Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế nhà máy nhiệt điện"

Chia sẻ: Bich Ngoc | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:105

2
877
lượt xem
409
download

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế nhà máy nhiệt điện"

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Như đã trình bày ở phần trên, nhà máy nhiệt điện thiết kế gồm hai tổ máy, hoạt động theo sơ đồ khối; mỗi tổ một lò, một máy. Do đó, trong phần này chỉ lập sơ đồ nhiệt nguyên lý cho một tổ máy, tổ máy còn lại hoàn toàn tương tự. Chọn số cấp khử khí: hai cấp. Cấp khử khí thứ nhất cho dòng nước ngưng thu hồi từ hộ tiêu thụ nhiệt về, dòng nước ngưng này thường chứa nhiều khí không ngưng....

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế nhà máy nhiệt điện"

  1. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy nhiệt điện Trường......................... Khoa………………. …………..o0o………….. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy nhiệt điện Nguyễn Đức Thắng Kỹ thuật Năng Lượng 1 - K49 1
  2. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy nhiệt điện MỤC LỤC Trường...............................................................................................................................1 Khoa………………. .........................................................................................................1 PHẦN 1................................................................................................................................................ 2 THIẾT KẾ SƠ BỘ TRUNG TÂM NHIỆT - ĐIỆN CÔNG SUẤT 120 MW, PHỤ TẢI NHIỆT 130 T/H..................................................................................................2 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN...............................................................................................................3 Nhà máy nhiệt điện gồm hai tổ máy, có đường liên hệ ngang về đường nước và đường hơi giữa hai tổ máy. ...............................................................................................................................4 CHƯƠNG 2. LẬP VÀ TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ NHIỆT NGUYÊN LÝ...............................................6 2.1. LẬP SƠ ĐỒ NHIỆT NGUYÊN LÝ CHO TỔ MÁY.................................................................. 6 ............................................................................................................................................................ 58 PHẦN 1 THIẾT KẾ SƠ BỘ TRUNG TÂM NHIỆT - ĐIỆN CÔNG SUẤT 120 MW, PHỤ TẢI NHIỆT 130 T/H Nguyễn Đức Thắng Kỹ thuật Năng Lượng 1 - K49 2
  3. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy nhiệt điện CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN Nhà máy nhiệt điện thiết kế loại đốt than phun. Công suất điện: 120 MW Nguyễn Đức Thắng Kỹ thuật Năng Lượng 1 - K49 3
  4. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy nhiệt điện Số tổ máy: 2 Tổ máy: ΠT - 60 - 130/13 Công suất điện một tổ máy: 60 MW Phụ tải nhiệt DT = 130 t/h = 36,111 kg/s α xa = 0,02 αch = 0,009 α rr = 0,018 αej = 0,008 ηg = ηm = 0,98 Nhà máy nhiệt điện gồm hai tổ máy, có đường liên h ệ ngang v ề đ ường n ước và đường hơi giữa hai tổ máy. Mỗi tổ máy cấp DT /2 = 65 t/h cho hộ tiêu thụ nhiệt (HTT). Thông số của Turbine: Nhiệt độ hơi mới t0 = 560 oC. Cửa trích số 1: p1 = 45 at; t1 = 430 oC. Cửa trích số 2: p2 = 26 at; t2 = 355 oC. Cửa trích số 3: p3 = 13 at; t3 = 280 oC. Cửa trích số 4: p4 = 5,7 at; t4 = 200 oC. Cửa trích số 5: p5 = 3,4 at; t5 = 150 oC. Nguyễn Đức Thắng Kỹ thuật Năng Lượng 1 - K49 4
  5. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy nhiệt điện Cửa trích số 6: p6 = 1,2 at; t6 = tbh(tại p6 ); x6 = 0,983. Cửa trích số 7: p7 = 0,3 at; t7 = tbh(tại p7 ); x7 = 0,947. Áp suất bình ngưng pk = 0,065 at, hơi thoát vào bình ngưng có xk = 0,93. Mỗi tổ máy có 7 bình gia nhiệt tương ứng với 7 cửa trích: BGNCA7 lấy hơi trích từ cửa trích số 1. BGNCA6 lấy hơi trích từ cửa trích số 2. BGNCA5 lấy hơi trích từ cửa trích số 3. BGNHA4 lấy hơi trích từ cửa trích số 4. BGNHA3 lấy hơi trích từ cửa trích số 5. BGNHA2 lấy hơi trích từ cửa trích số 6. BGNHA1 lấy hơi trích từ cửa trích số 7. Mỗi Lò Hơi có hai bộ hâm nước kiểu không sôi. Bộ khử bụi kiểu tĩnh điện. Thông số đặc tính của than: Qlv th Alv Wlv Slv Clv Hlv Nlv Olv 4641 kcal/kg 14,2 % 22% 1,3% 47,8% 4,1% 0,3% 10,3% Nguyễn Đức Thắng Kỹ thuật Năng Lượng 1 - K49 5
  6. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy nhiệt điện CHƯƠNG 2. LẬP VÀ TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ NHIỆT NGUYÊN LÝ 2.1. LẬP SƠ ĐỒ NHIỆT NGUYÊN LÝ CHO TỔ MÁY Như đã trình bày ở phần trên, nhà máy nhiệt điện thiết kế gồm hai tổ máy, hoạt động theo sơ đồ khối; mỗi tổ một lò, một máy. Do đó, trong ph ần này ch ỉ l ập sơ đồ nhiệt nguyên lý cho một tổ máy, tổ máy còn lại hoàn toàn tương tự. Chọn số cấp khử khí: hai cấp. Cấp khử khí thứ nhất cho dòng nước ngưng thu hồi từ hộ tiêu thụ nhiệt về, dòng nước ngưng này thường chứa nhiều khí không ngưng. Áp suất khử khí ở cấp thứ nhất p KKP = 1,2 at; lấy hơi trích từ cửa trích số 6. Cấp khử khí thứ hai cho dòng nước ngưng chính, áp su ất kh ử khí ở c ấp thứ hai pKK = 6 at; lấy hơi trích từ cửa trích số 3 (có dùng van giảm áp). Chọn sơ đồ dồn nước đọng: dồn cấp phối hợp với bơm. N ước đ ọng t ừ các bình BGNCA7,BGNCA6 và BGNCA5 được dồn cấp tự nhiên (dựa vào chênh áp giữa các bình gia nhiệt) xuống các bình BGNCA6, BGNCA5 và BKK. Nước đ ọng từ BGNHA4 được dồn cấp tự nhiên xuống BGNHA3. Nước đọng từ BGNHA3 được dồn cấp tự nhiên xuống BGNHA2. Nước đọng từ BGNHA1 được dồn c ấp tự nhiên tới bình ngưng. Riêng nước đọng từ BGNHA2 được bơm đẩy vào dòng nước ngưng chính. Chọn sơ đồ cấp nước bổ sung. Nước bổ sung cho chu trình đ ược l ấy t ừ nguồn nước đã xử lý hóa học, được gia nhiệt sơ bộ từ nước xả của bình phân ly. Nước bổ sung cấp vào khoang nước của bình ngưng. Chọn sơ đồ tận dụng nước xả lò: một cấp. Nước xả sau khi phân ly được tận dụng nhiệt để hâm nóng sơ bộ cho nước bổ sung. Trong các ejector có hệ thống tận dụng nhiệt của hơi thoát, gia nhi ệt cho một phần dòng nước ngưng chính. Tận dụng nước ngưng tại bình làm mát ejector đưa về bình ngưng. Nguyễn Đức Thắng Kỹ thuật Năng Lượng 1 - K49 6
  7. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy nhiệt điện Tận dụng lượng hơi sau khi chèn đưa về các bình gia nhiệt có áp suất phù hợp. Sơ bộ lý thuyết cho rằng tận dụng được 99% lượng hơi chèn. Nguyễn Đức Thắng Kỹ thuật Năng Lượng 1 - K49 7
  8. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy nhiệt điện 2.2. XÂY DỰNG QUÁ TRÌNH GIÃN NỞ CỦA DÒNG HƠI TRONG TURBINE TRÊN Đ Ồ THỊ i-s Hơi vào Turbine phải đi qua van Stop bảo vệ tác động nhanh và các van đi ều chỉnh lưu lượng nên bị tổn thất áp suất. Ở chế độ định mức coi tổn thất này vào khoảng 5%. Quá trình này gần đúng có thể coi là quá trình ti ết lưu lý t ưởng với enthalpy không đổi. Vì vậy, điểm trạng thái hơi 0' ở đầu vào dãy cánh tĩnh đầu tiên được xác định là giao điểm của đường đẳng enthalpy (i 0 = i0') và đường đẳng áp p0' (với p0' = 0,95.p0). Biết điểm 0' xác định được enthalpy của điểm này là i0'. Từ đặc tính kỹ thuật của Turbine (đã cho ở phần trên), tại các cửa trích đã biết áp suất và nhiệt độ hơi trích. Theo cặp thông số này xác định được các đi ểm trạng thái của hơi trích và vẽ trên đồ thị i-s. Hai cửa trích cuối của turbine làm việc trong vùng h ơi ẩm, biết thêm đ ộ khô x, xác định được trên đồ thị i-s. Nguyễn Đức Thắng Kỹ thuật Năng Lượng 1 - K49 8
  9. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy nhiệt điện 2.3. BẢNG THÔNG SỐ HƠI VÀ NƯỚC Cột thứ 1: Điểm đánh số cửa trích trên thân turbine tính từ đầu hơi vào có trạng thái ở điểm 0, qua van Stop và van điều chỉnh lưu lượng hơi phân phối vào các cụm ống phun rồi dọc theo chiều giãn nở của hơi cho đến bình ngưng. Cột thứ 2: Tên thiết bị mà dòng hơi đi vào hay dòng nước đi ra kh ỏi thi ết b ị đó. Cột thứ 3: Nhiệt độ hơi trích tại cửa trích tương ứng. Cột thứ 4: Áp suất hơi trích tại cửa trích tương ứng, đơn vị at. Cột thứ 5: Áp suất hơi trích tại cửa trích tương ứng, đơn vị bar. Cột thứ 6: Enthalpy của hơi trích tại cửa trích tương ứng. Cột thứ 7: Áp suất khoang hơi của bình gia nhiệt, bằng 97% của áp su ất t ại cửa trích, coi tổn thất áp suất là 3%.. Cột thứ 8: Enthalpy của nước bão hoà tại áp suất bình gia nhiệt. Cột thứ 9: Nhiệt độ bão hoà tại áp suất bình gia nhiệt. Cột thứ 10: Độ gia nhiệt không tới mức của bình gia nhiệt. Nguyễn Đức Thắng Kỹ thuật Năng Lượng 1 - K49 9
  10. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy nhiệt điện Cột thứ 11: Nhiệt độ dòng nước ra khỏi thiết bị. Cột thứ 12: Áp suất của dòng nước ra khỏi thiết bị. Cột thứ 13: Enthalpy của dòng nước ra khỏi thiết bị. Cột thứ 14: Hiệu suất các bình gia nhiệt. Áp suất tại bao hơi lấy cao hơn 10% áp suất hơi mới: pbh = 110%.p0 = 110%.130 = 143 at Lò Hơi có hai bộ hâm nước, tổn thất áp suất qua mỗi bộ hâm là: 3 bar Do đó áp suất nước khi ra khỏi BGNCA7 là: 143 + 2.3 = 149 bar Tổn thất áp suất của dòng nước khi qua mỗi BGNCA = BGNHA = 2 bar Bình khử khí đặt ở độ cao 20m so với GNHA4 tương ứng xấp xỉ 2 bar. Do đó áp suất nước khi ra khỏi BGNHA4 là: 8 bar Tổn thất áp suất qua phần làm mát ejector là: 1 bar Nguyễn Đức Thắng Kỹ thuật Năng Lượng 1 - K49 10
  11. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy nhiệt điện 2.4. TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT VÀ VẬT CHẤT CHO SƠ ĐỒ NHIỆT NGUYÊN LÝ Mục đích của việc tính toán này là để xác định cho được lưu l ượng các dòng hơi trích khỏi turbine và các dòng hơi phụ khác để cuối cùng xác định được tổng lưu lượng hơi mới vào turbine cần thiết để sinh ra công suất theo yêu c ầu thi ết k ế của tổ máy đã chọn. Khi tính toán các cân bằng nhiệt và vật chất, tính toán lưu l ượng các dòng hơi và dòng nước một cách tương đối theo lưu lưọng của hơi mới vào turbine bằng một đơn vị lưu lượng. Hơi rò rỉ, hơi chèn và h ơi dùng cho ejector đ ược coi là lấy hơi mới ở đầu vào turbine. 2.4.1. Tính toán cân bằng cho bình phân ly và bình gia nhiệt nước bổ sung a) Tính toán cân bằng cho bình phân ly (BPL) Hình 2.2 - Bình phân ly Bình phân ly thực chất là một bình sinh hơi do giảm áp suất nước sôi trong bao hơi xuống áp suất nước sôi trong bình làm cho một lượng hơi bão hoà khô sinh ra. Thực tế, độ khô của hơi sinh ra chỉ có thể đạt khoảng 0,96 0,98 ,trong bài tính này chọn bằng 0,97. Nguyễn Đức Thắng Kỹ thuật Năng Lượng 1 - K49 11
  12. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy nhiệt điện Hơi sinh ra từ BPL được đưa tới BKK, do đó chọn áp su ất trong BPL là 8 at, cao hơn trong BKK 2 at để khắc phục trở lực trên đường ống. Các phương trình cân bằng vật chất và năng lượng của BPL: α xa = α h + α xabo α xa .i xa1 = α h .i h + α xabo .i xa2 Trong đó: i xa1 = i'p=143at = 1572 kJ/kg ( ) i h = i'p=8at + x. i" − i'p=8at = 717,6 + 0,97. ( 2768 − 717,6 ) = 2706,488 kJ/kg p=8at i xa2 = i'p=8at = 717,6 kJ/kg α h = 0,0085917 α xabo = 0,0114083 b) Tính toán cân bằng cho bình gia nhiệt nước bổ sung (BGNNBS) Hình 2.3 - Bình gia nhiệt nước bổ sung Các phương trình cân bằng nhiệt cho BGNNBS: α bs . ( isbs − i bs ) = α xabo . ( i xa2 − i xa3 ) .ηBGNNBS tr i xa3 − i sbs = c p .θ Trong đó: Nguyễn Đức Thắng Kỹ thuật Năng Lượng 1 - K49 12
  13. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy nhiệt điện Nhiệt độ nước bổ sung vào: t bs = 25 o C tr áp suất nước bổ sung vào: pbs = 2 bar tr i bs = 105 kJ/kg tr α bs = α rr + 0,01.αch + α xabo = 0,018 + 0,01.0,009+0,0114083 = 0,0294983 θ = t xa3 − t s = 12 oC bs ηBGNNBS = 0,96 cp = 4,18 kJ/kg.K i = 257,3 kJ/kg s bs i = 307,4 kJ/kg xa3 Nguyễn Đức Thắng Kỹ thuật Năng Lượng 1 - K49 13
  14. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy nhiệt điện 2.4.2. Tính toán cân bằng cho BGNCA7 Hình 2.4 - BGNCA7 Trong thực tế, có chèn cao áp và hạ áp; enthalpy h ơi chèn thu h ồi đ ược khác nhau rất lớn. Thường chèn cao áp thu hồi được đưa vào BGNCA trên cùng, chèn hạ áp thu hồi được đưa vào BGNHA dưới cùng. Trong ph ần tính s ơ bộ này, coi toàn bộ lượng hơi chèn thu hồi được đều có enthalpy i ch = i0 - 100 (kJ/kg). Do i ch tương đối lớn nên cho toàn bộ 99% hơi chèn thu hồi được vào BGNCA7. Phương trình cân bằng nhiệt cho BGNCA7: ( ) α nc . i nc − i nc = ( α1.i1 + 0,99.α ch .ich − α d7 .id7 ) .ηBGNCA7 r7 v7 Trong đó: α nc = 1+ α ch + α rr + αej + α xa =1 + 0,009+ 0,018 + 0,008 + 0,02 = 1,055 i r7 = 1093 kJ/kg nc v7 r6 i nc = i nc = 949,4 kJ/kg i1 = 3278 kJ/kg αch = 0,009 ich = i0 −100 = 3499 −100 = 3399 kJ/kg αd7 = α1 + 0,99.αch Nguyễn Đức Thắng Kỹ thuật Năng Lượng 1 - K49 14
  15. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy nhiệt điện id7 = i bh(pBGNCA7) = 1107 kJ/kg α1 = ( r7 v7 α nc . i nc -inc ) − 0,99.α ch . ( i ch -id7 ) ηBGNCA7 .( i1 -id7 ) ( i1 -id7 ) 1,055.( 1093 − 949,4 ) 0,99.0,009. ( 3399 −1107 ) α1 = − = 0,0618001 0,98.( 3278 −1107 ) ( 3278 −1107 ) αd7 = α1 + 0,99.αch = 0,0618001+ 0,99.0,009 = 0,0707101 Nguyễn Đức Thắng Kỹ thuật Năng Lượng 1 - K49 15
  16. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy nhiệt điện 2.4.3. Tính toán cân bằng cho BGNCA6 Hình 2.5 - BGNCA6 Phương trình cân bằng nhiệt cho BGNCA6: ( ) α nc . i nc − i nc = ( α 2 .i 2 + α d7 .i d7 − α d6.id6 ) .ηBGNCA6 r6 v6 Trong đó: i r6 = 949,4 kJ/kg nc v6 r5 i nc = i nc = 798,5 kJ/kg i 2 = 3137 kJ/kg αd6 =α 2 + αd7 id6 = i bh(pBGNCA6) = 959,4 kJ/kg α2 = ( r6 v6 α nc . i nc -inc ) − αd7 .( id7 -id6 ) ηBGNCA6.( i 2 -id6 ) ( i2 -id6 ) Nguyễn Đức Thắng Kỹ thuật Năng Lượng 1 - K49 16
  17. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy nhiệt điện 1,055.( 949,4 − 798,5) 0,0707101. ( 1107 − 959,4 ) α2 = − = 0,0698070 0,98.( 3137 − 959,4 ) ( 3137 − 959,4) αd6 = α 2 +αd7 = 0,0698070 + 0,0707101 = 0,1405171 Nguyễn Đức Thắng Kỹ thuật Năng Lượng 1 - K49 17
  18. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy nhiệt điện 2.4.4. Tính toán cân bằng cho BGNCA5 Hình 2.6 - BGNCA5 Phương trình cân bằng nhiệt cho BGNCA5: ( ) α nc . i r5 − i nc = ( α3.i3 + αd6 .id6 − α d5.id5 ) .ηBGNCA5 nc v5 Trong đó: i r5 = 798,5 kJ/kg nc i3 = 3000 kJ/kg αd5 = α3 + αd6 id5 = i bh(pBGNCA5) = 804,8 kJ/kg v5 inc = ibh(pBKK) + τ i bh(pBKK) = 667,2 kJ/kg Với τ là độ gia nhiệt bơm cấp Δp = ( p BH − pKK ) + Δp tl + ρ.g. ( H d − H h ) ( 143-6) + 3.2 + 2.3 +12� 5 +950.9,81.50 = 16565975 N/m2 = 16566 kPa Δp = � � .10 � Δp.v tb 16566 1 τ= =× 23,25 kJ/kg ηbom 0,75 950 Nguyễn Đức Thắng Kỹ thuật Năng Lượng 1 - K49 18
  19. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy nhiệt điện v5 i nc = i bh(pBKK) + τ = 667,2 + 23,25 = 690,45 kJ/kg α3 = ( α nc . i nc − i nc r5 v5 ) − αd6 .( id6 − id5 ) ηBGNCA5.( i3 − id5 ) ( i3 − id5 ) 1,055.( 798,5-690,45) 0,1405171. ( 959,4-804,8) α3 = − = 0,0430918 0,98.( 3000-804,8) ( 3000-804,8) αd5 = α3 +αd6 = 0,0430918 + 0,1405171 = 0,1836089 Nguyễn Đức Thắng Kỹ thuật Năng Lượng 1 - K49 19
  20. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy nhiệt điện 2.4.5. Tính toán cân bằng cho BKKP Hình 2.7 - BKKP Tiêu hao hơi cho turbine ngưng hơi thuần tuý ở cùng mức nhiệt giáng: k We 60.103 D0 = = = 56,8461958 kg/s ( i0 -ik ) .ηm .ηg ( 3499-2400) .0,98.0,98 k D0 = 3,6 56,8461958 = 204,6463049 t/h Tiêu hao hơi cho turbine: Dβ.D 0 = k 0 1 Với β= � z � � .y i 1-α i � � i=1 � Trong đó: các hệ số αi là lưu lượng hơi trích tương đối tại cửa trích thứ i yi là hệ số không tận dụng nhiệt giáng tại cửa trích th ứ i với t ổng số cửa trích là z Nguyễn Đức Thắng Kỹ thuật Năng Lượng 1 - K49 20

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản