Đang tải... (xem toàn văn)
tài liệu giúp ta biết được các bước tính toán và lựa chọn thông số chu trình nhiệt động các quá trình sản xuất điện năng trong nhà máy điện,từ đó có thể đánh giá được các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật của một nhà máy nhiệt điện.Từ đó có thể lựa chọn được các thiết bị chính và phụ dựa trên các đặc tính công nghệ của các máy và thiết bị dùng trong nhà máy.
Đồ án môn học Nhà máy nhiệt điện LỜI NÓI ĐẦU Trong những năm gần đây,với chính sách kinh tế mới Đảng và nhà nước ta chú trọng đẩy mạnh công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước …cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các nghành công nghiệp ,nghành năng lượng Việt Nam đã có những bước tiến vượt bậc ,xứng đáng vai trò mũi nhọn và then chốt trong nền kinh tế . Sản xuất điện năng là một nghành quan trọng trong nền kinh tế quốc dân.Nó phản ánh tình trạng chung của sức sản xuất của một quốc gia.Trong giai đoạn đổi mới của nước ta hiện nay cần phải phát triển mạnh các nhà máy nhiệt điện,đặc biệt là các nhà máy đốt nhiên liệu hữu cơ.Với nguồn trữ lượng than đá dồi dào như hiện nay,thì khoảng một vài năm tới sản lượng điện của chúng ta sẽ tăng gấp đôi gấp ba,nó sẽ góp phần quan trọng vào việc cung cấp điện năng cho đời sống sinh hoạt và phát triển kinh tế đất nước. Môn học đồ án nhà máy nhiệt điện giúp chúng em biết được các bước tính toán và lựa chọn thông số chu trình nhiệt động các quá trình sản xuất điện năng trong nhà máy điện,từ đó có thể đánh giá được các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật của một nhà máy nhiệt điện.Từ đó có thể lựa chọn được các thiết bị chính và phụ dựa trên các đặc tính công nghệ của các máy và thiết bị dùng trong nhà máy. Trong quá trình làm bài,em rất cảm ơn thầy Ts.Phạm Văn Tân đã nhiệt tình hướng dẫn chúng em ,giúp chúng em hoàn thành đồ án này.Do thời gian hạn hẹp cùng với những hạn chế về nhận thức nên đồ án không tránh khỏi những sai sót ,rất mong được thầy đóng góp ý kiến để em có thể hoàn thiện đồ án hơn nữa. Em xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội ,ngày 11 tháng 05 năm 2011 ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN GV:Ts.Phạm Văn Tân SV: Hoàng Duy Linh 1 Đồ án môn học Nhà máy nhiệt điện Khoa : Công nghệ năng lượng Giáo viên hướng dẫn : Phạm Văn Tân Sinh viên : Hoàng Duy Linh Đề bài: Thiết kế sơ bộ một nhà máy nhiệt điện có công suất 100MW Các số liệu cho trước: α xả = 0,011; α ch = 0,006; α rr = 0,011; α ej = 0,007 Các thông số: Tuabin K100-90 Áp suất hơi vào tuabin : P 0 = 90bar Công suất một tổ máy : 100MW Nhiệt độ hơi mới vào tuabin: T 0 = 535 o C Bảng thông số các cửa trích Cửa trích P(bar) T( o C ) 1-CA8 29,3 394 2-CA7 336 18,6 3-CA6&BKK 10,8/6 10,8 : Áp suất tại cửa trích 6 : Áp suất làm việc BKK 274 4-HA5 3.7 165 5-HA4 2 120 6-HA3 0,73 91 7-HA2 0,39 t bh 8-HA1 0,16 t bh 9-BN 0,065 t bh Phần I: XÂY DỰNG SƠ ĐỒ NHIỆT NGUYÊN LÝ CHO MỘT TỔ MÁY 100MW GV:Ts.Phạm Văn Tân SV: Hoàng Duy Linh 2 Đồ án môn học Nhà máy nhiệt điện I [kJ/kg] o o’ i o = 3475 i 1 = 3218 90 bar 86,4bar 2 i 2 = 3109 29,3 bar 3 i 3 =2993 18,6 bar 4 i 4 = 2788 10,8 bar 5 i 5 = 2707 3,7 bar i 6 = 2662 6 2 bar x = 1 0,73 bar 7 i 7 = 2583 i 8 =2497 8 0,39 bar i 9 = 2364 9 0,16 bar 0,065 bar S [kJ/kg.K] Hình1 .Quá trính giãn nở của dòng hơi trong tubin trên đồ thị i-s GV:Ts.Phạm Văn Tân SV: Hoàng Duy Linh 3 Đồ án môn học Nhà máy nhiệt điện PHẦN II: TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ HƠI VÀ NƯỚC TẠI CÁC ĐIỂM TRÊN CHU TRÌNH. - Xác định thông số nhiệt cần thiết của dòng hơi, dòng nước vào và ra khỏi mỗi thiết bị trên sơ đồ. - Áp suất khoang hơi của các bình gia nhiệt: Chọn: p∆ = 4% với bình gia nhiệt cao áp(BGNCA) p∆ = 8% với bình gia nhiệt hạ áp(BGNHA) GV:Ts.Phạm Văn Tân SV: Hoàng Duy Linh 4 Đồ án môn học Nhà máy nhiệt điện - Tính toán sơ bộ chọn: θ = 3 o C với BGNCA θ = 5 o C với BGNHA - Trở lực trên đường hơi chính: Chọn p∆ = 10% - Tổn thất áp suất qua mỗi bộ hâm nước: Chọn p∆ = 3 bar - Tổn thất áp suất qua mỗi BGNCA: Chọn p∆ = 3 bar - Với BGNHA trước khử khí: Chọn p∆ = P kk + 2 - Với BGNHA sau chọn tổn thất áp suất: p∆ = 2 bar - Để đảm bảo làm việc an toàn cho tầng cuối tuabin, chọn sơ bộ: X K = 0.94 - Hiệu suất các bình gia nhiệt chọn sơ bộ: η = 0.98 - Thông số của nước chưa sôi, nếu P < 10 ata, chấp nhận: i = 4.18.t ( o C ). - Chấp nhận độ gia nhiệt cho nước bằng hơi dùng cho ejectơ và chèn hạ áp: θ = 4 o C . • PL1: Bảng thông số hơi và nước GV:Ts.Phạm Văn Tân SV: Hoàng Duy Linh 5 Đồ án môn học Nhà máy nhiệt điện PHẦN III: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT VÀ VẬT CHẤT CHO SƠ ĐỒ NHIỆT NHIỆT NGUYÊN LÝ. GV:Ts.Phạm Văn Tân SV: Hoàng Duy Linh Điểm Thiêt bị Thông số hơi chính Thông số hơi nước η T tr P tr I” tr P BNG I” BGN T bh θ T nr P nr I’ nr I’ bh 1 O 535 90 3475 - - 303 - - - - 1364 - 2 O’ 532 86.4 3475 299 1350 3 CA8 394 29.3 3218 28.13 3218 230 3 227 105 978 992 0.98 4 CA7 336 18.6 3109 17.86 3109 207 3 204 108 874 883 0.98 5 CA6 274 10.8 2993 10.4 2993 182 3 179 111 764 770 0.98 6 BKK 274 10,8 2993 6 2993 159 0 159 114 671 671 1 7 HA5 165 3.7 2788 3.4 2788 138 5 133 8 560 580 0.98 8 HA4 120 2 2707 1.84 2707 118 5 113 10 475 494 0.98 9 HA3 91 0.73 2662 0.67 2662 89 5 84 12 353 372 0.98 10 HA2 X=0.98 0.39 2583 0.36 2583 73 5 68 14 280 301 0.98 11 HA1 X=0.96 0.16 2497 0.15 2497 54 5 49 16 199 217 0.98 12 BN X=0.92 0.065 2364 0.06 2364 36 5 31 18 129 140 - 6 Đồ án môn học Nhà máy nhiệt điện Các thông số cho trước: - Lượng hơi trích cho ejector: α ej = 0,007 - Lượng hơi chèn tuabin: α ch = 0,006 - Lượng hơi rò rỉ: α rr = 0,011 - Lượng nước xả lò: α xả = 0,011 - Hiệu suất lò hơi lấy sơ bộ: η lh = 0,86 - Hiệu suất máy phát điện và hiệu suất cơ khí (khớp nối, ổ đỡ, sức cản, masát): η g . η m = 0,96. 3.1 Tính cân bằng cho bình phân ly và BGNNBS: 3.1.1 Bình phân ly: Hình 2: Sơ đồ tính cân bằng cho BPL. GV:Ts.Phạm Văn Tân SV: Hoàng Duy Linh α hoi , i ’ hoi x = 1 Bình Phân ly 12 bar α xa bo , i ’ xa 7 α xa , i ’ BH Đồ án môn học Nhà máy nhiệt điện Áp suất trong bao hơi: P = P o . 1,1 = 90.1,1 = 99bar, với nhiệt độ bão hòa tương ứng là 310 o C và entanpy i ’ bh = 1403 kJ/kg. Bình phân ly nước xả có hiệu suất 98%, áp suất 12bar tương ứng với nhiệt độ bão hòa t = 188 o C và entanpy i ’ xả = 798,3kJ/kg. Hơi sau khi phân ly đưa vào bình khử khí có áp suất p = 6 bar, độ khô coi lý tưởng: x = 1. Hơi sau phân ly có entanpy: i hơi = i ’ P(BPL) + x(i ” P(BPL) - i ’ P(BPL) ) = 798.3 + 1(2784 – 798,3) = 2785 kJ/kg. -Phương trình cân bằng vật chất của bình phân ly: α xa = α hoi + α xa bo (2.1) -Phương trình cân bằng nhiệt của bình phân ly: α xa .i’ bh = α hoi .i’ hoi + α bo xa . i bo xa (2.2) -Giải hệ hai phương trình trên: ' ' . . . bo xa hoi xa bo xa bh hoi hoi xa xa i i i α α α α α α = + = + ⇒ ' ' . bo bh hoi xa xa xa hoi bo hoi xa xa i i i i α α α α α − = − = − ⇒ 1403 2785 .0,011 0,00765 798,3 2785 0,011 0,00765 0,00335 bo xa hoi α α − = = − = − = PL2: Bảng thông số tại BPL. GV:Ts.Phạm Văn Tân SV: Hoàng Duy Linh 8 Đồ án môn học Nhà máy nhiệt điện STT P(bar) t( o C ) i(kJ/kg) α (% o α ) 1 Nước xả lò 99 310 1403 0,014 2 Hơi thoát ra 12 188 2785 0,00335 3 Nước sôi ra 12 188 798,3 0,00765 3.1.2: Bình gia nhiệt nước bổ sung: Nước bổ sung đã qua xử lý hóa 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: t nbs = 30 o C ⇒ i nbs = C p .t nbs =4,18.30 = 125,4 kJ/kg 0,01.α ch – Lượng hơi chèn mất đi do đưa làm tín hiệu điều chỉnh. - Độ hâm không tới mức: θ = 12 o C s bo bs xa t t θ = − - Hiệu suất thiết bị sơ bộ chọn: η nbs = 0,96 GV:Ts.Phạm Văn Tân SV: Hoàng Duy Linh Th.Số Điểm α xa bo , i xa bo Hình 3: Sơ đồ tính cân bằng cho BGNNBS 9 α xa bo , i ’ xa α bs s , i s bs α bs t , i s bs Đồ án môn học Nhà máy nhiệt điện - Lưu lượng nước bổ sung: 0,01. 0,011 0,00765 0,01.0,006 0,01871 bo nbs rr xa ch α α α α = + + = + + = . 125,4 4,18.12 175,56 bo xa nbs p i i C θ ⇒ = + = + = (kJ/kg) bo xa i - Entanpy của nước ra khỏi bình gia nhiệt nước bổ sung. - Phương trình cân bằng nhiệt cho BGNNBS là: η nbs . α xả bỏ (i' xả - i xả bỏ ) = α nbs (i bs s - i bs t ) (3). Chọn η nbs =0,96 - Phương trình liên hệ giữa nhiệt độ ra của hai dòng nước là: C p .θ = C p . ( t xả bỏ - t xả s ) = i bs s -i xả bỏ = 4,18.12=50,16(kJ/kg) (4). - Từ hai phương trình 3 và 4 ta có hệ phương trình: ' ' 50,16 . .( ) .( ) s bo nbs xa bo bo s nbs xa xa xa nbs nbs nbs i i i i i i η α α − = − = − Với: ' 798,3 xa i = kJ/kg 0,00765 bo xa α = kJ/kg Giải hệ phương trình trên ta thu được: 279,04 bo xa i = kJ/kg 329,2 s nbs i = kJ/kg PL3: Thông số BNGNBS. Thông số nước bổ sung Thông số nước xả bỏ t bs ( o C ) i bs (kJ/kg) α bs (%α o ) bo xa i (kJ/kg) bo xa α (%α o ) bo xa t ( o C ) Trước 30 125,4 0,01871 798,3 0,00765 188 12 0,96 Sau 80 329,2 0,01871 279,04 0,00765 68 3.2 Bình gia nhiệt cao áp 8: 1 1 ,i α GV:Ts.Phạm Văn Tân SV: Hoàng Duy Linh 10 [...]... ngưng khớp lối và máy phát ) Hiệu suất của thiết bị tuabin là hiệu suất của khối tuabin- máy phát kể cả tổn thất ở bình ngưng: l) Hiệu suất toàn tổ máy : Hiệu suất toàn tổ máy cũng là hiệu suất của toàn nhà máy do các tổ máy có cùng hiệu suất điện như nhau Là đại lượng xác định theo tiêu hao nhiệt của toàn tổ máy để sản suất ra công suât Ne của 1 tổ máy hay theo têu hao nhiệt cho toàn nhà máy để sản xuất... sản xuất ra g) Tiêu hao nhiệt cho toàn tổ máy (tính cho cả tổ máy ) Tiêu hao nhệt cho toàn tổ máy là lượng nhệt tiêu hao cho lò hơi mà nhiên liệu cung cấp , đựơc xác định như sau : chọn :ηLH = 0,86 Qc = QLH 281029, 2291 = = 326778,1734 (kW) ηLH 0,86 h) Suất tiêu hao cho toàn tổ máy : Suất tiêu hao nhiệt cho toàn tổ máy là tiêu hao nhiệt cho toàn tổ máy để sản xuất ra 1 đơn vị điện : qc = Qc 326778,1734... cho toàn nhà máy để sản xuất ra tổng công suất của tòn nhà máy : ηc = Ne 100000 = = 0,306018 = 30, 6018% Qc 326778,1734 m) Tiêu hao nhiên liệu cho toàn tổ máy : Do ở đây nhà máy có công suất 100MW , hoạt động với 3 tổ máy có công suất 100MW ,vậy tiêu hao nhiên liệu được tính theo cân bằng nhiệt chung của toàn tổ máy Với mục đích so sánh các tổ máy khác nhau dunhf các loại nhiên liệu có chất lượng khác... máy nhiệt điện Suất tiêu hao nhiệt của tuabin là lượng nhiệt tiêu hao cho thiết bị taubin để sản suất ra 1 kw điện năng qtb = Qtb 273673,8597 = = 2, 736738597 (kJ/kw.S) = 9852,259 (kJ/kWh) Ne 100000 e) Tiêu hao nhiệt cho lò hơi : QLH = DLH ( iqn – inc) QLH: Tiêu hao nhiệt cho lò hơi được hiểu là tổng lượng nhiệt tiêu hao để sản xuất ra hơi quá nhiệt ở đầu ra bộ quá nhiệt cuối cùng trước khi dẫn ra... nhà máy Hiệu suất truyền tải môi chất được tính tổn thất nhiệt ra môi trường và tổ thấp áp suất trên toàn đường vận chuyển môi chất là nước và hơi trên toàn chu trình nhiệt nhà máy , Tuy nhên thành phần tổ thất giữa gian lò hơi và gian tuabin là lớn nhất nên hiệu suất truyển tải môi chất được tính theo tổn thất năng lượng trên đường dẫn hơi chính : GV:Ts.Phạm Văn Tân 24 SV: Hoàng Duy Linh Đồ án. .. để sản xuất ra 1 kWh điện năng do = Do 395355, 4956 = = 3,953554956 (kg/kw.h) Ne 100000 c) Tiêu hao nhiệt của thiết bị tuabin: Tiêu hao nhiệt cho tuabin Qtb là lượng nhiệt của lò hơi phải cung cấp cho tuabin và bình ngưng Qtb = Do (io - inc) = 109,820971 (3475 – 983) = 273673,8597(kw) d) Suất tiêu hao nhiệt của thiết bị tuabin GV:Ts.Phạm Văn Tân 23 SV: Hoàng Duy Linh Đồ án môn học Nhà máy... + αrr + αch + αej +αboxa = 1,03165 Hiệu suất trao đổi nhiệt của BGNCA số 8: η = 0,98 Phương trình cân bằng nhiệt cho BGNCA số 8: r v α1.(i1 − i1' ).η = α nc (iCA8 − iCA8 ) ⇒ α1 = r v α nc (iCA8 − iCA8 ) 1, 03165.(978 − 874) = = 0, 049183 (i1 − i1' ).η 0,98.(3218 − 992) 3.3 Bình gia nhiệt cao áp 7: GV:Ts.Phạm Văn Tân 11 SV: Hoàng Duy Linh Đồ án môn học i1' , α1 Nhà máy nhiệt điện i2 , α 2 r... Đồ án môn học Nhà máy nhiệt điện Phương trình cân bằng nhiệt BKK: αnc ir kk=( α1 + α2 + α3 ) i’3+ αbs.isbs+ αh.ih+ αkk.ikk+ αnn.ivkk (1) Phương trình cân bằng vật chất BKK αnn = αnc - α1 – α2 – α3 – αbs – αh – αkk ⇒ αnn = 0,884559 - αkk (2) Thay (2) vào phương trình (1) ta có: αkk = 0,034986 αnn = 0,849573 3.7 Cân bằng bình gia nhiệt hạ áp 5 α4 ;i4 irHA5; αnn ivHA5; αnn α4 ,i'4 Hình 9: Sơ đồ. .. chứng tỏ rằng trong quá trình tính toán các sai phạm về cân bằng vật chất là không đáng kể và chấp nhận được Phương trình cân bằng nhiệt cho BN xác định được lượng nước tuần hoàn làm mát BN Tùy theo điều kiện truyền nhiệt trong bình ngưng và điều kiện môi trường (tvlm) mà duy trì được áp suất trong Bn khác nhau Trong bài tính ở chế độ định mức, có thể chọn giá trị nhiệt độ nước làm mát vào bình ngưng... 580 kJ/kg ivHA5 =475 kJ/kg irHA5 = 560 kJ/kg αnn = 0,849573 Phương trình cân bằng nhiệt BGNHA 5: αnn(irHA5 - ivHA5 ) = α4(i4 – i’4) η ⇒ α4 = α nn (i r HA5 − i v HA5 ) 0,849573.(560 − 475) = = 0, 033373 (i4 − i '4 ).η (2788 − 580).0,98 3.8 Cân bằng bình gia nhiệt hạ áp 4: GV:Ts.Phạm Văn Tân 16 SV: Hoàng Duy Linh Đồ án môn học α4 ;i'4 Nhà máy nhiệt điện α5;i5 irHA4; αnn ivHA4; αnn α5+ α4 ,i'5 . thành cảm ơn ! Hà Nội ,ngày 11 tháng 05 năm 2011 ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN GV:Ts.Phạm Văn Tân SV: Hoàng Duy Linh 1 Đồ án môn học Nhà máy nhiệt điện Khoa : Công nghệ năng. trính giãn nở của dòng hơi trong tubin trên đồ thị i-s GV:Ts.Phạm Văn Tân SV: Hoàng Duy Linh 3 Đồ án môn học Nhà máy nhiệt điện PHẦN II: TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ HƠI VÀ NƯỚC TẠI CÁC. nước GV:Ts.Phạm Văn Tân SV: Hoàng Duy Linh 5 Đồ án môn học Nhà máy nhiệt điện PHẦN III: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT VÀ VẬT CHẤT CHO SƠ ĐỒ NHIỆT NHIỆT NGUYÊN LÝ. GV:Ts.Phạm Văn Tân SV: