Xây dựng giao diện và mô hình hóa mô phỏng hệ điều khiển khói gió nhà máy nhiệt điện na dương

LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan đồ án tốt nghiệp: “Xây dựng giao diện mơ hình hóa mơ hệ điều khiển khói gió nhà máy nhiệt điện Na Dương” em tự thiết kế hướng dẫn thầy giáo PGS.TS BÙI QUỐC KHÁNH Các số liệu sử dụng trình thiết kế đồ án lấy từ tài liệu nhà máy nhiệt điện Na Dương Trong trình thiết kế đồ án, em sử dụng tài liệu liệt kê phần tài liệu tham khảo Nếu phát có sử dụng nguồn tài liệu khác em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm Sinh viên Trần Tuấn Anh MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN NA DƯƠNG 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY 1.1.1 Giới thiệu nhà máy .1 1.1.2 Thông số kĩ thuật nhà máy 1.2 QUY TRÌNH SẢN XUẤT NHIỆT ĐIỆN 1.3 LỊ HƠI TẦNG SƠI TUẦN HỒN .11 1.3.1 Giới thiệu lò 11 1.3.2 Phân loại lò 12 1.3.3 Hệ thống lị tầng sơi tn hồn 14 CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 2.1 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PHÂN TÁN 23 2.1.1 Các hệ thống điều khiển 23 2.1.2 Cấu trúc hệ thống điều khiển phân tán 25 2.1.3 Chức hệ DCS 28 2.2 HỆ THỐNG DCS CS 3000 CỦA YOKOGAWA 28 2.2.1 Cấp quản lý nhà máy 28 2.2.2 Cấp giám sát - huy 29 2.2.3 Cấp điều khiển 30 2.2.4 Hệ thống mạng CS 3000 31 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP MÔ PHỎNG 3.1 ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH 33 3.1.1 Điều khiển trình .33 3.1.2 Các đặc trưng trình 34 3.1.3 Phương pháp nhận dạng đối tượng 37 3.2 SÁCH LƯỢC ĐIỀU CHỈNH .40 3.2.1 Khái niệm sách lược điều chỉnh 40 3.2.2 Điều khiển phản hồi – Feedback 40 3.2.3 Điều khiển truyền thẳng – Feedforward 42 3.2.4 Điều khiển tầng – Cascade .44 3.3 PHƯƠNG PHÁP CHỈNH ĐỊNH 47 3.3.1 Phương pháp đáp ứng bậc thang 48 3.3.2 Phương pháp dựa đặc tính dao động tới hạn 49 3.4 CÔNG CỤ THỰC HIỆN – PHẦN MỀM CS 3000 .50 3.4.1 Phần mềm Graphics Builder 50 3.4.2 Phần mềm Control Drawing 51 CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG GIAO DIỆN VÀ MƠ PHỎNG HỆ THỐNG KHĨI GIĨ 4.1 CÁC VỊNG ĐIỀU CHỈNH TRONG HỆ THỐNG KHĨI GIĨ .58 4.1.1 Hệ thống khói gió 58 4.1.2 Vòng điều chỉnh gió (Air Master) 59 4.1.3 Điều chỉnh gió sơ cấp .60 4.1.4 Điều chỉnh gió thứ cấp 62 4.1.5 Điều chỉnh áp suất buồng đốt 66 4.2 XÂY DỰNG GIAO DIỆN ĐỒ HỌA 67 4.3 LẬP TRÌNH MƠ PHỎNG 68 4.3.1 Các quy ước 68 4.3.2 Vòng điều chỉnh áp suất gió sơ cấp đầu sấy 68 4.3.3 Vịng điều khiển lưu lượng gió sơ cấp đưa vào Winbox 69 4.3.4 Vòng điều chỉnh áp suất gió thứ cấp đầu sấy 69 4.3.5 Vòng điều khiển lưu lượng gió thứ cấp cấp vào lị 69 4.3.6 Vịng điều chỉnh gió (Air Master) 69 4.3.7 Vòng điều chỉnh áp suất buồng đốt 69 LỜI NÓI ĐẦU Trong năm gần đây, với phát triển mạnh mẽ công nghiệp, nhu cầu sử dụng điện ngày tăng, kéo theo tình trạng thiếu điện ngày trầm trọng Với ưu điểm nguồn nguyên liệu sẵn có, thời gian xây dựng nhanh, hàng loạt nhà máy nhiệt điện xây dựng năm gần Các nhà máy sử dụng nguồn nguyên liệu đa dạng như: than, khí gas,… Hiện nay, nhà máy nhiệt điện, mức độ tự động hóa ngày nâng cao Với việc sử dụng hệ DCS điều khiển cho nhà máy điện, cần 10 người cho ca vận hành nhà máy Các q trình giám sát điều khiển hồn tồn từ xa phịng điều khiển trung tâm Xuất phát từ thực tế đó, sau thời gian thực tập nhà máy Nhiệt điện Na Dương, tiếp xúc, tìm hiểu quy trình sản xuất nhiệt điện, q trình cơng nghệ hệ thống điều khiển DCS, em xin tiến hành thiết kế đồ án tốt nghiệp với đề tài : “Xây dựng giao diện mơ hình hóa mơ hệ điều khiển khói gió nhà máy nhiệt điện Na Dương” Mục đích đồ án xây dựng cơng cụ đào tạo cho kĩ sư làm việc nhà máy nhiệt điện, giúp trình đào tạo rút ngắn Các kĩ sư nhà máy có điều kiện thực tập điều khiển q trình cơng nghệ phần mềm hệ thống điều khiển nhà máy, giảm bớt bỡ ngỡ vào làm việc với hệ thống thực Với mục đích đó, đồ án thực bao gồm nội dung sau: - Giới thiệu nhà máy nhiệt điện Na Dương công nghệ lị tầng sơi tuần hồn sử dụng nhà máy - Hệ thống điều khiển nhà máy - Phương pháp mô - Xây dựng giao diện mô hệ thống khói gió Trong thời gian thiết kế đồ án, em hướng dẫn tận tình thầy giáo PGS.TS Bùi Quốc Khánh - Giám đốc trung tâm Hitech, KS Phạm Hồng Sơn – Cán nghiên cứu anh chị làm việc trung tâm Hitech Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy anh chị trung tâm Do kinh nghiệm hạn chế, giới hạn mặt thời gian kiến thức, đồ án chắn nhiều thiếu thiếu sót Em mong nhận góp ý thầy cô giáo để đồ án em hoàn thiện Chương 1: Nhà máy nhiệt điện Na Dương CHƯƠNG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN NA DƯƠNG 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY 1.1.1.Giới thiệu nhà máy Công ty nhiệt điện Na Dương đặt thị trấn Na Dương, huyện Lộc Bình, tỉnh Lạng Sơn doanh nghiệp nhà nước hoạch toán phụ thuộc Tập đồn than – khống sản Việt Nam Nhiệm vụ công ty đầu tư xây dựng, quản lý, vận hành nhà máy nhiệt điện Na Dương bán điện cho Tổng công ty điện lực Việt Nam Nhà máy nhiệt điện Na Dương thành lập theo định số 172/2003/QĐBCN, ngày 24 tháng 10 năm 2003 Bộ trưởng Bộ Công nghiệp Sau thời gian thi cơng, chạy thử nghiệm, ngày 01/11/2005, nhà máy thức nghiệm thu đưa vào vận hành thương mại vào ngày 1/11/2005 Nhà máy sử dụng than khai thác mỏ than Na Dương cung cấp cho tổ máy với công suất phát thô tổ 55,6MW/1 tổ Điện sản xuất từ nhà máy hòa vào lưới điện quốc gia theo tuyến: Lạng Sơn 1, Lạng Sơn 2, Tiên Yên (Quảng Ninh), phần điện sản xuất sử dụng làm điện tự dùng 1.1.2.Thông số kĩ thuật nhà máy Nhà máy gồm tổ máy, với thơng số kĩ thuật tổ sau: Thông số Tuabin - Kiểu Ngưng thân - Công suất định mức 55,6 MW - Áp lực đầu vào 126 kg/cm2 - Nhiệt độ đầu vào 5350C - Tốc độ 3000 vịng/phút - Chiều quay Theo chiều kim đồng hồ (nhìn từ phía máy phát) - Số tầng cánh 40 tầng cánh phản lực - Lượng nước làm mát qua bình ngưng 8100 m 3/h với nhiệt độ đầu vào 23330C Chương 1: Nhà máy nhiệt điện Na Dương Turbin gồm cửa trích để gia nhiệt nước ngưng, nước cấp qua bình gia nhiệt hạ áp, khử khí bình gian nhiệt cao áp Các thơng số cửa trích: + Cửa trích số 27,4 kg/cm2 + Cửa trích số 15,4 kg/cm2 + Cửa trích số 6,5 kg/cm2 + Cửa trích số 2,8 kg/cm2 + Cửa trích số 1,0 kg/cm2 + Áp suất 0,09 kg/cm2 Thơng số máy phát - Kiểu GTLRI494/58-2 - Cơng suất tồn phần 65420kVA - Công suất hữu công 55600kW - Điện áp đầu cực Stato 11000V  5% - Dòng điện Stato 3434A - Điện áp kích thích (Roto) 290V - Dịng điện kích thích (Roto) 935A - Cấp cách điện F - Số pha - Hệ số công suất (cos) 0.85 - Tần số (Hz) 50Hz - Tốc độ quay 3000 vịng/phút - Mơ men bánh đà 4600kgm2 (giá trị thiết kế) - Số cực - Nhiệt độ khí làm mát 480C - Nhiệt độ nước làm mát 400C - Độ tăng nhiệt độ Stato 77 K ETD Chương 1: Nhà máy nhiệt điện Na Dương - Độ tăng nhiệt độ Roto 72 K R - Bộ cấp nhiệt 10.8kW (400V, pha, 50Hz) Thông số kĩ thuật lị - Kiểu Tầng sơi tuần hoàn, tuần hoàn tự nhiên - Số lượng 02 - Hơi sau hệ thống nhiệt + Áp suất 130 kg/cm2g + Lưu lượng 540 0C + Nhiệt độ 205 t/H -Nhiệt độ nước cấp đầu vào 2300C Economizer - Nhiệt độ nước phun giảm ôn 230 0C - Nhiệt 141.5 MWth - Áp suất thiết kế 152 kg/cm2g - Nhiệt độ khói 1450C - Hệ thống gió lị Cân khói gió Thơng số CÔNG SUẤT BMCR 55.6M W (100%) 41.7MW (75%) 33.36M W (60%) 22.24MW (40%) Lưu lượng – t/h 205.0 201.5 151.0 123.0 87.67 Áp suất - kg/cm2G 130.0 129.9 127.7 126.8 125.9 Nhiệt độ - oC 540.0 540.0 540.0 530.0 500.0 Áp suất nước cấp - kg/cm2G 147.5 147.0 139.1 135.7 132.4 Nhiệt độ nước cấp - oC 223.5 222.7 209.5 200.0 184.3 Lưu lượng nước giảm ôn – t/h 9.23 9.10 6.82 5.56 3.95 Áp suất nước giảm ôn - kg/cm2G 150.9 150.4 142.5 139.1 135.8 223.5 222.7 209.5 200.0 184.3 Nhiệt độ nước giảm ôn - o C Thông số nhiệt độ BMCR 55.6MW (100%) 41.7MW (75%) 33.36MW 22.24MW (60%) (40%) Nhiệt độ khói khỏi lò - oC 880 880 840 805 730 Ra khỏi Cyclone - oC 865 865 815 775 690 CÔNG SUẤT KHÓI Qua nhiệt cấp III - oC 670 670 625 595 540 Qua nhiệt cấp II - oC 470 470 440 420 400 Sau Economizer - oC 280 275 255 240 220 Sau qua sấy khí - oC 145 140 130 125 125 HƠI Trong nồi - oC 337 337 333 331 330 Đầu nhiệt sơ cấp - oC 420 420 412 405 400 Primary De-Superheater Outlet - oC 400 400 395 390 380 Đầu nhiệt thứ cấp - oC 480 480 485 480 465 Secondary De-Superheater Outlet - oC 465 465 470 465 445 Đầu nhiệt cấp III - oC 540 540 540 530 500 NƯỚC CẤP Trước Economizer - oC 223 223 210 200 184 Sau economizer - oC 290 290 275 264 255 220 215 205 195 185 220 215 205 195 185 GIÓ SƠ CẤP Sau sấy khí - oC GIĨ THỨ CẤP Sau sấy khí - oC Thơng số lưu lượng mong muốn BMCR 55.6MW (100%) 41.7MW (75%) 33.36MW (60%) 22.24MW (40%) Nhiên liệu t/h 36.4 35.7 27.5 22.7 16.9 Đá vôi t/h 14.8 13.9 11.2 10.5 9.7 Bụi t/h 23.3 22.5 17.7 15.4 12.6 Gió đốt kNm3/h 181.6 178.3 136.6 112.3 93.6 CÔNG SUẤT