Chương 8: Tuốc bin phối hợp sản xuất nhiệt và điện năng

- 194 -




CHặNG 8
TUC BIN PHI HĩP
SAN XUT NHIT VAè IN NNG


Tuọỳc bin phọỳi hồỹp saớn xuỏỳt nhióỷt vaỡ õióỷn laỡ tuọỳc bin khọng chố duỡng õóứ
chaỷy tuọỳc bin õóứ phaùt õióỷn, maỡ coỡn õóứ cung cỏỳp nhióỷt cho caùc họỹ tióu thuỷ nhióỷt bón
ngoaỡi, õổồỹc goỹi laỡ tuọỳc bin cỏỳp nhióỷt thu họửi vaỡ õổồỹc phỏn ra caùc loaỷi chuớ yóỳu sau
õỏy:
- Tuọỳc bin õọỳi aùp;
- Tuọỳc bin coù mọỹt cổớa trờch hồi õióửu chốnh;
- Tuọỳc bin coù mọỹt cổớa trờch hồi õióửu chốnh vaỡ tuọỳc bin õọỳi aùp;
- Tuọỳc bin coù hai cổớa trờch hồi õióửu chốnh;

8.1. Tuọỳc bin õọỳi aùp
Sồ õọử cuớa thióỳt bở tuọỳc bin õọỳi aùp õổồỹc bióứu thở ồớ hỗnh 8.1.

Hồi mồùi tổỡ loỡ hồi vồùi caùc thọng sọỳ P
o
vaỡ t
o
õổồỹc dỏựn vaỡo tuọỳc bin. Trong
tuọỳc bin 1 hồi giaợn nồớ tồùi aùp suỏỳt p
n
, hồi thoaùt õi vaỡo họỹ tióu thuỷ nhióỷt 4. óứ sổồới
p

oo
t
o
i
Gn
1
2
3
5
4
p
p
n
k

Hỗnh. 8.1 Sồ õọử nguyón lyù cuớa thióỳt bở tuọỳc bin õọỳi aùp vaỡ tuọc bin ngổng hồi
1- Tuọỳc bin õọỳi aùp 2- Tuọỳc bin ngổng hồi 3- Bỗnh ngổng
4- Họỹ tióu thuỷ nhióỷt 5- Bọỹ giaớm ọn - giaớm aùp

- 195 -




ỏỳm ngổồỡi ta duỡng hồi vồùi aùp suỏỳt p
n
= 70ữ250 kPa, õọỳi vồùi muỷc õờch cọng nghióỷp
p
n
= 0,4 õóỳn 0,7 MPa vaỡ trong nhióửu trổồỡng hồỹp p

n
= 1,3
ữ
1,8 MPa.
Trong tuọỳc bin õọỳi aùp lổồỹng hồi tióu thuỷ phuỷ thuọỹc vaỡo họỹ tióu thuỷ nhióỷt
Cho nón cọng suỏỳt õióỷn cuớa tuọỳc bin õọỳi aùp sinh ra khọng phaới laỡ tuỡy yù maỡ phuỷ
thuọỹc vaỡo cọng suỏỳt nhióỷt cuớa họỹ tióu thu nhióỷt.
Cọng suỏỳt õióỷn P
E
do tuọỳc bin khọng coù cổớa trờch hồi sinh ra bũng :
P
E
= G
n
H
o

Oi

M

G
= G
n
H
o

OE
(8 -1)
Khi thọng sọỳ hồi khọng thay õọứi, nhióỷt giaùng lyù thuyóỳt H

o
khọng thay õọứi
nón hióỷu suỏỳt
OE
chuớ yóỳu phuỷ thuọỹc vaỡo lổu lổồỹng thóứ trờch hồi qua tuọỳc bin, do
õoù cọng suỏỳt cuớa tuọỳc bin õọỳi aùp õổồỹc xaùc õởnh duy nhỏỳt bồới lổu lổồỹng hồi G
n
õi
qua tuọỳc bin vaỡ chố thay õọứi khi coù sổỷ thay õọứi phuỷ taới cuớa họỹ tióu thuỷ nhióỷt.
Trón thổỷc tóỳ, õọử thở phuỷ taới nhióỷt vaỡ õióỷn nng khọng truỡng nhau, nón khi
laỡm vióỷc õọỹc lỏỷp, tuọỳc bin õọỳi aùp khọng thóứ baớo õaớm õióỷn nng cho họỹ tióu thuỷ Vỗ
vỏỷy trong hóỷ thọỳng nng lổồỹng hióỷn õaỷi ngổồỡi ta õỷt tuọỳc bin õọỳi aùp laỡm vióỷc song
song vồùi tuọỳc bin ngổng hồi 2 (Hỗnh 8-1). Khi laỡm vióỷc nhổ vỏỷy tuọỳc bin õọỳi aùp
chố saớn xuỏỳt cọng suỏỳt õióỷn tổồng ổùng vồùi lổu lổồỹng hồi cung cỏỳp cho họỹ tióu thuỷ
nhióỷt, phỏửn saớn lổồỹng õióỷn coỡn laỷi do tuọỳc bin ngổng hồi õaớm nhióỷm. Trong giồỡ
cao õióứm cuớa phuỷ taới nhióỷt, nóỳu nhu cỏửu hồi cho họỹ duỡng nhióỷt vổồỹt quaù khaớ nng
cung cỏỳ
p hồi cuớa tuọỳc bin õọỳi aùp, thỗ phaới lỏỳy thóm hồi mồùi tổỡ loỡ hồi qua bọỹ giaớm
ọn giaớm aùp 5. Bọỹ giaớm aùp cuợng cho pheùp cung cỏỳp hồi cho họỹ duỡng nhióỷt 4 khi
tuọỳc bin 2 ngổỡng laỡm vióỷc.
Nhổ vỏỷy laỡ, cọng suỏỳt õióỷn cho tuọỳc bin õọỳi aùp sinh ra hoaỡn toaỡn phuỷ thuọỹc
vaỡo phuỷ taới nhióỷt, do õoù khọng cho pheùp sổớ duỷng hióỷu quaớ hóỳt cọng suỏỳt õỷt cuớa
thióỳt bở tuọỳc bin vaỡ õióửu õoù cuợng haỷn chóỳ phaỷm vi sổớ duỷng cuớa tuọỳc bin õọỳi aùp.

8.2. Tuọỳc bin coù trờch hồi õióửu chốnh:
Tuọỳc bin ngổng hồi coù trờch hồi õióửu chốnh coù thóứ cung cỏỳp õọửng thồỡi nhióỷt
nng vaỡ õióỷn nng cho họỹ tióu thuỷ duỡng bón ngoaỡi, cho nón noù ngaỡy caỡng õổồỹc aùp
duỷ
ng rỏỳt phọứ bióỳn.
Khaùc vồùi tuọỳc bin õọỳi aùp tuọỳc bin coù trờch hồi õióửu chốnh saớn xuỏỳt ra õióỷn

nng khọng lóỷ thuọỹc vaỡo phuỷ taới nhióỷt cuớa caùc họỹ tióu thuỷ.
Tuọỳc bin coù trờch hồi õióửu chốnh gọửm coù hai phỏửn (Hỗnh 8.2)

- 196 -





Cuỷm tỏửng nũm trổồùc cổớa trờch (1), goỹi laỡ phỏửn cao aùp (PCA), vaỡ cuỷm tỏửng
tổỡ cổớa trờch õóỳn bỗnh ngổng hồi (2) - Phỏửn haỷ aùp (PHA).
Hồi mồùi õổồỹc õổa vaỡo
tuọỳc bin qua van stop vaỡ xupaùp
õióửu chốnh 10 vồùi aùp suỏỳt P
o
vaỡ
nhióỷt õọỹ t
o
. Trong (PCA) hồi giaợn
nồớ tồùi aùp suỏỳt P
n
, õổồỹc giổợ khọng
õọứi vaỡ do họỹ tióu thuỷ nhióỷt 9
quyóỳt õởnh. Khi ra khoới (PCA)
doỡng hồi G
o
seợ phỏn nhaùnh; phỏửn
hồi G
n

qua van ngừt 6 vaỡ van mọỹt
chióửu 7 õi vaỡo họỹ tióu thuỷ 9, coỡn
phỏửn hồi G
K
, qua caùc cồ quan
õióửu chốnh 5 - vaỡo PHA rọửi giaợn
nồớ õóỳn aùp suỏỳt P
K
trong bỗnh
ngổng 4. Bọỹ giaớm ọứn giaớm aùp 11
duỡng õóứ cung cỏỳp hồi cho họỹ
duỡng nhióỷt luùc ngổng tuọỳc bin 1.
Cọng suỏỳt õióỷn cuớa tuọỳc
p
oo
t
o
i
Gn
1
2
4
11
9
n
p
k
p
Gk
Go

3
5
6
7
8
10
PCA PHA

Hỗnh. 8.2 Sồ õọử nguyón lyù cuớa thióỳt bở tuọỳc bin coù trờch hồi õióửu chốnh
s
i
o
t
o
p
o
p
p
k
n
H"
i
i
n
k
i
i
H'
H"
o

H'
o
H
o

Hỗnh. 9.3 Quaù trỗnh giaợn nồớ hồi cuớa tuọỳc
bin coù trờch hồi õióửu chốnh trón õọử thở i-s


- 197 -




bin P
E
(kW), coù mọỹt cổớa trờch hồi õióửu chốnh (khọng tờnh õóỳn hồi cho gia nhióỷt)
õổồỹc xaùc õởnh tổỡ bióứu thổùc :
P
E
= P
i

M

G

P
i
= P

i
' +P
i
"

= G
o
(i
o
- i
n
) + G
k
(i
n
- i
k
)
=

G
o
H
o
'


Oi
' + G
k

H
o
"

Oi
"
= G
n
(i
o
- i
n
) + G
k
(i
o
- i
k
)
= G
n
H
o
'


Oi
' + G
k
H

o
"
Oi
" (8-2)
Trong õoù :
P
i
' vaỡ P
i
"

- Cọng suỏỳt trong cuớa PCA vaỡ PHA, kW
G
o
, G
n
, G
k
- Lổu lổồỹng hồi qua tuọỳc bin, PCA, PHA , kg/s ;
i
o
, i
n
, i
k
- Entanpi cuớa hồi mồùi, hồi trờch, hồi thoaùt , kJ/kg
H
o
, H
o

', H
o
"

- Nhióỷt giaùng lyù thuyóỳt cuớa tuọỳc bin, PCA, PHA, kJ/kg


oi
,

oi
',

oi
" - Hióỷu suỏỳt trong tuọỳc bin, PCA, PHA;

M
- Hióỷu suỏỳt cồ khờ

G
Hióỷu suỏỳt maùy phaùt õióỷn.
Ta bióỳt: G
k
=

G
o
- G
n

Tổỡ (8 -2) ta coù bióứu thổùc cho lổu lổồỹng hồi mồùi õi qua tuọỳc bin coù cổớa trờch hồi
õióửu chốnh:

)(
1
)(
1
""
in
GM
E
i
ini
iko
kn
n
ko
i
o
HG
P
H
HGP
Hii
ii
G
ii
G +=+=

+


=

(8 -3)

Vồùi nhióỷt giaùng sổớ duỷng khọng thay õọứi H
i
" cuớa PHA, vaỡ cuớa toaỡn tuọỳc bin
H
i
lổu lổồỹng hồi õi qua tuọỳc bin coù trờch hồi õióửu chốnh phuỷ thuọỹc vaỡo cọng suỏỳt
õióỷn P
E
vaỡ lổu lổồỹng hồi trờch G
n
cho họỹ duỡng nhióỷt.

ỷc õióứm cuớa tuọỳc bin coù cổớa trờch hồi:
1- Tờnh õa daỷng cuớa caùc chóỳ õọỹ laỡm vióỷc coù thóứ xaớy ra laỡ õỷc trổng cuớa tuọỳc
bin coù cổớa trờch hồi. Tuỡy thuọỹc vaỡo phuỷ taới nhióỷt coù thóứ chia thaỡnh hai nhoùm chóỳ
õọỹ; ngổng hồi vaỡ cỏỳp nhióỷt thu họửi.
Khi lổu lổồỹng hồi trong cổớa trờch õióửu chốnh bũng khọng, chóỳ õọỹ laỡm vióỷc
cuớa tuọỳc bin õổồỹc goỹi laỡ chóỳ õọỹ cỏỳp nhióỷt thu họửi. Tuỡy theo tờnh chỏỳt cuớa tuọỳc bin
coù thóứ coù chóỳ õọỹ laỡm vióỷc theo chóỳ õọỹ nhióỷt hoỷc õióỷn. Khi tuọỳc bin laỡm vióỷc theo
õọử thở nhióỷt cọng suỏỳt õióỷn do phuỷ taới nhióỷt xaùc õởnh khọng thóứ thay õọứi, nóỳu phuỷ
ta
ới nhióỷt khọng thay õọứi tổồng ổùng. caùc chóỳ õọỹ ỏỳy cồ quan õióửu chốnh cuớa PHA
laỡ khọng õọứi, coỡn sổỷ thay õọứi phuỷ taới cuớa họỹ tióu thuỷ duỡng nhióỷt vaỡ cọng suỏỳt cuớa

tuọỳc bin thỗ do caùc cồ quan phỏn phọỳi hồi cuớa PCA õaớm nhióỷm. Ngoaỡi ra coỡn coù
- 198 -




kh nàng lm viãûc theo chãú âäü âäúi ạp, nãúu cạc cå quan âiãưu chènh ca PHA âọng
lải v ton bäü håi âỉåüc dáùn vãư cỉía trêch håi âiãưu chènh. ÅÍ chãú âäü ny cáưn phi cho
mäüt lỉåüng håi täúi thiãúu âi qua PHA âãø dáùn nhiãût do sỉû ma sạt våïi cạc bäü pháûn
quay ca räto ra ngoi.
Khi túc bin lm viãûc theo âäư thë âiãûn cạc cå quan âiãưu chènh ca PHA cọ
thãø thay âäøi âäü âọng måí ty .
2- Tênh âa dảng ca cạc chãú âäü lm viãûc trong túc bin cọ trêch håi âiãưu
chènh do sỉû thay âäøi lỉu lỉåüng håi âi qua PCA trong phảm vi räüng ri xạc âënh.
Vç váûy trong cạc túc bin cọ cỉía trêch håi ngỉåìi ta thỉåìng hay phán phäúi håi bàòng
äúng phun.
3- Trong túc bin cọ cỉía trêch håi nhỉỵ
ng dng håi âi vo PCA v PHA âãưu
âỉåüc âiãưu chènh, trong âọ ạp sút håi dáùn vãư häü dng nhiãût âỉåüc giỉỵ khäng âäøi,
khäng phủ thüc vo cäng sút v lỉu lỉåüng håi.
4- Theo quy tàõc, âỉåìng äúng dáùn håi trêch tiãúp giạp våïi túc bin v cọ dung
têch låïn. Khi càõt mạy phạt mäüt cạch âäüt ngäüt, nãúu cạc cå quan âiãưu chènh PHA
chỉa âọng lải, thç håi tỉì äúng dáùn håi trêch cọ thãø âi ngỉåüc qua PHA vãư bçnh
ngỉng. Lục âáúy, khi gin nåí trong PHA håi cọ thãø tàng täúc âäü túc bin âãún mỉïc
phạ hy nọ. Âãø âãư phng tàng täúc túc bin nhỉ váûy, trãn cạc âỉåìng äúng dáùn håi
trêch âiãưu chènh v khäng âiãưu chènh âãưu âàût van mäüt chiãưu 5. Ngoi ra, cn phi
ngàõt van 4 v cạc cå quan âiãư
u chènh 6, âäưng thåìi phi âọng xupạp âiãưu chènh 7
v van stop trãn âỉåìng dáùn håi måïi vo túc bin (hçnh 8.2).
5- Khi âỉåìng trêch håi âỉåüc gom tỉì mäüt säú túc bin, cọ kh nàng gim ạp

sút trong âỉåìng äúng do ngỉìng sỉû cäú mäüt trong nhỉỵng túc bin áúy. Lục áúy giạng
ạp lãn cạc bạnh ténh ca cạc táưng cúi PCA túc bin s tàng âäüt ngäüt, cọ thãø gáy
nãn hỉ hng cå hc. Mỉïc âäü nguy hiãøm cng låïn, khi ạp sút håi trêch cng cao.
Âãø náng cao âäü tin cáûy ca túc bin phi âàût thiãút bë càõt håi vo túc bin hồûc
vo âỉåìng trêch håi khi giạng ạp lãn táưng cúi cng ca PCA tàng lãn âäüt ngäüt.
Trong cạc túc bin cáúp håi thu häưi khäng cọ sỉû nguy hiãøm âọ, vç bạnh ténh ca
táư
ng cúi cng PCA â âỉåüc tênh cho trỉåìng håüp gim ạp sút trong ca trêch
xúng bàòng khäng.

8.3. Túc bin âäúi ạp cọ trêch håi âiãưu chènh :
Túc bin âäúi ạp cọ trêch håi âiãưu chènh âỉåüc âàût åí trung tám nhiãût âiãûn
Trong trỉåìng håüp, khi cáưn phi bo âm håi cho häü dng nhiãût våïi cạc ạp sút
khạc nhau nhỉ mủc âêch cáúp nhiãût sinh hoảt v cäng nghiãûp. Så âäư ngun l ca
thiãút bë túc bin loải ny âỉåüc biãøu thë trãn hçnh 8.4.