thiết kế nhà máy nhiệt điện tua bin ngưng hơi công suất 300mw2222 (2)

MỤC LỤC
CHƯƠNG I: XÂY DỰNG SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ ......................................... 3
1.1. Lựa chọn sơ bộ loại nhà máy nhiệt điện .............................................. 3
1.2. Lựa chọn một số thông số của các thiết bị chính ................................. 4
1.3 .Chọn sơ đồ dồn nước đọng của các bình gia nhiệt ............................... 5
1.4. Chọn sơ đồ cấp nước bổ sung ............................................................... 5
1.5.Chọn sơ đồ tận dụng nước xả của lò hơi ............................................... 5
CHƯƠNG 2: MÔ TẢ QUÁ TRÌNH GIÃN NỞ CỦA DÒNG HƠI TRÊN
ĐỒ THỊ I-S ...................................................................................................... 6
2.1. Quá trình làm việc của dòng hơi trên đồ thị i-s .................................. 6
2.2. Bảng thông số hơi và nước. ................................................................. 6
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT VÀ VẬT CHẤT CHO SƠ
ĐỒ NHIỆT NGUYÊN LÝ .............................................................................. 9
3.2. Cân bằng nhiệt .................................................................................... 10
3.2.1. Tính cân bằng cho bình phân ly và bình BGNNBS: ................... 10
3.2.2 Bình gia nhiệt cao áp 5: ................................................................ 14
3.2.3. Xác định sơ bộ độ gia nhiệt của bơm cấp cho nước cấp: ............ 17
3.2.4. Bình gia nhiệt cao áp 4: ............................................................... 19
3.2.5. Cân bằng cho bình khử khí (BKK):............................................ 22
3.2.6. Cân bằng bình gia nhiệt hạ áp 3: ................................................. 23
3.2.7. Cân bằng bình GNHA 2 và HA1: ................................................ 24
3.2.9. Tính toán kiểm tra cân bằng cho Bình ngưng (BN):4 ................. 26
3.3. Kiểm tra cân bằng công suất Tuabin: ................................................ 27
3.4. Xác định các chỉ tiêu kinh tế – kĩ thuật của tổ máy:........................... 30
a/ Tiêu hao hơi vào tuabin: .................................................................... 30
b/ Suất tiêu hao hơi cho tuabin: ............................................................. 31
c/ Tiêu hao nhiệt cho thiết bị tuabin: ..................................................... 31
d/ Suất tiêu hao nhiệt cho thiết bị tuabin: .............................................. 32
e/ Tiêu hao nhiệt cho lò hơi: .................................................................. 32
g/ Suất tiêu hao nhiệt cho lò hơi: ........................................................... 33
h/ Tiêu hao nhiệt cho toàn tổ máy (tính cho cả tổ máy): ....................... 33

i/ Suất tiêu hao nhiệt cho toàn tổ máy: .................................................. 33
k/ Hiệu suất truyền tải môi chất trong nhà máy: ................................... 33


l/ Hiệu suất của thiết bị tuabin (kể cả hiệu suất tuabin, bình ngưng, khớp
nối và máy phát): ................................................................................... 34
m/ Hiệu suất toàn tổ máy: ...................................................................... 34
n/ Tiêu hao nhiên liệu cho toàn tổ máy trong nhà máy. ........................ 34
o/ Suất tiêu hao nhiên liệu tiêu chuẩn cho toàn tổ máy: ........................ 35
CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ TỔ MÁY ......... 36
4.1. Tính toán lựa chọn thiết bị gian máy: ................................................. 36
4.1.1. Tính chọn bơm cấp: ..................................................................... 36
4.1.2 Chọn bơm ngưng: ......................................................................... 37
4.1.3. Tính toán lựa chọn bơm tuần hoàn: ............................................. 40
4.1.4. Tính chọn bơm nước đọng:.......................................................... 43
4.1.5 . Chọn bình ngưng: ....................................................................... 44
4.1.6 Tính chọn bình khử khí: ............................................................... 46
4.1.7. Tính chọn các bình gia nhiệt: ...................................................... 47
4.2. Tính toán lựa chọn thiết bị cho gian Lò hơi: ...................................... 48
4.2.1 Lựa chọn loại nhiên liệu và phương pháp đốt: ............................. 48
4.2.2. Chọn Lò hơi: ................................................................................ 49
4.2.3. Chọn hệ thống chuẩn bị nhiên liệu: ............................................. 50
4.2.4. Tính chọn quạt gió: ...................................................................... 53
4.2.5. Tính chọn Quạt khói: .................................................................. 56
4.2.5. ống khói: ..................................................................................... 61
4.2.6. Thiết bị khử bụi. .......................................................................... 63
CHƯƠNG 5 : BỐ TRÍ TOÀN NHÀ MÁY ................................................... 64
5.1. Lựa chọn địa điểm bố trí ..................................................................... 64
5.2. Tổng bình đồ nhà máy ........................................................................ 65
5.3. Những yêu cầu về bố trí ngôi nhà chính ............................................ 66

5.3.1. Gian máy ...................................................................................... 66
5.3.2. Gian trung gian ............................................................................ 66
5.3.3. Gian lò hơi ................................................................................... 67


ĐỒ ÁN 2:THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

GVHD:PHẠM ANH MINH

CHƯƠNG I: XÂY DỰNG SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ
1.1. Lựa chọn sơ bộ loại nhà máy nhiệt điện
Theo yêu cầu của đề tài thiết kế sơ bộ nhà máy điện không có phụ tải
nhiệt nghĩa là thiết kế nhà máy chỉ sản xuất điện năng mà không cung cấp
nhiệt cho các hộ tiêu thụ nhiệt. Vậy ta chọn thiết kế nhà máy điện ngưng hơi
thuần tuý. Công suất yêu cầu thiết kế nhà máy điện là 600MW. Do đó ta lựa
chọn xây dựng NMNĐ có 2 tổ máy với công suất mỗi tổ là 300MW, dùng
Tuabin ngưng hơi K - 300 - 169 có cửa trích gia nhiệt hồi nhiệt.
Sơ đồ nhiệt nguyên lý xác định nội dung cơ bản của quá trình công
nghệ biến đổi nhiệt năng trong nhà máy điện. Nó bao gồm các thiết bị chính,
phụ, các đường hơi và nước nối chúng tham gia vào quá trình công nghệ trên.
Mỗi phần tử của một loại đó cho sẽ được miêu tả một lần trên sơ đồ nguyên
lý. Trong NMNĐ Tuabin ngưng hơi sơ đồ nhiệt nguyên lý gồm có: lò hơi,
tuabin, máy phát, bình ngưng, các bình trao đổi nhiệt (bình gia nhiệt nước
ngưng, bình khử khớ, bình gia nhiệt, bình phân ly...). Ngoài ra còn có các loại
bơm như bơm cấp, bơm ngưng, bơm nước đọng của các bình trao đổi nhiệt,
ejector...Các thiết bị chính và phụ được nối với nhau bằng các đường ống hơi,
nước phù hợp với trình tự chuyển động của môi chất. Trên sơ đồ nhiệt nguyên
lý không có các thiết bị dự phòng, không có thiết bị phụ của đường ống.
Trên cơ sở sơ đồ nhiệt nguyên lý, người ta xác định các đặc tính kĩ thuật
và lựa chọn thiết bị nhiệt, thiết lập sơ đồ chi tiết cho nhà máy điện. Sơ đồ

nguyên lý còn là cơ sở của tính toán và công nghệ của nhà máy nhiệt điện bất
kỳ: tuabin hơi, tuabin khí đốt, nhiên liệu hữu cơ, nhà máy nhiệt điện nguyên
tử dùng nhiên liệu hạt nhân.

SVTH:NGUYỄN VĂN THUYẾT

3


ĐỒ ÁN 2:THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

GVHD:PHẠM ANH MINH

1.2. Lựa chọn một số thông số của các thiết bị chính
- Tuabin: Loại tuabin : K - 300 - 169
+ Công suất tuabin 300MW.
+ Áp suất hơi mới 169 at.
+ Nhiệt độ hơi mới 5380C.
+ Sử dụng chu trình quá nhiệt trung gian cho NMNĐ
+ Bảng thông số cửa trích của tuabin:
Cửa trích số

Sau tầng cánh số

Áp suất

Nhiệt độ

(bar)

(0 C )

1- Đi vào CA6

8

47,8

349

2- Đi vào CA5

11

22,3

438

3- Đi vào khử khí

15

7,65/6,0

306

4- Đi vào HA3

16

4,02

245

5- Đi vào HA2

18

1,25

106

6- Đi vào HA1

19

0,336

85

- Lò hơi:
+Chọn lò hơi tuần hoàn tự nhiên. Đốt than phun sản xuất hơi với các
thông số hơi mới Po = 168,5 bar, to = 5380C.
- Bình phân ly và bình gia nhiệt nước bổ sung.
- Bình khử khí: Dựng một cấp khử khí. Với Pkk = 6 bar nhỏ, ở cửa trích 4 ta
mắc thêm bộ giảm áp (POY) trước khi hơi vào bình khử khí.
- Bình gia nhiệt: Gồm có 2 BGNCA & 3 BGNHA.
- Dùng bộ hâm nước 2 cấp.
- Các loại bơm: bơm cấp, bơm ngưng, bơm tuần hoàn, bơm nước đọng...

SVTH:NGUYỄN VĂN THUYẾT

4


ĐỒ ÁN 2:THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

GVHD:PHẠM ANH MINH

1.3 .Chọn sơ đồ dồn nước đọng của các bình gia nhiệt
Cần chọn sao cho thuận tiện và đơn giản nhất với chi phí thấp nhất và
hiệu quả nhất. Nước đọng sau mỗi bình gia nhiệt có thể được đưa đến nơi nào
có nhiệt độ xấp xỉ, có áp suất thấp hơn để không phải dùng bơm.Nước đọng
cũng có thể được đưa ngay vào đường nước ngưng hay đường nước cấp chính
ở ngay sau mỗi bình gia nhiệt. Tuy nhiên, hiện nay sơ đồ dồn nước đọng được
dùng phổ biến nhất là sơ đồ dồn cấp phối hợp với bơm. Tức là nước đọng của
BGNCA phía trên (phía lò hơi) được dồn cấp từ trên xuống dưới rồi cuối cùng
đưa vào bình khử khí chính.Nước đọng của các BGNHA phía trên (phía gần
bình khử khí ) cũng được dồn cấp từ trên xuống dưới tới BGNHA phía gần
cuối thì dùng bơm để đẩy ngược trở lại đường nước ngưng chính phía đầu ra
của BGN này. Một bình hạ áp phía cuối cùng (phía gần bình ngưng) được dồn
cấp và đưa trực tiếp vào khoang nước của bình ngưng cũng như nước đọng
của các bình gia nhiệt làm mát hơi thoát ejector và bình gia nhiệt làm mát hơi
chèn.
1.4. Chọn sơ đồ cấp nước bổ sung
Nước bổ sung cho lò hơi lấy từ nguồn nước đã qua xử lý hoá học của
nhà máy đưa trực tiếp vào chu trình qua bình gia nhiệt tận dụng nước xả rồi
đưa vào bình khử khí chính.
1.5.Chọn sơ đồ tận dụng nước xả của lò hơi
Dùng sơ đồ phân ly nước xả lò sẽ tận dụng được lượng nhiệt,lượng hơi

nước xả của lò, làm giảm tổn thất nhiệt trong lò hơi và tăng hiệu suất của chu
trình nhiệt. Ta chọn một cấp phân ly nước xả. Hơi sau khi phân ly được đưa
vào bình khử khí nước cấp. Nước còn lại được đưa vào bình gia nhiệt nước bổ
sung để gia nhiệt cho nước bổ sung sau đó được thải ra ngoài theo đường cống
thải.

SVTH:NGUYỄN VĂN THUYẾT

5


ĐỒ ÁN 2:THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

GVHD:PHẠM ANH MINH

CHƯƠNG 2: MÔ TẢ QUÁ TRÌNH GIÃN NỞ CỦA DÒNG
HƠI TRÊN ĐỒ THỊ I-S

2.1. Quá trình làm việc của dòng hơi trên đồ thị i-s
(Hình vẽ trang bên)
2.2. Bảng thông số hơi và nước.
- Thông số hơi:
+ Áp suất tại cửa trích Ptr (bar) đã biết.
+ Nhiệt độ hơi tại cửa trích ttr (0C) đã biết.
+ Entanpi tại cửa trích (tra theo đổ thị i-s hoặc phần mềm CATT2) từ
Ptr và ttr
+ Áp suất hơi tại bình gia nhiệt:
PBGN = (0,94 ¸ 0,97).Ptr
ở đây ta lấy PBGN = 0,96.Ptr
- Thông số nước:

+ Nhiệt độ của dòng nước ra khỏi bình gia nhiệt:
tnc = tbh - q
Trong đó:
+tbh : Nhiệt độ bão hoà của hơi nóng.
Tra bảng PL1.1_Nước và hơi nước bào hoà theo áp suất Pbgn hoặc tra phần
mềm CATT2 theo áp suất PBGN và độ khô x=0.
+q : Độ gia nhiệt không tới mức.
q = (2 ¸ 4) với BGNCA
q = (3 ¸ 6) với BGNHA
Độ gia nhiệt không tới mức q tại bình khử khớ coi như bằng 0
- Trở lực trên đường hơi chính:

Chọn ∆P = 10%.

- Tổn thất áp suất qua mỗi bộ hâm nước:

Chọn ∆P = 3 bar.

SVTH:NGUYỄN VĂN THUYẾT

6


ĐỒ ÁN 2:THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

GVHD:PHẠM ANH MINH

- Tổn thất áp suất qua mỗi BGNCA:

Chọn ∆P = 4 bar.

- Với BGNHA trước khử khí:

Chọn Pra = PKK + 2 bar.

- Với BGNHA sau chọn tổn thất áp suất:

∆P = 3 bar.

- Theo quy định của nhà chế tạo tuabin để đảm bảo cho những tầng cánh cuối
làm việc trong vùng ẩm có hiệu quả, an toàn và kéo dài tuổi thọ thì ở độ ẩm
của tầng cánh cuối cùng không được lớn hơn một giá trị giới hạn y* k nào đó
ở mọi chế độ công suất khác nhau. Thông thường y* k vào khoảng (0.1;0.12).
Như vậy độ khô của hơi thoát vào bình ngưng trong mọi chế độ vận hành
không được thấp hơn (0,9;0.88). Khi thiết kế ở chế độ định mức, độ khô của
hơi thoát khỏi tuabin nên chọn khoảng từ (0,92;0,96) là hợp lý, ở đây ta chọn
sơ bộ: xK = 0,96.
- Áp suất tuyệt đối trong bình ngưng khi thiết kế có thể lựa chọn sơ bộ vào
khoảng (0.064¸0,066) bar, ở đây ta chọn sơ bộ: pk=0.064 bar. Khi biết độ khô
của hơi thoát và áp suất hơi thoát ta xác định được điểm trạng thái của hơi
thoát khỏi tầng cánh động cuối cùng của tuabin cũng như điểm trạng thái hơi
trong bình ngưng.
- Hiệu suất các bình gia nhiệt chọn sơ bộ:

ƞBGN = 0,98

- Thông số của nước chưa sôi, nếu P < 10 atm, chấp nhận: i = 4,18.t (0C).
- Chấp nhận độ gia nhiệt cho nước bằng hơi dùng cho ejectơ và hơi chèn hạ
áp:

q = 40C.
+ Áp suất nước tại bình gia nhiệt : Pnc

Pnc - tính theo độ chênh áp suất (dựa vào sơ đồ nhiệt nguyên lý).
+ Entanpi của nước cấp: inc
(Tra theo đồ thị i-s hoặc phần mềm CATT2 theo hai thông số Pnc và tnc)

SVTH:NGUYỄN VĂN THUYẾT

7


ĐỒ ÁN 2:THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

GVHD:PHẠM ANH MINH

PLI:Bảng thông số hơi và nước
Thông số hơi
Điểm
Thiết bị
ttr
ptr
itr
[oC]
[bar]
[kj/kg ]
0
Tuabin
538
165,8

3399
0'
Tuabin
538
159,168 3399

Thông số tại BGN
pBGN
[bar]
-

tBGN
[oC]
-

ibh
[kj/kg ]
-

Thông số đường nước
∆𝑡
[oC]
-

Pnc
[bar]
-

256,6 188,9

inc
[kj/kg]
-

1

GNCA5

349

47,8

3072,1

45,88

258,6

1T

Sau
QNTG

565

44,45

3589,6

-

-

-

-

-

-

-

2

GNCA4

438

22,3

3328,5

21,41

216

924,54

2

214

184,9

916,1

3

KK

306

7,65

3071

6

159

671

0

159

6

675

4

GNHA3

245

4,02

2954,2

3,78

141,6

596

4

147,6

11

622

5

GNHA2

106

1,25

2685

1,175

104,2

5

99,2

14

419,1

6

GNHA1

83,6

0,49

2650

0,461

79,31

436,7
332

5

74,31

17

295,67

7

BN

x=0,96

0,064

2473

0.064

37,34

156,5

0

37,34

20

156,5

1128

2

tnc
[oC]
-

1072


ĐỒ ÁN 2:THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

GVHD:PHẠM ANH MINH

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT VÀ VẬT
CHẤT CHO SƠ ĐỒ NHIỆT NGUYÊN LÝ

3.1. Cân bằng hơi và nước trong tuabin
* Các thông số cho trước:
- Lượng hơi trích cho ejector:

ej = 0,007

- Lượng hơi chèn turbine:

ch = 0,008

- Lượng hơi rò rỉ:

rr = 0,011

- Lượng nước xả lò:

xả = 0,012

- Hiệu suất máy phát điện và hiệu suất cơ khí (khớp nối, ổ đỡ, sức cản, ma
sát):

ƞg=0,98; ƞm=0,98;

Ta có phương trình cân bằng hơi và nước như sau:
-Lượng hơi tiêu hao cho toàn bộ Tuabin:
TB= O +ch +ej =1+0,008+0,007= 1,015
-Phụ tải Lò Hơi:
LH=TB +rr = 1,015 + 0,011= 1,026
-Lượng nước cấp vào lò:
nc =LH + xa =1,026+0,012 =1,038

SVTH:NGUYỄN VĂN THUYẾT

9

ĐỒ ÁN 2:THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

GVHD:PHẠM ANH MINH

3.2. Cân bằng nhiệt
3.2.1. Tính cân bằng cho bình phân ly và bình BGNNBS:
3.2.1.1. Bình phân ly:

Bình
phân ly

x= 0,98

a’xabỏ, i’xả

Hình 2: Sơ đồ tính cân bằng cho BPL.
-Trong đó:
+PL, iPL - Lưu lượng tương đối và entapy của hơi ra khỏi bình phân ly;
+bỏxả, i’xả - Lưu lượng tương đối và entanpi của nước xả;
-áp suất bình phân ly 7,65 bar.
-áp suất trong bao hơi 165,8 bar(tra theo phần mềm CATT2 theo áp suất), ta
được nhiệt độ bão hoà tương ứng là 350,250C và entanpy i’BH = 1673 kJ/kg.
-Lưu lượng nước xả lò:

xa=0,012.

-Bình phân ly nước xả có hiệu suất 98%, áp suất 7,65 bar(tra theo phần
mềm CATT2 theo áp suất), tương ứng với nhiệt độ bão hoà t = 168,560C và
entanpy ixa’ = 713 kJ/kg.
-Hơi sau khi phân ly đưa vào bình khử khí có áp suất p = 6 bar,có nhiệt

ẩn hoá hơi là:
r = i”P(BPL) – i’P(BPL)= 2766,5 – 713 = 2053,5 ( kj/kg)
-Độ khô của hơi sinh ra chọn: x = 0,98.
-Hơi sau phân ly có entanpy:
iPL = ixa’ + x*r = 713 + 0,98.2053,5= 2725,43 ( kJ/kg).
SVTH:NGUYỄN VĂN THUYẾT

10


ĐỒ ÁN 2:THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

GVHD:PHẠM ANH MINH

- Xét phương trình cân bằng vật chất:
xả = PL + xảbỏ

(1)

- Phương trình cân bằng năng lượng:
xả.i’BH = PL.iPL + xảbỏ.i’xả.

(2)

- Giải hệ hai phương trình trên:


 xa   PL   xabo

'

bo ,
 xa .i BH   PL .i PL   xa .i xa

Suy ra :
𝛼xảbỏ = 0,012.(1673 - 2725,43)/(713-2725,43) = 0,006276
𝛼PL = 0,012-0,006276 = 0,005724
* PL2: Bảng thông số tại BPL.
STT

Th. Số

P(bar)

t( 0C)

i (Kj/Kg)

i (%0)

Điểm
1

Nước xả lò

165,8

350,25

1673

0,012

2

Hơithoát ra

7,65

168,56

2725,43

0,006276

3

Nước sôi ra

7,65

168,56

713

0,005724

SVTH:NGUYỄN VĂN THUYẾT

11

ĐỒ ÁN 2:THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

GVHD:PHẠM ANH MINH

3.2.1.2 Bình gia nhiệt nước bổ sung:
áxảbỏ, i’xả

nbs,ibst

nbs,ibss

xảbỏ,ixảbỏ
Hình3: Sơ đồ tính cân bằng cho BGNNBS.
Nước bổ sung đã qua xử lí hoá học đưa vào gia nhiệt sơ bộ trong
BGNNBS tận dụng nhiệt của dòng nước xả lò hơi sau khi qua phân li một
phần biến thành hơi .
- Nhiệt độ nước bổ sung lấy: ttbs = 30oC (Nhiệt độ nước bổ sung ở đầu vào
BGNNBS lấy bằng nhiệt độ môi trường).
Entanpi của nước sẽ là: itbS = CPttbS = 4,18.30 = 125,4 kJ/kg.
-Entanpi của nước xả:

ixả’ = 713 kJ/kg .

-Lưu lượng nước xả bỏ: αxảbỏ = 0,005724.
-Độ hâm không tới mức:  = 12oC (theo sách TKNMNĐ-Tr37)
tbss=txảbỏ- = 168,56-12 = 156,56 0C
-Lưu lượng nước bổ sung:
nbs = rr + bỏxả + 0,01.ch
= 0,011+ 0,005724 + 0,01.0,008 = 0,016804.

0,01.ch - Lượng hơi chèn mất đi do đưa đi làm tín hiệu điều chỉnh.
- Phương trình cân bằng nhiệt :
GNNBS.xảbỏ(ixa’- ixảbỏ) = nbs(ibSs - ibStr)

(3)

- Phương trình liên hệ ra của hai dòng nước là:
CP=4,18.  = CP (txảbỏ- tbss)

(4)

ixả bỏ - Entanpy của nước ra khỏi bình gia nhiệt nước bổ sung.
SVTH:NGUYỄN VĂN THUYẾT

12


ĐỒ ÁN 2:THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

GVHD:PHẠM ANH MINH

 GNNBS - Hiệu suất của bình gia nhiệt. Hiệu suất của tất cả các bình gia
nhiệt lấy trong khoảng 0,96  0,98. Ta chọn  GNNBS= 0,97.
- Từ hai phương trình 3 và 4 ta có hệ phương trình:






4,18.  i xa  i s
bo

 (i
bo

'

xa

xa


s

ibs 









 i xa )
bo

GNNBS



GNNBS

bs

 (i s
nbs

 ibs)
t

bs

 (i  4,18. )  
.
 

.

bo

,

xa

xa

t

nbs

bo

nbs

i

bo
xa

GNNBS

. ibs

.

xa

 ibs  4,18.
s

Thay số vào phương trình trên ta thu được:

ixảbỏ = 573,2 (Kj/Kg)
ibss= 523 (Kj/Kg).

* PL 3: Thông số BGNNBS.
Bình

Thông số nước bổ sung

GNNBS tbs(0C)

ibs

𝜃

Thông số nước xả bỏ
nbs(%0)

(kj/kg)

ixảbỏ

xảbỏ

txảbỏ

(kj/kg) (%0)

(0C)

Trước

30

125,4

0,016804

713

0,005724

170,57

Sau

125,13

523

0,016804

573,2

0,005724

137,13

SVTH:NGUYỄN VĂN THUYẾT

0

ƞ

C

12 0,97

13


ĐỒ ÁN 2:THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

GVHD:PHẠM ANH MINH

3.2.2 Bình gia nhiệt cao áp 5:
LH
1  ,ir
nc
nc

(1 +1/2.’ch).i1LH

1,i
1

1/2’ch,(io -100)

(1 + 1/2’ch),i1GNC

nc,ivnc

LD1

(1 +1/2’ch).i1LD

GNC1

Hình 4: sơ đồ tính cân bằng bình GNCA5
- Lượng hơi chèn còn lại sau khi đi chèn tuabin ta đưa một nửa vào bình
gia nhiệt cao áp 5, một nửa đưa vào bình gia nhiệt hạ áp 1.
- Khi đưa hơi chèn về BGN, lấy tổn thất nhiệt khi chèn bằng 100 kJ/kg.
-Entanpi của hơi mới là:io=3399 kj/kg.
-Entanpi của hơi trích từ tuabin vào BGNCA5 là::i1=3072,1 kj/kg.
-Entanpi của nước cấp vào BGNCA5 là: incv =916,1kj/kg.
-Entanpi của nước cấp ra BGNCA5 là: incr =1072 kj/kg.
-Lưu lượng nước cấp vào và ra khỏi BGNCA7 là:nc=1,038
- Bình gia nhiệt cao áp số 5có cấu phức tạp bao gồm phần gia nhiệt
chính (GNC1),kết hợp với hai phần là phần làm lạnh hơi (LH1) và phần làm
lạnh nước đọng (LĐ1).Do vậy ta đi cân bằng nhiệt cho từng phần riêng biệt.

SVTH:NGUYỄN VĂN THUYẾT

14


ĐỒ ÁN 2:THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

GVHD:PHẠM ANH MINH

a)Cân bằng phần lạnh hơi (LH1).

nc, incr

1 + 1/2’ch,
i1LH

1, i1

1+1/2’ch,io-100
nc, i’nc1

Hình 4.1: Sơ đồ cân bằng phần lạnh hơi(LH1).
-Ta chọn nhiệt độ của hơi ra khỏi phần lạnh hơi (LH1) cao hơn nhiệt độ
bão hoà của nó 10 oC.
t1LH = tbh +10 =258,6+10 = 268,6 oC
-Từ nhiệt độ t1LH=268,6 oC và P=45,88bar (tra theo phần mềm CATT2
ta được)

i1LH =2837 kj/kg.
+Phương trình cân bằng nhiệt phần lạnh hơi:

αnc *( irnc - i’1nc ) = α1( i1 - i1LH ) + 1/2 * α’ch( io -100- i1LH ) (1)
b)Cân bằng phần gia nhiệt chính (GNC1).
nc,i,nc1

(1 + 1/2’ch),i1GNC

(1 + 1/2’ch),i1LH

nc,i,,nc1

Hình 4.2: Sơ đồ cân bằng phần gia nhiệt chính(GNC1).
SVTH:NGUYỄN VĂN THUYẾT

15

ĐỒ ÁN 2:THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

GVHD:PHẠM ANH MINH

-Ta chọn nhiệt độ của nước ra khỏi phần gia nhiệt chính thấp hơn nhiệt độ
bão hoà của hơi trong phần này 4oC.
t1GNC=tbh- 4= 258,6 -4 =254,6 (oC).
-áp suất hơi trong phần gia nhiệt chính lấy thấp hơn khoảng 2% so với áp
suất ngay trước phần LH1.
P1GNC=0.98*pBGN=0,98.45,88=44,96( bar).
-Tra theo phần mềm CATT2 theo nhiệt độ và áp suất ta được;
i1GNC = 1120 kj/kg.
-Lấy hiệu suất của phần gia nhiệt chính:

=0,98

+Phương trình cân bằng nhiệt phần gia nhiệt chính(GNC1):
nc.(i,nc1-i,,nc1)=(1 + 1/2’ch).(i1LH - i1GNC).

( 2)

c)Cân bằng phần lạnh đọng (LĐ1):
nc,i,,nc1

(1 + 1/2’ch),i1LĐ

(1 + 1/2’ch),i1GNC

nc,ivnc1

Hình 4.3: Sơ đồ cân bằng phần lạnh đọng(LĐ1).
-Entanpi củc nước đọng ra khỏi phần lạnh đọng(LĐ1) lấy cao hơn entanpi
của nước cấp vào phần này khoảng 35 kj/kg.(theo sách TKNMNĐ-Tr40).
i1LĐ = ivnc1 +35 =916,1+35=951,1 ( kj/kg).
+Phương trình cân bằng nhiệt phần lạnh đọng (LĐ1):
nc.(i,,nc1-ivnc1)=(1 + 1/2’ch).(i1GNC - i1LĐ )

( 3).

-Từ ba phương trìng 1,2 và 3 ta có hệ phương trình sau:

SVTH:NGUYỄN VĂN THUYẾT

16


ĐỒ ÁN 2:THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

GVHD:PHẠM ANH MINH

r
,

.(
 i nc )   1.(i1  i1LH )  1/ 2. 'ch.(i o  100  i1LH )

nc i nc1

'

,,


 nc.(i nc  i nc)  ( 1  1/ 2. 'ch)(i1LH  i1GNC ).

,,
v

 nc.(i nc  i nc1)  ( 1  1/ 2 'ch).(i 1GNC  i 1LD)

α1 = 0,085867
Lưu lượng nước đọng dồn về bình cao áp 4 là:
’1=1+0,495.ch=0,085867+ 0,495.0,008 = 0,089827
3.2.3. Xác định sơ bộ độ gia nhiệt của bơm cấp cho nước cấp:
Bơm cấp là thiết bị nhiệt làm việc chủ yếu để tăng áp cho nước cấp đủ
khắc phục trở lực của các BGNCA, các bộ hâm nước và đẩy nước vào bao
hơi.
Nước cấp ra khỏi bơm cấp bị tăng một chút về entanpi do đặc tính của
quá trình nén có làm tăng nhiệt độ. Nước cấp ra khỏi BKK coi như ở trạng
thái sôi, để đáp ứng được hiệu quả khử khí kiểu nhiệt. Vì thế mà trước khi
tính toán BGNCA số 4 ta phải tính sơ bộ độ gia nhiệt bơm cấp để xác định
được entanpi của nước cấp ra khỏi bơm cấp đi vào BGNCA đầu tiên này.
Độ gia nhiệt của bơm cấp được tính theo các công thức (2.7), (2.8),
(2.9) (Thiết kế NMNĐ-Tr41,42):
- Cột áp đầu hút của bơm cấp:
Ph = PKK + .g.Hh - Ptlh.
- Cột áp đầu đẩy của bơm cấp:
Pđ = PBH + Ptlđ + PBGNCA + .g.Hđ.
 Độ chênh áp của bơm cấp:
PBC = Pđ - Ph = (PBH – PKK) + Ptl + .g(Hđ - Hh).

Trong đó:
Ptl = Ptlđ + Ptlh + PBGNCA + PHN
SVTH:NGUYỄN VĂN THUYẾT

17


ĐỒ ÁN 2:THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

GVHD:PHẠM ANH MINH

Là tổng trở lực đường ống chọn đầu đẩy, đầu hút với các trở lực các
BGNCA và trở lực các bộ hâm nước.
- Chọn sơ bộ:
+ Hch = Hđ - Hh = 60 – 20 = 40 (m)
+  = 950 Kg/m3.
+ g = 9,81 m/s2.
+ Số BGNCA là 2 nên: PBGNCA = 2. 3. 105 = 6. 105 N/m2
+ Chọn 2 bộ hâm nước nên:

PHN = 2. 2. 105 = 4. 105 N/m2.

+ Chọn tổng trở lực đường ống: Ptlđ + Ptlh = 10. 105 N/m2.
 PBC = [(182,38- 6) + 10 + 6 + 4]. 105 + 950.9,81.40 = 200,1. 105 N/m2.
- Độ gia nhiệt bơm cấp:

 𝜏 = 266810,4 j/kg = 266,8104kJ/kg
Với: b = 0,75.
- Kể đến cả độ gia nhiệt của bơm ngưng và độ gia nhiệt dòng nước ngưng
chính do BGNLMHC và BGN làm mát hơi ejectơ. Ta chọn độ gia nhiệt tổng

là:

t = 25 kj/kg. Tương ứng với khoảng 6 0C.

 Entanpi của nước vào BGNCA số 4 là:
ivCA5 = i’KK +  = 675 + 25 = 700 ( kj/kg).

SVTH:NGUYỄN VĂN THUYẾT

18


ĐỒ ÁN 2:THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

GVHD:PHẠM ANH MINH

3.2.4. Bình gia nhiệt cao áp 4:

3

3.i2LH

’2 ,i1LD

LH2

nc,irnc
2,i

GNC2

2, i3GNC

 ‘3.i2LD

LD2

nc , ivnc

Hình 7: sơ đồ tính cân bằng bình GNCA4.
- phần nước đọng ở bình cao áp số 6 được dồn vào phần LD2 ở bình cao áp 4
với lưu lượng là: ’1=0,089827 và Entanpi i1LĐ= 951,1 ( kj/kg).
-Entanpi của hơi trích vào BGNCA4 là: i2=3328,5 kj/kg.
-Entanpi của nước cấp vào BGNCA4 là: ivnc=700 kj/kg.
-Entanpi của nước cấp ra BGNCA5 là: irnc=916,1 kj/kg.
-Lưu lượng dòng nước cấp( vẫn như trên):nc=1,038
- Bình cao áp số 6 có cấu phức tạp bao gồm phần gia nhiệt chính (GNC3),kết
hợp với hai phần là phần làm lạnh hơi (LH3) và phần làm lạnh nước đọng
(LĐ3).Do vậy ta đi cân bằng nhiệt cho từng phần riêng biệt.

SVTH:NGUYỄN VĂN THUYẾT

19


ĐỒ ÁN 2:THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

GVHD:PHẠM ANH MINH

a)Cân bằng phần lạnh hơi (LH2).

nc,irnc
2,i2

2,i2LH

nc,i,nc

Hình 7.1: Sơ đồ cân bằng phần lạnh hơi(LH3).
-Ta chọn nhiệt độ của hơi ra khỏi phần lạnh hơi (LH3) cao hơn nhiệt
độ bão hoà của nó 10 oC.
t2LH=tbh +10 =216+10=226 (oC)
-Từ nhiệt độ t2LH=226 oC và P=21,41 bar (tra theo phần mềm CATT2
ta được)

i2LH =2825 kj/kg.
+Phương trình cân bằng nhiệt phần lạnh hơi:
αnc *( irnc - i’1nc ) = α2( i2 –i2LH )

(1)

b)Cân bằng phần gia nhiệt chính (GNC2).
nc,i,nc

2,i2LH

2 ,i2LH

nc,i,,nc

SVTH:NGUYỄN VĂN THUYẾT

20


ĐỒ ÁN 2:THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

GVHD:PHẠM ANH MINH

Hình 7.2: Sơ đồ cân bằng phần gia nhiệt chính(GNC3).
-Ta chọn nhiệt độ của nước ra khỏi phần gia nhiệt chính thấp hơn nhiệt độ
bão hoà của hơi trong phần này 5oC.
t2GNC=tbh- 5= 216 -5 =211 (oC).
-áp suất hơi trong phần gia nhiệt chính lấy thấp hơn khoảng 2% so với áp
suất ngay trước phần LH.
P2GNC=0.98*pBGN=0,98.21,41=20,982( bar).
-Tra theo phần mềm CATT2 ta được;
I2GNC = 915 kj/kg.
-Lấy hiệu suất của phần gia nhiệt chính:

=0,98

+Phương trình cân bằng nhiệt phần gia nhiệt chính(GNC3):
nc.(i,nc-i,,nc)=2.(i2LH - i2GNC).

( 2)

c)Cân bằng phần lạnh đọng (LĐ2).
nc,i,,nc
2,i2GNC

2,i2LH

’1,i1LD

nc,ivnc

Hình 7.3: Sơ đồ cân bằng phần lạnh đọng(LĐ2).
-Entanpi củc nước đọng ra khỏi phần lạnh đọng(LĐ) lấy cao hơn entanpi của
nước cấp vào phần này khoảng 34 kj/kg.(theo sách TKNMNĐ-Tr40).
I2LĐ = ivnc +34 =700 +34=734 ( kj/kg).
+Phương trình cân bằng nhiệt phần lạnh đọng (LĐ3):
nc.(i,,nc-ivnc)=2 .(i2GNC - i2LĐ ) + ’1 .(i1LD - i2LĐ )
SVTH:NGUYỄN VĂN THUYẾT

( 3).
21


ĐỒ ÁN 2:THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

GVHD:PHẠM ANH MINH

-Từ ba phương trìng 1,2 và 3 ta có hệ phương trình sau:
αnc *( irnc - i’1nc ) = α2( i2 –i2LH )
nc.(i,nc-i,,nc)=2.(i2LH - i2GNC).
nc.(i,,nc-ivnc)=2 .(i2GNC - i2LĐ ) + ’1 .(i1LD - i2LĐ )
=> α2 = 0,09257
-Lưu lượng nước đọng dồn về bình khử khí là:
’2=2+’1=0,09257+ 0,089827=0,182397
3.2.5. Cân bằng cho bình khử khí (BKK):

bs,isbs

ht,iht

a KK ,iKK
a nn ,iv

KK

’2,i2LĐ
PL,iPL
Bình khử khí(PKK)

anc ,ir

KK

Hình8: Sơ đồ xác định cân bằng BKK.
+Hàm lượng hơi thoát ht theo khí không ngưng là nhỏ ta bỏ qua lượng
hơi thoát này không tính đến trong phương trìng cân bằng nhiệt và vật chất.
-Trong hình vẽ trên, các đại lượng đã biết là:
+ Entanpi của hơi trích vào BKK:

iKK = 3071 kj/kg.

+ Entanpi của nước ra khỏi BKK:

i’KK = irKK = 675 kj/kg.

SVTH:NGUYỄN VĂN THUYẾT

22


ĐỒ ÁN 2:THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

GVHD:PHẠM ANH MINH

+ Entanpi của nước đọng dồn từ BGNCA số 5: i2LD = 734 kj/kg.
+ Entanpi của nước ngưng chính từ BGNHA số 3 đến:
ivKK = irHA4 = 622 kj/kg.
+ Entanpi của hơi từ BPL vào:

iPL = 2725,43 kj/kg.

+ Entanpi của nước bổ sung:

iSBS = 730 kj/kg.

+ Lưu lượng dòng nước cấp:

nc = 1,038.

+ Lưu lượng dòng nước ngưng chính: nn
- Từ phương trình cân bằng vật chất:
nc = nn + ’2 + PL + KK + sBS


nn = nc -’2 - PL - BSS-KK = 0,833075 - KK

- Trong các thông số trên thông số cần tìm là KK và nn. Các thông số còn lại
đã biết hoặc đã tính trong các phần trên.
- Phương trình cân bằng nhiệt:
nciKKr = ’2.i2LD + KK.iKK + nn.ivKK + PL.iPL + bsS.ibsS
-Lưu lượng hơi trích vào BKK tính được:
kk = 0,008465
- Lưu lượng nước từ BGN hạ áp 3:
nn = 0,833075 - KK = 0,82461
3.2.6. Cân bằng bình gia nhiệt hạ áp 3:
a ,i
3 3
v
a ,i
nn HA3

ann ,ir
HA3
HA3
a ,i
3 3

Hình 9: Sơ đồ tính cân bằng BGNHA3
SVTH:NGUYỄN VĂN THUYẾT

23


ĐỒ ÁN 2:THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

GVHD:PHẠM ANH MINH

Trong hình vẽ trên:
+ Entanpi hơi trích vào BGNHA số 3:

i3 = 2954,2 kJ/kg.

+ Entanpi của nước đọng ra khỏi BGNHA số 3:

i’3 = 596 kJ/kg.

+ Entanpi của nước ngưng chính vào BGNHA số 3:ivHA3 = 419,1kJ/kg
+ Entanpi của nước ngưng chính ra BGNHA số 3: iHA3r = 622kJ/kg.
+ lưu lượng nước ngưng chính đi qua bình

:

nn=0,82461

+ Hiệu suất BGNHA3 : ƞ=0,98
- Phương trình cân bằng năng lượng cho BGNHA3:
nn.(irHA3-ivHA3)=3.(i3 - i’3).
3 = 0,0724
3.2.7. Cân bằng bình GNHA 2 và HA1:
Do giữa BGNHA3 và BGNHA2 có điểm hỗn hợp (HH) nên không thể
giải đơn thuần từng BGN được mà phải lập và giải đồng thời cả 2 BGNHA
này. Sơ đồ lập phương trình cân bằng năng lượng và vật chất cho 2 BGN này
được thể hiện trên hình vẽ 10.
`
3,i’3

6,i6

5,i5

nn,irHA2

1/2.’ch,(io-100)

’nn,ivHA1

nn,ivHA2 ’nn,irHA1
HA1

HA2

4

(3+5+6+1/2.’ch ),i’6
(3+5),i’5
Hình 10: Sơ đồ tính cân bằng cho BGNHA2và BGNHA1
Trong hình vẽ trên:
+ Entanpi hơi trích vào BGNHA số 2:

i5= 2685 kJ/kg.

+ Entanpi hơi trích vào BGNHA số 1:

i6 = 2650 kJ/kg

+ Entanpi của nước đọng ra khỏi BGNHA số 2:

i’5 = 436,7 kJ/kg.

SVTH:NGUYỄN VĂN THUYẾT

24


ĐỒ ÁN 2:THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

+ Entanpi của nước đọng ra khỏi BGNHA số 1:

GVHD:PHẠM ANH MINH

i6’ = 332 kJ/kg

+ Entanpi của nước ngưng chính ra khỏi BGNHA số 2:iHA2r = 419,1 kj/kg.
+Entanpi của nước ngưng chính vào BGNHA số 1: ivHA1 = 173,5 J/kg
+Entanpi của nước ngưng chính ra BGNHA số 1: iHA1r = 295,67 kJ/kg.
+Entanpi của nước đọng dồn từ BGNHA số 3 về: i’3 =596 kj/kg
+ Lưu lượng nước ngưng chính qua BGNHA số 2: nn =0,82461
+Lưu lượng dòng nước đọng dồn từ BGNHA số 3 về: 3 =0,0724
- Phương trình cân bằng năng lượng cho BGNHA số 2:
nn .(iHA2r - iHA2v )= (5 .i5+ 3 .i’3 -(3 +5 ).i’5 ).ƞ

(1)

- Phương trình cân bằng năng lượng cho điểm HH:
αnn.ivHA2 = α’nn.irHA1 + (3+5+6 +1/2.’ch).i’6

- Phương trình cân bằng vật chất cho điểm HH:
αnn = α’nn + 3+5+6 +1/2.’ch

(2)
(3)

- Phương trình cân bằng năng lượng cho BGNHA1:
’nn .(iHA1r- iHA1v )=(6.i6+(3+5 ). i’5- (3+5+6 +1/2.’ch).i’6
+1/2.’ch.(io -100)). ƞ

(4)

- Giải hệ 4 phương trình trên với 4 ẩn số 5, 6, ’nn, ivHA3.
nn .(iHA2r - iHA2v )= (5 .i5+ 3 .i’3 -(3 +5 ).i’5 ).ƞ
αnn.ivHA2 = α’nn.irHA1 + (3+5+6 +1/2.’ch).i’6
αnn = α’nn + 3+5+6 +1/2.’ch
’nn .(iHA1r- iHA1v )=(6.i6+(3+5 ). i’5- (3+5+6 +1/2.’ch).i’6 +1/2.’ch.(io
-100)). ƞ
Giải hệ phương trình trên ta được:
5 = 0,00101655
6 = 0,035398
’nn = 0,71179
iHA2v = 318

SVTH:NGUYỄN VĂN THUYẾT

25