1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HTĐK QUÁ TRÌNH NHIỆT – LẠNH Đề tài Tìm hiểu hệ thống điều khiển tốc độ vòng quay của tuabin trong NMNĐ GVHD Ts[.]
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ NHIỆT - LẠNH BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HTĐK Q TRÌNH NHIỆT – LẠNH Đề tài : Tìm hiểu hệ thống điều khiển tốc độ vòng quay tuabin NMNĐ GVHD : Ts Vũ Thu Diệp Nhóm 04 Mã Lớp : 687932 Mục lục 1, Thuyết minh hệ thống thực tế NMNĐ mini : Trần Văn Cương 20160524 2, Thuyết minh nguyên lí làm việc hệ thống cơng nghệ , vai trị: Lưu Văn Quân 20163359 3, Vẽ thuyết minh sơ đồ nguyên lí mạch vịng điều chỉnh : Lương Văn Lộc 20162551 , Thuyết minh hệ thống điều khiển tuabin Hoàng Minh Hiếu-20161508 5, Nguyên lý hoạt động cấu chấp hành Hà Mạnh Hiếu – 20161506 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN Q TRÌNH NHIỆT – LẠNH Lời nói đầu Trong thời đại ngày tự động hố đóng vai trị quan trọng hầu hết ngành sản xuất kinh tế quốc dân Đặc biệt công nghiệp sản xuất điện Hệ thống điều chỉnh tự động đóng vai trò then chốt việcnâng cao hiệu kinh tế đảm bảo chất lượng sản phẩm đồng thời giải phóng sức lao động người Đối với nhà máy nhiệt điện hệ thống điều chỉnh tự động đóng vai trị then chốt q trình sản điện Điều chỉnh tự động nhằm nâng cao hiệu suất nhà máy cách lựa chọn thông số điều chỉnh cho phù hợp, chế độ làm việc tối ưu thiết bị theo thông số quy định Trong nhà máy nhiệt điện q trình nhiệt đóng vai trị chủ yếu Các trình nhiệt nhà máy nhiệt điện đa dạng thay đổi ảnh hưởng nhiên liệu, chất lượng nước, chế độ không khí, đặc biệt chế độ làm việc khơng ổn định thiết bị chịu nhiệt vận hành lâu dài Do thơng số cơng nghệ thay đổi dải rộng, làm suy giảm hiệu suất thiết bị nhà máy so với thiết kế ban đầu Gây cố dẫn đến hỏng hóc phá huỷ thiết bị, làm cho chu trình nhiệt khơng thể thực chế độ bình thường Do vấn đề điều chỉnh thơng số q trình nhiệt nhà máy quan trọng Trong nhà máy nhiệt điện có hệ thống điều khiển, thay đổi khâu dẫn đến thay đổi chế độ vận hành nhà máy địi hỏi phải có thao tác điều khiển tương ứng Buổi thăm quan, tìm hiểu nhà máy nhiệt điện mini nhà C7, em phân cơng tìm hiểu : Hệ thống điều khiển tốc độ quay tuabin I.Tìm hiểu nhà máy nhiệt điện MINI có Công suất khoảng 3KW,đặt xưởng Viện khoa học nhiệt lạnh - Sơ đồ nhà máy nhiệt điện mini (trên hình máy tính) Ngun lý làm việc nhà máy điện mini Nước sau gia nhiệt thùng nước cấp bơm cấp đưa vào lò Tại lò nước dẫn qua ống nước chặng từ thể tích rât nước nhỏ gia nhiệt biến thể nhanh trạng thái sử dụng Hơi khỏi lò ẩm Hơi ẩm qua tách nước Sau dẫn vào gia nhiệt Tại hạt nước ẩm lại gia nhiệt hóa Hơi sau khỏi nhiệt gọi nhiệt, dẫn vào tua bin Hơi thoát khỏi tua bin dẫn vào bình ngưng tụ Khơng khí vào bình ngưng rút bơm dùng tia nước (ejectơ) Nước làm lạnh bình ngưng nước thải từ bơm ejectơ tạo thành chu trình khép kín tháp làm mát bơm hồi lại để sử dụng qua bơm nước làm mát Tại bình ngưng tụ theo thời gian nược góp lại bơm cấp nước trở lại bình chứa nươc cấp Vận hành nhà máy điện mini a) Khởi động lò Bật công tắc bơm ngưng bảng điều khiển Bật cơng tắc lị bảng điều khiển Bật cơng tắc bảng điều khiển lị Đèn tín hiệu bảo vệ lưu lượng nước thấp phải sang Đặt công tắc đa vị trí bảng điều khiển vị trí (vị trí bơm) Đèn báo tín hiệu lưu lượng nước phải tắt Đợi đến tận thấy nước tràn đường xả nước tách nước Sau đặt cơng tắc đa vị trí bảng điều khiển lị vị trí (vị trí chuẩn bị đốt) Bơm cấp nước ngừng Đèn tín hiệu màu xanh thị lị khơng hoạt động phát sang Ấn nút “Reset” Bơm lại làm việc lại mức cơng suất “1” vịi đốt đánh lửa Nếu vịi đốt khơng đánh lửa khơng nên làm lần việc ấn nút “Reset” Tìm nguyên nhân vịi đốt khơng làm việc Có thể đường nhiên liệu chưa sẵn sàng nguyên nhân khác Vịi đốt khởi động mức cơng suất “1” (mức tải phần) sau khoảng 10 giây tự đông bật mức công suất “2” (mức đầy tải) Nhiệt kế đo nhiệt độ số nhiệt độ tăng dần Sau khoảng phút, khỏi van xả Đóng van lại Áp kế áp suất tăng lên nhanh Mở van để gia nhiệt cho nước cấp bể chứa nước cấp 10.Chú ý nhiệt độ áp kế bể nước cấp Khi nhiệt độ đạt khoảng 70 ÷ 80°C van tự động đóng, ngừng việc gia nhiệt cho nước cấp 11.Điều chỉnh van để trì áp suất khoảng ÷ bar 12.Kiểm tra làm việc bẫy Kiểm tra làm việc bơm ngưng Chú ý: - Đối với bình ngưng: hệ thống làm mát phải làm việc Đường thơng với khí phải mở - Van van xả nước tách nước phải mở - Bộ nhiệt phải đóng b) Khởi động nhiệt Đặt nhiệt độ nhiệt điều chỉnh nhiệt độ bảng điều khiển giá trị thích hợp (170 ÷ 180°C) Bật cơng tắc bảng điều khiển cho nhiệt làm việc Khi nhiệt độ nhiệt >240°C nhiệt tự ngừng làm việc Chú ý: Bộ nhiệt cho phép đóng cơng tắc làm việc lị làm việc có c) Khởi động turbine Kiểm tra van stop tác động nhanh có vị trí làm việc khơng (cần tác động có mắc vị trí đóng van chưa?) Kiểm tra tay khả quay roto tuabin Kiểm tra tất đường xả tuabin mở chưa Mở van cách tác động vào nút điều khiển áp suất Bộ điều chỉnh sau nên đặt chế độ tác động tay Tuabin chưa quay, hỗn hợp nước thoát ba đường xả Mở van chen để gia nhiệt đường ống chén Hỗn hợp nước thoát bốn đường xả Khi toàn van stop tác động nhanh hệ thống van điều chỉnh lưu lượng nóng tới khoảng 80 ÷ 100°C đóng hai van xả lại Tuabin sấy nóng quay với tốc độ 500 ÷ 1000 vịng/phút khơng tải vài phút Mở hoàn toàn van, tuabin quay dần tới tốc độ định mức (3000v/p ± 100v/p) ý tuabin lạnh khơng thể dễ dàng đạt tốc độ 3000 v/p mà phải sau khoảng 10 phút để sấy nóng d) Một số ý vận hành nhà máy điện mini Chú ý 1: Các van an toàn phải kiểm tra tác động chúng Lò phải tăng áp Vặn núm đỉnh van ngược chiều kim đồng hồ đến tận có Đóng van an tồn cách vặn núm theo kim đồng hồ Chú ý 2: Kiểm tra làm việc đầu đo lưu lượng nước cấp cho lị Đặt cơng tắc đa vị trí bảng điều khiển lị vị trí Bơm nươc cấp ngừng làm việc Đèn tín hiệu “ lưu lượng nước cấp nhỏ giá trị đặt” phải sang Đặt lại công tắc đa vị trí vị trí số Bơm nước cấp làm việc trở lại tín hiệu “nước cấp nhỏ giá trị đặt” phải tắt Nếu việc kiểm tra không thành cơng phải dừng lị lại kiểm tra đầu đo Chú ý 3: Sự làm việc xác giới hạn lị kiểm tra kỹ Điều chỉnh điều chỉnh áp suất cách vặn núm điều chỉnh tới giá trị 10 bar Đóng van số áp suất tăng dần tới 9,9 ÷ 10 bar Bộ giới hạn áp suất phải tác động tự động làm ngừng lò Sauk hi lò ngừng, khởi động lại cách tác động vào nút “Reset” Điều chỉnh trả lại, đưa vít điều chỉnh điều chỉnh áp suất vị trí bar (áp suất làm việc bình thường) Nếu trình thử thấy giới hạn áp suất khơng tác động phải ngừng lị Vòng điều khiển tốc độ tuabin NMNĐ MINI 10 II.Thuyết minh hệ thống công nghệ - Nguyên lí làm việc hệ thống : Hơi vào đường ống qua van Đấy van điều khiển lượng vào tuabin để điều khiển tốc độ tuabin Lưu lượng qua van lớn tốc độ quay tuabin nhanh thường giá trị cho phép để tuabin hoạt động ổn định có tuổi thọ lâu dài 3000 vịng/ phút với sai lệch 50 vòng/ phút Bộ điều khiển tốc độ dựa vào sai lệch tốc độ thực tế tốc độ định trị Điều chỉnh lượng vào tuabin Vai trò hệ thống hệ thống tổng thể vơ quan trọng ví trái tim nhà máy nhiệt điện , ảnh hưởng trực tiếp đến công suất làm việc nhà máy Vì việc điều khiển tốc độ quay tuabin vô quan trọng 11 III) Thuyết minh hệ thống điều khiển tốc độ tuabin Bộ điều khiển tốc độ dựa vào sai lệch tốc độ thực tế tốc độ định trị Điều chỉnh lượng vào tuabin Ký hiệu sơ đồ đ/k: SIC (Speed Indicator Control)-Bộ đ/k tốc độ tuabin ST (Speed Transmiter)-Bộ chuyển đổi tốc độ vòng quay JT (Power Transmiter Transmiter)-Bộ chuyển đổi công suất máy phát Sp (Set point value)- Giá trị đặt Sơ đồ nguyên lí đo tốc độ vịng quay phương pháp khí HTĐK kiểu – thủy lực 12 -Khi lưu lương vào tuabin lớn làm cho tuabin quay với tốc độ cao mức cho phép ( 3000v/ph ) gây tình tràng vượt tốc để đảm bảo an toàn cho tuabin người ta phải lắp thêm hộp giảm tốc cho tuabin 13 Sơ đồ HTĐK tốc độ bảo vệ vượt tốc tuabin 14 Vòng điều khiển có dạng P&ID sau: 15 Khi nhà máy nhiệt điện vận hành, lượng đưa vào Tuabin thông qua đường ống van Trước đưa tới tua bin qua van Stop van điều chỉnh lưu lượng Tùy thuộc vào nhà máy mà có nhiều van điều chỉnh ống trước vào tua bin Hơi vào tua bin nhờ chu trình động học sinh công làm cho Tuabin quay quay máy phát Thông thường máy phát có mức độ quay 3000(vòng/phút) dòng điện 50 (Hz) 3600 (vịng/phút) dịng điện 60 (Hz) Khi có thay đổi mạng điện tốc độ trục quay thay đổi có sai khác so với tốc độ định trước Cảm biến đo tốc độ đưa liệu điều khiển trung tâm Bộ điều khiển xử lý số liệu đưa tín hiệu tới phận chấp hành máy quay trục vít gắn với van Xupap điều khiển mức độ đóng mở van để tăng giảm lượng cho tốc độ quay giá trị ổn định đặt trước Các sensor dùng vòng điều khiển: PT 105 : Yokogawa EJA 430-FAA4B-97DB/D3 Field bus communication Calib range : 0-12bar Max 2300C PT 102 : Yokogawa EJA 430-FAA4B-97DB/D3 Field bus communication Calib range : 0-12bar Max 2300C 16 TT 106 :Yokogawa YTA 320-FA2DB Sensor :TC-K Field bus communication Calib ranger : 0-2500C FT 103:Yokogawa DY040-FBLBA1-2D Type: vortex,mass Field bus communication Calib ranger : 0-200 m3/h ST 103:Giamoco GST 4wire,4-20 mA Calib ranger : 0-2,5 l/m 17 IV.NGUYÊN LÝ ĐO LƯỜNG/HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC CẢM BIẾN VÀ CƠ CẤU CHẤP HÀNH Xupap 18 Sơ đồ cấu tạo Xupap Xupap gồm phận sau: trục cam, đội, xupap, lò xo xupap, đế đỡ lị xo, móng hãm ống dẫn hướng xupap Nguyên lý làm việc: Khi trục khuỷu quay cam quay dẫn động làm cần lên hay xuống phụ thuộc vào độ quay trục khuỷu, xupap đóng hay mở tùy theo mức độ ta cần Ưu diểm xupap: - Dải điều chỉnh công suất lớn - Dễ lắp đặt bảo trì thiết bị cấu có chi tiết, dơn giản Có độ chuẩn xác cao thích hợp với thiết bị cần độ chuẩn xác tuabin Cảm biến đo tốc độ Là thiết bị hoạt động dựa nguyên tắc đo tần số xuất điểm định trước trục quay Có nhiều phương pháp xác định tần số điểm trục quay • Có thể xác định tần số phương pháp thủ công dụng cặp cực đo Cách khó khăn việc đo xác lắp đặt chúng tuabin có ma sát làm giảm độ xác 19 Model GST-5/ST - Sản xuất: ITALY - Tính cảm nhận chuyển động quay Thơng số - Nguồn cấp: 12VDC đến 24VDC - Dòng tiêu lớn nhất: 70mA - Độ phân giải: 256 xung, 360 xung, 720xung - Cấu hình đầu ra: PNP – Tích cực dương - Tần số làm việc lớn nhất: 20kHz - Tốc độ quay lớn nhất: 5000 vòng/phút - Chất liệu vỏ: Nhôm - Trọng lượng: 300g 20