Bài giảng Kinh tế vận hành hệ thống: Chương 3 - Đặc tính năng lượng của các thiết bị chính trong nhà máy nhiệt điện

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:25

Thêm vào BST

Báo xấu

9
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Kinh tế vận hành hệ thống: Chương 3 - Đặc tính năng lượng của các thiết bị chính trong nhà máy nhiệt điện" được biên soạn với các nội dung chính sau: Cân bằng năng lượng của các thiết bị chính trong nhà máy nhiệt điện; Đặc tính năng lượng của tuabin. Mời các bạn cùng tham khảo bài giảng!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Kinh tế vận hành hệ thống: Chương 3 - Đặc tính năng lượng của các thiết bị chính trong nhà máy nhiệt điện

CHƯƠNG 3. ĐẶC TÍNH NĂNG LƯỢNG CỦA CÁC THIẾT BỊ CHÍNH TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 3.1. Cân bằng năng lượng của các thiết bị chính trong nhà máy nhiệt điện ▪ Khái niệm cân bằng năng lượng W = WHI + WTT ▪ Hiệu suất thiết bị, quá trình WHI = W Whữu ích W W ▪Suất tiêu hao b = WHI Wtổn thất WTT ▪ Suất tổn thất btt = WHI
▪ Cân bằng năng lượng của tuabin - Cân bằng năng lượng của tuabin ngưng hơi + Không có các cửa trích + Toàn bộ lượng hơi vào tuabin sau khi giãn nở sinh công đi vào bình ngưng D0 = Dn Do sp ra là công suất N từ tuabin đi ra lò hơi qđ qc qn Dn Q0
- Cân bằng năng lượng của tuabin ngưng hơi + Giai đoạn 1: Hơi giãn nở sinh công quay tuabin, xuống bình ngưng Tổn thất nhiệt (qn) hơi vào bình ngưng, bức xạ ra môi trường, hơi rò các bộ chèn + Giai đoạn 2: Cơ năng truyền từ tuabin sang phần quay của máy phát Tổn thất nhiệt mất đi ở dạng cơ năng (qc) do ma sát ở các ổ trục, thông gió, kích từ máy phát điện... + Giai đoạn 3: sản xuất điện độc lập Cơ năng máy phát biến đổi thành điện năng Tổn thất điện từ (qđ) trong đồng, sắt của máy phát điện Phương trình cân bằng năng lượng của tuabin ngưng hơi Q0 = kN + qn + qc + qđ (Gcal/ h) k = 0.86Gcal/MWh đương lượng nhiệt điện
- Cân bằng năng lượng của tuabin đối áp + Tuabin có hơi thoát áp suất lớn hơn 1ata, không có bình ngưng, hơi thoát sử dụng hoàn toàn cho các hộ tiêu thụ nhiệt + Lượng hơi cung cấp và lượng hơi cho hộ tiêu thụ D0 = Dcn N Do qđ Qcn qc sản xuất điện phụ thuộc vào việc cung nhiệt nhiều hay ít Dcn (Qđ+Qcn)=Q0 + Phương trình cân bằng năng lượng: Q0 = Qđ + Qcn = kN + qc + qđ + Qcn (Gcal/ h)
- Cân bằng năng lượng của tuabin trích hơi + Tuabin có các cửa trích hơi để cung cấp cho hộ bên ngoài hoặc trích hơi hồi nhiệt, gia nhiệt cho nước cấp + Xem như sự kết hợp giữa TB ngưng hơi và TB đối áp Phương trình cân bằng năng lượng tuabin trích hơi Q0 = Qđcn + Qđng + Qcn = k(Ncn + Nng) + qc + qđ + qn + Qcn (Gcal/h) cung hiệt cao ơn trích hơi N=Nng+Ncn Do cao áp qđ N qc Qcn qn Dcn Dn Q0
- Cân bằng năng lượng của lò hơi + Mối quan hệ giữa nhiệt lượng của nhiên liệu đưa vào lò với nhiệt lượng lò sản xuất ra và nhiệt lượng tổn thất + Phương trình cân bằng năng lượng lò hơi 6 Qnl = Q1 +  Qi 2 Q2 : Tổn thất nhiệt khói ra Q3 : Tổn thất nhiệt do nhiêu liệu cháy không hết về hóa Q4 : Tổn thất nhiệt do cháy không hết về cơ khí phụ thuộc lò (than lọt ghi, than lẫn than xỉ...) Q5 : Tổn thất nhiệt do bức xạ ra môi trường, phụ thuộc bảo ôn Q6 : Tổn thất nhiệt trong xỉ thải
3.2. Đặc tính năng lượng của tuabin Hàm số biểu thị mối quan hệ giữa nhiệt lượng tiêu hao cho tuabin để sản xuất điện, nhiệt với phụ tải điện và nhiệt tương ứng Phương trình đặc tính của tuabin có dạng Tuabin ngưng hơi Q = f (N) Tuabin cung nhiệt Q = f (N, Qcn) 3.2.1. Đặc tính năng lượng của tuabin ngưng hơi Điều chỉnh hơi vào tuabin khác nhau, đường đặc tính năng lượng của tuabin ngưng hơi có thể khác nhau Điều chỉnh hơi vào bằng: Van tiết lưu Ống phun Van nhánh
Tua bin điều chỉnh bằng van tiết lưu và ống phun Van tiết lưu sẽ mở hoàn toàn khi tuabin đầy tải Khi tuabin non tải, van tiết lưu chỉ mở một phần Phụ tải của tuabin càng nhỏ, tổn thất tiết lưu càng lớn Q  YN để sx tăng thêm 1 kw h điện thì ta phải tiêu hết bn kcal Nmin Nmax N xuất tăn tiêu hao nhiệt của tuabin dQ nhiệt tiêu hao trong 1h r = tgα = (kcal/kWh) dN cs
Dạng đường đặc tính tuabin điều chỉnh bằng ống phun Để giảm tổn thất tiết lưu ở các tuabin lớn Hơi qua mỗi van điều chỉnh sẽ đi vào một cụm ống phun, mỗi cụm ống phun sẽ tương ứng với một nấc công suất Q 2 1 N
Phương trình đặc tính năng lượng tuabin điều chỉnh bằng van tiết lưu và ống phun Q = Qkht + rN (Gcal/ h) K6-35 P0 = 35 ata t0 = 4350c Q = 1.6 + 2.62 N Qkht Qkht N 50%Nđm Nđm
Tuabin điều chỉnh bằng van nhánh với cs nhỏ mở van 1 làm giảm tổn thất tiết luu tại van 1 (1) 2 mở van 2 hoàn toàn cũng v (2) - Nkkt - Ndm 1. Van tiết lưu Nmin - Nkt 1 2. Van nhánh Nkt - Nđm (*) (*). Tầng trung gian Q Q Q2 2 1 Qkht Nmin Nkt Nđm N q không tải Nkt N Nđm N
Tiêu hao năng lượng của tuabin điều chỉnh van nhánh khi phu tải từ Nmin – Nktế Q = Qkht + r1N (Gcal/ h) Tiêu hao năng lượng của tuabin tại điểm phụ tải kinh tế Nkt Q = Qkht + r1Nkt (Gcal/ h) Tiêu hao năng lượng tăng thêm khi N > Nktế Q2 = (N - Nkt). tg2 = (N - Nkt) r2 Phương trình đặc tính năng lượng của tuabin điều chỉnh bằng van nhánh khi N > Nktế n kinh tế Q = Qkht + r1Nkt + (N - Nkt) r2 (Gcal/ h)
Đặt N = N - Nkt Nkt = N - N Phương trình đặc tính năng lượng của tuabin điều chỉnh bằng van nhánh được biểu diễn ở dạng khác: Q = Qkht + r1N + (r2 - r1)N (Gcal/ h) Đặc tính năng lượng của Tuabin điều chỉnh tắt (van nhánh) K25-35: Nkt = 21 MW Q = 6.8 + 2.57 N kt + 2.97( N − N kt )  Q = 6.8 + 2.57 N + 0.4( N − N kt ) Suất tiêu hao nhiệt để sản xuất điện của tuabin điều chỉnh bằng van nhánh không phân biệt đến nkt nữa Qkht Qkht N q= + r1 q= + r1 + (r2 − r1 ) N N N Qkht  N kt  q= + r1 + (r2 − r1 )1 −  N  N 
Ví dụ: ▪ Đặc tính năng lượng của tuabin điều chỉnh van nhánh : K25-35 Q = 6.8 + 2.57Nkt + 2.97 (N - Nkt) Nkt = 21MW 1. Viết dạng khác của đường đặc tính năng lượng tuabin trên? 2. Tính năng lượng tiêu hao cho tuabin trong ngày với đồ thị phụ tải 0h – 6h 6h – 16h 16h – 24h 23MW 25MW 24MW 3. Tính hiệu suất tuabin khi sản xuất điện? 4. Khi đồ thị phụ tải từ 0h – 6h yêu cầu là 20MW sẽ có thay đổi gì?
Đặc tính năng lượng của tuabin đối áp Q = Qđ + Qcn (Gcal/ h) Qtt = Qđ(tt) + Qcn(tt) (Gcal/h) (I) CN & Điện Qtt C A Qđ(tt) Q D K (II) đặc tính CN B Qđ I Qđkht H G Qcn(tt)  E F Qcn Qcnkht Nkht Ncn Ncn(tt)
Xác định tiêu hao nhiệt cho việc sản xuất điện (Qđ) : Qđ = AB + Qđkht AB IB HG HE HE = = =  AB = CD  CD ID HK HF HF CD = Qđ (tt ) − Qđkht   HE = N cn  AB = (Q đ ( tt ) − Q đkht )  N cn HF = N (tt ) N cn (tt )  cn Tiêu hao nhiệt cho việc sản xuất điện của tuabin đối áp: Qđ (tt ) − Qđkht Qđ = Qđkht + N cn (Gcal/h) N cn (tt ) Qđ (tt ) − Qđkht = rcn N cn (tt ) Tiêu hao nhiệt cho sản xuất điện của tuabin đối áp Qđ = Qđkht + rcn  Ncn rcn: Suất tăng tiêu hao nhiệt để sản xuất điện theo phương thức cung nhiệt (Gcal/MWh) rcn : 0.87 – 0.9 (Gcal/MWh)
Xác định tiêu hao nhiệt cho việc sản xuất nhiệt tuabin đối áp (Qn): FK  HE Q cn = Q cnkht + GE = Q cnkht + PHỤ THUỘC VÀO CUNG CẤP NHIỆT BAO NHIÊU RỒI MỚI QUYẾT ĐỊNH SX ĐIỆN BAO NHIÊU, Q THAY ĐỔI THÌ n THAY HF ĐỔI Q cn ( tt ) − Q cnkht Q cn = Q cnkht +  N cn N cn ( tt ) Q cn ( tt ) − Q cnkht § Æt = rph Suất tăng lượng nhiệt phát (Gcal/h/MW) N cn ( tt ) * Lượng nhiệt cấp cho hộ tiêu thụ tăng rph, công suất điện tuabin tăng 1MW Tiêu hao nhiệt cho việc sản xuất nhiệt của tuabin đối áp: Qcn = Qcnkht + rph  N cn (Gcal/ h) 1 Suất tăng công suất điện cung nhiệt của tuabin đối áp = ω cn (MW/Gcal/h) – *lượng nhiệt cung cấp cho hộ tiêu thụ rph tăng 1đvị, công suất điện cn tăng ωcn 1 Qcn = Qcnkht + N cn  cn N cn =  cn (Qcn − Qcnkht ) =  cn Qcn −  cn Qcnkht =  cn Qcn − N kht N cn = f (Qcn )
N Ncn(tt) Nkht Qcnkht Qcn(tt) Qcn
nếu ko cho Qcn tt Ví dụ: Cho tuabin đối áp P-25-90/1.2, Qcn(tt) = 63.6Gcal/h, đặc tính: Q = 0.65 + 0.88Ncn + Qcn (Gcal/h) Ncn = 0.437Qcn – 2.76 (MW) 1. Tính lượng nhiệt tối đa tuabin có thể cung cấp cho hộ tiêu thụ trong 1h? Qcn 2. Tính lượng nhiệt tiêu hao toàn bộ cho sản xuất điện và nhiệt cho tuabin ở chế độ tính toán trong 8h? Lượng nhiệt tương ứng tiêu hao cho sản xuất điện ở cùng chế độ?cùng chế độ tính toán 3. Nếu phụ tải điện là 20MW, tính tỷ lệ nhiệt cung cấp cho sản xuất điện và nhiệt?
Ví dụ: Cho tuabin đối áp P – 50-90/1.2, áp suất hơi thoát 1.2ata - 2.5ata, Qcn(tt) = 118Gcal/h, đường đặc tính năng lượng: Q = 0.86 + 0.88Ncn + Qcn (Gcal/h) Ncn = 0.477Qcn – 6.2 (MW) 1. Tính lượng nhiệt tối đa cung cấp cho hộ tiêu thụ trong ngày? 2. Nếu phụ tải nhiệt yêu cầu : 0h – 6h 6h – 16h 16 – 24h 60 Gcal/h 100Gcal/h 80Gcal/h Tính lượng nhiệt yêu cầu cho cả sản xuất điện và nhiệt cho tuabin trong ngày? Tỷ lệ nhiệt cho sản xuất điện và nhiệt? 3. Tính lượng than tiêu chuẩn tiêu hao trong ngày cho lò hơi nếu biết hiệu suất lò là 95%. Bỏ qua tổn thất từ lò hơi sang tuabin.