Bài giảng Nhà máy điện và trạm biến áp - Giới thiệu chung

Company LOGO NHÀ MÁY ĐIỆN & TRẠM BIẾN ÁP Phụ trách mơn học: Đặng Tuấn Khanh Đai học quốc gia Tp.HCM Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM Người phụ trách mơn học  Họ và tên : Đặng Tuấn Khanh  Điện thoại : 016 9999 2143  Email : khanh_2002_bpu@yahoo.com  Liên hệ : PTN HTĐ 102B1  Cách thức làm việc o Lý thuyết o Bài tập  Hình thức kết thúc khĩa học o Hình thức thi o Thời lượng 90 phút GIỚI THIỆU CHUNG TÀI LIỆU CHÍNH Các file power point mơn học NMĐ&TBA ThS. Huỳnh Quang Minh NMĐ&TBA Huỳnh Nhơn, Hồ Đắc Lộc NMĐ&TBA (phần điện) Trịnh Hùng Thám, Nguyễn Hữu Khái, Đào Quang Thạch, Lã Văn Út, Phạm Văn Hồ, Đào Kim Hoa Các tài liệu khác … Chương I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN, NMĐ & TBA Một HTĐ cơ bản bao gồm ~ I. HỆ THỐNG ĐIỆN Sản xuất điện năng Truyền tải & phân phối điện năng Tiêu thụ điện năng II. NHÀ MÁY ĐIỆN Năng lượng sơ cấp NM thuỷ điện NM nhiệt điện NM điện nguyên tử NM điện giĩ NM điện mặt trời NM điện địa nhiệt NM điện đại dương Các loại NM điện khác 1 - NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Phân loại NM nhiệt điện tuabin ngưng hơi NM nhiệt điện tuabin cĩ rút hơi NM nhiệt điện tuabin khí 16 17 18 19 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 111213 Sơ đồ nguyên lý của nhà máy nhiệt điện kiểu tuabin ngưng hơi 1) Kho nhiên liệu 2) Xử lý nhiên liệu 3) Lò hơi 4) Tuabin 5) Bình ngưng tụ 6) Bơm mước tuần hoàn 7) Bơm nước ngưng tụ 8) Bơm nước cấp 9) Vòi phun 10) Quạt gió 11) Quạt khói 12) Sấy không khí 13) Hâm nước 14) Gia nhiệt hạ áp 15) Khử khí 16) Gia nhiệt cao áp 17) Sông,ao,hồ 18) Ống khói 19) Máy phát điện NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN TUABIN NGƯNG HƠI Hơi nước từ lò sang Hơi nước cung cấp trực tiếp Hơi nước cung cấp qua trung gian Hơi nước trở về NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN TUABIN CĨ RÚT HƠI Sơ đồ nguyên lý của nhà máy nhiệt điện kiểu tuabin ngưng hơi 12 3 4 5 6 7 8 9 9 Sơ đồ nguyên lý của nhà máy nhiệt điện kiểu tuabin khí hỗn hợp 1) Buồng đốt 2) Tuabin 3) Máy nén 4) Lò thu nhiệt 5) Bơm nước 6) Tuabin hơi 7) Bình ngưng 8) Tháp làm mát 9) Máy phát điện NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN TUABIN KHÍ * 2 tuabin khí + 1 tuabin hơi nước có công suất bằng nhau * 3 tuabin khí + 1 tuabin hơi có công suất lớn hơn VD : Ở nhà máy điện Phú Mỹ * 2 tuabin khí 150 MW + 1 tuabin hơi 150 MW = 450 MW * 3 tuabin khí 240 MW + 1 tuabin hơi 360 MW = 1080 MW Nhà máy nhiệt điện Phả Lại ƯU KHUYẾT ĐIỂM CỦA NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Ưu điểm - Có thể xây dựng gần khu công nghiệp và nguồn cung cấp nhiên liệu  giảm được chi phí xây dựng đường dây tải điện & chuyên chở nhiên liệu - Thời gian xây dựng ngắn (3 – 4 năm) - Có thể sử dụng được các nhiên liệu rẻ tiền như than cám, than bìa ở các khu khai thác than, dầu nặng của các nhà máy lọc dầu, trấu của các nhà máy xay lúa v..v.. Khuyết điểm - Cần nhiên liệu trong quá trình sản xuất  giá thành điện năng cao. - Khói thải làm ô nhiễm môi trường. - Khởi động chậm từ 6-8 giờ mới đạt được công suất tối đa, điều chỉnh công suất khó, khi giảm đột ngột công suất phải thảøi hơi nước ra ngoài vừa mất năng lượng vừa mất nước. 2 - NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN Phân loại NM thuỷ điện kiểu đập chắn NM thuỷ điện kiểu ống dẫn NHÀ MÁY THUỶ ĐIỆN KIỂU ĐẬP CHẮN Mặt cắt ngang của nhà máy thủy điện kiểu đập chắn Mực nước hạ lưu Mực nước thượng lưu 1 2 3 5 6 1 2 3 4 5 A B H Hp SÔNG 7 Sơ đồ nhà máy thủy điện kiểu ống dẩn a) Mặt bằng b) Mặt cắt NHÀ MÁY THUỶ ĐIỆN KIỂU ỐNG DẪN 1. Công trình lấy nước 2. Ống dẫn 3.Bể áp lực 4.Ống dẫn nước áp lực 5. Tuabin trong gian máy 6. Kênh tháo nước 7. Đập dâng nước AB. Đoạn sông Nhà máy thủy điện Yaly ƯU KHUYẾT ĐIỂM CỦA NHÀ MÁY THUỶ ĐIỆN Ưu điểm - Không tốn nhiên liệu mà sử dụng nước tự nhiên nên giá thành điện năng thấp. - Khởi động nhanh, sau 3-5 phút có thể khởi động và nâng công suất đến định mức - Điều chỉnh nâng giảm công suất dể dàng, khi giảm công suất không mất nhiên liệu như ở nhà máy nhiệt điện vì nước được giữ lại trên hồ. - Không gây ô nhiễm môi trường. - Có khả năng trị thủy: vào mùa mưa lũ có thể tích nước lại trên hồ giảm mức nứớc lũ ở hạ lưu. - Phục vụ tốt cho thủy lợi, cung cấp nước theo yêu cầu nông nghiệp. - Thuận tiện cho giao thông đường thủy vì dòng chảy ổn định hơn. Khuyết điểm - Vốn đầu tư lớn chủ yếu vốn xây dựng phần thủy (hồ nước, đập, cửa xả lũ, đường giao thông phục vụ cho chuyên chở thiết bị và xây dựng) - Chiếm diện tích để làm hồ chứa nước  phải di dân, mất đất nông nghiệp rừng phải xây dựng khu tái định cư, trồng lại rừng v..v.. - Thời gian xây dựng lâu. - Nhà máy thủy điện chỉ xây dựng ở những địa điểm phụ thuộc vào thiên nhiên thường ở xa hộ sử dụng điện nên phải xây dựng đường dây dẫn điện có điện áp cao. ƯU KHUYẾT ĐIỂM CỦA NHÀ MÁY THUỶ ĐIỆN 3 - NHÀ MÁY ĐIỆN NGUYÊN TỬ 1 2 3 4 5 7 Sơ đồ nguyên lý nhà máy điện nguyên tử với lò phản ứng Uranium tự nhiên 1) Lò phản ứng 2) Lò hơi 3) Tuabin 4) Máy phát điện 5) Máy biến áp 6) Bình ngưng tụ 7) Bơm nước cấp 8) Bơm hơi nước 68 Mơ hình lị nước nhẹ - điện nguyên tử 3 - NHÀ MÁY ĐIỆN NGUYÊN TỬ ƯU KHUYẾT ĐIỂM CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN NGUYÊN TỬ Ưu điểm - Chi phí để sản xuất 1 KWh điện năng thấp. VD : 1KWh điện sử dụng than bằng 1,7 sử dụng dầu bằng 3,6 lần so với 1 KWh điện nguyên tử. - Lượng nhiên liệu sử dụng bé hơn nhiều, vì 1kg Uranium 235 cho năng lượng = 2900 tấn than. Trữ lượng Uranium và Thorium trên thế giới có thể cung cấp năng lượng gấp 23 lần năng lượng của tất cả các nguồn năng lượng khác cộng lại. - Chất thải của nhà máy điện nguyên tử cũng rất ít, ví dụ chất thải hàng năm của lò phản ứng 900 MW chứa 99,9% chất phóng xạ chỉ độ 2m3. NMĐ nguyên tử hoạt động bình thường với kỷ thuật hiện đại độ phóng xạ chỉ bằng 1/ 50 lần độ phóng xạ tự nhiên và không gây nguy hiểm đối với con người. Khuyết điểm - Vốn đầu tư xây dựng cao - Yêu cầu trình độ kỹ thuật cao trong việc xây dựng lò phản ứng và làm giàu quặng Uranium. - Điều lo ngại nhất là sự an toàn rò rỉ sau thời gian vận hành nhiều năm do một số sự cố đã xảy ra đối với NMĐ nguyên tử của các nước đã gây hậu quả nghiêm trọng trong khu vực lớn. ƯU KHUYẾT ĐIỂM CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN NGUYÊN TỬ 4 - NHÀ MÁY ĐIỆN GIĨ Cánh đồng giĩ 5 - NHÀ MÁY ĐIỆN MẶT TRỜI Năng lượng mặt trời Nhiệt mặt trời Pin mặt trời 6 - NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỊA NHIỆT Nhà máy điện địa nhiệt 7 - NHÀ MÁY ĐIỆN ĐẠI DƯƠNG Năng lượng thủy triều Nhà máy điện chạy bằng rác lớn nhất thế giới ở Hàn Quốc 8 – CÁC LOẠI NHÀ MÁY ĐIỆN KHÁC Đặc trưng về giá của một số nhà máy điện Kiểu Cỡ Chi phí Hiệu suất nhiệt (%)Vốn Chi phí mỗi kWh Nhiệt điện dầu 30-600 1.00 1.00 36-38 Nhiệt điện than 30-600 1.44 0.61 36-38 Năng lượng nguyên tử 600-1000 1.78 0.16 31-32 Gas turbine 20-110 0.56 1.36 27-28 Diesel 6-8 0.74 0.97 37-38 o Tổng cơng suất của Việt Nam (31-12-2005) là 11.340 MW Thủy điện : 4155MW Nhiệt điện than : 1245MW Nhiệt điện dầu FO : 198 MW Tuabin khí (khí+dầu) : 2939MW IPP : 2518 MW Cơ cấu nguồn theo cơng suất đặt 2003 và 2004 Sản lượng điện sản xuất được Cơ cấu nguồn theo sản lượng 2003, 2004, 2005 III. TRẠM BIẾN ÁP III. TRẠM BIẾN ÁP Phân loại TBA tăng áp TBA giảm áp Theo điện áp TBA trung gian TBA phân phối Theo chức năng