LỜI NÓI ĐẦU
Đất nước ta đang trong giai đoạn phát triển mạnh mẽ trên mọi lĩnh vực, từng
bước hiện đại hoá với mục tiêu đưa đất nước trở thành một nước công nghiệp theo
định hướng của Đảng và Nhà nước. Trong tiến trình công nghiệp hoá và hiện đại hoá
đất nước, việc phát triển công nghiệp được đặt lên hàng đầu. Để làm được điều đó
chúng ta cần phải phát triển các ngành công nghiệp mũi nhọn trong đó có ngành điện.
Việc phát triển ngành điện cần phải đi trước một bước vì nó là cơ sở cho sự phát triển
của các ngành công nghiệp khác cũng như đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của toàn xã
hội.
Hiện nay điện năng ở nước ta chủ yếu được sản suất ở các nhà máy thuỷ điện
và các nhà máy nhiệt điện. Nhưng các nhà máy thuỷ điện của chúng ta có công suất
phụ thuộc vào mùa do bị chi phối bởi yếu tố từ thiên nhiên. Nhà máy nhiệt điện có thể
khắc phục được hạn chế trên. Từ đó có thể nhận thấy nếu chúng ta muốn có một an
ninh năng lượng tốt, một sự phát triển bền vững thì việc phát triển nhiệt điện là tính tất
yếu khách quan.
Ý thức được điều này nên khi nhận được đề tài “Thiết kế nhà máy nhiệt điện
công suất 300MW, nối với hệ thống và khử khí nước cấp trong nhà máy nhiệt điện”.
Với sự cố gắng của bản thân cùng sự tận tình giúp đỡ của thầy TS. ......................., em
đã hoàn thành việc thiết kế sơ bộ nhà máy nhiệt điện ngưng hơi trên. Do thời gian hạn
hẹp cùng những hạn chế về nhận thức nên đồ án không tránh khỏi những sai sót, rất
mong được các thầy đóng góp ý kiến để em có thể hoàn thiện đồ án hơn nữa.
Ngày 2 tháng 12 năm 2017


LỜI CẢM ƠN
Sau một thời gian học tập và nghiên cứu, em đã hoàn thành Đồ án tốt nghiệp
của mình. Đây là kết quả của sự nỗ lực, cố gắng, làm việc khẩn trương và nghiêm túc
của bản thân tuy nhiên sẽ không có được kết quả này nếu không được sự giúp đỡ của
Khoa Công Nghệ Năng Lượng, các thầy giáo, cô giáo, các bạn,..
Vì vậy em xin phép được cảm ơn:
Khoa Công Nghệ Năng Lượng – Trường Đại học Điện lực đã tạo mọi điều kiện thuận

lợi cho em trong quá trình học tập và nghiên cứu.
Sự giúp đỡ tận tình của Ban lãnh đạo Công ty, các bác, các chú, các anh trong phân
xưởng hóa nhà máy Nhiệt Điện Phả Lại I.
Đặc biệt, em xin được gửi tới thầy giáo: TS. ....................... lòng biết ơn sâu sắc nhất.
Thầy đã hết lòng hướng dẫn, chỉ bảo tận tình và giúp đỡ em hoàn thành đồ án này.

Sinh viên thực hiện


LỜI CAM ĐOAN
Đồ án này do em trực tiếp tính toán, thiết kế, nghiên cứu và đánh giá dưới sự
hướng dẫn của thầy giáo – TS. ........................
Em chỉ sử dụng các tài liệu đã được liệt kê ở phần “Tài liệu tham khảo”.


LỜI NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................

....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
Giảng viên hướng dẫn


LỜI NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................

....................................................................................................................................
Giảng viên phản biện


MỤC LỤC
PHẦN I:THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CÔNG SUẤT 300MW ............ 1
CHƯƠNG 1: CÁC PHƯƠNG ÁN ĐẶT TỔ MÁY VÀ CÔNG SUẤT ĐƠN VỊ 2
1.1

PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN LOẠI NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN .......... 2

1.2

CHỌN CÔNG SUẤT TỔ MÁY................................................................. 2

1.3 CÁC THÔNG SỐ CHÍNH CỦA TỔ MÁY .................................................. 2
CHƯƠNG 2: LẬP VÀ TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ NHIỆT NGUYÊN LÝ KHỐI K-10090 ................................................................................................................................ 3
2.1 CẤU TẠO CƠ BẢN VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA KHỐI
TUABIN ................................................................................................................. 4
2.2 XÂY DỰNG QUÁ TRÌNH DÃN NỞ CỦA HƠI TRONG TUABIN TRÊN
ĐỒ THỊ I-S ............................................................................................................ 7
2.3 LỰA CHỌN VÀ LẬP BẢNG THÔNG SỐ HƠI VÀ NƯỚC...................... 7
2.4. TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT VÀ CÂN BẰNG VẬT CHẤT CHO SƠ
ĐỒ NHIỆT NGUYÊN LÝ .................................................................................. 12
2.4.1 Tính toán cân bằng bình phân ly .......................................................... 12
2.4.2. Tính toán cân bằng bình gia nhiệt nước bổ sung................................ 14
2.4.3 Tính toán cân bằng bình gia nhiệt cao áp số 8 ..................................... 15
2.4.4 Tính toán cân bằng bình gia nhiệt cao áp số 7 ..................................... 16
2.4.5 Xác định sơ bộ độ gia nhiệt của bơm cấp cho nước cấp .................... 17
2.4.6. Tính toán cân bằng bình gia nhiệt cao áp số 6 .................................... 18

2.4.7. Tính toán cân bằng bình khử khí ......................................................... 19
2.4.8. Tính toán cân bằng bình gia nhiệt hạ áp số 5 ..................................... 20
2.4.9. Tính toán cân bằng bình gia nhiệt hạ áp số 4 và 3 ............................. 21
2.4.10. Tính toán cân bằng bình gia nhiệt hạ áp số 2 ................................... 23
2.4.11. Xác định độ gia nhiệt qua bơm ngưng và qua ejector ..................... 24
2.4.12. Tính toán cân bằng bình gia nhiệt hạ áp số 1 ................................... 25
2.4.13. Tính toán kiểm tra cân bằng cho bình ngưng ................................... 26
2.4.14. Tính toán kiểm tra cân bằng công suất ............................................. 28
2.5. XÁC ĐỊNH CHỈ TIÊU KINH TẾ - KỸ THUẬT CỦA TỔ MÁY........... 30
2.5.1. Tiêu hao hơi vào tuabin ......................................................................... 30
2.5.2. Suất tiêu hao hơi cho tuabin ................................................................. 30
2.5.3. Tiêu hao nhiệt cho thiết bị tuabin ........................................................ 30


2.5.4. Suất tiêu hao nhiệt cho thiết bị tuabin ................................................. 30
2.5.5. Tiêu hao nhiệt cho lò hơi ....................................................................... 30
2.5.6. Suất tiêu hao nhiệt lò hơi....................................................................... 31
2.5.7. Tiêu hao nhiệt cho toàn tổ máy ............................................................ 31
2.5.8. Suất tiêu hao nhiệt cho toàn tổ máy ..................................................... 31
2.5.9. Hiệu suất truyền tải môi chất trong nhà máy ..................................... 31
2.5.10. Hiệu suất của thiết bị tuabin ............................................................... 31
2.5.11. Hiệu suất của toàn tổ máy ................................................................... 31
2.5.12. Tiêu hao nhiên liệu cho toàn tổ máy trong nhà máy ........................ 31
2.5.13. Suất tiêu hao nhiên liệu tiêu chuẩn cho toàn tổ máy ........................ 31
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ CHÍNH .................. 33
3.1. TÍNH TOÁN LỰA CHỌN THIẾT BỊ GIAN MÁY ................................. 33
3.1.1. Tính chọn bơm cấp ................................................................................ 33
3.1.2. Tính chọn bơm ngưng ........................................................................... 34
3.1.3. Tính chọn bơm tuần hoàn ..................................................................... 37
3.1.4 Tính chọn bơm ngưng ............................................................................ 40

3.1.5 Tính chọn bơm nước đọng ..................................................................... 43
3.1.6

Tính chọn bình khử khí ..................................................................... 44

3.1.7

Tính chọn bình gia nhiệt cao áp ........................................................ 46

3.1.8 Tính chọn bình gia nhiệt hạ áp 5, 4. ..................................................... 48
3.1.9 Tính chọn bình gia nhiệt hạ áp 3, 2 và 1. ............................................. 49
3.2 TÍNH TOÁN LỰA CHỌN THIẾT BỊ GIAN LÒ ...................................... 50
3.2.1 Tính toán lựa chọn lò hơi ....................................................................... 50
3.2.2 Chọn hệ thống chuẩn bị nhiên liệu........................................................ 52
CHƯƠNG 4: SƠ ĐỒ NHIỆT CHI TIẾT VÀ BỐ TRÍ TOÀN NHÀ MÁY ...... 68
4.1. BỐ TRÍ NGÔI NHÀ CHÍNH ...................................................................... 68
4.1.1. Gian máy ................................................................................................. 68
4.1.2. Gian trung gian ...................................................................................... 69
4.1.3. Gian lò hơi .............................................................................................. 69
4.2. BỐ TRÍ CÁC THIẾT BỊ KHÁC ................................................................ 70
4.2.1. Phân xưởng cung cấp nhiên liệu........................................................... 70
4.2.2. Phân xưởng thủy lực.............................................................................. 70


4.2.3. Trạm thải tro xỉ và thiết bị khử bụi ..................................................... 71
PHẦN II: KHỬ KHÍ NƯỚC CẤP TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ........... 72
CHƯƠNG 5: CÁC CƠ SỞ VẬT LÝ CỦA QUÁ TRÌNH KHỬ KHÍ NƯỚC CẤP
.................................................................................................................................. 73
A. NGUYÊN LÝ KHỬ KHÍ ............................................................................... 73
5.1 TÍNH HOÀ TAN CỦA CÁC LOẠI KHÍ TRONG NƯỚC ................... 73

5.2 CÁC QUÁ TRÌNH CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT CHẤT TRÊN
NGƯỠNG HAI PHA ....................................................................................... 75
5.3 NHỮNG YÊU CẦU ĐỐI VỚI BÌNH KHỬ KHÍ VÀ SƠ ĐỒ TỐI ƯU
CỦA BÌNH KHỬ KHÍ .................................................................................... 78
CHƯƠNG 6: KẾT CẤU CỦA BÌNH KHỬ KHÍ BẰNG NHIỆT VÀ TÍNH TOÁN
.................................................................................................................................. 80
6.1 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ KHỬ KHÍ ................................................................ 80
6.2 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HIỆU SUẤT KHỬ KHÍ .................. 83
6.3 CẤU TẠO MỘT SỐ LOẠI BÌNH KHỬ KHÍ ............................................ 84
6.4 TÍNH TOÁN NHIỆT VÀ VẬT CHẤT TRONG BÌNH KHỬ KHÍ ......... 89
CHƯƠNG 7:NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG, CẤU TẠO VÀ SƠ ĐỒ ĐẤU NỐI
CỦA BÌNH KHỬ KHÍ Ở NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN PHẢ LẠI 1 ..................... 91
7.1 THÔNG SỐ KĨ THUẬT ............................................................................... 91
7.2 CẤU TẠO ...................................................................................................... 92
7.3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA BÌNH KHỬ KHÍ ............................... 92
7.4 SƠ ĐỒ ĐẤU NỐI BÌNH KHỬ KHÍ TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN93
7.5 CÁCH ĐO NỒNG ĐỘ OXI CÒN LẠI TRONG NƯỚC .......................... 94
7.6 CÁCH XỬ LÝ KHI NỒNG ĐỘ OXI CÒN LẠI TRONG NƯỚC VƯỢT
QUÁ TIÊU CHUẨN CHO PHÉP...................................................................... 95
CHƯƠNG 8: SƠ ĐỒ ĐẤU NỐI BÌNH KHỬ KHÍ TRONG NHÀ MÁY NHIỆT
ĐIỆN ........................................................................................................................ 97
CHƯƠNG 9: VIỆC KHỬ KHÍ NƯỚC TRONG BÌNH NGƯNG Ở NHÀ MÁY
NHIỆT ĐIỆN ........................................................................................................ 101
PHẦN PHỤ LỤC .................................................................................................. 106
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................... 111


CÁC CHỮ VIẾT TẮT
BGN


Bình gia nhiệt

LMEJ

Làm mát ejectơ

BGNCA Bình gia nhiệt cao áp

LMHC Làm mát hơi chèn

BGNHA Bình gia nhiệt hạ áp

NMĐ

BGNNBS Bình gia nhiệt nước bổ sung

NMNĐ Nhà máy nhiệt điện

Nhà máy điện

BH

Bao hơi

TTNĐ

Trung tâm nhiệt điện

HN


Hâm nước

SĐNCT Sơ đồ nhiệt chi tiết

HTT

Hộ tiêu thụ

SĐNNL Sơ đồ nhiệt nguyên lý

KK

Khử khí

TB

LH

Lò hơi

Tuabin

CÁC KÍ HIỆU
B

Tiêu hao nhiên liệu

[kg/s]

b


Suất tiêu hao nhiên liệu

[kg/kWh]

D

Tiêu hao hơi, lượng hơi mới, sản lượng hơi

[kg/s]

d

Đường kính ống

[mm]

d0

Suất tiêu hao hơi

[kg/kWh]

H

Cột áp, sức ép

[mmH2O]

i


Entanpy

[kJ/kg]

k

Hệ số truyền nhiệt đường ống

[W/m2.K]

N

Công suất điện của tổ máy, của nhà máy

[MW]

p

Áp suất

[at],[bar]

Q

Tiêu hao nhiệt, công suất nhiệt

[kW],[W]

q


Suất tiêu hao nhiệt

[kJ/kWh]

t

Nhiệt độ

[0K],[0C]

α

Hệ số không khí thừa

ω

Tốc độ môi chất

[m/s]


PHẦN I:THIẾT KẾ NHÀ MÁY
NHIỆT ĐIỆNCÔNG SUẤT 300MW


CHƯƠNG 1: CÁC PHƯƠNG ÁN ĐẶT TỔ MÁY VÀ CÔNG SUẤT
ĐƠN VỊ
PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN LOẠI NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN


1.1

Theo yêu cầu bài ra: Thiết kế một nhà máy nhiệt điện đốt than có công suất
300MW, nối với hệ thống. Do đó ta có thể đưa ra phương án lựa chọn là: Thiết kế
nhà máy nhiệt điện tuabin ngưng hơi.
1.2

CHỌN CÔNG SUẤT TỔ MÁY
Theo yêu cầu đề bài: Thiết kế nhà máy nhiệt điện có công suất 300MW với

các số liệu ban đầu như sau:
αxa= 0,011; αch= 0,006 ; αrr= 0,011; αej= 0,008
Thông thường khi chọn số tổ máy phải đề ra nhiều phương án khác nhau. Để
so sánh chính xác chúng ta phải so sánh các chỉ tiêu về mặt kinh tế và kỹ thuật của
các phương án đó. So sánh về mặt kỹ thuật để đánh giá các chỉ tiêu kỹ thuật sơ bộ,
đồng thời phải đảm bảo cung cấp điện năng trong điều kiện có thể xảy ra sự cố. Vì
kiến thức của em còn hạn chế không nắm bắt được giá cả của các thiết bị trên thị
trường, vốn đầu tư, chi phí vận hành hằng năm. Nên không đưa ra được các phương
án so sánh về mặt kinh tế, ở đây chỉ xin trình bày một số phương án lựa chọn về mặt
kỹ thuật từ đó em quyết định lựa chọn phương án:
Nhà máy nhiệt điện ngưng hơi chia thành 3 khối độc lập, mỗi khối có công suất 100
MW bao gồm 1 lò hơi và 1 tuabin ngưng hơi.
1.3 CÁC THÔNG SỐ CHÍNH CỦA TỔ MÁY
Bảng 1:Đặc tính kỹ thuật của tuabin K-100-90:
STT

Đặc tính kỹ thuật tuabin

K-100-90


1

Công suất định mức [MW]

100

2

Áp suất hơi mới

[at]

90

3

Nhiệt độ hơi mới

[0C]

535

4

Số xilanh

2

5


Số tầng

20+ (5x2)

6

Số cửa trích

8


217

[0C]

Nhiệt độ nước cấp

7

2

Số bình ngưng

8

Bảng 2: Thông số hơi từ các cửa trích tới các bình gia nhiệt, bình khử khí.
Cửa

Trích hơi cho BGN,


Trích sau

Áp suất

Nhiệt độ

trích

BKK

tầng thứ

[𝑎𝑡 ]

[℃ ]

[𝑡/ℎ]

1

BGNCA 8

7

29,3

394

18


2

BGNCA 7

10

18,6

336

16

3

BGNCA 6 & BKK

13

10,8/6

274

6/16

4

BGNHA 5

18


3,7

165

12

5

BGNHA 4

20

2,0

120

15

6

BGNHA 3

22

0,73

91

7


7

BGNHA 2

23

0,39

75

8

8

BGNHA 1

24

0,16

55

9

Số lượng

số

Nhà máy bao gồm 3 tổ máy, mỗi tổ có công suất 100 MW. Mỗi tổ máy có 1 lò bao
hơi tuần hoàn tự nhiên cung cấp hơi. Sử dụng 1 cấp phân ly nước xả và 1 bình khử

khí.
Dùng sơ đồ phân ly nước xả lò sẽ tận dụng được lượng nhiệt, lượng hơi nước xả của
lò, làm giảm tổn thất nhiệt trong lò hơi và tăng hiệu suất của chu trình nhiệt. Hơi
sau khi phân ly được đưa vào bình khử khí, nước còn lại được đưa vào bình gia
nhiệt nước bổ sung để gia nhiệt cho nước bổ sung sau đó được thải ra ngoài theo
đường kênh thải.

CHƯƠNG 2: LẬP VÀ TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ NHIỆT NGUYÊN LÝ
KHỐI K-100-90


2.1 CẤU TẠO CƠ BẢN VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA KHỐI
TUABIN
Khối tổ máy K-100-90 gồm có một tuabin 100 MW và 1 lò hơi có bao hơi
tuần hoàn tự nhiên.
Hơi mới áp suất cao có thông số là: p0= 90 at, t0= 535 0C được đưa vào
tuabin. Sau khi giãn nở sinh công trong 1 số tầng cánh, một phần hơi được trích để
gia nhiệt nước cấp. Sau đó dòng hơi sau khi đã sinh công đi về phía bình ngưng.
Tuabin K-100-90 có 8 cửa trích gia nhiệt hồi nhiệt cho 8 bình gia nhiệt và 1
bình khử khí.
-

Cửa trích số 1 trích hơi từ tầng thứ 7 cấp hơi cho BGNCA số 8.

- Cửa trích số 2 trích hơi từ tầng thứ 10 cấp hơi cho BGNCA số 7.
-

Cửa trích số 3 trích hơi từ tầng thứ 13 cấp hơi cho BGNCA số 6 và BKK.

-


Cửa trích số 4 trích hơi từ tầng thứ 18 cấp hơi cho BGNHA số 5.

-

Cửa trích số 5 trích hơi từ tầng thứ 20 cấp hơi cho BGNHA số 4.

-

Cửa trích số 6 trích hơi từ tầng thứ 22 cấp hơi cho BGNHA số 3.

-

Cửa trích số 7 trích hơi từ tầng thứ 23 cấp hơi cho BGNHA số 2.

-

Cửa trích số 8 trích hơi từ tầng thứ 24 cấp hơi cho BGNHA số 1.

Nước ngưng ở bình ngưng được bơm nước ngưng bơm qua 5 BGNHA lên
BKK. Tại đây nước được khử các khí hoà tan. Sau khi ra khỏi BKK, nước cấp
(trong đó có cả thành phần nước bổ sung do tổn thất) được đẩy qua 3 BGNCA và
được đưa vào lò.
Sử dụng sơ đồ dồn cấp nước đọng. Nước đọng từ BGNCA số 8 được dồn về
BGNCA số 7, sau đó dồn về BGNCA số 6. Toàn bộ nước đọng được dồn về BKK.
Nước đọng từ BGNHA số 5 được dồn về BGNHA số 4 sau đó tất cả dồnvề
BGNHA số 3. Sau đó nước đọng này được bơm nước đọng đưa trở lại đường nước
ngưng tại điểm hỗn hợp. Còn lại nước đọng của BGNHA 2, BGNHA 1 được đưa
trở về bình ngưng.
Để tận dụng nhiệt và hơi của nước xả lò, trong sơ đồ bố trí 1 bình phân ly

nước xả và 1 bình gia nhiệt nước bổ xung. Nước xả lò được đưa vào bình phân ly
nước xả có áp suất 7 at. Hơi ra khỏi bình phân ly nước xả được đưa vào bình khử
khí 6 at. Nước xả tiếp tục gia nhiệt cho nước bổ sung tiếp tục tận dụng nhiệt rồi mới


thải ra ngoài theo đường mương thải. Nước bổ sung sau khi được gia nhiệt tiếp tục
đưa vào bình khử khí.
Từ đây ta có sơ đồ nhiệt nguyên lý:


HA

CA

HA

LH

0,5ch
CA8

BKK
CA7

0,5ch

CA6
HA5

BC


HA4

HA3

HA2

HA1

ej

BN


2.2 XÂY DỰNG QUÁ TRÌNH DÃN NỞ CỦA HƠI TRONG TUABIN TRÊN ĐỒ
THỊ I-S
- Đồ thi i-s được xây dựng qua quá trình giãn nở của dòng hơi trong toàn bộ
tuabin bắt đầu từ điểm thông số hơi mới ở trước van stop đã cho bởi đặc tính
tuabin. Với áp suất po và nhiệt độ hơi mới to ta xác định được điểm O và entanpi
của điểm này là io.
-

Do hơi vào tuabin phải đi qua van stop bảo vệ tác động nhanh và các van điều
chỉnh lưu lượng nên sẽ bị tổn thất.Vì vậy, có điểm trạng thái hơi O’ là giao
điểm của đường đẳng entanpi (io’= io) và đường đẳng áp po’ = (0,95-0,97)po.

-

Vì đây là tuabin không có quá nhiệt trung gian nên dọc theo cửa trích của
tuabin từ đầu đến cuối,áp suất hơi và nhiệt độ hơi sẽ giảm dần.


-

Với tổ máy 100 MW nên có hai thân, quá trình chuyển thân tuabin có thể coi
như quấ trình đẳng entanpi; tổn thất áp suất chuyển thân lấy bằng (0,01-0,02)
lần áp suất ra khỏi thân.

-

Hơi sau khi giãn nở trong cụm tầng cuối cùng sẽ được dẫn vào bình ngưng. Hơi
thoát là hơi bão hòa ẩm có độ ẩm 𝑦𝑘 = 1 − 𝑥𝑘 . Để đảm bảo cho những tầng
cánh cuối làm việc trong vùng ẩm hiệu quả, an toàn và kéo dài tuổi thọ thì yk
vào khoảng 0,1-0,12. Nên chọn độ khô của hơi thoát vào bình ngưng vào
khoảng từ 0,92-0,96.

-

Áp suất tuyệt đối của hơi pk được duy trì trong bình ngưng càng nhỏ càng có lợi
về công suất. Ở Việt Nam thông thương chọn 𝑝𝑘 = 0,065 𝑎𝑡.

-

Nối các điểm nút được xác định với nhau ta được toàn bộ quá trình giãn nở của
dòng hơi trong tuabin trên giản đồ i-s. Độ dốc các đoạn giãn nở giữa các cụm
tầng của hai cửa trích liên tiếp nhau phản ánh chung về hiệu suất trong tương
đối của cụm tầng ấy.

2.3 LỰA CHỌN VÀ LẬP BẢNG THÔNG SỐ HƠI VÀ NƯỚC
- Áp suất p0 = 90at nên tra sổ tay ta có áp suất pbh =115at.
-


Độ gia nhiệt thiếu 𝜃: trong bình gia nhiệt hạ áp (BGNHA) lấy 2℃; bình gia
nhiệt cao áp (BGNCA) lấy 3℃.

-

Tổn thất áp suất từ cửa trích đến các bình gia nhiệt: chọn 7%.
Khi đó: 𝑝𝐵𝐺𝑁 = 0,93𝑝𝑡𝑟 .

-

Trở lực đường nước qua mỗi bình gia nhiệt cao áp: chọn ∆𝑝𝐵𝐺𝑁𝐶𝐴 = 3 𝑎𝑡.


-

Trở lực đường nước qua mỗi bình gia nhiệt hạ áp: chọn ∆𝑝𝐵𝐺𝑁𝐻𝐴 = 0,5 𝑎𝑡.

-

Trở lực đường nước qua bộ hâm nước: chọn ∆𝑝𝐻𝑁 = 3 𝑎𝑡.

-

Áp suất đường nước ngưng chính tại đầu ra đi vào bình khử khí ( BKK):
pra = pkk + 3 = 6 + 3 = 9 bar

-

Trở lực đường ống đầu đẩy: chọn ∆𝑝𝑡𝑙đ = 4 𝑎𝑡.


-

Trở lực đường ống đầu hút: chọn ∆𝑝𝑡𝑙ℎ = 4 𝑎𝑡.

-

Hiệu suất lò hơi: chọn sơ bộ η𝑙ℎ = 0,86.

-

Hiệu suất máy phát và hiệu suất cơ khí: Chọn ηg . ηm = 0,98.0,98.

-

Hiệu suất của BGNHA và BGNHCA: chọn là 0,98.

-

Để đảm bảo cho những tầng cánh cuối làm việc an toàn chọn sơ bộ độ khô của
hơi thoát khỏi tuabin xk = 0,92.

-

Các thông số áp suất 𝑝𝑡𝑟 và nhiệt độ 𝑡𝑡𝑟 hơi tại các cửa trích được cho theo

nhiệm vụ tính toán.


Đồ thị i-s



Bảng 2.1: Bảng thông số hơi và nước.

Thông số đường hơi
STT

Thiết
bị

𝑝𝑡𝑟

ptr

𝑡𝑡𝑟

[𝑎𝑡 ]

[bar]

[℃ ]

Thông số đường nước

𝑖𝑟

𝑝𝐵𝐺𝑁

𝑖𝐵𝐺𝑁


𝑡𝑏ℎ

𝑖𝑏ℎ

𝑡𝑛𝑟

𝑖𝑛𝑟

[𝑘𝐽

[𝑏𝑎𝑟]

[𝑘𝐽

[℃ ]

[𝑘𝐽

[℃ ]

[𝑘𝐽

/𝑘𝑔]

/𝑘𝑔]

/𝑘𝑔]

𝑝𝑛𝑟


𝜃

ηBGN

[𝑏𝑎𝑟]

/𝑘𝑔]

O

Tuabin

90

88,2

535

3476

-

-

-

-

-


-

-

-

-

O’

Tuabin

86,4

84,672

534

3476

-

-

-

-

-


-

-

-

-

1

CA8

29,3

28,714

394

3219

26,704

3219

229

985,4

226


971,5

119

3

0,98

2

CA7

18,6

18,228

336

3110

16,952

3110

206

879,6

203


866

121

3

0,98

3

CA6

10,8

10,584

274

2993

9,843

2993

180

763,2

177


750

123

3

0,98

4

KK

10,8

10,584

274

2993

5,88

2993

158

667,1

158


667,1

5,88

-

0,99

5

HA5

3,7

3,626

165

2788

3,372

2788

138

580,5

136


572

9

2

0,98


6

HA4

2,0

1,96

120

2707

1,823

2707

118

495,2

116


486,7

9,5

2

0,98

7

HA3

0,73

0,715

x= 0,97

2590

0,665

2615

89

372,7

87


364,3

10

2

0,98

8

HA2

0,39

0,382

x=0,955

2525

0,355

2541

74

309,7

72


301,3

10,5

2

0,98

9

HA1

0,16

0,157

x=0,932

2450

0,146

2491

54

226

52


217,7

11

2

0,98

10

BN

0,065

0,0637

𝑥 =0,92

2375

0,064

2375

37

156

-


-

11,5

2

-


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 khỏi thiết bị 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 93% của áp suất tại cửa
trích, coi tổn thất áp suất là 7%.
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.
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.

2.4. TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT VÀ CÂN BẰNG VẬT CHẤT CHO SƠ
ĐỒ NHIỆT NGUYÊN LÝ

2.4.1 Tính toán cân bằng bình phân ly


h

ih
xa

i'BH

BPL

bo '
xa
ixa

Hình 2.1:Sơ đồ bình phân ly.
Phương trình cân bằng nhiệt:
𝑏ỏ ′
′
𝛼𝑥ả . 𝑖𝐵𝐻
= 𝛼ℎ . 𝑖ℎ + 𝛼𝑥ả
. 𝑖𝑥ả (1)

Phương trình cân bằng vật chất:
𝑏ỏ
𝑏ỏ
𝛼𝑥ả = 𝛼ℎ + 𝛼𝑥ả
→ 𝛼𝑥ả
= 𝛼𝑥ả − 𝛼ℎ (2)


Thế (2) vào (1) và rút:
′
′
)
𝛼𝑥ả . (𝑖𝐵𝐻
− 𝑖𝑥ả
𝛼ℎ =
′
𝑖ℎ − 𝑖𝑥ả

-

Lưu lượng nước xả từ bao hơi vào: 𝛼𝑥ả = 0,011

-

Entanpi nước xả đi từ bao hơi vài:
′
Vì 𝑝𝐵𝐻 = 115 𝑏𝑎𝑟 → 𝑖𝐵𝐻
= 1470,7 𝑘𝐽/𝑘𝑔

-

Entanpi nước xả của bình phân ly:
′
Vì 𝑝𝐵𝑃𝐿 = 6,5 𝑎𝑡 → 𝑖𝑥ả
= 681 𝑘𝐽/𝑘𝑔

-


Entanpi hơi đi ra khỏi bình phân ly:
′
′′
′
). 𝑥
𝑖ℎ = 𝑖𝑥ả
+ (𝑖𝑥ả
− 𝑖𝑥ả
′′
Vì 𝑝𝐵𝑃𝐿 = 6,5 𝑎𝑡 → 𝑖𝑥ả
= 2759 𝑘𝐽/𝑘𝑔; chọn 𝑥 = 0,99

Nên: 𝑖ℎ = 681 + (2759 − 681). 0,99 = 2738 𝑘𝐽/𝑘𝑔
Thay số:
𝛼ℎ =

0,011. (1470,7 − 681)
= 0,004222994
2738 − 681


𝑏ỏ
→ 𝛼𝑥ả
= 0,011 − 0,004222994 = 0,006777006

2.4.2. Tính toán cân bằng bình gia nhiệt nước bổ sung

bo '
ixa

xa

bs

bs

ivbs

bo bo
xa
ixa

irbs

Hình 2.2:Sơ đồ bình gia nhiệt nước bổ sung
Phương trình cân bằng nhiệt:
𝑏ỏ
′
𝑏ỏ
𝑟
𝑣 )
). ɳ𝐺𝑁𝐵𝑆 (1)
𝛼𝑏𝑠 . (𝑖𝑏𝑠
− 𝑖𝑏𝑠
= 𝛼𝑥ả
. (𝑖𝑥ả
− 𝑖𝑥ả

Phương trình liên hệ giữa nhiệt độ ra của hai dòng nước là:
𝑏ỏ

𝑏ỏ
𝑟
𝑟 ( )
𝑖𝜃 = 𝑖𝑥ả
− 𝑖𝑏𝑠
→ 𝑖𝑥ả
= 𝑖𝜃 + 𝑖𝑏𝑠
2

Thế (2) vào (1) và rút:
𝑟
𝑖𝑏𝑠
=

𝑏ỏ
′
𝑣
𝛼𝑥ả
. (𝑖𝑥ả
− 𝑖𝜃 ). ɳ𝐺𝑁𝐵𝑆 + 𝛼𝑏𝑠 . 𝑖𝑏𝑠
𝑏ỏ
𝛼𝑥ả
. ɳ𝐺𝑁𝐵𝑆 + 𝛼𝑏𝑠

Ta có:
-

𝑏ỏ
Lưu lượng nước xả bỏ từ bình phân ly đi vào: 𝛼𝑥ả
= 0,006777006


-

Lưu lượng nước bổ sung:
𝑏ỏ
𝛼𝑏𝑠 = 0,01𝛼𝑐ℎ + 𝛼𝑟𝑟 + 𝛼𝑥ả

→ 𝛼𝑏𝑠 = 0,01.0,006 + 0,011 + 0,006777006 = 0,017837006
-

′
Entanpi nước xả từ bình phân ly đi vào: 𝑖𝑥ả
= 681 𝑘𝐽/𝑘𝑔

-

𝑣
Entanpi nước bổ sung vào: 𝑖𝑏𝑠
= 𝑐𝑝 . 𝑡𝑏𝑠 = 4,1868.30 = 125,6 𝑘𝐽/𝑘𝑔

-

Độ gia nhiệt nước khi đi qua BGNNBS: 𝑖𝜃 = 𝜃. 𝑐𝑝 = 15.4,1868 = 62,8 𝑘𝐽/𝑘𝑔

-

Hiệu suất của BGNNBS: chọn ɳ𝐺𝑁𝐵𝑆 = 0,97

Thay số:



𝑟
𝑖𝑏𝑠
=

0,006777006. (681 − 62,8). 0,97 + 0,017837006
= 167,2 𝑘𝐽/𝑘𝑔
0,006777006.0,97 + 0,017837006
𝑟
→ 𝑡𝑏𝑠
= 63,5℃
𝑏ỏ
𝑏ỏ
→ 𝑖𝑥ả
= 167,2 + 62,8 = 230 𝑘𝐽/𝑘𝑔 → 𝑡𝑥ả
= 78,5℃

2.4.3 Tính toán cân bằng bình gia nhiệt cao áp số 8

1
i1

1/2ch

ich

nc

nc


r
iCA8

v
iCA8

1*

i1'
Hình 2.3: Sơ đồ bình gia nhiệt cao áp 8
Phương trình cân bằng nhiệt:
1
𝑣 )
𝑟
[𝛼1 . (𝑖1 − 𝑖1′ ) + 𝛼𝑛𝑐 . (𝑖𝑐ℎ − 𝑖1′ )] . ɳ𝐶𝐴8 = 𝛼𝑛𝑐 . (𝑖𝐶𝐴8
− 𝑖𝐶𝐴8
2
1

→ 𝛼1 =

𝑣 )
𝑟
𝛼𝑛𝑐 . (𝑖𝐶𝐴8
− 𝑖𝐶𝐴8
− . 𝛼𝑐ℎ . (𝑖𝑐ℎ − 𝑖1′ ). ɳ𝐶𝐴8
2

(𝑖1 − 𝑖1′ ). ɳ𝐶𝐴8


Ta có:
-

Lưu lượng hơi chèn: 𝛼𝑐ℎ = 0,006

-

Lưu lượng nước cấp:
𝛼𝑛𝑐 = 1 + 𝛼𝑐ℎ + 𝛼𝑟𝑟 + 𝛼𝑒𝑗 + 𝛼𝑥ả
→ 𝛼𝑛𝑐 = 1 + 0,006 + 0,011 + 0,008 + 0,011 = 1,036

-

Entanpi hơi chèn vào bình: 𝑖𝑐ℎ = 𝑖0 − 100 = 3476 − 100 = 3376 𝑘𝐽/𝑘𝑔

-

Entanpi hơi từ cửa trích đi vào bình: 𝑖1 = 3219 𝑘𝐽/𝑘𝑔

-

Entanpi nước đọng ra khỏi bình: 𝑖1′ = 985,4 𝑘𝐽/𝑘𝑔

-

𝑣
Entanpi nước cấp đi vào bình: 𝑖𝐶𝐴8
= 866 𝑘𝐽/𝑘𝑔

-


𝑟
Entanpi nước cấp ra khỏi bình: 𝑖𝐶𝐴8
= 971 ,5 𝑘𝐽/𝑘𝑔


-

Hiệu suất BGNCA 8: ɳ𝐶𝐴8 = 0,98

Thay số:
1

𝛼1 =

1,036. (971,5 − 866) − . 0,006. (3376 − 985,4). 0,98
2

(3219 − 985,4). 0,98

= 0,046721333

2.4.4 Tính toán cân bằng bình gia nhiệt cao áp số 7

2
i2
nc

nc


r
iCA7

v
iCA7

1*

*2

i1'

i'2

Hình 2.4: Sơ đồ bình gia nhiệt cao áp 7
Phương trình cân bằng nhiệt:
𝑣 )
𝑟
[𝛼2 . (𝑖2 − 𝑖2′ ) + 𝛼1∗ . (𝑖1′ − 𝑖2′ )]. ɳ𝐶𝐴7 = 𝛼𝑛𝑐 . (𝑖𝐶𝐴7
− 𝑖𝐶𝐴7
𝑣 )
𝑟
𝛼𝑛𝑐 . (𝑖𝐶𝐴7
− 𝑖𝐶𝐴7
− 𝛼1∗ . (𝑖1′ − 𝑖2′ ). ɳ𝐶𝐴7
→ 𝛼2 =
(𝑖2 − 𝑖2′ ). ɳ𝐶𝐴7

Ta có:
-


Lưu lượng nước cấp: 𝛼𝑛𝑐 = 1,036

-

Lưu lượng nước đọng dồn từ BGNCA8 về:
𝛼1∗ =

1
1
𝛼𝑐ℎ + 𝛼1 = . 0,006 + 0,046721333 = 0,049721333
2
2

-

Entanpi hơi từ cửa trích đi vào bình: 𝑖2 = 3110 𝑘𝐽/𝑘𝑔

-

Enatnpi nước đọng rút ra khỏi bình: 𝑖2′ = 879,6 𝑘𝐽/𝑘𝑔

-

Entanpi nước đọng dồn từ BGNCA8 về: 𝑖1′ = 985,4 𝑘𝐽/𝑘𝑔

-

𝑣
Entanpi nước cấp đi vào bình: 𝑖𝐶𝐴7

= 750 𝑘𝐽/𝑘𝑔

-

𝑟
Entanpi nước cấp ra khỏi bình: 𝑖𝐶𝐴7
= 866 𝑘𝐽/𝑘𝑔

-

Hiệu suất BGNCA7: ɳ𝐶𝐴7 = 0,98