Đồ án môn học nhà máy nhiệt điện ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY NHIỆT DIỆN *Sinh viên thực hiên: VŨ HỒNG ĐIỆP *Giảng viên hướng dẫn: Ts. NGUYỄN VĂN TOÀN *Đề tài: Thiết kế sơ bộ nhà máy nhiệt điện có công suất: 5x25MW - Phụ tải nhiệt : không có - Các số liệu cho trước : α xả = 0,015 ; α ch = 0,007 ; α rr = 0,014 ; α je = 0,008 - Tổ máy : K-25-90 - Áp suất vào tuabin : P o = 90 at = 88,29 bar - Nhiệt dộ hơi vào tuabin : t o = 500 o C - Công suất tổ máy 5x35MW : N o = 25MW - Áp suât bình ngưng : P k = 0,065 at *Thông số cửa trích: Cửa trích P(bar) t( o C) 1- CA5 32,96 397 2- CA4 18,24 330 3- KK 10,49/5,88 – áp suất tại cửa trích là 10,49 bar, qua van hạ áp P tại bình gia nhiệt là 5,88 bar 272 4- HA3 4,5 224 5- HA2 2,06 128 6- HA1 0,49 t bh 1 Đồ án môn học nhà máy nhiệt điện PHẦN I - Xây dựng sơ dồ nhiệt nguyên lý cho một tổ máy 25MW 2 Đồ án môn học nhà máy nhiệt điện PHẤN II – Tính toán xác định thông số hơi và nước tại các điểm trên chu trinh : i(kJ/kg) Hình2.2 - Quá trình giãn nở của dòng hơi trong tuabin trên dồ thị i-s 3 s (kJ/kg.K) 500 o C 0 0’ 88,29 bar 85,6413 bar 397 o C 1 i 0 = 3388 i 1 = 3219 2 330 o C 18,2466 bar 272 o C 3 10,4967 bar i kk = 2989 4 224 o C i 4 = 2908 4,5 bar 2,0601 bar 5 128 o C i 5 =2722 i 2 = 3096 6 0,4905 bar i 6 = 2553 k 0,0637 bar i k = 2376 0 Đồ án môn học nhà máy nhiệt điện 2.1-Giả thiết sơ bộ về các thông số lựa chọn trước như sau . - Áp suất bao hơi : P BH = 10%P o = 98,29 bar - Tổn thất áp suất trên các dường ống dẫn hơi và các van là bằng 0 - Hiệu suât trao dổi nhiệt của các BGN là 0,98 - Độ gia nhiệt không tới mức của các BGN : + ɵ = 2 o C + ɵ = 4 o C - Trở lực trên đường hơi trích : ΔP = 10% - Tổn thất qua mỗi bộ hâm nước : ΔP = 2 bar - Tổn that áp suất qua mỗi BGNCA: ΔP = 3bar - Áp suất BGNCA trước BKK : ΔP = P kk +2 - Tổn thất áp suất qua mỗi BGNHA sau là : 2bar 2.2-Bảng thông số hơi và nước. Điểm Thiết bị Thông số hơi Thông số nước t tr ( o C) P tr (bar) i tr (kJ/kg) P bqn (bar) t bh ( o C) i bh (kJ/kg) ɵ ( o C) t nc ( o C) P nc (bar) i nc (kJ/kg) 0 tuabin 500 88,29 3388 302 0’ tuabin 498 83,88 3388 1 GNCA5 397 32,96 3219 32,96 239 1033 2 237 101 1024 2 GNCA4 330 18,24 3096 18,24 208 887,45 2 206 104 883 3 BKK 272 10,49 2989 5,88 158 666,852 0 158 107 666,852 4 GNHA3 224 4,5 2908 4,5 148 623 4 144 7,88 606 5 GNHA2 128 2,06 2722 2,06 121 509 4 117 9,88 489 6 GNHA1 X=0,95 0,49 2530 0,49 81 338,31 4 77 11,8 8 320 k BN X=0,92 0,065 2376 0,065 37 157,465 4 33 13,8 140 4 Đồ án môn học nhà máy nhiệt điện 8 PHẦN III – Tính toán cân bằng nhiệt và vật chất cho sơ đồ nguyên lý Các thông số cho trước : - Lượng hơi trích cho ejector : α ej = 0,008 - Lượng hơi chèn tuabin: α ch =0,007 - Lượng hơi rò rỉ : α rr = 0,014 - Lượng nước xả lò hơi : α xả =0,015 - Hiệu suất lò hơi : η lh = 0,86 - Hiệu suất máy phát và cơ khí: η g. η m = 0,96 - Lượng hơi tiêu hao cho toàn bộ tuabin : α TB = α o + α ch + α ej = 1 + 0,007 + 0.008 = 1,015 - Phụ tải lò : α lh = α TB + α rr = 1,015 + 0,014 = 1,029 - Lượng nước cấp vào lò : α nc = α lh + α xả = 1,029 + 0,015 = 1,044 5 Đồ án môn học nhà máy nhiệt điện 3.1.Tính toán cân bằng cho bình phân ly và bình GNNBS . 3.1.1. Bình phân ly. Trong đó : • α xả : Lưu lượng nươc xả của lò hơi • i ’ bh : Entanpy của nước sôi ở áp suất bao hơi • α h : lưu lượng hơi đưa vào BKK • i h : Entanpy của hơi đi vào BKK • α bỏ xả : Lưu lượng nước sôi ra khỏi bình phân ly(BPL) α xả i ’ bh α h ;i h x =0,98 Hơi ra dược dưa vào BKK α bỏ xả ; i ’ xả Bình Phân Ly 7 bar Sơ đồ tính cân bằng cho bình phân ly 6 Đồ án môn học nhà máy nhiệt điện • i ’ xả : Entanpy của nước ra khỏi BPL • Áp suất trong bao hơi 98,29 bar, với nhiệt độ bão hòa tương ứng là 309,68 0 C và entanpy tương ứng là i ’ BH = 1400,24 kJ/kg • Bình phân ly có hiệu suất đạt 99%, áp suất 7 bar ứng với nhiệt độ bão hoà t = 164,96 0 C và entanpy tương ứng là i ’ xả = 697,2 kJ/kg • Hơi sau phân ly được đưa vào BKK có áp suất 5,88 bar, độ khô x = 0,98 Hơi sau phân ly có entanpy : i h = i’ xả + x.r = i’ xả + x.(i” xả - i’ xả ) = 697,2 + 0,98.(2764 – 697,2) = 2722,664 kJ/kg Phương trình cân bằng nhiệt của bình phân ly là : α xả .i’ BH = α h .i h + α bỏ xả . i ’ xả (1) Phương trình cân bằng vật chất của bình phân ly : α xả = α h + α bỏ xả (2) Giải hệ phương trình (1) và (2) ta có : α h = 0,005207; α bỏ xả = 0,009793 Bảng thông số tại bình phân ly : STT P (bar) t o ( 0 C) i(kJ/kg) α i 1 Nước xả lò 98,29 309,68 1400,24 0,015 2 Hơi thoát ra 7 164,96 2722,664 0,005207 3 Nước thoát ra 7 164,96 697,2 0,009793 7 Đồ án môn học nhà máy nhiệt điện 3.1.2. Cân bằng bình GNNBS : Nhiệt độ nước bổ sung lấy bằng nhiệt độ môi trường : t nbs = 30 0 C → i tr bs = Cp.t nbs = 4,18.30 = 125,4 kJ/kg Lượng nước bổ sung : α bs = α rr + α bỏ xả + 0,01. α ch = 0,024238 Độ hâm không tới mức : ɵ = 15 0 C → Nhiệt độ nước bổ sung sau khi qua BGN : t s bs = t bỏ xả - 15 ( 0 C) Phương trình cân bằng nhiệt cho bộ gia nhiệt là : α bỏ xả .( i ’ xa - i bỏ xả ). ƞ BGN = α bs .( i s bs - i tr bs ) (3) Phương trình liên hệ giữa nhiệt dộ ra của hai dòng nước là : Cp. ɵ = Cp.( t bỏ xả - t s bs ) α bs ;i tr bs α bỏ xả ;i ’ xả α bs ;i s bs BGNNBS Sơ đồ tính cân bằng bình gia nhiệt nước bổ sung α bỏ xả ;i ’ xả 8 Đi vào bình khử khí Đồ án môn học nhà máy nhiệt điện 4,18.10 = i bỏ xả - i s bs (4) Giải hệ phương trình (3) và (4) ta được : i bỏ xả = 317,531 kJ/kg ; i s bs = 275,731 kJ/kg Nhiệt độ nước ra khỏi bình gia nhiệt nước bổ sung là: t bỏ xả = i bỏ xả /C p = 317,531/4,18 = 75,96 ( o C) Suy ra, nhiệt độ nước cấp sau khi đi qua BGNNBS la : t s bs = 75,96 – 15 = 60,96 ( o C) Bàng thông số BGNNBS: Bình Thông số nước bổ sung Thông số nước bỏ xả t bs ( o C) i bs (kJ/kg) α bs i bỏ xả (kJ/kg) α bỏ xả t bỏ xả ( o C) Trước 30 125,4 0,02441 697,2 0,009793 164,96 Sau 60,96 275,731 0,02441 317,531 0,009793 75,96 3.2. Cân bằng các bình gia nhiệt. 3.2.1. Cân bằng bình gia nhiệt cao áp số 5. α 1 ; i 1 α nc ; i v CA5 α nc ; i r CA5 α 1 ; i’ 1 BGNCA5 Sơ đồ tính cân bằng BGNCA số 5 9 Đồ án môn học nhà máy nhiệt điện Trên sơ đồ tất cả các đại lượng đều được xác định trừ lưu lượng hơi α 1 trích cho bình này chưa biết. Dựa vào các đại lượng trong bảng thông số hơi và nước ta xác định được : - Entanpy của hơi trích vào BGNCA số 5 : i 1 = 3219 kJ/kg - Entanpy cùa nước đọng ra khỏi BGNCA số 5 : i’ 1 = 1033 kJ/kg - Entanpy của nước cấp vào BGNCA số 5 : i v CA5 = 883 kJ/kg - Entanpy của nước cấp ra khỏi BGNCA số 5: i r CA5 = 1024kJ/kg - Lưu lượng nước cấp vào và ra khỏi BGNCA số 5 ; α nc = 1 + α rr + α ch + α ej = 1 + 0,014 + 0,007 + 0,008 = 1,029 Phương trình cân bằng năng lượng cho BGNCA số 5 có dạng : ( ) ( ) 1 1 1 5 5 5 . ' . . r v nc CA CA i i i i α η α − = − ( ) ( ) ( ) ( ) 5 5 1 5 1 1 . 1,029. 1024 883 0,067726 . ' 0,98. 3219 1033 r v nc CA CA i i i i α α η − − = = = − − Nước cấp ra khỏi bơm cấp bị tăng một chút về entanpy 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 bơm cấp để xác định cho được entanpy của nước cấp ra khỏi bơm cấp đi vào BGNCA đầu tiên này. 10 [...]... tiêu hao nhiên liệu tiêu chuẩn cho toàn tổ máy btc = Btc 1091,52 = = 0, 04366 kg/kW.h Ne 25000 23 Đồ án môn học nhà máy nhiệt điện TÀI LIỆU THAM KHẢO 1) Tính toán thiết kế nhà máy nhiệt điện Tg: Ts Nguyễn Công Hân – Ths Phạm Văn Tân NXB KH & KT, 2006 24 Đồ án môn học nhà máy nhiệt điện 2) Nhà máy nhiệt điện, tập 1 & 2 Tg: Nguyễn Công Hân – Nguyễn Quốc Trung – Đỗ Anh Tuấn NXB KH & KT, 2002 25 .. .Đồ án môn học nhà máy nhiệt điện • Xác định sơ bộ GN của bơm cấp cho nước cấp Sơ đồ tính bộ gia nhiệt bơm cấp 11 Đồ án môn học nhà máy nhiệt điện Cột áp đầu hút của bơm : Ph = PKK + ρ.g.Hh - ∆Ptlh Cột áp đầu đẩy của bơm : pd = PBH + ∆Ptld + ∑∆PBGNCA + ∑∆PHN + ρ.g.Hd Độ chênh... quá nhiệt cuối cùng của lò hơi: áp suất của hơi quá nhiệt sơ bộ chọn là 100 ata, nhiệt độ hơi quá nhiệt chọn gần đúng bằng 5050 C, entanpy của hơi quá nhiệt là iqn = 3395 kJ/kg ⇒ QLH = 32,158902.( 3395 – 1024 ) = 76248,7 kW 4.6 Suất tiêu hao nhiệt cho lò hơi qLH = QLH 76428, 7 = = 3, 049948kJ / kW s = 10979,81kJ / kW h Ne 25000 4.7 Tiêu hao nhiệt cho toàn tổ máy ( tính cho cả tổ máy ) 22 Đồ án môn học. .. năng lượng cho bình gia nhiệt hạ áp số 1 là: α6.( i6 - i’6 )η1 = α’nn.( irHA1 - ivHA1) 17 Đồ án môn học nhà máy nhiệt điện r v α 'nn (iHA1 − iHA1 ) 0,756608.(320 − 140) = = 0,061731 ⇒ α6 = 0,98.(2530 − 338,31) η1.(i6 − i '6 ) 3.5 Tính toán kiểm tra cân bằng bình ngưng αk,ik αlm;ivlm αlm;irlm α6; i’6 α'nn; i’k (αej + 0,99.αch); iv Sơ đồ kiểm tra cân bằng cho bình ngưng Trên sơ đồ các đại lượng đã biết... 0,675347 Tính toán cho thấy sai số nhỏ hơn 0,5% vì vậy trong quá trình tính toán những sai phạm về cân bằng vật chất là không đáng kể và có thể chấp nhận được Chọn giá trị nhiệt độ nước làm mát vào bình ngưng là 250 C Độ hâm nước trong bình ngưng cũng chọn trung bình là ∆ t = 100 C , tương ứng với entanpy của nước làm mát ra khỏi bình ngưng là irlm = 146,3 kJ/kg 19 Đồ án môn học nhà máy nhiệt điện Phương... 115,915.105 (N/m2) Độ gia nhiệt bơm cấp : τ= ∆P.vtb 11591,5 1 = = 15, 25 (kJ/kg) ηb 0,8 950 12 Đồ án môn học nhà máy nhiệt điện Độ gia nhiệt dòng nước ngưng chính do BGN làm mát hơi ejector, ta có thể tính vào độ gia nhiệt của bơm cấp và lấy τ = 25 kJ/kg, ứng với 6 oC Do đó, ta tính được Entanpy của nước cấp vào BGNCA số 4 là : ivCA4 = i’kk + τ = 666,852 + 25 = 691,852 (kJ/kg) 3.2.2 Tính toán cân bằng cho BGNCA... nhà máy nhiệt điện Tiêu hao nhiệt cho toàn tổ máy là: Qc = QLH 76428, 7 = = 88870,58kW η LH 0,86 4.8 Suất tiêu hao nhiệt cho toàn tổ máy qc = Qc 88870,58 = = 3,5548kJ / kW s = 12797, 28kJ / kW h Ne 25000 4.9 Hiệu suất truyền tải môi chất trong nhà máy ηtt = QTB 73881, 092 = = 0,9689 = 96,89% QLH 76248, 7 4.10 Hiệu suất của thiết bị tuabin ( kể cả hiệu suất tuabin, bình ngưng, khớp nối và máy phát điện) ... chính vào bình khử khí là: αnn = 0,840796 – 0,00626 = 0,834536 3.4 Tính toán cân bằng cho các bình gia nhiệt hạ áp 3.4.1 Tính toán cân bằng cho các BGNHA số 3 và số 2 α4; i4 α5; i5 αnn; ivHA3 α’nn; irHA2 αnn; irHA3 α’nn; ivHA2 2 HA3 HA2 (α4 + α5),i’5 α4; i'4 Sơ đồ cân bằng cho BGNHA số 3 và số 2 15 Đồ án môn học nhà máy nhiệt điện Trên hình vẽ các đại lượng sau đã biết: - Entanpy của hơi trích vào BGNHA... 26041,66587 Tổng công suất điện phát ra ở đầu máy phát ( có kể đến tổn thất cơ khí , khớp nối và tổn thất từ máy phát ) là: Ne = Ni.η g ηm = 26041,66587.0.96 = 24999,999 kW = 25000 kW = 25MW Phần IV – Xác định các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của tổ máy 4.1 Tiêu hao hơi vào tuabin D0 = Ne 6   i0' − ik ) 1 − ∑ α i yi ÷.η g η m (  i =1  21 Đồ án môn học nhà máy nhiệt điện = 25000 = 31, 252577 kg / s = 112,509277t... lượng dòng nước ngưng chính qua BGNHA số 2 là : α’nn = 0,752008 Entanpy của nước ngưng chính vào BGNHA số 3 là : ivHA3 = 491,35 kJ/kg 16 Đồ án môn học nhà máy nhiệt điện 3.4.2 Tính toán cân bằng cho bình gia nhiệt hạ áp số 1 α6; i6 α’nn; irHA1 α’nn; ivHA1 2 2 α6; i'6 Sơ đồ tính cân bằng BGNHA 1 Trong đó, các đại lượng đa biết là: - Entanpy của hơi trích vào bình: i6 = 2530 kJ/kg - Entanpy của nước đọng . Đồ án môn học nhà máy nhiệt điện ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY NHIỆT DIỆN *Sinh viên thực hiên: VŨ HỒNG ĐIỆP *Giảng viên hướng dẫn: Ts. NGUYỄN VĂN TOÀN *Đề tài: Thiết kế sơ bộ nhà máy nhiệt điện. BGNCA đầu tiên này. 10 Đồ án môn học nhà máy nhiệt điện • Xác định sơ bộ GN của bơm cấp cho nước cấp. Sơ đồ tính bộ gia nhiệt bơm cấp 11 Đồ án môn học nhà máy nhiệt điện Cột áp đầu hút của. gia nhiệt là 5,88 bar 272 4- HA3 4,5 224 5- HA2 2,06 128 6- HA1 0,49 t bh 1 Đồ án môn học nhà máy nhiệt điện PHẦN I - Xây dựng sơ dồ nhiệt nguyên lý cho một tổ máy 25MW 2 Đồ án môn học nhà máy