CHƯƠNG I PHẦN MỞ ĐẦU VÀ Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI
CHƯƠNG 3 MÔ TẢ DÂY CHUYỂN CÔNG NGHỆ NHIỆT ĐIỆN ĐỒNG PHÁT CHO DỰ ÁN NHÀ MÁY SẢN SUẤT PHÂN ĐẠM CHUẨN
CHUẨN
3.1. MỞ ĐẦU
Em nhận thấy đồng phát phân đạm Bắc Ninh có nhiều câu hỏi nghi vấn xung quanh vấn đề lò hơi và Tuabin hơi nên đòi hỏi phải tính toán phân tích đánh giá nó một cách nghiêm túc. Để có thể so sánh em đã lựa chọn một dây chuyền công nghệ nhiệt điện đồng phát chuẩn cho nhà máy sản xuất phân đạm. Sau đây em sẽ tiến hành mô tả rồi tính toán, phân tích, so sánh thông qua sơ đồ này.
3.2. MÔ TẢ CHUNG
Một xưởng nhiệt điện đốt than sẽ được lắp đặt tại xưởng nhà máy phân đạm đảm bảo cho nhu cầu hơi và năng lượng cho các quá trình công nghệ, hệ thống phụ trợ và hệ thống ngoài phạm vi nhà máy. Xưởng nhiệt điện sẽ cung cấp hơi, điện lâu dài, tin cậy cho toàn nhà máy.
Dưới điều kiện bình thường, các mức bao gồm hơi cao áp (9,8 Mpa) hơi trung áp (4,2 Mpa) hơi dưới trung áp (1,2 Mpa) hơi thấp áp (0,5 Mpa) được cung cấp cho quá trình công nghệ.
Trong trường hợp bình thường, tổng nhu cầu điện năng của toàn nhà máy là 35 MW, trong khi công suất thiết kế của xưởng nhiệt điện là 36 MW, nó sẽ được vận hành song song với hệ thống lưới điện bên ngoài nhà máy. Thời gian hoạt động thường là 8000h/năm.
Trên cơ sở cân bằng hơi, xưởng nhiệt điện bao gồm 1 bộ tuabin ngưng hơi có trích hơi điều chỉnh, 2 lò hơi tầng sôi tuần hoàn (1 hoạt động 1 dự phòng) và các thiết bị phụ trợ cần thiết như hệ thống quạt, hệ thống cấp than, hệ thống thải xỉ, tro bay, hệ thống cấp nước lò, hệ thống quạt, hệ thống cấp than, hệ thống thải xỉ, hơi, hệ thống dầu và nhiều hệ thống khác nữa.
3.3. MÔ TẢ QUÁ TRÌNH 3.3.1. Đặc tính nhiện liệu
Nhiên liệu than được cung cấp bởi hệ thống thùng chứa than bằng hệ thống dây chuyền nổi. Đặc tính của nhiên liệu được mô tả trong bảng sau :
Thông số Đơn vị Giá trị thiết kế
Độ ẩm AR % 8
Độ tro MF % 26,01÷33
Hàm lượng Cacbon cố định MF % 73
Hàm lượng chất bốc % 6
Chỉ số hardgrove (chỉ số nghiền) 63
Cỡ hạt Mm 0,75÷15
ĐÀO HOÀNG ANH – KHÓA 2009 25 KỸ THUẬT NHIỆT – LẠNH
Nhiệt trị thấp KJ/kg 23,35
Phân tích thành phần hóa học
C % 90,70
H % 3,49
N % 1,24
S % 0,89
CL % 0,031
O % 3,68
Tro (SiO2+Fe2O3) /Al2O3 % 59,49
SiO2 % 24,42
Al2O3 % 6,2
Fe2O3 % 0,99
CaO % 1,27
MgO % 0,18
Na2O % 4,26
K2O % 0,12
P2O5 %
SO3 %
TiO2 %
Để loại bỏ H2S, khí thải từ quá trình công nghệ, chúng sẽ được đưa tới lò hơi.
Để đảm bảo yêu cầu phát thải của khí thải, bột đá sẽ được cung cấp với cỡ hạt 0÷0,2 mm vào lò hơi để giảm hàm lượng SO2.
3.3.2. Mô tả quá trình
Đây là mô tả sơ bộ hệ thống lò hơi tầng sôi tuần hoàn và hệ thống tuabin máy phát của xưởng nhiệt điện. Hệ thống lò hơi tầng sôi tuần hoàn và tuabin máy phát có thể hoạt động đúng như đặc tính mô tả với đúng điều kiện đòi hỏi về thiết kế.
1. Hệ thống cấp nhiệt lò hơi
Nhiên liệu than được cấp bởi hệ thống thùng chứa than. Nhiên liệu thô sẽ được đập sơ bộ và sàng lọc tại hệ thống cấp than để đạt tới yêu cầu về cỡ hạt 0÷15mm sau đó được đưa tới dây chuyền bằng băng tải chuyển tới thùng chứa than.
Một thùng chứa có thể cung cấp cho một lò hoạt động. Thể tích của mỗi thùng chứa sẽ cung cấp đủ cho một lò hoạt động liên tục bình thường trong 8h. Nhiên liệu được đưa vào buồn đốt từ phía dưới thùng chứa bằng máy tiếp nhiên liệu. Khí thải từ hệ thống lưu huỳnh cũng sẽ được cấp vào lò.
2. Hệ thống cấp bột đá vôi
Để phục vụ về yêu cầu khí thải, hệ thống cấp bột đá vôi với cỡ hạt 0÷2mm sẽ được thêm vào buồng đốt để giảm hàm lượng SO2 .
Máy nghiền đá sẽ được lắp đặt tại xưởng nhiệt điện. Công suất của hệ thống là 10 T/h. Đá sẽ được vận chuyển tới thùng chứa và sau đó cấp vào máy nghiền bằng hệ thống băng tải. Đá được nghiền trong máy nghiền và qua hệ thống sàng lọc
ĐÀO HOÀNG ANH – KHÓA 2009 26 KỸ THUẬT NHIỆT – LẠNH bằng băng tải. Bột đá đạt chất lượng sẽ được đưa vào thùng chứa, rồi được đưa vào lò bằng hệ thống khí nén. Bột đá không đạt chất lượng sẽ được đưa quay trở mại máy nghiền.
3. Hệ thống buồng đốt
Hệ thống đốt cháy cho từng lò hơi với 3 bộ cấp than, 1 bộ quạt gió chính (cấp 1), 1 bộ quạt gió cấp 2, 2 bộ quạt cao áp tần sôi, 1 bộ gồm quạt và 2 súng đánh lửa mồi dầu và hơn nữa.
Nhiên liệu và bột đá được đốt cháy trong buồng đốt tầng sôi tuần hoàn. Nhiệt độ của buồng đốt sẽ được duy trì trong khoảng 850÷900 oC. Tại đầu ra của buồng đốt khí thải, tro bay cùng nhiện liệu chưa cháy hết sẽ được đưa qua 1 bộ phận tách cyclon, nơi những hạt lớn sẽ được tách ra và quay trở lại buồng đốt.
Khí thải sau đó qua bộ trao đổi nhiệt quá nhiệt cấp 1 và cấp 2, qua bộ hâm nược, bộ sấy không khí. Sau đó khí thải sẽ được đưa qua bộ lọc bụi tĩnh điện. Một bộ lọc bụi tĩnh điện gồm 3 trường sẽ được cung cấp cho mỗi lò hơi để giữ lại bụi bẩn trước khi thỉa ra ngoài môi trường băng quạt và ống khói
4. Hệ thống xử lý tro/xỉ và hệ thống thải
Hệ thống lọc bụi tĩnh điện 3 trường và bộ phận thổi gió sẽ được lắp đặt cho việt thải tro cho mỗi lò hơi.
Một thùng chứa tro sẽ được lắp đặt cho xưởng nhiệt điện. Thùng chứa có thể tích đảm bảo khả năng chứa tro bay trong 10h hoạt động tiên tiếp của lò hơi.
Khí xả bẩn sẽ được lắp đặt trên đỉnh của thùng chứa, Ở phía dưới thùng chứa sẽ có một bộ phận cấp tro và máy khuấy trộn ẩm nơi nước sẽ được phun vào tro bay.
Tro sẽ được vận chuyển ra ngoài trạm thải xỉ bằng xe tải.
Hai bộ là mát tro sẽ được lắp đặt cho mỗi lò hơi. Tro xỉ với nhiệt độ khoảng 850÷900 oC được đưa vào bộ làm mát tro xỉ qua ống thải xỉ và được làm mát tới nhiệt độn 150 hoặc thấp hơn. Sau đó được vận chuyển tới thùng chứa xỉ bằng hệ thống băng tải. Một thùng chứa xỉ thải sẽ được lắp đặt cho 2 lò hơi hoạt động có thể tích đảm bảo thải xỉ liên tục và lớn nhất trong vòng 8h. xỉ thải sẽ được làm ẩm vầ vận chuyển ra ngoài kho thải xỉ bằng xe tải.
5. Hệ thống hơi
Nước cấp đi sau khi đi qua BGNCA được làm nóng tới nhiệt độ 175 oC. Sau đó được đưa qua bộ hâm nước tiếp tục được làm nóng rồi đưa tiếp tới bao hơi và lò hơi. Trong bao hơi nước được đi từ trên xuống bằng đường ống nước xuống và được làm nóng bằng trao đổi nhiệt bức xạ thông qua bức tường nước và được đưa trở lai bao hơi với vòng tuần hoàn tự nhiên. Sau khi được phân hơi và nước trong bao hơi, hơi bão hòa sẽ được vào bộ quá nhiệt cấp 1 và 2 để nâng thống số hơi đạt yêu cầu (9,8Mpa, 540 oC).
Hơi cao áp từ lò hơi sẽ được cung cấp cho Tuabin ngưng trích hơi điều chỉnh, xưởng phân lý không khí, và bộ phận giảm áp.
6. Hệ thống ngưng tụ bề mặt
Tuabin ngưng hơi có cửa trích hơi điều chỉnh sẽ được lắp đặt bình ngưng, trao đổi nhiệt bề mặt của bình ngưng để làm ngưng tụ hơi từ tuabin ra nước ngưng sẽ được sử dụng tuần hoàn trở lại. Nước ngưng từ tuabin sẽ được bơm tới một bình
ĐÀO HOÀNG ANH – KHÓA 2009 27 KỸ THUẬT NHIỆT – LẠNH chứa bằng bơm nước ngưng và sau đó được đưa qua hệ thống là mát xỉ thải. Bình thường, nước ngưng đã được làm nóng được đưa qua bình khử khí, trong trường hợp nó không đảm bảo yêu cầu sẽ được đưa trở lại khu vực xử lý nước khử khoảng để xử lý lại
Hai bơm ngưng sẽ được lắp đặt cho mỗi bình ngưng (1 hoạt động, 1 dự phòng).
7. Hệ thống tubin máy phát
Bộ tuabin máy phát sẽ được lắp đặt cho máy phát điện. Khí làm mát sẽ được lắp đặt cho máy phát
- Hơi vào phần CA của tuabin ngưng là hơi cao áp (9,8 Mpa nhiệt độ 540oC) được lấy ra từ lò hơi. Hơi ra khỏi phần CA là hơi trung áp (4,2 Mpa).
- Hơi vào phần HA là hơi trung áp (4,2 Mpa nhiệt độ 390 oC), phần trung áp có cửa trích không điều chỉnh (1,2 Mpa) để ra nhiệt cho bộ gia nhiệt cao áp. Hơi ra khỏi tuabin có áp suất 0,012 Mpa, được đưa vào bình ngưng.
Hệ thống dầu được cung cấp để bôi trơn và điều chỉnh cho tuabin hơi. Hệ thống gồm thùng chứa dầu, bộ lọc, bộ làm mát, bơm dầu chính, bơm dầu phụ và bơm dầu khẩn cấp và nhiều hơn nữa.
8. Sản suất hơi - Hơi cấp cao áp
+ Thống số hơi 9,8 Mpa/540 oC + Lưu lượng
+ Cấp cho phần tuabin CA
+ Cấp cho xưởng phân ly không khí - Hơi trung áp
+ Thông số hơi 4,2 Mpa/390 oC
+ Một phần vào tuabin HA để phát điện phần còn lại dùng cho công nghiệp (để dẫn động tuabin quay máy nén khí NH3, máy nén khi CO2, máy nén khí tuần hoàn và máy nén khỉ tổng hợp)
+ Lưu lượng
- Hơi cấp dưới trung áp
+ Thống số 1,2 Mpa/260 oC + Lưu lượng
- `Hơi cấp thấp áp
+ Thống số 0,5 Mpa/158 oC + Lưu lượng
Tổng lượng hơi tiêu thụ lớn nhất của toàn nhà máy là 390t/h.
Hơi áp suất cao được tạo rà từ lò hơi CFB sẽ được sử dụng để dẫn động tuabin ngưng trích hơi điều chỉnh qua máy phát điện và tuabin máy nén phân ly không khí.
Hơi trung áp sinh ra ở các lò hơi nhiệt thừa công đoạn khí hóa than và chuyển hóa CO sẽ được sử dụng trong chính công đoạn khí hóa và công đoạn chuyển hóa CO.
ĐÀO HOÀNG ANH – KHÓA 2009 28 KỸ THUẬT NHIỆT – LẠNH Hơi dưới trung áp sinh ra từ ở lò hơi nhiệt thừa công đoạn tổng hợp NH3, hơi rút từ tuabin ngưng hơi sẽ được sử dụng để dẫn động tuabin hơi các máy phát điện, máy nén khí tổng hợp amônia và các tuabin khác.
Hơi hạ áp được tạo ra từ hơi chèn tuabin hơi và lò hơi nhiệt thừa được cấp cho bình khử khí và một số bộ phận công nghệ.
Hơi thấp áp sẽ được sử dụng hoán đổi giữa xưởng nhiệt điện và các quá trình công nghệ khác. Trong trường hợp khởi động của quá trình công nghệ, hơi sẽ được đưa từ xưởng nhiệt điện sang. Trong trường hợp còn lại, khi các quá trình công nghệ ở trạng thái hoạt động bình thường, hơi thấp áp sẽ được đưa sang xưởng nhiệt điện và sử dụng cho bình khử khí.
ĐÀO HOÀNG ANH – KHÓA 2009 29 KỸ THUẬT NHIỆT – LẠNH