Đồ án môn học: Nhà máy nhiệt điện

Chia sẻ: Nguyen Dung | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:74

Thêm vào BST

Báo xấu

367
lượt xem 48
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nhằm giúp các bạn đang học chuyên ngành Điện - Điện tử có thêm tài liệu tham khảo, mời các bạn cùng tham khảo đồ án môn học "Nhà máy nhiệt điện" dưới đây. Nội dung đồ án giới thiệu đến các bạn những nội dung thiết kế sơ đồ công nghệ nhà máy, thuyết minh sơ đồ nhiệt nguyên lý của nhà máy,... Mời các bạn cùng tham khảo để có thêm tài liệu phục vụ nhu cầu học tập và nghiên cứu.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Đồ án môn học: Nhà máy nhiệt điện

A. PHẦN NHIỆT 1. Thiết kế sơ đồ công nghệ nhà máy. 1.1. Chọn loại nhà máy. Do tính chất và yêu cầu của phụ tải cần xác định loại nhà máy phù hợp với loại phụ tải đơn thuần là phụ tải điện. Nếu loại nhà máy phù hợp là nhà máy nhiệt điện ngưng hơi. Nên phụ tải bao gồm cả phụ tải điện và phụ tải nhiệt thì phải thiết kế trung tâm nhiệt điện. Các yêu cầu này liên quan đến địa điểm xây dựng nhà máy, vấn đề cung cấp nhiên liệu và cung cấp nước và công suất tổng của nhà máy. Như vậy nhà máy nhiệt điện cần thiết kế là nhà máy nhiệt điện ngưng hơi. 1.2. Chọn số tổ máy và thông số của các thiết bị chính. a. Điều kiện chọn tổ máy. + Công suất càng lớn, thống số hơi càng cao thì hiệu suất của nhà máy càng lớn. + Công suất đơn vị của nhà máy nằm trong hệ thống điện vượt quá công suất dự phòng của hệ thống điện nghĩa là phải nhỏ hơn 10% công suất của hệ thống. + Công suất đơn vị của các tổ máy phải chọn giống nhau để thuận tiện cho việc thiết kế xây dựng, dự phòng, cũng như vận hành nhà máy. + Khi chọn công suất của tổ máy phải chú ý đến công suất toàn bộ của nhà mát sau khi phát triển tối đa để cho tổ máy của nhà máy thỏa mãn điều kiện: Đồ án môn học Nhà Máy Điện
2 ≤ Số tổ máy ≤ 8 Ta có công suất của hệ thống: - Sht = 3100 (MVA) - Cosφ = 0.8 - Công suất của nhà máy: - Pnm = 400 (MW) Ta đưa ra 2 phương án: - Phương án 1: chọn số tuabin là 4 x 100 MW - Phương án 2: chọn số tuabin là 8 x 50 MW b. Chọn lò hơi và nguyên liệu đốt lò: + Lò hơi: Khi chọn năng suất lò hơi phải dựa trên cơ sở sau: - Đảm bảo cung cấp hơi. - Mức độ kinh tế vận hành ở các chế độ vận hành ở các chế độ khác nhau. - Áp dụng cấu trúc lò hơi hợp lý. Tổng năng suất lò hơi định mức phải cao hơn phụ tải hơi cực đại một ít phụ tải của lò hơi bao gồm lượng hơi cực dại đến tuabin làm việc. Các thiết bị giảm áp lượng hao hơi đến các ê jeter, bơm dầu hơi đến các tuabin phụ. Đồ án môn học Nhà Máy Điện
Phụ tải của lò hơi (năng suất hơi) đực chọn theo tiêu hao hơi cực đại cho tuabin với độ dự chữ (3 – 5%). Nếu áp suất hơi mứi P0
1.2.1. Phương án 1 1.2.1.1. Số tổ máy và thông số của chúng. Theo đề bài ta có công suất tổng của nhà máy: PNM = WNM = 400 (MW) SHT = 3100 (MVA) Ta chọn tổ máy: 4x100 (MW) Công suất dự phòng: 0.15x3100 = 465 (MW) > 100 (MW) Chọn loại tuabin: Theo dẫn chứng trên tra bảng đặc tính của tuabin ngưng hơi trang 69 (tài liệu hướng dẫn thiết kế nhà máy điện) ta chọn loại tuabin K – 100 – 90 với cac thông số trong bảng sau: Loại tuabin K – 100 90 Nhà máy chế tạo M3 Công suất định mức 100 Số tầng cánh 12 (5 x2) Đồ án môn học Nhà Máy Điện
Áp lực hơi mới (ata) 90 Nhiệt độ hơi mới [oC] 500 Áp lực hơi thoát [ata] 0,0033 Số cửa trích không điếu chỉnh 5 Lưu lượng hơi cực đại qua phần cao áp [t/h] 405 Lưu lượng hơi cực đại qua phần hạ áp [t/h] 298 Suất tiêu hao khi đóng các cửa trích hồi nhiệt 3,37 [kg/kW.h] Loại bình ngưng 100KцC2 Bề mặt làm mát bình ngưng [m2] 3000x2 1.2.1.2. Chọn lò hơi Năng suất của lò hơi: Dlh > D0 + 3% D0 =1.03xD0 D0: lưu lượng hơi cực đại qua phần cao áp [t/h] Dlh > 1.03x405 = 417.5 (t/h) Đồ án môn học Nhà Máy Điện
P0= 90x0.981 = 88.29 (Bar) Ta tra bảng 126127 tài liệu “hướng dẫn và các số liệu dung cho thiết kế của ngành nhiệt điện” ta chọn lò hơi có thông số sau: Loại lò hơi TП80 Năng suất lò hơi [t/h] 120 Áp lực hơi quá nhiệt [bar] 140 Nhiệt độ hơi quá nhiệt [oC] 570 Loại nhiên liệu Than đá khô 1.2.1.3. Xác định chỉ tiêu kinh tế của phương án. a. Vốn đầu tư. Tra bảng đặc tính (trang 17 tài liệu hướng dẫn và các số liệu tra cứu dùng cho thiết kế của ngành nhiệt điện) ta có V1 = 243x109 (đ) b. Chi phí vận hành hàng năm. + Tiêu hao nhiên liệu than: tra bảng 23 (tài liệu hướng dẫn và các số liệu tra cứu dùng cho thiết kế của ngành nhiệt) ta có: Đồ án môn học Nhà Máy Điện
b = 371 (g/kW.h) + Lượng tiêu hao nhiên trong 1 năm B= b*N*n B= 371*400*6500*106 = 964600 [t/h] + Chi phí cho nhiên liệu có thể xác định: Zb = Cb *B (đ/năm) Cb = giá bán + chi phí vận chuyển + công bốc dỡ Tra tài liệu hướng dẫn và các số liệu tra cứu dùng cho thiết kế của ngành nhiệt ta có: Cb= 23*104 + 0,015 *23*104 + 0,09*23*104 +36000 = 290150 (đ/tấn) Zb = 290150*964600 = 279,88*109 (đ) + Chi phí khấu hao thiết bị và sửa chữa: Zk = k*V1 (đ/năm) k: hệ số khấu hao trang 27 ‘tài liệu hướng dẫn và các số liệu tra cứu dùng cho thiết kế của ngành nhiệt’ k= 5,76% hiệu chỉnh theo công suất của nhà máy k= 5,76% *3/4 =0,0432 Zk = 4,32*102*243000*106 = 10,498*109 (đ) Đồ án môn học Nhà Máy Điện
+ Chi phí trả lương công nhân viên về tiền lương Zn=β*We*n β= 20*106 (chi phí trả lương công nhân) n= 1.3 (hệ số biên chế công nhân viên tra trang 29 ‘tài liệu hướng dẫn và các số liệu tra cứu dùng cho thiết kế của ngành nhiệt’ Zn= 20*106 *400*1.3 = 10.4*109 (đ) + Chi phí công việc chung và tổn thất khác Zc= α*(Zk+Zn) α: hệ số công việc chung α= 0,25 Zc= 0,25*(10,498*109+10,4*109) =5,224*109 Phí tổn vận hành hàng năm của tuabin ZpA1= Zb + Zk + Zn + Zc= (279,879 + 10,497 + 10,4 +5,224)*109=306*109 (đ) 1.2.2. Phương án 2 1.2.2.1. Số tổ máy và thông số của chúng: Theo đề bài ta có công suất tổng của nhà máy PN M = WN M = 400 (MW) S H T = 5000 (MVA) Đồ án môn học Nhà Máy Điện
Ta chọn tổ máy: 8 x 50 (MW) Công suất dự phòng: 0,1 x 5000 = 500 MW > 100 (MW) Chọn loại tuabin: Theo dẫn chứng trên tra bảng đặc tính của tuabin ngưng hơi trang 69 (tài liệu hướng dẫn thiết kế nhà máy điện) ta chọn loại tuabin K – 50 – 90 với cac thông số trong bảng sau: Loại tuabin K – 100 90 Nhà máy chế tạo M3 Công suất định mức 50 Số tầng cánh 22 (10 x2) Áp lực hơi mới (ata) 90 Nhiệt độ hơi mới [oC] 535 Áp lực hơi thoát [ata] 0,035 Số cửa trích không điếu chỉnh 8 Lưu lượng hơi cực đại qua phần cao áp [t/h] 216 Lưu lượng hơi cực đại qua phần hạ áp [t/h] 210 Đồ án môn học Nhà Máy Điện
Suất tiêu hao khi đóng các cửa trích hồi nhiệt 3,72 [kg/kW.h] Loại bình ngưng 100Kvc 5 Bề mặt làm mát bình ngưng [m2] 3000 1.2.2.2 Chọn lò hơi Năng suất của lò hơi: Dlh > D0 + 3% D0 =1,03 D0 D0: lưu lượng hơi cực đại qua phần cao áp [t/h] Dlh > 1,03. 210 =216,3 (t/h) P0= 90.0,981 = 88,29 (Bar) Ta tra bảng 126127 tài liệu “hướng dẫn và các số liệu dung cho thiết kế của ngành nhiệt điện ” ta chọn lò hơi có thông số sau: Loại lò hơi TП10 Năng suất lò hơi [t/h] 120 Áp lực hơi quá nhiệt [bar] 100 Đồ án môn học Nhà Máy Điện
Nhiệt độ hơi quá nhiệt [oC] 540 Loại nhiên liệu Than đá khô 1.2.2.3 xác định chỉ tiêu kinh tế của phương án. a, Vốn đầu tư. Tra bảng đặc tính (trang 17 tài liệu hướng dẫn và các số liệu tra cứu dùng cho thiết kế của ngành nhiệt điện) ta có V1 = 294x109 (đ) b, Chi phí vận hành hàng năm. + Tiêu hao nhiên liệu than: tra bảng 23 (tài liệu hướng dẫn và các số liệu tra cứu dùng cho thiết kế của ngành nhiệt) ta có: b = 376 (g/kW.h) + Lượng tiêu hao nhiên trong 1 năm B= b*N*n B= 371*400*6500*106 = 977600 [t/h] Chi phí cho nhiên liệu có thể xác định Zb = Cb *B (đ/năm) Cb = giá bán + chi phí vận chuyển + công bốc dỡ Đồ án môn học Nhà Máy Điện
Tra tài liệu hướng dẫn và các số liệu tra cứu dùng cho thiết kế của ngành nhiệt ta có: Cb= 23*104 + 0,015 *23*104 + 0,09*23*104 +36000 = 290150 (đ/tấn) Zb = 290150*977600 = 283,651 *109 (đ) + Chi phí khấu hao thiết bị và sửa chữa: Zk = k*V1 (đ/năm) k: hệ số khấu hao trang 27 ‘tài liệu hướng dẫn và các số liệu tra cứu dùng cho thiết kế của ngành nhiệt’ k= 5,71% hiệu chỉnh theo công suất của nhà máy k= 5,71% *3/4 =0,0428 Zk = 4,28*102*243000*106 = 12,59*109 (đ) + Chi phí trả lương công nhân viên về tiền lương Zn=β*We*n β= 20*106 (chi phí trả lương công nhân) n= 1,5 (hệ số biên chế công nhân viên tra trang 29 ‘ tài liệu hướng dẫn và các số liệu tra cứu dùng cho thiết kế của ngành nhiệt’ Zn= 20*106 *400*1,5 = 12*109 (đ) Đồ án môn học Nhà Máy Điện
+ Chi phí công việc chung và tổn thất khác Zc= α*(Zk+Zn) α: hệ số công việc chung α= 0,25 Zc= 0,25*(10,498*109+10,4*109) =5,224*109 Phí tổn vận hành hàng năm của tuabin ZpA2= Zb + Zk + Zn + Zc = (283,651 + 12,59+ 12 +5,224)*109=314,839*109 (đ) 1.3 Chọn phương án: - ZpA1 =306*109 (đ) - ZpA2 =314,839*109 (đ) Vậy ta thấy: ZpA1
Thông số tuabin: Loại tuabin K – 100 90 Nhà máy chế tạo M3 Công suất định mức 100 Số tầng cánh 12 (5 x2) Áp lực hơi mới (ata) 90 Nhiệt độ hơi mới [oC] 500 Áp lực hơi thoát [ata] 0,0033 Số cửa trích không điếu chỉnh 5 Lưu lượng hơi cực đại qua phần cao 405 áp [t/h] Lưu lượng hơi cực đại qua phần hạ 298 áp [t/h] Suất tiêu hao khi đóng các cửa trích 3,37 hồi nhiệt [kg/kW.h] Loại bình ngưng 100KцC2 Bề mặt làm mát bình ngưng [m2] 3000x2 Đồ án môn học Nhà Máy Điện
Thông số lò hơi: Loại lò hơi TП80 Năng suất lò hơi [t/h] 120 Áp lực hơi quá nhiệt [bar] 140 Nhiệt độ hơi quá nhiệt [oC] 570 Loại nhiên liệu Than đá khô Đối với loại tuabin K10090 ta tra bảng đặc tính làm việc hệ thống hồi nhiệt của tuabin ngưng hơi khi chế độ định mức, ta xác định được thông số của các cửa trích gia nhiệt hồi nhiệt dùng cho loại tuabin (K10090) như sau: Thông số của các cửa trích gia nhiệt hồi nhiệt ở chế độ làm việc định mức: Chọn các bình gia nhiệt Các bình gia nhiệt được chọn theo loại của tuabin nên theo bảng thông số bình gia nhiệt trang 99 ‘tài liệu hướng dẫn và các số liệu tra cứu dùng cho thiết kế của ngành nhiệt’ ta được loại bình gia nhiệt với thông số trong bảng sau: Đồ án môn học Nhà Máy Điện
Hơi Nước ngưng Loại nóng STT bình gia nhiệt P(bar) T(0C) Dr(t/h) Tk1(0C) Tk2(0C) Dr(t/h) 1 ПB_480/230N03 31,2 404 17,7 202 226 362 2 ПB_480/230N02 19,5 346 16,2 178 202 363 3 ПB_480/230N01 11,55 294 8,7 158 178 363 4 ПH2001 4,81 194 17,2 113 142 308,6 5 ПH2001 2,02 119 14,8 86 113 308,6 Các bình gia nhiệt hồi nhiệt này là các bình gia nhiệt kiểu bề mặt với độ gia nhiệt thiếu đã cho trong bảng số liệu đầu bài ta sắp xếp các bình gia nhiệt cao áp và hạ áp theo số thứ tự như trên bảng .Như vậy ta chọn sơ đồ tận dụng nước đọng như sau: Nước đọng trong bình gia nhiệt hạ áp được đưa trực tiếp tới điểm hỗn hợp đặt sau bình gia nhiệt và đặt trước bình ngưng. Đồ án môn học Nhà Máy Điện
1.4.1. Chọn bình khử khí Nước cấp bình khử khí được tính với khả năng nước vào bình lớn nhất đối với sơ đồ thường đặt một hoặc hai bình khử khí với nhà máy điện không lớn thì phải lựa chọn có bình dự phòng bình chính cần tu bổ sứa chữa. Thể tích bình khử khí được tính dự trữ được trong khoảng thời gian 5 phút với nhà máy điện khối và trước 10 phút với nhà máy điện không khối khi làm việc với phụ tải cực đại. D0= 405 (t/h) Lượng dự chữ nước trong 5 phút Gkk>Gmax= 405*5/60 =33,75 (tấn) Tra bảng 107 ta chọn bình khử khí với thông số kỹ thuật sau: Năng suất Thông số Áp lực Trọng lượng định mức bình Loại bình [t/h] [kg] [ata] khử khí Pdm(ata) Tdm(oC) ПC225 225 5 160 6 4480 1.4.2 Chọn bơm cấp Bơm cấp là loại thiết bị quan trọng trong nhà máy điện tuabin hơi chọn sao cho cấp đủ nước ở công suất cực đại với độ dự trữ nước không nhỏ hơn 5% Dbc > DTBH + 5% DTBH = 450 + 5%*450 =425,25 [t/h] Đồ án môn học Nhà Máy Điện
Dùng bơm cấp chạy bằng điện đặt một bơm làm việc và một bơm dự trữ mỗi chiếc có công suất lưu lượng toàn bộ. Xác định cột áp bơm cấp. Áp lực đầu đẩy. Đối với lò bao hơi tuần hoàn tự nhiên và mắc bơm sau bình cấp khử khí: Pđ=Pbhm +Hd*δd*g*106 + Ptlđ (MPA) Trong đó:Pđ là áp lực đầu đẩy bơm cấp. Pbhm = (1,05 1,08)Pbh: áp lực lớn nhất cho phép rong bao hơi tính đến làm việc của các van an toàn. Chọn Pbhm= 1,05 Pbh Pbh: là áp lực bao hơi Hđ: chiều cao đầu đẩy khoảng cách từ tâm trục bơm đến mức nước trong bao hơi. δd: khối lượng riêng trung bình của nước cấp. Ptlđ: Trở lực cua thiết bị ở đầu đẩy Ptlđ = 1(ata) Pđ = 1,05*140*0,981 + 17*1,1* 0,981* 103 + 0,981=145,206 (bar) áp lực đầu hút Đồ án môn học Nhà Máy Điện
Ph=Pkk +Hh*δh*g*106 + Ptlh (MPA) Trong đó:Ph là áp lực đầu hút bơm cấp. Pkk = áp lực định mức bình khử khí Chọn Pbhm= 1,05 Pbh Pbh: là áp lực bao hơi Hh: độ cao dâng nước từ trục bơm cấp đến mức nước trong bình khử khí. δd: khối lượng riêng trung bình của nước cấp. Ptlh: Trở kháng thủy lực của đường ống. Ph=8*0,98+8*0,98*1,1*103*0,98*1061,1*0,98 = 6,7855 (bar) Áp lực của ống bơm cấp là: Pb= Pd – Ph =138,331 (bar) =138,331 (MPA) Chọn bơm cấp là Đồ án môn học Nhà Máy Điện
Sơ đồ mắc bơm cấp vào mạng đường bơm Chọn bơm cấp có đặc tính kỹ thuật sau: Loại bơm Năng Độ chênh Tốc độ Công suất động Nhiệt độ suất cột áp vòng cơ kéo bơm nước [oC] [m3/h] [mH2O] quay (MW) Пɜ_500_18 500 180 2900 3,15 160 0 Đồ án môn học Nhà Máy Điện