THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHO QUÁ TRÌNH ỔN ĐỊNH MỨC NƯỚC BAO HƠI CỦA NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN UÔNG BÍ Mục tiêu đặt ra ở đây là thiết kế hệ thống điều khiển cho quá trình ổn định mức nước bao hơi của nhà máy nhiệt điện Uông Bí ở cả giai đoạn khởi động lò và giai đoạn hoạt động lâu dài. Lò hơi có cấu tạo và thông số kỹ thuật như đã cho ở trên. Trong quá trình vận hành lò, mức nước bao hơi cần duy trì xung quanh mức đặt 700mm tính từ đáy bao hơi lên. Mức nước trong bao hơi phụ thuộc vào nhiều yếu tố, như áp suất trong bao hơi, lưu lượng nước vào lò, lưu lượng hơi sang tua bin ... Vì vậy yêu cầu của bộ điều chỉnh cấp nước khi làm việc trong dải điều chỉnh của phụ tải lò cần duy trì mức nước ở giới hạn sau: Ở chế độ vận hành bình thường ổn định (có nghĩa là không có sự thay đổi đột ngột của phụ tải, của nhiệt độ lò) lúc đó sai lệch mức nước lớn nhất cho phép không được quá ±20mm so với mức nước “0”. Khi có sự thay đổi bước nhảy đột ngột của phụ tải từ 10÷50% so với định mức thì sai lệch cho phép không được lớn hơn ±50mm. Khi ở chế độ làm việc ổn định thì số lần tác động của bộ điều chỉnh trong một phút không qúa 6 lần. Như vậy ta cho bộ điều chỉnh đảm bảo tác động khi có độ sai lệch mức trong bao hơi là ±20 mm.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN HỌC BÀI TẬP LỚN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHO QUÁ TRÌNH ỔN ĐỊNH MỨC NƯỚC BAO HƠI CỦA NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN NG BÍ Học phần: Điều khiển q trình Họ tên : Lê Anh Quân MSV : 191604301 Lớp : TĐH – K60 GVHD : PGS.TS Trịnh Lương Miên TP.Hà Nội – 2022 MỤC LỤC: I Nhiệm vụ thiết kế II Xây dựng lưu đồ P&ID III Xây dựng sơ đồ khối cấu trúc điều khiển hệ thống .4 IV Xây dựng hàm truyền đạt thiết bị đo, thiết bị chấp hành Hàm truyền thiết bị đo mức nước bao Hàm truyền thiết bị đo lưu lượng nhiệt/ lưu lượng nước Hàm truyền van nước cấp vào lò Hàm truyền chuyển đổi dịng điện – khí nén (I/P) Hàm truyền trình mức nước bao V Thiết kế điều khiển PID cho trình mức nước bao Giai đoạn khởi động lò 10 Giai đoạn vận hành lâu dài 11 2.1 Tổng hợp mạch vòng điều khiển lưu lượng van cấp nước.12 2.2 Tổng hợp mạch vòng điều khiển mức nước bao .13 I Nhiệm vụ thiết kế Mục tiêu đặt thiết kế hệ thống điều khiển cho trình ổn định mức nước bao nhà máy nhiệt điện ng Bí giai đoạn khởi động lò giai đoạn hoạt động lâu dài Lị có cấu tạo thơng số kỹ thuật cho Trong trình vận hành lị, mức nước bao cần trì xung quanh mức đặt 700mm tính từ đáy bao lên Mức nước bao phụ thuộc vào nhiều yếu tố, áp suất bao hơi, lưu lượng nước vào lị, lưu lượng sang tua bin Vì yêu cầu điều chỉnh cấp nước làm việc dải điều chỉnh phụ tải lò cần trì mức nước giới hạn sau: - Ở chế độ vận hành bình thường ổn định (có nghĩa khơng có thay đổi đột ngột phụ tải, nhiệt độ lị) lúc sai lệch mức nước lớn cho phép không ±20mm so với mức nước “0” - Khi có thay đổi bước nhảy đột ngột phụ tải từ 10 ÷50% so với định mức sai lệch cho phép không lớn ±50mm - Khi chế độ làm việc ổn định số lần tác động điều chỉnh phút không qúa lần Như ta cho điều chỉnh đảm bảo tác động có độ sai lệch mức bao ±20 mm II Xây dựng lưu đồ P&ID Phân tích cơng nghệ u cầu điều khiển, ta đưa lưu đồ P&ID cho việc điều khiển ổn định mức nước bao lò EN-920-17.6534 nhà máy nhiệt điện ng Bí hình Việc điều khiển mức nước bao thực theo chu trình tương ứng với khối cơng nghệ 111 112 tùy thuộc vào mức nước hao hụt nước nhiệt đầu nước cấp vào lò Mức nước bao đo lường, thị trường truyền xa cảm biến đo mức, kí hiệu lưu đồ công nghệ P&ID LIT/111 Kết hợp với giá trị áp suất bao (đã có liệu hệ thống) thực thị áp suất, kí hiệu lưu đồ P&ID PI/111, sau thơng qua khâu biến đổi PY/111, để kết hợp mức nước áp suất nhằm tính mức nước thực tế bao hơi, đưa đến điều khiển mức nước LIC/ 111 đặt phòng điều khiển Bộ điều khiển mức nước có hai dạng chính, tương ứng với hai giai đoạn vận hành lò: giai đoạn khởi động lò giai đoạn hoạt động lâu dài Ở giai đoạn khởi động lò: điều khiển mức nước LIC/111 dựa vào mức nước đặt mức thực tế để tính tốn đưa tín hiệu điều khiển đến chuyển đổi điện-khí PY/111 tạo dịng khí nén tương ứng làm dịch chuyển thiết bị định vị van P (positioner) để mở van PLV/111, cấp nước vào bao Hình 1: Lưu đồ P&ID điều khiển mức nước bao lị EN-920-17.6-534 ng Bí Trong giai đoạn hoạt động lâu dài: điều khiển mức nước LIC/111A dựa vào sai lệch mức đặt mức thực tế để tính tốn tín hiệu tham chiếu cho vịng điều khiển lưu lượng nước cấp vào bao Tín hiệu điều khiển mức nước LIC/111A kết hợp với tín hiệu lưu tốc nhiệt FI/ 113 biến đổi FY/112 để tạo tín hiệu đặt lưu tốc cho van cấp nước Tín hiệu đầu FY/112 đưa tới điều khiển van theo lưu lượng FC/112 Bộ điều khiển van FC/112 tiếp nhận tín hiệu đầu vào khác lưu lượng thực tế nước cấp vào bao FIT/112, để từ theo thuật tốn cài đặt sẵn, tính tốn tín hiệu điều khiển mở van tương ứng, đưa đến chuyển đổi điện-khí PY/112, sau qua thiết bị định vị van P (positioner) để mở van PFV/112, cho dòng nước cấp vào bao nhằm trì ổn định mức nước bao quanh giá trị đặt III Xây dựng sơ đồ khối cấu trúc điều khiển hệ thống Dựa vào lưu đồ P&ID ta đưa sơ đồ khối cấu trúc hệ thống điều khiển mức nước bao (i) Giai đoạn bắt đầu khởi động lò (start up) tương ứng với vòng điều khiển (111) sơ đồ khối cấu trúc hệ thống điều khiển mức nước bao Hình 2: Sơ đồ khối cấu trúc hệ thống điều khiển mức nước bao giai đoạn khởi động lò (ii) Giai đoạn hoạt động lâu dài (¿ ΔLL∨¿