Đồ án NMNĐ A



GVHD: PGS.TS. Trần Thanh Sơn

Chưa tính quạt.
Đọc lại chổ 2.9.4

SVTH :NGÔ VĂN TRÍ– lớp 15N1 Trang 1


Đồ án NMNĐ A



GVHD: PGS.TS. Trần Thanh Sơn

LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, điện năng đã trở thành nhu cầu không thể thiếu trong sự phát triển
của mỗi quốc gia. Trong đó Việt Nam là một quốc gia có nhu cầu lớn về việc tiêu
điện năng, bên cạnh đó chính sách mở cửa của Việt Nam như hiện nay, thu hút sự
đầu tư nước ngoài vào Việt Nam ngày một gia tăng trên tất cả các lĩnh vực, đặc biệt
là ngành công nghiệp sản xuất, do đó đòi hỏi phải tăng cường sản xuất điện năng,
đó là nhu cầu hết sức cấp bách. Vì thế bên cạnh sự phát triển của các công trình
thủy điện thì nhiệt điện cũng đóng một vai trò chủ đạo trong sự phát triển của nền
kinh tế đất nước.
Theo đánh giá chung của bộ năng lượng Việt Nam, nhu cầu điện năng vào
năm 2020 vào khoảng 200 tỷ kWh. Để đảm bảo nhu cầu điện năng này thì ngành
nhiệt điện ngưng than đáp ứng một nhu cầu không nhỏ.
Xuất phát từ nhu cầu thực tế này mà mỗi sinh viên khoa công nghệ Nhiệt –

Điện Lạnh nói riêng và các sinh viên trường khác nói chung phải nắm vững một số
kiến thức cơ bản về nhà máy nhiệt điện. Xuất phát thực tế này em được giao nhiệm
vụ thiết kế nhà máy nhiệt điện ngưng hơi đốt than cám 600MW.
Qua thời gian tính toán và nghiên cứu, bằng sự nỗ lực của bản thân cùng với
sự hướng dẫn của PGS.TS Trần Thanh Sơn em đã hoàn thành đề tài. Nội dung đề tài
gồm các phần chính:
Chương 1: So sánh và chọn phương án đặt tổ máy.
Chương 2: Xây dựng và tính toán sơ đồ nhiệt nguyên lý.
Chương 3: Tính và chọn thiết bị máy.
Chương 4: Thiết minh sơ đồ nhiệt chi tiết của nhà máy.
Chương 5: Bố trí ngôi nhà chính của nhà máy.
Do thời gian còn hạn chế, cũng như kiến thức còn nhiều khiếm khuyết, do đó
không tránh những sai sót

SVTH :NGÔ VĂN TRÍ– lớp 15N1 Trang 2


Đồ án NMNĐ A



GVHD: PGS.TS. Trần Thanh Sơn

CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU VỀ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐẶT TỔ MÁY

SVTH :NGÔ VĂN TRÍ– lớp 15N1 Trang 3



Đồ án NMNĐ A



GVHD: PGS.TS. Trần Thanh Sơn

1.1. Chọn loại nhà máy nhiệt điện
Điện năng là nguồn năng lượng thứ cấp được sản xuất từ nguồn năng lượng
sơ cấp là các nhiên liệu hóa thạch, sinh khối, các nguồn năng lượng tự nhiên như
thuỷ năng , quang năng,năng lượng gió …Tuỳ vào dạng năng lượng sơ cấp đó mà
người ta phân ra các loại nhà máy điện chính: nhiệt điện, thuỷ điện và điện hạt
nhân.Trong bản đồ án này chỉ nói tới nhà máy nhiệt điện.
Trong nhà máy nhiệt điện dựa vào các tiêu chí khác nhau mà trong nhà máy
nhiệt điện cũng phân ra các loại khác nhau.Ví dụ như phân theo loại nhiên liệu đốt
có nhà máy nhiệt điện đốt nhiên liệu rắn, nhiên liệu khí, nhiên liệu lỏng.Trong loại
đốt nhiên liệu rắn có đốt kiểu than phun, kiểu ghi, kiểu lớp sôi…Nếu phân theo loại
tuabin máy phát thì có nhà máy nhiệt điện tuabin khí, nhà máy nhiệt điện tuabin
hơi.
Nước ta có nguồn khóang sản than đá dồi dào nên việc lựa chọn nhà máy
nhiệt điện đốt than là điều rất phù hợp. Tuy nhiên chất lượng than của nước ta
không cao, nhất là loại than dung cho nhiệt điện. Vì thế lựa chọn công nghệ đốt lớp
sôi tuần hoàn có rất nhiều ưu điểm. Công nghệ này cho phép đốt các loại than xấu
và than có chứa nhiều lưu huỳnh nhờ khâu xử lý lưu huỳnh bằng đá vôi. Nhiệt độ
buồng lửa của lò hơi lớp sôi tuần hoàn không cao, chỉ từ 8400C đến 9000C nên giảm
đáng kể sự tạo thành các khí NOx, SOx gây ô nhiễm môi trường.
Do không có yêu cầu về phụ tải nhiệt nên ta chọn tuabin ngưng hơi. Để
giảm tổn thất nhiệt do hơi thóat vào bình ngưng, tuabin có các cửa trích gia nhiệt
hồi nhiệt cho nước. Và để giảm độ ẩm của hơi ở các tầng cânh cuối của tuabin nên
ta chọn chu trình có quá nhiệt trung gian.
Một vấn đề cần quan tâm là tiết kiệm năng lượng cho các nhà máy

Từ những phân tích trên và theo yêu cầu của bản đồ ân tốt nghiệp nên em
chọn nhà máy nhiệt điện đốt than, lò hơi tuần hoàn tự nhiên,có bao hơi, tuabin
ngưng hơi có cửa trích gia nhiệt hồi nhiệt, quá nhiệt trung gian một cấp. Nhà máy
được thiết kế theo sơ đồ khối.
1.2. Phân loại nhà máy nhiệt điện.
Nhà máy nhiệt điện đốt nhiên liệu bằng hữu cơ có thể chia ra các loại sau:
* Phân loại theo loại nhiên liệu sử dụng:
SVTH :NGÔ VĂN TRÍ– lớp 15N1 Trang 4




Đồ án NMNĐ A

GVHD: PGS.TS. Trần Thanh Sơn

- Nhà máy nhiệt điện đốt nhiên liệu rắn.
- Nhà máy nhiệt điện đốt nhiên liệu lỏng.
- Nhà máy nhiệt điện đốt nhiên liệu khí.
- Nhà máy nhiệt điện đốt hai hoặc ba loại nhiên liệu trên (hỗn
hợp).
* Phân loại theo tuabin quay máy phát:
- Nhà máy nhiệt điện tuabin hơi.
- Nhà máy nhiệt điện tuabin khí.
- Nhà máy nhiệt điện tuabin khí - hơi.
* Phân loại theo dạng năng lượng cấp đi:
- Nhà máy nhiệt điện ngưng hơi : chỉ cung cấp điện.
- Trung tâm nhiệt điện : cung cấp điện và nhiệt.
* Phân loại theo kết cấu công nghệ:
- Nhà máy điện kiểu khối.

- Nhà máy điện kiểu không khối.
* Phân loại theo tính chất mang tải:
- Nhà máy nhiệt điện phụ tải gốc, có số giờ sử dụng công suất
đặt hơn 5.103 giờ.
- Nhà máy nhiệt điện phụ tải giữa, có số giờ sử dụng công suất
đặt khoảng (3 4).103 giờ.
- Nhà máy nhiệt điện phụ tải đỉnh, có số giờ sử dụng công suất
đặt khoảng 1500 giờ.
1.3. Địa điểm đặt nhà máy.
Khi lựa chọn địa điểm đặt nhà máy nhiệt điện ngưng hơi phải đảm bảo điều
kiện làm việc định mức, chi phí xây dựng và vận hành lớn nhất. Hiện nay trên thế
giới cũng như nước ta nhiều nhà máy điện lớn với chất đốt là than và khí đã đi vào
hoạt động, trong đó đặt biệt là than có thể vận chuyển bằng các phương tiện giao
SVTH :NGÔ VĂN TRÍ– lớp 15N1 Trang 5


Đồ án NMNĐ A



GVHD: PGS.TS. Trần Thanh Sơn

thông đường bộ cũng như đường thuỷ với một khoảng cách tương đối xa. Bên cạnh
đó nguồn cung cấp nước cũng 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 là
rất lớn, do đó nếu phải đưa nước vào với một 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 phải 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 than
thì phải có một khu vực gần nhà máy để chứa than, thu nhận lại lượng tro và xỉ do

nhà máy thải ra. Bênh cạnh đó khu vực cán bộ công nhân viên vận hành và bảo
dưỡng nhà máy phải được xây dựng không xa nhà máy nhưng phải đảm bảo môi
trường trong sạch. Địa hình diện tích xây dựng nhà máy phải bằng phng.
1.4. So sánh các phương án đặt tổ máy và chọn tổ máy.
Đối với các nhà máy nhiệt điện có công suất lớn thì ta không nên đặt nhiều tổ
máy có công suất khác nhau, vì nếu như vậy thì sẽ ảnh hưởng đến quá trình vận
hành và sữa chữa, bảo dưỡng.
Công suất của nhà máy điện là 600MW trong trường hợp này ta chia làm ba
phương án để so sánh hiệu quả kinh tế, kỹ thuật của từng phương án. Với thông số
của tuabin đã cho ta chia ra cac phương án sau:
-

Đặt 3 tổ máy có công suất mỗi tổ là 200MW.

-

Đặt 2 tổ máy có công suất mỗi tổ là 300MW.

-

Đặt 1 tổ máy có công suất 600MW

1.4.1. Phương án 1 : Đặt 3 tổ máy có công suất mỗi tổ 200MW.
Việc đặt 3 tổ máy như vậy sẽ chiếm khá lớn về tổng mặt bằng diện tích, do
việc bố trí thiết kế của mỗi tổ máy, mặt khác do nhiều tổ máy vận hành nên đòi hỏi
phải có nhiều công nhân, cán bộ kỹ thuật vận hành do đó chi phí cho việc trả tiền
lương tăng lên.
Mặt khác khi nói đến việc đặt 3 tổ máy thì khả năng vận hành và đảm bảo cho
việc cung cấp đủ điện năng lên mạng lưới điện. Nếu có sự cố, một trong các tổ máy
kế hư hỏng thì các tổ máy kia vẫn vận hành bình thường và vẫn đảm bảo đủ việc

SVTH :NGÔ VĂN TRÍ– lớp 15N1 Trang 6


Đồ án NMNĐ A



GVHD: PGS.TS. Trần Thanh Sơn

cung cấp điện năng. Đối với việc lắp đặt nhiều tổ máy như thế này thì việc điều
chỉnh phụ tải sẽ dễ dàng hơn, dẫn đến khả năng tự động hoá cao và khả năng thay
thế các thiết kế trong nhà máy khi có hư hỏng tương đối dễ dàng hơn vì các thiết kế
đều có cùng kích cỡ.
Gọi K1 là chi phí vốn đầu tư ban đầu của phương án 1.
S1 là chi phí vận hành hằng năm của phương án 1.
1.4.3. Phương án 2: Đặt hai tổ máy có công suất mỗi tổ là 300MW.
Khi ta đặt hai tổ máy như vậy thì mặt bằng phân bố các thiết kế sẽ ít hơn so
với phương án 1. Ở phương án này do có hai tổ máy có cùng công suất nên việc vận
hành sẽ có ít cán bộ công nhân kỹ thuật hơn, do đó chi phí cho việc trả tiền lương
cũng sẽ giảm xuống đáng kể.
Bênh cạnh đó chi phí bảo dưỡng các thiết kế hằng năm và chi phí cho việc xây
dựng giao thông(đường xe chạy, đường sắt...) cũng như giá tiền nhiên liệu giảm do
các thiết kế có độ tin cậy và hiệu suất nhà máy cao hơn. Vốn đầu tư ban đầu cho
việc mua sắm các thiết kế lớn do những thiết kế này làm việc với thông số cao hơn
so với phương án 1.
Ngoài ra đối với phương án này thì khả năng vận hành và đảm bảo đủ cho việc
cung cấp điện năng lên mạng lưới điện. Việc điều chỉnh phụ tải dễ dàng nên mức độ
tự động hoá cao, khả năng thay thế các thiết kế trong nhà máy khi có hư hỏng dễ
dàng hơn.
Gọi K2 vốn đáu tư ban đầu của phương án 2.

S2 chi phí vận hành hằng năm của phương án 2.
Trong 4 phương án mà ta đã nêu trên thì phương án kinh tế nhất là phương án
có phí tổn toàn bộ và phí tổn tính toán nhỏ nhất.
1.4.3. Phương án 3: Đặt một tổ máy có công suất là 600MW.
Ở phương án này mặt bằng để đặt tổ máy sẽ rất ít, việc vận hành sẽ có rất ít
cán bộ công nhân kỹ thuật hơn, do đó chi phí cho việc trả tiền lương cũng sẽ giảm
xuống đáng kể.

SVTH :NGÔ VĂN TRÍ– lớp 15N1 Trang 7


Đồ án NMNĐ A



GVHD: PGS.TS. Trần Thanh Sơn

Bênh cạnh đó chi phí bảo dưỡng các thiết kế hằng năm, cũng như giá tiền
nhiên liệu giảm do các thiết kế phải có độ tin cậy cao và hiệu suất nhà máy cao hơn.
Vốn đầu tư ban đầu cho việc mua sắm các thiết kế lớn do những thiết kế này làm
việc với thông số cao hơn so với các phương án trên.
Do có 1 tổ máy nên nhà máy cần có nguồn điện dự phòng khi đảm bảo đủ cho
việc cung cấp điện năng lên mạng lưới điện khi có hư hỏng. Vì vậy phương án này
có tính đến phí tổn cho các thiết bị dự phòng.
Gọi K3 vốn đáu tư ban đầu của phương án 3.
S3 chi phí vận hành hằng năm của phương án 3.
Trong 3 phương án mà ta đã nêu trên thì phương án kinh tế nhất là phương án
có phí tổn toàn bộ và phí tổn tính toán nhỏ nhất.
1.4.4. So sánh và chọn phương án đặt tổ máy.
1.4.4.1. Tính chi phí vận hành hằng năm.

Chi phí vận hành hằng năm của các thiết kế 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.
S0 : chi phí công việc chung của nhà máy và tất cả các chỉ tiêu khác.
( trang 15 )
1.4.4.1.1. Chi phí cho nhiên liệu:
SB = C.B, đồng/năm. (trang 15 )
Trong đó:
Cụ thể, than cám 1, mã sản phẩm 02-C1 có mức giá là 2.350.000 đồng/tấn; than cám 2, mã
sản phẩm 02-C2 có mức giá 2.250.000 đồng/tấn; than cám 3a.1, mã sản phẩm 03-C3A.1 giá
2.150.000 đồng/tấn; than cám 3b.1, mã sản phẩm 03-C3B.1 giá 2.050.000 đồng/tấn; than cám
6b.6, mã sản phẩm 06-C6B.6 giá 1.025.000 đồng/tấn.

SVTH :NGÔ VĂN TRÍ– lớp 15N1 Trang 8




Đồ án NMNĐ A

GVHD: PGS.TS. Trần Thanh Sơn

Đối với than cám 7A, mã sản phẩm CKH 07A có giá mới 785.000 đồng/tấn; than cám 7B, mã
sản phẩm CKH 07B giá 685.000 đồng/tấn; than cám 7C, với mã sản phẩm CKH 07C, giá mới
là 625.000 đồng/tấn.
Giá bán các chủng loại than cục TCVN 8910:2015 tại quyết định này (chưa bao gồm thuế giá
trị gia tăng), giao trên phương tiện tại cảng, bến, ga, kho của TKV và thay thế giá bán các

chủng loại than cục TCVN 8910:2015 tương ứng tại quyết định số 1409/QĐ-TKV ngày
5.7.2016. nguồn tin internet từ năm 2016

C : giá thành một tấn than. NMĐ sử dụng than cám 6b.6, mã sản phẩm 06C6B.6, có giá C = 1.025.000(1+0.08)3 [đồng/tấn] tính tại 2019 về sau
C = 1.290.000
B : lượng than tiêu tốn trong một năm.
B = b.N.n [tấn/năm]
N=600MW
Với

b : suất tiêu hao than tiêu chuẩn để sản xuất 1kWh điện.

Chọn :
b1= 337 g/kWh : Ứng với phương án 1.
b2= 302 g/kWh : Ứng với phương án 2. (trang 23)
b3= 285 g/kWh : Ứng với phương án 3.
Giả sử mỗi năm sản xuất 6000h:
Vậy lượng than tiêu chuẩn tiêu hao hằng năm của mỗi phương án là:
B1tc= 0,337.600.6000 = 1,210.106 ttc/năm.
B2tc= 0,302.600.6000 = 1,087.106 ttc/năm.
B3tc= 0,285.600.6000 = 1,026.106 ttc/năm.
⇒ Lượng than thực tế tiêu hao:

,Tấn/năm
Trong đó:

SVTH :NGÔ VĂN TRÍ– lớp 15N1 Trang 9





Đồ án NMNĐ A

GVHD: PGS.TS. Trần Thanh Sơn

Bitc: Lượng than tiêu chuẩn tiêu hao hằng năm của từng phương
án(i=1÷3)
QHp=7002kCal/kg :Nhiệt trị than tiêu chuẩn.
Qt = 4150 kCal/kg : Nhiệt trị than cám 6b.6.
⇒

B1 = 1,210.106. = 2040,872.103 tấn/năm
B2 = 1,087.106. = 1834,3.103 tấn/năm
B3 = 1,026.106. = 1731,097.103 tấn/năm

Vậy chi phí nhiên liệu cho các phương án:
SB1 = C.B1 = 1,29.106. 2040,872.103= 2,63.1012 đồng/năm.
SB2 = C.B2 =1,29.106. 1834,3.103=2,366.1012 đồng/năm.
SB3 = C.B3 =1,29.106. 1731,097.103= 2233.1012 đồng/năm.
1.4.4.1.2.Chi phí cho khấu trừ hao mòn và sữa chữa.
SA = PA.K,đồng/năm.trang 16
Trong đó:
PA Là phần khấu hao thiết kế và sữa chữa. Tra bảng 1.11 trang 25 TL
[1], với than cám 6b.6 có A > 4%, S > 0,2%, số giờ sử dụng công suất trang bị
6000h ta có PA = 6,3%
K: vốn đầu tư thiết kế nhiệt của các phương án, đồng.
Giả sử vốn đầu tư thiết kế nhiệt của ba phương án là:
K1 =1500.1010 đồng.
K2 = 2000.1010 đồng. ()
K3 = 2400.1010 đồng.

Thì ta có:
SA1= 0,063.1500.1010=94,5.1010 đồng/năm.
SA2= 0,063.2000.1010= 126.1010 đồng/năm.
SA3= 0,063.2400.1010=151,2.1010 đồng/năm.
SVTH :NGÔ VĂN TRÍ– lớp 15N1 Trang 10




Đồ án NMNĐ A

GVHD: PGS.TS. Trần Thanh Sơn

1.4.4.1.3.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.
Giả sử mỗi tháng cán bộ công nhân viên nhận lương trung bình
một người là 20.000.000 đồng/tháng.
Thì : Z = 20.106.12=240.106 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.
n1= 1,4 người/MW ứng với 3 tổ máy 200MW.
n2= 1,07 người/MW ứng với 2 tổ máy 300MW.( bảng
1.14)
n3= 0,6 người/MW ứng với 1 tổ máy 600MW.
⇒ Chi phí trả lương cho cán bộ công nhân viên từng phương án là:
Sn1 = 240.106.600.1,4 =20,1.1010 đồng/năm.
Sn2 = 240.106.600.1,07 = 15,4.1010 đồng/năm.

Sn3 = 240.106.600.0.6 = 8,6.1010 đồng/năm.
1.4.4.1.4.Phí tổn chung.
S0 = α(SA + Sn), đồng/năm.(trang 24)
Trong đó:
α = 27%: hệ số khấu hao.
SA : chi phí khấu hao và sữa chữa.
Sn : chi phí trả tiền lương cho cán bộ công nhân viên.
⇒ S0 của mỗi phương án là:

SVTH :NGÔ VĂN TRÍ– lớp 15N1 Trang 11


Đồ án NMNĐ A



GVHD: PGS.TS. Trần Thanh Sơn

S01 = α.(SA1 + Sn1) = 0,27.(94,5.1010 + 20,1.1010) =30,9.1010 đồng/năm.
S02 = α.(SA2 + Sn2) = 0,27.(126.1010 + 15,4.1010) = 38,178.1010
đồng/năm.
S03 = α.(SA3 + Sn3) = 0,27.(151,2.1010 + 8,6.1010) =43,15.1010
đồng/năm.
Vậy chi phí vận hành hằng năm của từng phương án là:
S1 = SB1 + SA1 + Sn1 + S01
=2,63.1012 + 94,5.1010 + 20,1.1010 + 30,9.1010

=4,08.1012

đồng/năm.

S2 = SB2 + SA2 + Sn2 + S02
=2,366.1012 + 126.1010 + 15,4.1010 + 38,178.1010

= 4,16.1012

đồng/năm.
S3 = SB3 + SA3 + Sn3 + S03
= 2,232.1012 + 151,2.106 + 8,6.1010 + 43,15.1010
=42,15.1012 đồng/năm.
.
Vốn đầu tư ban đầu cửa 3 dự án k3>k2>k1
Chi phi vận hành hằng năm của 3 dự án S3>S2>S1
Vì vậy ở đây ta chọn phương án 1 là đặt 3 tổ máy có công suất mỗi tổ là
200MW. Trong thiết kế này ta dùng nhiên liệu đốt là than cám 6b.6 có nhiệt trị Qt =
4150 kCal/kg. Lò hơi là loại lò than phun, có bao hơi, tuần hoàn tự nhiên và có quá
nhiệt trung gian.

SVTH :NGÔ VĂN TRÍ– lớp 15N1 Trang 12


Đồ án NMNĐ A



GVHD: PGS.TS. Trần Thanh Sơn

CHƯƠNG 2
XÂY DỰNG VÀ TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ NHIỆT
NGUYÊN LÝ


SVTH :NGÔ VĂN TRÍ– lớp 15N1 Trang 13




Đồ án NMNĐ A

GVHD: PGS.TS. Trần Thanh Sơn

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 kế 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 tuần hoàn tự
nhiên, tuabin ngưng hơi, máy phát điện, bình ngưng, các bình gia nhiệt cao áp, hạ
áp, thiết kế khử khí, bơm nước cấp, bơm nước động, bơm nước ngưng. Các đường
ống dẫn hơi đến các bình gia nhiệt, đường nước ngưng chính, đường nước ngưng
động.
Lấy trên 5% nên chọn công suất 210MW
Đặt tính kỹ thuật của tuabin:
Hãng sản xuất :
Công suất định mức : 210MW
Lưu lượng hơi vào tuabin: 627 tấn/h
Tốc độ

:

Áp suất hơi đầu vào : 150 bar
Nhiệt độ hơi mới


: 5350C

Số cửa trích

:6

Áp suất quá nhiệt trung gian: 36 bar
Nhiệt độ hơi quá nhiệt trung gian : 5350C
Nhiệt độ nước cấp :
Số tầng :
Bảng 1: Dẫn ra các hiệu suất của các phần tuabin chính như sau:
Cửa trích

I

II

III

IV

V

VI

P (bar)

36


16

6,8

3,3

1,2

0,2

t (0C)

336

432

314

200

106

61

SVTH :NGÔ VĂN TRÍ– lớp 15N1 Trang 14


Đồ án NMNĐ A




GVHD: PGS.TS. Trần Thanh Sơn

SVTH :NGÔ VĂN TRÍ– lớp 15N1 Trang 15


Đồ án NMNĐ A



GVHD: PGS.TS. Trần Thanh Sơn

SVTH :NGÔ VĂN TRÍ– lớp 15N1 Trang 16


Đồ án NMNĐ A



GVHD: PGS.TS. Trần Thanh Sơn

6 : Lò hơi.

8: Tuabin

9: Máy phát
10: Bình ngưng.

13, 12: Ejectơ chính và phụ


5 : Thiết bị khử khí.

8: Bộ giảm áp, giảm ôn

3: Tuabin phụ

1, 2: Các bình gia nhiệt cao áp

19: Phân li hơi.

14: Gia nhiệt nước bổ sung

15,16,17: Các bình gia nhiệt hạ áp

7 : Bộ quá nhiệt trung gian

11: Bơm nước ngưng.

4: Bơm nước cấp.

18: bơm hỗn hợp
Diễn giải sơ đồ nhiệt nguyên lý.
Trong toàn bộ nhà máy 600MW bao gồm 3 khối mỗi khối 210MW gồm có: lò
hơi tuần hoàn tự nhiên, tua bin ngưng hơi một trục có các thông số siêu tới hạn, quá
nhiệt trung gian một lần, tuabin có 3 tầng.
Hơi mới 150 bar; 5350C đưa vào phần cao áp của turbine, sau đó hơi với thông
số 36 bar và 3360C được đưa vào bộ quá nhiệt trung gian. Sau khi quá nhiệt trung
gian với 36 bar và 5350C đưa vào phần trung áp của turbine. Ra khỏi phần trung áp
của turbine hơi được chia làm hai dòng: một dòng vào phần hạ áp sau phần trung
áp, dòng còn lại qua hai nửa đối xứng nhau của phần hạ áp để khử lực dọc trục và

giảm tiết diện thoát
Turbine có 6 cửa trích hơi cho gia nhiệt: cửa trích ở phần cao áp được gia
nhiệt cho nước cấp ở bình gia nhiệt cao áp số 1; 3 cửa trích ở phần trung áp được
gia nhiệt cho nước cấp ở bình gia nhiệt cao áp số 2, turbine phụ truyền động bơm
nước cấp là loại đối áp, hơi cấp cho turbine phụ này lấy một phần từ cửa trích thứ 2
chung với bình gia nhiệt cao áp số 2 ; hơi thoát ra của turbine này hòa trộn với hơi ở
cửa trích số 4 được đưa vào bình gia nhiệt hạ áp số 3 còn 1 của trích số 3 thì vào
bình khử khí . Bình khử khí (hơi ở bình khử khí do được trích từ cửa trích có áp
suất cao nên được đưa qua thiết kế giảm ôn giảm áp để hạ áp suất và nhiệt độ xuống
phù hợp với yêu cầu), bình gia nhiệt hạ áp số 3(làm lạnh nước đọng ) và cửa trích
thứ 5 đi vào bình gia nhiệt hạ áp số 4; cửa trích phần hạ áp 5 nối với bình gia nhiệt 5
SVTH :NGÔ VĂN TRÍ– lớp 15N1 Trang 17


Đồ án NMNĐ A



GVHD: PGS.TS. Trần Thanh Sơn

và nước đọng được hút về bình ngưng . Nước đọng từ các bình gia nhiệt cao áp xả
dồn cấp về bình khử khí, còn nước đọng từ các bình gia nhiệt hạ áp số 3 và 4 thì
dồn cấp đưa về điểm hổn hợp k. Nước ngưng ở bình gia nhiệt số 5, bình làm lạnh
hơi chèn được đưa về bình ngưng.
Bơm nước cấp được tính với lưu lượng nước cấp toàn bộ và truyền động bằng
turbine phụ, bơm dự phòng và khởi động là bơm điện tính với lưu lượng bằng 1/2
công suất toàn bộ. Nước xử lý hóa học đưa qua bình gia nhiệt nước bổ sung rồi vào
bình khử khí. Giữa bình khử khí và bơm cấp có đặt bơm tăng áp bằng điện.
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 đáy là sơ đồ hỗn hợp: vừa dồn cấp vừa bơm đẩy về đường nước chính. Ở các bình
gia nhiệt cao áp (GNCA) nước đọng được dồn từ GNCA1 → GNCA2 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 GNHA3 → GNHA4 rồi dùng bơm nước đọng dồn về
điểm hỗn hợp K trên đường nước ngưng chính. Nước đọng trong bình GNHA5 và
bình làm lạnh ejectơ được đưa về bình ngưng.
2.2. Các thông số hơi và nước 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 stop bảo vệ tác động nhanh và các van
điều chỉnh lưu lượng nên bị tổn thất áp suất, do đó áp suất của hơi trước tầng đầu
của tua bin giảm đi khoảng (3-5) % so với áp suất hơi mới theo trang 31 [TL-1].
Nghĩa là: p0’ = (0,95 – 0,97) p0
Vậy áp lực trước tầng dầu tua bin: p’0 = 0,96. p0 = 0,96. 150 = 144 bar.
* Nhiệt độ dòng nước cấp hoặc dòng nước ngưng chính ra khỏi BGNCA hoặc
BGNHA tương ứng. Nhiệt độ này bằng hiệu nhiệt độ bão hòa tại áp suất bình gia
nhiệt với độ gia nhiệt không tới mức.
* Áp suất hơi sau khi QNTG bắt đầu vào tầng đầu tiên của thân tuabin sau
thường nhỏ hơn hơi đi QNTG một lượng khoảng:( 0,08 – 0,12 )p SQNTG. Vậy áp lực
vào tầng sau QNTG: pQNTG = 36 - 0,1.36 = 32,4 bar.
SVTH :NGÔ VĂN TRÍ– lớp 15N1 Trang 18




Đồ án NMNĐ A

GVHD: PGS.TS. Trần Thanh Sơn

* Áp suất làm việc tại bình gia nhiệt được lấy nhỏ hơn áp suất tại các cửa trích
tương ứng từ 3 ÷ 6%. trang 34 [TL-1]. Ở đáy ta chọn ∆p = 5%.

* Riêng tại bình khử khí chọn làm việc với P kk =6,5 bar hơi cấp cho bình khử
khí được lấy từ cửa trích số 3 có áp suất cao do đó phải quan van giảm áp trước khi
vào bình khử khí.
* Do điều kiện khí hậu ở Việt Nam, nhiệt độ nước làm mát bình ngưng khoảng
260C nên áp suất tuyệt đối trong bình ngưng chọn 0,065 bar theo trang 32 [TL1].
Với pK = 0,065 bar .Tra bảng PL1.1, trang 96 [TL-1] ta có:
i”k = 2569,5 KJ/kg
i’k = 157,5 KJ/kg
Để đảm bảo cho những tầng cuối làm việc trong vùng ẩm hiệu quả và an toàn,
chọn độ khô sau tầng cuối của tua bin là x = 0,95 trang 32 thì:
ik = x. i”k + (1 - x)i’k = 0,95. 2569,5 + (1 - 0,95). 157,5
⇒ ik = 2448,9 kJ/kg
* Vì đã biết áp suất làm việc của bình gia nhiệt nên ta xác định được nhiệt độ
nước đọng. Từ đáy ta thông qua độ gia nhiệt thiếu cho nước. θ = (2 ÷ 4)0C đối với
các BGNCA, θ = (3 ÷ 6)0C đối với BGNHA trang 34 [TL-1] ta tìm được nhiệt độ
nước ngưng sau bình gia nhiệt (sau khi được hâm nóng)
tH = tn + θ
Với:

tH:nhiệt độ đầu ra cửa hơi trích, 0C
tn: nhiệt độ đầu ra của môi chất nhận nhiệt 0C
θ: Độ gia nhiệt thiếu cho nước, 0C (chọn θ = 30C đối với các

BGNCA, θ = 50C đối với BGNHA)
Trên cơ sở đó ta có bảng 3 và từ đó ta xây dựng đồ thị i - S biểu diễn quá trình
làm việc của dòng hơi trong tua bin với các thông số:
P, t, i : áp suất, nhiệt độ và entanpi các cửa trích, bar, 0C, KJ/kg

SVTH :NGÔ VĂN TRÍ– lớp 15N1 Trang 19





Đồ án NMNĐ A

GVHD: PGS.TS. Trần Thanh Sơn

p’ - áp suất hơi trước các thiết kế gia nhiệt, bar. Xác định được áp lực
hơi tại các thiết kế gia nhiệt như sau: p’ = 0,95.p [TL-1]
tH, i’H - nhiệt độ và entanpi của nước ngưng bão hòa, 0C, kJ/kg.
tn, in - nhiệt độ và entanpi của nước sau các bình gia nhiệt, 0C, kJ/k

Bảng 2: Thông số hơi tại các cửa trích, nước đọng và nước ngưng tại các
bình gia nhiệt.

Điể
m
quá
trình

Thiết kế
gia
nhiệt

bar

0

-


150

535

0’

-

144

532,4

3409,3
5
3409

1

GNCA1

36

336

3124,5

1’

-


32,4

535

2

GNCA2

16

432

3

KK

6,8

314

3094,44

4

GNHA4

3,3

200


2864,4

5

GNHA5

1,2

106

2689,6

6

GNHA6

0,2

61

2608,9

K

BN

0,065

x=
0,95


2448,9

P

T
0

C

Thông số hơi và nước
i
P’
tH
i’H
kJ/kg

3533,4
6
3322,1
7

bar

0

Pnc

in


C

bar

kJ/kg

tn,
c0

GHI CHÚ

C

kJ/kg

-

-

-

-

-

-

34,
2


-

1043,
5

238,2
1

-

-

165

1025,31

195,9

165

860,74

155,9
4
130,2
1

6,5

658,26


8

547,18

vì GNHA3 Ở DƯỚI
ĐẤT

87,12

9,8

364,89

+1.8 TRỞ LỰC(12,5)

53,86

11,6

226,56

+1.8 TRỞ LỰC(12,5)

37,74

0,06
5

157.25


15,
2
6,1
8
3,1
4
1,1
4
0,1
9
-

241,21

198,90
161,94
135,21
92,12
58,86
-

847,3
4
675,3
1
568,4
2
385,8
6

254,3
4
-

SVTH :NGÔ VĂN TRÍ– lớp 15N1 Trang 20

T.34

T.35
Pnc=8,5 tại sau bơm


Đồ án NMNĐ A



GVHD: PGS.TS. Trần Thanh Sơn

QUÁ TRÌNH LÀM VIỆC CỦA DÒNG HƠI TRONG TUABIN 210MW
TRÊN ĐỒ THỊ i - S

Trên giản đồ i-s, điểm 0’ ứng với trạng thái hơi ở trước phần cao áp. Các điểm
1, 1’ biểu thị thông số hơi trước và sau khi quá nhiệt trung gian. Còn điểm 3 là
đường hơi trích đi vào ở bình khử khí chính.
SVTH :NGÔ VĂN TRÍ– lớp 15N1 Trang 21




Đồ án NMNĐ A


GVHD: PGS.TS. Trần Thanh Sơn

2.3. Cơ sở tính toán các thông số của nhà máy:
Mục đích cơ bản của việc tính toán sơ đồ nguyên lý của nhà máy điện ngưng
hơi là ở chổ xác định các đặc tính kỹ thuật của thiết kế nhằm đảm bảo đồ thị phụ tải
điện, đảm bảo yêu cầu về chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật và năng lượng của nhà máy điện
và các phần tử của chúng. Tính toán nhiệt chủ yếu dựa vào phương trình cân bằng
năng lượng (phương trình cân bằng nhiệt) và phương trình cân bằng vật chất. Tổn
thất hơi và nước trong nhà máy được chia làm hai loại, tổn thất trong và tổn thất
ngoài
a, Tổn thất ngoài:
Ở nhà máy điện ngưng hơi không có tổn thất ngoài, mà chỉ có ở các trung tâm
nhiệt điện
b, Tổn thất trong:
Tổn thất rò rỉ của hơi và nước ngưng trong hệ thống thiết kế và ống dẫn của
bản thân nhà máy. Nguyên nhân của tổn thất rò rỉ là do những chỗ không kên như
nối ống bằng mặt bêch, tổ thất tại các van an toàn, tổn thất nước đọng trên đường
ống, ở các van và các thiết kế. Tổn thất rò rỉ phân bố trên toàn bộ đường hơi và
nước trong nhà máy, tập trung hơn ở những nơi có thông số cao nhất của môi chất.
Để đơn giản trong việc tính toán sơ đồ nhiệt người ta quy ước tổn thất rò rỉ tập trung
trên toàn bộ đường hơi mới.

Với giả thiết sơ bộ về các số liệu cho trước như sau:
Lượng hơi trích cho ejecter:

αej = 0,005

•


Lượng hơi chèn tuabin:

αch = 0,005

•

Lượng hơi rò rỉ:

αrr = 0,01

•

Lượng nước xả lò:

αxa = 0,011

•

Lượng hơi vào tuabin:

α0 = 1,000

•

Từ đó cân bằng hơi và nước trong nhà máy như sau:
Lượng hơi tiêu hao cho toàn bộ tuabin
αtb = αo + αch + αej =1 + 0,005+ 0,005 = 1,01
SVTH :NGÔ VĂN TRÍ– lớp 15N1 Trang 22





Đồ án NMNĐ A

GVHD: PGS.TS. Trần Thanh Sơn

Phụ tải lò hơi:
αlh = αtb + αrr = 1,005 + 0,01 + 0,005= 1,02
Lượng nước cấp vào lò:
1,02 + 0,011 = 1,031
2.4. Tính toán sơ đồ nhiệt nguyên lý:
Ngày nay đối với các khối có công suất lớn, có các thông số siêu tới hạn và có
quá nhiệt trung gian đều áp dụng từ 7 đến 9 tầng gia nhiệt. Trong các nhà máy điện
hiện đại hiện nay hầu hết đều áp dụng các bình gia nhiệt bề mặt, với sơ đồ xả nước
đọng hỗn hợp nghĩa là xả nước đọng dồn cấp ở các bình gia nhiệt cao áp và bơm
nước động ở 1 hoặc 2 bình gia nhiệt hạ áp, trong đó 1 bình gia nhiệt loại hỗn hợp
(bình khử khí).
Áp dụng hồi nhiệt thì giảm tiêu hao nhiên liệu nhưng lại làm tăng hơi tiêu hao
cho tuabin, tăng công suất của lò, tăng kích thước phần cao áp của tua bin... nhưng
có trích hơi thì lượng hơi đi vào bình ngưng và các kích thước của các tầng cuối của
tua bin và ống thoát dẫn đi.
Do lượng hơi đi qua các tầng cao áp của turbine tăng lên cho nên chiều cao
của các cánh quạt cũng tăng lên và hiệu suất của các tầng ấy cũng tăng lên. Giảm
lượng hơi qua các tầng hạ áp làm giảm cấu tạo và giảm tổn thất hơi thoát điều này
có ý nghĩa rất quan trọng đối với các turbine lớn của nhà máy điện kiểu khối và cho
phép tăng công suất của turbine. Vì thế trong thiết kế này ta chọn loại bình gia nhiệt
kiểu bề mặt, trong đó có một bình gia nhiệt hỗn hợp.
2.4.1. Bình phân ly:
Trước khi vào bình phân ly cao áp suất 8 bar, nước xả được xả qua một van
giảm áp trở thành hỗn hợp hơi và nước. Hơi được phân ly tương đối sạch và được

đưa vào bình khử khí. Nước xả sau khi phân ly sẽ gia nhiệt cho nước bổ sung trước
khi vào bình khử khí, sau đó sẽ thải ra ngoài theo đường mương thải. Chọn loại
bình phân ly cao áp suất 8 bar vì bình khử khí là 6,5bar .

SVTH :NGÔ VĂN TRÍ– lớp 15N1 Trang 23


Đồ án NMNĐ A



GVHD: PGS.TS. Trần Thanh Sơn

Ta có áp suất trong bình bay hơi là (áp suất bao hơi = 110% p0):

= 165bar

Từ đó ta tra đươc thông số:
Entanpy của nước xả lò là:

= 1670 kJ/kg

Bình phân ly nước xả hiệu suất 99% có áp suất 8 bar tương ứng với nhiệt độ bão
hòa là 170,42 0C.
Entanpy của nước ra khỏi phân ly là:

=

=720 kJ/kg


Nhiệt ẩn hóa hơi r =2048 kJ/kg
Coi như hơi sau khi ra khỏi phân ly có độ khô 0,97 thì entanpy của hơi ra khỏi

bình phân ly là: ih =

= 720 + 0,97.2048= 2706,56 kJ/kg

Phương trình cân bằng vật chất:

Phương trình cân bằng năng lượng:

Thay vào ta có:

SVTH :NGÔ VĂN TRÍ– lớp 15N1 Trang 24




Đồ án NMNĐ A

GVHD: PGS.TS. Trần Thanh Sơn

= = 0,00517
Lượng nước xả sau cấp phân ly:

= 0,011 - 0,00517= 0,00583
2.4.2 Cân bằng gia nhiệt nước bổ xung:
-vi nhiệt độ nước ra bỏ (170,2) còn lớn , để tận dụng được nhiệt nước xã bỏ
người ta cho nước xả bỏ đi gia nhiệt cho nước mới kiểu bề mặt


Lượng nước sau khi phân ly cũng được gia nhiệt cho nước bổ sung:
= 0,00583 ;

= 720 kJ/kg

Chọn hiệu suất gia nhiệt cho nước bổ sung là 96%; nhiệt độ không tới

trong bình làm lạnh nước xả (bình gia nhiệt nước bổ sung) nằm trong khoảng (10

150C ). Ta chọn

= 150C với độ chênh entaly tương ứng là

= 15*4.18kj/kg =

62,7 kJ/kg ( trang 37 )
Chọn nước bổ sung có nhiệt độ 260C, tương ứng với entaly là:
SVTH :NGÔ VĂN TRÍ– lớp 15N1 Trang 25