Nghiên cứu, thiết kế hệ thống điều khiển áp suất hơi của lò hơi trong nhà máy nhiệt điện

Nghiên cứu, thiết kế hệ thống điều khiển áp suất hơi của lò hơi trong nhà máy nhiệt điện. Bài viết giới thiệu hai công trình nghiên cứu triển khai của Liên hiệp cổ phần “Emalians” (Liên...

TRUONG PAI HOC BACH KHOA HA NOI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGHIÊN CỨU, THIẾT KE HE THONG DIEU KHIEN AP

SUAT HOI CUA LO HOI TRONG NHA MAY NHIET DIEN

NGANH: DIEU KHIEN TU DONG

MA SO: 60526003

NGUYEN THỊ:

| _ Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYÊN VĂN HOÀ

Trong sự phát triển của xã hội, điện năng gắn liền với các hoạt động sản xuất

và sinh hoạt Nhu cầu điện năng phục vụ đời sống và sản xuất tăng lên đòi hỏi những nỗ lực của ngành điện cần phát triển thêm các nguồn điện mới như năng lượng gió, năng lượng mặt trời, còn các nguồn điện truyền thống như thủy điện, nhiệt điện cần nâng cao công suất điện bằng cách xây dựng thêm

nhà máy mới, cải tiến hoặc thay thế các thiết bị đã cũ lạc hậu Như thế sẽ

nâng cao được chất lượng và số lượng của nguồn điện Theo số liệu thống kê

và dự báo của Viện Năng lượng, tính đến năm 2005 tông công suất lắp đặt các nhà máy điện trong nước là 10.445MW trong đó 9 nhà máy nhiệt điện chiếm 16%, dự kiến đến năm 2020 tông công suất lắp đặt là 30.000MW trong

đó nhiệt điện chiếm 50% Luận văn được thực hiện với mục đích nghiên cứu

tổng quát về hệ thống điều khiển lò hơi trong nhà máy nhiệt điện và đi sâu vào xây dựng mô hình, đề xuất phương án điều chỉnh giữ ốn định áp suất hơi Luận văn gồm có các nội dung chính sau:

- Chương 1 trình bày giới thiệu chung về lò hơi trong nhà máy nhiệt điện thông qua nguyên lý hoạt động, câu tạo, phân loại lò hơi, các chỉ tiêu cơ

bản của lò hơi cũng như các hệ cân bằng diễn ra trong lò hơi v.v

- Chương 2 sẽ đi vào trình bày tổng quan về hệ thông điều khiển lò hơi

Trong chương này cũng trình bày sơ bộ về một số hệ thống điều khiển

đảm bảo quá trình chuyển hóa năng lượng như hệ điều khiển phụ tải nhiệt,

hệ điều khiển khói gió, hệ điều khiển mức nước bao hơi

- Chương 3 sẽ đi sâu vào trình bày về hệ điều khiên đảm bảo chất lượng hơi

với các thông sô nhiệt độ, áp suât, lưu lượng

hình đã xây dựng

-_ Nội dung Chương 5 là hai thuật toán điều chỉnh ổn định áp suất hơi: PID

kinh điển và PI mờ, đồng thời có mô phỏng trên phần mềm Matlab dé

đánh giá chất lượng của các bộ điều khiển đó

Để hoàn thành luận văn này, ngoài nỗ lực của bản thân, tôi còn nhận được sự

quan tâm, giúp đỡ và hướng dẫn tận tình củả thày giáo, TS Nguyễn Văn Hòa Tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn và gửi tới thầy lời cảm ơn chân thành và sâu

sắc nhất | |

Tôi cũng xin được gửi lời cảm ơn tới Ban Giám hiệu, Trung tâm đào tạo và

bồi dưỡng sau đại học, trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã tạo điều kiện và giúp đỡ tôi hoàn thành Khoá học sau đại học

Lời cảm ơn cuối cùng tôi dành gửi tới toàn thé gia đình, bạn bè, đồng nghiệp

đã giúp đỡ động viên để tôi hoàn thành luận văn này |

Luận văn được thực hiện với sự cô gắng của học viên tuy vậy không tránh

khỏi có những thiếu sót Người thực hiện rất mong nhận được sự góp ý, nhận

xét của các thày cô giáo và các bạn quan tâm

Hà Nội ngày 15 tháng 11 năm 2006

fee

Nguyễn Thi Hồng Hạnh

DANH MỤC BẢNG BIỀU - SG St SsSESESE SE 155511128 E5E1E1 1E 9

DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỎ THỊ .- 2G 22122 S23 S2E S151 EE SE re 10

1 Gidi thiéu chung về lò hơi trong nhà máy nhiệt điện 22 the, 13

1.1 Khai niệm quá trình hoá hơii -c- + k SE E S3 E3 E8 E SE Sen nan cày 13

1⁄2 Khái niệm cơ bản về lò hơi cc-cccccsrkrrkertrrrrrrreerve 14

1.2.1 Nguyên lý hoạt động của lò hơi đốt than phun 16 1.2.2 Quá trình biến đổi năng lượng trong lò hơi 2e cecs5¿ 21 1.3 Phân loại lò hơi - - Gv S1 S11 nH TH TH nang 22

1.4 Chi ti€u co ban ctha 10 HOD cece ececceccccecccceleccuccsceececcecececsteeecccueeecs 24

1.4.1 Chỉ tiêu sản lượng hoi D ooeeceeeeeccececceccescescesccscesccsececescseeeeesees 24

1.4.2 _ Hiệu suất lò hơi - 2 ca s22 2e se crsei veceuseessecssessenseeaseasens 24

1.5 Các hệ cân bằng khối lượng và năng lượng trong lò hơi 26 1.5.1 Cân bằng về khối lượng giữa hơi và nước cấp - 26 1.5.2 Cân bằng khối lượng nhiên liệu và gió với khói thải và tro xỉ 27

1.5.3 Cân băng thành phần hoá học - 2s c2 S22 E2E2E2E2E2E2Eszse2 si

1.5.4 Cân bằng năng lượng của lò hơi nen 28

2 Hệ thống điều khiển lò hơi — ,ÔỎ 31 2.1 Téng quan hé théng diéu khién 10 hoi e.ccecececccsceseessesescesseecsseeeeeeees 31

2.1.1 Lồ hơi là một đối tuong diéu khién oe eececcccccccccecceccececcesceceeces 31 2.1.2 Giới thiệu chung hệ thống điều khién 16 hoi - cceccccccecceccecceccecees 32

2.2 Hệ điều khiển phụ tải nhiệt 2 tt Sa 22T Sn SE SE E2 En nnneei 34

2.2.1 Các yêu cầu về nhiên liệu - 22-2 SS SE S2 S12 S SE Sn nE ng nen ceệi 34

2.2.2 _ Hệ thống nghiền than và vận chuyển than nghiện a7

2.2.3 Tống hợp hệ thống điều khiển nhiên liệu trong lò hơi 37 2.3 Hệ điều khiển khói giÓ - 5 5s kSt SE SE 3S n1 Sn 11112 12251811155 1E 39

2.3.3 Hệ thống điều khiển chân không buông đốt

2.4 _ Hệ điều khiển mức nước bao hơi .- < sex sx ke cesvzzece2 2.4.1 _ Hệ thống cung cấp và lưu thông nước trong lò hơi

2.4.2 Hé thong điều khiển nước cấp -. - +2 2 s+ssesz£zzzxzesrrexeed

3 Hệ thống điều khiến chất lượng hơii - 252 S+22z St vsexetrererrreered

3.1 Các đại lượng điều khiển hơi TH Hee

3.1.1 Lưu lượng hƠi So S Sex LH HH ve

3.1⁄2 - Nhiệt độ hơi -c222cc22CvrcEEEErrrrrtrrrrrrrrrrrrrerrrree

3.1.3 Áp suất hơi SĂSĂStSv ST HH He

3.2 Các vòng điều chỉnh tham số hơi : -c:©cs+ccvcseresrrreei

3.2.2 Điều khiển nhiệt độ hơi quá nhiệt

4 Mô hình hoá lò hơi cho bài toán điều chỉnh ôn định áp suất hơi

4.1 Các phương trình cân bằng của lò hơi

Mô hình hoá bộ phận đốt nhiên liệu

Mô hình hoá bao hơi

Mô hình hoá bộ quá nhiệt và van cấp hơi

Sơ đồ mô phỏng . ¿+52 +2 Sx sex sec:

Tính toán các thông sô có trong sơ đô mô phỏng

Ợ _

À Ắ

(.Ặ

x '

5.1 Chuẩn hóa các đại lượng đầu vào/ra cho bộ điều khiển 63

5.1.1 Chuẩn hóa đầu vào ¿-c- sStckEEEEEEEEEEESEEEEEErerrerrerrrred 84

5.1.2 Chuan h6a dau £8 ccccccccccccscsescssssescsseecscsevscseecasececvececvececuecececeeeeee 84

5.2 Thuật toán điều chinh PID kinh dian cosccccccssscccsssssssssssssssessssssssseveeee 85 5.2.1 _ Đôi nét về thuật toán điều chỉnh PID ¿22 ccccsczzzzcs¿ 85

5.2.2 Thiét ké thuat todn diéu chinfi PID ccccesccseccscsssseceesesssseeseees 87

5.2.3 Khảo sát hoạt động của hệ thống điều chỉnh : -: 88 5.2.4 Nhan xét các kết quả mô phỏng . -+©cszecssc+ 93 5.3 Thuật toán điều chỉnh PÏ mờ - - s++x+StEE+Ee+EeESEtrEerxzrerrees 94 5.3.1 Đôi nét về cấu trúc của bộ điêu khiển PI mờ 94

5.3.2 Đề xuất thuật toán PI mờ He 95

5.3.3 Mô phỏng hoạt động của bộ điều khiển PI mờ 100 5.4 Nhận xét về hai thuật toán điều khiển PI và PI mờ - 104

TÀI LIỆU THAM KHẢO - 2-5 sSEEESEEEEEEEESEEEEE121521215211211 22x 106

PHỤ LỤC A -«< <<s+2 "— 107

: Độ mở van cấp hơi quá nhiệt (%)

: Sản lượng hơi kinh tế (kg/) ˆ

: Sản lượng hơi định mức (kg/S)

: Phần trăm độ mở của van nhiên liệu (%)

: Lưu lượng nhiên liệu ứng ứng với As độ mở van (kg/S)

: Lưu lượng nhiên liệu ứng với 100% độ mở van (kg/5)

: Giá trị chuẩn hóa của lưu lượng nhiên liệu đưa vào buồng cháy : Hiệu suất của lò hơi

: EntanpI của nước trong lò hơi (J/kg)

: Entanpi cua hoi bao hoa (J/kg)

: Entanpi của nước trong đường ống sinh hơi (J/kg)

: Hệ số vi phân của bộ điều chỉnh PID

: Hệ số liên hệ giữa độ biến thiên entanpy trong bao hơi và áp suất

: Hệ số tích phan cua bộ diéu chinh PID

: Hệ số tỷ lệ của bộ điều chỉnh PID

: Hàm phản ánh mối quan hệ giữa nhiệt độ nước và áp suất trong bao hoi (°C /psi)

: Hệ số truyền nhiệt từ thành ống vào trong nước (1/°C )

Luận văn thạc sỹ khoa học Nguyên Thị Hông Hạnh

f, : Hằng số thời gian trễ (s) |

a : Hang số thời gian trễ của van nhiên liệu (s)

u : Tín hiệu điều khiến van nhiên liệu “

ue : Giá trị chuẩn hóa đầu ra điều khiển van nhiên liệu

Bảng 5.1: Thông số tập mờ của bộ chỉnh định hệ số Kpz -s s25: 95

Bảng 5.2: Thông số tập mờ của bộ chỉnh định hệ số Ky 2+2: 96

Bảng 5.3: Lập luật mờ của bộ chỉnh định Kpg cccĂ s22 csscccess 9S Bang 5.4: Tập luật mờ của bộ chỉnh định K;p 2c c ca 99

` +

Luán văn thạc sỹ khoa học Nguyên Thị Hồng Hạnh

DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỎ THỊ

Hình 1.1: Sơ đồ khối minh họa cấu trúc cơ bản của lò hơi - 14

Hình 1.2: Minh họa cơ cấu gia nhiệt cho không khí đầu vào 15

Hình 1.3: Minh họa cơ cấu gia nhiệt cho nước đầu vào . -: «- 15

Hình 1.4: Một số bộ phận chính của lò hơi đốt than PNUD nnmsscwenemmennmess 16 Hình 1.5: Đặc tính nhiệt của các loại hơi quá nhiỆt «<< << «<2 19 Hình 1.6: Cân bằng về khối lượng giữa nước*cấp và hơi -s- 27 Hình 1.7: Cân bằng khối lượng giữa nhiên liệu, gió và khói thải, tro xỉ 27

Hinh 1.8: Can bằng thành phần hóa học trong nước cấp và hơi 27

Hình 1.9: Cân bằng hóa học giữa đầu vào và đầu ra ¬ 28 Hình 1.10: Cây bằng năng lượng bên trong lò hơi -:: -i 29 Hĩnh 2 T= Cdn tevic Gin TetsiBev cia Te HiOih -assscccccacensconnnnncineecccacornorssueaneesse 33 Hình 2.2: Sơ đồ tổng hợp điều khiến nhiên liệu của lò hơi . - 38

Hình 2.3: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển độ mở cánh hướng van 41

Hình 2.4: Điều khiển phân li áp suất buồng đốt và lưu lượng gió 43

Hình 2.5: Hệ thống lọc khí , hãm nước và bơm nước cấp - 45

Hình 2.6: Sơ đồ điều khiển thích nghi áp suất nước cấp . - s5: 48 Hình 3.1: Mối quan hệ giữa áp suất hơi, lưu lượng hơi và nhiên liệu 54

Hình 3.2: Phương án điều khiển nhiên liệu cấp vào lò dựa vào áp suất hơi 55

Hình 3.3: Phương pháp điều khiển có tốc độ đáp ứng cao và rất linh hoạt 56

Hình 4.1: Minh hoạ bộ phận đốt nhiên liệu trong hệ thống bao hơi 61

Hình 4.2: Sơ đồ khối minh hoạ mô hình của buồng đốt sz<s¿ 61 Hình 4.3: Mô hình của buồng đốt trên miền ảnh Laplace s5: 64 Hình 4.4: Minh hoạ cấu trúc bao hơi và các đường ống nước/ống hơi 65

Hình 4.5: Sơ đồ mô hình toán học bao hơi trên miền ảnh Laplace 66 Hình 4.6: Minh hoa cau tric cla riéng bao hOb ee ceeececeeeeeeeeeseseeesceeeeeeseees 67

Hình 4.7: Minh hoạ cấu trúc của bộ quá nhiệt và van cấp hơi quá nhiệt:‹::‹:.: 68

Hình 4.8: Sơ đồ mô hình toán học của bộ quá nhiệt và van cấp hơi 69

Hình 4.9: Sơ đỗ mô hình toán học của hệ thống 3 9301000 PP TƯ 70

Hình 4.10: Sơ đồ mô phỏng mô hình bộ phận đốt nhiên liệu S222 70 Hình 4.11: Sơ đồ mô phỏng mô hình hắp thụ nhiệt tại đường ống sinh hơi 71

Hình 4.12: Sơ đồ mô phỏng mô hình bao hơii 2-2 s + s+xce£2Evzzzczc: 71

Hình 4.13: Sơ đồ mô phỏng mô hình bộ quá nhiệt và van cấp hơi quá nhiệt 72

Hình 4.14: Các đầu vào và ra trong sơ đồ thô phỏng cả hệ thống bao hơi 73

Hình 4.15: Sơ đồ mô phỏng mô hình cả hệ thống bao hơi .: -:-5- 73

Hình 4.16: Đồ thị áp suất bao hơï c+ccccreererrrrtrrrrrrrrrrrrrrrrrred 76 Hình 4.17: Đồ thị áp suất hơi quá nhiệt . 2+2 2+2 +2 £+2E+2E+EEzEE2EcEEszcscer 77

Hình 4.18: Đỗ thị lưu wong hoi qué nhi€te ccccccccccscescsceccssesescesescesesssseesseseveee 77

Hình 4.19: Đồ thi Ap sudt bao hoi .ceesessssscecseessesscesecsestessesessessessestecsecsessvenseee 78 Hình 4.20: Đồ thị áp suất hơi quá nhiệt . ¿- +©5+5+22++zt+rvvrverrerrrcre 79 Hình 4.21: Đồ thị lưu lượng hơi quá nhiệt ¿s5 se se xe 2E 3e eEeEsEcze 79 Hình 4.22: Đồ thị áp suất bao hơii - - 5 sec E SE S23 S SE S2 cv se sec csec 81 Hình 4.23: Đồ thị áp suất hơi quá nhiỆt + sxk+tSE+ESEEeEzeseEeeskd 81 Hình 4.24: D6 thi luu long hoi qué nhiét ccece ce eescecceccecceccecesceesesescasesens 82 Hình 5.1: Sơ đồ hệ thống điều chỉnh ổn định áp suất quá nhiệt của bao hơi 83

Hình S2: Tác tính hoi quad WWE sisassssnsssivcssasanesanonacoeennoxenanennnnanconseonaunansnnenanans S7

Hình 5.3: Sơ đồ mô phỏng hệ thống điều chỉnh dùng bộ PI kinh điển 88 Hình 5.4: Đồ thị áp suất hơi quá nhiệt khi van cấp hơi mở 10% 89

Hình 5.5: Đồ thị lưu lượng hơi khi van cấp hơi quá nhiệt mở 10% 89 Hình 5.6: Đồ thị độ mở van nhiên liệu khi van cấp hơi quá nhiệt mở 10% 90 Hình 5.7: Đồ thị áp suất hơi quá nhiệt khi van cấp hơi mở 50% 90 Hình 5.8: Đồ thị lưu lượng hơi khi van cấp hơi quá nhiệt mở 50%

Hình 5.9: Đồ thị độ mở van nhiên liệu khi van cấp hơi quá nhiệt mở 50% 91

Hình 5.10:

Hình 5.11:

Hình 5:13:

Hình 5.13:

Hình 5.14:

Hình 5.15:

Hình 5.16:

Hình 5.17:

Hình 5.18:

Hình 5.19:

Hình 5.20:

Hình 5.21:

Hinh 5.22:

Hinh 5.23:

Đồ thị áp suất hơi quá nhiệt khi van cấp hơi mở 100% 92

Đồ thị lưu lượng hơi khi van cấp hơi quá nhiệt mở 100% 92

Đồ thị độ mở của van nhiên liệu khi van cấp hơi mở 100% 93

Cấu trúc bộ điều khiển PI mờ 5255 + +22 £+s+zezxeereeeeei 94 Cấu trúc của bộ chỉnh định mờ - ¿5 5555253 *+e+sesserereres 94 WG silane (Bly CG a tošsgeoiexaictsnoittvrdtptGUT4g8900012603009Sg8% 94 Mô phỏng bộ điều khiển PI mờ 3 đầu vào/1 đầu ra 100

Mô hình mô phỏng của cả hệ thống điều chỉnh 100

Đồ thị độ mở của van nhiên liệu khi van cấp hơi mớ.10% 101

Đồ thị áp suất hơi quá nhiệt khi van cấp hơi mở 10% 101

Đồ thị độ mở của van nhiên liệu khi van cấp hoi mo 50% 102

: Đồ,thị áp suất hơi quá nhiệt khi van cấp hơi mở 50% 102

Đỏ thị độ mở của van nhiên liệu khi van cấp hoi mo 100% 103

Đồ thị áp suất hơi quá nhiệt khi van cấp hơi mở 100% 103

1 Giới thiệu chung về lò hơi trong nhà máy nhiệt điện

Nhà máy nhiệt điện chiếm một thị phần quan trọng trong ngành sản xuất điện năng của đất nước Nhà máy hoạt động dựa trên nguyên tắc chuyển hóa nhiệt năng thành cơ năng rồi sau đó thành điện năng Ở đây nhiệt năng được tạo

thành từ việc đốt cháy các nhiên liệu: than đá, khí thiên nhiên, dầu mỏ tại

buồng đốt làm nước trong lò hơi chuyển hóa thành hơi nước Hơi nước (với các điều kiện về áp suất, nhiệt độ, lưu lượhg) được đưa tới sinh công ở tuabin Điện năng thu được ở đầu ra của máy phát sẽ được đưa qua hệ thống các trạm biến áp để nâng lên cấp điện áp thích hợp trước khi hòa vào lưới điện quốc gia Nội dung chương 1 được dành để tìm hiểu về cấu trúc của phần tử quan trọng nhật trong nhà máy nhiệt điện — lò hơi và các tham số của nó Căn cứ vào đó, một sô chiên lược điêu khiên lò hơi sẽ được hình thành

1.1 Khái niệm quá trình hoá hơi

Trong quá trình biến đổi từ nước sang hơi, nhiệt năng có tác dụng đưa nhiệt

độ của nước lên đến ngưỡng hóa hơi, là 100C tương ứng với áp suất khí

quyền Tuy nhiên, khi áp suất tăng thì giá trị nhiệt độ tại ngưỡng hóa hơi của nước sẽ bị tăng lên cao tương ứng Và khi nước hóa hơi, nhiệt lượng cung cấp tiếp tục cũng không làm cho nhiệt độ của hơi nước tăng thêm nữa, do vậy ta

có được giá trị nhiệt độ bão hòa Trong quá trình nước chuyền hóa thành hơi, lượng nhiệt đưa thêm vào sẽ không làm tăng nhiệt độ hơi bão hòa nhưng sẽ làm bay hơi tiếp lượng nước đang còn ở dạng lỏng Nếu hơi không còn lẫn

nước thì người ta gọi là hơi khô, còn nếu vẫn lẫn nước chưa hóa hơi hết thì

gọi là hơi ướt Phần trăm về khối lượng các giọt nước trong hơi ướt được gỌI

là % độ âm Đối với hơi khô, nếu tiếp tục gia nhiệt vừa phải thì nhiệt độ của

hơi vượt quá nhiệt độ bão hòa, khi đó người ta thu được hơi quá nhiệt

Luận văn thạc sỹ khoa học Nguyễn Thị Hồng Hạnh

1.2 Khái niệm cơ bản về lò hơi

Hơi

Phần nước/hơi Nước dư

Hình I.I: Sơ đô khối mình họa cấu trúc cơ bản của lò hơi

Trong nhà máy điện, lò hơi là thiết bị sinh hơi, thực hiện hai nhiệm vụ chính:

~ chuyển Hóa năng lượng của nhiên liệu: than đá, khí thiên nhiên, dầu mỏ trong buồng đốt thành nhiệt năng;

- _ truyền nhiệt năng cho các chất tải nhiệt — môi chất và thông qua hệ

thống dẫn đưa môi chất đi làm quay tuabin Thường trong lò hơi

chất tải nhiệt là nước được gia nhiệt thành hơi bão hòa hoặc hơi quá nhiệt

Hình J.J trén minh họa cấu tạo của một lò hơi sử dụng trong nhà máy nhiệt

điện Lồ hơi bao gồm hai thành phần: hệ thống biến đổi nước - hơi nước

(phần hóa hơi), hệ thống biến đổi nhiên liệu - không khí - khí thải (phần gia

nhiệt - phần đốt) Trong phần hóa hơi, đầu vào là nước, còn đầu ra là hơi, ở giữa xảy ra quá trình hấp thu nhiệt của nước, khi nhiệt độ đạt đến điểm hóa

hơi sẽ sinh ra hơi Tại phần đốt, trước khi vào buồng đốt nhiên liệu được trộn

với không khí theo tỷ lệ thích hợp để đảm bảo hiệu suất cháy tối ưu Nhiệt lượng tỏa ra sẽ được một hệ thống ống dẫn nước hấp thu để gia nhiệt cho

nước Khí thải của quá trình đốt hỗn hợp nhiên liệu và không khí vẫn còn tích

một lượng lớn nhiệt, do đó trên đường dẫn khí thải được bố trí thêm các cơ

cấu trao đổi nhiệt với đường ống dẫn nước và đường dẫn khí vào Việc gia

nhiệt cho không khí có tác dụng giảm mức tốn hao nhiên liệu cung cấp cho

quá trình cháy Ước tính, cứ đầu vào nước có nhiệt độ tăng thêm 10°F thi

giảm được 1% lượng nhiên liệu cần tiêu thụ, nếu nhiệt độ không khí tăng thêm từng 40PF thì cũng giảm được 1% lượng nhiên liệu tiêu thụ

Hình 1.3: Minh họa cơ cấu gia nhiệt cho nước đầu vào

Với lò hơi đốt phun là loại lò hơi được sử dụng với công suất trung bình và lớn, dùng phổ biến hiện nay trong các nhà máy nhiệt điện ở nước ta, có thể

đốt nhiên liệu khí, nhiên liệu lỏng phun thành hạt hoặc nhiên liệu rắn nghiền

thành bột mịn Lò hơi đốt phun thể hiện trong Hinh 7.4 gồm các bộ phận

chính: bao hơi, van hơi chính, đường nước câp, vòi phun nhiên liệu, buông

lửa là không gian để đốt cháy tất cả nhiên liệu phun vào lò, phéu tro lạnh dé làm nguội các hạt tro xỉ trước khi thải ra ngoài trong trường hợp thải xỉ khô, giếng xỉ để hứng tất cả xỉ ra ngoài, bơm nước cấp, ống khói, bộ sấy không khí, quạt gió, bộ hâm nước, dàn ống nước xuống, dàn ống nước lên Dãy

feston — dàn ống sinh hơi và bộ quá nhiệt, bộ lọc bụi để chống mài mòn cánh

héu cấp

Hình I.4: Một số bộ phận chính của lò hơi đốt than phun

1.2.1 Nguyên lý hoạt động của lò hơi đốt than phun

Bột nhiên liệu được gió cấp một thổi qua vòi phun đưa vào buồng lửa, nhận nhiệt từ buồng lửa và sản phẩm cháy, được sấy nóng, say khô, tách chất bốc,

tạo cốc và bắt đầu cháy Mặt khác, dưới tác dụng của quạt gió, không khí

được đưa vào đầy đủ, cháy kiệt các chất bốc và cốc, tạo thành sản phẩm cháy

và tro xỉ ở nhiệt độ cao Tro xỉ bị chảy lỏng, một bộ phận kết lại với nhau

thành hạt lớn rơi xuống đáy buồng lửa, có thể thải ra ngoài dưới dạng xỉ lỏng nếu như không làm nguội, tro xỉ có thể được làm nguội trong phếu tro lạnh, đông đặc lại rồi thải ra ngoài dưới dạng xỉ khô Những hạt tro xỉ bị dòng sản phẩm cháy cuốn theo, nguội dần do truyền nhiệt cho môi chất qua các dàn ông, đông đặc lại trước khi ra khỏi buồng lửa rồi theo sản phẩm cháy đi qua

bộ khử bụi bị tách ra hoặc thải ra ngoài qua ông khói Tuy nhiên vẫn còn một

bộ phận bám lại trên các bề mặt truyền nhiệt hoặc trên các đường ống dẫn khói Sản phẩm cháy khi ở trong buông †ửa có nhiệt độ khá cao, khoảng 1200 đến 1600°C, qua các bề mặt truyền nhiệt cho môi chất, nhiệt độ giảm xuống 120°C dén 180°C trước khi thải ra ngoài

Nước cấp được đưa qua bộ phận hâm nước, được đốt nóng đến xấp xỉ nhiệt

độ bão hoà dan vào bao hơi Sau đó nước sẽ đi xuống theo dàn ống xuống, tức là những dàn ống nhận nhiệt ít hoặc không nhận nhiệt, qua ống góp dưới rồi đi lên theo dàn ế ống sinh hơi tức là dàn ống nhận nhiệt nhiều, trong các dàn ống này nước nhận nhiệt biến thành hơi tạo thành hỗn hợp nước và hơi có

khối lượng riêng nhỏ, rồi lại trở về bao hơi Ở đây, hơi được tách ra rồi đưa

qua bộ quá nhiệt để tiếp tục đốt nóng trở thành hơi quá nhiệt đi tới turbin Phần nước còn lại chưa hoá hơi tiếp tục trở về dàn ống xuống cùng với nước cấp tạo thành vòng tuần hoàn tự nhiên Lò hơi đốt than phun thường cung cấp -hơi nước chạy các turbin có thông số trung bình hoặc cao, áp suất có thể lên tới hàng trăm bar, nhiệt độ xAp xi 600°C, công suất trên dưới 3000T/h

Hơi nước chính là đối tượng mang nhiệt năng, hơi được dẫn đến tuabin để sinh công (nhờ sự chuyển hóa năng lượng từ nhiệt năng thành cơ năng)

Nước từ bao hơi được đưa xuống quanh lò bởi các ống dẫn (bao hơi đặt phía trên lò, ở vị trí cao nhất) Buông đốt được cấu tạo từ các dàn Ống sinh hơi, các ống sinh hơi được hàn với nhau bằng các thanh thép dẹt dọc theo hai bên vách Ống tạo thành các dàn Ống kín Các dàn ông sinh hơi tường trước và tường sau

Luận văn thạc sỹ khoa học Nguyên Thị Hong Hanh

ở giữa tạo thành vai lò, phía dưới tạo thành các phếu tro lạnh Phía trên buông đốt, các dàn Ống sinh hơi tường sau tạo thành phần lồi khí động Trên bề mặt ống sinh hơi, vùng rộng của buồng đốt từ dưới vai lò tới trên phéu lạnh được

gắn gạch chịu nhiệt tạo thành vùng đai đốt bảo vệ bề mặt ống

Đề 6n định tuần hoàn, các dàn ống sinh hơi được chia thành các vòng tuần hoàn nhỏ Nước từ bao hơi theo đường ống nước xuống, phân chia đi vào các

ống góp dưới trước khi vào các dàn ống sinh hơi Các dàn ống sinh hơi được

đốt nóng trực tiếp bởi ngọn lửa trong lò, nước trong các dàn ống sẽ sôi và sinh hơi Hỗn hợp hơi nước bốc lên từ các dàn Ống sinh hơi tường -hai bên lò tập

trung vào các ông góp trên hai bên sườn trần lò, từ các dàn ống sinh hơi tường

trước tập trung vào các ống góp trên tường trước và từ các dan ống sinh hơi tường sau tập has vao cac Ống góp trên tường sau của lò Từ các ống góp này hỗn hợp hơi nước ởi vào bao hơi bằng các đường ống lên

Sự khứ âm hơi bão hoà

Hơi sau khi vào bao hơi sẽ qua bộ lọc hơi để lọc đi phần nước trong hỗn hợp hơi nước rồi được đưa vào bộ quá nhiệt Cấu tạo bộ lọc hơi có nhiều cách và thường hay sử dụng nguyên lý lực l¡ tâm Hỗn hợp hơi và nước bốc lên và đi vào bộ lọc, bên trong bộ lọc sẽ tạo ra lực li tam quay khiến cho các hạt nước

có khối lượng nặng hơn bị văng ra xung quanh thành bộ lọc và đưa quay trở

lại bao hơi, còn hơi nhẹ thì vẫn bốc lên trên và đi vào Ống dẫn hơi ra khỏi bao

hơi Tuỳ thuộc vào yêu cầu độ khô của hơi mà thiết kế các bộ lọc hơi, chúng thường được xếp thành dãy liên tiếp chồng lên nhau trên đường hơi đi ra khỏi

bao hơi Để đảm bảo chất lượng hơi bão hoà trước khi sang bộ quá nhiệt, trong bao hơi trang bị hai cấp rửa hơi, cấp thứ nhất là các tắm lỗ đặt ngay trên các cyclone, cấp thứ 2 là các tấm cửa chớp đặt trên đỉnh bao hơi trước các đầu vào đường ông hơi bão hoà

Hơi tuy được lọc nhưng vẫn lẫn những hạt nước nhé li ti, bộ quá nhiệt có tác

dụng khử âm cho hơi và đảm bảo chất lượng hơi trước khi bắn vào tuabin Bộ

quá nhiệt khử ẩm cho hơi bằng cách cấp nhiệt đủ lớn biến toàn bộ hơi nước

thành hơi quá nhiệt Theo chiều ra đường khói, phía trên buồng đốt và trên đường khói nằm ngang bố trí lần lượt các bộ quá nhiệt cấp 1, bộ quá nhiệt cấp

2, bộ quá nhiệt đầu cuối, và phần sau của bộ quá nhiệt trung gian Phần đường khói đi xuống được chia thành 2 đường, trước và sau, được phân cách bởi dàn ống phân cách đầu vào bộ quá nhiệt cấp 1 Đường trước đặt phần đầu bộ quá nhiệt trung gian, đường sau đặt bộ quá nhiệt cấp 1 Lưu lượng khói đi vào 2 đường này có thể iéu chỉnh được nhờ các tấm chắn điện - thuỷ lực trên

đường khói ra sau bộ hâm nước

Hình 1.5: Đặc tính nhiệt của các loại hơi quá nhiệt

Nhiệt độ của hơi bão hoà phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như: dung lượng bao hơi, áp suất hơi, chất lượng nhiên liệu, độ nhẫn bề mặt truyền nhiệt Trong

bộ hơi quá nhiệt của lò hơi thường xảy ra cả hai quá trình truyền nhiệt: bức xạ

và đối lưu, đường đặc tính nhiệt của hơi quá nhiệt chịu ảnh hưởng của cả hai

loại truyền nhiệt này và được thể hiện trong #ìnJ 7.5 Trong đó :

Luận văn thạc sỹ khoa học Nguyễn Thị Hồng Hạnh

Đường số 1 : đặc tính nhiệt của hơi quá nhiệt nhận nhiệt do bức xạ

nhiét;

Duong số 2 : đặc tính nhiệt của hơi quá nhiệt nhận nhiệt do đối lưu;

Đường số 3 : đặc tính nhiệt của hơi quá nhiệt nhận nhiệt từ bộ quá nhiệt

(do bức xạ nhiệt và đối lưu)

Có thể quan sat thay đặc tính nhiệt của hơi quá nhiệt khi nhận nhiệt do bức xạ

và do đối lưu khá ngược nhau Khi lượng hơi ra tăng thì nhiệt độ hơi do

truyền nhiệt bức xạ nhiệt giảm còn nhiệt đo truyền nhiệt đối lưu lại tăng

Trong quá trình hoạt động thì tải luôn thay đổi và để đáp ứng thì lượng hơi ra

cũng thường xuyên phải thay đôi theo Nếu chỉ truyền nhiệt cho hơi bằng một trong hai hình thức bức xạ hoặc đối lưu thì ta có thể thấy lượng nhiệt năng thay đổi theo sự thay đổi của lượng hơi là rất lớn và không đảm bảo chất

lượng hơi, gây thêm phần khó khăn cho quá trình điều khiển cháy và khói gió

để giữ được nhiệt độ hơi không đổi Vì vậy bộ quá nhiệt thường truyền nhiệt theo cả hai hình thức là bức xạ và đối lưu, khi đó đặc tính nhiệt độ hơi quá nhiệt tương ứng với đường số 3: nhiệt độ thay đổi nhỏ khi lượng hơi thay đối lớn Điều này có ý nghĩa rất lớn trong việc đảm bảo chất lượng hơi, nó làm

đơn giản hoá bộ điều khiển nhiệt độ hơi

Để điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt, sử dụng 2 cấp giảm ôn loại hỗn hợp và

các bộ quá nhiệt Bộ giảm ôn cấp 1 dat giữa bộ quá nhiệt cấp 1 và bộ quá

nhiệt cấp 2, bộ giảm ôn cấp 2 đặt giữa bộ quá nhiệt cấp 2 và bộ quá nhiệt cuỗi

cùng Nước phun giảm ôn được lấy từ đầu đây bơm cấp lò hơi

Lò hơi được trang bị 1 bộ gia nhiệt (bộ quá nhiệt trung gian) để tăng nhiệt độ hơi trước khi vào phần trung áp của tua bin Một bộ giảm ôn loại hỗn hợp được đặt trên đường tái nhiệt lạnh (đầu vào bộ quá nhiệt trung gian) để điều chỉnh nhiệt độ hơi ra trước khi vào tuabin trung áp theo đúng chỉ tiêu kĩ thuật

Luận văn thạc sỹ khoa học Nguyên Thị Hồng Hạnh

1.2.2 Quá trình biến đổi năng lượng trong lò hơi

Quá trình biến đổi năng lượng của lò hơi bao gồm các quá trình: biến đổi hoá

năng của nhiên liệu thành nhiệt năng; biến đổi nhiệt năng thành cơ năng và

biến đổi cơ năng thành điện năng Trong đó quá trình biến đổi năng lượng từ hoá năng của nhiên liệu (than đá, dầu mỏ, khí đốt v.v ) thành nhiệt năng của sản phẩm cháy thực hiện trong buông đốt của lò nhờ quá trình đốt cháy nhiên

liệu Nhiệt lượng này khi khởi động lò sẽ có nhiệm vụ truyền nhiệt tích trữ

năng lượng cho các thành phần cấu tạo lồ như thành lò, các đường ống dẫn,

các giàn sinh nhiệt, hâm nước đảm bảo chế độ hoạt động lò Sau khi khởi

động lò (quá trình này thường diễn ra trong khoảng từ 2-3 ngày), nhiệt năng

thực hiện nhiệm vụ chín là truyền nhiệt cho môi chất (nước) qua bộ hâm nước, giàn sinh hơi biến một phần nhiệt năng thành hoá năng (nước hoá hơi) Hơi tiếp tục được truyền nhiệt năng qua bộ hơi quá nhiệt, mang nhiệt năng tới tuabin Tại đây quá trình biến đổi năng lượng từ nhiệt năng thành cơ năng xảy

ra, hơi mang nhiệt năng bắn vào tuabin biến nhiệt năng và cơ năng của hơi thành cơ năng làm tuabin quay Quá trình tiếp theo thực hiện biến đổi từ cơ năng thành điện năng nhờ tuabin quay rotor máy phát Chính vì qua nhiều giai đoạn biến đổi năng lượng như vậy mà năng lượng tốn thất là khá lớn, tông nhiệt năng đầu vào xác định bằng tổng năng lượng chứa trong nhiên liệu, năng lượng hữu ích được xác định bằng năng lượng điện phát ra Có nhiều dạng tôn thất như tốn thất do nhiệt năng tro xỉ, nhiệt năng tốn thất trên các đường ống dẫn, năng lượng do bức xạ, tôn thất do khói thải ra ngoài, tôn thất

do ma sát cơ của tuabin vì vậy hiệu suất của lò hơi trong nhà máy nhiệt điện ngưng hơi chỉ đạt 40- 43%

Luạn văn thạc sỹ khoa học Nguyên Thị Hông Hạnh

1.3 Phân loại lò hơi

Việc phân loại lò hơi thường được thực hiện căn cứ theo một đặc tính nào đó

của lò do vậy kết quả phân loại mang tính chất tương đối

Nêu dựa vào thông sô hơi:

lò hơi thông số thấp, thường được quy ước áp suất p <15bar, nhiệt

độ t<350°C, thường dùng hơi bão hoà;

lò hơi thông số trung bình, thường được quy ước áp suất từ 15bar

đến 60bar, nhiệt độ từ 350 - 450°C; `

lò hơi thông số cao, áp suất trên 60Obar, nhiệt độ từ 450 đến 540°C;

lò hơi thông số siêu cao, áp suất trên 140bar (trong loại này, có thể chia thành lò hơi thông số dưới tới hạn hoặc trên thông số tới hạn) Nêu dựa vào chê độ chuyên động của nước trong lò hơi (nước là môi chât dân

nhiệt):

lò hơi đối lưu tự nhiên, môi chất chỉ chuyển động đối lưu tự nhiên

do sự chênh lệch về mật độ trong nội bộ môi chất mà không tạo được vòng tuần hoàn tự nhiên, thường gặp ở các lò hơi công suất

nhỏ;

lò hơi tuần hoàn tự nhiên, thường gặp nhất là trong phạm vi công suất trung bình và lớn, khi vận hành, môi chất tạo được vòng tuần hoàn tự nhiên nhờ sự chênh lệch về mật độ trong nội bộ môi chất, tuy nhiên cũng chỉ có lò hơi thông số dưới tới hạn mới có thể có vòng tuần hoàn tự nhiên;

lò hơi tuần hoàn cưỡng bức, dưới tác dụng của bơm, môi chất chuyển động theo quỹ đạo khép kín, thường gặp trong lò hơi thông

số cao, còn với lò hơi siêu tới hạn chỉ có thể có vòng tuần hoàn cưỡng bức;

Luận văn thạc sỹ khoa học Nguyễn Thị Hồng Hạnh

-_ lị hơi đối lưu cưỡng bức, đây là loại lị hơi trực lưu hoặc đơn lưu,

trong loại lị hơi này, dưới tác dụng của bơm, mơi chất chỉ đi theo

một chiêu, nhận nhiệt, biến dần thành hơi đưa ra sử dụng mà khơng

cĩ tuần hồn đi lại, tuy nhiên cũng cĩ thể xếp loại lị hơi này thành loại tuần hồn cưỡng bức

Nếu dựa theo cách đốt nhiên liệu:

- 16 hoi dot theo lớp, nhiên liệu rắn (than, củi, bã mía .) được xếp

thành lớp trên ghi để đốt, trộg đĩ cĩ loại cố định, cĩ loại ghỉ

chuyển động thường được gọi là ghi xích, cĩ lơại ghi xích thuận chiều, cĩ loại ghi xích ngược chiều;

- lị hơi đốt phun, nhiên liệu khí, nhiên liệu lỏng phun thành bụi, nhiên liệu rắn nghiền thành bột được phun vào buồng lửa, hỗn hợp với khơng khí và tiến hành các giai đoạn ủa quá trình cháy trong

- _ lị hơi đốt đặc biệt, thường gặp hai loại buồng lửa xốy và buồng lửa

tầng SƠI

Buơng lửa xốy cĩ thể đốt than cám nguyên khai hoặc nghiền sơ bộ Nhiên liệu và khơng khí được đưa vào buơng lửa hình trụ theo chiều tiếp tuyến với tốc độ cao Dưới tác dụng của lực ly tâm, xỉ lỏng và các hạt nhiên liệu cĩ kích thước lớn bám sát thành lớp vào tường lị, rồi đến các hạt cĩ kích thước nhỏ hơn, những lớp này cháy hồn tồn theo lớp, cịn các hạt than nhỏ cùng với chất bốc chuyển động ở vùng trung tâm và cháy trong khơng gian Buồng lửa tầng sơi (tang lỏng), nhiên liệu rắn nguyên khai hoặc nghiền sơ bộ sau khi được đưa vào, dưới tác dụng của giĩ cĩ tốc độ đủ lớn, dao động lên xuống trong một khoảng khơng gian nhất định của buồng lửa và tiến hành các giai đoạn của quá trình cháy

Ngồi ra người ta cịn cĩ thé phân loại lị hơi theo các đặc điêm sau:

Luan văn thạc sỹ khoa học Nguyên Thị Hồng Hạnh

- dựa theo trạng thái xỉ ra, chia thành hai loại thải xi khô và thải xỉ lỏng;

- dua theo ap suất của không khí va san pham chay trong buồng lửa,

có loại buồng lửa áp suất âm, có loại buồng áp suất đương, trong lò hơi áp suất dương có loại đốt cao áp, có loại đốt dưới áp suất bình thường;

- dua theo cách lap đặt, có loại di động, loại tĩnh và loại nửa di động;

- - dựa theo công dụng có loại lò hơi cấp nhiệt, có loại động lực;

- dua theo đặc diém bé mat truyén nhiệt, có loại hơi ống lò, có loại

hơi ống lửa, có loại nằm, có loại đứng

1.4 Chỉ tiêu cơ bản của lò hơi

Sản lượng hơi là lượng hơi sản xuất ra trong một đơn vị thời gian, đo bằng T/h, kg/h hoặc kg/s Thường chú ý ba loại sản lượng:

-_ sản lượng hơi định mức Dạ: là sản lượng lớn nhất mà lò hơi có thể

làm việc lâu dài với thông số hơi quy định, thường ghi trên nhãn hiệu lò hơi;

- sản lượng hơi kinh tế D„: là sản lượng hơi mà lò hơi làm VIỆC VỚI hiệu suất cao nhất, thường bằng 75% đến 90% sản lượng định mức;

- _ sản lượng hơi cực đại: là sản lượng hơi lớn nhất cho phép lò hơi làm việc tạm thời trong thời gian ngăn, vượt sản lượng định mức từ 10

đến 20%

1.4.2 Hiệu suất lò hơi

Xác định các loại tổn thất trên cho ta tính toán được hiệu suất của lò, hay hiệu

suất lò là một thông số đánh giá hiệu quả của lò hơi Xác định được hiệu suất

Luận văn thạc sỹ khoa học Nguyên Thị Hồng Hạnh

lò cho phép ta tính được chính xác lượng nhiên liệu cần thiết phải cung cấp

cho lò từ lượng hơi ra yêu cầu Bài toán điều khiển lò luôn quan tâm đến việc nâng cao hiệu suất lò nhằm tiết kiệm năng lượng đầu vào một cách tối đa

Thông thường hiệu suất lò nằm trong khoảng 40% - 43%

Ta có :

trong đó #7 là hiệu suất của lò, @Ø,„,O.„ lần lượt là tổng năng lượng đầu ra,

Từ yêu cầu đặt công suất điện của nhà máy, ta có được yêu cầu về sản lượng hơi Năng lượng do hơi mang đi đến tuabin là năng lượng có ích Vì vậy năng lượng có ích này là hoàn toàn xác định với yêu cầu của hơi Dựa theo công thức trên khi tính toán được hiệu suất của lò hơi tức là xác định được năng lượng cần thiết cấp vào lò hơi để có được năng lượn§ hữu ích ở đầu ra mong

muốn Có hai phương pháp cơ bản để tính hiệu suất lò đó là :

1) Phương pháp vào/ra :

Trong phương pháp này cần tính đến lưu lượng hơi nước, lưu lượng nước cấp

đến lò, và lượng nước đi xuống từ lò, lưu lượng nhiên liệu cấp vào Ngoài ra năng lượng của mỗi thành phần đó phải được tính đến

Nếu biết được áp suất nhiệt độ, độ âm của hơi nước thì năng lượng của hơi sẽ được xác định bởi đặc tính nhiệt động lực học

Hiệu suất lò sẽ được tính bởi công thức :

Om

trong dé QO la nang luong duoc cap thém vào nước

Phương pháp này có ưu điểm là cách tính khá đơn giản nên hay được sử dụng 2) Phương pháp tốn thất :

Phương pháp này xuất phát từ phương trình cân bằng năng lượng:

Luận văn thạc sỹ khoa học Nguyên Thị Hồng Hạnh

„ — QO, + QO, (1 so)

trong đó Q, la tổng năng lượng tốn thất Khi đó

i= Be 2 „ - Qu (1.4)

O 40 QO

Mac du phuong phap nay cho ta kết quả tính toán chính xác nhưng cách tính thường rất phức tạp do trong phương pháp này đòi hỏi phải tính toán được tồn

thất nhiệt của lò hơi

1.5 Các hệ cân bằng khối lượng và năng lượng trong 16 hoi

Đầu vào và đầu ra của lò hơi có mối quan hệ chặt chế với nhau dựa trên hai định luật cơ bản là: định luật bảo toàn năng lượng và định luật bảo toàn khối lượng, tức là tổng năng lượng và khối lượng đầu vào của lò phải cân bằng với tổng năng lượng và khối lượng đầu ra của lò Kết luận Jai, trong lò bao gồm

/ các cân bằng sau:

- _ cân bằng về khối lượng giữa nước cấp và hơi nước;

- cân bằng khối lượng giữa nhiên liệu, gió với khối lượng khói thải

Và trO XỈ;

- _ cân bằng thành phần hoá học chứa trong nước cấp và hơi ; | -_ cân bằng thành phần hoá học giữa nhiên liệu cộng gió thứ cấp với

- can bang nang luong cua 16 hoi

1.5.1 Cân bằng về khối lượng giữa hơi và nước cấp

Nước được cấp đến bao hơi, ở bao hơi nước nhận nhiệt năng từ quá trình cháy trong lò hơi và chuyển hóa thành hơi nước bão hòa Ngoài lượng hơi chính thoát ra từ bao hơi được dẫn tới tuabin thì còn có một lượng nước ởi xuống quay trở lại bao hơi Đây chính là lượng nước được tách ra từ hơi bão hòa qua

bộ phận lọc hơi Mặc dù năng lượng mang đi bởi lượng nước nay không phải

Luan văn thạc sỹ khoa học Nguyên Thị Hồng Hạnh

là năng lượng có ích từ quan điểm của hiệu suất lò nhưng năng lượng đó là

không đáng kể bởi vì lò hơi hầu như truyền nhiệt toàn bộ từ nhiệt chứa trong

nhiên liệu cho nước cấp để trở thành hơi bão hòa Trong cân bằng này thì thông thường lượng hơi sẽ chiếm khoảng 90% - 99% khối lượng đầu ra

Hơi bão hòa

Hình 1.6: Can băng về khối lượng giữa nước cáp và hơi

1.5.2 Cân bằng khối lượng nhiên liệu và gió với khói thải và tro xỉ

Nhiên liệu được đưa vào lò cộng với không khí để cung cấp O; cho quá trình cháy của lò hơi Không khí đưa vào lò thường lớn hơn rất nhiều so với nhiên

liệu (gấp khoảng 12 — 18 lần) Sau quá trình cháy;-những chất rắn không cháy

được sẽ tạo thành tro xỉ Tro là những chất rắn không cháy được nhưng không

bị nóng chảy còn xỉ chính là tro nóng chảy tạo thành Đồng thời một lượng khói thải lớn được đưa ra ngoài trời qua Ống khói Theo định luật bảo toàn

khối lượng ta có cân bằng giữa đầu vào là nhiên liệu, gió với đầu ra là khói

thai, tro xi

Nước cấp đưa vào lị bao gồm rất nhiều các thành phần hố học khác nhau

như Ca?*, Mg”*, Na*, K*, HCO3, SO4”, CI, v.v ngồi ra cịn cĩ các chat keo,

chất bùn Hơi quá nhiệt đi vào tuabin phải đảm bảo sạch chứa ít hĩa chất, điều này là cần thiết để tránh hư hại ăn mịn đường ống và làm hỏng cánh của tuabin

Hơi bão hịa từ bao hơi vào bộ quá nhiệt mang theo những hạt nước cĩ nơng

độ tạp chất khá cao Khi qua bộ quá nhiệt nước bốc hơi dần cịn cáu cặn thì

một phần bám lại trên bề mặt ống bộ quá nhiệt phần cịn lại bay theo hơi vào

các thiết bị phía sau như ống dẫn hơi, tuabin v.v

Giĩ — Tro, xi

Hình 1.9: Cân bằng hĩa học giữa đầu vào và đầu ra

Hình 1.9 biễu diễn cân bằng hĩa học đầu vào và đầu ra của quá trình cháy của

lị hơi Cũng như cần bằng hĩa học của nước cấp và hơi bão hịa thì sơ đồ này cũng cho thấy cân bằng của mỗi thành phần hĩa học Nhiên liệu và giĩ đưa vào lị cũng bao gồm nhiều thành phần hĩa học khác nhau như O¿, C, Nạ, S,

Hạ, oxit nitơ, CÕ¿, v.v Sản phẩm của quá trình cháy là khĩi và lượng tro xi

Những hạt xỉ lỏng lớn, rơi xuống phía đáy buồng lửa, ở đĩ cĩ thể thải ra ở thê

lỏng gọi là phương pháp thải xỉ lỏng, cũng cĩ thê được làm nguội, đơng đặc lại rồi thải ra ngồi theo phương pháp thải xỉ khơ Những hạt quá nhỏ khơng

tách ra được đi theo khĩi ra ngồi khí quyền

1.5.4 Cân bằng năng lượng của lị hơi

Năng lượng đầu vào của lị được xác định bởi tổng năng lượng chứa trong nhiên liệu cấp vào lị (gồm năng lượng từ than và dầu, năng lượng từ nước cấp, năng lượng do sự cháy O¿) Tổng năng lượng cấp vào lị được tính bởi

Luận văn thạc sỹ khoa học Nguyên Thị Hồng Hạnh

lưu lượng nhiên liệu đầu vào nhân với năng lượng của mỗi đơn vị chuẩn trong một đơn vị thời gian

Năng lượng đầu ra của lò bao gồm năng lượng hữu ích được tích trữ trong hơi nước, năng lượng chứa trong khói lò và năng lượng chứa trong lượng nước thừa đi xuống Ngoài ra còn một phần năng lượng bị mất đi do có tổn thất

trong lò (lượng tốn thất này là tất yêu do quá trình cháy và truyền nhiệt)

Bức xạ nhiệt

Năng lượng Năng lượng

tử nhiên liệu hơi chính

Hình 1.10: Cân bằng năng lượng bên trong lò hơi

Từ định luật cân bằng năng lượng ta có phương trình thể hiện mối quan hệ giữa năng lượng đầu vào và \ ra của lò như sau :

Tổng năng lượng đầu vào = Ông năng lượng hữu ích đầu ra + Tổng tổn thất Trong đó năng lượng tồn thất bao gồm:

tôn thất nhiệt cho nước trong quá trình cháy;

- _ tốn thất nhiệt để làm khô khí tự nhiên;

- tén that nhiệt do nước có trong nhiên liệu;

- ân nhiệt cấp cho nước có trong nhiên liệu;

- _ ân nhiệt cấp cho nước hình thành bởi sự cháy Os;

- _ tôn thất nhiệt do cacbon không cháy;

- _ tôn thất nhiệt do gid thtra mang di trong khói;

- tốn thất nhiệt do bức xạ

Chính các đòi hỏi trên đặt ra yêu cầu đối với bài toán điều khiển cho lò hơi

phải đảm bảo đầu vào đáp ứng yêu cầu của đầu ra Ngoài ra để đảm bảo tính chính xác, ôn định của lò hơi, hệ thông điêu khiến còn phải đảm bảo chât

Luan văn thạc sỹ khoa hoc Nguyên Thị Hồng Hạnh

lượng chất lượng hơi quá nhiệt về lưu lượng, nhiệt độ, áp suất và chất lượng

của quá trình cháy về nhiên liệu, lượng O; để sao cho hệ thống đạt hiệu

suât cao, mang lại hiệu quả kinh tê

Luận văn thạc sỹ khoa học Nguyễn Thi Hồng Hạnh

2 Hệ thông điều khiến lò hơi

2.1 Tổng quan hệ thống điều khiến lò hơi

2.1.1 Lồ hơi là một đối tượng điều khiến

Đầu ra của hệ thống điều khiến lò hơi là điện năng, được cung cấp lên lưới điện tiêu thụ quốc gia Chính vì vậy, giá trị công suất phát của nhà máy điện thay đồi tùy thuộc nhu cầu sử dụng điện €iiá trị công suất này được yêu cầu

từ trung tâm điều độ quốc gia Đối với hệ thống điều khiển lò hơi, công suất điện phát ra phụ thuộc vào lưu lượng hơi đưa tới tuabin của máy phát, lưu lượng hơi dẫn vào tuabin nhiều thì nhiệt được truyền theo và sinh công càng nhiều, do vậy điện năng sản xuất ra càng lớn (chuyển hóa năng lượng từ nhiệt năng thành cơ năng và thành điện năng) làm cho công xã của máy phát tăng lên và ngược lại Nên khi có yêu cầu về công suất điện phát ra thay đổi thì phải thay đổi lưu lượng hơi đưa vào tuabin, kéo theo đó là yêu cầu nhiệt năng tăng lên, nhiên liệu đưa vào lò phải tăng lên và nước cấp vào bao hơi cũng phải tăng lên để có được sản lượng hơi yêu cầu

Lò hơi là một hệ thống có nhiều đầu vào và nhiều đầu ra Đầu vào của lò hơi bao gồm nhiên liệu (than, dầu), gió đảm bảo cung cấp O; cho quá trình cháy

và lượng nước cấp xuống từ bao hơi Đầu ra của lò bao gồm hơi nước bão hòa thoát ra từ bao hơi, lượng nước thừa di xuống, lượng khói thải và xỉ (tro)

từ quá trình cháy Như vậy năng lượng đưa vào lò chính là hóa năng có chứa trong nhiên liệu Năng lượng hữu ích đầu ra của lò được mang đi bởi hơi nước bão hòa (nước là môi chất truyền nhiệt năng) Đầu vào và ra có quan hệ mật thiết với nhau, với mỗi yêu cầu thay đôi đầu ra là công suất máy phát điện thì cần phải điều khiến nhiên liệu vào như than, gió đáp ứng được sản lượng hoi mong muon

2.1.2 Giới thiệu chung hệ thống điều khiến lò hơi

Hệ thống điều khiển lò hơi nhà máy nhiệt điện là một hệ thống điều khién có

cấu trúc phức tạp với hàng trăm mạch vòng điều khiển khác nhau, giám sát và điều khiển hàng trăm tham số Trong lò hơi các quá trình điều khiển gió vào

lò, nhiên liệu, quá trình cháy, hơi, nước cấp đều có tác động và ảnh hưởng

lẫn nhau, dé đạt được hiệu suất tối đa, đáp ứng yêu cầu tải thì cùng lúc phải

phối hợp điều khiển nhiều đối tượng với nhiều thông số Điều này yêu cầu

một hệ thống điều khiển tổng thể, điều khiển giám sát và làm giảm được sự

xen kênh giữa các hệ điều khiến của các đại lượng trong hệ thống

Các hệ điều khiển đó bao gồm nhiều mạch vòng điều khiển khác nhau nhưng

chúng được xếp vào hai loại điều khiển thực hiện hai nhiệm vụ chính sau:

- các mạch vòng điều khiển đảm bảo quá trình chuyên hoá năng

- các mạch vòng điều khiển đảm bảo chất lượng

Các mạch vòng điều khiến đảm bảo quá trình chuyển hoá năng lượng

Quá trình chuyên đổi năng lượng trong nhà máy nhiệt điện như ta đã đề cập ở phần trên bao gồm nhiều quá trình chuyển hoá năng lượng: từ hoá năng thành nhiệt năng, nhiệt năng lại chuyên hoá thành hoá năng và cơ năng, từ cơ năng chuyển hoá thành điện năng Tuy nhiên trong điều khiến thì quá trình thường

đi theo hướng ngược lại, từ yêu cầu của tải quyết định công suất máy phát; từ công suất máy phát tính toán ra tổng nhiệt năng yêu cầu Tổng nhiệt năng yêu

cầu sẽ là lượng đặt điều khiển lượng than cấp vào và điều khiến lượng khói

gid cần thiết dé dam bao quá trình cháy cung cấp nhiệt năng Ngoài ra, công suất máy phát là lượng đặt điều khiển lượng hơi cấp vào tuabin, đồng thời cũng phải điều khiển nước cấp đảm bảo mức nước cân bằng trong bao hơi

Tất cả các quá trình điều khiển đó đều nhằm mục đích là đảm bảo quá trình

chuyền hoá năng lượng trong lò hơi

Các mạch vòng điều khiến đảm bảo chất lượng

Đề hiệu suất lò hơi cao nhất, đem lại hiệu quả kinh tế cao nhất cũng như tuổi thọ của nhà máy và chất lượng điện phát ra thì phải đảm bảo được hai yêu cầu:

- chat lượng của quá trình cháy: nhiên liệu cấp vào lò đủ mịn, lượng không khí cấp vào đảm bảo nhiên liệu cháy hết tạo ra nhiệt năng lớn

nhất;

- chat lượng của hơi: hơi có nhiệt độ, áp suất ôn định và lưu lượng đáp ứng đúng theo yêu cầu tải, ngoài ra hơi nước không được phép lẫn bụi hay các hạt nước li ti tránh gây r6 và hỏng cánh tuabin

Tất cả các mạch vòng điều khiển đều có sự liên quan và ràng buộc lẫn nhau

Vì vậy điều khiển lò hơi là điều khiển phức tạp có nhiều (đầu vào nhiều đầu ra

CMIMO) có tác động xen kênh lớn Cấu trúc chung của hệ thống điều khiển

lò hơi được trình bày trên H?z 2.1 Trong các phần sau ta sẽ xem xét chỉ tiết hơn tới từng hệ thống điều khiến chính trong lò hơi

Đầu vào ~ Đầu ra

Diéu khién ov |

nhiệt độ lò hơi

Hình 2.1: Cấu trúc điều khiển của lò hơi

Mặt khác, hệ thông điêu khiến lò hơi còn có thê được phân chia thành các khôi chức năng theo các quá trình công nghệ:

Luạn văn thạc sỹ khoa học | Nguyễn Thi Hong Hanh

- hệ điều khiển phụ tải nhiệt, điều khiển quá trình cấp nhiên liệu,

nghiền và phun than vào trong buồng đốt cháy sinh nhiệt năng;

- hệ điều khiển chân không buồng đốt, điều khiển luồng gió cấp

không khí và khói thoát, đảm bảo điều kiện cháy tối ưu trong buồng

đốt;

- hệ điều khiển mức nước bao hơi, điều khiển quá trình cấp nước cho bao hơi đảm bảo sự cần bằng giữa lượng hơi sinh ra, lưu lượng nước cấp và nước đi xuống giàn sinh hơi;?

-_ hệ điều khiển hơi, đảm bảo các chất lượng hơi trước khi phun vào

tuabin với các thông số như : độ khô, nhiệt độ, áp suất, lưu lượng hơi

- _ điều khiến cảnh báo, tín hiệu hoá và các quá.trình phụ trợ

/

2.2 Hé diéu khién phu tai nhiét

Lam nhiém vu diéu khién luong than bét cap cho lò Đây là vùng nhậy cảm

nhất của hệ thống điều khiển lò hơi Khi phụ tải nhiệt thay đổi sẽ làm cho một

loạt các tham số khác của hệ thống thay đổi theo Các tín hiệu vào chủ đạo để điều khiển phụ tải nhiệt của lò là áp lực bao hơi, lưu lượng, áp lực, nhiệt độ của hơi tươi và tín hiệu công suất phát điện từ bộ điều khiển chính Trên cơ sở các tín hiệu này, bộ điều khiến cấp than bột sẽ điều chỉnh lại vận tốc băng tải cấp than nguyên, năng suất của máy nghiền than và tốc độ của băng tải cấp than bột Khi điều chỉnh phụ tải nhiệt, quá trình cháy trong lò, quá trình hoá hơi trong bao hơi sẽ bị thay đổi theo, do đó, các vị trí của lá chắn quat gid, quạt khói và các van nước cập, nước làm mát cũng đông loạt thay doi theo

2.2.1 Các yêu cầu về nhiên liệu

Than là nhiên liệu sử dụng chính cho quá trình cháy trong lò hơi nhà máy nhiệt điện chạy than còn dầu là nhiên liệu dùng trong quá trình khởi động,

Luận văn thạc sỹ khoa học Nguyễn Thị Hồng Hạnh

ngừng lò hay khi phụ tải thấp hoặc để đốt kèm than Than được nghiền trước khi được thổi vào buông đốt của lò hơi và phải đảm bảo các tiêu chuẩn dé quá

trình cháy trong lò hơi được tối ưu, đó là các yếu tố về độ âm, tro chứa trong than, nhiệt trị và độ mịn của than

e Độ âm của than: độ âm của than được định nghĩa là phần trăm nước

có chứa trong một đơn vị khối lượng chuẩn Than có độ ẩm cao sẽ khó vận chuyền từ máy nghiền đến buồng đốt, dễ vón cục khi nghiền và ứ đọng ở thành Ống vận chuyển, tiêu tốn nhiệt để làm bốc hơi, làm tăng nhiệt độ đọng sương của khói Than quá khô dễ gây cháy trong máy nghiền Vì vậy than cấp vào lò cần đảm bảo yêu cầu về độ âm cần thiết, thông thường là 9%

e Tro chira trong than: tro là thành phần không cHáy được ở thể rắn,

thường qui định là tỉ lệ phần trăm còn lại khi đốt nhiên liệu rắn ở

SOOC Tro có tác dụng xấu làm giảm nhiệt lượng phát ra của nhiên liệu, gây hiện tượng bám bẩn, mài mòn các bề mặt truyền nhiệt, các

đường ống dẫn, quạt khói v.v Trong công nghệ đốt ta thường quan tâm đến nhiệt độ biến dạng, nhiệt độ mềm và nhiệt độ nóng chảy của

tro

e_ Nhiệt trị của than: nhiệt trị của than là nhiệt lượng sinh ra khi cháy hoàn toàn Ikø than Nhiệt trị của than có thể xác định trực tiếp bằng nhiệt lượng kế hoặc dùng công thức kinh nghiệm theo các thành phần của than Năng lượng chứa trong nhiên liệu biến đổi tuỳ thuộc loại

than Việc nhiệt trị than biến đổi làm ảnh hưởng đến quá trình cháy

trong lò hơi, nhiệt năng toả ra sẽ không ồn định dẫn đến lưu lượng hơi

ra bị thay đổi nhiều Khi nhiệt trị than giảm đi tức là lượng gió cháy cần

thiết giảm, nên với lưu lượng gió đưa vào lò cố định thì sẽ có một lượng gió thừa cùng khói thoát ra khỏi lò Lượng gió đó sẽ làm giảm

Luận văn thạc sỹ khoa học Nguyễn Thị Hồng Hạnh

nhiệt độ khói và gây mất nhiệt trong khói, làm giảm hiệu suất của hệ

thống

Năng lượng chứa trong một đơn vi chuẩn than cũng thay đổi do sự thay đổi về trọng lượng riêng của than Với thể tích than không đổi, việc biến đổi trọng lượng riêng của than dẫn tới sự chênh áp ở miệng lỗ vòi phun bị thay đổi Lượng gió cần vận chuyển than cũng thay đổi, làm sai

lệch tỉ lệ than gió cấp vào lò Nó cũng làm thay đổi áp suất hơi và cũng

là nguyên nhân gây ra sự thay đổi củá yêu cầu nhiên liệu Việc không xác định chính xác nhiệt trị của than gây nên điều chỉnh không chính xác lượng gió cháy đưa vào lò

Để khắc phục vấn đề này thì việc điều khiển phân tích cắt giảm khói lò

là cần thiết để định lại chính xác lưu lượng gió Khi nhiệt trị thay đổi

ngay lập tức tín hiệu bộ điều khiển phân tích khói thay đổi Và tín hiệu

này sẽ xác định lại lưu lượng gió phù hợp

e_ Độ mịn của than: độ mịn của than là kích thước của các hạt than cám Than cục cấp từ kho than phải được nghiền nhỏ trong hệ thống cấp

nhiên liệu đến một kích thước nhỏ phù hợp, than chưa đạt kích thước

yêu cầu sẽ qua bộ phân loại than để quay lại máy nghiền Than càng mịn thì vận chuyền than đến vòi đốt dễ dàng hơn, hiệu suất cháy càng cao, lượng tro xỉ thải ra càng ít

Tóm lại yêu cầu của hệ thống cấp nhiên liệu phải đáp ứng nhanh, chính xác

Sự thay đỗi các nhân tố trên sẽ gây ảnh hưởng đến quá trình cháy tron lò hơi

Từ việc phân tích thay đổi của chất lượng than sẽ đưa tới vấn đề điều khiển dé

bù lại sự thay đổi đó

Ngoài việc sử dụng than khô làm nhiên liệu cháy thì nhiều nhà máy còn dùng nhiên liệu than-dầu, than-nước Sự kết hợp các nhiên liệu khác nhau đó để

làm giảm giá thành hệ thống Tuy nhiên dù dùng bất cứ loại nhiên nào cũng

cần hệ thông nghiên than, trộn nhiên liệu, hệ thông trữ nhiên liệu

2.2.2 Hệ thông nghiền than và vận chuyển than nghiền

Hệ thống nghiền than bao gồm bốn bộ phận cơ bản: cấp than; nghiền và phân

loại than; hệ thống quạt thổi hút luồng không khí; sấy than nghiền

Các boongke than nguyên liệu được cấp đầy liên tục bằng hệ thống băng tải Than nguyên sẽ từ boongke qua ông dan than tới máy cấp than và tiếp tục vào máy nghiền Than nghiền nhỏ sẽ được hỗn hợp gió cấp một (hỗn hợp gió nóng và gió lạnh) vận chuyển qua bộ phân ly Gió cấp một là hỗn hợp gió nóng từ bộ gia nhiệt của lò hơi và không khí lạnh từ ngoài vào TỶ lệ của hai luồng khí này sẽ được điều chỉnh tuỳ thuộc vào độ âm của £han Bộ phân ly

có nhiệm vụ phân ly than thô ra khỏi than mịn Các hạt vận thô không đạt tiêu chuẩn về kích thước sẽ quay lại máy nghiền còn các hạt mịn sẽ được gió cấp một thổi vào các đường ống than bột tới các vòi đốt tương ứng Hỗn hợp than-gió ở đầu ra của máy nghiền được hâm nóng trước khi vào buông đối

Mỗi một hệ thống nghiền than có thể phục vụ cho một hay nhiễu lò đốt

2.2.3 Tổng hợp hệ thống điều khiến nhiên liệu trong lò hơi

Sơ đồ hệ thống điều khiển nhiên liệu trong lò hơi được thể hiện trên Öìnj 2.2

Hệ thống điều khiển nhiên liệu than là hệ thống quan trọng bậc nhất, nó đảm bảo cân bang năng lượng giữa đầu vào và đầu ra Lượng đặt vào cho hệ điều khiến nhiên liệu là tong nang luong dién yéu cau (MW) được tính toán qui đổi bằng tổng nhiệt năng yêu cầu Yêu cầu nhiên liệu từ lò hơi được gửi đến hệ

thống như điểm đặt cho mọi quá trình điều khiển nhiên liệu than, điều khiển gió Tín hiệu yêu cầu nhiên liệu từ lò đưa tới hệ thống điều khiển tỉ lệ than/gió

và từ tỉ lệ đó sẽ xác định yêu cầu cụ thể từng tín hiệu cho bộ điều khiến than

và bộ điêu khiên gió Tín hiệu đặt cho bộ điêu khiên nhiên liệu sẽ được so

Luận văn thạc sỹ khoa học Nguyễn Thị Hông Hạnh

sánh với tín hiệu vệ lưu lượng gió thực đề đảm bảo tín hiệu yêu câu về nhiên liệu than phù hợp với lượng gió thực Bộ tỉ lệ cộng vi phan (g) được sử dụng như một bộ dự trữ cho hàm thời gian (d) Hàm thời gian (d) ở giữa bộ cộng tông tôc độ máy câp (e) và bộ điêu khiển nhiên liệu () để làm trễ tín hiệu phản hồi tỉ lệ đên bộ điêu khiên và có xu hướng tạo cho đầu ra một tác động

vi phân Tác động vi phân trong bộ điều khiển của máy cấp than gây ra thay đôi mức than nghiên vì thê sẽ cải thiện được quá trình đáp ứng nhiên liệu Nếu hàm thời gian không tạo đủ tác động vỉ? phân thì hàm tỉ lệ cộng vi phân

(g) sẽ tác động thêm tác động vi phân cho bộ điều khiển nhiên liệu (0)

Lưu lượng Phan tich Os

Điều khiển || | Điều khiến | L[ Điều khiển

máy nghiền | —{ máy nghiên | t† máy nghiên

Điều khiển

ấp suất va buông lửa

Tại điểm B lưu lượng than gửi tới bộ điều khiển nhiên liệu Tại trạm điều

khiến (a) do người vận hành chọn chế độ điều khiển giữa tự động và bằng tay

Tín hiệu ra của bộ điều khiển (b) được điều khiến để thay đổi tín hiệu yêu cầu

nhiên liệu than đảm bảo cân bằng tín hiệu yêu cầu cho các máy nghiền (trong trường hợp số máy nghiền hoạt động thay đổi) Đầu ra của hệ thống điều khiến máy nghiên được đưa đến bộ tong (c) nhu một tín hiệu phản hồi

Cũng từ tín hiệu yêu cầu nhiên liệu của lò hơi xác định được tín hiệu yêu cầu gió, với một tỉ lệ than gió nhất định Tín hiệu yêu cầu gió được gửi đến bộ

điều khiển gió, tín hiệu ra sẽ đi điều khiển cánh hướng quạt hút gió vào Chiến lược điều khiển là sử dụng vòng điều chỉnh lưu lượng và tín hiệu điều

khiến bù theo phần trăm 0; phân tích trong khói

Tín hiệu đi điều khiển cánh hướng quạt hút gió cũng là tín hiệu điều khiển bù cho hệ thống điều khiển chân không buồng đốt Sự thay đổi lưu lượng gió là

tín hiệu bù nhiễu loạn cho mạch vòng điều chỉnh chân không buông đốt

Nhự vậy hệ thống điều khiển nhiên liệu cấp cho lò hơi là một hệ thống khá

phức tạp với sự kết hợp điều khiển nhiều cơ cấu cơ khí lớn Chất lượng điều

khiến quá trình này ảnh hưởng rất nhiều tới hiệu suất lò hơi và khả năng phản

ứng của lò với các thay đổi của tải Trong thực tế ngoài nhiên liệu than, các nhà máy còn sử dụng kết hợp với nhiên liệu lỏng hoặc nhiên liệu khí đốt Với

các loại nhiên liệu khác nhau thì cấu trúc điều khiển về nguyên lý chung vẫn

không thay đổi nhưng có cải tiến tuỳ yêu cầu từng lò

2.3 Hệ điều khiển khói gió

Làm nhiệm vụ duy trì trạng thái làm việc tối ưu của buồng lửa (nhiêu liệu phải được cháy hết và nhiệt lượng cung cấp cho bao hơi phải đủ) Trên cơ sở các tín hiệu về áp lực buồng lửa, nồng độ ô-xy trong khói, nhiệt độ khói, lưu lượng gió và tín hiệu phụ tải nhiệt, các bộ điêu khiên sức hút buông lửa và

Luận văn thạc sỹ khoa học Nguyên Thị Hồng Hạnh

điều khiển gió chung sẽ điều chỉnh góc mở của lá chắn quạt gió và lá chắn

quạt khói sao cho phù hợp để áp lực luôn nằm trong giải —0.1 + -0.3kg/cm’, nông độ ô-xy trong khói dao động trong giải 0.5 + 1.5% Trong trường hợp có

sự cố “tắt lửa tối lò”, bộ điều khiển tự động phun dâu sẽ làm việc để duy trì

cưỡng bức quá trình cháy trong buồng lửa

2.3.1 Hệ thống cung cấp gió

Hệ thống cung cấp gió phải đảm bảo được yêu cau:

cung cap du oxy dé đốt cháy hết nhiên liệu;

đảm bảo hiệu suất cháy của lò và ôn định quá trình cháy: cung cấp

lượng oxy vừa đủ theo hệ số không khí thừa nhất định và phân bồ áp

suất theo một luật phân bố nhất định |

Nguyên lý hoạt động:

Gió tự nhiên được quạt gió hút vào rồi chia hai đường, phần lớn gió qua bộ

gia nhiệt không khí, phần còn lại đến quạt gió sơ cấp cung cấp gió lạnh cho máy nghiền Gió sau khi qua bộ gia nhiệt lên khoảng 100°C hau hét di thang vào lò gọi là gió cấp 2 còn một phần đến quạt gió sơ cấp gọi là gió nóng cấp

1

Khói ra khỏi lò có nhiệt độ rất cao khoảng 215°C được dẫn qua bộ tiết kiệm

để hâm nóng nước tuần hoàn, sau đó sẽ qua bộ gia nhiệt không khí để làm tăng nhiệt độ cho gió vào Sau đó khói qua bộ lọc bụi tnh điện dé loại bỏ các

chất bẩn rồi được quạt khói hút ra khí quyền

Gió bị thay đổi áp suất, lưu lượng trên đường lưu thông do kết cấu của các

ống dẫn và bộ gia nhiệt có nhiệm vụ bù sự tồn hao năng lượng này Ông khói cũng cần phải đảm bảo đủ độ cao và đường kính đủ lớn đảm bảo sự chênh

lệch áp suất với khí quyển để khói thoát tốt và giảm tốn hao do ma sát với

thành lò