N01_Diu_khin_mc_nc_bao_hi_Ung_Sy_C

Contents MỞ ĐẦU .3 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỐI TƯỢNG CÔNG NGHỆ 1.1 Tổng quan đối tượng công nghệ 1.1.1 Mơ tả q trình thủy động lò 1.1.2 Hệ thống điều chỉnh mức nước bao 1.1.3 Vai trò nhiệm vụ điều chỉnh mức nước bao 1.2 Các yếu tố ảnh hưởng tới mức nước bao .7 1.2.1 Lưu lượng nước cấp lò vào lưu lượng sang tua bin chênh lệch 1.2.2 Khi thay đổi lượng nhiệt cấp cho lò 1.2.3 Áp suất bao thay đổi 1.3 Các phương án điều chỉnh mức nước bao .8 1.3.1 Sơ đồ tín hiệu 1.3.2 Sơ đồ hai tín hiệu 1.3.3 Sơ đồ ba xung lượng .9 CHƯƠNG II: THIẾT KẾ VÒNG ĐIỀU KHIỂN ĐỐI TƯỢNG ĐÃ CHỌN 10 2.1 Lựa chọn giải pháp điều khiển 10 2.1.1 Sơ đồ P&ID 10 2.1.2 Sơ đồ cấu trúc hệ thống điều khiển mức nước bao 11 2.2 Lựa chọn thiết bị 12 2.2.1 Đát trích đo mức nước bao 12 2.2.2 Van điều khiển .14 2.2.3 Các điều khiển phản hồi 17 CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT MƠ HÌNH HĨA VÀ TỔNG HỢP ĐỐI TƯỢNG .18 3.1 Phương pháp tổng hợp điều khiển bền vững tối ưu 18 3.1.1 Đặc tính mơ hình đối tượng cơng nghiệp .18 3.1.2 Phương pháp mơ hình hóa theo đặc tính độ 19 3.1.3 Đặt toán tổng hợp hệ thống điều khiển bền vững tối ưu .20 3.1.4 Xây dựng hệ thống bền vững chất lượng cao 20 3.2 Các tiêu đánh giá chất lượng 24 3.2.1 Khái niệm chất lượng điều chỉnh 24 3.2.2 Chỉ tiêu tích phân sai số điều chỉnh .25 CHƯƠNG IV: TỔNG HỢP BỘ ĐIỀU KHIỂN MỨC NƯỚC BAO HƠI 28 4.1 Mơ hình hóa đối tượng .28 4.2 Tổng hợp điều chỉnh tối ưu 30 MỞ ĐẦU Một điều kiện đảm bảo cho làm việc an tồn lị tổ chức đắn trình xảy bên lị, có q trình thủy động dòng pha hai pha bề mặt đốt lò Dòng pha (hoặc nước) có chủ yếu nhiệt hâm nước, luôn chuyển động cưỡng bức, tạo nên bơm (đối với hâm nước) hay giáng áp bao nơi sử dụng nhiệt (đối với nhiệt) Dòng hai pha có bề mặt đốt sinh hay phần sôi hâm nước Khi chuyển động dòng hai pha tạo nên áp lực (do chênh lệch trọng lượng cột nước áp lực bơm) chuyển động đồng thời hai pha Khi dịng hai pha có chuyển động pha khí cịn pha lỏng khơng chuyển động gọi chuyển động khuếch tán Muốn tổ chức đắn trình xảy bên lị q trình cần có hệ thống điều chỉnh, riêng biệt hay liên động với trình khác để đảm bảo cho thông số cần điều chỉnh nằm dải cho phép Đối với lị đốt than phun nói chung, thường có hệ thống điều chỉnh q trình thủy động sau: Hệ thống điều chỉnh mức nước bao Hệ thống điều chỉnh nhiệt độ nhiệt Hệ thống điều chỉnh áp suất bao Hệ thống điều chỉnh xả liên tục xả định kỳ “Hệ thống điều khiển mức nước bao hơi” hệ thống quan trọng để trì vận hành lị ổn định, tránh cố nhóm chúng em định chọn để tài để hiểu sâu thiết bị đo lường điều khiển … thiết bị đảm bảo an toàn cho hệ thống cụ thể, bổ sung kiến thức thực tế mà giảng chưa thể đề cập hết CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỐI TƯỢNG CÔNG NGHỆ 1.1 Tổng quan đối tượng cơng nghệ 1.1.1 Mơ tả q trình thủy động lị Khơng khí quạt gió đưa qua sấy khơng khí sấy nóng với bột than phun vào buồng lửa qua vòi phun để tiến hành trình cháy buồng lửa đồng thời truyền nhiệt cho dàn ống sinh đặt xung quanh buồng lửa Nước ống dàn ống sinh đốt nóng đến sơi sinh Hỗn hợp nước sinh đưa lên tập trung bao Bao dùng để phân ly khỏi hỗn hợp nước Một phần nước chưa bốc có bao đưa vào dàn ống xuống đặt ngồi tường lị Nước ống xuống khơng đốt nóng nên có trọng lượng riêng lớn hỗn hợp nước ống dàn ống sinh Điều tạo nên chênh lệch trọng lượng cột nước làm cho mơi chất chuyển động tuần hồn tự nhiên Hơi khỏi bao bão hòa đưa tới nhiệt để gia nhiệt thành nhiệt Hơi trích từ cấp tuabin tái nhiệt qua dàn nhiệt trung gian Hình 1.1: Đường nước 1.1.2 Hệ thống điều chỉnh mức nước bao Đối với lị có bao vịng điều khiển mức nước bao đóng vai trị quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp tới suất sinh lò a) Ý nghĩa việc điều chỉnh mức nước bao : Đối với chế độ vận hành bình thường lưu lượng nước cấp tổng lượng xả lò Khi tăng tải, lưu lượng nước cấp chưa thay đổi mức nước bao giảm, ngược lại giảm tải Như mức nước bao phản ánh cân vật chất lò hơi, mức nước bao thiết kế dao động xung quanh trùng tâm hình học bao - Nếu mức nước bao cao: + Diện tích sinh giảm dẫn đến giảm suất sinh + Lẫn ẩm vào (kéo theo muối sinh cáu cặn đường ống cánh tua bin); làm giảm nhiệt độ nhiệt; gây thủy kích đường ống - Nếu mức nước bao thấp: + Giảm suất sinh + Có khả sinh đường ống xuống, nguy hiểm xuất hiện tượng tuần hoàn ngược + Khi mức nước xuống thấp bao nhiệt độ cao làm tăng ứng suất mối nối làm giảm tuổi thọ lị Thơng thường mức nước bao phép thay đổi xung quanh giá trị tối ưu ± 75 - 100mm b) Đặc tính lò theo quan điểm điều chỉnh mức nước: Quá trình thay đổi mức nước lị q trình phức tạp có tính chất phức tạp, phụ thuộc vào điều kiện gây trình độ thay đổi sản lượng hơi, lưu lượng nước cấp… mà vào ảnh hưởng thay đổi áp suất, thay đổi thể tích hệ thống ống bao lị Những tượng lại có tác dụng tương hỗ lẫn làm cho trình trở nên phức tạp Khi thay đổi sản lượng lị tốc độ quy dẫn tốc độ tuần hồn vịng tuần hồn thay đổi Do việc điều chỉnh mức nước bao gặp nhiều khó khăn sai lệch lớn Sự tương quan cân vật chất lưu lượng lưu lượng nước cấp ảnh hưởng mạnh mẽ tới mức nước bao Sau trường hợp cụ thể để thấy ảnh hưởng đó: - Khi tải tăng, lưu lượng nước cấp không đổi: Hình 1.2: Đường đặc tính lưu lượng mức nước theo thời gian Tải tăng dẫn đến áp suất bao giảm xuống, hỗn hợp nước sinh nhiều bề mặt sinh hơi; nhiệt buồng lửa tăng dẫn tới tỉ lệ giàn ống sinh tăng, nước ống dồn bao gây tượng sủi bọt sôi bồng mức nước ảo (1) Mức nước lý thuyết (2) Mức nước sôi bồng (3) Mức nước thực tế Từ đường đặc tính ta thấy,mức nước thực tế thay đổi khác hẳn với lý thuyết ảnh hưưởng tượng sôi bồng (sự thay đổi mức nước xảy nhanh, từ 10 – 30 giây), việc điều chỉnh mức nước trường hợp cần quan tâm đặc biệt - Khi lưu lượng nước cấp tăng, tải cố định: Hình 1.3: Đường đặc tình lưu lượng nước mức nước theo thười gian Lưu lượng nước cấp tăng lên làm cho lượng nước vào bao nhiều hơn, dẫn tới mức nước bao tăng lên (1) Lý thuyết (2) Khi dùng BHN kiểu chưa sôi (3) Khi dùng BHN kiểu sơi Từ đường đặc tính ta thấy, mức nước thực tế hâm nước chưa sôi sôi khác với lý thuyết có qn tính đường ống việc tăng nhiệt độ Khi thiết kế điều chỉnh cần quan tâm tới điều 1.1.3 Vai trò nhiệm vụ điều chỉnh mức nước bao Mức nước bao thông số quan trọng q trình vận hành lị hơi, phản ánh cân vịng tuần hồn tự nhiên lò Nếu mức nước bao tăng cao dẫn đến thể tích chứa bao giảm, làm giảm suất lò, dẫn đến làm giảm hiệu suất lòđồng thời làm giảm nhiệt độ nhiệt Nếu mức nước bao tang mức cho phép làm thay đổi nhiệt độ nhiệt đột ngột Hơi ẩm tràn sang tua bin gây tượng biến dạng làm rỗ cánh tua bin Nếu mức nước bao giảm làm tuần hoàn tự nhiên lị, đường ống sinh khơng làm mát dần đến biến dạng phồng nổ Trong q trình vận hành lị mức nước bao thay đổi dao động lớn, địi hỏi người cơng nhân vận hành phải điều chỉnh mức nước bao kịp thời ổn định giá trị cho phép song lị có nhiều thơng số cần theo dõi vàđiều chỉnh người công nhân vận hành không thểđiều chỉnh kịp thời liên tục mức nước bao ổn định Chính lý người ta thiết kế bộđiều chỉnh tựđộng cấp nước cho lòđểổn định mức nước bao nhằm làm giảm cường độ lao động người công nhân vận hành, đồng thời đảm bảo an toàn cho thiết bị, tăng hiệu suất lò 1.2 Các yếu tố ảnh hưởng tới mức nước bao 1.2.1 Lưu lượng nước cấp lò vào lưu lượng sang tua bin chênh lệch - Khi lưu lượng sang tua bin tăng lên lượng nước bao bay nhiều làm cho mức nước bao giảm đi, ngược lại lưu lượng sang tua bin giảm lượng nước hố giảm làm cho nước bao tăng lên - Khi lưu lượng nước cấp vào lị tăng lên mức nước bao tăng lên ngược lại lưu lượng nước cấp vào lị giảm mức nước giảm 1.2.2 Khi thay đổi lượng nhiệt cấp cho lò Khi lượng nhiệt cấp cho lò thay đổi mức nước bao thay đổi theo -Khi lị vận hành bình thường lý mà lượng nhiệt cấp cho lò tăng lên, cụ thể tăng lượng than khơng khí vào lị thời gian đầu khoảng 130 giây mức nước tăng vọt lên tăng hàm lượng hệ thống đột ngột tượng sôi bồng Sau thời gian này, lượng nhiệt cấp cho lị tăng mức nước bao lại bắt đầu giảm dần lượng nước hoá tăng -Khi giảm lượng than khơng khí cấp cho lị mức nước bao thay đổi theo chiều ngược lại, lúc lượng nước hoá dẫn đến mức nước bao tăng lên 1.2.3 Áp suất bao thay đổi - Khi áp suất bao thay đổi mức nước bao thay đổi theo quan hệ : áp suất (P) tăng mức nước(H) giảm P H Quan hệ giải thích sau: + Khi áp suất tăng mức nước bao giảm xuống áp suất nén nước xuống +Ngược lại áp suất giảm dẫn đến mức nước bao tăng 1.3 Các phương án điều chỉnh mức nước bao 1.3.1 Sơ đồ tín hiệu Sơ đồ sử dụng tín hiệu mức nước bao H, dùng cho lò nhỏ (0 - hệ số trọng Nói chung, tiêu tích phân số chất lượng gián tiếp Nó phản ánh tương đối tổng hợp độ tác động nhanh độ điều chỉnh hệ thống Tuy nhiên, số trường hợp tiêu tích phân có ý nghĩa vật lý trực tiếp Ví dụ, tích phân (3.1) dùng để tính sai số góc kim đồng hồ điện gây sai lệch tần số dao động đồng hồ sau thời gian định Tích phân (3.3), nhiều trường hợp biểu diễn tiêu hao lượng trình độ Dưới đây, ta xét chi tiết tiêu tích phân tuyến tính (3.1) tiêu tích phân bình phương (3.3) 25