Thiết kế nhà máy nhiệt điện 600MW

GVHD: TS .Trần Thanh Sơn

PHỤ LỤC
LỜI NÓI ĐẦU................................................................................................................... 4
CHƯƠNG 1....................................................................................................................... 5
ĐỀ XUẤT VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN...............................................................................5
1.1. Giới thiệu sơ lược về điện năng...............................................................................5
1.2. Sự cần thiết phải xây dựng nhà máy điện................................................................5
1.3. Vài nét về khí đồng hành.........................................................................................6
1.4. Địa điểm đặt nhà máy..............................................................................................7
1.5. Đề xuất và chọn phương án:....................................................................................8
1.5.1. Phương án 1: Đặt 3 tổ máy có công suất 200 MW...........................................8
1.5.2. Phương án 2: Đặt hai tổ máy có công suất 2 x 300MW....................................8
1.5.3. Phương án 3: Đặt 1 tổ máy có công suất 600MW............................................9
1.6. Tính chọn phương án:.............................................................................................9
1.6.1. Tính chi phí vận hành hằng năm......................................................................9
1.6.2. Chi phí cho nhiên liệu:...................................................................................10
1.6.3. Chi phí cho khấu trừ hao mòn và sữa chữa.....................................................10
1.6.4. Chi phí trả lương cho công nhân....................................................................10
CHƯƠNG 2 : XÂY DỰNG VÀ TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ NHIỆT NGUYÊN LÝ...............13
2.1. Xây dựng sơ đồ nhiệt nguyên lý của nhà máy.......................................................13
2.2. Các thông số hơi và nước trên đồ thị i - s biểu diễn quá trình làm việc của dòng
hơi trong tua bin...........................................................................................................16
2.3 Tính toán cân bằng nhiệt và cân bằng chất cho sơ đồ nhiệt nguyên lý...................20
2.3.1 Tính toán cân bằng cho bình phân ly và bình gia nhiệt nước bổ sung............20
2.3.1.2 Bình gia nhiệt nước bổ sung.........................................................................21
2.3.2 Tính cân bằng nhiệt cho các bình gia nhiệt......................................................22
2.3.3 Bình gia nhiệt cao áp 2 (BGNCA 2)................................................................23
2.3.4 Bình gia nhiệt cao áp 3 ( BGNCA 3)...............................................................26

2.3.5 Tính toán bình khử khí....................................................................................26
2.3.6 Bình gia nhiệt hạ áp số 4 (BGNHA 4)............................................................27
2.3.7 Tính cân bằng nhiệt cho BGNHA 5 và 6.........................................................28
2.3.8 Bình gia nhiệt hạ áp 7 (BGNHA 7)................................................................29
2.3.9 Tính kiểm tra cân bằng cho bình ngưng.........................................................30
2.3.10 Kiểm tra cân bằng công suất tuabin...............................................................30
2.3.11 Xác định các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của tổ máy.......................................31
CHƯƠNG 3: TÍNH CHỌN THIẾT BỊ NHÀ MÁY.........................................................34
SVTH: HUỲNH QUANG TƯƠNG- 15N1

Trang 1


Thiết kế nhà máy nhiệt điện 600MW

GVHD: TS .Trần Thanh Sơn

3.1. Lựa chọn thiết bị chính của nhà máy....................................................................34
3.2. Lựa chọn thiêt bị phụ............................................................................................34
3.2.1. Bơm nước cấp................................................................................................34
3.2.2. Bơm nước ngưng:...........................................................................................36
3.2.3. Bơm tuần hoàn...............................................................................................37
3.2.4. Bình ngưng.....................................................................................................39
3.2.5. Bơm nước đọng..............................................................................................41
3.2.6. Chọn ejectơ....................................................................................................42
3.2.7. Tính chọn bình khử khí và các bình gia nhiệt.................................................42
3.2.8. Quạt khói:.......................................................................................................51
3.2.9. Ống khói:........................................................................................................52
CHƯƠNG 4:


THUYẾT MINH SƠ ĐỒ NHIỆT CHI TIẾT.........................................54

4.1 Đường đi của hơi mới............................................................................................54
4.2 Đường hơi phụ.......................................................................................................54
4.2.1 Hơi trích cho các bình gia nhiệt.......................................................................54
4.2.2 Hơi cho ejector................................................................................................54
4.3 Đường nước ngưng............................................................................................54
4.4 Đường nước cấp.................................................................................................55
4.5 Đường nước đọng...............................................................................................55
4.6 Lò hơi................................................................................................................. 55
4.7 Tuabin................................................................................................................55
4.8 Bình ngưng.........................................................................................................56
4.9 Ejector................................................................................................................ 56
4.10 Bình gia nhiệt hạ áp..........................................................................................56
4.11 Bình khử khí.....................................................................................................56
4.12.Bình gia nhiệt cao áp........................................................................................56
4.13. Bơm nước ngưng.............................................................................................57
4.14.Bơm nước cấp..................................................................................................57
4.15 Bơm tuần hoàn.................................................................................................57
4.16 Bơm nước đọng................................................................................................57
CHƯƠNG 5:

THUYẾT MINH BỐ TRÍ NHÀ MÁY..................................................58

5.1 Những yêu cầu chính..............................................................................................58
5.2. Gian máy...............................................................................................................59
5.2.1 Bố trí dọc.........................................................................................................59
5.2.2. Bố trí ngang....................................................................................................59
5.2.3. Bố trí gian máy...............................................................................................59
SVTH: HUỲNH QUANG TƯƠNG- 15N1


Trang 2


Thiết kế nhà máy nhiệt điện 600MW

GVHD: TS .Trần Thanh Sơn

5.3. Gian khử khí..........................................................................................................60
5.4. Gian lò................................................................................................................... 60
CHƯƠNG 6:

THUYẾT MINH CUNG CẤP NHIÊN LIỆU.......................................61

6.1. Nhiên liệu: Khí đồng hành....................................................................................61
6.2. Thành phần và các đặc tính của khí tự nhiên và khí đồng hành.............................61
6.3. Quạt gió:................................................................................................................ 62
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................63

SVTH: HUỲNH QUANG TƯƠNG- 15N1

Trang 3


Thiết kế nhà máy nhiệt điện 600MW

GVHD: TS .Trần Thanh Sơn

CHƯƠNG 1
ĐỀ XUẤT VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN

1.1. Giới thiệu sơ lược về điện năng.
Năng lượng mà chủ yếu là điện năng đã trở thành một nhu cầu không thể thiếu
được trong sự phát triển kinh tế của mỗi quốc gia trên thế giới. Dựa vào khả năng sản
xuất và lượng tiêu thụ điện năng mà ta có thể đánh giá chung được sự phát triển ngành
công nghiệp nước đó. Điện năng được sản xuất ở nhiều nơi trên thế giới bằng nhiều cách
khác nhau như nhà máy thủy điện (NTĐ), nhà máy điện thủy triều, nhà máy điện địa
nhiệt, nhà máy điện nguyên tử (NNT), nhà máy phong điện, nhà máy điện dùng năng
lượng mặt trời,... Hiện nay phổ biến nhất là nhà máy nhiệt điện, ở đó nhiệt năng thoát ra
khi đốt các nhiên liệu hữu cơ (than, dầu, khí...) được biến đổi thành điện năng.
Trên thế giới điện năng được sản xuất từ nhà máy nhiệt điện chiếm khoảng 70%
điện năng thế giới, riêng ở nước ta lượng điện năng do các nhà máy nhiệt điện sản xuất ra
chiếm một tỷ lệ chủ yếu trong tổng số điện năng trên toàn quốc. Nhưng đối với mỗi quốc
gia trên thế giới thì việc sản xuất ra điện năng còn tùy thuộc vào nguồn năng lượng sẵn
có, điều kiện kinh tế và cũng như sự phát triển khoa học kỹ thuật.
1.2. Sự cần thiết phải xây dựng nhà máy điện.
Sau hòa bình lập lại năm 1945 chúng ta tiếp quản một số nhà máy điện cũ của thực
dân Pháp xây dựng trong thời gian xâm lược nước ta, các nhà máy này có công suất thực
tế khoảng 30.000KW. Các nhà máy này được xây dựng ở các thành phố và các khu mỏ,
với các công suất nhỏ, hiệu suất thấp và thiết bị loại cũ. Từ đó cho đến năm 1975 chúng
ta đã xây dựng thêm nhiều nhà máy điện nhưng công suất vẫn còn nhỏ, mặt khác cũng
trong thời gian đó do cuộc chiến tranh phá hoại ở miền Bắc bởi đế quốc Mỹ gây ra, cho
nên đa số các nhà máy điện đều bị oanh tạc và hư hỏng nặng. Hiện nay chúng ta có nhiều
nhà máy có công suất lớn hơn ngoài nhà máy nhiệt điện ra còn có các nhà máy thủy điện,
mặc dù vậy lượng điện năng sản xuất ra để cung cấp cho cả nước vẫn còn thiếu nhiều.
Trước sự phát triển như vũ bão của nền kinh tế thế giới, cũng như sự tiến bộ của
khoa học kỹ thuật. Đây là một vấn đề lớn mà mỗi quốc gia trên thế giới nói chung và
nước ta nói riêng cần có biện pháp giải quyết làm sao cho chúng ta không bị tụt hậu so
với các nước khác. Nhờ sự phát triển một cách vượt bậc của khoa học kỹ thuật, từ đó ta

SVTH: HUỲNH QUANG TƯƠNG- 15N1


Trang 4


Thiết kế nhà máy nhiệt điện 600MW

GVHD: TS .Trần Thanh Sơn

có thể áp dụng vào mà nâng cao các thông số làm việc và độ tin cậy làm việc của các
thiết bị, từ đó nâng cao hiệu suất của nhà máy điện.
Từ các vấn đề đó đòi hỏi mỗi sinh viên của Khoa Công Nghệ Nhiệt Điện - Lạnh
cần phải tìm hiểu nghiên cứu và làm quen với các thiết bị sản xuất ra điện năng để sau
này có thể tự thiết kế, vận hành, sửa chữa các thiết bị trong nhà máy nhiệt điện. Và cũng
để góp một phần trí tuệ vào công cuộc xây dựng đất nước ngày càng giàu mạnh, có uy
tín trên thế giới.
1.3. Vài nét về khí đồng hành.
Khí đồng hành (associated gas) là khí tự nhiên được tìm thấy cùng dầu thô, có thể
ở dạng hoà lẫn với dầu thô hoặc tạo thành không gian phía trên lớp dầu thô trong mỏ dầu.
Khí đồng hành khi được tách khỏi dầu thô là hỗn
hợp chủ yếu gồm etan (C2H6), propan (C3H8), butan
(C4H10) và pentan (C5H12). Ngoài ra còn những tạp chất
không mong muốn như nước, sunlfua hidro (H2S), CO2,
Helium (He), Nito (N2) và một số tạp chất khác.
Trong quá khứ loại khí này là thành phần không mong muốn và thường bị đốt bỏ.
Kể cả tới năm 2003, việc đốt bỏ vẫn ở khối lượng lớn, hàng ngày có đến 10-13 tỷ feet
khối trên toàn thế giới. Tuy nhiên, với tiến bộ của công nghệ, giá thành dầu thô và khí tự
nhiên tăng lên và các ứng dụng của khí tự nhiên trở nên phổ biến, khí đồng hành được tận
dụng và trở thành nguồn nguyên liệu mang lại hiệu quả cao. Năm 1947, ở Mỹ, hàng ngày
khoảng 3 tỷ feet khối khí đồng hành bị đốt bỏ; đến năm 2002, con số này giảm 13 lần
trong khi sản lượng khai thác cao hơn năm 1947. Nigeria là quốc gia có trữ lượng khí tự

nhiên rất lớn, chiếm 30% trữ lượng toàn Châu Phi. Tuy vậy 75% khí đồng hành ở các mỏ
dầu thường bị đốt bỏ một cách lãng phí. Chính phủ Nigeria đã ra một đạo luật quy định
đến năm 2008, khí đồng hành sẽ không bị đốt nữa, các hãng dầu khí có trách nhiệm lắp
đặt các thiết bị xử lý khí để tận dụng nguồn tài nguyên này .
* Các giải pháp sử dụng khí đồng hành:
-

Bơm ngược trở lại giếng dầu để thu hồi sau này khi có giải pháp kinh tế hơn

đồng thời duy trì áp lực giếng để dầu tiếp tục tự phun lên.
-

Chuyển hóa thành các sản phẩm khác (ví dụ metanol - CH3OH) để dễ chuyên

chở hơn.
-

Tách các tạp chất để có khí hóa lỏng tự nhiên rồi chuyển xuống bồn chứa

SVTH: HUỲNH QUANG TƯƠNG- 15N1

Trang 5


Thiết kế nhà máy nhiệt điện 600MW
-

GVHD: TS .Trần Thanh Sơn

Chuyến hóa thành các hợp chất (ví dụ metanol) làm nguyên liệu cho công


nghiệp hóa dầu.
-

Vận chuyển bằng đường ống tới nhà máy xử lý khí.

-

Và một giải pháp hiện nay rất có tiềm năng là dùng khí đồng hành làm nhiên

liệu đốt cho lò hơi nhằm tạo ra điện.
* Tình hình sử dụng khí đồng hành ở Việt Nam:
Ở Việt Nam, dầu thô được khai thác ở quy mô công nghiệp từ năm 1986 nhưng
khí đồng hành vẫn bị đốt bỏ ngay tại chổ cho đến năm 1997. Hình ảnh những ngọn lửa
rực sáng trên các dàn khoan trong đêm đã một thời là hình ảnh nổi tiếng và có phần tự
hào về ngành công nghiệp còn non trẻ của Việt Nam. Việc xử lý khí đồng hành với khối
lượng lớn cần một lượng máy móc đồ sộ mà điều kiện khai thác trên biển thì không cho
phép thực hiện. Giải pháp triệt để là đặp đường ống dẫn và đưa số khí đó vào bờ. Năm
1997 hệ thống xử lý khí đồng hành của Việt Nam bắt đầu vận hành, hằng năm đưa
khoảng 1 tỷ m3 vào bờ, cung cấp khí hóa lỏng, dung môi pha xăng, là nhiên liệu đốt cho
các nhà máy, trung tâm nhiệt điện.
1.4. Địa điểm đặt nhà máy.
Khí đồng hành thường được dẩn về từ các dàn khoan trên biển bằng ống dẫn khí. Do
đó khi thiết kế NMNĐ cần lưu ý vấn đề này, nên chọn vị trí của nhà máy sao cho hạn chế
chiều dài ống dẫn càng ngắn càng tốt.
- Gần nguồn cung cấp nước là một yêu cầu quan trọng khi lựa chọn địa điểm đặt nhà
máy nhiệt điện ngưng hơi, bởi vì lượng nước tiêu hao để làm lạnh hơi thoát rất lớn, do đó
nếu như phải đưa nước với khoảng cách xa và cao thì vốn đầu tư xây dựng và chi phí vận
hành rất đắt.
- Khi xây dựng nhà máy điện đòi hỏi có một mặt bằng lớn, cho nên phải có diện tích

và kích thước đầy đủ. Đối với nhà máy nhiệt điện ngưng hơi đốt bằng nhiên liệu rắn thì
cần phải có một khu vực ở gần nhà máy để chứa than, thu nhận tro và xỉ, khu vực nhà ở
của công nhân và cán bộ kỹ thuật cũng được xây dựng không xa nhà máy nhưng mà phải
bảo đảm có môi trường trong sạch. Địa hình diện tích phải bằng phẳng, độ dốc, tuyến
đường nối từ đường sắt và ôtô chính tới nhà máy phải thuận lợi, khoảng cách đó không
xa nhà máy.
- Ở nước ta, khí đồng hành phân bố chủ yếu ở bể Cửu Long với trữ lượng 58,4 tỉ
m3 (15%) tập trung trong các mỏ dầu lớn: Bạch Hổ, Rạng Đông, Hồng Ngọc và các mỏ
SVTH: HUỲNH QUANG TƯƠNG- 15N1

Trang 6


Thiết kế nhà máy nhiệt điện 600MW

GVHD: TS .Trần Thanh Sơn

dầu – khí: Emerald, Sư Tử Trắng. Ngoài ra một lượng khí đồng hành rất nhỏ (3%) còn
phân bố trong các mỏ khí – dầu như: Bunga Kekwa – Cái Nước, Bunga Raya thuộc về
Malay – Thổ Chu.
1.5. Đề xuất và chọn phương án:
Với đề tài “ thiết kế nhà máy nhiệt điện công suất 600 MW đốt khí đồng hành ” ta có
thể có nhiều phương án, qua đó chọn ra một phương án tối ưu nhất.
1.5.1. Phương án 1: Đặt 3 tổ máy có công suất 200 MW
Việc đặt 3 tổ máy như vậy sẽ chiếm khá lớn về tổng mặt bằng diện tích, do việc bố trí
nhiều thiết bị cho mỗi tổ máy. Mặt khác do có nhiều tổ máy vận hành nên cần phải có
nhiều công nhân, cán bộ kỹ thuật vận hành dẫn đến chí phí cho việc trả lương nhân viên
tăng lên.
Chi phí bảo dưởng các thiết bị hàng năm tăng và chi phí cho việc xây dựng giao thông
(đường xe chạy, đường sắt) cũng như giá tiền nhiên liệu tăng lên do phải có thêm các hệ

thống xử lý, chưng cất và hệ thống xử lý khói thải ra môi trường theo đúng tiêu chuẩn.
Với 3 tổ máy thì khả năng vận hành và bảo đảm cho việc cung cấp đủ điện năng lên
mạng lưới điện, nếu một trong 3 tổ máy bị hư hỏng thì còn có 2 tổ máy còn lại chạy tăng
công suất lên một chút để kịp thời sửa chữa. Việc điều chỉnh phụ tải dễ dàng dẫn đến tự
động hóa cao, khả năng thay thế các thiết bị trong nhà máy khi có hư hỏng thì dễ dàng do
các thiết bị đều có cùng kích cỡ.
Gọi K1 là chi phí vốn đầu tư ban đầu của phương án 1.
S1 là phí tổn vận hành hằng năm của phương án 1.
1.5.2. Phương án 2: Đặt hai tổ máy có công suất 2 x 300MW.
Theo phương án này thì ta có 2 tổ máy như vậy thì mặt bằng phân bố các thiết bị sẽ
chiếm diện tích ít hơn phương án 1, nên tổng mặt bằng của cả nhà máy cũng nhỏ hơn so
với phương án trên. Ở phương án này có đến hai tổ máy cùng vận hành nên cần phải có
nhiều công nhân, cán bộ kỹ thuật vận hành dẫn đến chí phí cho việc trả lương nhân viên
tăng lên.
Chi phí bảo dưởng các thiết bị hàng năm tăng và chi phí cho việc xây dựng giao thông
(đường xe chạy, đường ống dẫn khí đồng hành,..) cũng như tốn chi phí cho hệ thống xử
lý khói thải ra môi trường theo đúng tiêu chuẩn. Giá tiền nhiên liệu và phí tổn vận chuyển

SVTH: HUỲNH QUANG TƯƠNG- 15N1

Trang 7


Thiết kế nhà máy nhiệt điện 600MW

GVHD: TS .Trần Thanh Sơn

nhiên liệu vẫn còn lớn do có quá nhiều thiết bị khác nhau cùng làm việc trong nhà máy
(lò hơi, cung cấp nước, turbine,...)
Với 2 tổ máy thì khả năng vận hành và bảo đảm cho việc cung cấp đủ điện năng lên

mạng lưới điện. Việc điều chỉnh phụ tải gặp nhiều khó khăn, khả năng thay thế các thiết
bị trong nhà máy khi có hư hỏng cũng dễ do các thiết bị làm việc trong nhà máy có các
kích cỡ giống nhau. Độ tin cậy và hiệu suất nhà máy còn chưa cao.
Gọi K2 là chi phí vốn đầu tư ban đầu của phương án 2.
S2 là chi phí vận hành hằng năm của phương án 2.
1.5.3. Phương án 3: Đặt 1 tổ máy có công suất 600MW.
Việc đặt 1 tổ máy như vậy thì mặt bằng phân bố các thiết bị sẽ chiếm diện tích ít hơn
nên tổng mặt bằng của cả nhà máy cũng nhỏ hơn so với cả hai phương án trên. Ở phương
án này do chỉ có 1 tổ máy vận hành nên không cần phải có nhiều công nhân, cán bộ kỹ
thuật vận hành dẫn đến chí phí cho việc trả lương nhân viên giảm xuống rất đáng kể.
Chi phí bảo dưởng các thiết bị hàng năm và chi phí cho việc xây dựng giao thông
(đường xe chạy, đường dẫn khí đồng hành) cũng như giá tiền nhiên liệu g iảm do các
thiết bị có độ tin cậy và hiệu suất nhà máy cao hơn. Vốn đầu tư cho việc mua sắm các
thiết bị ban đầu lớn do những thiết bị này làm việc với các thông số cao hơn so với hai
phương án trên.
Khả năng vận hành và bảo đảm cho việc cung cấp đủ điện năng lên mạng lưới điện.
Việc điều chỉnh phụ tải dễ dàng nên mức độ tự động hóa cao, khả năng thay thế các thiết
bị trong nhà máy khi có hư hỏng dễ dàng hơn do chỉ có một loại thiết bị làm việc trong
nhà máy.
Gọi K3 là chi phí vốn đầu tư ban đầu của phương án 3.
S3 là chi phí vận hành hằng năm của phương án 3.
1.6. Tính chọn phương án:
1.6.1. Tính chi phí vận hành hằng năm.
Chi phí vận hành hằng năm của các thiết bị như sau:
S = SA + SB + Sn + S0 , đồng/năm.
Trong đó: SA : chi phí cho khấu trừ hao mòn và sữa chữa.
SB : chi phí cho nhiên liệu.
Sn : chi phí cho việc trả lương cán bộ công nhân viên.
SVTH: HUỲNH QUANG TƯƠNG- 15N1


Trang 8


Thiết kế nhà máy nhiệt điện 600MW

GVHD: TS .Trần Thanh Sơn

S0 : chi phí công việc chung của nhà máy và tất cả các chỉ tiêu khác.
1.6.2. Chi phí cho nhiên liệu:
SB = C.B, [đồng/năm]
Trong đó:

C : giá thành một tấn khí.
C = 64.106 đồng/tấn = 64.103 đồng/ kg

B : lượng nhiên tiêu tốn trong một năm.
B = b.N.n
Với b suất tiêu hao nhiên liệu tiêu chuẩn để sản xuất ra 1 kWh điện
Hay với b: suất tiêu hao khí để sản xuất 1 kWh điện.
N: công suất thiết bị, [MW]
n: số giờ làm việc trong 1 năm
Chọn:

b1 = 0,3 [kg/kWh] : Ứng với phương án 1.
b2 = 0,27 [kg/kWh] : Ứng với phương án 2.
b3 = 0,25 [kg/kWh] : Ứng với phương án 3.

Vậy chi phí nhiên liệu cho các phương án:
sB1 = 64.103.600.6000.0,3 = 69,1.109 đồng/năm
sB2 = 64.103.600.6000.0,27 = 62,2. 109 đồng/năm

sB3 = 64.103.600.6000.0,25 = 57,6. 109 đồng/năm
1.6.3. Chi phí cho khấu trừ hao mòn và sữa chữa.
SA = PA.K; [đồng/năm]
Trong đó:

PA= 6%: Phần khấu hao thiết bị và sửa chữa.

K: vốn đầu tư thiết bị nhiệt của các phương án; [đồng]
Giả sử vốn đầu tư thiết bị nhiệt của ba phương án là:
K1 = 30000.109 đồng.
K2 = 25000.109 đồng.
K3 = 20000.109 đồng.
Thì ta có: SA1 = 0,06.30000.109 = 1800.109 đồng/năm.
SA2 = 0,06.25000.109 = 1500.109 đồng/năm.
SA3 = 0,06.20000.109 = 1200.109 đồng/năm.
1.6.4. Chi phí trả lương cho công nhân.
Sn = Z.N.n; [đồng/năm]
Trong đó:

Z: tiền lương trung bình một người trong 1 năm.

SVTH: HUỲNH QUANG TƯƠNG- 15N1

Trang 9


Thiết kế nhà máy nhiệt điện 600MW

GVHD: TS .Trần Thanh Sơn


Giả sử mỗi tháng cán bộ công nhân viên nhận lương trung bình một người là
10.106 đồng/tháng. Thì : Z = 10.106.12 = 120.106 đồng/năm.
N = 600MW: công suất của nhà máy.
n: hệ số biên chế của công nhân ứng với từng phương án và công suất của tổ máy.
Giả sử : n1= 0,45 người/MW ứng với 3 tổ máy 200MW.
n2= 0,36 người/MW ứng với 2 tổ máy 300MW
n3=0,28 người/MW ứng với 1 tổ máy 600MW.
 Chi phí trả lương cho cán bộ công nhân viên từng phương án là:
Sn1 = 120.106.600.0,45 = 32,4.109đồng/năm.
Sn2 = 120.106.600.0,36 = 25,9.109đồng/năm.
Sn3 = 120.106.600.0,28 = 20,1.109 đồng/năm.
1.6.5. Phí tổn chung.
S0 = (SA + Sn),đồng/năm.
Trong đó:

 = 27%: hệ số khấu hao.

SA : chi phí khấu hao và sửa chữa.
Sn : chi phí trả tiền lương cho cán bộ công nhân viên.
 S0 của mỗi phương án là:
S01 =  (SA1 + Sn1) = 0,27.( 1800.109 +32,4.109) = 494,7.109 đồng/năm.
S02 =  (SA2 + Sn2) = 0,27.( 1500.109+25,9.109) = 412.109 đồng/năm.
S03 =  (SA3 + Sn3) = 0,27.( 1200.109+ 20,1.109) = 329.109 đồng/năm.
Vậy chi phí vận hành hằng năm của từng phương án là:
S1 = SB1 + SA1 + Sn1 + S01
= 69,1.109 + 1800.109 + 32,4.109 + 494,7.109
= 2396,2.109 đồng/năm.
S2 = SB2 + SA2 + Sn2 + S02
= 62,2. 109 + 1500.109+ 25,9.109+ 412.109
= 2000,1.109 đồng/năm.

S3 = SB3 + SA3 + Sn3 + S03
= 57,6. 109 + 1200.109 + 20,1.109 + 329.109
= 1606,7.109 đồng/năm.

SVTH: HUỲNH QUANG TƯƠNG- 15N1

Trang 10


Thiết kế nhà máy nhiệt điện 600MW

GVHD: TS .Trần Thanh Sơn

Qua tính toán ta thấy phương án 3 có vốn đầu tư và chi phí vận hành hàng năm nhỏ
nhất trong 3 phương án nên ta chọn phương án 3 là đặt 1 tổ máy mỗi tổ có công suất
600MW cho nhà máy nhiệt điện ngưng hơi đang thiết kế. Cụ thể, sử dụng một tuabin khí
có công suất 250MW và một tuabin ngưng hơi 50MW. Cụ thể, sử dụng hai tuabin khí có
công suất 500 MW và một tuabin ngưng hơi 100MW.
Dùng khí đồng hành với nhiệt trị nhiên liệu là Qlvt = 29500kJ/kg.

SVTH: HUỲNH QUANG TƯƠNG- 15N1

Trang 11


Thiết kế nhà máy nhiệt điện 600MW

GVHD: TS .Trần Thanh Sơn

CHƯƠNG 2 : XÂY DỰNG VÀ TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ NHIỆT

NGUYÊN LÝ
2.1. Xây dựng sơ đồ nhiệt nguyên lý của nhà máy.
Sơ đồ nhiệt nguyên lý xác định nội dung cơ bản của quá trình công nghệ biến đổi
nhiệt năng trong nhà máy điện. Nó bao gồm các thiết bị chính và phụ. Các đường hơi và
các đường nước nối chung vào một khối trong một quá trình công nghệ.
Các thành phần trong sơ đồ nhiệt nguyên lý bao gồm: lò hơi có bao hơi, tuabin
ngưng hơi một trục ( K- 100 - 90), máy phát điện, bình ngưng, các bình gia nhiệt cao áp,
hạ áp, thiết bị khử khí, bơm nước cấp, bơm nước đọng, bơm nước ngưng. Các đường ống
dẫn hơi đến các bình gia nhiệt, đường nước ngưng chính, đường nước ngưng đọng.
Đặt tính kỹ thuật của tuabin K - 100 - 90.
Công suất định mức : 100 MW
Áp suất hơi đầu vào : 90 ata = 90 bar
Nhiệt độ hơi mới

: 5350C

Số cửa trích không điều chỉnh : 7
Suất tiêu hao hơi khi đóng các cửa trích hồi nhiệt : 3,66 kg/kWh
Bảng 1: Các thông số hơi của các cửa trích:

Cửa trích
Ptr ( bar)

CA1

CA2

CA3

KK


HA4

HA5

HA6

HA7

36,3

20,5

13,4

13,4

4,9

2,45

0,96

0,51

423

355

307


307

203

141

x=0,98 x=0,9
6

0

ttr [ C]
itr [kJ/kg]
3275 3160 3065 3065 2860 2745
Trên cơ sở đó ta xây dựng sơ đồ nhiệt nguyên lý như sau:

SVTH: HUỲNH QUANG TƯƠNG- 15N1

2630

2550

Trang 12


Thiết kế nhà máy nhiệt điện 600MW

SVTH: HUỲNH QUANG TƯƠNG- 15N1


GVHD: TS .Trần Thanh Sơn

Trang 13


Thiết kế nhà máy nhiệt điện 600MW

GVHD: TS .Trần Thanh Sơn

Trong đó:
LH

: Lò hơi có bao hơi.

QN

: Bộ quá nhiệt.

CA

: Tầng cao áp.

TA

: Tầng trung áp.

HA

: Tầng hạ áp.


BN

: Bình ngưng.

BNN

: Bơm nước ngưng.

LE

: Bình làm lạnh Ejectơ.

HA4,5,6,7 : Các bình gia nhiệt hạ áp 4,5,6,7.
CA 1,2,3 : Các bình gia nhiệt cao áp 1,2,3.
BNC

: Bơm nước cấp.

KK

: Thiết bị khử khí.

GNBS

: Gia nhiệt nước bổ sung.

BPL

: Phân li hơi.


* Diễn giải sơ đồ nhiệt nguyên lý :
Trong toàn bộ nhà máy 600MW gồm có: lò hơi thu hồi nhiệt, tuabin ngưng hơi một
trục K-100-90, không có quá nhiệt trung gian.
Máy nén hút không khí từ ngoài vào và nén đến áp suất yêu cầu rồi đưa vào buồng
đốt. Tại đây nhiên liệu được phun vào buồng đốt qua vòi phun ,sau đó nhiên liệu khí
đồng hành được hỗn hợp với không khí và bốc cháy. Những sản phẩm cháy được đưa vào
tuabin khí giản nở sinh công làm quay máy phát điện,khí thải sau tuabin khí được đưa
vào lò hơi thu hồi nhiệt nhả nhiệt cho nước trong lò hơi sinh hơi rồi thoát ra ngoài sau khi
qua hệ thống xyclon lọc bụi và thải ra ngoài qua ống khói ( chu trình của tuabin khí ).
Đối với tuabin ngưng hơi: Sau khi nhận nhiệt của khói nước trong ống sẽ sinh hơi
đến hơi quá nhiêt.
Hơi quá nhiệt từ lò hơi được dẫn đến phần cao áp của tuabin sẽ giãn nở sinh công,
làm quay máy phát điện. Trên tuabin có 7 cửa trích gia nhiệt cho nước ngưng, nước cấp
và thiết bị khử khí. Phần hơi còn lại sau khi ra khỏi phần hạ áp của tuabin được đưa vào
bình ngưng, tại đây hơi được ngưng tụ thành nước ngưng nhờ nước tuần hoàn làm mát.
Nước ngưng sau khi ra khỏi bình ngưng được bơm nước ngưng bơm qua bình làm
lạnh Ejectơ sau đó qua các bình gia nhiệt hạ áp rồi dồn về thiết bị khử khí. Nước ngưng
sau khi được khử khí sẽ được chứa trong bể khử khí, sau đó được bơm nước cấp đưa qua
các bình gia nhiệt cao áp làm tăng nhiệt độ trước khi đưa vào lò hơi.
Hơi từ các cửa trích của tuabin gia nhiệt cho nước ngưng, nước cấp bao gồm: 3 cửa
trích ở phần cao áp được gia nhiệt cho bình gia nhiệt cao áp số 1 ,số 2 ,số 3và bình khử
SVTH: HUỲNH QUANG TƯƠNG- 15N1

Trang 14


Thiết kế nhà máy nhiệt điện 600MW

GVHD: TS .Trần Thanh Sơn


khí; 4 cửa trích ở phần hạ áp được gia nhiệt cho bình gia nhiệt hạ áp số 4, số 5, 6và số 7.
Ở thiết bị khử khí do hơi được trích từ cửa trích có áp suất cao nên được đưa qua thiết bị
giảm ôn giảm áp để hạ nhiệt độ và áp suất xuống phù hợp với yêu cầu.Hơi ở các cửa trích
của tuabin sau khi gia nhiệt cho nước ngưng, nước cấp thì sẽ ngưng tụ thành nước đọng.
Sơ đồ dồn nước đọng ở các bình gia nhiệt được chọn ở đây là sơ đồ dồn cấp phối hợp với
bơm : vừa dồn cấp ,vừa bơm đẩy về đường nước chính. Ở các bình gia nhiệt cao áp (CA)
nước đọng được dồn từ CA1  CA2  CA3 do độ lệch về áp suất, sau đó nước đọng
được dồn vào bình khử khí.Ở các bình gia nhiệt hạ áp thì nước đọng được dồn từ bình gia
nhiệt hạ áp HA4  HA5 HA6 rồi dùng bơm nước đọng dồn về điểm hỗn hợp trên
đường nước ngưng chính phía đầu ra của bình gia nhiệt hạ áp số 6. Nước đọng của bình
gia nhiệt hạ áp HA7 bình làm lạnh ejectơ và hơi chèn được đưa về bình ngưng.
2.2. Các thông số hơi và nước trên đồ thị i - s biểu diễn quá trình làm việc của dòng
hơi trong tua bin.
* Khi hơi đưa vào tua bin, qua các van điều chỉnh, hơi bị tiết lưu, do đó áp suất của
hơi trước tầng đầu của tua bin giảm đi khoảng (3÷5)% so với áp suất ban đầu p o (trang
31, Tài liệu [2]).
Nghĩa là: p = po – po’ = 0,04 po
 po’ = 0,96.po
Vậy áp lực trước tầng đầu tua bin: po’ = 0,96.po = 0,96.90 = 86,4 bar
Biết điểm 0’ từ đó suy ra i0’ = 3475, kJ/kg.
* Từ áp suất và nhiệt độ của hơi tại các cửa trích entanpi của hơi ứng với các cửa
trích đó.
* Áp suất làm việc tại bình gia nhiệt được lấy nhỏ hơn áp suất tại các cửa trích
tương ứng từ 3  6% (Tài liệu [2]). ở đây ta chọn p = 4%.
* Riêng tại bình khử khí chọn làm việc với p’ = 6 bar hơi cấp cho bình khử khí
được lấy từ cửa trích số 3 có áp suất cao do đó phải qua van giảm áp trước khi vào bình
khử khí.
0

* Do điều kiện khí hậu ở Việt Nam, nhiệt độ nước làm mát bình ngưng chọn là 27

C do đó áp suất ngưng tụ pk thay đổi.
Nhiệt độ ngưng tụ được xác định như sau:
tk = t1 + t + , 0C; [TL-7]
Trong đó:
tk: Nhiệt độ ngưng tụ ở bình ngưng, 0C
t1: Nhiệt độ nước làm mát, 0C
t: Độ gia nhiệt nước làm mát, 0C
: Độ gia nhiệt thiếu của nước ở trong bình ngưng, 0C

Các giá trị hợp lý của tk được xác định bằng tính toán kinh tế kỹ thuật kết hợp của 3
yếu tố: áp lực cuối pk của hơi trong tua bin, bình ngưng và hệ thống cung cấp nước.
Độ gia nhiệt nước làm mát t = 8 12 0C [TL-7]
SVTH: HUỲNH QUANG TƯƠNG- 15N1

Trang 15


Thiết kế nhà máy nhiệt điện 600MW

GVHD: TS .Trần Thanh Sơn

Độ gia nhiệt thiếu của nước ở bình ngưng  = 35 0C [TL-7]
Chọn:

t = 80C
 = 40C

 tk = 27 + 8 + 4 = 390C
Tương ứng có pk = 0,07 bar
Tra bảng 3 [TL-4] ta có


i”k = 2572 kJ/kg
i’k = 163,43 kJ/kg

Chọn độ khô của hơi sau tầng cuối của tua bin là x = 0,92 thì
ik =i’k + x(i”k - i’k )= 163,43 + 0,92( 2572-163,43)
 ik = 2379 kJ/kg
* Vì đã biết áp suất làm việc của bình gia nhiệt nên ta xác định được nhiệt độ nước
đọng. Từ đây ta thông qua độ gia nhiệt thiếu cho nước.  = 3  70C [TL-1] ta tìm được
nhiệt độ nước ngưng sau bình gia nhiệt (sau khi được hâm nóng):
t đ = tn + 
Với: tđ: Nhiệt độ nước đọng của bình gia nhiệt, 0C
tn: Nhiệt độ nước ngưng sau bình gia nhiệt, 0C
: Độ gia nhiệt thiếu cho nước, 0C
4 0C trong các BGNHA và 2 0C trong các BGNCA
- Độ bão hòa của nước đọng tương ứng với áp suất tại bình gia nhiệt t bh.
- Nhiệt độ dòng nước cấp hoặc nước ngưng chính ra khỏi BGNCA hoặc BGNHA tương
ứng. Về độ lớn nhiệt độ này bằng hiệu nhiệt độ bão hòa tại áp suất bình gia nhiệt với độ
gia nhiệt không tới mức.
- Độ lớn áp suất nước cấp hoặc nước ngưng chính ra khỏi BGNCA và BGNHA.
+ Với BGNCA áp suất này được tính bằng áp suất hơi vào các tuabin cộng ngược về bao
hơi (tăng 10% so với hơi mới ), bộ hâm nước (2 cấp lấy từ 4 ÷ 8 bar ) và BGNCA trước
đó ( mỗi bộ 2 ÷ 3 bar).
+ Với BGNHA áp suất đường nước ngưng chính tại đầu ra của mỗi BGNHA được tính
theo áp suất làm việc trong bình khử khí là 6 bar cộng lùi về phía đầu đẩy bơm ngưng, do
bình khử khí thương đặt ở độ cao khoảng (20÷30)m tương ứng với cột áp bình khử khí là
(2 ÷ 3)bar nên áp suất đường nước ngưng chính tại đầu ra khỏi gần bình khử khí ít nhất
khoảng (8 ÷ 9)bar. Trở lực đường nước qua mỗi BGNHA là (1 ÷ 2,5) bar. Cộng lùi lại
phía bơm ngưng ta sẻ có áp suất đường nước ngưng tạ đầu ra mỗi BGNHA
Từ đó ta có bảng thông số hơi nước như sau.

- Entanpy của dòng nước cấp hoặc nước ngưng chính tại đầu ra mỗi BGN tương ứng.
Căn cứ vào áp suất và nhiệt độ dòng nước ta sẻ xác định được nhiệt độ này. Nước cấp và
nước ngưng chính là nước chưa sôi. Entanpy của nước chưa sôi phụ thuộc ít vào áp suất
nhưng phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ.

SVTH: HUỲNH QUANG TƯƠNG- 15N1

Trang 16


Thiết kế nhà máy nhiệt điện 600MW

GVHD: TS .Trần Thanh Sơn

Bảng 2: Thông số hơi và nước

STT
0
0’
CA1
CA2
CA3
KK
HA
4
HA
5
HA
6
HA

7
BN

TS hơi tại của trích
ptr
itr
ttr
[ ba o
[kJ/kg
[ C]
r]
]
90
535
3475
86,
532
3475
4
36,
423
3273
3
20,
355
3146
5
13,
307
3056

4
13,
307
3056
4

TS hơi tại BGN TS đường nước
ibh
pnr
pb
tbh
tnr
[kJ/kg o
[bar
[bar]
[oC]
[ C]
]
]
-

inr
[kJ/kg
]
-

-

-


-

34,85

242 1048

240 105

1038

19,68

212 904

210 109

901

12,86

192 812

190 113

812

6

159 670


159 117

670

4,9
2,4
5
0,9
6
0,5
1
0,0
7

-

-

-

203

2861

4,70

149 629

145 9


610

141

2746

2,35

126 526

122 12

512

2628

0,92

98

407

94

15

394

2554


0,48

81

336

77

18

323

2379

0,07

39

163

44

21

186

x=0,9
8
x=0,9
6

x=0,9
2



η

-

-

2

0,98

2

0,98

2

0,98

0

1

4

0,98


4

0,98

4

0,98

4

0,98

5

-

Quá trình làm việc của dòng hơi trong turbine trên đồ thị i-s :

SVTH: HUỲNH QUANG TƯƠNG- 15N1

Trang 17


Thiết kế nhà máy nhiệt điện 600MW

SVTH: HUỲNH QUANG TƯƠNG- 15N1

GVHD: TS .Trần Thanh Sơn


Trang 18


Thiết kế nhà máy nhiệt điện 600MW

GVHD: TS .Trần Thanh Sơn

2.3 Tính toán cân bằng nhiệt và cân bằng chất cho sơ đồ nhiệt nguyên lý
Mục đích là xác đinh được lưu lượng các dòng hơi trích khỏi tuốc bin và các dòng
hơi phụ khác để cuối cùng xác định được tổng lưu lượng hơi mới vào tuốc bin cần thiết
để sinh ra công suất theo yêu cầu thiết kế của tổ máy đã chọn. Có cơ sở để tính toán các
chỉ tiêu kinh tế- kỹ thuật của tổ máy và tính được các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của toàn
nhà máy. Coi lưu lượng hơi mới ở đầu vào tuốc bin bằng một đơn vị lưu lượng. Hơi rò rĩ,
hơi chèn và hơi dùng cho ejector lấy hơi mới ở đầu vào tuốc bin.
2.3.1 Tính toán cân bằng cho bình phân ly và bình gia nhiệt nước bổ sung.
2.3.1.1 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 hòa khô sinh ra, hơi này
được đưa vào bình khử khí. Thực tế độ khô của hơi sinh ra chỉ có thể đạt được khoảng
0,96 ÷ 0,98. Nước xả sau khi phân ly sẽ gia nhiệt cho nước bổ sung trước khi vào bình
khử khí, sau đó được thải ra ngoài. Chọn bình phân ly có áp suất 7 bar vì bình khử khí là
6 bar.
Sơ đồ tính cân bằng cho bình phân ly:
Nuoc xa lo

xa ,i'BH

h ,ih

Hoi lay ra

(vào khu khí)

bo

xa ,i'xa

Nuoc soi ra

Trong đó :
αxả : Lưu lượng tương đối của nước xả khỏi lò hơi
i’BH : Entanpi của nước sôi ở áp suất trong bao hơi
αbỏxả : Lưu lượng tương đối của nước xả khỏi bình phân ly
i’xả : Entanpi của nước sôi ở áp suất trong bình phân ly
αh : Lưu lượng tương đối của hơi ra khỏi bình phân ly
SVTH: HUỲNH QUANG TƯƠNG- 15N1

Trang 19


Thiết kế nhà máy nhiệt điện 600MW

-

ih : Entanpi của hơi ra khỏi bình phân ly
ih = i’(pBPL) + xh.( i’’(pBPL) - i’(pBPL) )
xh : Độ khô của hơi ra khỏi bình phân ly
Phương trình cân bằng nhiệt của bình phân ly :
'
α xa .i 'BH = α h .i h + α bo
xa .i xa


-

GVHD: TS .Trần Thanh Sơn

(1)

Phương trình cân bằng vật chất của bình phân ly :

α xa = α h + α bo
xa

(2)

Giải hai phương trình (1), (2) trên ta có :

α xa .(i 'BH - i 'xa )
αh =
α bo
= α xa  α h
i h - i 'xa
và xa
- Áp suất trong bao hơi lấy : pBH = 1,1po = 1,1 . 90 = 99 bar , chọn 100 bar
Tra bảng nước và hơi bão hòa ứng với áp suất p = 100 bar ta có i’BH = 1407,7 kJ/kg.
Và pBPL = 7 bar ta có : i’xa = i’BPL = 697,2 kJ/kg, i’’BPL = 2764 kJ/kg.
- Chọn độ khô của hơi ra khởi bình phân ly là xh = 0,98 theo mục 2.4/36/TL1
Ta có entanpi của hơi ra khỏi bình phân ly là :
ih = 697,2 + 0,98.( 2764 – 697,2) = 2722,66 kJ/kg.
- Lưu lượng nước xả lò là αxa = 1%


α bo
xa = α xa  α h

Từ đó suy ra
0,01 – 0,0035 = 0,0065.
2.3.1.2 Bình gia nhiệt nước bổ sung.
Nước bổ sung đã được xử lý hóa học được đưa vào gia nhiệt sơ bộ trong bình gia
nhiệt nước bổ sung (BGNBS) tận dụng nhiệt của dòng nước xả lò hơi sau khi đã phân ly
một phần thành hơi.
Nhiệt độ nước bổ sung ở đầu vào BGNBS : tbs= 30oC
=>Entanpi của nước bổ sung ở đầu vào BGNBS : itrbs = cp.tbs = 4,18.30 = 125,4
kJ/kg
Hiệu suất trao đổi nhiệt của bình: ηBGNBS =0,95÷ 0,97. Chọn ηBGNBS =0,97
Nhiệt độ nước bổ sung ra khỏi BGNBS chọn thấp hơn nhiệt độ nước xả bỏ một giá trị là
θ = (10 ÷ 15 )oC trang 37/TL1 , chọn θ = 13oC
Lưu lượng nước bổ sung vào chu trình được tính bằng tổng tất cả các lưu lượng của các
dòng hơi và dòng nước mất đi khỏi chu trình mà không tận dụng lại được. Các NMNĐ
ngưng hơi ít chịu tổn thất nên lượng nước bổ sung sẽ ít, chủ yếu là bù vào tổn thất do rò
rĩ, xả bỏ , lượng hơi chèn không tận dụng lại do lấy đi làm tín hiệu điều chỉnh và lượng
hơi mất mát ở ejector do thải lẫn với không khí ra ngoài. Theo TL1/52 lấy lượng hơi
chèn bằng 0,5%, lượng hơi rò rỉ là 1%, lượng hơi dùng cho ejector là 0,5% so với lượng
hơi mới ở đầu vào tuốc bin.
Hơi chèn sau khi chèn coi như được đưa toàn bộ về bình gia nhiệt làm mát hơi chèn
(LMHC). Nước đọng của hơi này được dồn về khoang chứa nước của bình ngưng với
entanpy ivLMHC=600 kJ/kg
Hơi dùng cho ejector cũng coi như được đưa toàn bộ về bình gia nhiệt làm mát ejector
(LMEJ). Nước đọng từ hơi này được dồn về khoang chứa nước của bình ngưng với
entanpy ivLMEJ =300kJ/kg. Có thể lấy trung bình entanpy cả LMHC và LMEJ bằng
450kJ/kg
SVTH: HUỲNH QUANG TƯƠNG- 15N1


Trang 20


Thiết kế nhà máy nhiệt điện 600MW

GVHD: TS .Trần Thanh Sơn

Lượng nước bổ sung cho chu trình do đó chỉ cần đủ để khắc phục lượng rò rĩ của hơi
chèn nên:
αbs = αrr + αbỏxả = 0,01 + 0,0065 = 0,0165
Sơ đồ tính cân bằng bình gia nhiệt nước bổ sung :

i'xa ,xa
bo

s

ibstr ,bs

ibs ,bs

bo
ibo
xa ,xa

Trong đó :
αbỏxả = 0,0065: Lưu lượng tương đối của nước xả khỏi bình phân ly
i’xả = 697,2 kJ/kg : Entanpi của nước sôi ở áp suất trong bình phân ly
isbs : Entanpi của nước bổ sung ra khỏi BGNBS

ibỏxả : Entanpi của nước xả bỏ ra khỏi BGNBS
Phương trình cân bằng nhiệt cho BGNBS là :
'
bo
s
tr
α bo
xa .(i xa - i xa ).η BGNBS = α bs .(i bs - i bs )

(1)

Phương trình liên hệ giữa nhiệt độ ra của hai dòng nước là :
s
bo
s
c p .θ = 4,18.θ = c p.(t bo
xa - t bs ) = i xa - i bs

(2)

Giải hệ hai phương trình (1) và (2) ta có :

isbs =

'
tr
α bo
xa .(i xa - 4,18.θ).η BGNBS  α bs .i bs
α bs  α bo
xa .η BGNBS


iboxa = isbs + 4,18.13 = 268,46 + 4,18.13 = 322,8 kJ/kg
2.3.2 Tính cân bằng nhiệt cho các bình gia nhiệt.
Độ kinh tế của việc hồi nhiệt sử dụng hơi quá nhiệt của các cửa trích của tuabin có
thể được nâng cao nhờ việc làm lạnh hơi trích bằng nước cấp, sở dĩ như vậy là khi làm
lạnh hơi trích thì sự trao đổi nhiệt không thuận nghịch trong các bình gia nhiệt giảm đi,
lượng hơi trích phải tăng lên làm giảm lượng hơi đi vào bình ngưng do vậy hiệu suất của
tuabin nói riêng và nhà máy nói chung tăng lên. Ngoài ra sự làm lạnh nước đọng cũng
làm giảm sự thay thế hơi trích của bình gia nhiệt tiếp nhận nước đọng đó. Và như vậy
giảm nhiệt tổn thất năng lượng. Do đó các bình gia nhiệt cao áp đều chọn là các bình có
ba phần : Làm lạnh hơi, gia nhiệt chính và làm lạnh nước đọng. Việc tính toán các bình
gia nhiệt cao áp được tiến hành từ bình áp suất cao đến bình có áp suất thấp.
Sơ đồ tính toán bình gia nhiệt cao áp số 1.
SVTH: HUỲNH QUANG TƯƠNG- 15N1

Trang 21


Thiết kế nhà máy nhiệt điện 600MW

GVHD: TS .Trần Thanh Sơn

h1 ; ih1
LĐ1

nc ; i1n

nc ; i2n
LH1


GN1

i 1’

h1 ; ilđ1

Trong đó:
LH1 : Phần làm lạnh hơi trong bình gia nhiệt số 1
GN1 : Phần gia nhiệt chính trong bình gia nhiệt số 1
LĐ1 : Phần làm lạnh nước đọng trong bình gia nhiệt số 1
h1, nc : lượng hơi và lượng nước cấp vào bình gia nhiệt.
i1n, i2n : entanpy nước cấp ra và vào bình gia nhiệt.
ih1 : entanpy của hơi trích vào BGNCA số 1
Phương trình cân bằng nhiệt cho bình gia nhiệt 1.
h1 [(ih1 - i’1) + (i’1 – id1)].  = nc (i1n – i2n)
Vậy

nc = 1+ rr + xả
= 1 + 0,01 + 0,01 = 1,02

Theo bảng 1: thông số hơi và nước ta có
ih1 = 3273 kJ/kg;
i1n = 1038 kJ/kg
i2n = 901 kJ/kg
Entanpy của nước đọng ra khỏi phần LĐ cao hơn entanpy của nước cấp vào phần
này khoảng 20 ÷ 40 kJ/kg, tương ứng với nhiệt độ chênh lệch khoảng 5- 10oC
Ilđ1 = i2n + (20 ÷ 40)

= (921 ÷ 941) kJ/kg. Chọn 940 kJ/kg.


Chọn hiệu suất bình gia nhiệt  = 0,98

 h1 = 0,0611
2.3.3 Bình gia nhiệt cao áp 2 (BGNCA 2)
Ở các bình gia nhiệt cao áp, nước đọng từ bình gia nhiệt áp suất cao sẽ dồn về bình
gia nhiệt áp suất thấp. Vì vậy tại bình gia nhiệt cao áp 2 sẽ có thêm dòng nước đọng từ
bình gia nhiệt cao áp 1 về. Hơi cấp cho bình gia nhiệt cao áp 2 lấy từ cửa trích số 2.
Sơ đồ tính toán nhiệt cho bình gia nhiệt số 2

SVTH: HUỲNH QUANG TƯƠNG- 15N1

Trang 22


Thiết kế nhà máy nhiệt điện 600MW

GVHD: TS .Trần Thanh Sơn

h2 ; ih2
LH2

nc ; i2n
LH2

GN2

nc ; i3n
h2’ ; ilđ2

h1 ; ilđ1


Trong đó:
LH2 : Phần làm lạnh hơi
LĐ2 : Phần làm lạnh nước đọng
GN2 : Phần gia nhiệt chính.
h2, nc : lượng hơi và nước cấp vào và ra bình gia nhiệt số 2.
i2n, i3n : entanpy của nước ra và vào bình gia nhiệt số 2.
h1, ilđl : lưu lượng và entanpy của nước đọng từ bình gia nhiệt số 1.
Vậy lượng nước đọng ra khỏi bình gia nhiệt số 2 là : ’h2 = h1 + h2
Phương trình cân bằng nhiệt của bình gia nhiệt số 2:
nc (i2n – i3n) = [h2 (ih2 – id2) + h1(id1 – id2)]. 
Với nc = 1,02
ih2 = 3146 kJ/kg.
i2n = 901 kJ/kg.
i3n = 812 kJ/kg.
Ilđ2 = i3n +( 20 ÷ 40) = (832 ÷ 852) kJ/kg theo trang 40/TL1. Ta chọn 840 kJ/kg.
h1 = 0,0611
Ilđ1 = 940 kJ/kg. Chọn hiệu suất của thiết bị là  = 0,98

- Nước cấp ra khỏi bơm cấp bị tăng một chút về entanpy do đặc tính của quá trình nén có
làm tăng nhiệt. Nước cấp ra khỏi bình khử khí coi như ở trạng thái sôi để đáp ứng được
hiệu quả khử khí kiểu nhiệt. Vì thế nên trước khi tính toán BGNCA số 3 ta phải tính sơ
bộ độ gia nhiệt bơm cấp để xác định entanpy của nước cấp ra khỏi bơm đi vào BGNCA
này.
Xác định sơ bộ độ gia nhiệt của bơm cấp cho nước cấp.

SVTH: HUỲNH QUANG TƯƠNG- 15N1

Trang 23



Thiết kế nhà máy nhiệt điện 600MW

GVHD: TS .Trần Thanh Sơn

pBH

Hch

GNCA1

GNCA2

Hd

GNCA3

pKK
Hh

Ta có tổng chiều cao cột áp bơm cấp tính theo công thức 2.8/42/TL1.
p = pđ – ph = (pBH – pKK) +
Với cột áp đầu hút của bơm nước cấp được tính theo áp suất làm việc trong bình khử khí,
trở lực đầu hút và chiều cao mức nước trong bình so với đầu hút của bơm.
ph = pkk + ρ.g.Hh ∆ptlh , [N/m2]
Cột áp đầu đẩy của bơm cấp tính theo áp suất làm việc trong bao hơi, trở lực đường ống
đẩy, trở lực các BGNCA, trở lực các bộ hâm nước và chiều cao đầu đẩy.
pđ= pBH + ∆ptlđ +∆pBGNCA + ∆pHN + ρ.g.Hđ , [N/m2]
Trong đó ptl = ∆ptlđ + ∆ptlh + pBGNCA + pHN là tổng các trở lực đường ống đầu đẩy, đầu hút
với các trở lực của các BGNCA và trở lực bộ hâm nước.

Khổi lượng riêng ρ của nước, được lấy trung bình cộng của khối lượng riêng của nước tạ
đầu đẩy và đầu hút. Lấy vào khoảng (950÷990) kg/m3. Ta lấy ρ=950kg/m3
Chọn tổng trở lực đường ống vào khoảng (3÷5).10 5 N/m2. Lấy bằng 3.105 N/m2 , mỗi
BGNCA hoắc mỗi bộ hâm nước có trở lực khoảng (2÷3).10 5 N/m2. Lấy bằng 3.105 N/m2.
Chiều cao đầu đẩy lấy khoảng (55 ÷70)m. Ta lấy H đ=70m, chiều cao đầu hút lấy khoảng
(20÷30)m ta lấy Hh= 20m. Nên chiều cao chênh lệch giữa bao hơi và bình khử khí là:
Hch= Hđ Hh = 50m
Áp suất trong bao hơi lớn hơn áp suất hơi mới khoảng 10% nên p BH= 100bar, áp suất bình
khử khí là 6bar.
Nên : ∆p= [(100 6) +3 + 2.3 + 3.3 ].105 +950.9,81.50 = 116,66.105 N/m2
Ta có độ gia nhiệt của bơm cấp là:
Trong đó :
∆p: tổng chiều cao chênh cột áp của bơm nước cấp, [kN/m2]
vtb: thể tích riêng trung bình của nước ở đầu vào và ra của bơm cấp, nó được tính trung
bình cộng, [m3/kg]
ηb : hiệu suất của bơm cấp, thông thường chọn ηb=0,7÷0,85  Chọn ηb =0.75
Trong phần này để tính cả độ gia nhiệt của bơm ngưng và độ gia nhiệt của dòng nước
ngưng chính do BGN làm mát hơi chèn và BGN làm mát hơi ejector, ta có thể tính vào
độ gia nhiệt của bơm cấp và lấy theo trang 55/TL1 Tương ứng với 6 oC. Do đó ta tính
được entanpy của nước cấp vào BGNCA số 3 là :
ivCA3 = i’KK + = 670 + 22 = 692 kJ/kg.
SVTH: HUỲNH QUANG TƯƠNG- 15N1

Trang 24


Thiết kế nhà máy nhiệt điện 600MW

GVHD: TS .Trần Thanh Sơn


2.3.4 Bình gia nhiệt cao áp 3 ( BGNCA 3).
Sơ đồ tính toán nhiệt bình cao áp 3.
h3 ; ih3
LĐ3

nc ; i3n
LH3

GN3
h2’ ; ilđ2

nc ;
iCA3v
h3’ ; ilđ3

Trong đó:
LH3 : Phần làm lạnh hơi
LĐ3 : Phần làm lạnh nước đọng
GN3 : Phần gia nhiệt chính.
h3, nc: lượng hơi và nước cấp vào và ra bình gia nhiệt.
i3n, iCA3v : entanpy của nước ra và vào bình gia nhiệt.
’h2, iđ2 : lưu lượng và entanpy của nước đọng từ bình gia nhiệt số 2
’h2 = h1 + h2 = 0,0611 + 0,0375 = 0,0986
iđ2 = 840 kJ/kg
’h3 :lượng nước đọng ra khỏi BGNCA 3 về bình khử khí.
iđ3 : entanpy của nước đọng ra khỏi BGNCA 3.
Theo trang 40/TL1 ta có iđ3 = iCA3v + (20 ÷ 40) = 692 + (20÷40 ) = (712 ÷ 732 ) kJ/kg. Ta
chọn iđ3 = 730 kJ/kg.
nc = 1,02
i3n = 812 kJ/kg

ivCA3=692 kJ/kg
Vậy ta có phương trình cân bằng nhiệt :

2.3.5 Tính toán bình khử khí
Không khí hòa tan trong nước có chứa một lượng không khí không ngưng như
CO2, O2… dẫn đến gây ăn mòn thiết bị và ống dẫn trong nhà máy nhiệt điện. Để bảo vệ
chúng khỏi bị ăn mòn của khí trong nước, người ta áp dụng biện pháp tách khí ra khỏi
nước trước khi cung cấp cho lò hơi ( hay còn gọi là khử khí cho nước)
Tại bình khử khí gồm có:
- Đường nước ngưng chính sau khi đi qua BGNHA số 4 , nn, iKKv.
- Đường hơi trích từ cửa trích số 3 sau khi qua van giảm áp, KK, iKK
- Đường hơi thoát ra từ bình phân ly h, ih
- Đường nước đọng từ BGNCA số 3, ’h3, iđ3
- Đường nước bổ sung từ bình gia nhiệt bổ sung, isbs , bs
SVTH: HUỲNH QUANG TƯƠNG- 15N1

Trang 25