Transcript Creating an effective Powerpoint presentation

MÔN HỌC
Giảng viên: Ts. Nguyễn Tường Dũng
 Tg khởi động nhanh.
 Khí thải tương đối sạch.
 Chi phí xây dựng thấp.
 Việc lựa chọn nhiên liệu rộng rãi.
 Giai đoạn lắp đặt ngắn.
 Đc tbk là loại đc nhiệt, dạng rotor trong đó
chất giãn nở sinh công là kk.
 Gồm 3 bộ phận chính:
 khối mng dạng rotor (chuyển động quay);
 buồng đốt đẳng áp loại hở;
 Khối tb.
 mng và tb có trục được nối với nhau để tb
làm quay mng.
 Các khối công năng chính là mng và tb chỉ
có chuyển động quay 1 chiều.
 Khác với đc piston có khối công năng
chính là piston của xi lanh chuyển động
tịnh tiến.
 Kk từ lối vào của mng qua buồng đốt và ra
khỏi tb đều chảy qua khoảng không gian hở o
có vùng không gian bị đóng kín.
 Đc piston: kk sinh công trong xi lanh là vùng
không gian kín ngăn cách với bên ngoài bằng
các xu páp.
 Tính chất hở đảm bảo qt cháy là đẳng áp
 nếu cháy trong k/gian kín sẽ làm tăng Pkk,
làm P trong buồng đốt cao hơn P tại mng,
kk bị gia nhiệt thổi ngược lại mng.
 Chu trình nhiệt động lực học tbk là ct Brayton.
 Giống với ct đc piston: hút – nén – gia nhiệt
(đốt) – giãn nở.
 ở đc piston tất cả các gđ đó diễn ra tại cùng 1
bộ phận (xi lanh) nhưng ở các thời điểm khác
nhau, luân phiên theo qt hút, nén, nổ, xả
 gọi là qt gián đoạn.
 Tbk: các qt này diễn ra liên tục nhưng tại các
bộ phận khác nhau:
 Tại mng: nén liên tục
 Tại buồng đốt: gia nhiệt liên tục
 Tại tb: giãn nở sinh công liên tục
 yếu tố này quyết định tính cs cao của tbk.
 Mng quay làm kk từ cửa hút của mng được
nén lại để tăng P, trong qt đó không chỉ P
tăng mà T cũng tăng (ngoài ý muốn).
 Qt tăng nội năng kk trong mng.
 Sau đó kk chảy qua buồng đốt:
 Tại đây nhiên liệu được đưa vào để trộn
và đốt 1 phần kk, qt cháy là qt gia nhiệt
đẳng áp trong đó kk bị gia nhiệt tăng T và
thể tích mà không tăng P.
 Thể tích kk được tăng lên rất nhiều và có T
cao được thổi về phía tb với vận tốc rất cao.

Tb là khối sinh công, tại đây kk tiến hành giãn nở sinh
công:
 Nội năng biến thành cơ năng: P, T và vận tốc kk giảm
xuống biến thành năng lượng cơ học dưới dạng M
tạo chuyển động quay cho trục tb.

Tb quay sẽ truyền M quay mng cho đc tiếp tục làm việc.

Phần E còn lại của dòng khí nóng chuyển động với vận
tốc cao tiếp tục sinh công có ích theo thiết kế của từng
dạng đc:
 Phụt thẳng ra tạo phản lực nếu là đc phản lực của
máy bay.
 Quay tb tự do (o nối với mng) để sinh công năng hữu
dụng đối với các loại tbk khác.
 1-2: Nén đẳng Entropy tại mng;
 2-3: Gia nhiệt đẳng áp tại buồng đốt;
 3-4: Giãn nở sinh công đẳng entropy tại tb;
 4-1: Khép kín ct đẳng áp bên ngoài môi
trường.
 Kk được hút vào buồng nén, được làm tăng
P theo qt gần với đẳng entropy.
 Khí đã nén chạy sang buồng đốt, nơi nhiên
liệu được phun vào và đánh lửa, làm tăng T
khí trong 1 qt đẳng áp, do buồng đốt mở
thông cho dòng chảy vào và ra.
 Khí ở P và T cao được giãn nở tại buồng giãn
nở đẩy các cánh quạt của tb; theo qt giãn nở
đẳng entropy.
 1 phần công năng cung cấp cho tb được
dùng vào việc nén khí ở buồng nén khí.
 Qt nén khí và giãn nở o đẳng entropy; và công năng
bị hao hụt trong các qt này làm giảm hiệu suất nhiệt
động lực học của đc.
 Công có ích do đc sinh ra được thể hiện bằng diện
tích S hình khép kín 1 – 2 – 3 – 4.
 S này càng lớn thì công có ích và hiệu suất càng
lớn.
 Để tăng S này thì phải tăng P sau mng của điểm 2,3;
P điểm 4;1 là P môi trường không thể giảm xuống.
 Hiệu suất đc được quyết định bằng tỷ số nén.
 Việc tăng tỷ số nén giúp cải thiện hiệu suất và cs của
hệ thống Brayton.
 Mng là 1 trong các khối công năng chính của đc
tbk, làm tăng nội năng (P) kk tạo P cho đỉnh trên
(đỉnh 3) cho qt giãn nở sinh công (giai đoạn 3-4)
P sau mng càng cao thì hiệu suất nhiệt động lực
học càng lớn, do đó mng quyết định hiệu suất
của đc.
 Đc tbk cần tỷ số nén (P sau mng/P trước mng) từ
10-20.
 Các loại mng trong đc tbk đều theo nguyên tắc
dùng rãnh diffuser (thiết diện rãnh khí nở ra) để
biến động năng (vận tốc) của dòng kk thành nội
năng (P).
 Mng gồm có 1 rotor và vỏ máy.
 Cánh động được gắn trên rotor, cánh tĩnh,
IGV và cánh dẫn hướng gió ra được gắn
thành khung vào bên trong vỏ máy.
 Chiều dài của cánh động và cánh tĩnh
giảm dần từ đầu vào đến đầu ra của mng,
P kk bên trong máy tăng dần qua các tầng
cánh.
 Vỏ mng được đúc bằng gang và thép.
 Có 3 khối: vỏ trong, khung trước và khung
sau.
 Vỏ trong có hình dạng mặt nghiêng trơn để
dòng gió trôi vào mng, đồng thời được gắn
các ổ đỡ chịu lực hướng kính và dọc trục,
IGV.
 IGV đặt phía sau của đường gió vào, điều
chỉnh thông qua vành điều khiển bằng tác
động thủy lực qua 1 liên kết cơ khí như hộp
số bánh răng.
 Cánh tĩnh mng được gắn trên tấm vành
khuyên gọi là vành cánh, vành cánh được lắp
chặt khít vào trong các rãnh có sẵn trên bề
mặt bên trong của vỏ máy.
 Cánh tĩnh có khi được lắp trực tiếp vào trong
rãnh của vỏ máy (các tầng phía sau).

Rotor là loại đúc liền khối hay được ghép từ các đĩa
đơn thành 1 khối tùy theo cs và nct.

Rotor đỡ các cánh động của MNG trong các rãnh
được gia công theo chu vi.

Rotor có các rãnh để để giữ các vòng chèn dùng để
chèn gió làm mát và các lỗ dùng để lắp các gia trọng
để tạo sự cân bằng mà không cần phải tháo máy.

Trục rotor tb và mng được ghép liên kết với nhau bằng
pp hàn (ABB, Alstoms), hay ghép bằng bulông (MHI,
Siemens, GE).

Các đĩa mang cánh động mng được chế tạo chính xác,
các bề mặt lắp ghép giữa các đĩa với nhau được tạo
răng để truyền M xoắn từ đĩa này qua đĩa kia.
 Các cánh động nén gió vào mng nén từ hệ
thống gió vào.
 Chân cánh được cố định bằng bộ phận
khóa ngăn ngừa cánh rơi khỏi các rãnh.
 Cánh động o được làm mát, được đúc
hoặc rèn chính xác từ các khối thép hợp
kim thép – Crôm và được lắp chặt trong
rãnh sâu của rotor máy nén từng cánh 1
và được định vị bằng các chốt, tấm uốn,
…
 IGV được sử dụng kết hợp với van trích khí và
đóng vai trò ngăn chặn ảnh hưởng của hiện tượng
sụt tốc và tăng tốc đột ngột xuất hiện bên trong
mng khi khởi động.
 Khi chạy 1 phần phụ tải, cánh IGV được điều khiển
để đạt được hiệu suất cao bằng cách giữ T khí
thoát cao và cải thiện thu hồi nhiệt ở lò hơi.
 Khi khởi động, cánh dẫn hướng khí vào đặt ở vị trí
đóng để khử tốc độ dòng hút của mng, điều đó
ngăn ngừa P khí đầu ra tăng cao hơn P cho phép.
 Khi chạy 1 phần phụ tải, tốc độ dòng khí được
giảm để nâng T khí thoát, đó là kết quả cải thiện
hiệu suất của nmd.
 Bd là loại ống lửa hở, khoảng 7-10 ống được
bố trí thành vòng tròn xung quanh trục đc
phía sau mng và phía trước tb.
 Mỗi ống lửa có 1 vòi phun nhiên liệu đặt ở
mặt phía trước.
 Ống lửa là các đốt thép hình côn (đốt con
nhộng) được đặt so le gối đầu và được hàn
với nhau, tại các đường hàn đó có rất nhiều
các lỗ nhỏ (D=0,5-1mm):
 kk của dòng tc chảy từ bên ngoài chảy
qua các lỗ này sẽ tạo thành các lớp khí
làm mát sát mặt ống lửa bên trong để bảo
vệ ống lửa.
 Trên các đốt của ống lửa còn có các lỗ to để
dòng kk tc từ bên ngoài đi vào để làm chất giãn
nở sinh công và để làm nguội dòng lửa nóng
trước khi đi vào tb.
 Kk từ mng gặp các ống lửa chia thành 2 dòng
khí:
 dòng khí sc – để đốt cháy nhiên liệu, khoảng
30% khối lượng khí
 dòng khí tc- khoảng 70% để làm mát bảo vệ
ống lửa và làm chất giãn nở sinh công và để
hòa vào dòng lửa phụt để làm giảm T dòng
lửa phụt khi đi vào tb.
 Buồng đốt của tbk là nơi tạo ra phản ứng
cháy.
 Cấu tạo 1 buồng đốt gồm có:
 Một vòi đốt.
 Một ống mang cá.
 Một vỏ buồng đốt.
 Các chi tiết khác.
 Xy lanh bên trong của buồng đốt chịu T
cao nhất nên sử dụng vật liệu (nền Ni) có
sức bền nhiệt cao và đồng thời nhiệt
truyền từ ngọn lửa ra là nhỏ nhất.
 Mặt trong ống đốt được phủ lớp chịu nhiệt
nền gốm (TBC: Thermal Barrier Coating).
 Pp làm mát màng mỏng và làm mát khí
khác để ngăn T vượt quá T kim loại thiết
kế.
 Ống bọc ngoài là ống lắp trên phía ngoài
xy-lanh có vai trò điều chỉnh dòng khí, tăng
tốc độ dòng khí trên mặt ngoài xy lanh
nhằm cải thiện hiệu quả làm mát đối lưu.
 Nến đánh lửa đốt khí dễ cháy bằng cách
áp dụng U cao (300-10000V) qua các
điện cực và tia lửa phát ra.
 Nến đánh lửa được tự động đẩy ra ngoài
xy lanh nhờ P bên trong xy lanh tăng lên
khi buồng đốt đã được đốt.
 Ống truyền lửa nối các xy lanh liền nhau
và đóng vai trò dẫn khí T cao từ các bộ đốt
đánh lửa riêng biệt đến các bộ đốt không
đánh lửa.
 Do P bên trong bộ đốt đánh lửa tăng, P
khác nhau giữa các bộ đốt đánh lửa và
không đánh lửa, khí T cao truyền qua ống
truyền lửa và được dẫn vào bộ đốt không
đánh lửa.
 Bộ dò lửa kiểm tra mật độ tia cực tím
được phát ra bởi ngọn lửa và kiểm tra các
đk cháy.
 Thường ngọn lửa được quan sát qua kính
chịu nhiệt, và phần đầu bộ dò lửa được
làm mát bằng nước để ngăn ngừa sự
truyền nhiệt từ bộ đốt.
 Ống chuyển tiếp (ống vòi voi) dùng để dẫn
khí đốt đến tầng cánh tĩnh đầu tiên
 Được làm mát bằng khí và phủ lớp chịu
nhiệt (TBC) như trường hợp xy lanh bên
trong để bảo vệ ống dẫn ở khí T cao.
 Các bộ đốt được làm mát bằng pp màng
mỏng, phun lạnh trực tiếp, đối lưu, v.v…
 Để đạt được hiệu quả làm mát cao, sử
dụng các pp khác nhau kể cả việc kết hợp
các pp.
 Hỗn hợp khí cháy khi tỉ lệ trộn nhiên liệu và
kk chính xác trong 1 phạm vi giới hạn.
 Giới hạn trên và giới hạn dưới của phạm vi
đó được gọi là giới hạn cháy
 T hỗn hợp khí trong phạm vi giới hạn cháy
được tăng lên, hỗn hợp khí tự bắt lửa và
sự cháy bắt đầu
 Khi khởi động tbk, nhiệt tại chỗ có được là
do tia lửa điện và tbk được đánh lửa.
 Có 2 pp đốt trong tbk là: đốt khuyếch tán và
đốt trộn trước.
 Đốt khuếch tán là pp đốt trong đó nhiên
liệu và kk được đốt trong qt trộn.
 Đốt trộn trước là pp đốt mà nhiên liệu và
kk được trộn trước khi phun vào buồng
đốt.
 Duy trì ngọn lửa là yếu tố cần thiết để ngọn
lửa ổn định trong dòng hỗn hợp trộn trước
hoặc làm cho sự cháy liên tục ổn định.
 Có 3 pp duy trì ngọn lửa:
 Pp dùng bộ ổn định ngọn lửa (duy trì ngọn
lửa)
 Pp tạo xoáy
 Pp dùng vòi phun dòng ngược.
 Tbk là khối sinh công có ích hoạt động theo
nguyên tắc biến nội năng và động năng của
dòng khí nóng P và vận tốc cao thành cơ
năng có ích dưới dạng M quay cánh tb:
 Tại cánh tb dòng khí nóng giãn nở sinh
công.
 Các cánh tb khác với cánh mng ở hình
dạng thiết diện rãnh khí
 Tb: là thiết diện hội tụ: vận tốc tương
đối trong rãnh khí tăng lên làm giảm P,T
kk.
 Tbk gồm:
 Vỏ gắn các cánh tĩnh
 Trục có gắn các cánh động.
 Các bộ phận khác.
o
1 tầng cánh gồm 1 tầng cánh tĩnh và 1
tầng cánh động.
o
Tb có 1 hay nhiều tầng cánh tùy thuộc vào
cs cũng như nct.
 Vỏ Tbk đóng vai trò định vị vành chèn và
cánh tĩnh theo chiều dọc trục và chiều
hướng kính.
 Để chống biến dạng vỏ tbk do dòng khí T
cao chảy bên trong vỏ được làm mát bằng
cách trích kk từ mng và được phủ thêm
lớp chống nhiệt.
 Tbk gồm trục trước và trục sau, xuyên suốt từ
tầng 1 cuối của vành cánh, và các cánh
động.
 Các vành cánh được xiết chặt và cố định
bằng các bu lông nối.
 Bên trong rotor được tạo ra 1 khoảng trống,
được sử dụng để kk làm mát đi qua.
 Vành là bộ phận cấu thành chính của rôto,
chịu được T cao, độ bền, và bền mỏi.
 Các cánh động được gắn trên vành.
 Cánh tb gồm các cánh động và tĩnh.
 Các cánh tĩnh được lắp trên các vành cánh tĩnh,
gắn trên vỏ trong tb, và cánh động được lắp trực
tiếp trên trục rotor tb.
 Sự chuyển đổi năng lượng nhiệt thành cơ năng
xảy ra trong cánh tb.
 Khí cháy nóng từ buồng đốt dẫn qua cánh tb, tại
đây khí giãn nỡ và ép lên các cánh động.
 Tác động này làm rotor quay, đồng thời truyền
chuyển động tới rotor mng và rotor mpd.
 Cánh tĩnh được làm rỗng, và bố trí nhiều
lỗ để phun kk ra làm mát vật liệu nền cánh
tĩnh (làm mát tác động trực tiếp).
 Kk sau khi làm mát tác động trực tiếp có
dạng màng khí mỏng bao quanh cánh tĩnh
khi nó thải T cao ra bề mặt ngoài của cánh
tĩnh (làm mát màng mỏng) để ngăn ngừa
tiếp xúc trực tiếp với khí T cao.
 Hoạt động của cánh động như là của tb hơi,
nhưng kể từ khi khởi động nó hoạt động
trong đk T cao hơn rất nhiều so với tb hơi
 cánh động của tbk có những điểm đặc biệt
riêng về vật liệu chế tạo và sự làm mát.
 Đối với vl chế tao cánh động, hợp kim cao
cấp nền Ni-ken với độ bền nhiệt cao nhất
được sử dụng.
 Tb cũng được chia thành 2 khối:
 tb cao áp (các tầng phía trước)
 và tb hạ áp (các tầng phía sau)
 tb hạ áp kéo mng hạ áp
 tb cao áp kéo mng cao áp.
 2 khối mng-tb này quay theo các vận tốc góc
khác nhau, chúng là 2 hệ trục đồng trục:
 trục cao áp bên ngoài và trục thấp áp bên
trong.
 Chu trình hỗn hợp là ct sử dụng cả ST và
GT.
 Chu trình tận dụng T khói thải của GT, khói
thải có T tới 600oC, làm nhiệt lượng cung
cấp cho HRSG.
 HRSG cung cấp hơi siêu nhiệt để quay TB
hơi.
 Khí thải ra khỏi HRSG khoảng 100oC, như
vậy hiệu suất nhiệt của toàn ct được nâng
cao đáng kể.
 Thiết bị cơ nhiệt trong nmd chu trình hỗn hợp
chia thành ba phần chính:
o
tuabin khí,
o
lò thu hồi nhiệt
o
tuabin hơi.
 Nếu không cho khói thải qua lò thu hồi
nhiệt (đi qua cửa tắt) thì chu trình trở lại là
chu trình đơn.
 Lò hơi thu hồi nhiệt thải là thiết bị dùng để
thu hồi nhiệt thải ra của GT.
 Vì thế nó không có phần sinh nhiệt (buồng
đốt) mà chỉ có phần hấp thu nhiệt.
 Các phần chính của HRSG bao gồm:
 Vỏ lò, các bộ trao đổi nhiệt, các loại bao
hơi, các loại bơm …
 Vỏ lò có nhiệm vụ dẫn hướng và định hình
dòng khói, đồng thời để cách nhiệt giữa
khói và không khí bên ngoài.
 Chúng thường được treo trên hệ thống
dầm thép.
 Các bộ trao đổi nhiệt là phần quan trọng nhất
của HRSG.
 Chúng bao gồm các bộ hâm nước, bộ sinh hơi,
bộ quá nhiệt cho cả ba cấp.
 Được chế tạo thành các khối và được treo
trong vỏ.
 HRSG thường có 3 bao hơi: hạ áp, trung áp và
cao áp.
 Cấu tạo, chức năng nhiệm vụ của các bao hơi
này giống như bao hơi trong các lò thường.
 Lò thu hồi nhiệt thải (HRSG) được phân
chia thành dạng đứng và dạng nằm
ngang.
 Các thiết bị dùng để thu hồi nhiệt từ khói
thải là bộ quá nhiệt, quá nhiệt trung gian,
hâm nước ở bên trong lò.
 Phân loại theo chế độ tuần hoàn của nước
trong lò hơi: tuần hoàn hay cưỡng bức.
 HRSG nằm ngang được thiết kế để khói T
cao sinh ra từ GT đi ngang qua các bộ
trao đổi nhiệt.
 Các bao hơi (cao, trung và hạ áp) được
lắp ở trên đỉnh lò.
 Nước trong bao hơi tuần hoàn theo đường
ống nước xuống đến ống góp dưới, từ đây
nước phân phối đến dàn ống sinh hơi và
được biến thành hơi nước.
G
200°F
HRSG BASICS
STEAM
Turbine
Exhaust
Gas
1,100°F
AIR
HP
IP
LP
G
FUEL
Gas Turbine
WATER
HRSG
130°F
Steam Drum
Risers
Downcomer
Upper
Headers
Tubes
Feeder
Feeder Manifold
Lower
Headers
SH STEAM
145,300 Lb/Hr
at 1,050°F
TEG
1,000,000
Lb/Hr
at 1,100°F
569°F
559°F
920°F
584°F
WATER
145,300 Lb/Hr
at 230°F
383°F