Ứng dụng, đánh giá phương pháp làm sạch bằng sóng siêu âm cho lò hơi mb frr 330 mw và bag house

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN PHẠM HỮU LỘC ỨNG DỤNG, ĐÁNH GIÁ PHƯƠNG PHÁP LÀM SẠCH BẰNG SĨNG ÂM CHO LỊ HƠI MB-FRR 330 MW VÀ BAG-HOUSE APPLYING AND EVALUATING ACOUSTIC CLEANING METHOD FOR BOILER MB-FRR 330 MW AND BAG-HOUSE Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ Điện Tử Mã số: 8520114 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng năm 2023 Cơng trình hoàn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG-HCM Cán hướng dẫn khoa học: GVC.TS Phạm Công Bằng Cán chấm nhận xét 1: PGS.TS Trương Nguyễn Luân Vũ Cán chấm nhận xét 2: PGS.TS Lê Mỹ Hà Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TP.HCM ngày 13 tháng 01 năm 2023 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: Chủ tịch hội đồng: PGS.TS Nguyễn Tấn Tiến Cán phản biện 1: PGS.TS Trương Nguyễn Luân Vũ Cán phản biện 2: PGS.TS Lê Mỹ Hà Ủy viên: TS Trần Việt Hồng Thư ký: TS Dương Văn Tú Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA CƠ KHÍ PGS.TS Nguyễn Tấn Tiến PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Nguyễn Phạm Hữu Lộc MSHV: 1970602 Ngày, tháng, năm sinh: 15/12/1996 Nơi sinh: Cần Thơ Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ Điện Tử Mã số : 8520114 I TÊN ĐỀ TÀI: Ứng Dụng, Đánh Giá Phương Pháp Làm Sạch Bằng Sóng Âm Cho Lị Hơi MB-FRR 330MW Và Bag-House (Applying and evaluating Acoustic Cleaning Method For Boiler MB-FRR 330MW And Bag-House) II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: − Thu thập hình ảnh, đặc tính tro xỉ (độ cứng, thành phần hóa học, vị trí, số lượng…) trạng thực tế thiết bị làm (hiệu suất, lịch sử hư hỏng…) − Hiểu nguyên lý, cấu tạo sở lý thuyết còi đặc tính truyền, phản xạ âm, phương pháp đo đánh giá sai số trình đo − Thực nghiệm đo mức cường độ âm số mẫu cịi khơng gian mở khơng gian kín − Mơ mơ hình áp suất âm theo miền tần số phân tích kết mơ gồm: phân bố áp suất âm, mức áp suất âm, mặt đẳng trị, biểu đồ tần suất mức áp suất âm theo thể tích ứng với thơng số đầu vào gồm: tần số, vị trí số lượng để lựa chọn mơ hình tối ưu − Mơ tương tác âm kết cấu mô hình lựa chọn để phân tích phân bố biên độ rung động tạo − Rút kết luận từ kết thu III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 05/09/2022 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 18/12/2022 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: Giảng viên - Tiến sĩ Phạm Cơng Bằng TP.HCM, ngày … tháng 12 năm 2022 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN B GVC.TS Phạm Cơng Bằng CHỦ NHIỆM BỘ MƠN ĐÀO TẠO B PGS.TS Nguyễn Quốc Chí TRƯỞNG KHOA CƠ KHÍ PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc iv LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến thầy GVC TS Phạm Cơng Bằng, thầy tận tình hướng dẫn, giúp đỡ động viên tơi suốt q trình thực luận văn Có giai đoạn thật khó khăn phải thay đổi định hướng thực nhiều lần nhiều lý khác nhau, nhờ có động viên thầy mà tơi cố gắng nỗ lực nhiều để hồn thành tốt luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn quý thầy cô Khoa Trường, cán phòng đào tạo hỗ trợ tơi nhiều suốt q trình học tập Tơi xin cảm ơn TS Asghar Nijafi chia sẻ kết nghiên cứu thảo luận vấn đề liên quan đến phương pháp làm sóng âm để tơi hồn thành luận văn Tôi xin cảm ơn bạn bè đồng nghiệp hỗ trợ việc thiết lập vẽ q trình thực nghiệm Cuối tơi xin chân thành cảm ơn gia đình người thân bên động viên nhiều để tơi hồn thành q trình học tập nghiên cứu Nguyễn Phạm Hữu Lộc v TÓM TẮT LUẬN VĂN Trong luận văn trình bày hư hỏng liên quan đến xỉ, tro bám hệ thống lị hệ thống chân khơng thu hồi tro, phân tích phương pháp sử dụng tổ máy S1 Nhà máy Nhiệt điện Ơ Mơn I Công ty Nhiệt điện Cần Thơ Sau đánh giá ưu, nhược điểm từ đề xuất sử dụng phương pháp làm sóng âm với đặc tính làm khơng phá hủy ngăn chặn chất bám tích tụ bề mặt thiết bị kể góc, hốc , hạn chế sụt áp hệ thống chân không thu hồi tro Phương pháp sử dụng nguyên lý làm việc đơn giản yêu cầu số lượng thiết bị, chi phí bảo dưỡng thấp Tiếp theo, trình bày sở cho trình tạo âm, phương pháp lựa chọn cịi có biên dạng tần số phù hợp, mơ hình truyền âm thực nghiệm so sánh giá trị mức cường độ âm tạo khơng gian mở khơng gian kín số mẫu còi Luận văn sử dụng phương pháp mô áp suất âm theo miền tần số mô tương tác âm kết cấu cho cụm ống nhiệt cấp 1, cụm ống tái sấy cấp thuộc hệ thống lò nhà túi lọc thuộc hệ thống chân không thu hồi tro Dựa biểu đồ phân bố âm không gian giá trị ghi nhận từ kết mô nhận thấy phân bố áp suất âm phụ thuộc lớn vào tần số không gian bên mơ hình số lượng lắp đặt nguồn âm Âm với tần số cao tạo nhiều miền ngược pha xen kẽ với kích thước nhỏ Về rung động, phân bố rung động chịu ảnh hưởng trực tiếp kết cấu ống, tần số nguồn âm ảnh hưởng đến giá trị vị trí có giá trị cực đại Cuối cùng, từ mẫu khảo sát cụm ống nhiệt cấp cụm ống tái sấy cấp chưa xác định phương án tối ưu để áp dụng phương pháp Riêng nhà túi lọc xác định mẫu với còi đặt đỉnh, có tần số tự nhiên 250 Hz, mức áp suất âm miệng còi 156,02 dB phù hợp để sử dụng làm thiết bị làm cho nhà túi lọc vi ABSTRACT This thesis presents defects related to soot in the boiler system and ash in the ash handling system and analyzes methods being used at unit S1 of O Mon I Thermal Power Plant, Can Tho Thermal Power Company After evaluating the advantages and disadvantages, then proposes to use the acoustic cleaning method with nondestructive properties that can prevent deposits from accumulating on the surface of equipment even at corners, recesses , limiting pressure drop in the ash handling system This method also uses simple working principles and requires a small number of equipment and low maintenance costs Next, the thesis presents the basis of the sound generation process, methods to select horn with a suitable profile and frequency, the basis of sound propagation model and experimental to compare values of sound intensity generated in open and closed spaces of some horn models The thesis used Acoustic Pressure, Frequency Domain and Acoustic-Structure Interaction methods for superheater pipes, reheater pipes in the boiler system and bag-house in the ash handling system Based on the spatial sound distribution charts and values recorded from the simulation results, it is found that the sound pressure distribution depends more on the frequency and space inside the model than number of installed sound sources With higher frequency, the more alternating reverse phase regions with smaller sizes generated Regarding vibration, the vibration distribution is directly affected by the pipe structure while the frequency of the sound source only affects the maximum value and position of the maximum point Lastly, the simulated sound sources at superheater pipes and reheater pipes did not generate sufficient vibration to clean boiler pipes Meanwhile, it was proven that the horn put on top with a frequency of 250 Hz and sound pressure level at the mouth of 156,02 dB is suitable for cleaning the bag-house vii LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu cá nhân tơi thực Các tài liệu tham khảo đề tài thu thập từ nguồn tin cậy, kiểm chứng, cơng bố rộng rãi trích dẫn nguồn gốc rõ ràng phần danh mục tài liệu tham khảo Tất số liệu, kết nêu đề tài thực trung thực, nghiêm túc chưa công bố công trình khác TP.HCM, ngày tháng năm 2022 HỌC VIÊN Nguyễn Phạm Hữu Lộc viii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN iv TÓM TẮT LUẬN VĂN v LỜI CAM ĐOAN vii MỤC LỤC viii DANH MỤC BẢNG BIỂU xii DANH MỤC HÌNH ẢNH xiv DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT xvi CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung .1 1.1.1 Hệ thống lò 1.1.2 Hệ thống chân không thu hồi tro 1.2 Hiện trạng .4 1.2.1 Hiện trạng thiết bị a) Hệ thống lò b) Hệ thống chân không thu hồi tro .6 1.2.2 Hiện trạng chi phí vận hành sửa chữa a) Chi phí vật tư, vận hành, bảo dưỡng cho thiết bị thổi bụi .8 b) Chi phí khắc phục nghẹt tro cho nhà túi lọc c) Hiệu suất chi phí đốt dầu năm 2020 .9 d) Lợi ích kinh tế cải thiện hiệu suất e) Lợi ích kinh tế khắc phục nghẹt tro nhà túi lọc 10 ix 1.3 Các phương pháp làm cho hệ thống lò hệ thống chân không thu hồi tro 10 1.4 Đặc điểm khả ứng dụng phương pháp làm sóng âm 12 1.5 Mục tiêu, nhiệm vụ phạm vi 16 1.5.1 Mục tiêu 16 1.5.2 Nhiệm vụ 16 1.5.3 Phạm vi 17 1.6 Tổ chức luận văn 17 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỊI HÀM MŨ VÀ MƠ HÌNH TRUYỀN ÂM 18 2.1 Mơ hình cịi 18 2.1.1 Lựa chọn mơ hình cịi .18 2.1.2 Cơ cấu tạo âm 19 2.1.3 Phương trình sóng cịi .22 2.1.4 Kiểm tra độ ổn định 25 2.1.5 Góc bao phủ, hệ số định hướng số định hướng cịi 26 2.2 Mơ hình truyền âm 27 2.3 Khảo sát số mẫu còi thực tế .28 2.3.1 Đo mức cường độ âm cịi khơng gian mở 29 2.3.2 Đo mức cường độ âm còi buồng kín 31 2.3.3 So sánh kết mô thực nghiệm đo mức cường độ âm cịi khơng gian mở 33 2.4 Tổng kết 33 100 PHỤ LỤC D: MƠ HÌNH THU GỌN VÀ THIẾT BỊ MƠ PHỎNG D.1 Mơ hình thu gọn D.1.1 Cụm ống q nhiệt cấp Hình D.1 Mơ hình hình học thu gọn cụm ống nhiệt cấp Bảng D.1 Số lượng ống vị trí mơ hình thu gọn cụm ống nhiệt cấp Số lượng ống Trái Giữa Phải 24 48 24 D.1.2 Cụm ống tái sấy cấp a) Nửa 101 b) Nửa Hình D.2 Mơ hình hình học thu gọn cụm ống tái sấy cấp Bảng D.2 Số lượng ống vị trí mơ hình thu gọn nửa dưới/nửa cụm ống tái sấy cấp Số lượng ống Trái Giữa Phải 15 30 15 D.2 Thiết bị mô Thiết bị mô sử dụng cho luận văn gồm máy tính, có thơng số trình bày Bảng D.3 Bảng D.3 Thông số kỹ thuật máy tính mơ Lenovo Thinkpad P15 Gen Lenovo Legion Pro CPU Intel Core i7 11800H AMD Ryzen 5800H GPU Quadro T1200 Geforce RTX 3070 RAM 128 GB 32 GB ROM 2TB SSD NVMe M.2 PCIe Gen 2TB SSD NVMe M.2 PCIe Gen 102 PHỤ LỤC E: CÁC KẾT QUẢ MƠ PHỎNG PAFD CỊN LẠI E.1 Cụm ống nhiệt cấp Hình E.1 Biểu đồ phân bố áp suất âm mẫu mô hình PAFD cụm ống nhiệt cấp 103 Hình E.2 Biểu đồ phân bố áp suất âm mẫu mơ hình PAFD cụm ống q nhiệt cấp 104 Hình E.3 Biểu đồ phân bố áp suất âm mẫu mơ hình PAFD cụm ống nhiệt cấp 105 E.2 Nửa cụm ống tái sấy cấp Hình E.4 Biểu đồ phân bố áp suất âm mẫu mơ hình PAFD nửa cụm ống tái sấy cấp 106 Hình E.5 Biểu đồ phân bố áp suất âm mẫu mơ hình PAFD nửa cụm ống tái sấy cấp 107 Hình E.6 Biểu đồ phân bố áp suất âm mẫu mơ hình PAFD nửa cụm ống tái sấy cấp 108 E.3 Nửa cụm ống tái sấy cấp Hình E.7 Biểu đồ phân bố áp suất âm mẫu mơ hình PAFD nửa cụm ống tái sấy cấp 109 Hình E.8 Biểu đồ phân bố áp suất âm mẫu mơ hình PAFD nửa cụm ống tái sấy cấp 110 Hình E.9 Biểu đồ phân bố áp suất âm mẫu mơ hình PAFD nửa cụm ống tái sấy cấp 111 E.4 Nhà túi lọc Hình E.10 Biểu đồ phân bố áp suất âm mẫu mơ hình PAFD nhà túi lọc Hình E.11 Biểu đồ phân bố áp suất âm mẫu mơ hình PAFD nhà túi lọc Hình E.12 Biểu đồ phân bố áp suất âm mẫu mơ hình PAFD nhà túi lọc 112 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc TÓM TẮT LÝ LỊCH KHOA HỌC Bản thân Họ tên khai sinh: Nguyễn Phạm Hữu Lộc Phái: Nam Sinh ngày: 15/12/1996 Nơi sinh: Cần Thơ Dân tộc: Kinh Tôn giáo: Không Địa thường trú: 35/6 Khu Vực Phường Trà Nóc Quận Bình Thủy Thành Phố Cần Thơ Địa liên lạc: 458 đường số 3, khu thị Cửu Long, Phường Long Hịa, Quận Bình Thủy, Thành Phố Cần Thơ Điện thoại: 0907590732 Email: huuloc11336@gmail.com Nghề nghiệp, nơi làm việc: Kỹ sư bảo trì sửa chữa, Cơng ty Nhiệt Điện Cần Thơ Ngày vào Đồn TNCS-HCM: 26/03/2012 Ngày vào Đảng CSVN: Diện sách: 113 Quá trình đào tạo a ĐẠI HỌC Tốt nghiệp Trường/Viện: Trường ĐH Bách Khoa - ĐHQG TP.HCM Ngành học: Kỹ thuật khí Loại hình đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ năm: 2014 đến năm: 2018 Xếp loại tốt nghiệp: Trung bình b SAU ĐẠI HỌC Thực tập khoa học, kỹ thuật từ đến Tại Trường, Viện, Nước: Nội dung thực tập: Học cao học/làm NCS từ năm: đến năm: Chuyên ngành: Ngày nơi bảo vệ luận văn thạc sĩ: , Quá trình học tập làm việc thân (từ học đại học đến nay): Từ Ngày Đến Ngày Học làm việc Ở đâu 12/11/2018 7/12/2018 Kỹ Sư Thiết Kế Cơ Khí Cơng Ty GMVN 03/06/2019 Nay Cơng ty Nhiệt điện Cần Thơ Kỹ sư bảo trì sửa chữa Thành tích học tập 114 Đào tạo bảo dưỡng hướng đến độ tin cậy (RCM) - Đào Công ty Nhiệt 22/11/2021 06/12/2021 tạo điều phối viên nội điện Hải Phòng RCM Chứng điều phối viên nội 23/11/2022 25/11/2022 Vận hành hệ thống điện & thị trường điện Công ty Nhiệt điện Cần Thơ 05/01/2020 Nay Thạc sĩ chuyên ngành kỹ thuật Cơ Điện Tử Trường Đại TBTL: học Bách Khoa 8.07 TP.HCM Kết hoạt động khoa học, kỹ thuật Khả chuyên môn, nguyện vọng hoạt động khoa học, kỹ thuật Lời cam đoan Tôi xin cam đoan nội dung khai thật xin chịu trách nhiệm trước pháp luật nội dung lý lịch khoa học thân Ngày 28 tháng 11 năm 2022 Xác nhận Người khai ký tên Nguyễn Phạm Hữu Lộc