ban chinh.doc

TÍNH TOÁN THI T K H TH NG NHI T ĐI N CHO Ế Ế Ệ Ố Ệ ỆNHÀ MÁY MÍA Đ NG CÓ CÔNG SU T 7500 T N MÍA/NGÀYƯỜ Ấ Ấ GVHD: TS. NGUY N VĂN TUYÊNỄ

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY MÍA ĐƯỜNG

1.1 Khái quát một số đặc điểm của cây mía

1.1.1 Khái niệm về cây mía

1.1.2 Một số tính chất cơ bản về cây mía

1.1.3 Đặc điểm về cây mía

1.1.4 Giá trị kinh tế

1.1.5 Đặc tính chất lượng bã mía

1.2 Đặc điểm về ngành mía đường ở Việt Nam

1.2.1 Khó khăn phải đối mặt hiện nay

1.2.2 Triển vọng phát triển của ngành mía đường

1.3 Vai trò của hơi nước trong nhà máy mía đường

1.3.1 Vai trò của hơi nước trong nhà máy mía đường

1.3.2 Sơ đồ công nghệ

1.4 Nhiệm vụ luận văn

CHƯƠNG 2. LỰA CHỌN SƠ ĐỒ NHIỆT CHO NHÀ MÁY

2.1 Sơ đồ dùng tuabin hơi đối áp

2.1.1 Sự phổ biến của tuabin đối áp ở nước ta hiện nay

2.1.2 Sơ đồ nhiệt

2.1.3 Mô tả

2.1.4 Đặc điểm

2.2 Sơ đồ dùng tuabin ngưng hơi có cửa trích


2.2.2 Mô tả


2.3 Lựa chọn sơ đồ nhiệt điện cho nhà máy mía đường có công suất 7500 (tấn mía/ngày)

2.3.1 Sản lượng bã mía của nhà máy đường

2.3.2 Chọn sơ đồ nhiệt

LU N VĂN T T NGHI PẬ Ố Ệ 1


CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ NHIỆT

3.1 Cơ sở lý thuyết

3.2 Xác định trạng thái hơi nước trong các tầng tuabin

3.2.1 Xây dựng quá trình làm việc của hoi nước trên giản đồ i-s

3.2.2 Tính toán cân bằng cho bình phân ly

3.2.3 Tính toán bình gia nhiệt nước bổ sung

3.2.4 Tính toán tuabin phụ cấp cho bơm cấp

3.2.5 Tính toán bình khử khí

3.3 Xác định chỉ tiêu kinh tế nhà máy

3.3.1 Các chỉ tiêu nhà máy

3.3.2 Nhận xét

CHƯƠNG 4. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÒ HƠI

4.1 Tính toán lượng hơi và bã mía phù hợp với lò hơi công nghệ mới

4.2 Phát thảo sơ bộ lò hơi với công suất hơi 80 t/h

4.3 Phát thảo kích thước buồng lửa

4.4 Tính toán nhiệt độ của các thiết bị phụ

4.4.1 Bộ sấy không khí

4.4.2 Bộ hâm nước

4.5 Chọn kiểu lò hơi

4.5.1 Thông số lò hơi

4.5.2 Bao hơi và dàn ống sinh hơi

4.5.3 Các ống góp của lò hơi

4.5.4 Bộ quá nhiệt

4.5.5 Buồng đốt

4.5.6 Hệ thống cấp nhiên liệu bã mía

4.6 Các thiết bị phụ

4.6.1 Thiết bị cấp nhiên liệu bả mía

4.6.2 Quạt khói

4.6.3 Quạt gió



4.6.4 Hệ thống xả bần lò hơi

4.6.5 Hệ thống thổi bụi lò hơi

4.4.6 Hệ thống lọc bụi tĩnh điện

CHƯƠNG 5. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TUABIN

5.1 Chọn tuabin hơi

5.1.1 Thông số tuabin

5.1.2 Chọn kiểu tuabin

5.2 Bình ngưng

5.3 Tháp làm mát

5.4 Bơm nước ngưng

5.5 Bình khử khí

5.6 Hệ thống bơm cấp nước lò hơi

5.7 Hệ thống máy phát điện

CHƯƠNG 6. MỘT SỐ HỆ THỐNG PHỤ TRỢ KHÁC

5. 1 Hệ thống cung cấp bả mía

5. 2 Hệ thống xử lý tro lò hơi

5. 3 Hệ thống nước làm mát bình ngưng và phụ trợ

5. 4 Hệ thống xử lý nước và cung cấp nước bổ sung

5. 5 Hệ thống dầu điều khiển và bôi trơn thiết bị

5. 6 Xử lí nước thải

5. 7 Hệ thống phòng cháy chữa cháy

CHƯƠNG 7. NHỮNG VẤN ĐỀ CẦN LƯU Ý KHI VẬN HÀNH

CHƯƠNG 8. KẾT LUẬN

Chương 1:



TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY MÍA ĐƯỜNG

1.1 Khái quát một số đặc điểm của cây mía1.1.1 Khái niệm về cây mía Mía là tên gọi chung của một số loài trong chi mía, bên cạnh các loài lau, lách.

Chúng là loại cỏ sống lâu năm, bản địa khu vực nhiệt đới và ôn đới ấm. Chúng có thân to mập, chia đốt, chứa nhiều đường, cao từ 2-6 m. Tất cả các dạng mía đường được trồng ngày nay đều là dạng lai ghép nội chi phức tạp. Chúng được trồng để thu hoạch nhằm sản xuất đường.

1.1.2 Một số tính chất cơ bản về cây mía Cấu tạo của cây mía thông thường phần ngọn sẽ nhạt hơn phần gốc (trong chiết

nước mía). Đó là đặc điểm chung của thực vật: chất dinh dưỡng (ở đây là hàm lượng đường) được tập trung nhiều ở phần gốc (vừa để nuôi dưỡng cây vừa để dự trữ). Đồng thời, do sự bốc hơi của lá mía, nên phần ngọn cây lúc nào cũng phải được cung cấp nước đầy đủ để cung cấp cho lá, gây ra hàm lượng nước trong tỷ lệ đường/nước phần ngọn sẽ nhiều hơn phần gốc, làm cho ngọn cây mía nhạt hơn.

1.1.3 Đặc điểm về cây mía: - Nhiệt độ: Mía là loài cây nhiệt đới nên đòi hỏi điều kiện độ ẩm rất cao. Nhiệt

độ bình quân thích hợpcho sự sinh trưởng của cây mía là 15-26oC. Giống mía nhiệt đới sinh trưởng chậm khi nhiệt độ dưới 21 oC và ngừng sinh trưởng khi nhiệt độ 13 oC và dưới 5 oC thì cây sẽ chết. Những giống mía á nhiệt đới tuy chịu rét tốt hơn nhưng nhiệt độ thích hợp cũng giống như mía nhiệt đới. Thời kỳ mía nảy mầm cần nhiệt độ trên 15 oC tốt nhất từ 26-33 oC. Mía nảy mầm kém ở nhiệt độ dưới 15 oC và trên 40 oC. Từ 28-35 oC là nhiệt độ thích hợp cho mía vươn cao. Sự dao động biên độ nhiệt giữa ngày và đêm liên quan với tỷ lệ đường trong mía. Giới hạn nhiệt độ thích hợp cho thời kỳ mía chín từ 15-20 oC. Vì vậy tỷ lệ đường trong mía thường đạt ở mức cao nhất cho các vùng có khí hậu lục địa và vùng cao.

- Ánh sáng: Mía là cây nhạy cảm với ánh sáng và đòi hỏi cao về ánh sáng. Thiếu ánh sáng, mía phát triển không tốt, hàm lượng đường thấp. Mía cần thời gian tối thiểu là 1200 giờ tốt nhất là trên 2000 giờ. Quang hợp của cây mía tỷ lệ thuận với cường độ và độ dài chiếu sáng. Thiếu ánh sáng cây hút phân kém do đó phân đạm, lân, kali chỉ hiệu quả khi ánh sáng đầy đủ. Vì vậy ở vùng nhiệt đới và á nhiệt đới mía vươn cao mạnh nhất khi bắt đầu vào mùa hè có độ dài ngày tăng lên. Chính vì vậy, nó là nhân tố quan trọng quyết định năng suất và sản lượng mía.



- Độ ẩm: Mía là cây cần nhiều nước nhưng lại sợ úng nước. Mía có thể phát triển tốt ở những vùng có lượng mưa từ 1500 mm/năm. Giai đoạn sinh trưởng mía yêu cầu lượng mưa từ 100 - 170 mm/tháng. Khi chín cần khô ráo, mía thu hoạch sau một thời gian khô ráo khoảng 2 tháng sẽ cho tỷ lệ đường cao. Bởi vậy các nước nằm trong vùng khô hạn nhưng vẫn trồng mía tốt còn những nơi mưa nhiều và phân bố đều trong năm thì việc trồng mía không hiệu quả. Gió bão làm cây đổ dẫn đến làm giảm năng suất, giảm phẩm chất của cây. Chính vì vậy gió cũng là dấu hiệu quan trọng trong công tác dự báo lên kế hoạch và chế biến làm sao tốn ít chi phí mà giá trị sản xuất cũng như phẩm chất của mía nguyên liệu vẫn cao.

- Độ cao: Độ cao có liên quan đến cường độ chiếu sáng cũng như mức chênh lệch nhiệt độ giữa ngày và đêm, do đó ảnh hưởng đến khả năng tích tụ đường trong mía, điều đó ảnh hưởng đến hoạt động của các khâu trong quy trình chế biến. Giới hạn về độ cao cho cây mía sinh trưởng và phát triển ở vùng xích đạo là 1600 mm, ở vùng nhiệt đới là 700-800 mm.

- Đất trồng: Mía là loại cây công nghiệp khỏe, dễ tính, không kén đất, vì vậy có thể trồng mía trên nhiều loại đất khác nhau, từ 70% sét đến 70% cát. Đất thích hợp cho mía là những loại đất xốp, tầng canh tác sâu, có độ phì cao, giữ ẩm tốt và dễ thoát nước. Có thể trồng mía có kết quả trên cả những nơi đất sét rất nặng cũng như trên đất than bùn, đất hoàn toàn cát, đất chua mặn, đất đồi, khô hạn ít màu mỡ.

1.1.4 Giá trị kinh tế

- Mía là cây trồng công nghiệp lấy đường quan trọng của ngành công nghiệp đường. Đường là một loại thực phẩm cần có trong cơ cấu bữa ăn hàng ngày của nhiều quốc gia trên thế giới, cũng như là loại nguyên liệu quan trọng của nhiều ngành sản xuất công nghiệp nhẹ vàhàng tiêu dùng như bánh kẹo…

- Về mặt kinh tế, trong thân mía chứa khoảng 80-90% nước dịch, trong dịch đó chứa khoảng 16-18% đường. Vào thời kỳ mía chín già, người ta thu hoạch mía rồi đem ép lấy nước. Từ nước dịch mía được chế lọc và cô đặc thành đường. Có hai phương pháp chế biến bằng thủ công thì có các dạng đường đen, mật, đường hoa mai. Nếu chế biến qua các nhà máy sau khi lọc và bằng phương pháp ly tâm, sẽ được các loại đường kết tinh, tinh khiết.

- Ngoài sản phẩm chính là đường những phụ phẩm chính của cây mía bao gồm: + Bã mía chiếm 25-30% trọng lượng mía đem ép. Bã mía có thể dùng làm

nguyên liệu đốt lò, hoặc làm bột giấy, ép thành ván dùng trong kiến trúc, cao hơn là



làm ra Furfural là nguyên liệu cho ngành sợi tổng hợp. Trong tương lai khi mà rừng ngày càng giảm nguồn nguyên liệu làm bột giấy, làm sợi từ cây rừng giảm đi thì mía là nguyên liệu quan trọng để thay thế.

+ Mật gỉ chiếm 3-5% trọng lượng đem ép. Từ mật gỉ cho lên men chưng cất rượu rum, sản xuất men các loại. Một tấn mật gỉ cho một tấn men khô hoặc các loại axit axetic, hoặc có thể sản xuất được 300 lít tinh dầu và 3800 lít rượu. Từ một tấn mía tốt người ta có thể sản xuất ra 35-50 lít cồn 96, một ha với kỹ thuật sản xuất hiện đại của thế kỷ 21 có thể sản xuất 7000-8000 lít cồn để làm nhiên liệu. Vì vậy khi mà nguồn nhiên liệu lỏng ngày càng cạn kiệt thì người ta đã nghĩ đến việc thay thế năng lượng của thế kỷ 21 là lấy từ mía.

+ Bùn lọc chiếm 1,5-3% trọng lượng mía đem ép. Đây là sản phẩm cặn bã còn lại sau khi chế biến đường. Từ bùn lọc có thể rút ra sáp mía để sản xuất nhựa xêrin làm sơn, xi đánh giầy… Sau khi lấy sáp, bùn lọc dùng làm phân bón rất tốt.

+ Theo ước tính giá trị các sản phẩm phụ phẩm cao hơn 2-3 lần sản phẩm chính là đường.

- Mía còn là loại cây có tác dụng bảo vệ đất rất tốt. Mía thường được trồng từ tháng 10 đến tháng 2 hàng năm là lúc lượng mưa rất thấp. Đến mùa mưa, mía được 4-5 tháng tuổi, bộ lá đã giao nhau thành thảm lá xanh dày, diện tích là gấp 4-5 lần diện tích đất làm cho mưa không thể rơi trực tiếp xuống mặt đất, có tác dụng tránh xói mòn đất cho các vùng đồi trung du. Hơn nữa mía là cây rễ chum và phát triển mạnh trong tầng đất từ 0-60 cm. Một ha mía tốt có thể có 13-15 tấn rễ, sau khi thu hoạch bộ rễ để lại trong đất cùng với bộ lá là chất hữu cơ quý làm tăng độ phì của đất.

1.1.5 Đặc tính chất lượng bã mía

Theo số liệu phân tích, đặc tính chất lượng bã mía được thể hiện trong bảng 1.1.5

sau:

Bảng 1.1: Đặc tính chất lượng bã mía [7]



TT Thông số Ký hiệu Giá trị

1 Đường sucrose dư, % (2) Sp 2%

Thành phần công nghiệp

1 Chất bốc làm việc, %, (2) Vp 33,05

2 Độ tro làm việc, % (1) Ap 1,25

3 Độ ẩm làm việc, % (2) Wp 50

4 Các bon cố định, % (2) FCp 15,7%

Thành phần nguyên tố

1 Hyđrô làm việc, % (1) Hp 3,25

2 Các bon làm việc, % (1) Cp 23,5

3 Ô xy làm việc, % (1) Op 22,0

4 Nhiệt trị thô, kcal/kg, (4) GCV 2.277

5 Nhiệt trị tinh, kcal/kg, (4) NCV 1.802

(*) Ghi chú: (1) Số liệu kinh nghiệm của Hugot, (2) Số liệu của Hiệp hội mía đường Brazil, (3) Độ ẩm 50% và đường dư 2% là số liệu điển hình của công nghệ mía đường

hiện tại. (4) Tính toán theo công thức kinh nghiệm của Hugot

1.2 Đặc điểm về ngành mía đường Việt Nam

Được gia nhập vào năm 1990, ngành công nghiệp mía đường ở nước ta con non trẻ so với các ngành công nghiệp khác ,hiện nay mía đường Việt Nam đang đối mặt với nhiều vấn đề như: Thiếu nguồn nguyên liệu vào các mùa không thu hoạch cây mía, công suất nhà máy thấp, cơ sở vật chất – công nghệ còn lạc hậu … lý do chính đó là việt nhà nước ta chưa có chính sách thỏa đáng về việc mua lại giá điện của



EVN , giá điện mua quá thấp nên các nhà đầu từ không muốn đầu tư vào cơ sở vật chất cũng như công nghệ.

1.2.1. Khó khăn phải đối mặt hiện nay

- Giá thành đường cao: Là ngành mới bắt đầu hoạt động mạnh từ những năm 1990, có tuổi đời rất non trẻ so với khu vực và thế giới (Ấn Độ là nước đầu tiên trên thế giới biết sản xuất đường từ mía, công nghiệp đường tuy có từ lâu đời, nhưng 200 năm gần đây mới được cơ khí hóa, nhiều thiết bị quan trọng được phát minh vào thế kỷ 19), máy móc công nghệ lạc hậu, công suất thấp, chi phí sản xuất và chế biến đường cao nên giá thành trung bình đường Việt Nam luôn cao hơn từ vài chục đến cả 100 USD/tấn so với Ấn Độ, Thái Lan, Trung Quốc, Braxin… dẫn đến khó khăn khi cạnh tranh với đường nhập lậu.

Hình 1.1: Đồ thị báo giá giữa Việt Nam và Quốc tế

- Diện tích trồng mía nhỏ lẻ, phân tán và chưa được đầu tư tương xứng yêu cầu sản xuất công nghiệp, năng suất mía thấp: Diện tích trồng, sản lượng mía bình quân/niên vụ/hộ quá thấp (30 – 40 tấn mía/niên vụ/hộ), thời gian sinh trưởng dài, lại bị cạnh tranh quyết liệt bởi các cây trồng khác (cao su, cafe…), còn nông dân thì không mặn mà với cây mía, nguyên nhân do một là nhà nước chưa có cơ chế hỗ trợ cho nông dân ổn định sản xuất mía, tuy các nhà máy có ký kết hợp đồng hẳn hoi



song thường chỉ là hợp đồng 1 năm (trong khi một chu kỳ trồng mía thông thường là 3 năm), trong đó giá mía thu mua không được đảm bảo và xác định là bao nhiêu nên nông dân không mạnh dạn đầu tư vì không chắc chắn sẽ thu hồi đủ vốn và có lãi; thứ hai là do cơ cấu phân chia tỷ lệ lợi nhuận chưa hợp lý trong đó nông dân bị thiệt nhiều nhất, Nhà nước chỉ khuyến cáo mua một tấn mía với giá bằng 60 kg đường, không áp đặt và không kiểm soát được, giá đường lại luôn lên xuống thất thường, do đó nông dân chưa yên tâm sản xuất vì lợi ích không rõ ràng và không được đảm bảo. Vì vậy dẫn đến việc diện tích mía tăng chậm, thậm chí 3 niên vụ gần đây có xu hướng giảm sút nghiêm trọng. Năng suất mía thấp, bình quân đạt gần 60 tấn/ha, ngoài đồng bằng sông Cửu Long đạt trung bình 70-80 tấn/ha, còn lại hầu hết các vùng khác chỉ đạt 45-50 tấn/ha (so với năng suất mía bình quân trên thế giới hiện nay là 70 tấn/ha).

Hình 1.2: Diện tích và sản lượng mía nước ta ( 2007-2014)

- Cạnh tranh nguyên liệu đầu vào gay gắt: Hiện nay trên cả nước có khoảng 40 nhà máy sản xuất đường nằm ở ba khu vực lớn là miền Bắc, miền Trung – Tây Nguyên và đồng bằng sông Cửu Long. Tuy nhiên không phải nhà máy nào cũng tự xây dựng được cho mình vùng nguyên liệu ổn định, sản lượng mía chỉ đáp ứng được 61,2% tổng công suất , 40 nhà máy đang hoạt động thì có 2 nhà máy không đủ nguyên liệu (nhà máy Tuyên Quang 21%, Sugar Việt Nam 15,5%) và 13 nhà máy hoạt động dưới 50% công suất. Vì vậy sự cạnh tranh giữa các nhà máy trong cùng một địa bàn trở nên vô cùng gay gắt. Tình trạng các nhà máy không có vùng nguyên liệu của mình mà phải thu mua từ các thương lái đã tạo nên sự cạnh tranh



không lành mạnh, phá giá mua giữa các thương lái.

Hình 1. 3: Năng suất và sản lượng mía giữa Việt Nam và Thái Lan

- Hiệu suất thu hôi đường của các nhà máy thấp: 1 ha mía ở đồng bằng sông Cửu Long chỉ thu hồi được 4-6 tấn đường, trong khi các nước trong khu vực có hiệu suất thu hồi đường từ 10-13 tấn/ha. Hiệu suất thu hồi đường thấp, chất lượng mía nguyên liệu thấp do giống mía cũ có năng suất thấp, trữ lượng thấp tỷ lệ thoái hóa, sâu bệnh nhiều, thu mía non, mía dơ, dẫn đến tỷ lệ mía/đường của Việt Nam là tương đối cao. Đồng thời, tỷ lệ mía/đường ở Việt Nam cho thấy phụ thuộc vào cả quy mô của nhà máy. Điều đó có nghĩa là đối với các nhà máy có quy mô càng lớn thì hoạt động có hiệu quả hơn với tỷ lệ mía/đường thấp hơn.

- Các nhà máy đường có quy mô nhỏ, công suất thấp: bình quân chỉ đạt khoảng 2500 tấn/ngày/nhà máy, nguyên nhân chính là do là công nghệ lạc hậu, phần lớn các nhà máy đều sử dụng dây chuyền công nghệ thiết bị cũ của Trung Quốc, hệ quả của sự phát triển ồ ạt các nhà máy đường trong giai đoạn đầu sau khi có chương trình 1 triệu tấn đường (ngoại trừ các nhà máy liên doanh và có vốn đầu tư nước ngoài như SBT), và hai là do khó khăn về nguồn nguyên liệu.



Hình 1.4: Thị phần mía đường các khu vực trọng tâm trong nước ta năm 201

1.2.2 Triển vọng phát triển của ngành mía đường- Ngành mía đường thế giới đang trên đà hồi phục: theo dự báo trong vòng từ 2-3

năm tới, giá đường sẽ ở mức cao và ổn định, do tác động của dân số thế giới hiện nay là 7 tỷ người, giá dầu thô tăng (gần 100 USD/thùng) và chương trình phát triển ethanol nhiên liệu (đặc biệt là của Braxin chiếm 60% sản lượng đường). Khi kinh tế thế giới bắt đầu hồi phục, nhu cầu về ethanol trên thế giới sẽ tăng rất cao do dầu ngày càng khan hiếm và khó khai thác, đồng nghĩa với việc giá dầu ngày càng tăng cao như hiện nay cùng với những vấn đề về ô nhiễm môi trường. Ethalnol kém gây ô nhiễm hơn xăng. Vì vậy, chiến lược của Mỹ và châu Âu tập trung vào sự tăng cường hợp tác với Braxin trong việc nhập ethanol nhằm giảm bớt sự phụ thuộc vào các nước sản xuất dầu.

- Việt Nam có các điều kiện tự nhiên thuận lợi để phát triển cây mía: về mặt tài nguyên tự nhiên, như khí hậu, đất đai, Việt Nam được đánh giá là nước có tiềm năng trung bình khá để phát triển mía cây. Địa hình Việt Nam có đủ đất đồng bằng, lượng mưa khá (1.400 mm đến 2.000 mm/năm), nhiệt độ phù hợp, độ nắng thíchhợp cho cây mía phát triển. Các vùng như Tây Nguyên và Đông Nam Bộ, đặc biệt là Duyên hải Nam Trung Bộ có khả năng cho cây mía có sản lượng đường cao.



- Nhu cầu tiêu dùng nội địa của Việt Nam ngày càng tăng cao (năm 2011 khoảng 1,4 triệu tấn): Mức tiêu thụ đường bình quân của Việt Nam có tốc độ tăng trưởng khá cao. Bình quân giai đoạn 1999-2009 tiêu dùng tăng khoảng 5,1%/năm, năm 2010 dự kiến đạt 17,5 kg/người/năm. Trong khi sản xuất đường trong nước mới chỉ đáp ứng được khoảng 70% nhu cầu, phần còn lại chủ yếu nhập khẩu từ Trung Quốc và Thái Lan, như vậy, tiềm năng từ thị trường nội địa vẫn còn rất lớn.

Hình 1.5: Sản lượng tiêu thụ mía trong nước ta (2002-20130

1.3 Vai trò của hơi nước trong nhà máy mía đường1.3.1 Vai trò của hơi nước trong nhà máy mía đường- Nhiểm cụ chính của hơi nước trong nhà máy mía đường là sản xuất ra điện và

cung cấp nhiệt cho nhà máy. Do nhu cầu sử dụng điện của nhà máy điện rất cao mà các nhà máy này đều được xây dựng ở những nơi mà mạng lưới điện khó kéo tới nên hầu hết các nhà máy điện phải tự sản xuất ra điện để tiêu thụ

- Để tự sản xuất điện các nhà máy sẽ dùng lò hơi để sinh hơi quá nhiệt có nhiệt độ cao và áp suất cao để quay tuabin phát điện.

- Ngoài sản xuất điện thì nhà máy vẫn cần rất nhiều nhiệt cho các quá trình công nghệ như cô đặc, bốc hơi nước mía, nấu đường, vvv... Để đáp ứng đủ lượng nhiệt cho các quá trình trên thì các nhà máy sẽ sử dụng hơi nước sau khi ra turbine hoặc trích từ tuabin nếu dùng tuabin ngưng có cửa trích.



+ Đối với tuabine đối áp thì nước sau khi ra khỏi các quá trình sẽ được xử lí và đưa vào lại lò hơi để tiếp tục quá trình sinh hơi.

+ Đối với tuabine ngưng hơi có cửa trích thì sau khi hơi nước ra khỏi tuabine thì

sẽ được ngưng hơi tại bình ngưng và được bổ sung nước đưa vào lò hơi và tiếp tục

quá trình tuần hoàn của hệ thống.

1.3.2 Sơ đồ công nghệ

Hơi trích từ tuabin hạ áp hầu hết được dẫn vào chạy công nghệ nhà máy mía

đường, phần còn lại đưa bình khử khí. Hơi sau khi được sử dụng cho công nghệ

của nhà máy sẽ được đưa về bồn chứa, tại đây sẽ có các công nghệ xử lý lượng

đường và các chất bẩn khác trong nước rồi được đưa đi bổ sung vào lò hơi tiếp tục

hệ thống tuần hoàn nhiệt.



Hình 1.6: Sơ đồ hơi công nghệ của nhà máy mía đường



1.4 Nhiệm vụ luận văn

Nêu lên được ưu thế lớn nhất của công nghệ sử dụng tuabin ngưng hơi có cửa trích so với kiểu công nghệ truyền thống sử dụng tuabin đối áp. Gồm những nội dụng cơ bản như sau:

- Tổng quan về ngành mía đường của nước ta hiện nay

- Tìm hiểu đặc điểm các công nghệ nhiệt điện trong nhà máy mía đường

- Lựa chọn và tính toán sơ đồ nhiệt phù hợp cho nhà máy với công suất 7500 (tấn mía/ngày)

- Hệ thống lò hơi

+ Tính toán phát thảo sơ bộ kích thước lò hơi, sau đó chọn kiểu lò hơi dựa trên thông số tính toán;

+ Xác định nhiệt độ, áp suất, nhiệt lượng trao đổi trong các thiết bị phụ trợ lò hơi ( bộ quá nhiệt, sấy không khí, hâm nước,vv…);

+ Tính chọn các thiệt bị phụ trợ cho hệ thống lò hơi ( quạt khói, quạt gió, vv…).

- Hệ thống tuabin

+ Chọn kiểu tuabin từ nhà sản xuất;

+ Tính chọn hệ thống bình ngưng ( bình ngưng, tháp giải nhiệt, bơm tuần hoàn, vv…);

- Lắp đặt các thiết bị phụ trợ phù hợp cho hệ thống nhiệt ;

- Đưa ra những vấn đề cần lưu ý khi vận hành hai thiết bị chính là lò hơi và tuabin

- Tóm tắt lại nội dung chính của luận văn



Chương 2:

LỰA CHỌN VÀ TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ NHIỆT NHÀ MÁY

Trước khi lựa chọn và tính toán sơ đồ nhiệt cho nhà máy thì ta sẽ tìm hiểu về:

+ Sơ đồ nhiệt,

+ Đặc điểm (ưu, nhược điểm)

+ Mô tả sơ bộ nguyên lý làm việc

Của từng hệ thống từ đó chọn được kiểu sơ đồ nhiệt thích hợp nhất cho nhà máy mía đường có công suất 7500 tấn mía/ngày hiện nay.

2.1 Sơ đồ dùng tuabin hơi đối áp


Hiện nay hệ thống nhiệt trong nhà máy mía đường sử dụng tuabin đối áp đang phổ biến nước ta. Nguyên nhân chính là do công nghệ cũ và lượng hơi sinh ra được tận dụng cung cấp hoàn toàn cho công nghệ nhà máy mía đường.

Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý của tuabin đối áp



2.1.2 Mô tả

Hơi mới từ lò hơi đưa sang tuabin bằng đường ống chơi chính. Từ đường ống

hơi chính hơi mới sẽ qua van chặn/điều chỉnh sau đó vào tuabin đối áp.

Hơi sau khi qua tuabin đối áp sẽ được dẫn hoàn toàn vào đường ống hơi chính và

cung cấp nhiệt cho nhà máy và công nghệ mía đường, một phần được trích đi dẫn

động bơm cấp, hơi chèn cho trục tuabin và thổi bụi lò hơi

Sau khi thu hồi nước từ hơi công nghệ nhà máy và các hệ thống khác, nước sẽ

được xử lí và tiếp tục đưa vào lò hơi.



Hình 2.2: Sơ đồ nhiệt tuabin đối áp


BAO NÖÔÙC

NÖÔÙC CAÁP VAØOLOØ HÔI

HÔI QUA TUABIN

M

M

TB1

TB2

NÖÔÙC CAÁP

HÔI CAÁP CHO COÂNG NGHEÄ

BÌNH PHAÂNPHOÁI HÔI

CHO TUABIN

LOØ HÔI



- Ưu điểm: Sử dụng tuabin đối áp cho hệ thống nhiệt trong nhà máy đường sẽ

giúp nhà đầu tư giảm thiểu thấp kính phí đầu tư thiết bị vì hệ thống này không sử

dụng các thiết bị phụ sau tuabin như bình ngưng, các hệ thống bơm ngưng, tháp

giải nhiệt và các bình gia nhiệt, vv…

- Nhược điểm: Nhược điểm lớn nhất của hệ thống này là khi dây chuyền đồng

phát nhiệt điện ngừng vận hành khi hết vụ ép mía thì lúc đó không còn nhu cầu sử

dụng hơi thứ. Trong trường hợp này sẽ không sử dụng hết toàn bộ khối lượng bã

mía do nhà máy đường thải ra hoặc nếu sử dụng tuabin đối áp để phát điện ngoài

vụ sản xuất thí sẽ lãng phí năng lượng phần hơi thứ xả bỏ.

+ Công suất lắp đặt lớn gấp hai lần so với tuabin ngưng hơi, giá thành sản xuất

điện (đ/kWh) chắc chắn sẽ cao hơn rất nhiều;

+ Trong thời gian không vận hành gần ½ thời gian của năm, cần có các biện

pháp phòng mòn rất phức tạp cho thiết bị;

+ Sản lượng điện đưa lên lưới không đều đặn, sẽ khó có khả năng đối với bên

mua (EVN).

2.2 Sơ đồ sử dụng tuabin ngưng hơi có cửa trích


Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý của tuabin ngưng hơi có cửa trích



2.2.2 Mô tả

Hơi mới từ lò hơi đưa sang tuabin bằng đường ống hơi chính. Từ đường ống hơi

chính, hơi mới cũng được lấy đi chạy tuabin phụ dẫn động bơm cấp và cấp đến ống

góp hơi tự dùng qua thiết bị giảm ôn giảm áp.

Một phần hơi được trích từ thân tua bin qua các cửa trích điều chỉnh để cấp hơi

thứ cho nhà máy đường. Hơi thoát từ tuabin được ngưng tụ trong bình ngưng, nước

ngưng được đưa đến khử khí bằng bơm nước ngưng qua các bộ làm nguội hơi ê-

jếc-tơ và bình ngưng hơi chèn

Hơi thoát từ tua bin phụ được đưa đi gia nhiệt khử khí. Phần hơi gia nhiệt khử

khí còn lại được cấp từ cửa trích hơi thứ hạ áp.

Hơi tự dùng được sử dụng cho các mục đích chèn trục tua bin, chạy

ê-jếc-tơ hút khí bình ngưng và dùng cho hệ thống thổi bụi lò hơi.


- Ưu điểm:

+ Công suất lắp đặt nhỏ gấp hơn gấp hai lần so với tuabin đối áp, giá thành sản

xuất điện nhỏ;

+ Hệ thống sẽ được vận hành liên tục gần như cả năm giúp tiêu thụ hết toàn bộ

bã mía sản sinh ra trong vụ ép;

+ Tiết kiệm được nhiều khoản phí cho việc phòng hao mòn cho các thiết bị;

+ Sản lượng điện đưa lên mạng lưới đều đặn => Dễ thương lượng với đối tác

mua điện (EVN).

- Nhược điểm

Tuy ưu điểm của loại này vượt trội nhiều hơn so với tuabin đối áp nhưng không

tránh khỏi các hạn chế như sau:

+ Các thiết bị phụ trợ cho tuabin sẽ phức tạp hơn nhiều => tăng mức đầu tư thiết

bị ban đầu;

+ Các tuabin ngưng hơi có cửa trích hầu hết có cấu tạo phức tạp nên việc vận

hành và bảo trì thiết bị gặp nhiều khó khăn



- Ngoài các thiết bị trong công nghệ cũ thì hệ thống này còn có thêm các bộ phận

khác như sau :

+ Bình ngưng;

+ Tháp giải nhiệt;

+ Bơm ngưng;

+ Bình khử khí;

+ vv…

+ Lượng hơi trích ngoài việc cấp cho công nghệ, hơi còn đưa đi chạy tuabin phụ,

đưa vào bình khử khí, chằn tuabin, vv… Hơi sau tuabin còn lại được ngưng tụ hoàn

toàn trong bình ngưng.

2.3 Lựa chọn sơ đồ nhiệt điện cho nhà máy mía đường có công suất 7500 (tấn mía/ngày)

2.3.1 Sản lượng bã mía của nhà máy đường

Nguồn nguyên liệu bã mía hoàn toàn có thể đáp ứng đủ, phục vụ nhà máy điện

năng lượng tái tạo với công suất 12,5MW

Sản lượng mía cây hàng năm của nhà máy khoảng 1.200.000 tấn. Với tỷ lệ bã

chiếm khoảng 26,5 - 27% trọng lượng mía tươi, tổng khối lượng bã mía hàng năm

khoảng 318.000 đến 324.000 tấn

Khối lượng bã này sản sinh ra tập trung trong vụ ép kéo dài khoảng 150 ngày, sẽ

được sử dụng cho cả hệ thống đồng phát hiện có và hệ thống đồng phát mới.

2.3.2 Lựa chọn sơ đồ nhiệt

Từ những đặc điểm của hai hệ thống sử dụng tuabin đối áp và ngưng hơi, cộng thêm phần tính toàn về lượng bả mía phù hợp cho công nghệ mới nên ta chọn phương án hai (2) là sử dụng tuabin ngưng hơi có cửa trích cho hệ thống nhiệt điện của nhà máy mía đường có công suất 7500 (tấn/ngày).

Phương án này có hai ưu thế lớn vượt trội hơn phương án dùng tuabin đối áp là;

+ Sự dụng hết lượng bã mía mà nhà máy đường thải ra;

+ Các thiết bị chạy liên tục trong năm (273 ngày) nên chi phi bao dưỡng cho thiết bị ít tốn kém hơn.



( Bảng 2.1 Tính toán số liệu mía và bả mía được ép và cần thiết của nhà máy

trong năm ( sản xuất 150 ngày )

TT Nội dung ĐVT SL

1 Tổng sản lượng mía trong năm Tấn

1.125.000

2 Số lượng bã mía trong 01 ngày Tấn

2.025

3 Lượng hơi sinh ra trong 01 ngày tấn

4.455

4 Số ngày ép trong năm ngày

150

5 Tổng lượng bã trong năm Tấn

303.750

6 Tổng lượng hơi trong năm Tấn

668.250

7 Tổng lượng hơi cần trong 01 ngày (trong vụ) Tấn

3.347

8 Tổng lượng hơi tiêu thụ trong vụ Tấn

502.020

9 Tổng lượng bã tiêu thụ trong vụ Tấn

228.191

12 Tổng lượng bã còn lại để phát điện ngoài vụ Tấn

75.559

13 Tổng lượng hơi sinh ra ngoài vụ Tấn

166.230

15 Số ngày sản xuất điện ngoài vụ Ngày

123

16 Tổng số ngày phát điện trong năm Ngày

273




TO

EJE

CTO

R

BÔM CAÁP TUABIN

KHÖÛ KHÍ

BÌNH NGÖNG HÔI CHEØN

EJECTOR

TUABIN PHUÏ

HÔI THÖÙ

LOØ HÔI TUA BIN

THAÙP LAØM MAÙT

OÁNG GOÙP HÔI TÖÏ DUØNG

MAÙY PHAÙT ÑIEÄN

BÌNH NGÖNG

BÔM

NÖÔÙC N

GÖNG

ÑI

CHEØN

TR

UÏC T

UA B

INPHAÂN

LYq nbc

NÖÔÙC XAÛ RA XAÛ BOÛ

NÖÔÙC KHÖÛ KHÍ BOÅ SUNG

BÔM

NÖÔÙC N

GÖNG

TO

EJE

CTO

RBÔM CAÁP ÑIEÄN

BÔM CAÁP KHÔÛI ÑOÄNG

HÔI THÖÙ


Hình 2.4: Sơ đồ nhiệt tuabin ngưng hơi có cửa trích



Chương 3

TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ NHIỆT

3.1 Cơ sở lý thuyết

Trong quá trình tính toán sơ đồ nhiệt hệ thống ta cần giải quyết các vấn đề sau

đây:

- Đầu tiên là đi xây dựng quá trình làm việc của dòng hơi trong tuabin dựa vào

sơ đồ nhiệt đã có sẵn:

+ Trên đồ thị T-S xác định được nhiệt hàm (entanpi) của hơi tại các cửa trích

trên tuabin;

+ Chọn áp suất tại các bình gia nhiệt (nếu có), áp suất thực tế ở các bình gia

nhiệt thường bé hơn áp suất ở các cửa trích tới bình gia nhiệt, tổn thất áp suất này

khoảng 3 – 5% áp suất cửa trích;

+ Độ gia nhiệt trong bình khử khí được nâng lên từ 7-15oC để đảm bảo hiệu

quả khử khí;

+ Biết nhiệt độ nước đọng, dựa vào bảng thông số hơi nước xác định được áp

suất hơi làm việc tại các cửa trích từ đó xác định được áp suất tại các cửa trích.

- Tiếp theo là lập các phương trình cân bằng

+ Lập phương trình cân bằng chất và nhiệt của các thiết bị ( bình gia nhiệt,

bình phân ly, bình khử khí, vv…) .Chú ý khi lập phương trình cân bằng nhiệt ở

vòng trong khi đi từ bình gia nhiệt cao áp đến hạ áp (nếu có) rồi đến bình ngưng.

+ Trong khi lập và tính toán các bình gia nhiệt cũng thường gặp phải trường

hợp số ẩn nhiều hơn số phương trình lập được, thì phải lập các phương trình các

bình sau có liên quan tới nó rồi mới giải hệ thống các phương trình một lúc.

- Cuối cùng là kiểm tra và xác định các chỉ tiêu

+ Tính kiểm tra – Mục đích của kiểm tra là dựa vào các kết quả tính toán sơ

đồ nhiệt xác định công suất của tuabin có phù hợp với công suất ban đầu;

+ Xác định các chỉ tiêu kinh tế nhiệt của hệ thống: Xác định lượng nhiệt cung

cấp cho gian máy, lượng nhiệt cần thiết để sản sinh ra hơi quá nhiệt để xác định

hiệu suất truyền tải nhiệt.



3.2. Xác định trạng thái hơi nước trong các tầng tuabin

3.2.1. Xây dựng quá trình làm việc của hơi nước trên giản đồ I-S

Chọn

Xác định trạng thái hơi ban đầu (điểm O)

Xác định trạng thải giản nở O’

- Tổn thất áp suất trên van điều chỉnh và đường ống ta chọn:

=> P0’= 65 – 2 = 63 ( bar)

Chọn 2 (bar)

Ta có : i0’= 3417,6 (kj/kg)=> s’0 = 6,847 (kj/kg)=> Ta vẽ đường O’Kt trên đồ thì i-s xác định được điểm Kt ikt= 2165 (kj/kg)

Từ công thức :Ho = i’o – ikt

Hi = i’o - ik

Hi = ƞoi . Ho => chọn ƞoi = 0.85

=> Hi = 0,85 . (3417,6-2165) = 1064,71 (kj/kg)

=> ik = i’o- Hi = 3417,6-1064,71 = 2352,90 (kj/kg)



Thông số hơi thứ của 2 cửa trích tra trên đồ thì i-s

Hình 3.1: Đồ thị i-s của hơi vào và ra tuabin

Hơi thứ 1( trung áp ) : Cấp cho nhà máy đườngp1 = 6,867 (bar)

=> i1 = 2945,5 (kj/kg) , s1 = 7,11( kj/kg), t1= 244,5oCHơi thứ 2 ( Hạ áp ) : Cấp hơi cho công nghệ và tuabin phụ bơm cấp


io'=3417,6(kj/kg)

i1=2945,5(kj/kg)

p2=1,47 (bar)

t2=125oCi2=2695(kj/kg)

Kt

K

1

2

ik=2352,9(kj/kg)

pk=0,1 (bar)

tk=45oC

i (kj/kg)

s (kj/kg.k)

oo'

po=65 (bar) po'=63 (bar)to=500oC

p1=6,87 (bar)

t1=244,5oC

io=3414,3(kj/kg)


p2 = 1,47 ( bar)=> i2 = 2695 (kj/kg), s2 = 7,21 (kj/kg), t2 = 125 oC

- Độ gia nhiệt của bơm cấp: Bơm nước cấp vận chuyển nước sau bình khử khí

đến lò hơi và nước cấp sau khi qua bơm sẽ tăng nhiệt độ, áp suất và tăng enthalpy.

Cần chú ý rằng nhiệt độ nước cấp qua bơm tăng không đáng kể, thường khoảng 1 -

3

0

C. Độ tăng enthalpy của nước cấp qua bơm được tính theo công thức sau:

i

bc

: enthalpy của nước cấp sau bơm, (kJ/kg)

v : thể tích riêng trung bình nước cấp đi qua bơm, (m3/kg)

p

d

: áp suất đầu đẩy bơm

P

s:

:

áp suất đầu hút bơm

Ƞ

bc

: Ta chọn hiệu suất của bơm = 0,85



3.2.2 Tính toán cân bằng cho bình phân ly

Hình 3.2: Hơi nước vào và ra tại bình phân ly

+ Bình phân ly là bình sinh hơi do giảm áp suất nước sôi trong bao hơi xuống áp

suất nước sôi trong bình phân ly. Độ khô của hơi sinh trong bình phân ly đạt

khoảng 0.96 - 0.98

i’

BH

: là enthalpy của nước sôi ở áp suất bao hơi

α

h

: là lưu lượng phân ly , được đửa về bình khử khí



i’

h

: là enthalpy của hơi phân ly

α'

xa

: là lưu lượng của nước sôi ở áp suất bình phân ly p

bpl

i’

xa

: là enthalpy của nước sôi ra ở áp suất bình phân ly p

bpl

Chọn áp suất trong bình phân ly là p

bpl

= 1,05 p

kh

= 1.26 (bar)

Ta xác định áp suất và nhiệt độ bão hòa của hơi trong lò hơi:

Phương trình cân bằng nhiệt và chất của bình phân ly :



3.2.3 Bình gia nhiệt bổ sung

Nước cấp bổ sung cho lò hơi sẽ được đưa qua bình gia nhiệt nước bổ sung

(BGNNBS) để tận dụng nhiệt thải ra từ nước xả lò. Nước bổ sung được lấy từ bồn

chứa nước khử khoáng của nhà máy :

Hình 3.3: Hơi nước vào và ra tại bình gia nhiệt nước bổ sung

Nhiệt độ nước bổ sung tbs tại đầu vào BGNNBS bằng nhiệt độ môi trường,

thường chọn tbs = 300

C

Nhiệt độ nước bổ sung tại đầu ra của BGNNBS được chọn thấp hơn nhiệt độ

nước xả bỏ khoảng 10 - 15 0

C ( chọn 120

C)

Hiệu suất trao đổi nhiệt của bình gia nhiệt nước bổ

sung



Ta chọn = 0,95

Enthalpy của nước bổ sung

Trong các lò hơi công suất thấp, chất lượng nước

cấp không tốt bằng các lò hơi công suất lớn, nên để đảm bảo yêu cầu chất lượng

hơi thì lượng nước xả đáy thường vào khoảng 1,5% lượng nước cấp

Lưu lượng và enthalpy của nước xả ra khỏi bình phân ly đã được xác định ở

phần trên

Phương trình cân bằng nhiệt cho BGNNBS

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

Từ 2 phương trình trên

3.2.4 Tuabin phụ cấp cho bơm cấp:



Bơm cấp chạy chính trong quá trình làm việc của hệ thống là bơm cấp được

truyền đồng bởi tuabin phụ được trích hơi từ đường hơi chính vào tuabin phụ và về

lại bình khử khí

Muốn tìm được các thông số tại tuabin phụ cấp cho bơm cấp thì trước tiên ta đi

tìm lưu lượng của bơm cấp cấp và lò hơi sau đó tìm được công suất của bơm và từ

đây ta tìm được công suất trên trục tuabin, lập đồ thì t-s hơi vào và ra cho tuabin

phụ ta tìm được các thông số cần thiết.

Các bước tính toán cụ thể như sau:

Hình 3. 4: Hơi nước vào và ra tại tuabin phụ


TUABIN PHUÏ

io , atb

itb , atb


Tìm lưu lượng hơi trích từ đường hơi chính vào tuabin phụ theo công thức sau :

Ni

= Ht

. Dt

=> Dt

= Ni

/Ht

Công suất trong của tuabin Ni

(kW)

+ Lưu lượng lò hơi : G = 80 (t/h)

+ Cột áp bơm : pbơm

= ( 1,25 – 1,4 ).po

= 1,3.po

= 65.1,3 = 84,5 ( bar )

+ Hệ số xả lò Dx

= 1 % => Dxả

= 80.1% = 0,8 (t/h)

=> Lưu lượng của bơm cấp : Dbơm

= Dxả

+ Do

= 80,8 (t/h)

+ Từ lưu lượng nước cấp, cột áp bơm nước cấp và hiệu suất bơm ta tính:

Công suất trên trục bơm :

Với hiệu suât bơm cấp : ƞbc

= 0,85

Dnc Lưu lượng nước cấp đi qua bơm, kg/s :

Dnc = 80,8t/h = 22,44 kg/s

v- thể tích riêng trung bình của nước:

tnc = 105o

C : = 1,0474.10-3



P2 áp suất của nước ra khỏi bơm, Mpa :

P2=8,45 Mpa

P1 Áp suất của nước vào bơm ta chọn:

P1 = Pkh = 0,12 Mpa

Chọn hiệu suất cơ trong tuabin

ƞc

= 0,96

=> Ta tính được công suất trong tuabin như sau:

Nhiệt giáng làm việc thực tế của tuabin Ht

(kj/kg)



Ta có điểm “0” trên đồ thì I-S , từ đồ thì ta xác định được điểm B ( hơi thoát ra

khỏi tuabin ) pB

= pkh

= 1,2 (bar)

Hình 3.5: Đồ thị i-s của hơi trong tuabin phụ

Xác định trên đồ thị I-S ta có được thông số :

iBt= 2503,5 (kj/kg)


i (kj/kg)

s (kj/kg.k)

opo=65 (bar)

io=3414,3(kj/kg)

Bt

BiB=2640,12(kj/kg)

pB=1,2 (bar)

iBt=2503,5(kj/kg)

to=500oC


sbt=6,83 (kj/kg)

Ta có :

Từ công thức :Ho = io – iBt = 3414,3 – 2503,5 =910,8 (kj/kg)Hi = io – iB

Ht = ƞoi . Ho => chọn ƞoi = 0,85 => Ht = 910.0,85 = 773,5 (kj/kg)=> iB

= io – Ht = 2640,12 (kj/kg)

+ Ta tính được lưu lượng của tuabin phụ trích từ đường hơi trích :NT = DT. Ht

=> DT = NT/ Ht = 240 / 773,5 = 0,31 (kg / s)

Hay DT = 1,116 (t/h)

+ Tính αtb :

3.2.5 Tính toán cần bằng cho bình khử khí

Ta có thông số bình khử khí là :



Hình 3.6: Hơi nước vào và ra tại bình khử khí

Tính toán phương trình cân bằng nhiệt và chất cho bình khử khí

- Tính α2’

, αnn

:

Ta tính được lưu lượng hơi từ tuabin phụ vào bình khử khí

D2’

= α2’

.D0

=0,14494.80 = 11,595 (t/h)

+ Đối với hơi chằn cho trục tuabin chính , ph và êjectơ ta có thể chọn như sau :

αlc

= 0,004 và αe

= 0,001

+ Hơi trích cửa trích số 1 có D1

= 6(t/h) dùng cho nhà máy đường

=> α1

= D1

/D0

= 6/80 = 0,075



+ Hơi trích cửa trích số 2 có D2

= D2’

+ DCN

= 11,595 + 55 = 66,595 (t/h) dùng

cho hơi công nghệ và bình khử khí

=> α2

= D2

/D0

= 66,595/80 = 0,83244

- Kiểm tra cân bằng hơi và nước ngưng :

Lượng hơi đi vào bình ngưng :

αk

= α0

– α1

– α2

– αtb

– αlc

– αe

= 1,003 –0,075– 0,83244– 0,01395– 0,004 – 0,001

= 0,07661

Lượng hơi đi ra bình ngưng :

αk(h)

= αnn

+ αe

+ αlc

= 0,07158 + 0,004 + 0,001

= 0,07658

+ Sai số :

Thỏa điều kiện sai số : 0,04 < 0,1%

+ Tính toán lưu lượng vào bình ngưng :

Chọn độ gia tăng nhiệt độ qua bình ngưng là 7

o

C



=> Lưu lượng làm mát bình ngưng cần thiết là :

3.3 Các chỉ tiêu kinh tế của nhà máy

3.3.1 Các chỉ tiêu của nhà máy

Công giãn nở trong tuabin:

+ Công giãn nở của hơi nước trong tuabin ứng với 1kg hơi nước được tính toán

theo công thức sau:

+ Hiệu suất chu trình nhiệt và nhà máy :

Ƞt

= N/Q = N/(i0

– inc

) = 732,2/(3414,3-408,64) = 0,244

+ Hiệu suất nhà máy điện được tính theo công thức sau :

+ Suất tiêu hao nhiệt cho nhà máy được tính toán theo công thức sau :



+ Tiêu hao hơi và tiêu hao nhiên liệu :

Tiêu hao hơi cho máy phát điện có công suất

Chọn hiệu suất cơ học của tuabin ƞc

= 0,995 ( có tính đến hiệu suất của khớp

nối giữa tuabin hơi và máy phát )

- Suất tiêu hao cho tuabin :

- Tiêu hao nhiên liệu là lượng tiêu hao cần

thiết vào lò hơi để gia nhiệt và sinh hơi Do

vào tuabin :

Với nhiệt trị thấp Qtnl

ta tính được = 7622 (Kj/kg)

- Suất tiêu hao nhà máy được tính toán như sau :



3.3.2 Nhận xét

+ Trong quá trình tính toán sơ đồ nhiệt để thuận lợi ta bỏ qua nhưng tổn thất trên đường ống dẫn hơi và tại các van chặn/điều chỉnh.

+ Các trị số cơ bản của các cửa trích và các thiết bị được tổng hợp tại (bảng 3.1 bên dưới), các chỉ tiêu kinh tế của nhà máy được thể hiện dưới (bảng 3.2)

+ Từ các số liệu đã cho ta tính được các thông số cơ bản cho sơ đồ nhiệt sử dụng tuabin ngưng hơi có cửa trích và được thể hiện dưới ( hình 3.7 )

Bảng 3.1: Các chỉ tiêu kinh tế của nhà máy

Công giãn nở của hơi nước trong tuabin N (kj/kg)

732,2

Hiệu suất chu trình nhiệt và nhà máy Ƞt 0,244

Hiệu suất nhà máy điện Ƞd 0,217

Suất tiêu hao nhiệt cho nhà máy q (kJ/kWh)

16586,26

Tiêu hao hơi cho máy phát điện Do

(kg/s)

17,33

Suất tiêu hao cho tuabin do

(kg/kWh)

4,99

Suất tiêu hao nhà máy b (kg/kWh)

2,2



Bảng 3.2: Trị số các dòng hơi và nước

Tên các dòng hơi và nước Trị số tường đối Trị số tuyệt đối (t/h)

Hơi trích cho tuabin phụ 0,01395 1,116

Hơi trích trung áp

0,075 6

Hơi trích công nghệ

0,6875 55

Hơi đưa vào bình khử khí

0,1449 11,595

Hơi trích cho ejector

0,001 0,08

Hơi đưa vào ống góp hơi tự dùng

0,004 0,32

Hơi vào bình ngưng 0,0766 6,128

Nước xả từ bao hơi

0,015 1,2

Nước cấp

1,015 81,2



Hình 3.7: Các thông số cơ bản trong hệ thống


pk = 0,1 bart0 = 45oC

Dn = 6,13 t/h

P = 65 bart= 500oCD= 0,4 t/h

TO

EJE

CTO

R

BÔM CAÁP TUABIN

KHÖÛ KHÍ

BÌNH NGÖNG HÔI CHEØN

EJECTOR

TUABIN PHUÏ

HÔI THÖÙ

LOØ HÔI TUA BIN

THAÙP LAØM MAÙT

OÁNG GOÙP HÔI TÖÏ DUØNG

MAÙY PHAÙT ÑIEÄN

BÌNH NGÖNG

BÔM

NÖÔÙC N

GÖNG

ÑI CHEØN

TRUÏC T

UA B

IN

PHAÂNLY

q nbc

NÖÔÙC XAÛ RA XAÛ BOÛ

NÖÔÙC KHÖÛ KHÍ BOÅ SUNG

BÔM

NÖÔÙC N

GÖNG

TO

EJE

CTO

R

BÔM CAÁP ÑIEÄN

BÔM CAÁP KHÔÛI ÑOÄNG

HÔI THÖÙ

80 T/H,65 bar, 500+/-5oC

P = 65 bart= 500oC

D= 1,12 t/h

p0' = 63 bart0 = 500oCm= 80 t/h

t1= 245oCD1= 6 t/h

t0 = 125oCD2= 66,6 t/h

pcn = 1,5 barDcn = 55 t/h



p0' = 63 bart0 = 500oCm= 80 t/h

65 bar, 500+/-5oC

P = 65 bart= 500oCD= 0,4 t/h

t1= 245oCD1= 6 t/h

t0 = 125oCD2= 66,6 t/h

pk = 0,1 bart0 = 45oC

Dn = 6,13 t/h

D= 0,32 t/h

D= 0,08 t/h

GL

V

GLV

PRDS

QCNRV

TÔÙI BÌNH NGÖNG

MAÙY PHAÙT

HOÄP GIAÛMTOÁC

TUABIN HÔI

VAN ÑIEÄN VAN STOP

NR

V

CAÙC KYÙ HIEÄU :GLV - VAN CAÀUGV - VAN COÅNG

NRV - VAN MOÄT CHIEÀU

QCNRV - VAN MOÄT CHIEÀU ÑOÙNG NHANHSV - VAN AN TOAØN

PRDS - BOÄ GIAÛM OÂN GIAÛM AÙP

QCNRV

SV

SV

HÔI THÖÙ TRUNG AÙP

TÔÙI EJ ECTOR

HÔI TÖÏ DUØNG

HÔI CHÍNH TÖØOÁNG GOÙP HÔI

TÔÙI BÌNH NGÖNG HÔI CHEØN

HÔI THÖÙ HAÏ AÙP


Hình 3.7: Sơ đồ chi tiết của hơi nước



CHƯƠNG 4

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÒ HƠI

4.1 Tính toán lượng hơi và bã mía phù hợp với lò hơi công nghệ mới

Hiệu suất lò hơi lấy sơ bộ BE khoảng 78%. Giá trị này là tương đối phổ biến đối

với lò hơi đốt bã mía được sản xuất hiện nay.

Tổng lượng bã có trong mía:

M = 1125000 tấn . 27% = 303750 (tấn)

Lượng bã mía sử dụng cho dây chuyền cũ là:

M1 = [6000(kW) . 9,7(kg/kWh)/2,2 (t/t)] . 24(h) . 150(ngày)

M1 = 95200 (tấn/năm)

Trong đó:

- 6000(kW) là công suất dây chuyền đồng phát cũ;

- 9,7(kg/kWh) là suất tiêu hao hơi của các tua bin cũ;

- 2,2(t/t) là lượng hơi sản xuất trên một tấn bã mía của dây chuyền cũ (cứ một

tấn bã mía sản xuất được 2,2 tấn hơi)

Lượng bã mía sử dụng cho dây chuyền mới:

M2 = M – M1 = 303750 – 95.200

M2 = 208.500 (tấn/năm)

Tính trung bình theo giờ

m = 208500/(273 ngày . 24h/ngày) = 31,83 (t/h)

Tạm thời giả thiết suất tiêu hao bã mía là 1 tấn bã cho 2,2 tấn hơi (như dây

chuyền cũ) thì sản lượng hơi tương ứng là: 31,83(t/h).2,2 ~ 70 (t/h)

Đối với lò hơi đốt sinh khối cỡ này, thông số hơi quá nhiệt tại đầu ra của lò phổ

biến là:

Pqn = 65 ( bar )

tqn = 500±5oC

Và nhiệt độ nước cấp là:

tnc = 105oC



Với thông số này, entanpi của hơi quá nhiệt tra theo bảng hơi nước là:

iqn = 3411,1 (kj/kg)

inc = 447,04 (kj/kg)

Khi đó năng suất lò hơi sẽ là:

D = (m . Qth . BE)/(iqn – inc)

D = (31,83 . 1000 . 7,543 . 0,78)/(3411,1 - 447,04)

D = 63,18 (t/h)

Trong đó Qth là nhiệt trị thấp của bã mía, 7543 (kj/kg)

Với lượng hơi này cho qua tua bin, theo tính toán cân bằng nhiệt sơ bộ có thể

phát được khoảng 10,0(MW). Nếu đặt công suất của tuabin là 10,0(MW) thì vào

thời gian ngoài vụ ép chỉ cần lưu lượng hơi vào tuabin khoảng 45,5 (t/h), tương

đương với tiêu thụ bã mía 22,57(t/h), nghĩa là bã mía sẽ không được tận dụng hết,

lượng dư thừa trong thời gian ngoài vụ ép là 31,83-22,57 = 9,26 (t/h) hay 34.418

(tấn).

Để sử dụng hết toàn bộ bã mía thải ra, thì lượng đốt của lò hơi trong vụ ép phải

là (tính gần đúng):

M = 31,83 + 34418/(273 . 24) = 37,08t/h

Năng suất sinh hơi tính toán sẽ là:

D = (37,08 . 1000 . 7,543 . 0,78)/(3411,1 - 447,04)

D = 74,35 (t/h)

Năng suất hơi định mức tính toán của lò là Dđm = 74,35 (t/h), lấy tròn 75(t/h).

Năng suất liên tục lớn nhất tính toán của lò hơi là:

BMCR = Dđm . 1,05 = 78,75 (t/h)

Chọn lò hơi có năng suất sinh hơi liên tục lớn nhất (BMCR), hay công suất đặt

(công suất lắp máy), là 80(t/h)

Tua bin là loại ngưng hơi có cửa trích cấp hơi thứ, công suất định mức

12500(kW). Hơi có nhiệt độ 500oC, áp suất 63(bar) được đưa vào tuabin qua van

stop và các van điều chỉnh. Rô-to quay với tốc độ quay 5.500(v/ph), được nối với

máy phát điện tốc độ quay 1.500(v/ph) qua hộp giảm tốc.



Tuabin được cung cấp trọn bộ với van stop, hệ thống hơi chèn trục, hệ thống dầu

bôi trơn và dầu điều chỉnh, hệ thống điều chỉnh tuabin, hộp giảm tốc, tấm đế, khớp

nối trục, thiết bị an toàn, hệ thống đo lường, điều khiển và giám sát.

4.2 Phát thảo sơ bộ lò hơi với công suất hơi 80 (t/h)

4.2.1 Tính toán quá trình cháy

a. Mục tiêu tính toán quá trình cháy nhiên liệu

Tính toán quá trình cháy nhiên liệu nhằm mục đích xác định nhiệt trị nhiên liệu, thể tích không khí cần có để đốt cháy 1 kg nhiên liệu, thể tích sản phẩm cháy và enthalpy của sản phẩm cháy.

b. Nhiên liệu

Bảng 4.1 Thành phần làm việc của bã mía

Clv

(%)Hlv

(%)Olv

(%)Nlv

(%)Slv

(%)Alv

(%)Wlv (%)

23.5 3.25 22.0 0 0 1.25 50(Tham khảo mẫu phân tích của các nhà máy mía đường)

+ Do đặc thù của bả mía khác với các nhiên liệu đốt khác ( than đốt / dầu FO vv… ) nên trong nhà máy đường người ta khuyến cáo sử dụng công thức tính nhiệt trị thấp sau :

Nhiệt trị thấp của nhiên liệu

Trong đó:

W – Độ ẩm của bã mía, %

A – Độ tro của bã mía, %

B – Độ Brix của bã mía, B = 2%



4.2.2 Tính toán quá trình cháy nhiên liệu

a. Thể tích không khí khô lý thuyết cần thiết để đốt cháy hoàn toàn 1 (kg) bã mía

b. Thể tích sản phẩm cháy

+ Ta chọn αbl = 1,3 khi đó

Thể tích khí nitơ:

Thể tích khí 3 nguyên tử:

Thể tích hơi nước lý thuyết:

Thể tích hơi nước thực tế:

Thể tích sản phẩm cháy:



c. Tỉ lệ thể tích của khí ba nguyên tử bằng áp suất riêng phần của khí ở áp suất chung là 1(at)

e. Enthalpy của không khí và sản phẩm cháy

Enthalpy của sản phẩm cháy khi đốt 1 kg bã mía:

Trong đó:

- enthalpy của khói lý thuyết

- enthalpy của không khí lý thuyết

- enthalpy của phần hơi ẩm do không khí đưa vào

- enthalpy của tro bay theo khói, do phần trăm tro trong nhiên liệu thấp nên

được phép bỏ qua

αk – Hệ số không khí thừa của khói thải lò hơi



Bảng 4.2 Enthalpy của 1 m3các khí và không khí

Nhiệt độ(oC)

Giá trị Ct (kJ/Nm3)Không

khíRO2 N2 H2O

100 129,95 170,03 129,58 151,02200 261,26 357,46 259,92 304,46300 394,89 558,81 392,01 462,72400 531,20 771,88 526,52 626,16500 670,90 994,35 683,80 794,85600 813,36 1224,66 804,12 968,88700 958,86 1431,07 947,52 1148,84800 1090,56 1704,88 1093,60 1334,40900 1256,94 1952,28 1239,84 1526,131000 1408,70 2203,50 1391,70 1722,901100 1562,55 2458,54 1543,74 1925,111200 1718,16 2716,66 1697,16 2132,281300 1874,86 2973,84 1852,76 2343,641400 2032,52 3239,04 2028,72 2559,201500 2191,50 3503,10 2166,00 2779,051600 2351,47 3768,80 2324,48 3001,761700 2512,56 4035,31 2484,04 3229,321800 2674,56 4304,70 2643,66 3458,341900 2836,72 4573,98 2804,02 3690,572000 3005,00 4845,20 2965,00 3925,60



Bảng 4.3: Kết quả tính enthalpy của khói thải

Nhiệt độ(oC) (kJ/kg) (kJ/kg) (kJ/kg) (kJ/kg)

100 435,545 270,205 1,517 556,760200 882,068 543,238 3,058 1125,880300 1342,139 821,095 4,647 1740,911400 1816,295 1104,524 6,289 2352,756500 2337,062 1395,002 7,983 3014,645600 2805,757 1691,219 9,730 3627,273700 3308,272 1993,758 11,538 4276,813800 3849,097 2267,601 13,401 4950,947900 4385,278 2613,555 15,327 5655,1121000 4937,345 2929,110 17,303 6360,6211100 5496,698 3249,010 19,334 7075,5571200 6064,664 3572,570 21,415 7800,9121300 6641,253 3898,396 23,537 8536,0211400 7256,385 4226,219 25,702 9310,6721500 7813,015 4556,786 27,910 10028,18

1600 8408,024 4889,224 30,147 10785,001700 9010,006 5223,742 32,432 11549,83

1800 9614.759 5560,589 34,732 12318,57

1900 10223,89 5897,560 37,064 13091,79

2000 10837,25 6237,900 39,425 13870,87



4.2.3 Phương trình cân bằng nhiệt

Trong đó:

Qđv – Tổng nhiệt lượng đưa vào buồng lửa của lò hơi (kJ/kg)

Q1 – Nhiệt lượng hữu ích dùng để sinh hơi (kJ/kg)

Q2 – Nhiệt lượng tổn thất do khói thải thải mang ra ngoài (kJ/kg)

Q3 – Nhiệt lượng tổn thất do cháy không hoàn toàn về mặt hoá học (kJ/kg)

Q4 – Nhiệt lượng tổn thất do cháy không hoàn toàn về mặt cơ học (kJ/kg)

Q5 – Nhiệt lượng tổn thất do toả nhiệt ra môi trường xung quanh (kJ/kg)

Q6 – Nhiệt lượng tổn thất do tro xỉ mang ra ngoài (kJ/kg)

Trình bày dưới dạng phần trăm ta có:

Hay:

q1 + q2 + q3 + q4 + q5 + q6 = 100%

Trong đó:

4.2.4 Tổng nhiệt lượng đưa vào buồng lửa của lò hơi



Trong đó:

Qth – Nhiệt trị thấp của nhiên liệu, Qth = 7622 (kJ/kg)

Qnl – Nhiệt vật lý của nhiên liệu

Qnl = Cnl.tnl

Với:

tnl – Nhiệt độ của nhiên liệu, chọn bằng với nhiệt độ môi trường, tnl = 30 oC

Cnl – Nhiệt dung riêng của nhiên liệu, theo bảng 4.2thì Cnl = 2,88 (kJ/kg.độ)

=> Qnl = 2,88.30 = 86,4 (kJ/kg)

Qkkn – Nhiệt lượng do không khí được sấy nóng từ nguồn nhiệt bên ngoài,trong trường hợp không khí được sấy từ khói của lò hơi thì Qkkn = 0

Qp– Nhiệt lượng phun hơi để tán sương dầu, Qp = 0

4.2.5 Nhiệt lượng tổn thất do cháy không hoàn toàn về mặt hoá học

q3 = 0,8%

4.2.6 Nhiệt lượng tổn thất do cháy không hoàn toàn về mặt cơ học

Chọn theo tài liệu [1],trg 39

q4 = 1%

4.2.7 Nhiệt lượng tổn thất do toả nhiệt ra môi trường xung quanh

Xác định theo hình 4.1,[1],trg 39

q5 = 0,4%

4.2.8 Nhiệt lượng tổn thất do tro xỉ mang ra ngoài



Lò hơi đốt bã mía thải ra 1 lượng tro không đáng kể nên:

q6 = 0%

4.2.9 Nhiệt lượng tổn thất do khói thải mang ra ngoài

a. Nhiệt lượng do khói thải mang ra ngoài:

Trong đó:

Ik – Enthalpy của khói thải

Nhiệt độ khói thải tk = 160oC, tra bảng 4.3 ta được Ik= 914,2 kJ/kg

Ikkl – Enthalpy của không khí lạnh mang vào lò

Với:

Nhiệt độ không khí lạnh tkkl = 30oC

Nhiệt dung riêng của không khí lạnh Ckkl = 1,3 (kJ/kgđộ)

→ Ikkl = 1,3.2,22.1,3.30 = 120 (kJ/kg)

b. Tổn thất nhiệt do khói thải mang ra ngoài tính theo phần trăm

4.2.10 Hiệu suất lò hơi



4.2.11 Phụ tải nhiệt của lò hơi

Trong đó:

Dqn – Sản lượng hơi quá nhiệt, Dqn = 80000 (kg/h)

Dbh – Sản lượng hơi bão hoà, Dbh = 0

Dtg – Sản lượng hơi được quá nhiệt trung gian, Dtg = 0

Dx– Lượng nước xả lò, chọn theo kinh nghiệm Dx = 1,5%

iqn – Enthalpy của hơi quá nhiệt, tra bảng thông số hơi quá nhiệt theo áp suất p = 65 (bar) và nhiệt đột = 500 oC, ta được iqn = 3415.1 (kJ/kg)

inc – Enthalpy của nước cấp vào lò hơi, tra bảng nước chưa sôi theo áp suất p = 65 (bar) và nhiệt độ t = 105oC, ta được inc = 445 (kJ/kg)

i’ – Enthalpy của nước bão hoà, tra bảng nước và hơi nước bão hòa theo áp suất

p = 65 (bar), ta được i’ = 1245 (kJ/kg)

i” – Enthalpy của hơi nước bão hoà

i”tg – Enthalpy của hơi nước bão hoà đi qua quá nhiệt trung gian

i’tg – Enthalpy của nước bão hoà đi qua quá nhiệt trung gian

Vậy:

4.2.12 Lượng tiêu hao nhiên liệu

a. Lượng tiêu hao nhiên liệu:



b. Lượng tiêu hao nhiên liệu tính toán:

Bảng 4.4 Kết quả tính toán quá trình cháy nhiên liệu

Qth

(kJ/kg)

Các tổn thất (%) Hiệu suất

(%)

Bt

(kg/h)q2

q3

q4

q5

q6

7622 10,7 0,8 1 0,4 0 88 34817,71

4.3 Phác thảo kích thước buồng lửa

4.3.1 Thể tích buồng lửa:

Trong đó:

qv – Nhiệt thế thể tích của buồng lửa, tham khảo lò hơi các nhà máy mía đường ta chọn qv = 130 (kW/m3)

4.3.2 Diện tích bề mặt đốt bên trong buồng lửa



Trong đó:

qF – Nhiệt thế diện tích của buồng lửa, tham khảo lò hơi nhà máy mía đường Lam Sơn Thanh Hóa , qF = 2200 (kW/m2)

4.3.3 Kích thước sơ bộ buồng lửa

Kích thước bề mặt đốt bên trong buồng lửa:

Chọn chiều dài buồng lửa Lbl = 6.5 (m)

Bề ngang buồng lửa:

Chọn bề ngang buồng lửa Wbl = 5,2 (m)

Kích thước mặt bên buồng lửa:

Diện tích mặt bên của buồng lửa

Bảng 4.5: Kích thước sơ bộ của buồng lửa

Thể tích buồng lửa V (m

3

) 567

Chiều dài buồng lửa Lbl

(m) 6.5

Chiều rộng buồng lửa Wbl

(m) 5,2



Diện tích mặt bên của buồng lửa Fb

(m) 87,23

4.4 Tính toán nhiệt độ của các thiết bị phụ

4.4.1 Bộ sấy không khí

Nhiệt lượng để sấy không khí trên 1 kg nhiên liệu:

Trong đó:

Ikkno

– Enthalpy không khí nóng lý thuyết, kJ/kg

Với:

+ (Ct)kkn – Enthalpy của 1 m3

không khí nóng, nhiệt độ không khí sau khi ra khỏi

bộ sấy không khí chọn tkkn = 150o

C, tra (bảng 4.2) ta được:

(Ct)kkn = 196 ( kJ/m3

)

Nhiệt lượng khói truyền cho không khí:



Trong đó:

φ – Hệ số bảo toàn nhiệt năng, φ = 0,996

Ik’ – Enthalpy của khói vào bộ sấy không khí, đây cũng chính là enthalpy của

khói ra khỏi dàn ống sinh hơi đối lưu (t’k = 250oC), Ik

’= 1444 ( kJ/kg)

Ik” – Enthalpy của khói ra khỏi bộ sấy không khí, kJ/kg

Ikk

o

– Enthalpy của không khí lý thuyết, do không khí lọt từ bộ sấy không khí

sang đường khói và độ lọt này được phân bộ đều trong bộ sấy không khí nên Ikk

o

được xác định dựa trên nhiệt độ không khí trung bình của bộ sấy không khí

Với:

(Ct)kk – Enthalpy của 1 m3

không khí, nhiệt độ trung bình của không khí trong bộ

sấy không khí tkkm = (tkkn – tkkl)/2 = (150 + 30)/2 = 90 o

C, tra bảng 4.2 ta được:

(Ct)kkn = 110 (kJ/m3

)

Phương trình cân bằng nhiệt:

Qskk

= Qk



Enthalpy của khói ra khỏi bộ sấy không khí:

Nhiệt độ khói ra khỏi bộ sấy không khí

Enthalpy của khói ra khỏi bộ sấy không khí được xác định theo công thức:

Chọn tk2” = 200o

C, tra bảng 4.3 ta được các giá trị sau:

Chọn tk1” = 100o


Nhiệt độ khói ra khỏi bộ sấy không khí



Ta chọn nhiệt đố khói ra khỏi bộ sấy không khí: t’’k

= t’hn

=180

o

C

Chọ tk”= 180o


4.4.2 Bộ hâm nước

Nhiệt lượng để hâm nước từ nhiệt độ 105o

C đến 130o

C

Trong đó:

Dnc – Lưu lượng nước cấp, D = 81200 kg/h

i’’

hn – Enthalpy của nước ra khỏi bộ hâm nước, i’’

hn = 546 kJ/kg

i’hn – Enthalpy của nước vào bộ hâm nước, i

’hn = 440 kJ/kg

Nhiệt lượng để hâm nước trên 1 kg nhiên liệu



Nhiệt lượng khói truyền cho hơi nước:

Trong đó:

φ – Hệ số bảo toàn nhiệt năng, φ = 0,996

Ik’ – Enthalpy của khói vào bộ hâm nước, đây cũng chính là enthalpy của khói

ra khỏi bộ sấy không khí, Ik’= 1045 kJ/kg

Ik” – Enthalpy của khói ra khỏi bộ hâm nước, đây cũng chính là enthalpy của

khói thải lò hơi Ik” = 810 kJ/kg

Ikkl

o

– Enthalpy của không khí lạnh lý thuyết, Ikkl

o

= 87 kJ/kg

Kiểm tra lại cân bằng nhiệt trong bộ hâm nước

Nhiệt lượng mà nước nhận được phải cân bằng với lại nhiệt độ khói nhả ra, tuy

nhiên do trong quá trình tính toán có xuất hiện sai số nên cần phải kiểm tra lại cân

bằng nhiệt, và sai số giữa nhiệt lượng do khói nhả ra và nhiệt lượng do nước hấp

thụ vào phải nằm trong giá trị cho phép.

Sai số này khá nhỏ nên các kết quả tính toán ở trên đều được chấp nhận



Hình 4.1 Biểu đồ truyền nhiệt của nước giải làm mát

Ta có đồ thị nhiệt độ củ khói, không khí và nước vào và ra lò hơi như sau:

Hình 4.1 : Nhiệt độ vào và ra khỏi các thiết bị sau lò hơi



4.5 Chọn kiểu lò

4.5.1 Thông số lò hơi

Sau khi tham khảo các catalog của các nhà sản xuất và đối chiếu với các thông

số tính toán ở mục trên ta đưa ra kiểu lò hơi cho hệ thống nhiệt điện của nhà máy

đường có công suất 7500 tấn/ngày như sau:

Lò hơi đốt bã mía là loại lò ghi xích cao áp, được thiết kế để đốt bã mía nhưng

có thể đốt được cả than khi cần thiết. Lò được thiết kế thỏa mãn các điều kiện sau:

- Năng suất liên tục lớn nhất (BMCR) : 80 t/h

- Khả năng quá tải 110% BMCR : 30 phút

- Áp suất hơi tại tại đầu ra bộ quá nhiệt cuối : 65 bar

- Nhiệt độ hơi tại đầu ra bộ quá nhiệt cuối :500±5oC tại công suất

BMCR

- Nhiệt độ nước cấp : 105oC

- Nhiệt độ khói thoát : 160oC khi đốt bã mía có

độ ẩm 50%

Lò hơi được thiết kế với áp suất 65 bar tại đầu ra bộ quá nhiệt cuối với phương

thức điều chỉnh nhiệt độ bằng thiết bị giảm ôn phun nước hoặc trao đổi nhiệt bề

mặt để tự động duy trì nhiệt độ hơi quá nhiệt tại đầu ra lò hơi trong dải 500±5oC .

Thiết bị giảm ôn được lắp đặt giữa dàn ống cấp 1 và cấp 2 của bộ quá nhiệt. Lò có

thiết kế dàn ống sinh hơi kiểu màng.

Ngoài ra do đặc điểm riêng biệt của lò hơi đốt bả mía nên khói sau khi ra khỏi bộ

quá nhiệt thông thường sẽ qua bộ hâm nước trước nhưng do lượng ẩm của bả mía

rất lớn khoảng 50% thì người ta ưu tiên bộ sấy không khí để quá nhiệt không khí

đưa vào lò hơi trước sau đó mới tới bộ hâm nước. Đặc biệt không khí quá nhiệt

phải nhỏ hơn khoảng 200oC để không xảy ra hiện tượng cháy bả mía trước khi đưa

vào lò hơi, còn lại nhiệt lượng bao nhiêu từ khói sẽ tận dụng để hâm nước cấp đưa

vào ống góp của lò hơi.



4.5.2 Bao hơi và dàn ống sinh hơi

Lò hơi sẽ được trang bị tối thiểu một bao hơi và một tang bùn có cấu trúc hàn.

Bao hơi có cửa người hai đầu, kiểu mở vào trong với đầy đủ các phụ kiện cần thiết,

và được trang bị các thiết bị đo mức chỉ thị tại chỗ và đưa tín hiệu đi xa, thiết bị

bên trong thích hợp để trợ giúp tuần hoàn và đảm bảo chất lượng hơi nước.

Các dàn ống sinh hơi có kết cấu màng để đảm bảo chống lọt khí.

4.5.3 Các ống góp của lò hơi

Các ống góp của lò sẽ được gia công chế tạo theo tiêu chuẩn và qui phạm lò hơi/

bình áp lực được chấp nhận, và có cấu tạo với hai đầu có mặt bích bắt bu lông để

thuận lợi cho vệ sinh và kiểm tra.

Các ống góp được bố trí các đường xả đọng thích hợp đưa về bình gom xả.

4.5.4 Bộ quá nhiệt

Bộ quá nhiệt có diện tích trao đổi nhiệt đủ lớn để nâng nhiệt độ hơi bão hòa từ

bao hơi đến nhiệt độ yêu cầu cho tuabin (500±5oC) tại công suất BMCR, và được

cung cấp đầy đủ các đường ống đấu nối liên thông cũng như các thiết bị như van an

toàn, đường xả đọng, van thoát khí, áp kế, v.v. theo qui phạm lò hơi và bình bể áp

lực được chấp nhận.

Các phần tử ống của bộ quá nhiệt được chế tạo từ ống thép liền bằng vật liệu

thép hợp kim thích hợp. Các phần tử ống cấp 1 một đầu được “nong” vào vách bao

hơi còn đầu kia được hàn với ống góp ra. Trong trường hợp sử dụng ống góp vào,

thì bộ phận này được nối với bao hơi bằng một số lượng ống nối thích hợp. Ống

góp bộ quá nhiệt được chế tạo bằng ống thép liền và được hàn sẵn các đầu chờ để

đấu nối đường hơi ra, van an toàn, đường xả đọng và đường thoát khí, v.v.

Một số lượng thích hợp cặp nhiệt sẽ được trang bị cho ống góp ra để đo nhiệt độ

hơi quá nhiệt. Thiết bị giảm ôn điểu chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt được lắp giữa

các phần tử cấp 1 và cấp 2 có thể sử dụng loại phun hoặc loại trao đổi bề mặt.

4.5.5 Buồng đốt

Lò hơi sử dụng buồng đốt ghi xích được thiết kế để đốt bã mía có độ ẩm cao đến

50% bằng không khí nóng được gia nhiệt trong bộ sấy không khí bố trí ở đuôi lò.

Không khí nóng được đưa vào dưới ghi lò, thốc từ dưới lên, đốt cháy bã mía ở



trạng thái lơ lửng. Buồng đốt được thiết kế đảm bảo cho lò hơi mang được công

suất BMCR chỉ bằng bã mía, nhưng cũng có thể đốt được nhiều loại nhiên liệu

chẳng hạn như than.

Tường trước buồng đốt bố trí hai cửa để đưa bã mía/ than vào. Ngoài ra còn có

lỗ để lắp vòi dầu (để khởi động lò trong trường hợp đốt than).

4.5.6 Thiết bị cấp nhiên liệu bã mía

Bã mía từ băng tải chính ở mặt trước lò hơi được đưa xuống silô bố trí bên dưới

băng tải qua một cửa chắn đóng mở bằng động cơ điện. Silô bã mía có sức chứa

đảm bảo cho lò hơi vận hành trong 10 phút ở năng suất lớn nhất, và có cấu tạo đáy

hai chóp dẫn đến hai máy cấp bã mía kiểu quay, tiếp đó là hai máy cấp kiểu trục vít

ở phía dưới. Các máy cấp bã mía được trang bị động cơ điện xoay chiều điểu chỉnh

tốc độ theo tần số (VVFD) để thuận tiện cho điều chỉnh năng suất lò hơi theo yêu

cầu phía tải.

Thiết bị đo mức bằng siêu âm sẽ được trang bị cho silô.

4.6 Các thiệt bị phụ

4.6.1 Hệ thống cấp nhiên liệu bả mía

Bã mía từ băng tải chính ở mặt trước lò hơi được đưa xuống silô bố trí bên dưới

băng tải qua một cửa chắn đóng mở bằng động cơ điện. Silô bã mía có sức chứa

đảm bảo cho lò hơi vận hành trong 10 phút ở năng suất lớn nhất, và có cấu tạo đáy

hai chóp dẫn đến hai máy cấp bã mía kiểu quay, tiếp đó là hai máy cấp kiểu trục vít

ở phía dưới. Các máy cấp bã mía được trang bị động cơ điện xoay chiều điểu chỉnh

tốc độ theo tần số (VVFD) để thuận tiện cho điều chỉnh năng suất lò hơi theo yêu

cầu phía tải. Thiết bị đo mức bằng siêu âm sẽ được trang bị cho silô.



Hình 4.3: Cơ chế cung cấp bã mía

4.6.2 Quạt khói

Quạt khói ta sẽ tính toán hai (2) số liệu cấn thiết nhất để chọn từ catalog của nhà sản xuất:

- Cột áp của quạt H (mH2O)

- Lưu lượng Q (m3/s)

+ Tính toán lưu lượng của quạt khói:

Lưu lượng khói của lò hơi sinh ra được:

Trong đó :

Bt – Lượng tiêu hao nhiên liệu tính toán, Bt = 9,67 kg/s

Vk = 3,876 (m3/kg)

Vo

kk =2,22 (m3/kg)

tk = 160oC

Lưu lượng của quạt khói (lấy độ dự trữ ở chế độ BMCR = 30%):



Q = 130%.V = 120%.61,15 = 80 (m3/s)

+ Cột áp của quạt khói

H = h’ + hk – hck (mH20)

Trong âoï:

h’:Chán khäng træåïc cuûm peston, h’ = 2 mH2O

hk: Täøng tråí læûc cuía âæåìng khoïi coï kãø tåïi troüng læåüng riãng cuía khoïi aïp læûc khê quyãøn, hãû säú näöng âäü buûi cuía doìng khoïi.

hk = [Hb (1 + ) + H2 + Hy].

Hb (1 - ): Tråí læûc cuía âæåìng khoïi tæì buäöng læía âãún bäü khæí buûi, choün Hb = 250 mH2O.

: Näöng âäü buûi bả mía trong cäüt khoïi âæåüc tênh nhæ sau:

Trong âoï:

ALV = 1,25%: Thaình pháön tro cuía nhiãn liãûu

Az: Tyí lãû tro bay theo khoïi, vç âäút bả mía nãn láúy Az

= 85%

0: Troüng læåüng riãng cuía khoïi åí âiãöu kiãûn tiãu chuáøn tk =160oC.

0 = 1,207 kg/m3

Vk: Thãø têch saín pháøm chaïy

Vk = 3,876 (m3/kg)

Váûy

Hz: Tråí læûc bäü khæí buûi láúy Hz = 60 mH2O

Hy: Tråí læûc âæåìng khoïi tæì chäù bäü khæí buûi âãún chäù khoïi thoaït bao gäöm

( Tham khảo các nhà mía đường ) chọn theo đề xuất:



Tråí læûc tæì khæí buûi âãún quaût: 16 mH2O

Tråí læûc tæì quaût âãún äúng khoïi: 19 mH2O

Tråí læûc cuía äúng khoïi: 15 mH2O

Hy = 16 + 19 + 15 = 50 mH2O

: Hãû säú hiãûu chènh troüng læåüng riãng cuía

khoïi

Täøng sæïc huït tæû nhiãn cuía âæåìng khoïi kãø caí sæïc huït do äúng khoïi taûo nãn

Hkh: Chiãöu cao äúng khoïi, láúy Hkh = 60 m ( chọn sơ bộ )

0 = 1,207 ( kg/m3): Troüng læåüng riãng cuía khoïi åí âiãöu kiãûn tiãu chuáøn

tk: Nhiãût âäü trung bçnh cuía doìng khoïi trong äúng khoïi

Láúy tk = 1100C

Váûy H = h’ + hk - hck

= 2 + 212 - 20

= 194 ( mH2O)

Láúy âäü dæû træî 30%

H = 1,3. 180 = 250( mH2O)

Lò hơi được trang bị một (1) quạt khói năng suất tương đương với 130% công

suất yêu cầu cho lò hơi, làm việc song song.



Quạt khói sẽ được thiết kế với năng suất tương ứng với 130% lượng không khí

đốt lò tính toán tại nhiệt độ làm việc 160oC ở điều kiện BMCR và cột áp cao hơn

30% so với cột áp vận hành ở điều kiện BMCR. Quạt được cung cấp trọn bộ với

động cơ điện xoay chiều điều tốc bằng biến đổi tần số với tốc độ định. Do tính chất

đặc thù của đường đi của khói trong hệ thống nhiệt điện trong nhà máy mía đường

và đặc biệt là lưu lượng quạt khói khá lớn nên để cân bằng lực dọc trục gây ra cho

quạt và phù hợp với đường đi của khói ta chọn loại quạt hai (2) đầu hút vào và một

(1) đầu đẩy lên ống khói như hình 4.4 mô phỏng bên dưới. Rô to quạt được đỡ hai

bên bằng các ổ tự chỉnh.

Hình 4.4: Cấu tạo sơ bộ quạt khói kiểu li tâm

Cả đẩu hút và đầu đẩy quạt đều được trang bị cửa chắn cách ly.

+ Chọn quạt khói theo tài liệu [3]. Bảng 4.6

Loại quạt Số vòng quay

(Vòng/phút)

Năng suất(m3/giờ)

Sức ép(mm cột

nước)

Công suất trên trục

(kW)

Nhiệt độ khói ra

(oC)

Π-18 730 90 320 110 200

4.6.3 Quạt gió



Quạt gió hút không khí từ phần trên của gian lò thổi vào bộ sấy không khí, do đó tận dụn được một phần nhiệt của lò tỏa ra tại khoảng không gian quanh lò, đồng thời thông gió được cho lò.

Để chọn được loại quạt gió của các catalog của nhà sản xuất, tương tự với quạt khói ta sẽ đi tính

- Cột áp của quạt H (mH2O)

- Lưu lượng Q (m3/s)

+ Lưu lượng của quạt gió

V0 = Bt.Vkko. (m - m + b).

Trong đó

Bt – Lượng tiêu hao nhiên liệu tính toán, Bt = 9,67 kg/s

Vk = 3,876 (m3/kg)

Vo

kk =2,22 (m3/kg)

Choün

m = 1,3 : hãû säú khäng khê thæìa trong buäöng læía

m = 0,05: hãû säú loüt khäng khê trong buäöng læía

skk = 0,05 : hệ số không khí rò rỉ trong bộ sấy không khí

Choün nhiãût âäü khäng khê huït vaììo loì laì: t = 350C

Váûy:

V0 = 31 (m3/s)

Lưu lượng của quạt gió :

Q = 130%.31 = 40 (m3/s) ( Hệ số dự trữ ở chế độ BMCR)

+ Cột áp quạt khói



Khi loì håi coï phuû taíi cæûc âaûi H xaïc âënh theo cäng thæïc sau:

H = H1 - H2 - h’

Trong âoï:

H1: Täøng tråí læûc cuía âæåìng khäng khê coï tênh âãún hiãûu chènh aïp læûc khê quyãøn.

H1 =

Täøng tråí læûc cuía âæåìng khäng khê h choün theo đề suất của các nhà máy đường: h= 100 (mH2O)

hkq = 760 (mmH2O): aïp suáút khê quyãøn

H2: Sæïc huït tæû nhiãn cuía âæåìng khäng khê

H: Chiãöu cao cuía pháön coï sæïc huït tæû nhiãn (bäü sáúy khäng khê vaìì äúng khäng khê noïng) : H = 10(m)

tkk: Nhiãût âäü khäng khê âæåüc sáúy noïng: tkk = 1500C

h’:Chán khäng trong buäöng læía åí chäù khäng khê vaììo

h’ = h” + 0,95H’

h” = 2 mH2O chán khäng træåïc cuûm poston ( tham khảo tài liệu 7)

H’: Khoaíng caïch giæîa tám cuía tiãút diãûn khoïi ra giæîa buäöng læía vaìì khäng khê vaììo buäöng læía: H’ = 10m

h’ = 2 + 0,95 . 10 = 11,5 (mH2O)

Váûy cột áp của quạt

H = 100 - 11,5 - 3,7

H = 85 (mH2O)

Dæû træî 30% cột áp so với chế độ làm việc (BMCR):



H = 1,3. 85 = 110 (mH2O)Chế độ làm việc của quạt gió sơ cấp và thứ cấp:

Quạt gió sơ cấp

Hai (2) quạt gió sơ cấp năng suất tương đương với 60% công suất yêu cầu cho

lò hơi sẽ được lắp đặt làm việc song song.

Mỗi quạt gió sơ cấp sẽ được thiết kế với năng suất tương ứng với 130% lượng

gió sơ cấp tính toán ở điều kiện BMCR và cột áp cao hơn 30% so với cột áp vận

hành ở điều kiện BMCR. Quạt được nối trực tiếp với động cơ điện xoay chiều điều

tốc bằng biến đổi tần số và được cung cấp trọn bộ với rơle quá tải, đồng hồ đo tốc

độ, tủ điều khiển vận hành. Cánh quạt được chế tạo bằng thép các bon chiều dầy tối

thiểu 6mm. Đẩu hút quạt được trang bị cửa chắn cách ly.

Các quạt gió sơ cấp sẽ được liên động với quạt khói sao cho chỉ có thể chạy quạt

sơ cấp khi quạt khói đang vận hành.

Kiểu quạt gió sơ cấp theo tài liệu [3]. Bảng 4.7


(Vòng/phút)


Sức ép(mm cột

nước)


(kW)


(oC)

BΠ-10 730 23,5 155 15,4 20

Quạt gió thứ cấp

Lò hơi được lắp đặt hai (2) quạt gió thứ cấp năng suất 50%.

Quạt được thiết kế với năng suất tối thiểu cao hơn 25% nhu cầu gió sơ cấp tính

toán lý thuyết. Quạt được nối trực tiếp bằng khớp nối với động cơ điện quay chiều

rôto lồng sóc. Quạt điều chỉnh năng suất bằng bộ tấm chắn rẻ quạt lắp ở đầu hút,

đóng mở bằng xylanh thủy lực điều khiển từ xa từ phóng điều khiển lò hơi.

Kiểu quạt gió sơ cấp theo tài liệu [3]. Bảng 4.8




(Vòng/phút)


Sức ép(mm cột

nước)


(kW)


(oC)

BΠ-8 750 8 90 4,5 20

4.6.4 Hệ thống xả bần lò hơi

Một hệ thống xả bẩn lò hơi được cung cấp để giúp duy trì chất lượng nước lò. Hệ

thống bao gồm bình xả bằng thép cácbon, đường ống và van xả, thiết bị thu hồi

nước ngưng từ hơi tác ra từ bể xả cùng đường ống và van đưa về bể chứa nước khử

khí.

4.6.5 Hệ thống thổi bụi lò hơi

Hệ thống thổi bụi lò hơi được trang bị ít nhất 6 vòi thổi bụi bằng hơi kiểu quay

bằng động cơ đặt tại các vị trí thích hợp trên tường vách buồng đốt, và 2 vòi thổi

bụi bằng hơi kiểu đi ra đi vào điểu khiển bằng động cơ cho bộ quá nhiệt, ngoài ra

vòi thổi bụi cũng được lắp đặt cho bộ hâm nước.

Hơi thổi bụi được cấp từ hệ thống hơi tự dùng.

4.6.6 Hệ thống lọc bụi tĩnh điện

Thiết bị lọc bụi tĩnh điện được dùng để thu bụi của nhiều ngành công nghiệp như: Năng lượng nhiệt, Luyện kim đen, Luyện kim màu…

Thiết bị lọc bụi tĩnh điện có nhưng ưu điểm sau:

- Hiệu suất thu bụi cao;

- Có thể thu được các hạt bụi có kích thước nhỏ tới 0,1m và nồng độ bụi từ và gam đến 50g/m3;

- Nhiệt độ của khí có thể tới 500oC;

- Thiết bị lọc bụi tĩnh điện có thể làm việc với áp suất chân không hay áp suât cao;

- Có thể tự động hóa hoàn toàn.

Nguyên lý của việc làm sạch khí bằng điện: khí thải cần lọc bụi được thổi qua hệ thống 2 điện cực nối đất gọi là điện cực lắng bụi vì bụi được lắng chủ yếu trên điện



cực này. Điện cực thứ 2 gọi là điện cực quầng sang. Điện cực này được cung cấp dòng điện một chiều có điện thế cao, do điện thế cao nên cường độ điện trường xung quanh có giá trị lớn và gây ra sự va đập ion mãnh liệt. Biểu hiện bên ngoài của sự ion hóa mãnh liệt là nhìn thấy một quầng sang bao phủ xung quanh điện cực này các ion khí được tạo ra chủ yếu trong vùng quầng sáng dưới tác dụng của lực điện trường các ion sẽ chuyển dịch về phía điện cực trái dấu với chúng. Các ion dương chuyển dịch về phía cực âm ( cực quầng sáng là cực âm ). Các ion âm chuyển dịch về cực dương ( Cực dương là cực lắng ).

Khi thổi khí thải có chứa bụi qua không gian giữa hai (2) điện cực, thì các ion sẽ bám dính lên bề mặt của các hạt bụi và các hạt bụi trở nên mang điện. Dưới ảnh hưởng của lực điện trường, các hạt bụi đã được tích điện sẽ chuyển dịch tới các điện cực trái dấu với điện tích chúng tích được. Lương bụi được lắng chủ yếu trên bề mặt các điện cực lắng.

Theo mức độ tích tụ bụi trên bề mặt điện cực, người ta định kỳ rung lắc điện cực, hoặc xối nước rửa điện cực và thu lấy.

Một (1) bộ lọc bụi tĩnh điện sẽ được lắp đặt cho lò hơi để khử tro bay theo khói

lò trước khi xả khói ra khí quyển qua ống khói, đảm bảo khói thải đáp ứng yêu cầu

của Tiêu chuẩn Việt Nam đối với phát thải bụi.

Nồng độ bụi sau lọc bụi sẽ được khống chế ở mức từ 60-70 mg/Nm3 khi đốt lò

hơi hoàn toàn bằng bã mía, và giáng áp qua lọc bụi không quá 25 mmH2O. Lọc bụi

được lắp ở phía đầu hút của quạt khói và được trang bị trọn bộ với van xả khóa khí

có nút bấm điều khiển tại chỗ và từ.

Lọc bụi sẽ được lắp đặt các cầu thang, lan can, sàn vận hành, cửa người tại các vị

trí thích hợp để thuận tiện cho kiểm tra thường xuyên và vệ sinh bên trong lọc bụi.

Thân lọc bụi được bảo ôn bằng bông khoáng, bên ngoài bao che bằng nhôm mỏng.

Thiết bị chỉ thị mức, cảnh báo nhiệt độ cao và thấp, đường ống nước rửa vệ sinh,

thiết bị cung cấp điện (tủ phân phối, máy biến thế, cầu chỉnh lưu, v.v) sẽ được cung

cấp.





Hình 4.5: Cấu tạo hệ thống lò hơi

Chương 5

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TUABIN

5.1 Chọn kiểu tuabin

5.1.1 Thông số tuabin

Tua bin là loại ngưng hơi có cửa trích cấp hơi thứ, công suất định mức

12.500kW. Hơi có nhiệt độ 500oC, áp suất 65 (bar) được đưa vào tuabin qua van

stop và các van điều chỉnh. Rô-to quay với tốc độ quay 5.500v/ph, được nối với

máy phát điện tốc độ quay 1.500v/ph qua hộp giảm tốc.

Tuabin được cung cấp trọn bộ với van stop, hệ thống hơi chèn trục, hệ thống dầu

bôi trơn và dầu điều chỉnh, hệ thống điều chỉnh tuabin, hộp giảm tốc, tấm đế, khớp

nối trục, thiết bị an toàn, hệ thống đo lường, điều khiển và giám sát.

Dưới đây là thông số kỹ thuật chính của tuabin:

Ngưng hơi có cửa trích hơi điều chỉnh, loại xung lực nhiều tầng cánh, trục nằm

ngang

- Công suất định mức : 12.500kW

- Tốc độ quay : 5.500v/ph

- Áp suất hơi mới : 65 bar

- Nhiệt độ hơi mới : 500oC

- Áp suất cửa trích trung áp : 7 bar

- Áp suất cửa trích hạ áp : 1,5 bar

- Áp suất hơi thoát : 0,1bar

Các thiết bị và hệ thống phụ trợ tua bin gồm:

- Bình ngưng,

- Hệ thống hút khí bình ngưng,



- Các bơm nước ngưng,

- Khử khí nước cấp

- Các bơm cấp nước lò hơi.

5.1.2 Chọn kiểu tuabin

Theo tài liệu [3].Ta có thể tham khảo loại tuabin sau. Bảng 5.1

5.2 Bình ngưng

5.2.1 Tổng quan về thiết bị ngưng

Với đề xuất chọn phương án tuabin ngưng hơi có cửa trích thì có thể nói bình ngưng là thiết bị phụ quan trọng nhất, có ảnh hưởng lớn đến chế độ làm việc kinh tế của tuabin và toàn bộ hệ thống nhiệt trong nhà máy đường.

Bình ngưng (condenser) thường là thiết bị trao đổi nhiệt loại ngăn cách, tại đây hơi bão hòa ẩm thoát từ tuabin ngưng tụ trong điều kiện nhiệt độ và áp suất không đổi.

Mục đích, đồng thời cũng là yêu cầu đối với thiết bị ngưng hơi là:

- Tạo ra và duy trì áp suất thấp (chân không) sau tuabin;

- Thu nhận nước ngưng sạch để cấp trở lại cho lò hơi.

Đối với hệ thống nhiệt trong nhà máy đường này thì ta sẽ chọn lò hơi bề mặt làm mát bằng nước bởi nhưng ưu điểm đáng chú ý sau:

+ Nhiệt dung riêng lớn;

+ Hệ số tỏa nhiệt đối lưu phía nước cao giúp giảm được diện tích bề mặt trao đổi nhiều;


Loaïituabin

Nhaø maùycheá taïo

Coâng suaátñònh möùc

(kW)Soá thaân Soá taàng Thoâng soá

hôi nöôùc

AÙp löïchôi thoaùt

(bar)

AÙp löïctrong hôi

(bar)

Cöûa tríchñieàuchænh

Nhieät ñoähôi trong

(oC)

Cöûa tríchñieàuchænh

Löu löôïnghôi ñònhmöùc (t/h)

T-12-55(AT-12) KT3 12000 1 17 35/435 0,05 - 1,2-2,5 105 1,2 65


+ Năng lượng tiêu tốn để bơm nước rất nhỏ;

+ Tạo được áp suất ngưng tụ thấp hơn;

+ Ngoài ra trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng thì đa số đều khuyến cáo sử dụng kiểu bình ngưng này vì vậy giá thành cũng sẽ thấp hơn và hiệu quả làm việc sẽ tốt hơn các loại khác.

Hình 5.1: Cấu tạo cơ bản của bình ngưng hai chặn giải nhiệt bằng nước

5.2.2 Các thông số cơ bản của hơi vào và nước làm mát trong bình ngưng

Công việc đầu tiên khi thiết kế một bình ngưng hay dùng để chọn trên catolog của nhà sản xuất chính là tính toán quá trình trao đổi nhiệt để xác định các kích thước cơ bản của bình ngưng sao cho phù hợp với điều kiện vận hành cụ thể và giá thành hợp lí nhất.

Những thông số cần biết trước khi tính toán là:

- Lưu lượng hơi vào bình ngưng, Dh

- Thông số hơi vào, entanpi ih



- Áp suất ngưng tụ, pk

- Nguồn nước làm mát và nhiệt độ nước vào, tn1

+ Trong chương 2 ta đã chọn sơ bộ Pk= 0,1 (bar) để tính toán, bây giờ ta kiểm tra lại trên cở sở sau :

Ta chọn nước cấp vào làm mát bình ngưng bằng nhiệt độ môi trường tại nơi đặt nhà máy đường là :

tn1 = 30oC

Chọn độ gia nhiệt của nước làm mát bình ngưng là : ∆tn = t2 - t1 = 8oC

th = tn2 + ∆t2

Chọn ∆t2 = 4oC

=> th = 38 + 4 = 42oC

Từ đây ta tìm được áp suất pk ứng với nhiệt độ tk. Vì trong bình ngưng nhà máy điện thường không có sự quá lạnh, nên pk = ph

=> Tra bảng thông số hơi nước ta có pk = ph ≈ 0,08(bar).

Hình 5.2: Đồ thị trao đổi nhiệt của nước và hơi trong bình ngưng Vậy áp suất làm việc trong bình ngưng là : pk = 0,08 (bar)



+ Lưu lượng hơi vào bình ngưng

Ở giai đoạn chọn lưu lượng hơi vào bình ngưng ta sẽ có hai (2) trường hợp sau:

- Trường hợp 1 : Khi nhà máy hoạt động trong 150 trong thời vụ mía đường ( 150 ngày ) nên nên hơi trích cho công nghệ của nhà máy đường lớn khoảng Dcn = 55 (t/h) vậy nên lưu lượng hơi khi vào bình ngưng khá nhỏ khoảng Dk1 = αk1.Do = 6,13 (t/h)

- Trường hợp 2 :Lúc này hệ thống sẽ làm việc ngoại vụ thu hoạch mía (273 – 150 = 123 (ngày)) đồng nghĩa với việc cửa trích công nghệ sẽ không cần dùng nữa và sẽ đóng lại. Lúc này lưu lượng hơi vào bình ngưng sẽ khá lơn khoảng Dk2 = Dk1

+ Dcn = 6,13 + 55 = 61,13 (t/h)

=> Sau khi tham khảo 1 số tài liệu của nhà máy đường sử dụng tuabin có cửa trích nước ta hiện nay, về mặt tối ưu hóa kinh tế người ta chấp nhận chọn phương án 2 đồng nghĩa với việc ngoài vụ mía hệ thống sẽ cho bình ngưng chạy non tải để tính toán hoặc chọn bình ngưng .

+ Từ trường hợp 2 ta có lưu lượng hơi vào bình ngưng cần thiết kế sau :

Dh = 61,13 (t/h) = 17 (kg/s)

+ Thông số hơi vào bình ngưng

Pk = 0,08 (bar), tk = 42oC, ih = 2347 (kj/kg)

+ Hệ thống nước làm mát bằng tháp giải nhiệt : tn1 = 30oC

5.2.3 Tính toán các kích thước cơ bản của bình ngưng

a. Nhiệt độ ngưng tụ

Tra bảng nước và hơi nước bão hòa ( tài liệu ) với áp suất, pk = 0,08 (bar) ta có :

tk ≈ 42oC , i' = ik = 173,9 (kj/kg) , i'’ = 2576 (kj/kg)

b. Độ khô của hơi nước vào bình

xk = (ih – i') /(i’’- i') = (2347 – 173,9)/(2576-173,9) = 0,9

c. Nhiệt lượng nhả ra trong bình ngưng



Q = Dk.(ih – ik) = 17.(2347 – 173,9) = 36943 (kW)

d. Lưu lượng nước làm mát là :

- Ta chọn kiểu bình ngưng bề mặt hai (2) chặn làm mát bằng nước tuần hoàn

Theo [1] thì ta chọn lưu lượng nước làm mát Dn bằng cách chọn bội số tuần hoàn. Với bình ngưng hai (2) chặn, làm mát tuần hoàn: m = 50 ÷ 60. Ta chọn m = 60

Dn = 60.Dh = 60.17 ≈ 1020 (kg/s)

e. Độ gia nhiệt của nước:

∆tn = Q/(Dn.cpn) = 36943/(1020.4,18) = 8,7oC

f. Nhiệt độ ra khỏi bình ngưng

tn2 = tn1 + ∆tn = 30 + 8 = 38oC

g. Độ chênh lệch nhiệt độ trung bình

h. Chọn vận tốc nước trong ống v = 2,2 (m/s); phụ tải riêng d = 38 (kg/(m3h); hệ số bám bẩn α = 0,8 khi sử dụng hệ thống nước làm mát trực lưu. Tra đồ thị:


2,4

3,0

4,0

5,0

1,0 2,0 2,8

10 20 30 40 d (kgm^-2h^-1)

w (m/s)

0 10 20 30 tn1 (oC)

k (k

Wm

^-2K

^-1)

d=22-25

d=16-19k0=3,95

ßd=0,99

0,5 ßt,ß

d (-

)

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

1,1

ßt=1,04


Hình 5.3: Đồ thị HEI [1]

ko = 3,95 kW/(m2K), βt =1,04, βd = 0,97

Hệ số truyền nhiệt:

k = ko.βt. βd. α = 3,95.1,04.0,99.0,8 = 3,25 (kW/(m2K))

i. Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt:

F = Q/(k.∆ttb) = 36943/(3,25.7) = 1624 (m2)

y. Kiểm tra lại phụ tải riêng:

d = Dh/F = 17.3600/1624 = 37,7 (kg/(m2h))

Sai số ∆d = 0,3/37,7 = 0,0167 = 0,8 % khá nhỏ chấp nhận được

j. Số ống trong bình ngưng, số chặng z =2 :

s. Chiều dài hiệu dụng của ống:

q. Lấy bước ống t = 1,3.d2 = 32,5 (mm) và hệ số điền đầy mặt

sàng = Ƞms=0,68; đường kính mặt sàng là :

.

Kết luận:

- Bình ngưng có kích thước cơ bản sau :+ Lưu lượng D =17 kg/s+ Pk = 0,08 bar , tk = 42oC+ Chiều dài ống L= 9,2(m) với kích thước ống d2/d1=(25/23) mm, số ống n =

2254 (ống) và bình ngưng có 2 chặn.



+ Đường kính mặt sàng : D = 2,0 (m) + Bề dày mặt sàn ống : sống = 20 (mm)+ Bề dày thân bình ngưng : s = 10 (mm

5.2.4 Phát thảo sơ bộ bình ngưng :

Hình 5.4: Cấu tạo sơ bộ bình ngưng

5.2.5 Bơm tuần hoàn

+ Bơm tuần hoàn được chọn trong điều kiện làm việc vào mùa hè và ngoài vụ mía của nhà máy đường, lượng hơi vào bình ngưng lớn nhất, nhiệt độ nước tuần hoàn cao nhất.

+ Năng suất mỗi một bơm tuần hoàn tương ứng với lượng nước cần cung cấp cho bình ngưng, năng suất của bơm tuần hoàn phải kể đến lượng nước làm lạnh dầu, làm lạnh khí của máy phát và các yêu cầu nước khác.

+ Năng suất của bơm tuần hoàn :

Wo = WK + WM + WB (m3/giờ)

Trong đó: WK – Lưu lượng nước đưa vào bình ngưng (m3/giờ).



WM – Lượng nước làm mát dầu, (m3/giờ).

WB – Lượng nước làm lạnh cho không khí cho máy phát (m3/giờ)

Ta đã xác định được WK = Dn = 3670 (m3/giờ)

Theo (tài liệu) thì

- Đối với tuabin có công suất lơn hơn 12000(kW) thì

WM + WB = 3 – 5 % = WK

=> Ta chọn WM + WB = 3% = 0,03.3670 = 110 (m3/giờ)

=> Wo = WK + WM + WB = 3670 + 110 = 3780 (m3/giờ)

Ta có số liệu của bơm tuần hoàn như sau :

Có áp suất trong tại đầu đẩy bơm tuần hoàn P = 3at = 30mH2O

Ta chọn số lượng bơm làm việc là ba (3) và một (1) dự phòng và tổng năng suất làm việc khoảng 110%

Theo [1] ta sẽ chọn kiểu bơm như sau:

Bảng 5.2 Thông số bơm tuần hoàn

4.3 Tháp giải nhiệt

Các thông số cơ bản của tháp giải nhiệt :

- Lưu lượng nước làm mát Dn = 1020 (kg/s)Ta tra bảng thông số vật lý của nước bão hòa (tài liệu) ở nhiệt độ trung bình



tntb = 34oC có khối lượng riêng ƿ = 994,3 (kg/m3)=> Dn = 1020 (kg/s) = 1,0256 (m3/s) = 1026 (l/s)s

- Nhiệt độ nước vào tn1 = 30oC, nước ra tn2 = 37oC- Chọn áp suất làm việc của nước làm mát từ bồn thu được đến bình ngưng với

áp suất với áp suất khoảng 3,2 (bar).Từ các thông số trên ta có thể chọn tháp làm mát của các nhà sản xuất. Vi dụ: Chọn kiểu tháp làm mát dạng tròn với sô lượng 5 tháp giải được lắp ráp

hoàn chỉnh đặt bên trên một bồn thu chung bằng bê tông cốt thép với chế độ (1 làm việc trong mùa mía đường 4 dự phòng và 4 làm việc 1 nghỉ ngoài vụ mía đường). Nước làm mát từ bồn đến bơm ngưng với áp suất 3 (bar). Ngoài ra còn có ba (3) bơm nước làm mát kiểu li tâm năng suất 50% lưu lượng vào bình ngưng với chế độ vận hành ( 2 làm việc, một dự phòng )

Tương ứng với số liệu trên ta đưa ra một phương án cụ thể :Từ catalog của nhà sản xuất BKK (Thái Lan) thì ta chọn tháp giải nhiệt có model

: Model BKC150 Bảng 5.3 Thông số tháp giải nhiệt

4.4 Bơm nước ngưng

Hai (2) bơm nước ngưng kiểu ly tâm năng suất 100% được cung cấp, 1 làm việc,

1 dự phòng.

Bơm nước ngưng đưa nước ngưng từ khoang thu nước của bình ngưng về khử

khí qua bình làm mát hơi ê-jếc-tơ, bình ngưng hơi chèn.



Hình 5.5: Hệ thống bơm ngưng

Ta có lưu lượng của bơm nước ngưng

Dh = Dbnn = 60 (m3/h)

Cột áp của đầu đẩy của bơm ngưng chọn :

Pbnn = 6at = 60 mH2O

Ta chọn được thông số bơm [1] như sau:

Bảng 5.4: Thông số bơm nước ngưng

Loại bơm Năng suất

m3/kg

Cột áp bơm

mH2O

Tốc độ quay

Vòng/phút

Công suất trục bơm

kW

Công suất động cơ

kW

Hiệu suất bơm

3k-6 70 62 2900 13,4 20 0,65

5.5 Bình khử khí

Để cho các đường ống hơi và nước trong hệ thống nhiệt điện của nhà máy đường không bị ăn mòn cần phải đảm bảo chế độ nước và khử các loại khí có hại ra khỏi nước cấp và nước ngưng. Nếu đảm bảo tiêu chuẩn trong tất cả các chế độ làm việc của thiết bị thì sẽ tránh được hiện tượng các sản phẩm ăn mòn bám trên các bề mặt



truyền nhiệt có nhiệt độ cao làm xấu khả năng truyền nhiệt và giảm độ tin cậy của chúng. Đồng thời cũng ngăn chặn sự bám bẩn trên đường ống hơi và nước.

Nước ngưng, nước cấp và nước bổ sung có chứa các loại khí có hại ( O 2, CO2, v.v…) sẽ ăn mòn thiết bị và đường ống của hệ thống. Các loại khí này thường tập trung rất nhiều tại bình ngưng của tuabin. Để không bị ăn mòn người ta áp dụng phương pháp khử các loại khí hòa tan trong nước.

Để khử các loại khí hòa tan trong nước trong hệ thống nhiệt điện tuabin hơi người ta sử dụng phương pháp khử khí bằng nhiệt. Lượng oxy còn lại trong nước sau khi khử khí nhiệt sẽ được tiếp tục khử khí nhiệt sẽ tiếp tục khử hoàn toàn bằng các hóa chất như là hydrazin-hydrat hay là các muối của nó.

Hình 5.6: Bình khử khí thực tế

5.5.1 Thông số của bình khử khí

Từ tính toán sơ đồ nhiệt của hệ thống ta có các số liệu sau :

+ Lượng hơi trích đưa vào bính khử khí : Dkk = 6 (t/h)



+ Nhiệt độ vào của bộ khử khí : tvào = 80-85oC

+ Nhiệt độ ra của bộ khử khí : tra = 105oC

+ Áp suất làm việc : Pkk = 1,2 (bar)

+ Lưu lượng nước vào : Dnn = 60 (m3/h)

5.5.2 Chọn kiểu bình khử khí :

Từ các số liệu trên ta có thể chọ kiểu bình ngưng sau [1]

Bảng 5.4: Thông số bình khử khí

Kiểu Năng suất

(tấn/giờ)

Thông số

Định mức

Áp lực thử

Trọng lượng

(kg)

Áp suất

(Bar)

Nhiệt

Độ

Không có nước

Có nước

πCA-75 75 1,2 104 2 1184 4100

5.6 Hệ thống bơm nước cấp lò hơi

Bơm nước cấp là thiết bị quan trọng, vì nó không những để đảm bảo sản xuất điện năng mà còn bảo đảm tính làm việc chắc chắn của lò hơi.

Để đảm bảo cung cấp nước cho lò hơi có bao hơi cần phải dùng hai (2) loại truyền động, trong hệ thống nhiệt này ta chọn bơm truyền nhiệt chính truyền động bằng tuabin phụ và bơm dự phòng chạy bằng điện, một bơm khởi động chạy điện được lắp vào hệ thống bơm cấp



Hình 5.7: Hệ thống bơm cấp

5.6.1 Chế độ làm việc

Hai (2) bơm cấp mỗi bơm năng suất 100% tương ứng với 85m3/h, một bơm dẫn

động bằng tua bin hơi một bơm dẫn động bằng động cơ điện, và một bơm cấp khởi

động chạy điện năng suất 25m3/h sẽ được cung cấp.

Ở chế độ làm việc bình thường, bơm cấp chạy bằng tuabin hơi vận hành liên tục

để bơm nước từ bể chứa nước khử khí vào lò hơi, bơm cấp chạy bằng động cơ điện

để dự phòng.

Bơm cấp có cấu trúc nhiều tầng, thích hợp để bơm nước nhiệt độ 105oC từ bể

chứa nước khử khí đến lò hơi. Các van tái tuần hoàn tự động được cung cấp cho

mỗi bơm cấp. Động cơ bơm cấp dùng kiểu lồng sóc với thiết bị khởi động mềm.

5.6.2 Chọn kiểu bơm cấp

Trong phần tính sơ đồ nhiệt ta đã tính được công suất trên tuabin phụ

Nb = 240 (kw)

Lưu lượng nước qua bơm

Dlh = 85-90 ( tấn/giờ )



Ta có kiểu bơm cấp sau [1]

Bảng 5.5: Thông số bơm cấp

5.7 Hệ thống máy phát điện

5.7.1 Máy phát điện

Hệ thống máy phát của trạm đồng phát nhiệt điện sử dụng bã mía của nhà máy

đường này bao gồm 01 máy phát có công suất đầu ra là 12,5 (MW). Tại các cực

của máy phát và tại điểm trung tính được trang bị các máy biến dòng điện để phục

vụ cho việc đo lường và bảo vệ. Trung tính của máy phát nối đất trực tiếp thông

qua một cuộn trở kháng cao để hạn chế dòng thứ tự không khi xảy ra sự cố trong hệ

thống.

Máy phát sẽ được nối với tua bin hơi thông qua bộ giảm tốc và có các đặc tính

kỹ thuật chính như sau:

- Kiểu : Trục nằm ngang, loại đồng bộ 03 pha, 04 cực. Roto máy

phát kiểu hình trụ và máy phát được bao che hoàn toàn.

- Số lượng : 01

- Công suất làm việc định mức : 12,5MW

- Hệ số công suất : 0,8 (lagging)

- Điện áp đầu cực định mức : 11kV

- Tốc độ : 1500 v/p.

- Tần số : 50Hz



- Làm mát : Không khí tuần hoàn.

- Tỷ số ngắn mạch : Không nhỏ hơn 0,5.

- Cấp cách điện : F

- Giới hạn mức tăng nhiệt độ : B

- Tiêu chuẩn : IEC 34 và các tiêu chuẩn

khác liên quan

5.7.2 Hệ thống kích từ máy phát.

Hệ thống kích thích máy phát là kiểu tĩnh với thiết bị tự động điều chỉnh điện áp

(AVR). Cấp dòng điện một chiều đến rotor máy phát để kích thích từ trường của

rotor máy phát. Nguồn điện này được cấp từ một (01) máy biến áp kích thích kết

hợp với hệ thống chỉnh lưu.

Hệ thống kích từ được chọn phải có các đặc tính sau:

-Đáp ứng nhanh, độ nhạy cao.

-Điện áp kích từ phụ thuộc vào tiêu chuẩn của nhà sản xuất máy phát.

-Độ tin cậy và hữu dụng phải theo tuổi thọ của nhà máy.

a. Máy biến áp kích thích

Máy biến áp kích thích là kiểu khô, loại ba pha, được lắp đặt trong nhà và được

nối tới phía máy phát thông qua hệ thống thanh cái pha điện áp máy phát. Công

suất máy biến áp kích thích phải đảm bảo cung cấp một cách tin cậy dòng một

chiều cho cuộn kích thích của máy phát điện.

Thông số chính của MBA kích thích được chọn sơ bộ như sau:

-Tiêu chuẩn : IEC 726

-Loại máy biến áp : Trong nhà, 3 pha.

-Kiểu : Kiểu khô

-Số lượng : 01

-Điện áp sơ cấp : 11kV

-Điện áp thứ cấp : Phụ thuộc vào tiêu chuẩn của NSX máy phát

-Công suất dự kiến : Đồng bộ theo máy phát.



-Cấp cách điện : F

b. Thiết bị tự động điều chỉnh điện áp (AVR)

Việc điều chỉnh điện áp máy phát được thực hiện thông qua thiết bị tự động điều

chỉnh điện áp. Ngoài ra AVR còn có thêm các chức năng như: Giới hạn tỷ số điện

áp/tần số, điều chỉnh công suất vô công máy phát vv…

Nguồn điện cấp cho thiết bị tự động điều chỉnh điện áp được lấy từ máy biến áp

kích thích.



Chương 6

MỘT SỐ HỆ THỐNG PHỤ TRỢ CỦA NHÀ MÁY

6. 1 Hệ thống cung cấp bã mía

Ở chương bốn (4) ta đã đề cập sơ bộ về hệ thống cấp bã mía cho lò hơi và kho chứa, phần này sẽ nói kỹ hơn về hệ thống này.

6.1.1 Hệ thống băng tải

- Kho chứa bã mía làm việc ở hai chế độ tùy thuộc vào vào mùa thu hoạch mía ở nước ta vì vậy ta sẽ có hai (2) kiểu băng tải để lựa chọn.

a. Hệ thống 1

+ Bã mía sẽ được gạt một phần trực tiếp vào lò hơi để đốt cháy phần còn lại sẽ đưa vào kho

+ Ưu điểm của hệ thống này là sử dụng kho chứa nhỏ, hệ thống linh động với băng chuyền lấy bã mía từ kho cấp vào lò hơi => Thích hợp cho các loại nguyên liệu có độ ẩm cao như bả mía,vv…

Hình 6.1: Hệ thống băng tải kiểu (1)



b. Hệ thống 2

+ Kiểu 2 là bã mía sẽ được băng tải đưa toàn bộ vào kho rồi sau đó mơi đưa vào lò hơi để đốt cháy.

+ Hệ thống cấp trử vào kho rồi mới chuyển tới lò hơi vì vậy yêu cầu kho chứa phải rất lớn, nguyên liệu phải có độ ẩm thấp để tránh ẩm mốc, tồn kho => thích hợp cho các hệ thống lớn sử dụng nguyên liệu có độ mr thấp.

Hình 6.2: Hệ thống băng tải kiểu (2)

=> Sau khi xem xét kĩ về độ ẩm của bã mía (50%) và chi phí thiết bị thì ta chọn kiểu hệ thống (1) để sử dụng cấp bã mía cho hệ thống nhiệt điện này.

6.1.2 Đặc điểm kho chứa

- Diện tích kho chứa là 40x60 m và có thể thấy cấu tạo sơ bộ về nguyên lý làm việc, cấu tạo của kho như sau.

- Kho chứa bã mía sử dụng các thiết bị sau để đưa vào hay lấy ra lượng bã mía cần thiết ở các khoảng thời gian khác nhau ( trong và ngoài vụ thu hoạch mía ).

+ Một băng tải đưa bã mía vào kho với năng suất 400(t/h) ( trong thời vụ thu hoạch mía )



+ Một băng tải sẽ đưa bã mía từ kho ra với năng suất ¼ năng suất đưa vào 100(t/h) ( Ngoài vụ thu hoạch mía )

+ Trong kho còn bố trị hai (2) băng tải bã mía loại nhỏ để gom bã mía thành 2 khối đối xứng nhau trong kho và hai (2) băng tải này cũng sẽ tự lấy bã mía cung cấp cho băng tải đưa bã mía vào lò hơi vào thời gian ngoài vụ thu hoạch mía.

+ Ngoài ra kho còn bố trí cảm biện ngay đầu băng tải đưa bã mía vào lò hơi để kiểm soát được lượng bã lấy ra.

Hình 6.3: Cấu tạo bên trong kho chứa bã mía

6.2 Hệ thống xử lí tro lò hơi

Sau khi bã mía được đốt cháy trong buồng lửa và thải ra một lượng tro lớn có nhiệt độ cao nên theo tiêu chuẩn an toàn môi trường phải xử lý tro thải triệt để trước khi đưa vào bể chứa, cụ thể như sau:

+ Tro thu gom tại phễu gom cuối ghi lò và phễu lọc bụi tĩnh điện được đưa về hố

thu bằng vít tải để hòa với nước rồi bơm lên sàng lọc tro để tách tro khỏi nước.



+ Tro rơi ra khỏi sàng được vít tải đưa trực tiếp lên xe chở đi chỗ chứa, phần

nước tách ra xả vào máng lắng dài khoảng 20m rộng khoảng 1,5÷2m, trong máng

có thiết bị cào chuyển động chậm để vớt tro.

+ Nước từ máng lắng được thải vảo bể lắng bốn ngăn trước khi thải bỏ.

Hình 6.4: Mô hình hệ thống xử lý tro lò hơi

6.3 Hệ thống nước làm mát bình ngưng và phụ trợ

6.3.1 Hệ thống nước làm mát bình ngưng

Nước làm mát mang vai trò quan trọng trong hệ thống nhiệt điện công nghệ mới này, nước giải nhiệt bình ngưng ngưng hơi sau tuabin thành nước ngưng và cung cấp nước tuần hoàn lại cho hệ thống.

Do mua thu hoạch mía chỉ có một mùa trong năm (150 ngày) còn 123 ngày ngoài vụ nên lượng hơi vào bình ngưng khác nhau. Trong vụ ép mía lưu lượng hơi vào bình ngưng là Dh1= 6,13 (t/h) lúc này bình ngưng hoạt động non tải nên lưu



lượng nước làm mát cũng giảm theo đó, để hiểu rõ hơn về hệ thống ta chọn chế độ làm việc ngoài vụ ép mía như sau:

Hệ thống nước làm mát chính cung cấp nước làm mát bình ngưng với lưu lượng

tính toán khoảng 3693 (m3/h). Sử dụng hệ thống nước làm mát tuần hoàn kín với

tháp giải nhiệt.

Hệ thống bao gồm ba (3) bơm nước làm mát kiểu ly tâm năng suất 55% (một

làm việc, một dự phòng) và bốn (4) tháp giải nhiệt dạng lắp ráp hoàn chỉnh đặt bên

trên một bồn thu chung bằng bê tông cốt thép.

Nước làm mát từ bồn thu được bơm đến bình ngưng với áp suất khoảng 3at .

Chế độ làm việc như sau :

+ Nước giải nhiệt sau khi ra khỏi tháp giải nhiệt ở nhiệt độ 32oC sẽ được hệ thống bơm tuần hoàn đẩy đi vơi áp suất 3at đên bình ngưng;

+ Tại bình ngưng nước giải nhiệt với hơi sau tuabin qua bề mặt ống, và được gia nhiệt lên 42oC sau khi ra tua bin, trước khi phân phối đều vào bốn (4) tháp giải nhiệt nước làm mát qua một van chặn/điều chỉnh lưu lượng;

+ Nước giải nhiệt được làm mát đến 32oC tại các tháp giải nhiệt và tiếp tục được bơm tuần hoàn đẩy vào bình ngưng, chu trình tuần hoàn sẽ chạy liên tục trong và ngoài vụ ép mía.

+ Ngoài ra do thất thoát nước làm mát trên đường ống, bình ngưng, tháp giải nhiệt, vv… nên ta còn bổ sung nước làm mát định kỳ để hệ thống làm việc với công suất cao nhất.

6.3.2. Hệ thống nước làm mát phụ trợ

Ngoài làm mát cho bình ngưng hệ thống còn giải nhiệt cho dầu bôi trơn tuabin, khong khí máy phát điện, vv… tuy lưu lượng nước làm mát phụ trở nhỏ nhưng vai trò nó cũng rất quan trọng, giúp cho tuabin và máy phát điện hoạt động liên tục với công suất cao nhất.

Hệ thống nước làm phụ trợ cung cấp nước làm mát với lưu lượng khoảng

354(m3/h) tới các bộ làm mát dầu tua bin và các bộ làm mát không khí máy phát

điện.



Hệ thống nước làm mát phụ trợ cũng là loại tuần hoàn kín với tháp giải nhiệt.

Thiết bị chính gồm hai (2) bơm năng suất 110% (một làm việc, một dự phòng) và

một tháp giải nhiệt dạng lắp hoàn chỉnh.

Chệ độ làm việc tương tự như giải nhiệt trong bình ngưng, nhưng hệ thống làm mát phụ trợ có lưu lượng thấp hơn nhiều so với làm mát bình ngưng.



Hình 6.5: Sơ Đồ nước làm mát công nghệ cũ


CAÙC BOÄ LAØMMAÙT DAÀUTUABIN VAØ

KHOÂNG KHÍ MAÙYPHAÙT ÑIEÄN

TG PG

CT2 CT3 CT4 CT5

42OC

32OC

PG

TG PG

TG PG

TG

CT1

42OC

BÔM NÖÔÙC LAØMMAÙT PHUÏ TRÔÏ

32Oc

BÌNH NGÖNG TUABIN

CAÙCTHAÙPLAØMMAÙT

BÔM NÖÔÙC LAØM MAÙT

BÔM NÖÔÙC BOÅ SUNG


Hình 6.6: Sơ đồ làm mát công nghệ mới


CAÙC BOÄ LAØMMAÙT DAÀUTUABIN VAØ

KHOÂNG KHÍ MAÙYPHAÙT ÑIEÄN

BÌNH NGÖNG TUABIN

42OC

42OC

32OC

PGTG

TG PG

TG PG

BÔM NÖÔÙC LAØMMAÙT PHUÏ TRÔÏ BÔM NÖÔÙC LAØM MAÙT

CAÙCTHAÙPLAØMMAÙT

CT1 CT2 CT3 CT4

BÔM NÖÔÙC BOÅ SUNG

THIEÁT BÒTRAO ÑOÅI

NHIEÄTDAÏNG TAÁM

(PHE)

TG PG

32 0C


6.4 Hệ thống khử khí không ngưng ejector và bình ngưng hơi chèn

6.4.1 Cơ sở lý thuyết

- Hệ thống hút khí bình ngưng gồm một (1) êjếctơ khởi động và cụm êjếctơ công

tác hai cấp, mỗi cấp gồm hai (2) ê-jếc-tơ (một làm việc, một dự phòng).

+ Hơi chạy ê-jếc-tơ được lấy tư hệ thống hơi tự dụng của hệ thống đồng phát.

+ Hơi và khí không ngưng sau ê-jếc-tơ được tụ trong làm nguội hơi ê-jếc-tơ để

tách khí không ngưng, nước ngưng được đưa về bình bốc hơi của bình ngưng để

tận dụng lại.

- Ngoài khử khí bình ngưng ra, ta còn trang bị cho hệ thống một bình ngưng hơi chèn

+ Hơi chạy bình ngưng hơi chèn được lấy từ hệ thống đồng phát

+Tại đây hơi dẫn đi chèn trục tuabin sẽ được ngưng tụ lại và cùng với nước ngưng sau khi ra khỏi ê-jếc-tơ thì được đưa vào bình khử khí.

6.4.2 Sơ đồ chi tiết



Hình 6.7: Sơ đồ hơi chi tiết ejector và bình khử ngưng hơi chèn


CAÙC KÍ HIEÄU:

GLV - VAN CAÀUGV - VAN COÅNG

NRV - VAN MOÄT CHIEÀUSV - VAN AN TOAØNPRDS - THIEÁT BÒ GIAÛM OÂN GIAÛM AÙPPCV - VAN ÑIEÀU KHIEÅN AÙP SUAÁTEB - KHÔÙP GIAÛN NÔÛCEP - BÔM LY TAÂM

ST - BOÄ BAÃY HÔIBV - VAN ÑOÙNG

MT - ÑOÄNG CÔBL - QUAÏT THOÅI

GLV

GV

LCV

GV

BL

HE

FE

TÔÙI BÌNH KHÖÛ KHÍ

ÑOÀNG HOÀ ÑO LÖULÖÔÏNG

GV

GV

LCV

GLV

GLV

GLV GLV GLV

GV

GV

GV

GV

GV

GV

GV

BÌNH NGÖNGHÔI CHEØN GSC

GLVGL

V

GLVGV

GV

ST

GLVGL

V

GLVGV

GV

ST

GV

GV

STGLV

GLV

GL

V

GV

BV

BV

BV

BV

BV G

V

GV

GV

GV

GV

GV

GV

MT

HEÄ THOÁNG EJ ECTOR

TRÖÔÙC/SAU BÌNHNGÖNG

TRÖÔÙC BÌNHNGÖNG

SAU BÌNHNGÖNG

PHOÙNG KHOÂNG

EJE

CT

OR

EJE

CT

OR

STST

NRV

ST

BOÄ T

IEÂU A

ÂM

TÔÙI ÑOÄ CAO ANTOAØN

TÖØ BÔM NÖÔÙC NGÖNG

HÔI TÖØ BÌNHNGÖNG

ÑÖÔØNG HÔI TÖÏDUØNG

TÖØ ÑÖÔØNG HOÀI HÔICHEØN

TÔÙI BÌNH GIAÕN NÔÛ CUÛA

BÌNH NGÖNG

TÔÙI KHOANG NÖÔÙC

BÌNH NGÖNG

CUÏM EJECTOR

HUÙT KHÍ BÌNHNGÖNG

TÔÙI BÌNH GIAÕN NÔÛ CUÛA

BÌNH NGÖNG

PHOÙNG KHOÂNG

TÖØ KHOANG NÖÔÙC

BÌNH NGÖNG


6.4 Hệ thống xử lý nước và cung cấp nước bổ sung

Nguyên nhân các tổn thất bao gồm:

- Tổn thất hơi thứ trung áp 6t/h (không thu hồi được),

- Tổn thất nước ngưng từ hơi thứ hạ áp (tỷ lệ thu hồi 90%),

- Tổn thất nước do xả bẩn lò hơi,

- Các tổn thất khác (hơi chèn, xì hở mặt bích, van, v.v),

Tổng lượng nước bổ sụng tính toán vào khoảng 16% lưu lượng hơi định mức của

lò, tức là khoảng 13t/h.

6.4.1 Xử lý nước thu hồi từ nhà máy mía đường

Lượng nước thu hồi từ hơi trích công nghệ chiếm một nửa lượng nước bổ sung cho lò hơi, do hơi nước được trích cho công nghệ nhà máy mía đường nên hàm lượng đường trong nước sẽ là điều quan trọng nhất cần lưu ý khi xử lý nước thu hồi này.

Trên đường ống dẫn nước hồi về bể nước ngưng công nghệ, ta gắn một cảm biến đo lượng đường trong nước và một van ba(3) ngã ngay sau.

- Trường hợp 1: Lượng đường trong nước thu hồi cao hơn mức cho phép thì van ba(3) ngã sẽ đưa nước vào bình bay hơi, tại đây nhờ vào lượng hơi nóng trích từ lò hơi nước được xử lý và đưa về bể chứa nước cấp. Hơi nóng thoát ra từ bình bay hơi sẽ đưa đi gia nhiệt cho nước bổ sung từ môi trường

- Trường hợp 2: Lượng đường trong mức cho phép thì van sẽ cho nước chảy thảng vào bồn khử khoáng công nghệ và nhờ bơm đưa về bể chứa nước cấp.

6.4.2 Xử lý nước cấp lấy từ môi trường

- Các chất chứa trong nguồn nước bổ sung:

+ Các chất rắn không hoà tan.+ Các chất hoà tan, ở trong nước các chất này tồn tại dưới dạng các ion, thường

gặp chủ yếu là các ion sau: Ca2+, Mg2+, Na+, K+, HCO3-, SO4

2-, Cl-,….+ Các chất khí: CO2, O2,vv..Tác hại của các chất chứa trong nước:

+ Các ion có trong nước, một vài ion trong nước sẽ tham gia vào quá trình đóng cáu trong lò hơi (cụ thể là các ion Ca2+, Mg2+). Vì hệ số dẫn nhiệt của cáu rất bé,



nên khi có cáu xuất hiện sẽ làm giảm khả năng truyền nhiệt trên các bề mặt trao đổi nhiệt, dẫn đến nhiệt độ của các ống trong các bề mặt truyền nhiệt tăng lên và làm giảm ứng suất cho phép của kim loại. Khi ứng suất cho phép của kim loại giảm đến một mức nào đó, ống thép sẽ không chịu nổi áp lực cần thiết dẫn đến nổ ống.

+ Các chất khí CO2, O2 sẽ kích thích quá trình ăn mòn hoá học và điện hoá của các bề mặt kim loại, đồng thời cũng làm giảm khả năng truyền nhiệt. Các chất khí này thường được khử dựa theo nguyên lý gia nhiệt, khi nhiệt độ các tăng thì khả năng hoà tan các chất khí này vào nước sẽ bị giảm đi và các chất khí sẽ được tách ra ngoài.

- Xử lý nước cấp

Hệ thống xử lý nước bổ sung cho hệ thống đóng vai trò quan trọng cho việc bổ sung nước vào lò hơi đảm bảo làm việc ổn định. Vì vậy, ngoài hệ thống khử khoáng công nghệ RO, ta còn lắp đặt thêm hệ thống lọc nước bổ sung phụ, đề phòng hệ thống khử khoáng không hoạt động.

+ Với tiêu chuẩn nước cấp ở trên, quá trình xử lý nước cấp phòng sẽ được chia làm ba giai đoạn sau:

Giai đoạn 1: Xử lý nước bằng phương pháp trao đổi cation

Giai đoạn 2: Khử khí

Giai đoạn 3: Xử lý nước bằng phương pháp trao đổi anion

1. Phương pháp trao đổi cationQuá trình làm mềm nước bằng trao đổi cation của các vật chất bão hoà tan trong

nước có khả năng sinh cáu trong lò hơi với cation của những vật chất không tan nhúng trong nước để tao nên những vật chất mới tan trong nước và không tạo thành cáu trong lò. Như vậy các cation dễ đóng cáu cặn sẽ được giữ lại, còn các cation dễ hòa tan thì đi theo nước cấp vào lò.Những chất này gọi là cation. Trong kỹ thuật chủ yếu sử dụng ba loại cationit sau: natri, hydro, amoni, ký hiệu là NaR, HR, NH4R trong đó R là gốc cationit, không hoà tan trong nước, đóng vai trò của một anion.



Trong trường hợp kết hợp cả hai phương pháp trao đổi cation và anion thì chất được dùng trong phương pháp trao đổi cation là HR, phản ứng xảy ra như sau:

Khi dùng HR, độ cứng và độ kiềm đều được khử nhưng khi ấy các anion của các muối sẽ tao thành axít, đồng thời có xuất hiện thêm khí CO2 không tốt cho hoạt động của lò.

Sau một thời gian làm việc, các cationit sẽ mất dần các cation, nghĩa là các cationit mất dần khả năng trao đổi. Vì vậy để phục hồi khả năng làm việc của các cationit cần phải cho chúng trao đổi với những chất có khả năng cung cấp lại các cationit ban đầu. Quá trình đó được gọi là quá trình hoàn nguyên cationit.

Để hoàn nguyên canotit hydro, người ta dùng dung dịch H2SO4 hoặc HCl có nồng độ từ 1 – 1,5 %. Trong quá trình hoàn nguyên xảy ra các phản ứng như sau:

2. Khử khí CO2

Khử khí ở đây là dạng thổi để thổi các khí CO2 ra ngoài chứ không phải là dạng bình khử khí như trong các nhà máy nhiệt điện. Nguyên lý hoạt động là sẽ phun nước vào một cái bình sau đó cho một dòng khí thổi vào dòng nước đang được phun, không khí sẽ cuốn khí CO2 đi theo.



Hình 6.8: Thiết bị khử khí dạng thổi

3. Phương pháp trao đổi anionNguyên tắc của phương pháp này cũng giống như phương pháp trao đổi cation.

Ở đây, các anion của muối và axít trao đổi với anion của anionit theo phản ứng:

Anionit ở đây cung cấp anion hydroxyl OH-, cũng có thể dùng anionit cacboxyl Ra2CO3 hay RaHCO3. Bằng phương pháp này đã khử triệt để các axít có trong nước sau khi khử cation.

+ Xử lý nước theo công nghệ thẩm tháo (RO)

Sau khi nước được xử lí bằng phương pháp lọc cát là lắng và lọc. Phương pháp này sẽ khử được những hạt bùn, hạt cát có kích thước trên 10 -3 mm hoặc những hạt keo sau khi chúng đã kết hợp lại với nhau.

Tiếp tục nước sẽ qua hệ thống xử lý nước khử khoáng theo công nghệ thẩm thấu

ngược (Reverse Osmosis – RO) được trang bị để sản xuất nước bổ sung bù các tổn

thất nước trong dây chuyền đồng phát.

Chọn hệ thống RO công suất 30m3/h, xét tới thời gian vận hành 2 ca và có độ dự

phòng cần thiết.

Đầu vào hệ thống RO là nước đã qua lắng lọc cấp từ hệ thống nước sạch của nhà

máy đường. Nước đầu ra được đưa về bể chứa khử khoáng 300m3.



Hình 6.9: Sơ đồ xử lý nước bổ sung


BÌNH NÖÔÙC NGÖNG

300M3

BEÅ NÖÔÙC CAÁP600M3

BÔM NÖÔÙC KHÖÛKHOAÙNG

BÔM NÖÔÙC NGÖNG

BÔM BOÅ SUNG NÖÔÙC CAÁP

BEÅ LOÏC NÖÔÙC

300M3

( NÖÔÙC KHÖÛ KHOAÙNG )

HEÄ THOÁNGLOÏC NÖÔÙC

RO

COÂNG NGHEÄ THU HOÀITÖØ NHAØ

MAÙY MÍAÑÖÔØNG

VAN CHAËN

CAÛMBIEÁN

BÌNHBOÁCHÔI

XAÛ

HÔINOÙNG NÖÔÙC

BOÅSUNG

LOÏCCAÙC

TRAOÑOÅI

CATION

THOÅI

KHÍ

TRAOÑOÅI

ANION


6.5 Hệ thống dầu điều khiển và bôi trơn thiết bị

Để phục vụ các thiết bị điều khiển bằng dầu áp suất cao như van chặn/điều chỉnh

vv… ngoài ra còn đưa dầu đi làm mát các thiết bị , một hệ thống cung cấp dầu áp

suất cao sẽ được trang bị, cung cấp dầu với áp suất cần thiết. Hệ thống bao gồm 2

máy bơm dầu công suất 110% (một làm việc, một dự phòng) cho mỗi hệ thống,

đồng bộ với thiết bị lọc bụi, bẫy hơi và nhiều van điều chỉnh khác nhau vào cũng

như các bồn chứa dầu và mạng đường ống cung cấp đến các thiết bị sử dụng dầu áp

suất cao.

6.5.1 Hệ thống sử dụng áp suất dầu điều khiển thiết bị

Dầu được lấy từ bồn dầu qua lưới lọc dầu và được bơm dầu đẩy vào hệ thống

ống dẫn với áp suất phù hợp, dầu qua một loạt các van an toàn và điều chỉnh, đến

bộ lọc dầu tại đây dầu được lọc các bột khí và bụi trước khi đưa vao các cơ cấu

điều khiển van chặn/điều chỉnh hơi vào tuabin, hơi ra các cửa trích, van điều chỉnh

lưu lượng dầu bôi trơn cho tuabin và các thiết bị khác, vv…

6.5.2 Hệ thống sử dụng dầu để bôi trơn thiết bị

Dầu bôi trơn cũng được lấy từ bồn chứa dầu điều khiển để đi bôi trơn, dầu được đưa đi nhờ vào bơm dầu chính, ngoài ra hệ thống còn lắp thêm một bơm phụ để chạy thay bơm chính khi có sự cố, do dầu đi bôi trơn tại các trục thiết bị nên nhiệt độ dầu khi về bình dầu sẽ khá cao nên để tránh độ nhớt dầu sẽ giảm ở nhiệt độ cao ta cho dầu đi qua bộ làm mát bằng nước để giử nhiệt độ làm việc của dầu lun ổn định, sau khi ra khỏi bộ làm mát dầu sẽ được lọc cặn và bột khí trước khi đưa vào bôi trơn cho trục các thiết bị như tuabin, máy điều tốc, máy phát điện, vv… cuối cùng dầu sẽ lại đưa về lại bồn chứa dầu tiếp tục quá trình bôi trơn tuần hoàn.

Ngoài bơm chính và bơm phụ, ta còn lắp đặt thêm một bơm khẩn cấp và một hệ thống ống đưa dầu trực tiếp vào trục của các thiết bị không thông qua các bộ làm mát hay lọc dầu. Tất nhiên bộ phận bơm dầu khẩn cấp chỉ hoạt động khi bộ bơm dầu chính có sự cố.



Hình 6.10: Sơ đồ dầu điều khiển


CAÙC KÍ HIEÄUGLV - VAN CAÀU GV - VAN COÅNG

NRV - VAN MOÄT CHIEÀU SV - VAN AN TOAØN

PV - VAN ÑIEÀU CHÆNH AÙP SUAÁT OF - BOÄ LOÏC DAÀUSTR - LÖÔÙI LOÏC ST - BOÃ BAÃY HÔIBV - VAN BI MT - ÑOÄNG CÔOR - VOØI PHUN PRV - VAN XAÛ AN TOAØNMH - LOÃ VEÄ SINH BR - LOÃ THOÂNG HÔI

COP - BÔM DAÀU ÑIEÀU KHIEÅN SV - VAN ÑIEÄN TÖØ

TÖØ ÑÖÔØNG CAÁPDAÀU BOÂI TRÔN VAN NGAÉT AÙP

SUAÁT THAÁP

SV

HÔI THOAÙT

NRV

OF

OF

GV

GV

GV

GV

OÁNG GOÙP DAÀU ÑIEÀU CHÆNH

DAØNH CHO MÔÛ ROÄNG

BOÄ DÖØNG

VÖÔÏT TOÁC

DÖØNG BAÈNGTAY

BOÄ ÑIEÀU

CHÆNH

ÑIEÄN TÖÛ HÔI TRÍCH

TUABIN

ÑÖÔ

ØNG

HÔI

VAN DÖØNGKHAÅN CAÁP

CÔ CAÁU CHAÁPHAØNH

RÔØ LEAÙP SUAÁT

VAN ÑIEÀU

CHÆNHESV

OÁNG GOÙP DAÀU BOÂI TRÔN

TÖØ HEÄ THOÁNGBOÂI TRÔN

NGAÉT TUYEÁN

TÍNH

MT MH

XAÛ KHÍ BEÅ DAÀU

OFBR

GV

GV

COP

HL

NL

LLBEÅ DAÀU ÑIEÀU KHIEÅN

LÖÔÙI LOÏC DAÀU

MT

NRV

GV NRVPRVMT


Hình 6.11: Sơ đồ dầu bôi trơn


CAÙC KÍ HIEÄU:

GLV - VAN CAÀU GV - VAN COÅNG

NRV - VAN MOÄT CHIEÀU SV - VAN AN TOAØN

PV - VAN ÑIEÀU KHIEÅN AÙP SUAÁT EB - KHÔÙP GIAÕN NÔÛ

EOP - BÔM DAÀU KHAÅN CAÁP AOP - BÔM DAÀU PHUÏ TRÔÏ

MOP - BÔM DAÀU CHÍNH OC - BOÄ LAØM MAÙT DAÀU

OF - BOÄ LOÏC DAÀU STR - LÖÔÙI LOÏC

ST - BOÄ BAÃY HÔI BV - VAN BI

MT - ÑOÄNG CÔ SFI - BOÄ CHÆ THÒ LÖU LÖÔÏNG KIEÅM SOAÙT

OR - CÖÛA NGHEÕN PRV - VAN QUAÙ AÙPBG - OÅ ÑÔÕ BAÙNH RAÊNG DB - KHOÁI PHAÂN PHOÁI

MH - LOÃ VEÄ SINH BR - LOÃ THOÂNG HÔI

OR

GV

GV

GV

GVPV

NR

V

RE

D

MT

GV

GV

GV

GV

GVGV

GV

GV

NRV

GV

GVGV MT

BÔM DAÀU KHAÅN CAÁP

NR

V

OC

OC

BOÄ LAØM MAÙT DAÀU

OF

OF

GV

OR

OR

OR

ORNRV

MT

BGHOÄP ÑIEÀU

TOÁC ÑOÄ

MAÙY PHAÙT

SFISFISFISFISFI

TUA BIN

PRV

PRV

DB

BÔM DAÀU

CHÍNH

LÖÔÙI LOÏC DAÀULÖÔÙI LOÏC DAÀUBÔM PHUÏ DAÀU

MT

GL

V

XAÛ BEÅ

MH

XAÛ KHÍ BEÅ DAÀU

OFBR

VAN ÑAÙY

LÖÔÙI LOÏC DAÀU

HL

NL

LLBEÅ DAÀU BOÂI TRÔN

BOÄ LOÏC DAÀU


6.6 Xử lí nước thải

Nước thải từ hệ thống đồng phát nhiệt điện bao gồm nước thải vệ sinh và nước

thải công nghiệp.

Nước thải vệ sinh, được thu gom xử lý trong bể phốt, nước trong chảy ra từ bể

phốt về hố thu được đưa về hệ thống xử lý nước thải chung của nhà máy đường.

Hình 6.12: Sơ đồ xử lý nước thải của nhà máy

Nước thải công nghiệp (gồm nước xả lò hơi, nước thải từ hệ thống xử lý nước,

nước thải từ hệ thống nước làm mát), chứa phốt phát (Na3PO4) và một số hóa chất,

được gom về hố thu sau đó cũng được bơm về hệ thống xử lý nước thải chung của

nhà máy đường.

6. 7 Hệ thống phòng cháy chữa cháy

Hệ thống phòng cháy chữa cháy của dây chuyền đồng phát bao gồm:

- Các họng chữa cháy ngoài trời bố trí xung quanh kho bãi chứa bã mía, lò

hơi, gian tuabin/ máy phát;

- Các họng chữa cháy trong nhà bố trí trong gian tuabin/ máy phát, các sàn vận

hành tại các cốt cao khác nhau của lò hơi;

- Một (1) hệ thống sprinkler tự động trang bị cho bể dầu bôi trơn tuabin;


Nöôùc thaûicoâng nghieäp

Nöôùc thaûiveä sinh

Hoâ thu

Beå phoát

Heä thoáng xöû lyùnöôùc thaûi

chung

MOÂI TRÖÔØNGNöôùc caáp

Loø hôi,Ht xöû lyù nöôùc

laøm maùt

Nhaø maùy ñöôøng


- Một số lượng các đầu báo cháy tự động, hộp báo cháy chủ động, thiết bị

cảnh báo bằng đèn và chuông/ còi kết nối với một (1) tủ báo cháy đặt trong phòng

điều khiển tại gian tuabin/ máy phát, tủ báo cháy này được kết nối với hệ thống báo

cháy chung của nhà máy đường.

- Một số lượng thích hợp bình chữa cháy xách tay (bình bột hoặc bình bọt)

được trang bị cho phòng điều khiển trung tâm, buồng đặt tủ bảng điện.

- Một mạng đường ống cấp nước chữa cháy đến các họng chữa cháy và

sprinkler, được kết nối với mạng đường ống nước chữa cháy của nhà máy đường.

Không cần phải trang bị thêm bơm và bể chứa nước chữa cháy.



Chương 7

VẬN HÀNH LÒ HƠI VÀ TUABIN

Với việc vận hành hệ thống nhiệt điện trong nhà máy mía đường hiện nay được cho là rất phức tạp, với hơi vừa đi chạy tuabin vừa phải trích hơi cho công nghệ, vv…

Vì thế quá trình vận hành có sự liên hệ chặc chẽ giữa các thiết bị cũng như các bộ phận con người với nhau.

Tuy nhiên, trong phạm vi của luận văn chỉ đề cập đến việc vận hành hai(2) hệ thiết bị chính của hệ thống là: Lò hơi và tuabin.

7.1 Hệ thống lò hơi

Vận hành lò hơi là một công việc thao tác, điều khiển phức tạp. Nhiệm vụ của công tác vận hành lò hơi là đảm bảo sao cho lò hơi làm việc ở trạng thái kinh tế, an toàn nhất trong một thời gian lâu dài. Cụ thể không những trong quá trình vận hành lò hơi phải không để xảy ra sự cố mà còn phải đảm bảo lò hơi làm việc có hiệu suất cao nhất và tương ứng lượng bã mía tiêu hao để sản xuất ra 1 kg hơi là nhỏ nhất. Vận hành lò hơi tốt và an toàn không chỉ đảm bảo về mặt kinh tế, kỹ thuật mà còn đảm bảo an toàn về mặt tài sản cũng như con người khi có các sự cố bất thường xảy ra.

7.1.1 Kiểm tra hệ thống trước khi khởi động lò.

1. Kiểm tra bên trong lò:

Kiểm tra buồng lửa và đường khói để bảo đảm không có tạp chất còn sót lại. Bề mặt ghi lò, dưới gầm ghi sạch sẽ. Tường gạch chịu lửa không bị rạn nứt.

Các dàn ống sinh hơi, bộ quá nhiệt, phễu lắng tro, bộ hâm nước, bộ sấy không khí, bộ khử bụi ướt không bị bám tro bụi. Các chi tiết định vị, giá đỡ không bị hư hỏng.



Các kênh dẫn gió được thông suốt. Những cánh chỉnh gió không bị kẹt, đóng mở dễ dàng.

2. Kiểm tra bên ngoài lò:

Các sàn thao tác, cầu thang trên nóc lò, xung quanh lò phải sạch sẽ, không có chướng ngại vật làm cản trở việc đi lại và thao tác vận hành lò.

Kiểm tra các van của lò hơi. Mở hoàn toàn các van, xả không khí trên bao hơi, van đồng hồ áp lực, van xả nước đóng tại ống góp của bộ quá nhiệt. Đóng các van xả lò, van hơi chính và các van cách ly trên bình phân phối.

Kiểm tra các thiết bị, dụng cụ đo, các đồng hồ kiểm nhiệt nhằm hoạt động chính xác và tin cậy.

3. Kiểm tra hệ thống đốt:

Chạy thử quạt khói, quạt gió xem áp lực bên trong lò có đảm bảo âm khoảng 4mmH2O không. Các của cấp nhiên liệu, lỗ quan sát và cửa phòng nổ phải kín.

Kiểm tra hoạt động của băng tải bã, bộ phận nạp bã, van điều chỉnh gió để thải bã phải làm việc tốt, không bị nghẹt, không có tiếng động khác thường.

4. Kiểm tra hệ thống cấp nước:

Tất cả các bơm trong hệ thống cấp nước phải hoạt động bình thường, tạo đủ áp lực cần thiết theo quy định.

Mẫu nước cấp phải đạt các tiêu chuẩn theo quy định. Các thiết bị trong hệ thống xử lý nước cấp ở trạng thái sẵn sàng làm việc.

Lượng nước chứa trong bồn sau khi xử lý và bình khử khí của hệ thống phải đúng mức yêu cầu.

Các van trên đường cấp nước ở vị trí mở nhưng van nước nối tắt thì đóng. Đường ống dẫn nước kín, không bị xì, hở.

7.1.2 Khởi động lò.

1. Nguyên tắc chung:



Chỉ được phép đốt lò khi đã làm xong các thao tác kiểm tra nêu trên, đã xử lý xong các trục trặc phát hiện được, đảm bảo toàn bộ các thiết bị hoạt động tốt.

Việc đốt lò phải được thực hiện rất từ từ để tránh sự giãn nở quá nhanh và không đồng đều của các bộ phận lò hơi gây hư hỏng và rạn nứt.

Trong hời gian khởi động lò cần có khoảng 10 – 15% lượng hơi bão hòa mới sinh ra đi vào bộ quá nhiệt để sấy vách ống quá nhiệt, nếu không ống quá nhiệt sẽ bị cháy.

Thời gian đốt lò phải đủ lâu. Nếu đố lò mà tăng áp suất quá nhanh sẽ gây ra ứng suất nhiệt cục bộ làm nổ, nứt phần thiết bị hay đường ống nào đó. Tốc độ đốt lò cần thỏa mãn nhu cầu tăng nhiệt độ trong khoảng 1- 1,5oC/phút, có nghĩa thời gian khởi động lò phải kéo dài 3 – 5 giờ.

Khi sấy và khởi động lò, trong các ống dẫn luôn có nước đọng nên phải xả nước triệt để và lúc mở van phải mở từ từ để tránh hiện tượng thủy kích.

Nguyên tắc chỉnh gió: muốn tăng gió cấp thì phải tăng lượng khói hút trước, tăng lượng gió thổi sau. Còn muốn giảm thì phải giảm quạt thổi trước rồi giảm quạt khói sau.

Phải chú ý tăng đồng đều mối tương quan giữa hai thống số: áp suất trong bao hơi và áp suất hơi quá nhiệt.

2. Các thao tác khởi động lò:

Đưa bã mái vào đều trên diện tích ghi, mồi lửa cho bã mía cháy đều.

Khi bã mía đã bén lửa cháy đều, tăng thêm lượng bã mía vào lò, chạy quạt hút.

Sau khi chạy quạt hút 5 – 10 phút, chạy quạt gió, duy trì áp lực âm trong buồng lửa khoảng 4 mmH2O.

Khi bắt đầu có hơi, p = 0 – 0,5 bar, tiến hành xả định kì (ba lông nước và các ống góp của dàn ống sinh hơi trong buồng lửa) lần một. Kiểm tra các van xả có bình thường không.



Khi áp suất hơi p = 1 – 1,5 bar thì thông rửa ống thủy lần một, xả rửa ống lấy tín hiệu mực nước.

Khi áp suất p = 2 – 3 bar thì đóng van xả khí lại. Thông rửa đường ống áp kế và các đường ống lấy tín hiệu bằng hơi nước hoặc nước.

Khi p = 3 – 3,5 bar xả định kỳ lần hai. Kiểm tra van xả và mức nước trong bao hơi. Đóng van xả ống góp vào bộ quá nhiệt, van xả bộ giảm ôn hơi quá nhiệt nhưng van xả nước ngưng của ống góp bộ quá nhiệt vẫn duy trì mở.

Khi p = 3,5 – 4 bar xả mạnh bộ quá nhiệt khoảng 5 – 8 phút để thông thổi hết nước đọng, sau đó bắt đầu sấy đường ống hơi.

Đưa hơi đến bình phân phối để sấy đường ống theo các thao tác: mở van xả đáy bình phân phối hơi, từ từ mở van hơi chính trên bộ quá nhiệt đồng thời cũng mở từ từ van cấp hơi vào bình phân phối để sấy ống dẫn hơi từ lò đến bình phân phối. Tốc độ sấy khoảng 1,5o/phút, có thể cho phép cao hơn nhưng không được vượt quá 4oC/phút. Mở van cấp hơi cho bình khử khí, nâng nhiệt độ trong bình lên đến 115oC.

Khi van hơi chính của lò đã mở độ 1/4 (khoảng 30 phút kể từ lúc bắt đầu sấy ống), đóng van xả của ống góp ra của bộ quá nhiệt.

Thông báo với tổ turbine biết để sấy và vệ sinh đường ống dẫn hơi đến turbine. Tốc độ sấy ống dẫn hơi này theo quy định cũng chỉ 1,5o/phút. Trước khi sấy ống nhớ mở các van xả nước đọng trên đoạn ống này, đến khi nước đọng xả hết thì tiến hành sấy turbine.

Khi áp suất đạt đến 1/3 áp suất làm việc (khoảng 22 bar) tiến hành thông rửa ống thủy lần 2, thử van an toàn, kiểm tra toàn bộ lò. Nếu phát hiện điều gì không bình thường thì phải ngừng tăng áp và chỉ tiếp tục tăng áp khi đã loại trừ các sự cố.

Tiếp tục tăng áp lực lò hơi đến áp lực làm việc.

Tổng kiểm tra các thông số kỹ thuật và tình trạng lò hơi trước khi liên hệ với tổ turbine mở hơi tăng dần số vòng quay của turbine. Gia tăng đều lượng nhiên liệu đốt để sinh ra lượng hơi đáp ứng tiến trình khởi động và tăng tải turbine.



Kể từ lúc bắt đầu đưa hơi vào turbine, đóng van xả bình phân phối. Lúc này nước cấp cũng được đưa vào lò liên tục và tăng dần lưu lượng.

Mở van xả bẩn bao hơi để đảm bảo chất lượng hơi được tốt.

7.1.3 Vận hành lò hơi khi làm việc bình thường

1. Nhiệm vụ chung:

Đảm bảo cho lò hơi luôn làm việc ở các thông số quy định một cách kinh tế, an toàn, tin cậy.

Các công việc chính là: điều chỉnh chế độ đốt trong buồng lửa hợp lý, tối ưu. Điều chỉnh mức nước cung cấp vào lò. Xả đáy và xả tro.

2. Điều chỉnh chế độ đốt:

Đưa bã mía xuống khi phải phân bố đều. Ngọn lửa trong buồng đốt có màu sáng đỏ hồng. Khói có màu tro.

Áp suất trong buồng lửa khoảng âm 4mmH2O.

Áp suất hơi quá nhiệt p = 65 bar và nhất thời không vượt quá 10%.

Phải điều chỉnh chế độ đốt một cách từ từ, không cho phép áp suất và nhiệt độ tăng giảm quá mức.

Chế độ đốt hợp lý và kinh tế nhất là giữ cho các thông số nhiệt ổn định, không trồi sụt, tăng giảm thường xuyên.

3. Điều chỉnh mức nước cấp vào bao hơi:

Duy trì bơm nước cấp vận hành ổn định, áp lực nước cấp phải lớn hơn áp lực bao hơi khoảng 2 bar.

Nhiệt độ nước cấp là 105o và nhất thời không được thấp hơn 80oC.

Phải cấp nước liên tục vào lò một cách đều đặn, mức nước trong bao hơi chỉ biến động nhẹ trong khoảng từ 1/3 đến 1/2 ống thủy. Không cho phép đứt đoạn việc cấp nước vào lò.



4. Công tác thường kỳ khác trong ca:

Xúc rửa ống thủy, ống thông áp kế, thiết bị đo 1 lần.

Xả tro tại các phễu lắng tro.

Thường xuyên kiểm tra, bảo dưỡng các thiết bị để đảm bảo cho nồi hơi vận hành bình thường.

7.1.4 Ngừng lò

1. Ngừng lò bình thường:

Trước khi cắt hơi vào turbine phải mở van xả bình phân phối hơi.

Giảm từ từ việc cấp nhiên liệu cho đến khi ngừng hẳn. Cho quạt tiếp tục chạy khoảng 10 phút sau đó thì tắt quạt gió, sau đó 10 phút thì tắt quạt khói. Đóng kín các cửa lò, lỗ xem lửa, cửa cấp nhiên liệu.

Khi dừng lò phải đóng van hơi lại một cách từ từ, tránh đột ngột, đồng thời xả ống góp ra của bộ quá nhiệt.

Theo dõi chặt chẽ và duy trì mức nước khoảng 0,5 ống thủy. Mở van tái tuần hoàn. Khi mực nước giảm xuống thì cấp nước tiếp tục vào lò, đóng van tái tuần hoàn. Khi cấp nước xong thì mở lại van tái tuần hoàn.

Khi áp lực còn 5 bar thì mở van xả khí trong bao hơi và van xả nước ngưng trong bộ quá nhiệt.

Khi nhiệt độ nước giảm còn 50oC thì mới được phép tháo nước hoặc mở cửa người chui.

2. Ngừng lò khẩn cấp:

Trong khi vận hành nếu gặp phải những sự cố sau thì phải ngừng lò khẩn cấp:

+ Bị cạn nước ngiêm trọng.

+ Lò đầy nước khiến cho mực nước vượt quá mực nước nhìn thấy trong ống thủy.



+ Khi ống sinh hơi, ống quá nhiệt, ống bộ hâm nước bị xì, nổ có thể gây nguy hại đến các thiết bị và công nhân vận hành.

+ Khi tất cả các hệ thống xem mực nước bị hỏng, các van an toàn không nhạy.

+ Thiết bị cấp nước không hoạt động được.

+ Nổ ở đường khói, quạt thổi hoặc quạt hút bị hỏng.

+ Tường có nguy cơ bị sập hoặc giá đỡ bị cháy, ảnh hưởng nghiêm trọng đến vận hành lò hơi.

Các thao tác để ngừng lò khẩn cấp:

Báo động sự cố ngừng lò khẩn cấp.

Ngừng cấp bã mía, giảm chỏ lượng gió của quạt thổi khoảng 5 phút tồi ngừng hẳn, tăng lớn lượng hút.

Cấp nước vào đảm bảo mức nước luôn ở giữa ống thủy. Nếu có sự cố cạn nước thì không được cấp nước cho lò.

Đóng van hơi chính, mở van xả khí, mở van nước đọng bộ quá nhiệt để nhanh chóng thoát hơi ra.

Sau khi tắt lò, tắt quạt gió mở lớn các cửa để nâng cao tốc độ nguội. Trong trường hợp bị nổ ống thì phải chạy quạt khói lâu hơn để hút hết hơi nước trong lò rồi mới ngừng quạt khói.

Thông báo cho các bộ phận dùng hơi biết.

7.2 Hệ thống tuabin

Trong phạm vi này, ta chỉ xem xét một số vấn đề cơ bản cần lưu ý khi khởi động và ngưng thiết bị. Vì phần lớn các sự cố thường xảy ra trong hai giai đoạn này.

7.2.1 Khởi động từ trạng thái nguội

a. Sấy ống dẫn hơi



Sau khi làm xong các công tác chuẩn bị khởi động (kiểm tra toàn bộ thiết bị, kiểm tra hệ thống bảo vệ, xem xét sơ đồ xả đọng và nước ngưng, kiểm tra hệ thống dầu,vv…) thì tiến hành gia nhiệt ống dẫn hơi từ lò đến tuabin. Ống được sầy bằng cách từ từ mở van đưa hơi vào. Nếu mở van nhanh sẽ làm cho trạng thái kim loại ống chuyển đột ngột từ lạnh sang nóng tạo ra ứng suất do giãn nở nhiệt, hiện tượng thủy kích (búa nước) làm ống rung động mạnh, có thế dẫn đến hậu quả nghiêm trọng như đứt các mối hàn, bật bích nối.

Tốc độ sấy ống phụ thuộc vào thông số hơi mới và sơ đồ ống hơi chính của nhà máy. Các van xả trên đoạn ống sấy phải mở để nước đọng do hơi ngưng tụ trong ống thoát ra kịp thời, đồng thời ống xả còn làm nhiểm vụ lưu thông hơi sấy.

Trước khi sấy ống cần nhớ quay trục tuabin liên tục để tránh trường hợp có hơi rò vào làm rotor nóng không đều gây cong trục. Cũng vì lý do đó, phải hé mở van nước tuần hoàn để làm mát ống bình ngưng, phòng khi khởi động tuabin mở nước vào đột ngột gây hỏng ống.

b. Tạo chân không

Cùng với việc sấy ống cần tiến hành tạo chân không trong bình ngưng nhờ ejector khởi động. Lúc đó phải chạy bơm ngưng để cấp nước làm mát hơi ejector. Yêu cầu chân không khỉ khởi động được quy định tùy thuộc vào kiểu tuabin, công suất… nhằm đảm bảo độ giãn nở dài tương đối giữa rotor và chân không quá mức cho phép.

c. Xung động rotor

Xung động rotor là động tác đưa nhanh hơi vào cho rotor quay ở số vòng qui định ( khoảng 300-500 v/ph ) để sấy máy. Có thể đưa hơi vào tuabin bằng những cách sau:

- Bằng van stop: các van trước van stop và các van điều chỉnh phải mở hoàn toàn. Nếu theo biện pháp này thì hơi vào tuabin đồng đều nhưng đầu van stop mau bị mòn.

- Bằng một van điều chỉnh: van stop và các van trước nó mở hoàn tòa; các van điều chỉnh khác đóng. Chế độ sấy tuabin bằng phương pháp này kém đồng đều hơn



- Van nhánh của van hơi chính: van stop và các van điều chỉnh phải mở hoàn toàn. Tuabin được sấy đều mà van stop không bị mòn.

Trước khi xung động phải chạy bơm dầu phụ để cấp dầu bôi trơn. Sau khi xung động cần kiểm tra lượng dầu ra các paliê và nghe âm thanh trong máy.

d. Gia nhiệt tuabin

Tăng dần số vòng quay bằng cách đưa thêm hơi vào theo từng cấp với thời gian qui định cho tới khi đạt số vòng định mức. Mục đích của công việc này chính là để gia nhiệt (hay sấy) tuabin. Nếu thực hiện quá trình sấy không tốt có thể xảy ra những hậu quả sau:

- Sinh ra ứng suất nhiệt trong thân tuabin và các van điều chỉnh;

- Xuất hiện sự cong vênh do giãn nở của thân trên và thân dưới không đều;

- Sự thay đổi kích thước dài giữa rotor và stator không đều;

- Sự thay đổi kích thước dài giữa rotor và stator không tương thích, có thể dẫn đến va chạm;

- Thay đổi ứng suất ở chổ lắp ghép các chi tiết trên rotor;

- Đọng nước trong tuabin gây ra thủy kích.

Quá trình gia nhiệt thường được chia thành ba giai đoạn:

- Gia nhiệt ở số vòng quay thấp, (300-500) v/ph.

- Gia nhiệt ở số vòng quay trung bình, (1000-1200) v/ph.

- Gia nhiệt đồng thời với nâng số vòng quay tới định mức.

Luu ý:

Trước quá trình kiểm tra hay bắt đầu chạy tuabin cần kiểm tra kỹ van cách ly tổng và van điều chỉnh hơi trích cấp nhiệt đều đóng.

+ Ở từng giai đoạn cần kiểm tra độ rung, độ cong rotor cũng như những chỉ tiêu được qui định khác.



+ Khi nâng cấp số vòng quay mà xuất hiện rung quá mức thì phải giảm số vòng ( bằng cách đóng bớt van cấp hơi ) cho đến hết rung, và sây tiếp để chế độ nhiệt trong tuabin đồng đều hơn.

+ Giai đoạn ba(3) cần chú ý vượt nhanh qua số vòng quay tới hạn, lúc độ rung của rotor tăng vọt. Lúc số vòng gần tới định mức cũng nên năng nhanh để cho bơm dầu chính làm việc hẳn, sau đó ngừng bơm dầu phụ.

e. Kiểm tra và thử nghiệm

Sau khi số vòng quay đạt giá trị định mức, cần kiểm tra tình trạng và các thông số của thiết bị nhằm khẳng định rằng tuabin hoạt động bình thường và có khả năng mang tải. Thử nghiệm tác động của các bộ phận bảo vệ như: an toàn khi vượt tốc, bảo vệ di trục…

f. Nâng công suất

Quá trình nâng công suất tuabin được tiến hành trong hai bước như sau:

+ Bắt đầu mở từ từ cổng hơi cho đến khi công suất tuabin đạt tới gần công suất định mức là 12,5 (MW).

+ Liên hệ với bộ phận hơi công nghệ, nếu cần hơi trích thì từ từ mở van cách ly tổng cấp hơi cho công nghệ, cứ thế cho đên khi van được mở hoàn toàn.


VAN CAÙCH LY TOÅNG

VAN ÑIEÀU CHÆNH HÔI

TUABIN CAO AÙP TUABIN HAÏ AÙP

VAN CAÙCH LY COÂNG NGHEÄ VAN CAÙCH LY COÂNG NGHEÄ VAN CAÙCH LY COÂNG NGHEÄ


Hình 7.1: Sơ đồ trích hơi cho công nghệ

7.2.2 Ngừng tuabin

Giai đoạn ngừng tuabin cũng rất quan trọng, dễ sinh ra sự cố. Vì vậy việc ngừng máy cần tiến hành thận trọng và đúng qui trình.

Trước khi ngừng máy phải làm một số công tác chuẩn bị. Ví dụ như thử liên động các bơm dầu nhằm bảo đảm bơm dầu phụ tự động vận hành khi bơm dầu chính dừng, kiểm tra sự sẵn sàng làm việc của thiết bị giảm ôn áp nhanh để đưa hơi thừa về bình ngưng

1. Ngừng máy bình thường

a. Giảm công suất

Từ từ đóng bớt van cấp hơi vào. Trong quá trình giảm phụ tải cần theo dõi:

- Độ gãn nở dài tương đối giữa rotor và stator;

- Trạng thải rung của tuabin, máy phát;

- Chênh lệch nhiệt độ giữa các phần thân tuabin;

- Mức nước trong bình ngưng;

- Hệ thống hơi đi kèm trục, Nhiệt độ dầu ra từ các paliê.

Lưu ý:

+ Nên giảm tải với tốc độ giống như lúc mang tải. Theo mức độ giảm công suất, tiến hành ngưng các thiết bị phụ ( thiết bị bốc hơi, các bình gia nhiệt )

+ Lúc phụ tải xuống đến khoảng 5% tải định mức thì mở van hơi nhánh và đóng van chính lại.

b. Ngưng tuabin

Khi phụ tải hạ hết thì có thể tách máy phát khỏi lưới. Tác động lên chốt an toàn để đóng van điều chỉnh và van stop nhằm cắt hơi vào tuabin. Cần ghi chép độ giảm số vòng quay và thời gian chạy theo đà của máy



Ngay từ khi số vòng quay bắt đầu giảm thì bơm dầu phụ tự động làm việc lúc này cần kiểm tra cẩn thận áp suất dầu bôi trơn và hoạt động của bơm dầu phụ

Trong thời gian chạy theo đà, đôi khi phải giảm bớt chân không (bằng cách giảm lượng hơi chèn) để rotor ngừng nhanh hơn.

2- Công việc sau khi rotor ngưng quay

Saukhi rotor ngừng hẳn phải cho thiết bị quay trục làm việc liên tục trong vài giờ theo quy định. Tiếp theo, định kỳ trở rotor 180o cho đến khi máy nguội hẳn. Để đề phòng xảy ra trường hợp lớp babit trong các ổ trục bi cháy và dầu bôi trơn bị nóng quá, ta phải cho bơm dầu chạy tiếp, khoảng ( 30-40 ) phút đối với tuabin trung ấp và ( 4-8 ) giờ đối với tuabin cao áp. Song cũng cần lưu ý giảm lượng nước làm mát dầu, không để nhiệt độ dầu vào các paliê thấp hơn 35oC.

3. Ngừng máy do sự cố

Nếu có sự cố không nghiêm trọng lắm thì có thể ngừng theo trình tự bình thường ghi trong quá trình vận hành của nhà sản xuất. Nhưng nếu nguy cấp, phải ngừng máy ngay càng nhanh càng tốt. Muốn máy ngừng nhanh thì sau khi đập chốt an toàn thì phải phá hoại chân không trong bình ngưng nhằm mục đích tạo thêm lực cản, giảm thời gian rotor quay theo quán tính.

Việc ngừng máy nhanh có ý nghĩa rất lớn trong một số trường hợp có thể cứu nguy cho máy, tránh xảy ra hư hỏng nghiêm trọng. Nhưng ngừng máy mà phá hoại chân không là việc làm bất đắc dĩ, nó làm phần đuôi tuabin nóng quá mức, có thể gây nên hư hỏng do ứng suất nhiệt sinh ra. Vì thế, ngừng máy nhanh chỉ áp dụng cho trường hợp thật khẩn cấp và được ghi rõ trong qui trình chống sự cố, ví dụ:

- Tuabin bị rung động mạnh;

- Có tiếng cọ sát mạnh giữa rotor và stator;

- Nhiệt độ dầu bôi trơn ra khỏi paliê đỡ vượt quá 70oC hoặc thấy paliê bôc khói;

- Ống dẫn hơi hay ống dẫn dầu bị vỡ;

- Chân không bình ngưng bị hạ quá thấp ( đươi 450mmHG )

- Dầu bị cháy mà không dập tắt được;



- Xuất hiện các tia lửa nẹt trong máy phát hay trong máy kích thích…

Chương 8

KẾT LUẬN



TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Trần Thanh Kỳ. (1990).Thiết kế lò hơi.Trung tâm nghiên cứu thiết bị nhiệt và năng lượng mới, Đại Học Bách Khoa Tp.HCM.

[2] Trần Thanh Kỳ. ( 1998). Nhà máy nhiệt điện. Trung tâm nghiên cứu thiết bị nhiệt và năng lượng mới, Đại Học Bách Khoa Tp.HCM.

[3] Sách mượng của thầy Tuyên (có catalog)

[4] Sách mượng của thầy Tuyên ( bình ngưng)

[5] Nguyễn Văn Tuyên. (2007). Tuabin hơi nước và tuabin khí. Đại Học Bách Khoa Tp.HCM.

[6] Hoàng Đình Tín, Bùi Hải. (2012). Bài tập nhiệt động lực học kỹ thuật và truyền nhiệt. Nhà Xuất Bản Đại Học Quốc Gia Tp.HCM.

[7] Dự án đầu tư. (2011). Nhà máy điện năng lượng tái tạo sử dụng bã mía nhà máy mía đường Lam Sơn 2 mở rộng. Công ty cổ phần cổ điện

[8]….


Documents

ban chinh.doc