Mở đầu Sản xuất điện năng là một ngành quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Nó phản ánh tình trạng chung của sức sản xuất của một quốc gia. Trên thế giới phần lớn điện năng được sản xuất ra ở các nhà máy nhiệt điện. Ở nước ta, trong giai đoạn đổi mới hiện nay đang cần phát triển mạnh các nhà máy nhiệt điện đốt nhiên liệu hữu cơ.
Tin chắc rằng với khả năng về trữ lượng than đá, dầu mỏ và khí đốt, chúng ta sẽ có cơ sở để trong một thời gian nữa sản lượng điện sẽ tăng gấp đôi, thậm chí gấp ba lần hiện nay, và điều đó sẽ góp phần không nhỏ để phát triển nền kinh tế của cả nước. Nguồn năng lượng và các loại nhà máy điện Để sản xuất điện năng ta phải sử dụng các nguồn năng lượng thiên nhiên. Tùy theo loại năng lượng người ta chia ra các loại nhà máy điện chính: nhà máy nhiệt điện (NNĐ), nhà máy thủy điện (NTĐ) và nhà máy điện nguyên tử (NNT). Hiện nay phổ biến nhất là nhà máy nhiệt điện, ở đó nhiệt năng thoát ra khi đốt các nhiên liệu hữu cơ (than, dầu, khí…) được biến đổi thành điện năng.
Nhà máy nhiệt điện sản xuất ra khoảng 70% điện năng của thế giới. Hiện nay nhu cầu nhiên liệu lỏng trong công nghiệp, giao thông vận tải và sinh hoạt ngày càng tăng. Do đó người ta đã hạn chế dùng nhiên liệu lỏng cho nhà máy nhiệt điện. Nhiên liệu rắn và khí trở thành những nhiên liệu hữu cơ chính của nhà máy nhiệt điện.
Nước ta vẫn có nguồn nhiên liệu truyền thống là than và hiện nay nền công nghiệp dầu mỏ bắt đầu hình thành và phát triển, sản lượng đạt hàng triệu tấn/năm và có rất nhiều triển vọng. Hiện nay nhà máy nhiệt điện đốt than lớn nhất của nước ta là Phả Lại 1 & 2 với công suất 1040 MW và nhà máy nhiệt điện đốt dầu khí lớn nhất là Phú Mỹ 1 & 2 với công suất hơn 1000 MW. Trong một tương lai gần ta sẽ mở rộng nhà máy Phú Mỹ và đặt thêm một số nhà máy nhiệt điện nữa. 1 Nguyễn Hoàng Trọng 13142318 Trần Trung Hiếu 13142388 GVHD: ThS.
Lê Trọng Nghĩa Hiện nay các nhà máy điện nguyên tử đang phát triển mạnh mẽ trên thế giới. Đó là loại nhà máy sử dụng năng lượng phân chia hạt nhân nguyên tử (nhiên liệu hạt nhân) để biến thành điện. Tính đến đầu năm 2000 trên thế giới có 432 lò phản ứng hạt nhân phát điện với công suất 362 triệu kW, sản xuất khoảng 17% lượng điện toàn thế giới. Nhà máy thủy điện là loại nhà máy điện sử dụng thế năng của dòng nước.
Nó sản xuất khoảng 15% lượng điện năng của thế giới. Sự biến đổi năng lượng ở NTĐ so với nhà máy nhiệt điện có lợi thế là nguồn mang năng lượng là nước sẽ không bị cạn kiệt như nhiên liệu hữu cơ mà luôn được bảo tồn. Tuy nhiên việc phát triển thêm các NTĐ cũng dần bị hạn chế bởi ở nhiều nơi trên thế giới các nguồn nước hầu như đã được sử dụng hết. Các NTĐ đòi hỏi phí đầu tư lớn để xây dựng các đập cao nhưng chi phí vận hành lại nhỏ, giá thành điện năng rẻ nhất.
Hiện nay NTĐ lớn nhất ở nước ta là Hòa Bình (công suất 1920 MW). Về thủy điện, chúng ta có tiềm năng rất lớn và trước mắt đang chuẩn bị xây dựng nhà máy thủy điện Sơn La. Ngoài ba loại nhà máy điện chính kể trên, còn có các loại nhà máy điện sau: nhà máy điện sử dụng năng lượng của dòng không khí – nhà máy phong điện (NPĐ) có công suất vài MW; nhà máy điện sử dụng năng lượng bức xạ mặt trời (NMT); nhà máy điện sử dụng năng lượng của thủy triều (NTT) có công suất vài trăm MW; nhà máy điện sử dụng nhiệt năng của nước ngầm dưới đất – nhà máy điện địa nhiệt (NĐN). Hiện nay người ta đã đạt được những kết quả quan trọng trong công việc biến đổi trực tiếp nhiệt năng thành điện năng, đã có những nhà máy điện dùng máy phát từ thủy động với công suất không nhỏ, ví dụ như náy phát từ thủy động U-25 của Nga có công suất 20 MW.
Người ta cũng đang chuẩn bị xây dựng các nhà máy điện nhiệt hạch dựa trên cơ sở tổng hợp hạt nhân nóng (nhiệt hạch). 2 Nguyễn Hoàng Trọng 13142318 Trần Trung Hiếu 13142388 GVHD: ThS. Lê Trọng Nghĩa 1. Các loại nhà máy nhiệt điện Nhà máy nhiệt điện đốt bằng nhiên liệu hữu cơ có thể chia ra các loại sau: a.
Theo loại nhiên liệu sử dụng: Nhà máy đốt nhiên liệu rắn. Nhà máy đốt nhiên liệu lỏng. Nhà máy đốt nhiên liệu khí. Nhà máy đốt nhiên liệu hai hoặc ba loại trên.
Theo loại tua-bin quay máy phát: Nhà máy điện tua-bin hơi. Nhà máy điện tua-bin khí. Nhà máy điện tua-bin khí - hơi. Theo dạng năng lượng cấp đi: Nhà máy nhiệt điện ngưng hơi: chỉ cung cấp điện.
Trung tâm nhiệt điện : cung cấp điện và nhiệt. Theo kết cấu công nghệ: Nhà máy điện khói. Nhà máy điện không khói. Theo tính chất mang tải Nhà máy điện phụ tải gốc, có số giờ sử dụng công suất đạt hơn 5000 giờ.
Nhà máy điện phụ tải giữa, có số giờ sử dụng công suất đạt khoảng 3000 - 4000 giờ. Nhà máy điện phụ tải đỉnh, có số giờ sử dụng công suất đạt ít hơn 1500 giờ. 3 Nguyễn Hoàng Trọng 13142318 Trần Trung Hiếu 13142388 GVHD: ThS. Lê Trọng Nghĩa 1.
Giới thiệu về nhà máy nhiệt điện Trong nhà máy nhiệt điện, người ta dùng nhiên liệu là than đá, dầu hoặc khí đốt,… Trong đó than đá được sử dụng rộng rãi nhất. Để quay máy phát điện, trong nhà máy nhiệt điện dùng tua-bin hơi nước, máy hơi nước, động cơ đốt trong và tua-bin khí, tua-bin hơi nước có khả năng cho công suất cao và vận hành kinh tế nên được sử dụng rộng rãi nhất. Nhà máy Nhiệt Điện được chia làm hai loại: Nhiệt điện ngưng hơi và nhiệt điện trích hơi. Nhà máy nhiệt điện ngưng hơi: toàn bộ hơi dùng sản xuất điện năng.
Nhà máy nhiệt điện trích hơi: một phần năng lượng của hơi được sử dụng vào mục đích công nghiệp và sinh hoạt của nhân dân và vùng lân cận. Quá trình biến đổi năng lượng trong nhà máy nhiệt điện được mô tả: Sơ đồ biến đổi năng lượng của nhà máy nhiệt điện Nhà máy nhiệt điện ngưng hơi là các nhà máy nhiệt điện chỉ làm nhiệm vụ sản xuất điện năng, nghĩa là toàn bộ năng lượng nhiệt của hơi nước do lò hơi sản xuất ra đều được dùng để sản xuất điện. Nhà máy nhiệt điện ngưng hơi là loại hình chính và phổ biến của nhiệt điện. Nhiên liệu dùng trong các nhà máy nhiệt điện là các nhiên liệu rắn: than đá, than bùn, .Nhiên liệu lỏng là các loại dầu đốt, nhiên liệu khí được dùng nhiều là khí tự nhiên, khí lò cao từ các nhà máy luyện kim, các lò luyện than cốc.
Đặc điểm của nhà máy nhiệt điện ngưng hơi: - Công suất lớn, thường được xây dựng gần nguồn nhiên liệu. - Phụ tải cung cấp cho khu vực gần nhà máy (phụ tải địa phương) rất nhỏ, phần lớn điện năng phát ra được đưa lên điện áp cao để cung cấp cho các phụ tải ở xa. - Có thể làm việc với phụ tải bất kỳ trong giới hạn từ Pmin đến Pmax. 4 Nguyễn Hoàng Trọng 13142318 Trần Trung Hiếu 13142388 GVHD: ThS.
Lê Trọng Nghĩa Thời gian khởi động lâu, khoảng 3 đến 10 giờ, thời gian nhỏ đối với nhà máy chạy dầu và khí, lớn đối với nhà máy chạy than. - Có hiệu suất thấp, thường khoảng 30 đến 35%. - Lượng điện tự dùng lớn 3 đến 15%. - Vốn xây dựng nhỏ và thời gian xây dựng nhanh hơn so với thủy điện.
- Gây ô nhiễm môi trường do khói, bụi ảnh hưởng đến một vùng khá rộng. 5 Nguyễn Hoàng Trọng 13142318 Trần Trung Hiếu 13142388 GVHD: ThS. Lê Trọng Nghĩa CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TUA-BIN HƠI - KHÍ (TUA-BIN NHIỆT) 2. Lịch sử phát triển Tua-bin hơi nước đầu tiên xuất hiện đầu thế kỉ XIX .Những người đầu tiên chế tạo ra tua-bin hơi nước là Gútav Laval (người Thụy Sỹ) va Charles Parsons (Anh).
Năm 1883 Laval được chế tạo ra tua-bin xung lực một tầng với những ống phun to dần, công suất của loại tua-bin này nhỏ. Tua-bin này được chế tạo theo nguyên lý này tức là trong tua- bin quá trình bành trương hơi chỉ xảy ra trong dãy cánh tĩnh được gọi là tua-bin xung lực. Vào năm 1884, kỹ sư người Anh Charles Parsons đã chế tạo ra tua-bin nhiều tầng. Mỗi tầng gồm một dãy ống phun và một dãy cánh động, trong lò hơi bành trướng từ tầng này tới tầng khác.
Tua-bin loại này hơi không chỉ bành trướng trong dãy cánh động mà còn bành trướng trong dãy cánh tĩnh gọi là tua-bin phản lực. Năm 1912, tua-bin hướng trục đầu tiên do hai an hem người Thụy Điển Iustre chế tạo. Vào thế kỷ XIX nghành chế tạo tua-bin phát triển với nhịp độ cao : Năm 1924, người ta chế tạo ra tua-bin ngưng hơi với công suất 200MW và thông số hơi ban đầu 1,1MPa , 300℃. Năm 1928 sản xuất được tua-bin 200MW.
Vào thập niên 70-80, người ta cho ra đời loại tua-bin sử dụng trong nhà máy điện nguyên tử với công suất 70MW ,225MW ,500MW .1030 MW ,với tần số 25 vòng/giây ,50 vòng/giây. Trong nền công nghiệp hóa hiện đại hóa hiện nay nhu cầu sử dụng năng lượng ngày một quan trọng và không thể thiếu trong cuộc sống cũng như trong quá trình sản xuất. Trong những năm gần đây, các nhà máy nhiệt điện ở nước ta đã và đang được phát triển một cách nhanh chóng như :nhiệt điện Phả Lại II ,Uông Bí ,Phú Mỹ……. Nước ta hiện nay các khu công nghiệp đang phát triển mạnh và nhằm phục vụ cho đời sống nhân dân ngày càng tốt hơn.
thế nươc ta đang phát triển nhiều nhà máy nhiệt điện có công suất ngày càng lớn hơn,công nghệ ngày càng tiên tiến hơn. 6 Nguyễn Hoàng Trọng 13142318 Trần Trung Hiếu 13142388 GVHD: ThS. Lê Trọng Nghĩa 2. Sơ lược về tua-bin hơi - khí.Tua-bin hơi nước 2.
Khái niệm Tua-bin hơi nước hay còn gọi là động cơ hơi nước, trong đó thế năng của hơi ban đầu sẽ chuyển hóa thành động năng, sau đó chuyển thành cơ năng làm quay bánh công tác. Cấu tạo Sơ đồ cấu tạo của tua-bin hơi nước Đây là một tua bin trục ngang. Đường nước chảy qua van nạp, mối hàn lắp, vỏ xoắn ốc, đẩy rôto quay. Để tiện lắp đặt và đại tu, thiết bị này có một cấu trúc hai trụ bản lề lỗ hút thẳng đứng.