Thiết kế sơ bộ nhà máy điện sử dụng nhiên liệu là chất thải rắn sinh hoạt công suất 300 tấn:ngày, tính hệ thống phát thải thứ cấp, đề xuất quy trình vận

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Đức Quyền
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Họ tên sinh viên:
……………………………
Chuyên ngành:
……………………………
Cán bộ hướng dẫn: ……………………………
Cán bộ duyệt thiết kế: ……………………………

Số hiệu:
Viện:
Học hàm:
Học hàm:

…………………………
....………………………
....………………………
....………………………

1. Tên đề tài:
Thiết kế sơ bộ nhà máy điện sử dụng nhiên liệu là chất thải rắn sinh hoạt cơng suất 300
tấn/ngày, tính hệ thống phát thải thứ cấp, đề xuất quy trình vận hành và biện pháp phịng ngừa
rủi ro.
Các các thơng số ban đầu cho như sau:
- Thành phần làm việc của chất thải rắn sinh hoạt: C = 18.606%, O = 10,227%, S =
0,059%, N = 2,384%, H = 1,982%, A = 24,037%, W = 42,705%.

- Lựa chọn và giả thiết các thông số khác phù hợp cho q trình tính tốn (tỷ lệ nước xả
lị, nhiệt độ mơi trường, nhiệt độ nước cấp, thiết bị giải nhiệt nước tuần hồn,…).
- Khí thải tại ống khói đáp ứng Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khí thải lị đốt chất thải
rắn sinh hoạt QCVN 61-MT:2016/BTNMT.
2. Nội dung thực hiện
- Tìm hiểu tổng quan về các công nghệ xử lý rác và nhà máy điện rác
- Lựa chọn thông số tổ máy và các thông số đầu vào khác phù hợp với nhà máy điện rác
- Lựa chọn cơng nghệ xử lý khói thải phù hợp
- Tính tốn sơ đồ nhiệt ngun lý của tổ máy
- Tính tốn và lựa chọn các thiết bị chính của tổ máy
- Đề xuất quy trình vận hành và biện pháp phòng ngừa rủi ro.
- Bản vẽ mặt bằng tổng thể nhà máy, bản vẽ mặt cắt dọc dây chuyền thiết bị công nghệ.
- Một số bản vẽ chi tiết mặt cắt của: lò đốt rác, lò hơi, bộ hâm nước, bộ sấy khơng khí,
thiết bị xử lý khói thải,… cùng các thơng số kỹ thuật cơ bản của nó.
- Bố cục đồ án: theo quy định của Viện Khoa học và Công nghệ Nhiệt – Lạnh.
3. Thời gian thực hiện và khối lượng hướng dẫn
- Từ tháng 3 năm 2018 đến thời gian quy định về đồ án TNĐH của Viện KH&CN Nhiệt
– Lạnh.
- Cán bộ hướng dẫn: ……………………………………, thực hiện: ……… khối lượng.

Trịnh Quang Hiếu, MSSV: 20131446

1


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Đức Quyền
LỜI CÁM ƠN

Để hoàn đồ án tốt nghiệp này, tôi xin trân thành cám ơn các thầy cô trong Viện
khoa học và công nghệ Nhiệt-Lạnh nói riêng và các thầy cơ trong trường Đại học bách
khoa Hà Nội nói chung dạy dỗ tơi trong suất 5 năm vừa qua. Đặc biệt, tôi xin gửi lời
cám ơn đến Ths.Nguyễn Danh Nam-người đã đào tạo cho tôi cách sống, cách làm việc
và Ths.Nguyễn Đức Quyền-người trực tiếp hướng dẫn tôi qua 2 đồ án quan trọng, định
hướng và làm sâu sắc hơn chuyên môn của tôi.

Trịnh Quang Hiếu, MSSV: 20131446

2


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Đức Quyền
LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan bản đồ án này do tơi tự tính toán, thiết kế và nghiên cứu dưới
sự hướng dẫn của Ths.Nguyễn Đức Quyền.
Để hồn thành đồ án này, tơi chỉ sử dụng những tài liệu đã ghi trong mục tài liệu
tham khảo, ngồi ra khơng sử dụng bất cứ tài liệu nào khác mà không ghi.
Nếu sai tôi xin chịu mọi hình thức kỷ luật theo qui định.

Sinh viên thực hiện

Trịnh Quang Hiếu, MSSV: 20131446

3

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Đức Quyền
MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU................................................................................................................1
CHƯƠNG 1: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ...................................................2
1.1.Tổng quan về các công nghệ xử lý rác và nhà máy điện rác..................................2
1.1.1.Số liệu về rác thải sinh hoạt đô thị tại Việt Nam.............................................2
1.1.2.

Các cơng nghệ xử lí rác..............................................................................2

1.2.Sự cần thiết của nhà máy điện rác tại Việt Nam....................................................5
1.3.Lựa chọn kiểu nhà máy điện sử dụng nhiên liệu là rác thải rắn sinh hoạt.............6
1.4.Lựa chọn công suất tổ máy và các thông số đầu vào.............................................7
1.4.1.Thông số tổ máy 6MW...................................................................................7
1.4.2.Thông số chất thải rắn sinh hoạt đô thị (MSW) đầu vào.................................8
1.5.Công đoạn chuẩn bị nhiên liệu là chất thải rắn sinh hoạt đầu vào.........................8
1.6.Lựa chọn cơng nghệ xử lý khói thải......................................................................9
1.6.1.Loại bỏ các hạt bụi........................................................................................10
1.6.2.Loại bỏ các khí axit HCl, HF, SOx................................................................10
1.6.3.Kiểm sốt các chất ơ nhiễm hữu cơ...............................................................10
CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN SƠ ĐỒ NHIỆT NGUN LÍ...........................................11
2.1. Lập sơ đồ ngun lí cho tổ máy..........................................................................11
2.2. Xây dựng q trình giãn nở của dịng hơi trên đồ thị i-s...................................12
2.3. Lập bảng thông số hơi và nước..........................................................................13
2.4. Tính tốn cân bằng nhiệt và vật chất cho sơ đồ ngun lí..................................14
2.4.1.Tính cân bằng nhiệt bình phân li...................................................................14
2.4.2.Tính cân bằng nhiệt bình gia nhiệt nước cấp bổ sung...................................15

2.4.3.Tính độ gia nhiệt của bơm cấp......................................................................16
2.4.4.Tính cân bằng nhiệt bình GNCA...................................................................18
2.4.5.Tính cân bằng nhiệt bình KK........................................................................19
2.4.6.Tính cân bằng nhiệt GNHA..........................................................................21
Trịnh Quang Hiếu, MSSV: 20131446

4


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Đức Quyền

2.4.7.Tính kiểm tra cân bằng tại BN......................................................................22
2.4.8.Tính cân bằng cơng suất tubin......................................................................24
2.5. Xác định các chỉ tiêu kinh tế-kĩ thuật của tổ máy...............................................25
2.5.1.

Tiêu hao hơi vào tubin..............................................................................25

2.5.2.

Suất tiêu hao hơi cho tuabin.....................................................................25

2.5.3.

Tiêu hao nhiệt cho thiết bị tuabin.............................................................25

2.5.4.

Suất tiêu hao nhiệt cho thiết bị tuabin.......................................................25

2.5.5.

Tiêu hao nhiệt cho lò hơi..........................................................................25

2.5.6.

Suất tiêu hao nhiệt cho lị hơi...................................................................25

2.5.7.

Tiêu hao nhiệt cho tồn tổ máy.................................................................25

2.5.8.

Suất tiêu hao nhiệt cho tồn tổ máy..........................................................25

2.5.9.

Hiệu suất truyền tải mơi chất trong nhà máy............................................26

2.5.10. Hiệu suất của thiết bị tuabin.....................................................................26
2.5.11. Hiệu suất của toàn tổ máy.........................................................................26
2.5.12. Tiêu hao nhiên liệu cho toàn bộ tổ máy....................................................26
2.5.13. Suất tiêu hao nhiên liệu tiêu chuẩn cho tồn tổ máy.................................26
CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN, LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ CHÍNH CỦA TỔ MÁY...27
3.1. Tính tốn, lựa chọn các thiết bị gian máy...........................................................27
3.1.1.

Tính chọn bơm cấp...................................................................................27

3.1.2.

Tính chọn bơm ngưng..............................................................................27

3.1.3.

Tính chọn bơm tuần hồn.........................................................................29

3.1.4.

Tính chọn bình ngưng...............................................................................30

3.1.5.

Tính chọn bình khử khí và các bình gia nhiệt...........................................31

3.2. Tính chọn các thiết bị gian lị hơi.......................................................................36
3.2.1.

Sơ đồ ngun lí hệ thống lị hơi................................................................36

3.2.2.Lựa chọn cơng nghệ đốt cho lị ghi cơ học....................................................38
3.2.3.

Tính nhiệt lị hơi.......................................................................................40

3.4. Tính khí động hệ thống lị hơi............................................................................63
3.5. Tính tốn các thiết bị xử lí khói thải...................................................................63

Trịnh Quang Hiếu, MSSV: 20131446

5


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Đức Quyền

3.5.1. Thành phần các chất độc hại trong khói và qui chuẩn quốc gia về chất thải lị
đốt rác sinh hoạt.....................................................................................................63
3.5.2. Tính chọn cyclone chùm..............................................................................65
3.5.3. Tính chọn lọc bụi túi vải..............................................................................71
3.5.4. Tính chọn thiết bị xử lí khí axit....................................................................73
3.5.5. Tính tốn lượng than hoạt tính dùng để hấp thụ dioxin/furan......................75
CHƯƠNG 4: VẬN HÀNH VÀ CÁC BIỆN PHÁP PHÒNG NGỪA RỦI RO.............76
4.1.

Chế độ khởi động............................................................................................76

4.2.

Chế độ vận hành bình thường.........................................................................77

4.3.

Chế độ dừng bình thường................................................................................78

4.4.

Chế độ sự cố....................................................................................................79

4.4.1.Chế độ sự cố gian lò......................................................................................79
4.4.2.Chế độ sự cố gian máy..................................................................................86
4.5.

Các biện pháp phòng ngừa rủi ro....................................................................89

KẾT LUẬN..................................................................................................................91
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................92
PHỤ LỤC..................................................................................................................... 94

Trịnh Quang Hiếu, MSSV: 20131446

6


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Đức Quyền
CÁC TỪ VIẾT TẮT

BC

bơm cấp

BGN

Bình gia nhiệt

BGNBS

Gia nhiệt bổ sung

BGNCA

Bình gia nhiệt cao áp

BGNHA

Bình gia nhiệt hạ áp

Bh

Bão hịa

BN

Bình ngưng

BPL

Bình phân ly

Ej

Ejector

KK

Bình khử khí

LH

Lị hơi

MP

Máy phát

Nc

Nước cấp

Rr

rị rỉ

TB

Tua bin

tr

Trích

xl

Xả lị

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Thơng số các bình gia nhiệt............................................................................8
Trịnh Quang Hiếu, MSSV: 20131446

7


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Đức Quyền

Bảng 1.2. Các thành phần nước (hơi) tổn thất................................................................8
Bảng 1.3.Thành phần của nhiên liệu...............................................................................8
Bảng 2.1. Bảng thông số của hơi và nước....................................................................14
Bảng 2.2. Bảng thông số nhiệt động của BPL..............................................................15
Bảng 2.3. Bảng thông số nhiệt động của BGNBS........................................................16
Bảng 2.4. Bảng thông số xác định độ gia nhiệt nước cấp qua BC................................18
Bảng 2.5. Bảng thông số nhiệt động của GNCA..........................................................19
Bảng 2.6. Bảng thông số nhiệt động của KK................................................................21
Bảng 2.7. Bảng thông số nhiệt động của GNHA..........................................................22
Bảng 2.8. Bảng thông số nhiệt động của BN................................................................24
Bảng 2.9. Bảng xác định hệ số không tận dụng nhiệt giáng.........................................25
Bảng 2.10. Kết quả tính tốn cơng suất mỗi cụm tầng..................................................25
Bảng 3.1. Thơng số để tính chọn BC............................................................................28
Bảng 3.2. Thơng số để tính chọn bơm ngưng...............................................................28
Bảng 3.3. Các thơng số để tính chọn bơm tuần hồn....................................................30
Bảng 3.4. Bảng tính chọn bình ngưng..........................................................................31
Bảng 3.5. Bảng tính chọn bình khử khí........................................................................33
Bảng 3.6. Bảng tính chọn GNCA.................................................................................33
Bảng 3.7. Bảng tính chọn GNHA.................................................................................35

Bảng 3.8. Bảng thành phần nguyên tố của nhiên liệu...................................................43
Bảng 3.9. Bảng cân bằng vật chất quá trình cháy.........................................................44
Bảng 3.10. Bảng entanpi của khói................................................................................45
Bảng 3.11. Bảng cân bằng năng lượng của lị hơi.........................................................47
Bảng 3.12. Phân bố nhiệt lò hơi....................................................................................53
Bảng 3.13. Nồng độ các chất ô nhiễm..........................................................................65
Bảng 3.14. Nồng độ các chất phát thải cho phép theo qui chuẩn phát thải của lò đốt rác
thải sinh hoạt ban hành năm 2016................................................................................65
Bảng 3. 15. Các thông số lựa chọn của cyclone đơn.....................................................67
Bảng 3.16. Bảng phân bố kích thước bụi trước khi vào cyclone..................................68
Bảng 3.17. Hiệu quả lọc bụi của cyclone với từng dải kích thước hạt..........................70
Bảng PL1.1: Tính nhiệt buồng tận dụng nhiệt 1...........................................................94
Bảng PL1.2. Tính nhiệt buồng tận dụng nhiệt 2...........................................................96
Bảng PL1.3. Tính nhiệt buồng tận dụng nhiệt 3...........................................................99
Bảng PL1.4. Tính nhiệt bộ quá nhiệt cấp 2.................................................................101
Bảng PL1.5. Tính nhiệt bộ quá nhiệt cấp 1.................................................................107
Bảng PL1.6. Tính nhiệt cụm ống đối lưu....................................................................112
Bảng PL1.7. Tính nhiệt bộ hâm nước.........................................................................114
Bảng PL1.8. Tính nhiệt bộ sấy khơng khí...................................................................117
Trịnh Quang Hiếu, MSSV: 20131446

8


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Đức Quyền

Bảng PL2.2. Tính trở lực đường gió...........................................................................130
Bảng PL3.1.Các kích thước mẫu của cyclone đơn theo tiêu chuẩn Nga.....................133

Bảng PL3.2. Lưu lượng cho phép của các mẫu cyclone đơn......................................134
Bảng PL3.3. Bảng tra kích thước của cyclo................................................................134

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1. Nhà máy phân loại rác Điện Biên...................................................................3
Trịnh Quang Hiếu, MSSV: 20131446

9


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Đức Quyền

Hình 1.2. Bãi chơn lâp hợp vệ sinh 1..............................................................................4
Hình 1.3. Nhà máy WTE Covanta, Hoa Kỳ....................................................................5
Hình 1. 4. Hệ thống tiếp nhận rác của nhà máy WTE.....................................................9
Hình 2.1. Sơ đồ nhiệt ngun lí của chu trình nhà máy nhiệt điện...............................12
Hình 2.2. Sơ đồ cân bằng nhiệt BPL............................................................................16
Hình 2.3. Sơ đồ cân bằng nhiệt của BGNBS................................................................17
Hình 2.4. Sơ đồ xác định độ gia nhiệt nước cấp qua BC..............................................19
Hình 2.5. Sơ đồ cân bằng nhiệt động của GNCA.........................................................20
Hình 2.6. Sơ đồ cân bằng nhiệt động của KK...............................................................22
Hình 2.7. Sơ đồ cân bằng nhiệt động của GNHA.........................................................23
Hình 2.8. Sơ đồ cân bằng nhiệt động tại BN................................................................24
Hình 3.1. Sơ đồ xác định cột áp bơm ngưng.................................................................29
Hình 3.2. Hệ thống lị hơi.............................................................................................38
Hình 3.3. Kết cầu ghi Waterleau...................................................................................39
Hình 3.4. Cơ cấu chuyển động của ghi Waterleau........................................................40
Hình 3.5. Kết cấu buồng đốt.........................................................................................41

Hình 3.6. Lị hơi tận dụng nhiệt....................................................................................42
Hình 3.7. Hình chiều đứng của 3 dàn ống (Đơn vị độ dài: mm)...................................51
Hình 3.8. Hình chiếu bằng của 3 buồng tận dụng nhiệt (Đơn vị độ dài: mm)...............52
Hình 3.9. Mặt chiếu đứng 2 bộ quá nhiệt (Đơn vị: mm)...............................................55
Hình 3.10. Hình chiều bằng 2 bộ quá nhiệt (Đơn vị: mm)............................................56
Hình 3.11.Cụm ống đối lưu..........................................................................................58
Hình 3.12. Hình chiếu cạnh của cụm ống đối lưu.........................................................59
Hình 3.13.Bộ hâm nước................................................................................................61
Hình 3.14. Mặt chiếu đứng, cạnh và bằng của bộ sấy khơng khí..................................63
Hình 3.15. Kích thước của một cyclone đơn dạng cánh trục vít...................................66
Hình 3.16. Kích thước của mẫu cyclone chùm............................................................67
Hình 3.17. Cyclone chùm.............................................................................................71
Hình 3.18. Thiết bị lọc bụi túi vải.................................................................................73
Hình 3.19. Scrubber khử khí axit..................................................................................75

Trịnh Quang Hiếu, MSSV: 20131446

10


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Đức Quyền

LỜI MỞ ĐẦU
Kinh tế ngày một phát triển, đời sống của người dân không ngừng được nâng cao,
hướng tới sự tiện nghi nhưng cũng gây ra khơng ít hệ lụy về mơi trường, trong đó có
rác thải sinh hoạt. Việt Nam đang bước vào q trình đơ thị hóa với sự gia tăng cả về số
lượng lẫn qui mô dân số của các đô thị tại Việt Nam. Với qui mô dân số lớn, mỗi ngày
tại các thành phố thải ra một lượng không nhỏ rác thải sinh hoạt, địi hỏi phải có

phương pháp xử lí phù rác phù hợp để giữ gìn cảnh quan đô thị, bảo vệ môi trường và
giảm thiểu tối đa tác động đến dân cư xung quanh khu vực xử lí rác trở thành một bài
tốn khó đặt ra cho chính quyền của các thành phố.
Hiện nay phương pháp xử lí rác tại các đơ thị của Việt Nam chủ yếu là phân loại
và tái chế tại các nhà máy và chơn lấp. Q trình phân loại , tái chế rác thải chỉ giải
quyết được phần “ngọn” của vấn đề, bã cặn sau quá trình phân loại rác vẫn phải mang
đi chôn lấp. Trong tổng số các bãi chôn lấp rác thải tập trung của các thành phố thì tỉ lệ
các bãi chôn lấp hợp vệ sinh vẫn chiếm tỉ lệ rất thấp gây ra tình trạng ơ nhiễm đất,
nguồn nước và khơng khí khiến dân cư xung quanh các bãi chôn lấp này rất bức xúc.
Không những thế, tình trạng q tải các bãi chơn lấp rác hiện nay đang gây ra thách
thức khơng nhỏ cho chính quyền các thành phố, việc tìm một bãi chơn lấp khác cũng
rất khó khăn do hạn hẹp về quĩ đất và sự phản đối của người dân. Nhìn chung, thực
trạng xử lí rác thải sinh hoạt đơ thị của Việt Nam hiện nay vẫn hết sức nan giải.
Công nghệ đốt rác phát điện (WTE) đã được nghiên cứu từ lâu, đạt đến độ hồn
thiện về cơng nghệ, được ứng dụng tại nhiều nước phát triển có diện tích đất nhỏ như
Việt Nam. Cơng nghệ WTE giúp giảm đến 90% thể tích rác thải, giảm rất nhiều diện
tích đất chơn lấp, mặt khác có thể xử lí triệt để được rác thải không phân loại như rác
thải đô thị tại Việt Nam đang được chính quyền của nhiều địa phương quan tâm và xem
xét đầu tư. Với xu thế chung của thế giới, công nghệ WTE sẽ là câu trả lời cho bài tốn
xử lí rác thải của Việt Nam. Chính vì vậy, cần có quan tâm, nghiên cứu từ phía những
nhà khoa học, kĩ sư và sinh viên để có thể sẵn sàng đón đầu xu thế, chuẩn bị nguồn
nhân lực cần thiết cho nhà máy trong tương lai. Do đó, trong đồ án này em đề xuất thiết
kế một nhà máy đốt rác phát điện với nhiên liệu đầu vào là rác thải sinh hoạt đô thị tại
Hà Nội, công suất của nhà mày là 300 tấn/ngày.

Trịnh Quang Hiếu, MSSV: 20131446

1

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Đức Quyền

CHƯƠNG 1: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
1.1.Tổng quan về các công nghệ xử lý rác và nhà máy điện rác
1.1.1.Số liệu về rác thải sinh hoạt đơ thị tại Việt Nam
Tình hình phát sinh và xử lý chất thải rắn (CTR) ở khu vực đô thị vẫn là một
trong những vấn đề môi trường nổi cộm trong nhiều năm qua. Theo thống kê, lượng
CTR sinh hoạt phát sinh ở khu vực đô thị khoảng 38.000 tấn/ngày với mức gia tăng
trung bình 12% mỗi năm. Chất thải rắn sinh hoạt đơ thị có tỷ lệ hữu cơ vào khoảng 54 77%, chất thải có thể tái chế (thành phần nhựa và kim loại) chiếm khoảng 8 - 18%.
Chất thải nguy hại (CTNH) còn bị thải lẫn vào chất thải sinh hoạt mang đến bãi chơn
lấp là 0,02 ÷ 0,82%. Chất thải rắn y tế phát sinh là 600 tấn/ngày với mức độ gia tăng
khoảng 7,6% mỗi năm.
Công tác phân loại, thu gom và xử lý CTR đã đạt được những kết quả nhất định.
Tỷ lệ thu gom và xử lý CTR sinh hoạt trung bình đạt khoảng 85% vào năm 2014 và
tăng lên 85,3% trong năm 2015. Công nghệ xử lý CTR sinh hoạt phổ biến là chôn lấp,
ủ phân hữu cơ và đốt. Tại khu vực đô thị, tỷ lệ CTR sinh hoạt được chôn lấp trực tiếp
khoảng 34%, tỷ lệ CTR sinh hoạt được tái chế tại các cơ sở xử lý đạt khoảng 42% và
lượng CTR còn lại là bã thải của q trình xử lý được chơn lấp chiếm khoảng 24%.
Phần lớn CTR sinh hoạt đô thị chưa phân loại tại nguồn, tại một số đô thị lớn, hoạt
động này mới chỉ được triển khai thí điểm tại một số phường, quận.
(Trích: Báo cáo mơi trường quốc gia năm 2016)
1.1.2. Các cơng nghệ xử lí rác
Dựa vào tình hình kinh tế-xã hội, đặc tính rác thải ở Việt Nam hiện nay, các
phương pháp xử lí rác thải được coi là khả thi nhất bao gồm: Phân loại và thu gom;
chôn lấp hợp vệ sinh; đốt rác phát điện.
a. Phân loại và tái chế
Phương pháp phân loại và tái chế là q trình thu hồi các vật liệu có thể tái chế từ
chất thải như giấy, kim loại, nhựa,…Quá trình phân loại và thu gom rác thải được thực

hiện bằng các phân loại từ nguồn hoặc phân loại tại nhà máy. Việc phân loại rác từ
nguồn sẽ tận dụng tối đa nguồn tài nguyên, xử lí triệt để các rác thải độc hại, tiết kiệm
chi phí xử lí rác thải và bảo vệ mơi trường tốt nhất có thể. Phương pháp này đã được áp
dụng từ lâu ở các nước phát triển và đem lại hiệu quả rất lớn.
Ở các đô thị của Việt Nam, Phương pháp phân loại,tái chế rác gần như chỉ được
thực hiện tại nhà máy xử lí rác thải. Hiện nay, tỉ lệ rác thải được phân loại, tái chế
chiếm khoảng 43%. Phương pháp phân loại rác thải tại nguồn mới chỉ được áp dụng thí
điểm, cịn rất hạn chế do sự thiếu quyết liệt của những người đứng đầu, thiếu sự đồng
Trịnh Quang Hiếu, MSSV: 20131446

2


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Đức Quyền

bộ, hệ thống trong qui trình xử lí và mặt bằng chung ý thức của người dân vẫn chưa
cao.

Hình 1.1. Nhà máy phân loại rác Điện Biên
b.Chôn lấp hợp vệ sinh
Chôn lấp hợp vệ sinh là phương pháp chôn lấp rác trong các hố chứa rác được
phủ một lớp chống thấm, rác được đầm chặt và che phủ. Nước rỉ rác và các khí sinh
học được thu gom và xử lí để loại bỏ các yếu tố gây ô nhiễm đất, nước ngầm và khơng
khí.
Chơn lấp hợp vệ sinh tốn rất nhiều tài ngun đất và việc lựa chọn địa điểm là
điều khó khăn. Xem xét các yếu tố như giao thông, thủy văn, địa hình, nhiều thành phố
và thậm chí cả vùng ngoại ơ đều khó có một địa điểm thích hợp cho nhà máy và buộc
phải đi xa hơn nữa, một số nhà máy có khoảng cách trung bình là hơn 60 km.Bãi rác

chiếm diện tích lớn là một nhược điểm lớn của phương pháp xử lí này.
Trong bối cảnh quĩ đất ngày một hạn hẹp, nhu cầu xử lí rác thải lại tăng mạnh đã
khiến cho nhiều bãi chôn lấp rác của nhiều thành phố bị quá tải, gây ô nhiễm môi
trường khu vực xung quanh. Việc qui hoạch các bãi chơn lấp thay thế cũng gặp nhiều
khó khăn khơng chỉ vì bãi chơn lấp rác hợp vệ sinh phải hội đủ các yếu tố về giao
thơng, thủy văn, địa hình mà còn do thiếu quĩ đất và sự phản đối của người dân trong
khu vực được lựa chọn. Tại châu Âu, chôn lấp rác được liệt vào gải pháp cuối cùng
trong các phương pháp xử lí, và chỉ ưu tiên chôn lấp rác thải vô cơ. Tại Việt Nam, do
yếu tố về kinh tế nên phương pháp chôn lấp vẫn đang rất phổ biến, đóng vai trị quan
trọng trong qui trình xử lí rác thải, nhưng hiện nay, với các chính sách mới thì sự ưu
tiên cho phương pháp này đã được giảm dần.
Trịnh Quang Hiếu, MSSV: 20131446

3


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Đức Quyền

Hình 1.2. Bãi chơn lâp hợp vệ sinh
c.Đốt rác phát điện (WTE)
Đốt rác phát điện là phương pháp tận thu năng lượng từ rác thải thơng qua q
trình đốt rác thải trong các lị đốt. Nhiệt sinh ra từ quá trình cháy rác thải sẽ được dùng
để gia nhiệt cho nước, sinh hơi, hơi được sử dụng để quay tuabin, sinh ra điện năng. Để
đốt được, rác phải có nhiệt trị cao hơn 3347 kJ/kg nhưng vẫn cần nhiên liệu phụ trợ đốt
kèm nên để đáp ứng được yếu tố kinh tế thì rác thải u cầu cho cơng nghệ WTE là
phải có nhiệt trị cao hơn 4187 kJ/kg.
Cơng nghệ WTE có thể giảm thiểu 90% thể tích của rác thải, làm giảm rất đáng
kể diện tích đất chơn lấp, khi đốt rác thải ở nhiệt độ cao, có thể làm phân hủy thành

phần độc hại có lẫn trong rác. Cơng nghệ WTE chiếm diện tích ít hơn nhiều so với các
phương pháp khác nhưng chi phí đầu tư khá lớn, thơng thường cơng suất xử lí rác thải
của nhà máy phải trên 200 tấn/ngày thì hoạt động mới có lãi.
Cơng nghệ WTE đã được nghiên cứu từ lâu trên thế giới, công nghệ đã khá hồn
thiện. Hiện nay cơng nghệ WTE đã trở thành xu thế chung của thế giới trong vấn đề xử
lí rác thải sinh hoạt đơ thị (MSW), đặc biệt ở các nước có diện tích lãnh thổ nhỏ, có
nền kinh tế phát triển. Tại Việt Nam, hiện có duy nhất nhà máy đốt rác phát điện với
công suất 75 tấn/ngày tại Nam Sơn, Sóc Sơn, Hà Nội, cơng nghệ WTE đang được
chính quyền tại nhiều thành phố của Việt Nam quan tâm và được đánh giá là xu thế tất
yếu trong giải quyết bài tốn xử lí rác thải đô thị hiện nay.

Trịnh Quang Hiếu, MSSV: 20131446

4


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Đức Quyền

Hình 1.3. Nhà máy WTE Covanta, Hoa Kỳ
1.2.Sự cần thiết của nhà máy điện rác tại Việt Nam
Mỗi phương pháp xử lí rác khi được áp dụng đều bộc lộ những ưu, khuyết điểm
riêng. Việc lựa chọn một phương pháp xử lí rác cho một thành phố bất kì đều phải cân
nhắc hết sức kĩ lưỡng tình hình kinh tế-xã hội, đặc tính rác sinh hoạt của thành phố đó.
Các phương pháp xử lí rác có thể được sử dụng kết hợp để tối đa hóa lợi ích từ việc xử
lí rác.
Hiện nay, rác thải sinh hoạt đô thị của Việt Nam là rác thải khơng phân loại. Và
bài tốn phân loại rác từ đầu nguồn là một bài tốn nan giải, khó cải thiện trong một
thời gian dài, công tác phân loại rác tại các nhà máy rác chỉ giải quyết được phần ngọn

của vấn đề, bã cặn sau quá trình phân loại vẫn phải cần được xử lí bằng phương pháp
chơn lấp. Với phương pháp chôn lấp, kể cả chôn lấp hợp vệ sinh đang gây ra tình trạng
bế tắc trong xử lí rác thải của nhiều thành phố do hầu hết bị q tải, khó tìm được một
bãi rác mới thay thế do hạn hẹp quĩ đất, sự phản đối của cộng đồng dân cư khu vực
xung quanh. Công nghệ WTE có thể xử lí triệt để rác thải, kể cả rác khơng phân loại.
Rác thải sau q trình cháy giảm đến 90% thể tích, giúp tiết kiệm rất lớn diện tích đất
chơn lấp, tránh tình trạng ơ nhiễm đất, nguồn nước và khơng khí xung quanh nhà máy
do tình trạng quá tải các bãi chôn lấp hiện nay gây ra. Mặt khác, với thành phần rác
thải ngày càng chứa nhiều thành phần chất dễ cháy nên nó trở thành một nguồn nhiên
liệu tốt cho quá trình cháy, phù hợp cho việc ứng dụng công nghệ WTE. Với công suất
trên 200 tấn/ ngày, nhà máy hoạt động sẽ có lãi thì có rất nhiều thành phố của Việt Nam
Trịnh Quang Hiếu, MSSV: 20131446

5


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Đức Quyền

đáp ứng được nên công nghệ WTE khi ứng dụng ở Việt Nam vẫn đáp ứng được các
tiêu chí về kinh tế. Cơng nghệ WTE vì vậy mà sẽ trở thành xu thế và là lời giải cho vấn
đề xử lí rác thải đơ thị của Việt Nam.
1.3.Lựa chọn kiểu nhà máy điện sử dụng nhiên liệu là rác thải rắn sinh hoạt
Công nghệ đốt rác phát điện đã được nghiên cứu và phát triển từ lâu, vì vậy mà
ngày nay có khá nhiều kiểu nhà máy nhiệt điện khác nhau và cũng có nhiều cơng nghệ
đã đạt đến độ hồn thiện. Việc lựa chọn một kiểu nhà máy phụ thuộc vào rất nhiều yếu
tố, đó là khả năng kinh tế của chủ đầu tư, mức độ làm chủ công nghệ ở trong nước, vị
trí địa lí, thủy văn, đặc điểm nguồn rác thải…mà người thiết kế và chủ đầu tư cần xem
xét, đánh giá và lựa chọn một cách cẩn thận, tối đa hóa những thuận lợi, hạn chế những

khó khăn để nhà máy có thể hoạt động ổn định, hiệu quả, lâu dài,…
Nhà máy nhiệt điện đốt rác đựợc phân loại dựa trên sự phân biệt sử dụng các thiết
bị sau: Lò hơi, tuabin và nguồn nước làm mát
Lò hơi là trái tim của nhà máy nhiệt điện, nơi chuyển hóa năng lượng từ hóa năng
của nhiên liệu thành nhiệt năng của hơi quá nhiệt. Đối với nhà máy nhiệt điện đốt rác
sinh hoạt phát điện thì hiện nay trên thế giới có 2 kiểu lị được áp dụng rộng rãi và hoạt
động khá hiệu quả là lò ghi cơ học và lị tầng sơi. Lị tầng sơi đốt sử dụng lực đẩy mạnh
của quạt sơ cấp và sử dụng hạt tải nhiệt (cát, tro) để tạo ra một lớp vật chất lơ lửng giữa
lị, gọi là lớp sơi. Nhiên liệu sẽ được cấp vào và cháy trong lớp sơi đó, nhờ sự ma sát
giữa nhiên liệu và chất tải nhiệt mà nhiên liệu được đốt cháy một cách hiệu quả nên
hiệu suất của lị tầng sơi khá cao. Nhưng để lị tầng sơi có thể đốt được rác sinh hoạt thì
cần sử dụng hệ thống nghiền rác khiến hệ thống trở nên phức tạp hơn, mặt khác, việc
tiêu tốn năng lượng cho quạt sơ cấp và hệ thống nghiền cũng khiến chi phí vận hành
của lị hơi tăng cao. Lị đốt nghi cơ học đã được phát triển từ lâu, công nghệ đã hồn
thiện, lị thích ứng tốt với các loại nhiên liệu có độ ẩm lớn, nhiệt trị thấp như rác thải
sinh hoạt mà khơng cần phải xử lí trước, tuổi thọ của lò cũng lớn hơn, hoạt động ổn
định hơn kiểu lị tầng sơi. Do đó, Lị hơi sử dụng cho thiết kế này là kiểu lò ghi cơ học.
Phân loại dựa theo kiểu tuabin thì ta có nhà máy điện sử dụng tuabin đối áp, nhà
máy điện sử dụng tuabin ngưng hơi thuần túy và nhà máy nhiệt điện sử dụng tuabin
ngưng hơi có trích hơi điều chỉnh. Một nhà máy điện rác thường nằm cách biệt khu dân
cư, cũng như khu cơng nghiệp, do đó việc sử dụng tuabin đối áp sẽ không khả thi. Nếu
sử dụng tuabin ngưng hơi thuần túy thì hiệu suất của nhà máy sẽ thấp do khơng giảm
được tổn thất ở bình ngưng. Chính vì vậy tuabin ngưng hơi có trích hơi điều chỉnh sẽ là
phù hợp đối với đặc trưng của một nhà máy điện rác và cũng để có thể nâng cao hiệu
suất của chu trình.

Trịnh Quang Hiếu, MSSV: 20131446

6

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Đức Quyền

Dựa vào nguồn nước làm mát, ta có 2 phương thức, đó là làm mát bằng nước
sông, hồ và làm mát bằng tháp giải nhiệt. Tùy vào vị trí địa lí và điều kiện thủy văn của
vị trí xây dựng nhà máy mà lựa chọn 1 trong 2 phương thức trên. Ở thiết kế này, giả
thiết vị trí nhà máy đặt gần một con sông với lưu lượng nước phục vụ đủ yêu cầu làm
mát của nhà máy nên thiết kế này sẽ sử dụng nguồn nước làm mát là nước sông tự
nhiên.
1.4.Lựa chọn công suất tổ máy và các thông số đầu vào
1.4.1.Thông số tổ máy 6MW
Việc lựa chọn thông số nhiệt động đầu vào của nhà máy nhiệt điện có ý nghĩa hết
sức quan trọng. Các thông số nhiệt động được lựa chọn một cách hợp lí sẽ giúp nhà
máy hoạt động ổn định, hiệu cao, không tốn kém trong đầu tư, đem lại nhiều lợi ích
kinh tế lâu dài cho chủ đầu tư.
Các thông số cần lựa chọn là áp suất, nhiệt độ hơi q nhiệt, áp suất bình khử khí,
số cấp và áp suất tương ứng của mỗi cấp gia nhiệt nước cấp, nhiệt độ nước cấp, tỉ lệ
hơi rò rỉ, chèn trục, ejector, hệ số xả lị.
Trong các thơng số kể trên thì 2 thơng số áp suất và nhiệt độ của hơi quá nhiệt là
quan trọng nhất. Ở áp suất và nhiệt độ hơi quá nhiệt cao thì hiệu suất của chu trình
càng cao, độ bền tuabin được đảm bảo. Sản phẩm cháy sinh ra từ rác thải chứa rất
nhiều thành phần phức tạp, trong đó có chưa nhiều khí axit; hàm lượng tro của rác thải
cũng lớn nên tro bay cũng lớn. Do đó vấn đề ăn mòn, mài mòn trên các bề mặt đốt của
lò đốt rác là rất nghiêm trọng, đặc biệt là bộ quá nhiệt, điều này đã được kiểm chứng
qua thực tế. Tốc độ ăn mòn, mài mòn này phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ của các bề
mặt đốt. Nhiệt độ của hơi lại gián tiếp quyết định đến việc lựa chọn một áp suất của
hơi. Ở nhiệt độ (áp suất) hơi càng cao thì tốc độ ăn mịn, mài mịn càng lớn, do đó vật
liệu: sắt thép, gạch chịu lửa cũng phải lựa chọn loại tốt hơn và đắt tiền hơn. Chính vì

vậy việc tìm thơng số áp suất và nhiệt độ hơi quá nhiệt cho nhà máy cần sự cân bằng
giữa các yếu tố kể trên, trong thiết kế này lựa chọn áp suất hơi là 40 bar và nhiệt độ hơi
bão hịa là 400oC.
Áp suất bình ngưng ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất của tuabin. Nó phụ thuộc vào
nhiệt độ nước làm mát. Nhiệt độ nước làm mát, chọn là 32 oC. Sau khi tính tốn, ta có
áp suất của bình ngưng là 0.085 bar
Tuabin được lựa chọn theo model của hãng SIEMEN dành cho dự án WINTEG
WTE có cơng suất 7 MW, thơng số hơi mới có áp suất 40 bar, nhiệt độ 400 oC, có 2 cấp
gia nhiệt nước cấp.
Thơng số các cửa trích và bình gia nhiệt như sau
Trịnh Quang Hiếu, MSSV: 20131446

7


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Đức Quyền

Bình gia nhiệt
GNCA
KK
GNHA

Bảng 1.1. Thơng số các bình gia nhiệt
Áp suất (bar)
5.1
5.1/4.8
0.7

Nhiệt độ (oC)
200
200
x=0.96

Thơng số về lượng hơi đi đi chèn trục, cấp cho ejector, rò rỉ, xả lò như sau:
Ej
0.008

Bảng 1.2. Các thành phần nước (hơi) tổn thất
ct
Rr
0.006
0.012

Xl
0.02

1.4.2.Thông số chất thải rắn sinh hoạt đô thị (MSW) đầu vào
Thành phần của rác thải là thơng số rất quan trọng, có tính quyết định đến việc
lựa chọn công nghệ, thiết kế nhà máy. Việc xác định thơng số của rác thải chính xác sẽ
giúp hoạt động của nhà máy được hiệu quả, ổn định lâu dài. Việc xác định thành phần
của rác thải cấp cho nhà máy nhiệt điện phải tính đến xu thế thay đổi của thành phần
rác thải trong tương lai. Với xu thế đời sống người dân ngày càng cải thiện thì thành
phần chất cháy trong rác ngày một tăng, độ ẩm giảm đi, do đó nhiệt trị của rác thải có
xu hướng tăng lên. Cơng tác vận chuyển, sự thay đổi của thời tiết và khâu xử lí rác đầu
vào tại nhà máy cũng làm cho độ ẩm của rác thay đổi. Qua việc định lượng thành phần
của rác hiện tại, có xem xét và định lượng đến sự thay đổi của nhiều yếu tố, trong thiết
kế này, em đề xuất thành phần MSW như sau:
C (%)

18.606

H(%)
1.982

Bảng 1.3.Thành phần của nhiên liệu
O(%)
N(%)
S(%)
10.227
2.384
0.059

A(%)
24.037

W(%)
42.705

1.5.Công đoạn chuẩn bị nhiên liệu là chất thải rắn sinh hoạt đầu vào
Rác từ các điểm tập kết sẽ được thu gom bằng xe chở rác đi đến nhà máy. Xe chở
rác sẽ đi qua trạm cân rồi được đi vào sảnh để lùi vào đổ rác vào bể chứa rác. Rác sẽ
được lưu trữ trong bể chứa rác. Bể chứa rác có thể tích đủ chứa rác trong vài ngày. Phía
trên bể rác được xây dựng kín để tránh lan tỏa mùi ra ngoài. Rác được ủ trong bể rác
sau vài ngày sẽ phát sinh các loại khí cháy, chủ yếu là CH 4 và nước rỉ rác. Khí cháy bốc
lên từ rác sẽ nhờ lực hút của quạt hút và sự chênh lệch nhiệt độ mà được hút vào buồng
đốt để đốt. Nước rỉ rác sẽ được bơm đi xử lí trong hệ thống xử lí nước rỉ rác. Rác trong
bể chứa được xới tung lên nhờ các ngầu ngoạm có thể di chuyển ngang dọc nhờ hệ
Trịnh Quang Hiếu, MSSV: 20131446

8


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Đức Quyền

thống trục cẩu, do đó mà rác đồng đều về thành phần giúp quá trình cháy đồng đều, lị
hơi hoạt động ổn định. Rác được gàu ngoạm cấp vào phễu, dưới phễu có một hệ thống
ben thủy lực đẩy rác từ phễu vào sàn ghi cung cấp nhiên liệu cho q trình cháy trong
lị đốt.

Hình 1. 4. Hệ thống tiếp nhận rác của nhà máy WTE
1.6.Lựa chọn cơng nghệ xử lý khói thải
Khí thải của q trình đốt chất thải sinh hoạt đơ thị bao gồm nhiều thành phần
độc hại như bụi; khí axit gồm SOx, NOx; các chất độc hữu cơ như dioxin, furan,…Do
đó cần thiết phải xây dựng các hệ thống xử lí các chất độc hại này để bảo vệ mơi
trường. Có rất nhiều các phương pháp xử lí khác nhau đối với từng thành phần độc hại
của chất thải, việc chọn lựa một giải pháp để xử lí một thành độc hại nào đó của khí
thải lị hơi u cầu phải đạt tiêu chuẩn TCVN và tương xứng với điều kiện kinh tế của
dự án. Chính vì vậy việc chọn lựa được một phương pháp xử lí phát thải đối với mỗi
thành phần độc hại có ý nghĩa quan trọng đối với toàn bộ dự án.
1.6.1.Loại bỏ các hạt bụi
Thiết bị lọc bụi bao gồm nhiều kiểu: lắng đọng, lốc xoáy, lọc bụi túi vải, lọc bụi
tĩnh điện,… Tùy vào thành phần bụi của khói lị, u cầu về mơi trường ở từng khu vực
và khả năng kinh tế của dự án mà có lựa chọn một phương pháp lọc bụi phù hợp. Trong
điều kiện hoạt động của nhà máy nhiệt điện thì 2 phương pháp được sử dụng phổ biến
là lọc bụi túi vải và lọc bụi tĩnh điện. Cả 2 phương pháp đều có hiệu quả xử lí bụi
tương đương nhau, bộ lọc bụi tĩnh điện sử dụng tốn điện cho q trình ion hóa, cịn bộ
Trịnh Quang Hiếu, MSSV: 20131446

9


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Đức Quyền

lọc bụi túi vải thì tốn điện cho quạt hút hơn. Do đó về tổng thể 2 phương pháp này
tương đương nhau.Trong thiết kế sẽ sử dụng kiểu lọc bụi túi vải.
1.6.2.Loại bỏ các khí axit HCl, HF, SOx
Có 3 phương pháp xử lí khí axit chính là phương pháp xử lí khơ, bán khơ, và
ướt theo mức độ hiệu quả xử lí tăng dần. Môi chất thường được sử dụng cho cả 3
phương pháp này là vôi Ca(OH)2 ở dạng bột hoặc dạng dung dịch.
Trong đó, phương pháp ướt thì có hiệu quả cao nhất nhưng cần phải lắp đặt hệ
thống xử lí nước thải từ quá trình này nên hệ thống phức tạp, chi phí vận hành cao.
Phương pháp bán khơ đạt được hiệu quả xử lí nằm ở giữa 2 phương pháp khơ và ướt,
hệ thống đơn giản, chi phí vận hành thấp hơn nhiều so với phương pháp ướt nhưng q
trình vận hành khá phức tạp, cần ln đảm bảo đầu ra của q trình xử lí, các hợp chất
thứ cấp khó đảm bảo độ khơ u cầu, khơng đảm bảo được hoạt động của bộ lọc bụi túi
vải phía sau, do đó khó ứng dụng trong điều kiện Việt Nam. Phương pháp xử lí khơ có
hiệu quả thấp hơn các phương pháp trên nhưng có kết cấu đơn giản, chi phí thấp, vận
hành đơn giản và đảm bảo được hoạt động của bộ lọc bụi túi vải phía sau. Do đó trong
thiết kế này sẽ sử dụng phương pháp xử lí kiểu khơ.
1.6.3.Kiểm sốt các chất ơ nhiễm hữu cơ
Để loại bỏ dioxin/furan, người ta thường áp dụng tổ hợp nhiều biện pháp khác
nhau: từ kiểm soát nhiên liệu đầu vào, loại bỏ các thành phần tiền chất sinh ra dioxin,
furan (nếu có điều kiện); kiểm sốt q trình cháy theo nguyên tắc “3T+E” (Nhiệt độ
cháy, thời gian lưu, độ khuấy động của dịng khói trong lị, lượng oxi dư); hấp thụ
lượng dioxin/furan hình thành trong khói thải bằng các chất hấp phụ như than hoạt

tính.
Trong thiết kế này, ngồi những lưu ý trong q trình thiết kế để đảm bảo nguyên
tắc “3T+E” để hạn chế sự hình thành dioxin/furan, hệ thống xử lí khói thải sẽ lắp đặt
thiết bị hấp phụ khơ bằng than hoạt tính để hạn chế tối đa thành phần dioxin/furan phát
sinh sau cùng.
CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN SƠ ĐỒ NHIỆT NGUN LÍ
2.1. Lập sơ đồ nguyên lí cho tổ máy
Sơ đồ nguyên lí:

Trịnh Quang Hiếu, MSSV: 20131446

10


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Đức Quyền

Hình 2.1. Sơ đồ nhiệt ngun lí của chu trình nhà máy nhiệt điện.
Ngun lí hoạt động của chu trình nhà máy nhiệt điện:
Ban đầu hơi sinh ra từ lò hơi qua bộ quá nhiệt trở thành hơi q nhiệt có thơng số
40 bar, 400oC, đi qua van stop đi vào tubin, giãn nở sinh công, làm quay tuabin. Trục
của tuabin được nối với trục của máy phát thông qua hộp giảm tốc, làm trục máy phát
quay với tần số 50 Hz và sinh ra điện. Sau khi hơi giãn nở sinh công trong tubin thì hơi
được làm mát trong bình ngưng nhờ dịng nước làm mát từ sông, hơi nước được ngưng
lại và được bơm ngưng bơm vào bình GNHA, nước ngưng được gia nhiệt nhờ hơi trích
từ tuabin có thơng số 0.7 bar, hơi bão hịa có độ khơ là 0.96. Nước ngưng từ bình
GNHA đi vào bình KK để khử thành phần khí khơng ngưng, trạng thái sơi của bình
KK được duy trì nhờ hơi trích có thơng số 5.1 bar, 200oC thông qua van điều chỉnh
đến gia nhiệt cho nước ngưng. Nước ngưng từ bình khử khí sẽ được BC cấp bơm vào

bình GNCA, tại đây nước cấp được gia nhiệt nhờ hơi trích có thơng số 5.1 bar, 200 oC
có cùng cửa trích hơi cấp cho bình KK. Sau đó nước cấp được cấp vào lị hơi để nhận
nhiệt sinh hơi, rồi tiếp tục được gia nhiệt tới quá nhiệt tại bộ quá nhiệt. Nước ngưng từ

Trịnh Quang Hiếu, MSSV: 20131446

11


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Đức Quyền

bình GNHA sẽ được đưa về bình ngưng, nước ngưng từ bình GNCA sẽ được đưa vào
bình KK.
2.2. Xây dựng quá trình giãn nở của dòng hơi trên đồ thị i-s.

Trịnh Quang Hiếu, MSSV: 20131446

12


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Đức Quyền

2.3. Lập bảng thông số hơi và nước

Điểm
0

0’
1
2
3
4

Thiết
bị
Tuabin
Tuabin
GNH
A
KK
GNCA
BN

Bảng 2.1. Bảng thông số của hơi và nước
Thông số hơi
ttr
( C)

ptr
(bar)

400
400

40
38

o

Độ
khô

PBGN
(bar)

tbh
( C)
o

( C)

tnc
( C)

pnc
(bar)

inc
(kJ/kg)

15

73.6

1.2

308

15

104.8
135.7

45.031

573.6

o

o

3213
3213

0.7
200
200

itr
(kJ/kg)

Thông số nước

5.1/4.8
5.1
0.0738

0.96

2432

0.665

88.6

0.9

2854
2854
2333

1.2
4.845
0.0738

104.8
150.7
40.0

Trong tính tốn thiết lập bảng thơng số của hơi và nước, ta chọn một số thông số như sau:
Tổn thất áp suất hơi mới qua van stop là 5%
Tổn thất áp suất từ cửa trích đến các bình gia nhiệt là 5%
Tổn thất áp suất qua van điều chỉnh là trên đường hơi trích đến bình KK là 5%
Áp suất lò hơi lớn hơn áp suất hơi mới trước van stop là 10%
Tổn thất áp suất qua bình GNCA là 1.5 bar, tổn thất áp suất qua bình GNHA là 1 bar, qua bộ hâm nước là 1 bar
Trịnh Quang Hiếu, MSSV: 20131446

13


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Đức Quyền

Chiều cao từ bình GNHA đến bình khử khí là 10m, chiều cao từ bình GNCA đến bộ hâm nước là 10m

Trịnh Quang Hiếu, MSSV: 20131446

14


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Đức Quyền

2.4. Tính tốn cân bằng nhiệt và vật chất cho sơ đồ nguyên lí
2.4.1.Tính cân bằng nhiệt bình phân li
Bảng 2.2. Bảng thơng số nhiệt động của BPL
Ký hiệu
Đơn vị
 xl ,

Tên đại lượng
Tỉ lệ nước xả lị
Entanpi của nước xả lị

Áp suất bình phân li

Entanpi của nước xả từ bình
phân li
Độ khơ của hơi ra
Entanpi của hơi thốt từ
bình phân li
Tỉ lệ hơi thốt từ BPL
Tỉ lệ nước xả từ bình phân li

Giá trị
0.02

'
iBH
pBPL

kJ/kg
Bar

1115
2

i 'xl

kJ/kg

505

xh

0.9

ih

kJ/kg

h


Cần tính
Cần tính

"
xl

Ta có phương trình cân bằng vật chất và cân bằng nhiệt như sau:

 xl   h   xl'  0.02
 xl iBH   hih   xl' ixl'
Giải 2 phương trình trên ta được:

 h =0.00616
 xl" =0.01384

Trịnh Quang Hiếu, MSSV: 20131446

2486

15