xuất khử bụi

99%

2


Chơng I - Tìm hiểu công nghệ nhà máy nhiệt điện
Lò hơi:
Kiểu

BKZ 220 100 10c

Năng suất hơi

220 tấn / h

áp suất hơi

100 ata

Nhiệt độ hơi quá nhiệt 540oC
Hiệu suất thô lò hơi

86,05 %

Tua bin:
Kiểu

K- 100 90 7

Công suất định mức

110 (MW)

áp suất hơi vào tua bin

90 ata

Nhiệt độ hơi vào tua bin 535oC
Máy phát:
Kiểu

TB - 120 2T3

Công suất

120 (MW)

Tốc độ

3000 vòng / phút

1.2 Giới thiệu chung một tổ máy

Nhà máy điện Phả Lại có 4 tổ máy. Mỗi tổ máy có 2 lò hơi và 1 tua bin,

các lò vận hành độc lập với nhau.
Nớc ngng từ bình ngng tụ A, Bđợc 2 bơm ngng qua 2 ÊJiec tơ chính 1và 2
sau đó đợc đa qua các bình gia nhiệt hạ từ số 1 đến số5. Tại đây nớc ngng đợc
gia nhiệt và gia nhiệt bởi hơi nớc trích ra từ các cửa trích hơi của tua bin, sau khi
đợc gia nhiệt nớc ngng đợc đa lên bình khử khí 6ata. ở đây nớc ngng đợc khử
hết các bột khí có bẩn trong nớc để chống ăn mòn kim loại.

3


Chơng I - Tìm hiểu công nghệ nhà máy nhiệt điện
Nớc ngng sau khi đợc khử hết các bột khí đợc đa lên bình gia nhiệt cao số
(6 8) nhờ 2 bơm cấp tại đây nớc ngng tiếp tục đợc gia nhiệt bởi hơi nớc trích
từ các cửa trích hơi ở xi lanh cao áp của tua bin. Sau khi đợc gia nhiệt ở gia nhiệt
cao nớc đợc đa qua 2 bộ hâm nớc ở đuôi lò rồi sau đó vào bao hơi.
Nớc ở bao hơi theo các vòng tuần hoàn tự nhiên chảy xuống các giàn ống
sinh hơi nhận nhiệt năng từ buồng đốt của lò hơi biến thành hơi nớc và quay trở
lại bao hơi. Trong bao hơi phẩntên là hơi bão hoà ẩm phía dới là nớc ngng.
Hơi bão hoà trong bao hơi đợc đa đa qua các bộ quá nhiệt sấy hơi tại
đây hơi đợc sấy khi thành hơi quá nhiệt có nhiệt độ 540 oC và áp suất 100 ata.
Hơi quá nhiệt đợc đa vào tua bin. Tại tua bin động năng của dòng hơi đợc biến
thành cơ năng quay tua bin, tua bin quay kéo máy phát quay theo để sản suất
điện năng.
Hơi sau khi đã sinh công ở các tầng cánh tua bin đợc ngng tụ thành nớc ở
bình ngng tụ.
Công do tua bin sinh ra làm quay máy phát điện nh vậy nhiệt năng của
than đã biến đổi thành cơ năng và điện năng, còn hơi nớc là môi chất đợc biến
đổi theo một vòng tuần hoàn kín. Nớc ở đây đóng vai trò là môi chất trung gian
để chuyển nhiệt năng của than, dầu Fo thành cơ năng và điện năng
Nước

Nhiện năng

Hơi

Cơ năng

Máy phát

Điện năng

Trạm bơm nớc tuần hoàn nằm sát bờ sông gồm 4 máy bơm loại trục đứng
dùng để cấp nớc vào bình ngng để làm mát bình ngng và làm hơi nớc ngng tụ
thành nớc. Nớc làm mát sau khi ra khỏi bình ngng đợc đa ra hệ thống kênh thải

4


Chơng I - Tìm hiểu công nghệ nhà máy nhiệt điện
và thải ra sông. Trong đó có một phần nớc dùng để phục vụ nông nhiệp ở các
khu vực nông nhgiệp lân cận.
Bình ngng của tua bin gồm có 2 ngăn, mỗi ngăn có tới 1570 ống đồng cho
nớc làm mát chảy qua. Hơi nớc ở ngoài ống và bị nớc làm mát lấy nhiệt và ngng
tụ thành nớc.

5


F

M

A

B

B×nh ng­ng

Xi lanh h¹ ¸p

ng­

A

E zec t¬

ng

B¬m

Cao ¸p

Xi lanh

B

1

cÊp

B¬m n­íc

Stèp

Khö khÝ

Van

2

3

4

Lß A

Bao h¬i A

6

7

8

5

Lß B

Bao h¬i B

Ch¬ng I - T×m hiÓu c«ng nghÖ nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn

H×nh 1 – 1 S¬ ®å chu tr×nh nhiÖt cña mét tæ m¸y

6


Chơng I - Tìm hiểu công nghệ nhà máy nhiệt điện
1.3 Giới thiệu tua bin hơi phả lại

Cấu tạo tua bin:
Tua bin nhà máy điện Phả Lại là loại tua bin hơi kiểu K 100 90 7
đợc chế tạo tại Liên Xô với công suất là 110 MW. Tua bin là 1 tổ máy một trục
đợc cấu tạo gồm 2 phần: phần cao áp và phần hạ áp.
Rô to cao áp đợc chế tạo kiểu khối bằng thép chịu nhiệt gồm 20 tầng cánh
động. Trong đó có 1 tầng cánh điều chỉnh và 19 tầng cánh áp lực các tầng cánh
động đợc rèn liền với trục.
Rô to hạ áp đợc chế tạo theo kiểu thoát hơi về 2 phía, mỗi phía có 5 tầng
cánh. Cánh động hạ áp đợc chế tạo riêng rẽ và lắp ép vào trục
Tua bin đợc trang bị hệ thống phân phối hơi gồm 4 cụm vòi phun gọi là 4
van điều chỉnh đợc đặt trong các hộp hơi hàn liền với või lanh cao áp. 2 van đặt
phía trên và 2 van đặt phía dới.
Trên xi lanh cao áp có 5 cửa trích hơi: Từ số 1 ữ 5 . Trên xi lanh hạ áp có 3
cửa trích trích hơi: Từ số 6 ữ 8. Trích hơi đi gia nhiệt nớc cấp và đa lên khử khí.
Hơi mới (Hơi quá nhiệt) đợc đa từ 2 lò sang bằng 2nhánh qua 2 van Stốp
vào hộp hơi sau đó vào 4 ống chuyển tiếp vào 4 van điều chỉnh sang tua bin cao
áp sau khi sinh công ở xi lanh cao áp hơi sẽ theo 2 ống liên thông sang xi lanh hạ
áp để tiếp tục sinh công sau đó dòng hơi đi xuống bình ngng.
Thông số kỹ thuật của tua bin:
Kiểu: K 100 90 7

áp suất hơi trớc van S tốp: P = 90 KG/cm2
Nhiệt độ hơi vào tua bin t0 = 5350C
Lu lợng nớc tuần hoàn Gn = 1600 m3/h. t0 = 230C
Chân không bình ngng Pck = 0,938 ata

7


Chơng I - Tìm hiểu công nghệ nhà máy nhiệt điện
Thông số của các cửa trích hơi
Số hiệu cửa

Tên gia nhiệt cấp

Thông số hơi cửa trích

Lu lợng hơi

T0 hơi(0C)

1

hơi từ cửa trích Pd(KG/cm2)
Gia nhiệt cao số 8 31,9

400

30

2

Gia nhiệt cao số 7 19,7

343

20

3

Gia nhiệt cao số 6 11

280

15

4

Gia nhiệt cao số 5 3,1

170

14

5

Gia nhiệt cao số 4 1,2

120

9

6

Gia nhiệt cao số 3 - 0,29

90

8

7

Gia nhiệt cao số 2 - 0,6

75

7

8

Gia nhiệt cao số 1 - 0,82

57

6

trích

t/h

1.4 giới thiệu lò hơi và các thiết bị phụ:

Cấu tạo và nguyên lý làm việc của lò hơi:
Trong một tổ máy của nhà máy nhiệt điện Phả Lại gồm có 2 lò hơi và 1
tua bin . Lò hơi loại BKZ 220 100 10C do Liên Xô chế tạo là loại lò đốt
than bột an tra xit lấy từ các mỏ than Đông Triều, Mạo Khê, Hòn Gai, Vàng
Danh của tỉnh Quảng Ninh. Là loại lò thải xỉ khô, chỉ có một bao hơi cho một
lò, dàn nớc đứng tuần hoàn tự nhiên.
Lò có cấu tạo hình chữ . Buồng đốt chính là nhánh đi lên đầu tiên, tại
đây nớc đợc gia nhiệt biến thành hơi.
ở trên đờng khói thoát trần lò có đặt các bộ gia nhiệt để xấy khô hơi trớc
khi sang tua bin, trong đờng khói đi xuống có đặt xen kẽ các bộ hâm nớc và bộ
xấy không khí nhằm tận dụng lợng nhiệt của khói thoát để tăng hiệu suất của lò.
Buồng đốt của lò kiểu hở cấu tạo các đờng ống sinh hơi (60 x 6) đã đợc
hàn sẵn, các giàn ống sinh hơi ở vách trớc và vách sau ở phía dới tạo thành một
mặt nghiêng của phễu lạnh với góc nghiêng là 500C.

8


Chơng I - Tìm hiểu công nghệ nhà máy nhiệt điện
Buồng đốt đợc trang bị 4 vòi đốt kiểu xoáy lắp tại các vách bên cửa lò ở
các độ cao . 2 vòi đốt ở độ cao 9,85m và 2 vòi đốt còn lại ở độ cao 12,7m.
Các vòi gió cấp 3 gió sau phân li than mịn đợc lắp tại 4 góc tờng lò.
Để tạo thuận lợi cho quá trình cháy các ống sinh hơi ở vùng đặt vòi đốt
chính đợc đặt một lớp vữa cách nhiệt và tạo thành vành đai đốt.
để khởi động lò và duy trì sự cháy cho lò, vòi đốt chính đợc đặt một vòi
phun dầu ma zút có năng suất 2T/ h.
để thu đợc hơi có chất lợng cao lò sử dụng sơ đồ bốc hơi 2 cấp.
Cấp bốc hơi thứ nhất: Đặt ngay trong bao hơi gồm các xy clon trong tổ
hợp lại thiết bị sửa hơi, cửa chớp và mặt sàng.
Cấp bốc hơi thứ hai: Gồm 4 xy clon ngoài đặt ngoài thành tờng khối ở bên

phải và bên trái lò.
Bao hơi của lò có cấu tạo hình trụ nằm ngang, có đờng kính trong là
1600mm, chiều dài 12700mm, độ dầy là 88mm. Mức nớc trung bình trong bao
hơi cho phép dao động 50mm so với mức nớc trung bình.
Muốn sấy nóng bao hơi khi khởi động lò, ngời ta cài đặt thiết bị sấy hơi
bằng hơi bão hoà lấy từ các lò khác sang. Trong bao hơi còn có đờng xả sự cố. Có
ống đục lỗ để đa phốt phát vào bao hơi để chống đóng cáu cặn trong bao hơi.
Sơ đồ tuần hoàn của 1 lò đợc phân chia thành 14 vòng tuần hoàn nhỏ theo
các giàn ống sinh hơi độc lập để tăng cờng độ tin cậy của quá trình tuần hoàn.
Bộ quá nhiệt của lò là bộ quá nhiệt hỗn hợp 1/2 bức xạ 1/2 đối lu, dọc theo
đờng ống sinh hơi có 4 bộ quá nhiệt trên trần lò từ bộ quá nhiệt cấp từ 1 ữ 4 .
Việc điều chỉnh nhiệt độ của hơi quá nhiệt đợc thực hiện nhờ các bộ phun
giảm ôn cấp 1 và cấp 2.
Bộ phun giảm ôn cấo 1 đặt giữa quá nhiệt cấp 2 biên và quá nhiệt cấp 2 giữa.

9


Chơng I - Tìm hiểu công nghệ nhà máy nhiệt điện
Bộ phun giảm ôn cấp 2 đặt giữa quá nhiệt cấp 3 và cấp 4. Nớc đi phun
giảm ôn là nớc ngng lấy từ bình ngng tụ ngng hơi bão hoà đặt trên đỉnh lò. Khi
mới khởi động lò thì lấy nớc cấp để đi phun giảm ôn.
để kiểm tra chất lợng nớc cấp, nớc nớc phun giảm ôn, trên lò có đặt các
thiết bị lất mẫu.
Trong quá trình vận hành lò, các bề mặt trao đổi nhiệt của lò thờng xuyên
bị bám bẩn. để làm sạch các giàn ống sinh hơi ngời ta bố trí các máy thổi bụi
bằng hơi hành trình kiểu ngắn OM 35 với áp lực hơi:
Ph = 30 ữ 40KG/cm2
Đối với bộ quá nhiệt thì dùng máy thổi bụi có hành trình dài thổi sâu
Để làm sạch khói trớc khi thải ra ngoài trời, khói đợc đi qua bộ lọc tĩnh

điện với hiệu suất khử bụi = 99 %.
+ Lò đợc lắp đặt một một quạt khói kiểu: A 3D 2 17 64
10T1
Động cơ :
Uđm = 6000(V)
Pđm = 630 (kW)
COS = 0,88
= 94 %
Iđm = 77(A)
Sơ đồ đấu nối hình sao ( )
+ Quạt gió kiểu A 30 2 17 44 8T1
Động cơ:
Uđm = 6000(V)
Pđm = 630 (kW)
10


Chơng I - Tìm hiểu công nghệ nhà máy nhiệt điện
COS = 0,88
= 93 %
Iđm = 73,5(A)
Sơ đồ đấu nối hình sao ( )
Các thông số kỹ thuật của lò: BZK 220 110 100
Năng suất hơi của lò

Dk = 220 T/h

Nhiệt độ hơi quá nhiệt

T0gh = 5400C

áp suất hơi quá nhiệt

Pqn = 100 ata

áp suất bao hơi

Pbh = 112,6 ata

Nhiệt độ nớc cấp

tnc = 2300C

Nhiệt độ khói thoát

tkt = 1330C

Tổn thất do toả ra môi trờng

q5 = 0,54 %

Tổn thất do cháy không hết

q3 = 0 %

Tổn thất do khói thoát

q2 = 5,4 %

Tổn thất do cơ giới hoá

q4 = 8 %

Tổn thất do xỉ mang ra ngoài

q6 = 0,06 %

Hiệu suất thô của lò

= 86,05 %

11


Buồng Đốt

Bao hơi

Hơi sang tua bin

Nước cấp vào lò

điện

tĩnh

Lọc bụi

Quạt gió

Quạt khói

Hình 1-2: Sơ đồ lò hơi ZK220110-10C

Chơng I - Tìm hiểu công nghệ nhà máy nhiệt điện

Giới thiệu hệ thống chế biến than

12


Chơng I - Tìm hiểu công nghệ nhà máy nhiệt điện
Nguyên liệu chính của nhà máy nhiệt điên Phả Lại là than đá đợc vận
chuyển từ các mỏ than về nhà máy bằng đờng sông và đờng sắt, sau đó than đợc
chuyển vào kho than nguyên ở trong các lò bằng hệ thống băng tải và từ kho
than nguyên nhờ máy cấp than nguyên nhờ máy cấp than nguyên than đợc đa
xuống máy nghiền than.
Trong máy nghiền than đợc sấy nóng bằng gió nóng có t0 = 4000C. Gió
này đợc lấy từ quạt gió thổi đi qua các bộ sấy không khí lắp ở phần đuôi lò .
Trong thùng nghiền than đợc nghiền nhỏ nhờ có bi và tấm lợn sóng hỗn hợp than
và không khí nóng sau đó đợc quạt tải bột hút về bộ phân ly than thô tại đay
những hạt than to không thắng nổi động năng lại quay trở về thùng nghiền để
nghiền lại còn những hạt than nhỏ dủ quy chuẩn đợc đa lên phân ly than mịn nhờ
có khoá khí tách than ra khỏi hỗn hợp than và không khí từ đây than đợc đa về
kho than bột hay các vít truyền than bột đẻ đa đến các lò khác.
Trong hỗn hợp khí nóng đợc tách ra sau phân ly than mịn còn 1 lợng 15 %
than bột mịn nhờ quạt tải bột đa vào lò bằng 4 vòi gió cấp 3 để tiết kiện lợng
than này.
Than bột trong kho than bột đợc đa vào ống dẫn than nhờ có các máy cấp
cám việc vận chuyển than bột từ kho than bột đến các vòi đốt chính nhờ có hỗn

hợp khí nóng có nhiệt độ t0 = 4000C.
Các thông số kỹ thuật của hệ thống chế biến than
Động cơ của máy cấp than nguyên:
Là loại động cơ điện 1 chiều kích từ song song có các thông số nh:
Kiểu: 2 - 6225 04
Pđm: 9(kW)
Uđm: 220(V)
nđm: 300 ữ 1500 V/phút

13


Chơng I - Tìm hiểu công nghệ nhà máy nhiệt điện
Máy nghiền than:
Kiểu: UM - 370/850
đờng kính thùng nhgiền

D = 3700mm

Chiều dài thùng nhgiền

L = 8500mm

Năng suất nghiền than

Dth = 33,1 T/h

Trọng lợng bi

Mbi = 65,5 Tấn

Độ mịn của than

R90 = 4 %

Tốc độ quay thùng nghiền

Ntn = 17,62 V/phút

Động cơ máy nghiền
Kiểu : C3 2 22 41 60 T2
Công suất Pđm = 16000(kW)
Tốc độ

n = 100 V/phút

Điện áp định mức Uđm = 6(kV)
Dòng điện kích từ IKT = 265(A)
Điện áp kích từ
Hiệu suất

UKT = 126(V)
= 83,9 %

Động cơ quạt mát động cơ máy nghiền
Kiểu A30 13 50 4T2
Pđm = 395(kW)
Uđm= 0,4(kV)
nđm = 1480 V/phút
Động cơ máy cấp than bột

14


Chơng I - Tìm hiểu công nghệ nhà máy nhiệt điện
Là động cơ điện một chiều kích từ song song có các thông số kỹ thuật
nh sau:
Kiểu - 52 T2
Pđm = 1,9(kW)
Uđm = 220(V)
nđm = 300 ữ 1500V/ phút

Một số thành phần hoá học của than
Nhiệt trị của than

Q lvtb = 5,053 Kcal/ KG

Độ tro

A = 28,3 %

Độ ẩm

W = 9,65 %

Hàm lợng ô xi

O2 = 2,22 %

Hàm lơng hyđrô

H2 = 2,32 %

Hàm lợng lu huỳnh

S = 0,73 %

Hàm lợng ni tơ

N = 0,4 %

Hàm lợng các bon

C = 56,3 %

15