Tkc q3 chuong 12 he thong cung cap nhien lieu than (rev3)

Chương 12 HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU THAN Tháng 10/2017 Thực hiện: Đồn Trung Tín Kiểm tra: Nguyễn Văn Toán Ngày Ký tên MỤC LỤC 1.1 1.2 2.1 2.2 2.3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 TỔNG QUAN Chức năng, nhiệm vụ hệ thống Phạm vi thiết kế TIÊU CHÍ THIẾT KẾ Thông số thiết kế Yêu cầu thiết kế Tiêu chuẩn áp dụng PHÂN TÍCH LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KỸ THUẬT Thiết bị bốc dỡ than Hệ thống băng tải chuyển than .5 Thiết bị đánh đống phá đống Kho chứa than 15 Hệ thống gạt than từ băng tải xuống bunke 16 Hệ thống sàng rung nghiền than 18 Hệ thống phụ trợ khác 20 Các phương pháp trộn than nhà máy 21 Nhà điều khiển hệ thống than .26 PHỤ LỤC 26 Tổng Công Ty Phát Điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện TỔNG QUAN 1.1 Chức năng, nhiệm vụ hệ thống Hệ thống cung cấp nhiên liệu than thiết kế phục vụ mục đích sau:  Bốc dỡ than từ phương tiện vận chuyển than (như tàu, xe) chuyển than trực tiếp từ nguồn cung cấp (mỏ than) vào kho chứa than nhà máy  Lưu trữ than khoảng thời gian định nhằm trì hoạt động nhà máy thời gian nguồn cung cấp than tạm thời bị gián đoạn  Cung cấp than theo nhu cầu hệ thống lò Sơ đồ khối điển hình hệ thống cung cấp than cho nhà máy nhiệt điện thể hình đây: PHƯƠNG TIỆN VẬN CHUYỂN THAN (TÀU, XE) THIẾT BỊ BỐC DỠ (GÀU NGOẠM/ LIÊN TỤC) HỆ THỐNG BĂNG TẢI THAN HỆ THỐNG ĐÁNH ĐỐNG KHO CHỨA THAN HỆ THỐNG PHÁ ĐỐNG HỆ THỐNG BĂNG TẢI (2x100%) HỆ THỐNG SÀN RUNG VÀ NGHIỀN THAN THÔ (2x100%) HỆ THỐNG BĂNG TẢI (2x100%) BUNKE LỊ HƠI Hình 12-1 Sơ đồ điển hình hệ thống cung cấp than nhà máy nhiệt điện Quyển 3, Chương 12 – Hệ thống cung cấp nhiên liệu than Ấn 3, tháng 10/2017 Trang / 27 Tổng Công Ty Phát Điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện 1.2 Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện Phạm vi thiết kế Hiện tại, việc cung cấp cho hầu hết nhà máy nhiệt điện than Việt Nam thực đường thủy (sông, biển); đó, phạm vi thiết kế chuẩn ày đề cập, phân tích lựa chọn cơng nghệ cho hệ thống bốc dỡ từ tàu Việc vận chuyển than từ nguồn cung cấp đến cảng than không nằm phạm vi Thiết kế chuẩn Phạm vi thiết kế bao gồm:  Hệ thống bốc dỡ vận chuyển than từ tàu vào kho than  Hệ thống chuyển tiếp than từ kho than lên bunke lị (khơng bao gồm việc thiết kế bunke lò hạng mục thiết bị phía sau bunke) TIÊU CHÍ THIẾT KẾ 2.1 Thông số thiết kế Các thông số đầu vào cần thiết để thiết kế hệ thống cung cấp than:  Đặc tính nhiên liệu than cung cấp cho nhà máy, bao gồm thông số sau: + Các thành phần than: nhiệt trị (Calorific value), hàm lượng chất bốc (Volatile matter), tổng ẩm (Total moisture), nội ẩm (Inherent Moisture) + Chỉ số nghiền – HGI + Khối lượng riêng + Bảng phân bố kích thước hạt than  Thơng số tàu chở than  Kích thước hạt than yêu cầu đầu vào máy nghiền tinh (coal mill)  Đặc tính nhiên liệu than u cầu lị  Nhu cầu tiêu thụ than lò  Mặt bố trí hệ thống băng tải than  Các yêu cầu cụ thể khác hợp đồng (nếu có) cấu hình dự phịng, u cầu môi trường, v.v 2.2 Yêu cầu thiết kế Silo chứa than khu vực gian bunke lò cần thiết kế với đường xả khẩn cấp cho phép lấy than khỏi silo trường hợp cố Nếu hệ thống cung cấp than có xem xét phương án trộn cấu hình thiết bị phải lựa chọn có dự phịng mặt thiết bị (n+1) để đảm bảo hệ thống vận hành liên tục Hệ thống cung cấp than nên thiết kế để giám sát, vận hành từ nhà điều khiển hệ thống than Quyển 3, Chương 12 – Hệ thống cung cấp nhiên liệu than Ấn 3, tháng 10/2017 Trang / 27 Rev.3 Tổng Công Ty Phát Điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện 2.3 Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện Tiêu chuẩn áp dụng Hệ thống cung cấp nhiên liệu than thiết kế theo tiêu chuẩn, sổ tay hướng dẫn (handbook) sau:  CEMA: Conveyor Equipment Manufacturer’s Association  RMA: Rubber Manufacturer Association  DIN: Deutsche Institute for Normung  NFPA: National Fire Protection Association  ISO 5048: Continuous Mechanical Handling Equipment – Belt Conveyors with Carrying Idlers – Calculation of Operating Power and Tensile Forces;  ISO 5049-1: Mobile Equipment for Continuous Handling of Bulk Materials – Part 1: Rules for the Design of Steel Structure;  ISO 10247: Conveyor Belts – Characteristics of Covers – Classification;  ISO 9856: Conveyors Belts – Determination of Elastic and Permanent Elongation and Calculation of Elastic Modulus;  ISO 3684: Conveyor Belts – Determination of Minimum Pulley Diameters;  ISO 5293: Conveyor Belts – Determination of Minimum Transition Distance on Three Idler Rollers;  ISO 283: Textile Conveyor Belts – Full Thickness Tensile Strength, Elongation at Break and Elongation at the Reference Load – Test Method;  ISO 5285: Conveyor Belts – Guidelines for Storage and Handling;  ISO 4195: Conveyor belts with heat-resistant rubber covers – Heat resistance of covers – Requirements and test methods  ISO 433: Conveyor Belts – Marking  ISO 252: Conveyor belts – Adhesion between constitutive elements – Test methods  ISO 282: Conveyor belts – Sampling  ISO 505: Conveyor belts – Method for the determination of the tear propagation resistance of textile conveyor belts  ISO 703: Conveyor belts – Transverse flexibility (troughability) – Test method  ISO 251: Conveyor belts with textile carcass – Widths and lengths  Các tiêu chuẩn Quốc tế khác (nếu áp dụng) PHÂN TÍCH LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KỸ THUẬT Quyển 3, Chương 12 – Hệ thống cung cấp nhiên liệu than Ấn 3, tháng 10/2017 Trang / 27 Tổng Công Ty Phát Điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện 3.1 Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện Thiết bị bốc dỡ than Để bốc dỡ than từ tàu lên băng tải chuyển vào nhà máy, có kiểu thiết bị bốc dỡ thông dụng là:  Thiết bị bốc dỡ kiểu gàu ngoạm;  Thiết bị bốc dỡ kiểu gàu xích;  Thiết bị bốc dỡ kiểu trục vít 3.1.1 Thiết bị bốc dỡ kiểu gàu ngoạm Thiết bị bao gồm gàu ngoạm treo hệ thống dây cáp dùng để giữ điều khiển gàu đóng mở Hệ thống gàu ngoạm dây cáp đỡ hệ thống khung đỡ thép có khả di chuyển dọc theo chiều dài bến cảng hệ thống bánh xe đường ray Hiệu suất thiết bị bốc dỡ kiểu gàu ngoạm giảm dần trình bốc dỡ than theo lượng than lại tàu lượng than khơng cịn đủ để bốc dỡ tải đầy gàu Hiệu suất trung bình thiết bị bốc dỡ kiểu gàu ngoạm khoảng 50% Ưu điểm thiết bị bốc dỡ kiểu gàu ngoạm:  Phù hợp với nhiều loại tàu chở than khác  Phù hợp với nhiều loại than có kích thước đặc tính khác  Chi phí đầu tư, vận hành bảo trì thấp Nhược điểm:  Vận hành khơng ổn định có gió lớn  Có khả gây ô nhiễm môi trường phát tán bụi 3.1.2 Thiết bị bốc dỡ loại liên tục kiểu gàu xích Thiết bị bao gồm dãy gàu xúc nhỏ tạo thành chuỗi quay vịng hình chữ L, gàu xúc lấy than tiếp xúc với lớp than đổ than lên băng tải cần vị trí đỉnh thiết bị cần lấy chữ L Hệ thống băng tải cần cần lấy chữ L đỡ khung thép có khả di chuyển dọc theo chiều dài bến cảng hệ thống bánh xe đường ray Hiệu suất trung bình thiết bị bốc dõ kiểu gàu xích từ 60% - 70% Ưu điểm thiết bị bốc dỡ kiểu gàu xích:  Hiệu suất cao, có khả gom than vị trí góc cạnh tàu giúp làm giảm thời gian bốc dỡ, giảm chi phí lưu tàu  Gàu xích bao bọc thân cần lấy chữ L giúp làm giảm phát tán bụi gây ô nhiễm môi trường Nhược điểm thiết bị bốc dỡ kiểu gàu xích:  Chi phí đầu tư cao loại gàu ngoạm Quyển 3, Chương 12 – Hệ thống cung cấp nhiên liệu than Ấn 3, tháng 10/2017 Trang / 27 Tổng Công Ty Phát Điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện  Kích thước tàu chở than phải phù hợp  Có khả nghẹt hoạt động với than có độ ẩm cao 3.1.3 Thiết bị bốc dỡ loại liên tục kiểu trục vít Thiết bị bốc dỡ liên tục kiểu trục vít có kết cấu tương tự kiểu gàu xích, cần lấy chữ L thay trục vít Hiệu suất trung bình thiết bị kiểu trục vít tương tự kiểu gàu xích, khoảng từ 60% - 70% Ưu điểm loại thiết bị bốc dỡ kiểu trục vít:  Điểm bốc than nằm phía bên bề mặt lớp than nên hạn chế việc phát tán bụi  Có khả tiếp cận đến sát đáy tàu, giúp hạn chế công tác thu gom than thiết bị phụ, giảm thời gian bốc dỡ Tuy nhiên, kiểu có nhược điểm:  Giới hạn kích thước hạt than điểm lấy (dưới 300mm) Nếu kích thước hạt than lớn có khả gây tắt nghẽn trục vít  Chi phí đầu tư cao so với kiểu gàu xích gàu ngoạm Từ ưu nhược điểm nêu kiểu thiết bị bốc dỡ, việc lựa chọn chủng loại phù hợp cần dựa yếu tố sau:  Đặc tính than  Loại tải trọng tàu  Kích thước hạt than  Các quy định mơi trường Số lượng thiết bị bốc dỡ than: để đảm bảo hệ thống bốc dỡ than hoạt động liên tục, thông thường thiết bị bốc dỡ trang bị cho bến cảng than Công suất thiết bị bốc dỡ cân nhắc tính tốn dựa thông số tải trọng tàu chở than, nhu cầu tiêu thụ than nhà máy, số lượng thiết bị bốc dỡ, chủng loại thiết bị bốc dỡ, v.v 3.2 Hệ thống băng tải chuyển than 3.2.1 Lựa chọn cấu hình Hệ thống băng tải vận chuyển than nhà máy chia thành đoạn:  Vận chuyển than từ cảng bốc dỡ vào kho than  Vận chuyển than từ kho than lên bunke lò Việc lựa chọn cấu hình hệ thống băng tải nêu cần xem xét đến hiệu kinh tế kỹ thuật Cấu hình hệ thống băng tải 1x100% có chi phí đầu tư thấp Quyển 3, Chương 12 – Hệ thống cung cấp nhiên liệu than Ấn 3, tháng 10/2017 Trang / 27 Tổng Công Ty Phát Điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện thiếu khả dự phòng Ngược lại, cấu hình 2x100% có khả dự phịng cao kèm chi phí đầu tư, bảo trì cao Nếu hệ thống băng tải thiết kế để cung cấp than cho vài nhà máy trung tâm điện lực nhà máy có kho chứa than ngắn ngày số lượng tàu cập bến nhiều cấu hình nên xem xét 2x100% cho hệ thống băng tải vận chuyển từ cảng vào kho than từ kho than lên lị nhằm mục đích đảm bảo khả bốc dỡ, trì nguồn cung cấp than liên tục cho nhà máy Đối với hệ thống băng tải than thiết kế để cung cấp than cho nhà máy riêng biệt có kho chứa than phù hợp cấu hình nên xem xét 1x100% cho băng tải vận chuyển than từ cảng vào kho than, 2x100% cho băng tải vận chuyển than từ kho than lên lò để đảm bảo hiệu kinh tế dự án 3.2.2 Lựa chọn công suất Công suất hệ thống băng tải than vận chuyển từ cảng vào kho than cần lựa chọn tương ứng với công suất bốc dỡ cực đại hệ thống bốc dỡ Trong đó, công suất hệ thống băng tải than từ kho than lên bunke lò phải đáp ứng nhu cầu tiêu thụ than toàn tổ máy nhà máy Về tổng quan, việc thiết kế hệ thống băng tải từ cảng vào kho than từ kho than lên bunke tương tự Để việc tính tốn cơng suất băng tải xác đặc tính nhiên liệu than cần xem xét kỹ bao gồm:  Góc nghỉ (angle of respose) than Đối với than, thơng thường góc nghỉ từ 35 độ đến 38 độ  Góc nạp than băng tải (angle of surcharge), giá trị góc cho nhiên liệu than từ 20 độ đến 25 độ  Khả trượt than dựa yếu tố kích cỡ hạt than, hình dạng, độ ẩm, v.v Góc nghiêng băng tải không nên vượt 14 độ so với phương ngang  Khối lượng riêng than, giá trị thay đổi tùy thuộc vào loại than khác Đặc tính than tính tốn băng tải tham khảo theo hướng dẫn CEMA 2007 3.2.3 Lựa chọn vật liệu Băng tải chọn loại nhiều lớp (muti-ply) loại có lõi thép (steel cord) Số lượng lớp lõi thép lựa chọn dựa lực căng băng tải cực đại tính tốn để đảm bảo băng tải không bị rách hay đứt trình vận hành Băng tải nên thiết kế để có khả chống cháy cháy chậm 3.2.4 Phễu chuyển than Phễu chuyển than dùng để chuyển định hướng dòng than từ băng tải cấp sang băng tải nhận Phễu chuyển than thơng thường có dạng hình vng có trang bị lớp lót chống ăn mịn va đập bên để hạn chế việc ăn mòn bề mặt phễu chuyển than Dạng Quyển 3, Chương 12 – Hệ thống cung cấp nhiên liệu than Ấn 3, tháng 10/2017 Trang / 27 Tổng Công Ty Phát Điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện phễu hình trịn sử dụng than có độ ẩm cao (> 38%) thành phần hạt than kích thước nhỏ chiếm tỉ lệ lớn Theo hướng dẫn CEMA, bề rộng phễu không nên lớn 2/3 bề rộng băng tải nhận phía sau Ví dụ, băng tải nhận có bề rộng 1200mm bề rộng phễu chuyển than không nên lớn 800mm Trong số trường hợp, bề rộng băng tải phía sau định dựa bề rộng phễu Việc lựa chọn phụ thuộc vào đặc tính than Bên cạnh đó, bề rộng bên phễu chuyển than nên lớn tối thiểu 2,5 lần kích thước hạt than lớn phần trăm lượng than có kích thước chiếm tỉ lệ đáng kể Nếu than có trộn lẫn hạt to nhỏ với bề rộng bên cần lớn lần kích thước hạt than lớn Vật liệu lớp lót phễu chuyển than lựa chọn phù hợp với đặc tính than, chi phí đầu tư dễ sửa chữa thay tương lai theo hướng dẫn CEMA 3.2.5 Các thiết bị phụ Hệ thống băng tải than cần trang bị thêm thiết bị phụ sau để trì vận hành ổn định tin cậy hệ thống: Thiết bị làm băng tải Thiết bị làm băng tải cần trang bị để làm bề mặt làm việc mặt băng tải Thiết kế thiết bị cần kiểm nghiệm chứng minh độ bền điều kiện vận hành tương đương Chúng phải điều chỉnh hợp lý nối với đối trọng, lò xo hay dụng cụ số vị trí khác thiết kế tương thích Những chất bẩn cạo từ làm quay trở lại đường nguyên liệu Hệ thống căng băng tải Hệ thống căng băng tải dùng bù đắp việc dãn băng tải sau thời gian hoạt động, trì đạt độ căng cần thiết để tránh tình trạng trượt puli dẫn động băng tải Tại vị trí bố trí hệ thống căng băng tải cần trang bị rào chắn cửa đảm bảo an toàn cho người vận hành 3.2.6 Cách thức xác định bề rộng băng tải Việc tính tốn lựa chọn bề rộng băng tải xác định theo công thức: S QC 3,600C  v Trong đó:  Qc: cơng suất băng tải than, t/h  S: Tiết diện ngang than băng tải, m² (Xem hình 12-2)  S1: Tiết diện phần than băng tải, m² Quyển 3, Chương 12 – Hệ thống cung cấp nhiên liệu than Ấn 3, tháng 10/2017 Trang / 27 Rev.3 Tổng Công Ty Phát Điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện  S2: Tiết diện phần than băng tải, m²  ηC: hiệu suất băng tải.(ηC = 0.95)  ρ: khối lượng riêng than, t/m³  v: vận tốc băng tải, m/s B S1 S2 l3 Hình 12-2 Cross – section of a belt conveyor Mối liên hệ cách thức xác định bề rộng băng tải (B) theo tiết diện ngang than băng tải thể công thức bảng bên dưới: Bảng 12.1 ISO 5048 – 1989 DIN 22101 – 1982 l3  b  l3 cos  2 tan  l3  b  l3 cos  2 tan  Tiết diện, m² S1 Tiết diện ngang than băng tải  S2 b  l3    b  l3  l3  cos    sin       S S1 + S2  b = 0.9B – 0.05, m b = B – 0.25, m Rev.2 cho B ≤ 2.0m cho B > 2.0m l3 chiều dài lăn Quyển 3, Chương 12 – Hệ thống cung cấp nhiên liệu than Ấn 3, tháng 10/2017 Trang / 27 Tổng Công Ty Phát Điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện Thiết kế chuẩn công trình Nhà máy Nhiệt điện Hình 12-8 Thiết bị gạt di động 3.3.2 Thiết bị phá đống Công suất thiết bị phá đống xác định theo nhu cầu tiêu thụ than nhà máy Hệ thống phá đống thơng thường chia thành nhóm phá đống bên mặt (Máy đánh đống kết hợp phá đống kiểu quay cố định, Máy đánh đống kết hợp phá đống kiểu bánh gàu, Máy đánh đống kết hợp phá đống kiểu cổng) phá đống bên bề mặt than (bộ cấp liệu – feeder) tùy theo vị trí than lấy Các thiết bị phá đống có cơng suất thiết kế khác tùy thuộc vào yêu cầu bố trí Các loại thiết bị thiết kế để hoạt động cho trời Các thiết bị di động phụ trợ khác xe ủi, xe xúc lật sử dụng để hỗ trợ cho trình phá đống Máy đánh đống kết hợp phá đống kiểu quay cố định Máy đánh đống kết hợp phá đống kiểu quay cố định sử dụng dãi xích để cào than vào phễu cấp bố trí ngầm bên thân thiết bị Từ phễu này, than cấp vào băng tải ngầm vận chuyển lên gian bunke lò thông qua hệ thống băng tải Ưu điểm hệ thống có khả vận hành đánh đống phá đống độc lập, tăng khả linh hoạt hệ thống Nhược điểm chi phí xây dựng kho than cao, hệ thống bố trí ngầm dễ xảy tắt nghẽn, chi phí cho thiết bị phịng cháy chữa cháy thơng gió cho kho than kết cấu ngầm tăng Máy đánh đống kết hợp phá đống kiểu bánh gàu Máy đánh đống kết hợp phá đống kiểu bánh gàu trang bị bánh gàu dùng để xúc than đổ lên băng tải cần để đưa than lên bunke lị Cơng suất phá đống điều khiển tốc độ quay bánh gàu, tốc độ xoay cấu băng tải cần chiều sâu lấy than Máy đánh đống kết hợp phá đống kiểu cổng Quyển 3, Chương 12 – Hệ thống cung cấp nhiên liệu than Ấn 3, tháng 10/2017 Trang 13 / 27 Tổng Công Ty Phát Điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện Máy đánh đống kết hợp phá đống kiểu cổng dùng xích gàu để đưa than từ bề mặt đống than vào băng tải cấp lên bunke lị Xích gàu đưa từ xuống tiếp xúc bề mặt bên đống than bắt đầu trình phá đống Máy phá đống kiểu cổng (portal reclaimer) Máy phá đống kiểu cổng gồm kết cấu cổng bẳng thép di chuyển ray bố trí dọc hai bên băng tải, dùng làm giá dỡ hai cấu xích cào Hai cấu xích cào thiết kế quay chiều để đảm bảo thiết bị lấy than từ hai mặt đống than Công suất cực đại thiết bị có khả đạt 3000 t/h Hình 12-9 Máy phá đống kiểu cổng (Nguồn: FAM) Bộ cấp liệu (Feeder) Phễu cấp liệu bố trí phía bên chân đống than, than từ đống than rơi tự vào phễu cấp liệu Bộ cấp liệu trang bị điều biến để điều chỉnh tốc độ cấp than lên băng tải Để hạn chế chiều cao, thông thường cấp liệu chia thành phần nhỏ có trang bị cấp kiểu rung băng tải cho phần Ưu điểm cấp liệu có khả điều chỉnh tương đối xác lượng than cấp lên lị có tỉ lệ với tốc độ băng tải cường độ rung cấp liệu Tuy nhiên hệ thống có nhược điểm phải vận hành liên tục, dừng hệ thống trạng thái có than phía dễ bị tắc Bên cạnh đó, hệ thống cần có thêm thiết bị phụ xe ủi, xe xúc để đưa phần than không tự rơi vào phễu 3.3.3 Kết hợp thiết bị đánh phá đống Các phương án thiết kế kết hợp thiết bị đánh đống phá đống thông dụng trình bày bảng sau: Bảng 12.2 Các phương án thiết kế kết hợp thiết bị đánh phá đống thông dụng Đánh đống Máy đánh đống quay cố định Quyển 3, Chương 12 – Hệ thống cung cấp nhiên liệu than Ấn 3, tháng 10/2017 Phá đống Bộ cấp liệu thiết bị di động phụ trợ Trang 14 / 27 Tổng Công Ty Phát Điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện Máy đánh đống kết hợp phá đống kiểu Máy đánh đống kết hợp phá đống kiểu quay cố định quay cố định Máy đánh đống di động Máy phá đống kiểu cổng Máy đánh đống kết hợp phá đống kiểu Máy đánh đống kết hợp phá đống kiểu bánh gàu bánh gàu Máy đánh đống kết hợp phá đống kiểu Máy đánh đống kết hợp phá đống kiểu cổng cổng Thiết bị gạt di động 3.4 Máy phá đống kiểu cổng Kho chứa than Việc vận chuyển than cung cấp cho Nhà máy nhiệt điện thông thường thực thông qua đường biển đường (tàu lửa, xe tải) phụ thuộc nhiều vào điều kiện thời tiết, Việt Nam lại quốc gia nằm khu vực nhiệt đới gió mùa thường xảy mưa bão lớn kéo dài nên có khả gây ảnh hưởng, gián đoạn đến việc cung cấp than cho nhà máy Bên cạnh đó, yếu tố địa trị quốc gia cung cấp than góp phần khơng nhỏ đến tính liên tục q trình cung cấp than Nếu có bất ổn xảy quốc gia khoảng thời gian định việc trì vận hành liên tục nhà máy gặp nhiều khó khăn Do đó, q trình quy hoạch xây dựng nhà máy nhiệt điện cần xem xét bố trí kho lưu trữ than phù hợp với nhu cầu, diện tích mặt cơng nghệ nhà máy để bảo đảm việc vận hành an toàn ổn định nhà máy trường hợp việc cung cấp than bị gián đoạn tạm thời điều kiện nêu Bãi than nên xem xét thiết kế có khả lưu trữ đảm bảo cho vận hành nhà máy khoảng từ 30 – 45 ngày sở 100% BMCR với than thiết kế Tùy thuộc vào điều kiện thời tiết khu vực đặt nhà máy yêu cầu môi trường mà kho than thiết kế kín hồn tồn dùng phần diện tích kho than (tương ứng 05-10 ngày sử dụng) có trang bị kết cấu bao che làm kho than khô Việc thiết kế kho than dựa yếu tố sau:  Điều kiện thời tiết;  Yêu cầu môi trường;  Nhu cầu tiêu thụ than nhà máy;  Diện tích mặt cho phép;  Tính ổn định nguồn cung cấp;  Khoảng cách vận chuyển từ nguồn than đến nhà máy;  Yêu cầu đơn vị/tổ chức cho vay tài chính; Quyển 3, Chương 12 – Hệ thống cung cấp nhiên liệu than Ấn 3, tháng 10/2017 Trang 15 / 27 Tổng Công Ty Phát Điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện  Yêu cầu cụ thể Chủ đầu tư dự án Trong khu vực kho chứa than cần trang bị hệ thống sau:  Tường chắn gió (nếu dùng kho than hở)  Hệ thống thu gom nước mưa khu vực kho than;  Hệ thống phòng cháy chữa cháy;  Hệ thống dập khử bụi (dust suppression);  Thiết bị cảm biến nhiệt (đối với kho than chứa loại than có hàm lượng chât bốc cao, dễ xảy tượng tự bốc cháy) 3.5 Hệ thống gạt than từ băng tải xuống bunke Trong nhà máy nhiệt điện ngày nay, thơng thường silo thiết kế hình dạng trụ trịn làm thép, đầu có hình để hỗ trợ cho trình cấp than ổn định vào cấp liệu cho máy nghiền tinh Thời gian lưu trữ than tất bunke lò nhà máy thường đáp ứng nhu cầu tiêu thụ than từ ~ 12h chế độ BMCR Có loại thiết bị thường sử dụng để cấp than vào bunke loại gạt than cố định gạt than di động 3.5.1 Thiết bị gạt than cố định (Fixed tripper) Thiết bị gạt than di động gồm dãi thiết bị gạt than bố trí phía băng tải, bunke than (trừ bunke than cuối) trang bị thiết bị gạt than cố định gắn phía băng tải cấp than đến bunke Cơng suất hệ thống gạt than cố định xác định theo công suất băng tải than cấp lên bunke lị Thiết bị có ưu điểm thiết bị bị hư hỏng thiết bị cách ly khỏi dịng than mà khơng làm ảnh hưởng đến việc cấp than cho bunke khác Yêu cầu chiều cao gian bunke lò thấp giúp làm giảm trọng lượng kết cấu Tuy nhiên, trình cân chỉnh thiết bị điều khiển khơng xác bề mặt gạt than có khả chạm vào bề mặt băng tải gây hư hỏng rách băng tải Thêm vào đó, lực cản thiết bị dịng than làm tăng công suất yêu cầu phận dẫn động băng tải Việc bố trí hệ thống thu bụi cho thiết bị khó khăn có thiết bị chuyển động nâng hạ trình hoạt động Quyển 3, Chương 12 – Hệ thống cung cấp nhiên liệu than Ấn 3, tháng 10/2017 Trang 16 / 27 Tổng Công Ty Phát Điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện Hình 12-10 Bố trí mặt cắt ngang thiết bị gạt than cố định Hình 12-11 Mặt bố trí thiết bị gạt than cố định 3.5.2 Thiết bị gạt than di động (Traveling tripper) Cơ cấu thiết bị gạt than di động để cấp than cho bunke lò giống với thiết bị gạt than di động trang bị để đánh đống cho kho than nêu Tuy nhiên, thiết bị gian bunke có trang bị thêm phễu chia có cánh hướng cho phép điều chỉnh dòng than rơi vào phễu thiết bị gạt than vào bunke than rơi ngược lại băng tải để chuyển đến bunke cuối gian lò Thiết bị gạt than di động phù hợp cho nhà máy có số lượng bunke tổ máy nhiều (từ trở lên), việc kiểm soát bụi phát sinh thiết bị gạt than dễ dàng nhờ thiết bị lọc túi Bên cạnh đó, hệ thống cịn trang bị băng tải che phía silo, băng tải kết nối với thiết bị gạt than để thiết bị gạt than đổ than vị trí băng tải điểm nâng lên Do có trọng lượng chiều cao lớn loại cố định nên việc thiết kế kết cấu cần xem xét thêm tải trọng chiều cao từ thiết bị gạt than di động khoảng không gian cần thiết phía trước bunke gian lị Quyển 3, Chương 12 – Hệ thống cung cấp nhiên liệu than Ấn 3, tháng 10/2017 Trang 17 / 27 Tổng Công Ty Phát Điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện Hình 12-12 Mặt cắt ngang thiết bị gạt than di động 3.6 Hệ thống sàng rung nghiền than Than vận chuyển đến nhà máy thơng thường có kích thước hạt nhỏ 100mm với dãi phân bố từ – 100mm thay đổi tùy theo loại than nhà cung cấp Trong đó, kích thước than u cầu đầu vào máy nghiền tinh lò từ 30 – 40mm; đó, cần trang bị hệ thống sàng rung nghiền than sơ giúp nhà máy vận hành ổn định kinh tế Các nhà máy nhiệt điện thông thường có từ đến tổ máy cần trang bị trạm sàng rung nghiền than với cấu hình 2x100% đủ đáp ứng điều kiện vận hành an toàn tin cậy nhà máy Công suất thiết bị sàng rung xác định theo cơng suất băng tải cấp lên lị Đối với nhà máy nhiệt điện loại sàng rung sàn (single deck) đủ đáp ứng yêu cầu phân loại than Công suất máy nghiền xác định dựa bảng phân bố kích thước than nhà cung cấp than cấp để đảm bảo việc thiết kế máy nghiền hoạt động hiệu kinh tế Một số loại máy nghiền thô dùng để nghiền than máy nghiền loại vòng nghiền (ring granulator), máy nghiền búa có khả đảo chiều (reversible hammer mill), máy nghiền Bradford (Bradford crusher)  Máy nghiền loại vòng nghiền: loại máy nghiền sử dụng phổ biến dây chuyền tuyển than Máy nghiền phát sinh bụi loại máy nghiền truyền thống khác Máy có khả nghiền hạt than kích thước lớn từ 300mm đến kích thước hạt yêu cầu đầu vào máy nghiền than tinh (thông thường từ 30mm đến 40mm) Bên cạnh đó, máy có khả sử dụng cho than có độ ẩm cao, dãi cơng suất máy nghiền rộng kích thước nhỏ gọn cung cấp cho người dùng nhiều lựa chọn Quyển 3, Chương 12 – Hệ thống cung cấp nhiên liệu than Ấn 3, tháng 10/2017 Trang 18 / 27 Tổng Công Ty Phát Điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện Hình 12-1 Mặt cắt ngang máy nghiền vòng nghiền  Máy nghiền búa có khả đảo chiều: loại máy nghiền sử dụng nhiều nhà máy luyện cốc Máy có khả nghiền hạt có kích thước lớn (từ 150mm đến 200mm) thành hạt có kích thước nhỏ (3mm) Đây loại máy nghiền có khả làm giảm kích cỡ hạt lớn Có thể đảo chiều trục quay gắn búa dễ dàng cách đổi chiều quay động Đối với hệ thống nghiền than thô nhà máy nhiệt điện, kích thước hạt than khỏi máy nghiềm không cần nhỏ nên loại máy nghiền thường khơng sử dụng Hình 12-2 Hình minh họa nguyên lý hoạt động máy nghiền búa có khả đảo chiều  Máy nghiền Bradford: loại máy nghiền sử dụng rộng rãi mỏ khai thác than nhà máy tuyển than, sử dụng nguyên tắc làm vỡ hạt than trọng lực va đập hạt than thân máy nghiền Máy vừa nghiền vừa làm than sau khai thác từ mỏ Các vật thể không nghiền trơi dần phía cuối máy nghiền loại bỏ Loại máy nghiền có kích thước lớn nên thường sử dụng mỏ Quyển 3, Chương 12 – Hệ thống cung cấp nhiên liệu than Ấn 3, tháng 10/2017 Trang 19 / 27 Tổng Công Ty Phát Điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện Hình 12-3 Hình minh họa máy nghiền than Bradford Đối với nhà máy nhiệt điện, máy nghiền loại vịng nghiền thường lựa chọn kiểm sốt kích thước hạt đầu ra, đồng thời giảm lượng bụi than nhỏ sinh trình nghiền Công suất loại máy nghiền đáp ứng hầu hết nhu cầu nhà máy nhiệt điện Trong máy nghiền có thiết kế buồng chứa vật liệu khơng nghiền nhằm bảo vệ an tồn cho máy nghiền Máy nghiền có điều chỉnh cho phép điều chỉnh khe hở đầu máy nghiền nhằm kiểm sốt kích thước hạt than đầu bù đắp khe hở mòn học 3.7 Hệ thống phụ trợ khác 3.7.1 Hệ thống cân băng tải Hệ thống cân băng tải cần trang bị nhà máy để xác định lượng than bốc dỡ từ tàu vào kho than lượng than cấp lên bunke lị Bên cạnh đó, hệ thống cân băng tải cần trang bị vị trí cần kiểm sốt lưu lượng than Hệ thống cân băng tải bốc dỡ cần bố trí vị trí có độ căng băng tải ổn định, tránh vị trí vị trí căng băng, vị trí rót liệu Hệ thống cân băng tải nên có độ xác từ 0,25% đến 1% băng tải hoạt động dãi từ 25% đến 100% tải Các cân băng tải dùng để xác định lượng than phục vụ mục đích mua bán với bên thứ ba cần có độ xác 0,25% cần có đơn vị có thẩm quyền chứng nhận Các hệ thống cân dùng phục vụ việc điều khiển lưu lượng than độ xác thấp 3.7.2 Hệ thống lấy mẫu Cần trang bị hệ thống lấy mẫu nhận (as-received) lấy mẫu đốt (as-fired) để xác định đặc tính nhiên liệu than nhận từ nguồn đưa vào đốt lò Việc lấy mẫu than cần tuân theo hướng dẫn tiêu chuẩn ASTM D 2234 “Standard Practice for Collection of a Gross Sample of Coal” Quyển 3, Chương 12 – Hệ thống cung cấp nhiên liệu than Ấn 3, tháng 10/2017 Trang 20 / 27 Tổng Công Ty Phát Điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện 3.7.3 Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện Hệ thống kiểm soát bụi Hệ thống kiểm soát bụi dùng để hạn chế bụi phát tán môi trường xung quanh q trình vận chuyển than Có hai loại hệ thống kiểm soát bụi thường sử dụng kiểu ướt kiểu khô Đối với hệ thống lọc bụi kiểu khô, sử dụng biện pháp hút chân không để hút khơng khí có lẫn bụi than từ điểm chuyển tiếp đưa vào hệ thống lọc túi thông qua đường ống dẫn Bụi giữ lại bề mặt túi, khơng khí đưa ngồi qua đường Sau thời gian định, lượng bụi bám bề mặt lọc túi kết thành bánh gây tăng tổn thất áp suất qua hệ thống túi lọc Khi đó, lượng bụi giũ khơng khí cao áp thổi ngược Bánh bụi rơi vào silo chứa điểm cuối băng tải phía sau lọc bụi Hệ thống có ưu điểm khơng làm tăng độ ẩm than, nhiên cần trang bị thêm hệ thống phụ trợ khác quạt gió, túi lọc, khí nén, phòng cháy chữa cháy, v.v Đối với hệ thống lọc bụi kiểu ướt, sử dụng nước với áp suất cao vào vùng phát sinh bụi điểm chuyển tiếp, kho than Ưu điểm hệ thống khả kiểm soát bụi tốt nhược điểm lớn làm tăng độ ẩm than gây ảnh hưởng đến q trình cháy Do đó, cần xét kết hợp hệ thống để sử dụng cho hệ thống cung cấp than nhằm hạn chế tối đa phát tán bụi ảnh hưởng hoạt động thiết bị phía sau Một biện pháp sử dụng hệ thống kiểm sốt bụi kiểu ướt phần phía trước kho than nước bốc q trình lưu trữ; hệ thống kiểm sốt bụi kiểm khơ trang bị cho khu vực phía sau kho than nhằm tránh tăng độ ẩm than cấp vào lò 3.7.4 Hệ thống tách kim loại Nhằm đảm bảo an tồn q trình vận hành băng tải, thiết bị tách kim loại từ cần trang bị vị trí sau hệ thống cung cấp than:  Đầu băng tải sau thiết bị bốc dỡ điểm đấu nối để loại bỏ mảnh kim loại phát sinh từ nguồn cấp trình vận chuyển  Đầu băng tải phía sau kho than để loại bỏ kim loại phát sinh trình lưu trữ phá đống  Đầu băng tải phía sau hệ thống sàng rung máy nghiền để loại bỏ kim loại phát sinh trình sàng lọc nghiền than, bảo đảm an toàn cho máy nghiền tinh 3.8 Các phương pháp trộn than nhà máy Trong trường hợp than cung cấp đến cho nhà máy không giống với giá trị than thiết kế cho lò, nguồn cung cấp than bị gián đoạn nhà máy phải mua than từ nguồn khác có chất lượng khơng phù hợp, khơng tìm nguồn cung cấp với đặc tính phù hợp cho nhà máy hệ thống trộn than nhà máy giải pháp để xử lý vấn đề Ưu điểm trang bị hệ thống trộn than: Quyển 3, Chương 12 – Hệ thống cung cấp nhiên liệu than Ấn 3, tháng 10/2017 Trang 21 / 27 Tổng Công Ty Phát Điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện Thiết kế chuẩn công trình Nhà máy Nhiệt điện  Chất lượng than trộn từ nguồn khác đáp ứng theo chất lượng than yêu cầu nhà máy;  Việc lựa chọn nguồn than cung cấp mở rộng hơn;  Dễ tìm nguồn cung cấp than khác nguồn cung cấp than bị gián đoạn Việc lựa chọn phương án trộn cần xem xét dựa yếu tố:  Độ xác yêu cầu  Các yêu cầu vận hành  Chi phí đầu tư xây dựng thiết bị  Diện tích mặt cho phép dự án Các biện pháp trộn than thông dụng nhà máy nhiệt điện 3.8.1 Trộn than băng tải dùng máy đánh đống phá đống Phương pháp chia thành cách nhỏ sử dụng máy đánh đống/phá đống kết hợp, sử dụng máy đánh đống phá đống riêng lẻ Trộn máy đánh đống/phá đống kết hợp Các đống than kho than tạo thành nhờ thiết bị đánh đống Các loại than khác đánh thành đống riêng biệt Khi cần trộn than, thiết bị phá đống lấy loại than sau đưa lên băng tải thiết bị Hai băng tải sau đổ than lên băng tải phía sau tạo thành q trình trộn Việc trộn than tiếp tục thực trình vận chuyển than điểm chuyển tiếp, sàng rung, máy nghiền, thiết bị gạt than, v.v Tỷ lệ trộn định tỷ lệ lấy thiết bị phá đống thông qua điều khiển kết hợp tốc độ quay bánh gàu, chiều sâu lấy than tốc độ quay băng tải cần Ưu điểm phương pháp kinh tế đầu tư thiết bị dùng cho mục đích đánh phá đống Nhược điểm khơng có dự phòng hai thiết bị đánh đống/phá đống kết hợp bị hư hỏng không thực chức Tuy nhiên, việc thực trộn thực thiết bị đánh đống/phá đống có trang bị phễu chia điều chỉnh lượng than đưa vào kho than lượng than cấp lên lò trình bốc dỡ than từ cảng Quyển 3, Chương 12 – Hệ thống cung cấp nhiên liệu than Ấn 3, tháng 10/2017 Trang 22 / 27 Tổng Công Ty Phát Điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện Hình 12-4 Sơ đồ điển hình phương án trộn than máy đánh/phá đống kết hợp Trộn máy đánh đống phá đống riêng biệt Về cách thức đánh đống phá đống thực việc trộn than phương pháp tương đối giống với phương pháp dùng máy đánh đống/phá đống kết hợp Điểm khác thiết bị đánh đống phá đống hai thiết bị riêng lẻ thực chức Tỷ lệ trộn điều khiển công suất thiết bị phá đống thông qua tốc độ xích gàu Phương pháp có ưu điểm thực đánh đống phá đống lúc Việc thực q trình trộn khơng làm ảnh hưởng đến trình bốc dỡ Trong trường hợp bốc dỡ than cảng vào kho than ngừng máy phá đống dể bảo dưỡng dự phịng thiết bị đánh đống có trang bị phễu chia than Nhưng phương án có giới hạn chi phí đầu tư ban đầu lớn trang bị nhiều thiết bị băng tải hơn, diện tích cần để bố trí kho than nhiều Quyển 3, Chương 12 – Hệ thống cung cấp nhiên liệu than Ấn 3, tháng 10/2017 Trang 23 / 27 Tổng Công Ty Phát Điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện Hình 12-5 Sơ đồ điển hình phương án trộn than máy đánh đống phá đống riêng lẻ Tóm lại, với phương phá trộn than băng tải tỷ lệ trộn thay đổi lúc nào, chi phí đầu tư nhìn chung thấp phương pháp cịn lại; nhiên, độ xác khơng cao (>±10%) 3.8.2 Trộn than silo cấp liệu Mỗi loại than chứa silo riêng lẻ băng tải khác từ kho than trực tiếp từ cảng than Bên silo trang bị cấp liệu với cân băng tải để xác định xác lượng than cấp Than từ cấp liệu đổ chung lúc lên băng tải để thực trình trộn Tỷ lệ trộn xác định tốc độ cấp liệu cân băng tải Phương án có ưu điểm có độ chỉnh xác cao (± ~ 4%) Tuy nhiên, chi phí đầu tư cho xây dựng thiết bị cao, yêu cầu khơng gian bố trí hệ thống nhiều Quyển 3, Chương 12 – Hệ thống cung cấp nhiên liệu than Ấn 3, tháng 10/2017 Trang 24 / 27 Tổng Công Ty Phát Điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện Thiết kế chuẩn công trình Nhà máy Nhiệt điện Hình 12-6 Sơ đồ điển hình phương án trộn than silo cấp liệu 3.8.3 Phương án trộn kho than Phương pháp sử dụng thiết bị đánh đống để chất than tạo thành lớp có hình dạng khác theo tên gọi bên dưới: Hình 12-7 Đống than đánh đống theo hình Chevron Hình 12-8 Đống than đánh đống theo hình Windrow Hình 12-9 Đống than đánh đống theo hình Strata Quyển 3, Chương 12 – Hệ thống cung cấp nhiên liệu than Ấn 3, tháng 10/2017 Trang 25 / 27 Tổng Công Ty Phát Điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện Biện pháp xếp lớp loại than khác yêu cầu loại than phải có mặt lúc nhà máy để tiến hành xếp lớp Điều kiện thường xảy nhà máy nhiệt điện Việt Nam nên sử dụng 3.9 Nhà điều khiển hệ thống than Hệ thống than tùy trường hợp dự án mà chia thành vài khu vực khác Thông thường hệ thống than chia làm khu vực hệ thống cảng than (với hệ thống bốc dỡ than số băng tải) hệ thống băng tải vận chuyển than lên đến silo than (bao gồm băng tải than, kho chứa than, máy đánh đống phá đống, máy gạt than lên silo) có thêm khu vực kho than dự phịng (gồm kho than dự phòng, số băng tải than, máy đánh đống phá đống), v.v… Mỗi khu vực hệ thống than thường điều khiển hệ thống điều khiển riêng biệt thường hệ thống điều khiển PLC Ví dụ hệ thống băng tải vận chuyển than điều khiển hệ thống PLC, hệ thống PLC khác cho khu vực cảng than hệ thống PLC khác cho khu vực kho than dự trữ Ngoài ra, thiết bị máy khu vực điều khiển hệ thống PLC chuyên biệt, ví dụ máy đánh đống phá đống, máy bốc dỡ than khu vực cảng, máy gạt than vào silo Để thực điều khiển tập trung cho toàn hệ thống than, tất hệ thống điều khiển riêng biệt đề cập cần kết nối chung vào với phép người vận hành nhà điều khiển hệ thống than điều khiển toàn hệ thống Để thực nguyên lý trên, hệ thống PLC phần chọn hệ thống PLC cho phép hệ thống PLC lại kết nối vào Thơng thường hệ thống PLC hệ thống băng tải vận chuyển than lên Silo lấy làm hệ thống PLC chính, hệ thống PLC khu vực cảng, khu vực kho than dự phịng PLC thiết bị máy nối vào PLC Hệ thống PLC đặt nhà điều khiển hệ thống than với trạm vận hành Tối thiểu trạm vận hành MMI, với hình giám sát CCTV, hệ thống báo cháy, v.v… trang bị nhà điều khiển hệ thống than Từ trạm vận hành MMI cho phép điều khiển toàn hệ thống băng tải cho toàn hệ thống than để đảm bảo khả điều khiển tập trung Các MMI cho phép giám sát tất trạng thái hoạt động tất thiết bị hệ thống than bao gồm máy đánh đống phá đống, máy bốc dỡ than, máy gạt than v.v… Tuy nhiên, riêng máy đánh đống phá đống, máy bốc dỡ than loại máy khơng thể tự động hồn tồn cần có người vận hành (trong cabin máy), PLC khơng thể trực tiếp điều khiển máy náy Đối với máy này, hệ thống PLC gửi lệnh yêu cầu đến hệ thống PLC máy này, người vận hành máy vận hành theo yêu cầu từ nhà điều khiển than PHỤ LỤC Bản vẽ tham khảo Số hiệu vẽ Quyển 3, Chương 12 – Hệ thống cung cấp nhiên liệu than Ấn 3, tháng 10/2017 Tên vẽ Trang 26 / 27 Tổng Công Ty Phát Điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện NĐ-0841K.30.CHS.001 Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện Sơ đồ điển hình hệ thống cung cấp nhiên liệu than Quyển 3, Chương 12 – Hệ thống cung cấp nhiên liệu than Ấn 3, tháng 10/2017 Trang 27 / 27