Chuyên đề Thiết bị năng lượng tuabin khí với máy sinh khí kiểu pittông tự do

Ngày nay tuabin khí được sử dụng khá rộng rãi. Nó đang chèn ép những động cơ kiểu piston trong phạm vi công suất cao nhất và thiết bị hơi nước trong phạm vi công suất thấp (như các trạm phát điện bù tải ngọn hoặc dự trữ). Còn đối với ở Việt Nam nói riêng tuabin khí được sử dụng nhiều nhất trong nhà máy điện.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chuyên đề Thiết bị năng lượng tuabin khí với máy sinh khí kiểu pittông tự doChuyên đề: Thiết bị năng lượngtuabin khí với máy sinh khí kiểupittông tự do. I> Đặt vấn đề: Ngày nay tuabin khí được sử dụng khá rộng rãi. Nó đang chèn ép những động cơ kiểu piston trong phạm vi công suất cao nhất và thiết bị hơi nước trong phạm vi công suất thấp (như các trạm phát điện bù tải ngọn hoặc dự trữ). Còn đối với ở Việt Nam nói riêng tuabin khí được sử dụng nhiều nhất trong nhà máy điện. sẽ có nhiều dự án về tuabin khí như Bộ Công nghiệp đã kiến nghị Chính phủ cho phép Tổng Công ty Điện lực Việt Nam (EVN) đầu tư xây dựng nhà máy chu trình hỗn hợp với công nghệ tua bin khí chạy dầu FO và khí tại Trung tâm điện lực Ô Môn. Nhà máy sử dụng công nghệ tua bin khí chu trình hỗn hợp với mức tiêu thụ 850 triệu m3 khí/năm đang hoạt động ở tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu… trong quá trình sinh khí của TBNL tuabin khí thì máy nén thích hợp chỉ có thể là máy nén pittông hay máy nén ly tâm có tốc độ quay rất lớn. Ở Việt Nam được sử dụng nhiều là máy nén pittông nên việc nghiên cứu sẽ sát thực hơn. II> Giải quyết vấn đề: 2.1> lịch sử phát triển của tuabin khí: Năm 1922 Pescara phát minh tổ hợp độngcơ piston đốt trong không cần cơ cấu thanhtruyền với tuabin khí được dùng làm nguồn côngsuất hữu ích.Bằng cách bố trí này có thể đạt được hiệu suấtcao hơn trong các máy phát năng lượng với nhiệtđộ tương đối thấp và nguyên liệu lại rẻ hơn.Nhà phát minh nổi tiếng Whittle năm 1930 đãthiết kế một thiết bị tua bin khí cho động cơ máybay. Ưu điểm nổi bật của thiết bị này khi dùngcho máy bay so với các động cơ đốt trong kiểupiston là hiệu suất nhiệt cao hơn. Năm 1973 dướisự lãnh đạo của nhà phát minh đã đưa vào vậnhành động cơ máy bay kiểu tua bin đầu tiên.Năm 1938 hãng BBC đưa vào vận hành thiết bịtua bin khí chạy máy phát điện với công suất4000KW, trong nhà máy điện ngầm dự trữ củaThụy Sĩ.Nhịp điệu phát triển của tua bin khí đặc biệt tăngnhanh trong chiến tranh thế giới thứ hai, các nướctham chiến đều tìm kiếm những phương tiện đặcbiệt mạnh và các loại động cơ có sức kéo trộihơn để dùng cho các máy bay chiến đấu với tốcđộ cao. Điều này thúc đẩy tốc độ phát triển tuabin khí.Sự phát triển của tua bin khí sau chiến tranh càngsâu và mạnh hơn theo những hướng chủ yếutrong chiến tranh thế giới đã tới mức chỉ trongthời gian rất ngắn, tua bin khí dùng cho máy bayđã loại động cơ piston ra khỏi lĩnh vực quốcphòng và sau đó là các máy bay dân dụng, rồi tớinhững máy móc nhỏ đặc biệt có công suất thấp.Sự phát triển của tua bin máy bay đặc biệt đẩynhanh sự phát triển khí động học phần truyềndòng khí (các dãy cánh) của máy nén và của tuabin, của thiết bị đốt và vật liệu chế tạo. Tất cảnhững vấn đề trên đã thúc đẩy và tập hợp nhiềungành, khoa học kỹ thuật khác như lĩnh vực củacác máy quay có cánh quạt trong công nghiệp,giao thông vận tải ngày càng phát triển và xích lạigần nhau hơn.Sự phát triển thiết bị tua bin khí trong côngnghiệp lúc đầu một mặt do ảnh hưởng của kinhnghiệm từ tua bin máy bay yêu cầu gọn, nhẹ vàdễ thiết kế ( như của hãng General Electric).Hướng khác do ảnh hưởng của cấu tạo thiết bịtua bin hơi trong nhà máy nhiệt điện với cáchphân chia thành từng phần tử cấu thành riêngtrong từ tổ hợp. Thực tế thường phải thiết kếtheo hai hướng trên do yêu cầu sử dụng trongcông nghiệp những nguồn năng lượng cố địnhhay di chuyển được.Ngày nay thiết bị tua bin khí được sử dụng rộngrãi. Nó đang chèn ép những động cơ kiểu pistontrong phạm vi công suất cao nhất và thiết bị hơinước trong phạm vi công suất thấp (như các trạmphát điện bù tải ngọn hoặc dự trữ). 2.2> Đặc điểm của tuabin khí với máy sinh khíkiểu pittông tự do: + Quá trình sinh công ở động cơ tuabin là quátrình liên tục nên tạo ra mômen quay đều; + Môi chất công tác là sản phẩm cháy củanhiên liệu với không khí, được hình thành ngaytrong buồng cháy của động cơ; + Môi chất công tác có thể đi qua tuabin nhiềunên công suất của động cơ lớn; + Chiều quay của động cơ được quyết định bởihướng đi của dòng môi chất công tác nên động cơchỉ quay một chiều; + Do được cân bằng tốt nên khi động cơ làmviệc ổn định không sinh ra lực quán tính, khônggây rung động; + Khi động cơ làm việc ở tốc độ quay thấp,tính kinh tế không cao. Vì vậy, cần nâng cao tốcđộ quay để nâng cao tính kinh tế và buộc phảidùng bộ giảm tốc nên kết cấu trở nên cồng kềnh. Do sự hạn chế về tính bền nhiệt của vật liệuchế tạo các chi tiết nên không thể đạt được hiệusuất nhiệt cao và tuổi thọ cũng thấp. Mặc dù ra đời muộn, nhưng ngày nay tuabinđược sử dụng trong nhiều lĩnh vực như nănglượng, vận tải, … 2.3> Sơ đồ nguyên lý của TBNL tuabin khí : 2.4> Các bộ phận hợp thành của TBNL tuabinkhíThiết bị tuabin khí gồm: máy nén khí, buồng cháy,tuabin và thiết bị phục vụ: - máy nén: Sử dụng máy nén pittông tự do:- Buồng cháy - Tuabin khí: 2.5 ...