Hình 1.7 - Nguyên lý cấu tạo bộ hâm nước 1.2.6 Hệ thống khói - g ió lò hơi: a Hệ thống khói lò hơi: Khói được hình thành sau quá trình đốt cháy nhiên liệu trong buồng đốt của lò hơi sẽ đ
GIỚI THIỆU LÒ HƠI ĐỐT THAN PHUN VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH CHÁY TRONG LÒ HƠI
Vai trò của Lò hơi trong NMNĐ đốt than phun
Lò hơi đóng vai trò quan trọng trong nhà máy nhiệt điện đốt than, với nhiệm vụ chính là chuyển hóa các dạng năng lượng thành nhiệt năng Nhiệt năng này được truyền cho môi chất, giúp chuyển đổi từ thể lỏng sang hơi bão hòa và sau đó thành hơi quá nhiệt Hơi quá nhiệt sau đó sẽ được sử dụng để quay tua bin hơi, tạo ra năng lượng.
Lò hơi đốt than phun là công nghệ tiên tiến, đóng vai trò quan trọng trong sản xuất điện năng toàn cầu Trong nhà máy nhiệt điện, than được nghiền mịn, sấy nóng và phun trực tiếp vào buồng đốt của lò hơi, giúp tối ưu hóa hiệu suất và hiệu quả năng lượng.
Hình 1.1- Mặt cắt đứng cấu tạo tổng quan của lò hơi đốt than phun
4 cùng với gió cấp 1 Gió cấp 2 sẽ được phun trực tiếp vào buồng đốt có vai trò để cung cấp O 2 chính để đốt cháy hoàn toàn nhiên liệu
Nhiệt từ quá trình đốt cháy làm nóng nước và hơi trong các dàn ống sinh hơi Hơi bão hòa từ bao hơi sẽ được chuyển qua các giàn quá nhiệt để trở thành hơi quá nhiệt trước khi vào tuabin.
Hình 1.2 - Các bộ phận chính trong lò hơi đốt than phun
Các bộ phận chính của lò hơi trong nhà máy nhiệt điện đốt than
1.2Các bộ phận chính của ò hơil trong nhà máy nhiệt điện đốt than phun:
Phần dưới buồng đốt được mở rộng ra phía trước và phía sau tạo thành hai vòm lò làm nơi bố trí vòi đốt than bột
Phần bên trong được trang bị vật liệu chịu lửa, giúp giảm thiểu sự hấp thụ nhiệt cho vách lò, từ đó cho phép than bột dễ dàng bắt lửa và duy trì quá trình cháy ổn định hơn.
Quá trình cháy than diễn ra chủ yếu ở phần dưới buồng đốt, trong khi phần trên chủ yếu thu hồi nhiệt từ sản phẩm cháy Các dàn ống sinh hơi được gia cố bằng dầm thép để chịu áp suất buồng đốt tối thiểu 70 mbar Trên buồng đốt, bộ quá nhiệt mành được lắp đặt, tiếp theo là bộ quá nhiệt cuối và bộ tái nhiệt cấp 2 được đặt nằm ngang.
Hình 1.3 - Cấu tạo chính buồng đốt
Vòi đốt than bột và vòi đốt dầu được sắp xếp linh hoạt xung quanh buồng đốt, nhằm cung cấp than bột trong quá trình cháy bình thường và đốt dầu khi cần thiết, như trong trường hợp tải thấp, khởi động lò, hoặc khi than có chất lượng kém và khó cháy.
Vòi đốt được lắp đặt trên hai vòm lò với hướng chúc xuống, tạo ra đường lửa hình chữ W, giúp nâng cao hiệu quả cháy kiệt của than Antraxit.
Hình 1.4 - Cấu tạo vòi đốt 1.2.3 Bao hơi:
Bao hơi là bộ phận lớn nhất và quan trọng nhất của lò hơi, có chức năng nhận nước cấp và tách hơi bão hòa Bên trong bao hơi được trang bị thiết bị tách hơi/nước kiểu cyclone Ngoài ra, phía trên khoang hơi còn có các tấm lượn sóng nhằm tách thêm các giọt nước nhỏ đi kèm với dòng hơi bão hòa.
Mức nước bao hơi được duy trì trong khoảng +/-25mm so với mức trung bình nhờ vào hệ thống điều khiển Ngoài ra, bao hơi còn được trang bị đường xả sự cố để giảm mức nước trong các tình huống khẩn cấp.
Vòng tuần hoàn tự nhiên hơi - nước:
Nước vào bộ hâm nước bao hơi ống xuống đặt ngoài lò dàn ống sinh hơi bao quanh buồng lửa hỗn hợp hơi-nước đi vào
Hình 1.5-Cấu tạo bao hơi
7 bao hơi bộ quá nhiệt
Hỗn hợp hơi-nước trong dàn ống sinh hơi cho ta một trạng thái gọi là dòng 2 pha (pha lỏng-pha hơi).
1.2.4 Bộ quá nhiệt, tái nhiệt:
Hơi đi ra từ bao hơi sẽ đến các bộ quá nhiệt nhằm nâng nhiệt độ đến nhiệt độ quá nhiệt định trước.
Các bộ tái nhiệt có nhiệm vụ gia nhiệt cho hơi nước trở về sau khi đi qua phần cao áp của tua bin, nâng nhiệt độ lên mức cao mới Sau đó, hơi nước này quay trở lại phần trung áp của tua bin để tiếp tục quá trình dãn nở và sinh công.
Hình 1.6- Nguyên lý hoạt động của các bộ quá nhiệt, tái nhiệt
Bộ hâm nước là thiết bị quan trọng trong các lò hơi nhà máy nhiệt điện, có chức năng tận dụng nhiệt dư từ khói thải sau bộ quá nhiệt để nâng cao nhiệt độ nước cấp vào bao hơi.
Hình 1.7 - Nguyên lý cấu tạo bộ hâm nước
1.2.6 Hệ thống khói - g iólò hơi: a) Hệ thống khói lò hơi:
Khói được hình thành từ quá trình đốt cháy nhiên liệu trong buồng đốt của lò hơi, sau đó được quạt gió hút qua bộ sấy không khí để tận dụng nhiệt, tiếp theo là bộ khử NOx nhằm giảm thiểu hàm lượng NOx phát thải Tiếp theo, khói đi qua bộ lọc bụi tĩnh điện và quạt khói, sau đó được xử lý qua hệ thống khử lưu huỳnh để giảm SOx Cuối cùng, khói thải được phân tích và đánh giá các chỉ tiêu để đảm bảo đạt tiêu chuẩn môi trường.
Hình 1.8 – Sơ đồ công nghệ hệ thống khói lò hơi
9 b) Hệ thống cung cấp g iócho lò hơi:
Hệ thống gió bao gồm hệ thống gió cấp 1 và hệ thống gió cấp 2
Hệ thống gió cấp 1 đảm bảo nhu cầu không khí nóng để sấy than trong máy nghiền và vận chuyển than bột đến vòi đốt.
Hệ thống gió cấp 2 đảm bảo phần lớn nhu cầu không khí nóng đưa vào buồng đốt để đốt cháy than bột.
Với than Antraxit có độ cứng cao, máy nghiền thông thường ở các
NMNĐ than phun của Việt Nam sử dụng là máy nghiền bi
Gió nóng từ bộ sấy không khí được thổi vào thùng để sấy và vận chuyển than trong hệ thống
Than được nghiền đạt độ mịn tiêu chuẩn (R90) và nhiệt độ sản phẩm nghiền ra khỏi máy nghiền đạt khoảng 110 o C - 130 o C trước khi cấp vào lò hơi
Hình 1.10 - Máy nghiền than bằng biHình 1.9 – Sơ đồ công nghệ hệ thống gió lò hơi
Cân bằng nhiệt và hiệu suất của Lò hơi
1.3.1 Phương trình cân bằng nhiệt tổng quát của lò
Nhiệt lượng sinh ra khi đốt cháy nhiên liệu trong lò hơi chính là năng lượng do nhiên liệu và không khí mang vào:
Nhiệt lượng này một phần được sử dụng hữu ích để sinh hơi, còn một phần nhỏ hơn bị mất mát đi gọi là tổn thất nhiệt.
Q1 là nhiệt lượng sử dụng hữu ích để sinh hơi, (Kj/kg)
Q2là lượng tổn thất nhiệt do khói thải mang ra ngoài lò hơi, (Kj/kg)
Q3 là lượng tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về mặt hóa học, (Kj/kg)
Q4 là lượng tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về mặt cơ học, (Kj/kg)
Q5 là lượng tổn thất nhiệt do tỏa nhiệt từ mặt ngoài tường lò ra không khí xung quanh, (Kj/kg)
Q6là lượng tổn thất nhiệt do xỉ nóng mang ra ngoài, (Kj/kg).
Nhiệt lượng được sinh ra từ việc đốt cháy nhiên liệu trong lò hơi chính được chia thành hai phần: một phần được sử dụng hữu ích để sinh hơi, trong khi phần còn lại là nhiệt bị tổn thất trong quá trình vận hành.
Phương trình biểu diễn sự cân bằng này gọi là phương trình cân bằng nhiệt tổng quát của lò.
Xác định hiệu suất của lò hơi
Hiệu suất của lò hơi là tỉ số giữa lượng nhiệt sử dụng hữu ích và lượng nhiệt cung cấp vào lò hơi.
Các đặc tính kỹ thuật của Lò hơi
1.4.1 Thông số hơi của lò Đối với lò hơi của nhà máy điện, hơi sản xuất ra là quá nhiệt nên thông hơi của lò được biểu thị bằng áp suất và nhiệt độ hơi quá nhiệt: (MPa), ( o C) Áp suất và nhiệt độ hơi quá nhiệt được chọn trên cơ sở so sánh kinh tế kỹ thuật của chu trình nhiệt
1.4.2 Sản lƣợng hơi của lò:
Sản lượng hơi của lò là lượng hơi mà lò sản xuất trong một đơn vị thời gian, được đo bằng kg/h, t/h hoặc kg/s Ba khái niệm chính thường được sử dụng để mô tả sản lượng này.
Sản lượng hơi định mức là mức sản lượng tối đa mà lò có thể đạt được, đảm bảo hoạt động lâu dài và ổn định với các thông số hơi đã được quy định, mà không gây hại hoặc ảnh hưởng tiêu cực đến chế độ làm việc của lò.
Sản lượng hơi cực đại là mức sản lượng hơi tối đa mà lò có thể đạt được trong một khoảng thời gian ngắn Tuy nhiên, lò không thể duy trì hoạt động lâu dài ở sản lượng này.
Sản lượng hơi cực đại bằng: = (1,1 - 1,2)
- Sản lượng hơi kinh tế ( ) là sản lượng hơi mà ở đó lò làm việc với hiệu quả kinh tế cao nhất
Sản lượng hơi kinh tế bằng: = (0,8 - 0,9)
Hiệu suất của lò được định nghĩa là tỉ lệ giữa nhiệt lượng mà môi chất hấp thụ (nhiệt lượng có ích) và nhiệt lượng được cung cấp vào lò từ buồng lửa.
Hình 1.11 – Chu trình nhiệt của lò hơi
Hiệu suất của lò ( )η , được xác định:
D là sản lượng hơi, (kg/h); i qn là entanpi của hơi quá nhiệt, (Kj/kg); i’ hn là entanpi của nước đi vào bộ hâm nước, (Kj/kg);
B là lượng nhiên liệu tiêu hao trong một giờ, (kg/h);
: Nhiệt trị thấp làm việc của nhiên liệu, (Kj/kg).
1.4.4 Nhiệt thế thể tích của buồng lửa
Nhiệt thế thể tích của buồng lửa là lượng nhiệt sinh ra trong một đơn vị thời gian trên một đơn vị thể tích của buồng lửa.
Vbl: Thể tích buồng lửa, (m3);
B là lượng nhiên liệu tiêu hao (kg/s)
1.4.5 Nhiên liệu của lò than phun
Nhiên liệu dùng cho lò than phun chủ yếu là than Antraxit, Bituminous hoặc Sub -bituminous (nhiên liệu rắn) và dầu nặng HFOhoặc DO (nhiên liệu lỏng).
Thành phần của nhiên liệu:
Nhiên liệu rắn hoặc lỏng chứa các nguyên tố như Cacbon (C), Hyđro (H), Ôxi (O), Nitơ (N), Lưu huỳnh (S), độ tro (A) và độ ẩm (W) Các nguyên tố hóa học trong nhiên liệu thường kết hợp thành các phân tử hữu cơ phức tạp, dẫn đến khó khăn trong việc cháy và không thể hiện đầy đủ các tính chất của nhiên liệu Thực tế, việc phân tích nhiên liệu thường dựa trên thành phần khối lượng ở các dạng mẫu khác nhau như mẫu làm việc, mẫu khô và mẫu cháy, giúp đánh giá ảnh hưởng của các quá trình khai thác, vận chuyển và bảo quản đến thành phần nhiên liệu Đối với mẫu làm việc, thành phần nhiên liệu được xác định theo phần trăm khối lượng ở trạng thái thực tế, bao gồm tất cả các thành phần của nhiên liệu.
C lv + H lv + S lv + N lv + O lv + A lv + W lv = 100%
Sấy mẫu làm việc ở nhiệt độ 105 o C, thành phần ẩm sẽ tách khỏi nhiên liệu (W= 0), khi đó ta có mẫu nhiên liệu khô:
13 Đối với mẫu cháy, thành phần nhiên liệu được xác định theo phần trăm khối lượng các chất cháy được:
C ch + H ch + S ch + N ch + O ch = 100%
Cacbon là thành phần chính trong nhiên liệu, chiếm tới 95% khối lượng Khi cháy, 1kg cacbon giải phóng khoảng 34,150 KJ/Kg, được gọi là nhiệt trị của cacbon Do đó, nhiên liệu có hàm lượng cacbon cao sẽ có nhiệt trị lớn hơn Ngoài ra, tuổi hình thành của than cũng ảnh hưởng đến hàm lượng cacbon, với than có tuổi đời cao chứa nhiều cacbon hơn, dẫn đến nhiệt trị cao hơn.
Hyđro là một thành phần quan trọng trong nhiên liệu, mặc dù chỉ chiếm tối đa 10% khối lượng Tuy nhiên, hyđro có nhiệt trị rất lớn, với khả năng tỏa ra khoảng 144.500 KJ/Kg khi cháy.
Lưu huỳnh, mặc dù là một thành phần cháy, nhưng lại là một chất có hại trong nhiên liệu Khi cháy, lưu huỳnh tạo ra khí SO, gây ô nhiễm môi trường và rất độc hại Hơn nữa, khí SO còn có khả năng ăn mòn kim loại mạnh mẽ, đặc biệt khi kết hợp với nước, nó tạo thành axit H2SO4.
Lưu huỳnh tồn tại dưới 3 dạng: liên kết hữu cơ S , khoáng chấthc Sk và liên kết Sunfat S SP
Lưu huỳnh hữu cơ và khoáng chất có thể tham gia vào quá trình cháy, được gọi là lưu huỳnh cháy, trong khi lưu huỳnh Sunfat thường tồn tại dưới dạng CaSO4, MgSO4 và không tham gia cháy mà tạo thành tro Ôxi và Nitơ là những thành phần không có lợi trong nhiên liệu, vì sự hiện diện của chúng làm giảm các thành phần cháy và nhiệt trị chung của nhiên liệu Nhiên liệu càng non thì lượng ôxi càng cao.
Việc lựa chọn phương pháp đốt và sử dụng nhiệt lượng từ quá trình cháy nhiên liệu phụ thuộc vào các đặc tính công nghệ của nhiên liệu, bao gồm độ ẩm, chất bốc, cốc, tro và nhiệt trị Độ ẩm (ký hiệu W) là lượng nước có trong nhiên liệu, và nó làm giảm nhiệt trị của nhiên liệu Hơn nữa, khi cháy, nhiên liệu cần cung cấp nhiệt lượng để chuyển đổi độ ẩm thành hơi nước.
Độ ẩm của nhiên liệu được phân thành hai loại: độ ẩm trong và độ ẩm ngoài Độ ẩm trong tồn tại trong quá trình hình thành nhiên liệu dưới dạng tinh thể ngậm nước và chỉ được tách ra khi nung ở nhiệt độ khoảng 800°C Trong khi đó, độ ẩm ngoài xuất hiện trong quá trình khai thác, vận chuyển và bảo quản nhiên liệu, và có thể được loại bỏ khi sấy ở nhiệt độ khoảng 1050°C.
Chất bốc (ký hiệu V) là khí thoát ra khi đốt nóng nhiên liệu trong điều kiện không có ôxi ở nhiệt độ 800-850°C, kết quả từ sự phân hủy nhiệt các liên kết hữu cơ Thành phần của chất bốc bao gồm hyđrô, cacbuahyđrô, cacbon, oxit cacbon, cacbonic, oxi và nitơ Nhiên liệu càng già thì lượng chất bốc càng ít nhưng nhiệt trị của chúng lại cao hơn Lượng chất bốc của các loại nhiên liệu thay đổi: than antraxit 2-8%, than đá 10-45%, than bùn 70%, gỗ 80% Nhiên liệu có nhiều chất bốc thường dễ cháy hơn, và sau khi chất bốc thoát ra, phần rắn còn lại gọi là cốc có thể tham gia vào quá trình cháy Đối với nhiên liệu ít chất bốc như than antraxit, cần duy trì nhiệt độ cao và tăng chiều dài buồng lửa để đảm bảo cốc cháy hết Độ tro (ký hiệu A) là phần rắn khoáng còn lại sau khi nhiên liệu cháy, gồm các hỗn hợp khoáng như đất sét, cát, pyrit sắt, oxit sắt, làm giảm thành phần cháy và nhiệt trị của nhiên liệu Độ tro của một số loại nhiên liệu như than 15-30%, gỗ 0,5-1,0%, mazut 0,2-0,3%, khí 0%, được xác định bằng cách đốt ở nhiệt độ 850°C cho nhiên liệu rắn và 500°C cho nhiên liệu lỏng cho đến khi khối lượng không thay đổi.
Tro trong nhiên liệu gây ra nhiều tác hại, bao gồm việc giảm nhiệt trị và cản trở quá trình cháy Sự hiện diện của tro cũng làm mài mòn các bề mặt khi bay theo khói, ảnh hưởng đến hiệu suất và tuổi thọ của thiết bị.
Nhiệt độ nóng chảy của tro trong lò hơi là một yếu tố quan trọng, ảnh hưởng đến điều kiện hoạt động của lò Nhiệt độ này dao động từ 1.200°C đến 1.425°C Nếu tro có nhiệt độ chảy thấp, khả năng tạo xỉ bám lên bề mặt ống sẽ cao, dẫn đến việc ngăn cản sự trao đổi nhiệt giữa khói và môi chất trong ống, từ đó làm tăng nhiệt độ vách ống và gây nguy hiểm cho hệ thống.
Nhiệt trị của nhiên liệu:
NGHIÊN CỨU CỤM CÁC VÒNG ĐIỀU CHỈNH LIÊN
Vòng điều chỉnh cung cấp than bột vào buồng đốt
2.1.1 Sơ đồ công nghệ hệ thống cung cấp than bột vào buồng đốt
Than cám 5 dùng cho NMNĐ Phả ại được cấp từ các vùng mỏ Hòn L Gai
Cẩm hả, Mạo P Khê, Vàng Danh và Tràng Bạch được phối trộn theo tỷ lệ 80% từ Hòn Gai - Cẩm Phả và 20% từ Mạo Khê, Vàng Danh, Tràng Bạch Than sau đó được vận chuyển qua hệ thống vận chuyển đến các bunker máy nghiền than.
Than từ phễu chứa được chuyển xuống các thùng nghiền thông qua hệ thống cấp than nguyên, được điều khiển tốc độ bằng biến tần Hệ thống này sử dụng các cân than băng tải để kiểm soát lưu lượng than vào lò hơi.
Tại Nhà máy Nhiệt điện Phả Lại, mỗi tổ máy được trang bị 4 máy nghiền, trong khi các nhà máy Vũng Áng 1 và Thái Bình 2 có 6 máy nghiền bi để nghiền than cám thành bột mịn Quá trình nghiền than bột trong thùng được hỗ trợ bởi hệ thống sấy nóng bằng gió cấp 1.
Hình 2.1- Sơ đồ công nghệ hệ thống cung cấp than nguyên
Nhiệt độ của hỗn hợp nhiên liệu sau khi ra khỏi máy nghiền được duy trì ở mức khoảng 130°C, nhằm đảm bảo sự ổn định nhiệt độ trước khi được phun vào buồng đốt qua các vòi đốt than.
2.1.2 Sơ đồ điều khiển nhiên liệu trong NMNĐ đốt than phun trực tiếp Điều khiển nhiên liệu chính là tính toán để điều khiển các phần tử (tốc độ máy cấp than) để duy trì tổng lưu lượng nhiên liệu một cách một cách tối ưu theo yêu cầu tải của tổ máy Thông thường đối với NMNĐ đốt than công suất lớn hường sử dụng hệ thống chế biến than bột trong đó có nhiều máy nghiền t than Tổng lưu lượng nhiên liệu được tính toán từ lưu lượng hơi chính yêu cầu cho tổ máy Tổng lưu lượng nhiên liệu yêu cầu được phân phối cho các máy nghiền (Mill Master) và từ 1 máy nghiền chia cho các máy cấp than.
Khi các máy nghiền hoạt động ở chế độ tự động (AUT), tổng lưu lượng nhiên liệu sẽ được phân bổ đồng đều cho tất cả các máy nghiền Nếu có máy nghiền hoạt động ở chế độ thủ công (MAN), lưu lượng nhiên liệu cho mỗi máy nghiền sẽ được tính bằng tổng lưu lượng nhiên liệu trừ đi lưu lượng của các máy nghiền ở chế độ MAN, sau đó chia đều cho các máy nghiền ở chế độ AUT Người vận hành có thể điều chỉnh lưu lượng này dựa trên tính toán và kinh nghiệm bằng cách thêm một lượng nhiên liệu nhất định.
Lượng than yêu cầu cho mỗi máy B L nghiền được phân bổ đồng đều giữa các máy cấp than hoạt động tự động, với lưu lượng than được vận chuyển qua băng tải và điều chỉnh thông qua tốc độ máy cấp Để đảm bảo đạt được lượng than yêu cầu, đầu ra than sẽ được đo bằng các cân than trên băng tải Than bột được vận chuyển và sấy nóng bằng gió cấp 1, với tỷ lệ gió này phải phù hợp với tổng lượng, chất lượng và độ ẩm của than đầu vào Việc điều khiển lưu lượng nhiên liệu đầu ra cho mỗi máy nghiền là tự động và duy trì sự cân bằng, đặc biệt khi một máy nghiền bị dừng do sự cố Điều này rất quan trọng cho chế độ cháy trong buồng đốt, với thùng nghiền lớn giúp dễ dàng kiểm soát lưu lượng Vòng điều khiển cân bằng nên giữ khoảng 0.5% cho tải của tổ máy, tránh điều chỉnh quá mức để không gây mất ổn định lưu lượng gió vào máy nghiền.
Phương pháp sử dụng bộ điều chỉnh chỉnh định và bộ điều chỉnh phụ tải nhiệt là cách phổ biến để điều chỉnh lưu lượng than trong các nhà máy nhiệt điện đốt than phun trực tiếp Sơ đồ cấu trúc điều khiển lưu lượng than được thể hiện rõ trong hình 2.3.
Hình 2.3 – Sơ đồ cấu trúc điều chỉnh lưu lượng than bằng phương pháp dùng bộ điều chỉnh chỉnh định và bộ điều chỉnh phụ tải nhiệt
Từ sơ đồ cấu trúc điều khiển lưu lượng than, ta có sơ đồ khối hệ thống điều chỉnh lưu lượng than (như hình 2.4)
Hình 2.4 - Sơ đồ khối hệ thống điều chỉnh lưu lượng than
Vòng điều chỉnh áp suất buồng đốt
2.2.1 Sơ đồ công nghệ vòng điều chỉnh áp suất buồng đốt Áp suất buồng đốt có vai trò rất quan trọng trong việc đốt cháy nhiên liệu trong buồng đốt vì vậy để đảm bảo cháy ổn định áp suất buồng đốt phải được duy trì xung quanh giá trị đặt (thông thường giá trị đặt áp suất buồng đốt khoảng -10 mmWG) Trong lò hơi đốt than phun áp suất buồng đốt được điều chỉnh thông qua 02 quạt khói (ID fans)
Hình 2.5- Sơ đồ công nghệ điều khiển áp suất buồng đốt
Các quạt khói được trang bị biến tần để điều chỉnh tốc độ và cánh hướng đầu vào, giúp kiểm soát áp suất trong buồng đốt Để đảm bảo hiệu quả, buồng đốt sử dụng các thiết bị đo áp suất có độ chính xác cao, cùng với switch hoặc thiết bị đo áp suất dải rộng nhằm bảo vệ khi áp suất vượt quá giới hạn cho phép Khi áp suất vượt quá điểm đặt, quạt sẽ tự động giảm tốc độ để duy trì áp suất ổn định.
2.2.2 Sơ đồ mô tả hệ thống điều khiển áp suất buồng đốt Áp suất buồng đốt thường được đặt cố định (khoảng 10mmWG) để đảm - bảo an toàn cho thiết bị và ổn định cháy trong lò hơi Áp suất buồng đốt được giám sát bởi 03 thiết bị đo áp suất giải hẹp có độ chính xác cao sử dụng để làm tính hiệu điều khiển và 03 tín hiệu đo áp suất theo dải rộng (hoặc có thể sử dụng công tắc áp suất NMNĐ Vũng Áng 1 để làm tín hiệu bảo vệ Áp suất buồng - ) đốt được điều khiển thông qua các bộ điều khiển PID để điều khiển tấm chắn đầu vào quạt khói và tốc độ (biến tần) quạt khói Trong điều khiển áp suất buồng đốt để đảm bảo tối ưu quá trình cháy nên sử dụng chỉ số tổng lượng gió yêu cầu được sử dụng làm tín hiệu đón trước Điều khiển tấm chắn quạt khói đáp ứng nhanh trong khi đó điều khiển biến tần tinh hơn tùy theo từng trường hợp cụ thế Trong chế độ vận hành bình thường tấm chắn gió thường được mở cố định (70%) và điều khiển áp suất buồng đốt thông qua tốc độ quạt khói.
Hình 2.6 – Sơ đồ cấu trúc điều khiển áp suất buồng đốt
Vòng điều chỉnh gió cấp 1 vào máy nghiền than
2.3.1 Sơ đồ mô tả công nghệ hệ thống gió cấp 1
Gió cấp 1 đóng vai trò quan trọng trong việc sấy nóng và vận chuyển than bột vào buồng đốt Gió cấp 1 được đưa qua bộ sấy không khí có nhiệt độ khoảng 300°C, sau đó được dẫn vào máy nghiền thông qua các cánh hướng điều khiển gió cấp 1 để đảm bảo nhiệt độ đầu ra ổn định khoảng 130°C, giúp quá trình cháy diễn ra ổn định trong lò hơi Trong trường hợp nhiệt độ đầu ra của máy nghiền cao, hệ thống sẽ tự động điều chỉnh gió lạnh để ổn định nhiệt độ đầu ra.
2.3.2 Sơ đồ nguyên lý hệ thống điều khiển gió cấp 1 Điều chỉnh lưu lượng gió cấp 1 tuỳ thuộc vào lưu lượng nhiên liệu của mỗi máy nghiền Lưu lượng gió cấp 1 được điều khiển thông qua các cánh hướng đầu đẩy quạt gió cấp 1 để duy trì áp suất đường liên thông gió cấp 1 ác đặc C tính các cánh hướng có thể cần phải sử dụng chức năng hệ số gain thích nghi Khi có nhiễu lớn trong quá trình máy nghiền ngừng sự cố có thể cần một tín hiệu bù làm tín hiệu đón trước mang tính tức thời
Hình 2.6 – Sơ đồ tổng công nghệ hệ thống gió cấp 1
Vòng điều chỉnh gió cấp 2
2.4.1 Sơ đồ công nghệ hệ thống cung cấp gió cấp 2 cho buồng đốt
Hệ thống khói và gió lò hơi được thiết kế với hai nhánh nhằm đảm bảo gió tới buồng lửa được cân bằng từ hai phía Thiết bị chính bao gồm hai quạt gió, hai bộ sấy không khí bằng hơi, hai bộ sấy không khí bằng khói hồi nhiệt kiểu quay, cùng các tấm chắn gió và đường ống tới vòi đốt Quạt gió tốc độ cố định hút gió từ hai đầu vào, một đường đi qua bộ sấy không khí bằng hơi và một đường đi tắt Lượng không khí được gia nhiệt bằng hơi phụ thuộc vào điều kiện nhiệt độ môi trường và vận hành lò hơi Bộ gia nhiệt không khí bằng hơi giúp giảm nguy cơ ăn mòn tại đầu lạnh của bộ sấy không khí kiểu quay, do nhiệt độ khói đầu ra thấp có thể gây axit ngưng tụ Cuối cùng, các quạt gió phân chia gió tới ngăn gió cấp 2 của bộ sấy không khí kiểu quay và đường ống đầu hút quạt gió cấp 1.
Hình 2.7 – Sơ đồ tổng quan điều khiển gió cấp 1
Hệ thống khói được trang bị đầy đủ với 2 quạt khói, 2 bộ sấy không khí hồi nhiệt kiểu quay, 2 bộ lọc bụi tĩnh điện, cùng các tấm chắn và đường ống dẫn tới ống khói.
Khói nóng có được từ việc đốt cháy trong buồng lửa được phân chia thành
Hai cặp ống song song được sử dụng, với một cặp đi qua bộ quá nhiệt cấp 1 và cặp còn lại qua bộ quá nhiệt trung gian Để duy trì nhiệt độ hơi đầu ra mong muốn từ bộ quá nhiệt trung gian, lưu lượng khói được điều chỉnh thông qua các damper kiểm soát dòng khói Lưu lượng khói từ mỗi cặp được kết hợp để tạo thành hai dòng vào các bộ sấy không khí hồi nhiệt kiểu quay, với cánh hướng cách ly Cuối cùng, khói được làm lạnh rời khỏi bộ sấy qua các bộ lọc bụi tĩnh điện và quạt khói, trước khi đi qua thiết bị khử lưu huỳnh và thoát ra ống khói nhà máy.
(Theo tài liệu The Control of Boiler 2 nd Edition Tác giả SamG DukeLow)Hình 2.8 – Sơ đồ công nghệ hệ thống cung cấp gió cấp 2 cho buồng đốt
Trong chương 2 của luận văn, nghiên cứu tập trung vào sơ đồ công nghệ và các vòng điều chỉnh liên quan đến chế độ cháy trong lò hơi NMNĐ đốt than phun trực tiếp Các sơ đồ công nghệ và hệ thống điều khiển được phân tích dựa trên thực tế tại các nhà máy nhiệt điện Phả Lại, Vũng Áng 1 và Thái Bình 2 Các điều khiển chính liên quan đến chế độ cháy trong lò hơi bao gồm các vòng điều khiển thiết yếu.
Vòng điều khiển cung cấp nhiên liệu vào buồng đốt;
Vòng điều khiển áp suất buồng đốt;
Vòng điều khiển gió cấp 1;
Vòng điều khiển gió cấp 2
Trong bài luận văn này, chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu sơ đồ công nghệ của hệ thống, bao gồm việc xác định các phần tử điều khiển và sơ đồ cấu trúc điều khiển, cũng như nguyên lý hoạt động của hệ thống điều khiển.
Các vòng điều khiển ảnh hưởng đến chế độ cháy trong lò hơi, nhưng điều khiển áp suất buồng đốt đóng vai trò quan trọng và có tác động lớn nhất Vì thời gian nghiên cứu hạn chế, luận văn tập trung vào nghiên cứu điển hình của vòng điều khiển áp suất buồng đốt, đồng thời áp dụng phương pháp nghiên cứu tương tự cho các vòng điều khiển khác.
LÝ THUYẾT VỀ NHẬN DẠNG VÀ HIỆU CHỈNH TỐI ƯU
Nguyê n lý tổ chức của tổ hợp
3.2.1 Cấu trúc của chương trình
Bộ chương trình CASCAD được xây dựng với trên 120 trình con viết bằng ngôn ngữ TurboPascal Các trình con nhóm thành 7 khối chức năng lớn (h 2), gồm:
(1) - Vào/Ra: Nhập/xuất các số liệu về hàm truyền của các phần tử
(2) - Hiện sơ đồ: Thể hiện sơ đồ cấu trúc hệ thống trên màn hình và sửa đổi
(3) - Tính toán: Tính các loại đặc tính tần số và các đặc tính thời gian của hệ thống
(4) - Đồ hoạ: Vẽ các loại đặc tính tần số và các đặc tính thời gian của hệ thống
(5) - Hàm mục tiêu: Tính các hàm mục tiêu tối ưu hoá hệ thống và mô hình đối tượng
(6) - Tối ƣu hoá: Thực hiện quá trình tối ưu hoá lặp theo phương pháp
(7) - Điều khiển: Điều khiển quá trình tính toán trên CASCAD
Trong quá trình tính toán, các khối chức năng tương tác qua ba chuỗi chính: (1)-(2), (3)-(4) và (3)-(5)-(6) Mỗi chuỗi hoạt động độc lập theo thời gian, cho phép chỉ một chuỗi hoạt động tại một thời điểm nhất định.
Hình 3 2- Nguyên lý tổ chức và cấu trúc bộ chương trình
( )-Vào/Ra 1 các số liệu ( )-Tính toán 3 các đặc tính ( )-Tính các 5 hàm mục tiêu
( )- 2 Hiện sơ đồ hệ thống
( )- 7 Điều khiển quá trình tính toán
43 chúng hoạt động, phụ thuộc vào mệnh lệnh đưa ra từ khối (7) Quá trình tính toán thực hiện theo trình tự sau:
Nhập các phần tử (khâu) liên quan đến hàm truyền của chúng giúp khối (1) kích hoạt hoạt động của khối (2) Khối (2) thể hiện sơ đồ cấu trúc tức thời của hệ thống sau mỗi lần nhập khâu Khi quá trình nhập hoàn tất, người dùng có thể sửa đổi hoặc hủy bỏ hàm truyền của các khâu Ngoài ra, dữ liệu của hệ thống hoặc từng khâu có thể được ghi vào đĩa.
Bước tiếp theo là thực hiện theo hướng dẫn trong Menu chính, nơi bạn có thể lựa chọn một trong ba chế độ: Graph để dựng đồ thị, Optimize nhằm tối ưu hóa hệ thống, và TableData để xử lý số liệu bảng cũng như nhận dạng quá trình hoặc đối tượng.
Ngôn ngữ giao tiếp của CASCAD là tiếng anh Để thực hiện các thao tác cho phép sử dụng song song bàn phím và chuột
3.2.2 Những chức năng cơ bản của CASCAD
Tổ hợp CASCAD bao gồm ba chức năng chính: mô phỏng và đánh giá chất lượng hệ thống, nhận dạng và mô hình hóa các đối tượng điều khiển, cùng với tổng hợp cấu trúc và tối ưu hóa tham số của hệ thống.
Mô phỏng và đánh giá chất lƣợng hệ thống
CASCAD cho phép mô phỏng hệ thống điều khiển với cấu trúc tối đa 5 tầng (hình 1) Có thể vẽ các loại đường đặc tính của hệ thống, như:
- “Đặc tính mềm cơ sở” của hệ hở, khi xét đối tượng cơ sở (cố định) ,
- “Đặc tính mềm bất định” của hệ hở, khi xét biến thiên bất kỳ của đối tượng bất định,
- “Đặc tính mềm xấu nhất” của hệ hở, khi hệ kín kém ổn định nhất do đối tượng biến thiên
Các đặc tính mềm của hệ hở dùng để kiểm tra độ dự trữ ổn định của hệ kín trong các trường hợp đối tượng khác nhau
- Dải bất định của “đặc tính mềm” với đối tượng biến thiên bất định
- Dải bất định của đặc tính biên độ của hệ thống kín với đối tượng biến thiên bất định
- Các đặc tính tần số (cơ sở và bất định) của hệ thống theo các kênh khác nhau
- Các đặc tính quá độ (cơ sở và bất định) của hệ thống theo các kênh khác nhau.
Nhận dạng và mô hình hoá các đối tƣợng điều khiển
Hiện nay, phương pháp hiệu quả nhất để giải quyết các bài toán phân tích và tổng hợp hệ thống điều khiển bất định là sử dụng mô hình hàm truyền bất định Phần mềm AD_ROB cho phép mô hình hóa khâu động học bất định theo hai dạng phổ biến.
1 Mô hình bất định phi cấu trúc theo công thức (5), là tổng hàm truyền - cơ sở và thành phần biến thiên bất định kiểu vòng tròn Đó là mô hình bất định phi cấu trúc cộng tính
2 Mô hình bất định tham số - theo công thức (6), là hàm truyền với cấu trúc cố định, nhưng các tham số của nó thay đổi tuỳ ý trong những khoảng biết trước Quá trình nhận dạng và mô hình hoá đối tượng thực hiện trên cơ sở các số liệu đặc tính tần số hoặc các số liệu đặc tính thời gian của đối tượng cho dưới dạng bảng Quá trình này thực hiện nhờ phần mềm AD_ROB nhúng trong CASCAD dưới dạng cửa sổ xử lý số liệu bảng Cửa sổ này được gọi bằng cách kích TableData trong Menu chính của CASCAD
Mô hình cuối cùng của đối tượng là hàm truyền bất định, với các tham số được xác định thông qua thuật toán tối ưu hóa “Vượt khe” Kết quả nhận dạng được lưu trữ tại địa chỉ trung gian Để sử dụng mô hình này, cần sao chép nó vào một khâu được chỉ định trong sơ đồ cấu trúc (hình 1) theo ý đồ của người thiết kế.
3.5Tổng hợp cấu trúc và tối ƣu hoá tham số của hệ thống
Tổ hợp CASCAD thực hiện hai chức năng chính trong việc tổng hợp hệ thống điều khiển Chức năng đầu tiên liên quan đến việc tổng hợp cấu trúc hệ thống và các khâu điều khiển, bao gồm cấu trúc bền vững của các bộ điều chỉnh Ri cùng với khâu phản hồi.
Fi, cấu trúc các bộ khử Ci và các khâu bù Ai
Bài toán xác định cấu trúc hệ thống thực hiện trực tiếp theo Menu chính nhờ khối 2 thể hiện sơ đồ hệ thống và sửa đổi -
Cấu trúc của các bộ điều chỉnh xác định trên quan điểm bền vững chất lượng cao áp dụng cho hệ nhiều tầng
Cấu trúc của các bộ khử xác định theo nguyên lý bù song song đối với mỗi nhiễu ngoài, tương ứng với mỗi tầng
Nếu cấu trúc của bộ điều chỉnh hoặc bộ khử quá phức tạp, hãy hạ bậc và đơn giản hóa nó Sau khi xác định sơ đồ cấu trúc của hệ thống và các khâu, tiến hành tối ưu hóa tham số hệ thống theo một chỉ tiêu chất lượng cụ thể.
1) Cực tiểu hoá tích phân sai số điều chỉnh bình phương của hệ thống khi có các tín hiệu vào (tuỳ chọn) xuất hiện
2) Cực tiểu hoá tích phân trị tuyệt đối của sai số điều chỉnh đầu ra,
3) Cực tiểu hoá độ nhạy (tức biên độ lớn nhất) của hệ thống
Để tối ưu hóa tham số bộ điều chỉnh Ri và khâu phản hồi Fi, việc xác định dải tần số thứ hai là rất quan trọng nhằm đảm bảo hàm mục tiêu tối ưu hóa được xác định chính xác.
Dải tần số thứ hai là yếu tố quan trọng trong việc đánh giá độ dự trữ ổn định của hệ thống, dựa trên tiêu chuẩn dự trữ ổn định Parabol Việc phân tích này giúp xác định khả năng duy trì ổn định trong không gian tham số.
Trữ ổn định của hệ thống được xác định bởi tung độ điểm cắt cao nhất giữa “đặc tính mềm” của hệ hở và nửa dương Parabol: P Q = 2 1, với Q>0 Dải tần này phụ thuộc vào “đặc tính mềm” của hệ hở trong chế độ Graph Tần số cận dưới cần đủ nhỏ và cận trên phải đủ lớn, đồng thời số điểm vẽ “đặc tính mềm” phải dày để đảm bảo tung độ điểm cắt được xác định một cách tin cậy.
Các phép toán được thực hiện một cách dễ dàng nhờ vào bộ chức năng phong phú có sẵn trong cửa sổ Graph Sau khi rời khỏi cửa sổ này, hai dải tần và số điểm rời rạc của chúng sẽ được lưu lại để phục vụ cho quá trình tối ưu hóa tham số sau đó.
3.6Thiết kế hệ thống điều khiển trên cơ sở phần mềm CASCAD
Nội dung chính của bài toán thiết kế hệ thống điều khiển là xác định số tầng điều khiển cần thiết và tính toán các bộ điều chỉnh, bộ khử nhiễu, và bộ lọc để đạt được các chỉ tiêu chất lượng hệ thống Sau khi khởi động CASCAD, cửa sổ chính sẽ xuất hiện với sơ đồ cấu trúc đầy đủ của hệ thống điều khiển một tầng ở bên phải Bên trái là ba khối hình chữ nhật, thể hiện các thành phần quan trọng trong hệ thống.
- Khối “Mdat - ” dùng để lưu mô hình hàm truyền của một quá trình số liệu thực nghiệm.
- Khối “Udat” dùng để lưu mô hình phần bất định của quá trình -
- Khối “Qm” lưu mô hình của một quá trình tương đương nào đó của - hệ thống.
Hình 3.3- Cửa sổ chính của CASCAD.
Khi một phần tử trong sơ đồ khối có màu xám nhạt, điều này cho thấy nó chưa có số liệu và được coi là phần tử rỗng, có giá trị bằng không Sau khi hoàn tất việc nhập hàm truyền của một khâu, hình khối tương ứng sẽ chuyển sang màu xanh với viền đỏ.
Trong quá trình thiết kế hệ thống điều khiển trên CASCAD, các bước cơ bản bao gồm việc nhập liệu và sử dụng phím tắt “Ctrl+Z” hoặc nhấp chuột vào biểu tượng để hoàn tác.
1) Mô hình hoá các đối tƣợng điều chỉnh theo số liệu thực nghiệm
2) Tổng hợp các bộ điều chỉnh bền vững (nguyên bản)
3) Tăng cường khả năng kháng nhiễu cho bộ điều khiển.
4) Bổ sung bộ lọc tín hiệu phản hồi nếu cần.
5) Thiết kế phương thức tiền xử lý tín hiệu đặt.
6) Thiết kế các bộ khử nhiễu ngoài (nếu cần).
Thiết kế hệ thống điều khiển trên cơ sở phần mềm CASCAD
Nội dung chính của bài toán thiết kế hệ thống điều khiển là xác định số tầng điều khiển cần thiết và tính toán các bộ điều chỉnh, bộ khử nhiễu và bộ lọc để đạt được các chỉ tiêu chất lượng mong muốn Sau khi khởi động, CASCAD sẽ hiển thị cửa sổ chính với sơ đồ cấu trúc của hệ thống điều khiển một tầng bên phải và ba khối hình chữ nhật bên trái.
- Khối “Mdat - ” dùng để lưu mô hình hàm truyền của một quá trình số liệu thực nghiệm.
- Khối “Udat” dùng để lưu mô hình phần bất định của quá trình -
- Khối “Qm” lưu mô hình của một quá trình tương đương nào đó của - hệ thống.
Hình 3.3- Cửa sổ chính của CASCAD.
Khi một phần tử trong sơ đồ khối có màu xám nhạt, điều này chỉ ra rằng nó chưa có số liệu và được coi là phần tử rỗng, tức là bằng không Sau khi hoàn tất việc nhập hàm truyền của một khâu, hình khối tương ứng sẽ chuyển sang màu xanh với viền đỏ.
Quá trình thiết kế hệ thống điều khiển trên CASCAD bao gồm các bước cơ bản như sau: Nhập các khâu và sử dụng phím “Ctrl+Z” hoặc nhấp vào dấu “ ” để hoàn tác.
1) Mô hình hoá các đối tƣợng điều chỉnh theo số liệu thực nghiệm
2) Tổng hợp các bộ điều chỉnh bền vững (nguyên bản)
3) Tăng cường khả năng kháng nhiễu cho bộ điều khiển.
4) Bổ sung bộ lọc tín hiệu phản hồi nếu cần.
5) Thiết kế phương thức tiền xử lý tín hiệu đặt.
6) Thiết kế các bộ khử nhiễu ngoài (nếu cần).
Cuối cùng, để đánh giá chất lượng đạt được, cần vẽ các đáp ứng quá độ Nếu chưa đạt yêu cầu, cần điều chỉnh cấu trúc hệ thống hoặc hàm truyền của các khâu điều khiển, bao gồm việc thay đổi số tầng điều chỉnh, tối ưu hóa tham số và cấu trúc của các khâu điều khiển.
Trình tự thiết kế hệ thống nhờ CASCAD được trình bầy cụ thể dưới đây:
3.6.1 Mô hình hoá đối tƣợng điều chỉnh Để tổng hợp hệ thống ta phải có mô hình hàm truyền của đối tượng điều chỉnh Trong thực tế phổ biến hai lớp đối tượng:
- đối tượng có tự cân bằng (đặc tính quá độ của nó có tiệm cận ngang),
- đối tượng không có tự cân bằng (đặc tính quá độ có tiệm cận xiên)
Mô hình hàm truyền của hai lớp đối tượng được xác định dựa trên đặc tính quá độ của chúng thông qua phân tích cấu trúc Đối với đối tượng có tự cân bằng, như trong trường hợp điều chỉnh nhiệt độ, mô hình quán tính bậc hai với độ trễ được áp dụng.
Here is a rewritten paragraph that contains the meaning of the original text, complying with SEO rules:"Để xác định các tham số của mô hình, cần phải xác định các đại lượng quan trọng trước tiên, bao gồm các đặc tính quá độ của đối tượng tự cân bằng, được thể hiện rõ ràng trong Hình 3.4 Trên cơ sở đó, chúng ta có thể xác định các tham số của mô hình một cách chính xác hơn, thông qua việc phân tích các đại lượng này."
3) T a - hằng số quán tính biểu trưng,
4) g h = u / (h ) - độ cao tương đối của điểm uốn,
5) g max = 1 - 2e 1 0.26424 - là giá trị ngưỡng,
Các hằng số (T 1, T 2, ) của mô hình được xác định theo hai trường hợp sau: a) Nếu g g max , thì tính v 0 , 324 0 , 458 1 712 g và từ đó:
T 1 = T a , v T 2 = T a (1 ) g T 1, = t u T+ 1ln(v) b) Nếu g > g max, thì tính = g g - maxvà từ đó:
Hệ số truyền của mô hình tính theo công thức: K = h( )/ 0 b) Đối tượng không có tự cân bằng
Hàm truyền của các đối tượng không tự cân bằng, như các đối tượng điều chỉnh mức chất lỏng, thường sử dụng khâu tích phân có trễ Tuy nhiên, mô hình này có độ chính xác kém vì không tính đến đặc điểm quán tính Để cải thiện độ chính xác, nên áp dụng mô hình tích phân có quán tính bậc nhất và có trễ.
O s Đáp ứng quá độ của mô hình dẫn trên hình 3
Các tham số của mô hình có thể xác định từ đáp ứng quá độ (hình 3), như sau:
1 Kẻ đường tiệm cận xiên với đáp ứng quá độ tại điểm cuối (B), đường tiệm cận này cắt trục hoành tại A
2 Hằng số quán tính: uK
K BD , trong đó, DA - hình chiếu của BA trên trục hoành.
Các phương pháp mô hình hoá nêu trên cũng được cài sẵn trong CASCAD. c) Trình tự mô hình hóa đối tượng trên CASCAD
Quá trình tính toán, xác định hàm truyền của đối tượng theo đặc tính quá độ thực nghiệm h t() nhờ CASCAD, thực hiện theo trình tự sau:
1) Chia đường cong h t() bởi điểm rời rạc, xác định đường gấp khúc xấp xỉ N của h t() Thường chọn N = 10 ÷ 50 Nếu chọn chọn “Q1 R1” ta nhận được đặc tính tần - số, kích vào ta sẽ nhận được đặc tính quá độ của O1tđ
61 Đặc tính tần số và đặc tính quá độ của đối tượng tương đương
Tiếp theo, ta kích vào ^M (Ctrl+M) để xác định mô hình hàm truyền của đối tượng tương đương theo đặc tính quá độ Hiện cửa sổ như hình dưới:
Cửa sổ (sau khi kích ^M) xác định mô hình hàm truyền của đối tượng tương đương theo đặc tính quá độ của nó
Kích chọn “2 Qtinh” để mô hình hóa quán tính bậc 2 có trễ, sau đó cửa sổ hiển thị kết quả mô hình hàm truyền Nhấn “Exit” để xác nhận và lưu mô hình hàm truyền của đối tượng tương đương vào bộ nhớ Cuối cùng, quay trở về tổng hợp hệ thống bằng các thao tác đã thực hiện.
Kich vào để vẽ đặc tính mềm, với câu hỏi hiện ra:
-> ta chọn “e1-cua-R1”, Kích tiếp , hiện ra :
-> chọn “Robust+dI”, Hiện thông báo:
Trong cửa sổ của VCASCAD, chúng ta sẽ thấy đặc tính mềm của hệ hở tại đầu vào của R1 Bộ điều khiển R1 kiểu “Robust+dI” được trang bị thêm thành phần tích phân (dI) nhằm nâng cao khả năng kháng nhiễu.
Dựa vào đồ thị, đường cong đặc tính mềm của hệ hở với bộ điều chỉnh bền vững R1 không cắt điểm 1 trên trục thực Điều này chứng minh rằng hệ kín sẽ có hệ số tắt dần không nhỏ hơn c = 0,945.
Vậy, ta kích ^A hoặc Ctrl+A để chấp nhận các tham số của R 1 nhận được, như hiện trong cửa sổ trên:
Để thiết lập kênh nhiễu, chúng ta cần nhập hàm truyền theo kênh nhiễu (Bi) và xác định loại tín hiệu nhiễu Cụ thể, nhiễu L1 được xác định là 1/s.
Trong cửa sổ “Graphing”, kich sẽ hiện: , ta kích chọn L1 Y và làm lại như trên sẽ cho ta đặc tính tần và đặc tính quá độ theo kênh nhiễu:
Sau khi hoàn tất quá trình tổng hợp, để lưu lại toàn bộ kết quả, bạn chỉ cần nhấn “Exit” để quay về màn hình chính Tiếp theo, chọn tùy chọn ghi file dữ liệu hệ thống dưới định dạng *.rbs Khi cần truy cập lại hệ thống, chỉ cần tìm đến tên file đã được lưu.
64 Đánh giá chất lượng hệ thống:
Trong bước này, cần vẽ các đường cong sau:
8) đặc tính mềm H m + j(- ) của hệ hở,
9) đặc tính quá độ y z (t) của hệ kín theo kênh đặt: z y(đồng thời vẽ kèm đặc tính tần số của kênh),
10) đặc tính quá độ y t() của hệ kín theo kênh nhiễu: y (đồng thời vẽ kèm đặc tính tần số của kênh),
Theo đặc tính mềm của hệ hở, đánh giá sự đảm bảo dự trữ ổn định của hệ thống trong trạng thái kín:
Nếu đặc tính mềm của hệ hở không bao (có thể đi qua) điểm (1; j0) trên mặt phẳng tọa độ cực, thì hệ kín sẽ có dự trữ ổn định được đảm bảo với hệ số tắt dần c đã cho.
Nếu hệ hở bao điểm (1; j0) có đặc tính mềm, thì hệ kín sẽ có độ dự trữ ổn định nhỏ hơn, dẫn đến hệ số tắt dần trong quá trình quá độ thấp hơn giá trị c đã cho.
Đặc tính mềm của hệ hở bao điểm (1; j0) càng rộng thì dự trữ ổn định của hệ kín càng kém Nếu hệ hở bao quá rộng, hệ kín có thể trở nên mất ổn định.
Trước khi xác định các chỉ số chất lượng trong quá trình quá độ của từng kênh, cần kẻ một đường tiệm cận ngang và hai đường song song ở trên và dưới, cách nhau 5% giá trị đặt Kết quả sẽ tạo thành dải sai lệch 5% xung quanh giá trị tiệm cận.
Tiếp sau đó, kẻ các đường ngang và đường thẳng đứng, thể hiện cách xác định các chỉ số chất lượng trực tiếp, bao gồm:
11) thời gian điều chỉnh (Tq),
12) độ biến thiên cực đại y t( ) max của đại lượng điều chỉnh so với giá trị “0” ban đầu,
13) hệ số tắt dần thực tế 0 của quá trình quá độ và chỉ số dao động tương ứng m 0 ,
14) độ quá điều chỉnh [%] (chỉ xét đối với kênh đặt: z y)
15) chỉ số tích phân sai số điều chỉnh bình phương 2 (t), tính theo đường cong quá độ dựa vào công thức tích phân hình chữ nhật
Ta thấy đặc tính mềm của hệ hở nhận được không bao điểm (-1,j0) hệ thống (kín) sẽ có dự trữ ổn định với hệ số tắt dần c 0,945
Ta vẽ tiếp đặc tính tần số và đặc tính quá độ của hệ thống, để đánh giá chất lượng điều khiển:
Kick hiện ra: , chọn 1 cho ta đặc tính tần số biên độ pha của hệ thống :
MỘT SỐ GIẢI PHÁP CẢI TIẾN TỐI ƯU CỤM : , CÁC VÒNG ĐIỀU CHỈNH CHÍNH TRONG LÒ HƠI
Bổ sung hệ số điều chỉnh cho thành phần gió cấp 1 của máy nghiền 67
Thông thường, nhiệt độ gió nóng cấp 1 và than được tính toán dựa trên điều kiện than thiết kế và biến đổi thông qua hàm phi tuyến Nghiên cứu cho thấy độ ẩm của than thay đổi tùy thuộc vào chất lượng than đầu vào, do đó việc tính toán nhiệt độ đầu ra máy nghiền thường không đạt được điểm đặt 160°C để duy trì ổn định cháy trong buồng đốt, ngay cả khi damper gió đã đóng hết Đặc biệt, thành phần than tại Việt Nam thường có độ ẩm cao, vì vậy cần thiết phải bổ sung hệ thống điều chỉnh gió cấp 1 trong sơ đồ logic, sử dụng phần mềm DCS CENTUM CS3000 - YOKOGAWA, nhằm đảm bảo nhiệt độ sấy của máy nghiền Thông qua nhiệt độ đầu ra máy nghiền, người vận hành có thể dễ dàng điều chỉnh gió cấp 1 để đạt được nhiệt độ đầu ra mong muốn.
Hình 4.1 - Sơ đồ cải tiến điều chỉnh gió cấp 1 tại NMNĐ Phả lại
Hình 4.2 - Sơ đồ cải tiến điều chỉnh gió cấp 1
Thiết bị ổn định bù gió cấp 1 tuy đơn giản nhưng mang lại hiệu quả lớn Nó cho phép điều chỉnh một cách linh hoạt tùy theo chất lượng than đầu vào, nhằm ổn định giá trị nhiệt độ trong quá trình vận hành than/gió cấp 1 đầu ra theo yêu cầu (không quá 130 độ C).
Sử dụng phần mềm CASCAD thiết kế, tính toán tối ƣu bộ điều chỉnh áp suất buồng đốt
Nghiên cứu này tập trung vào việc đánh giá mô hình điều khiển áp suất buồng đốt bằng phần mềm CASCAD nhằm nâng cao hiệu quả cháy trong lò hơi Mục tiêu là mang lại lợi ích kinh tế và giảm thiểu phát thải ra môi trường Phạm vi nghiên cứu sẽ được xác định rõ ràng để đảm bảo tính khả thi và ứng dụng thực tiễn của kết quả.
- Nghiên c u cứ ụm các vòng điều chỉnh chính ảnh hưởng đến ch cháy ế độ trong lò hơi.
- Nguyên cứu các sơ đồ điều khiển chính liên quan đến quá trình cháy trong lò hơi
- Nghiên c u h ứ ệ thống điều khi n áp su t buể ấ ồng đốt trên cơ sở ph n mầ ềm CASCAD
- Đánh giá kết quả và ki n ngh ế ị
- Thu thập các tài liệu về Nhà máy nhiệt điện Vũng Áng 1, Phả Lại 1,Thái Bình 2
- Nghiên cứu phương pháp điều khi n áp su t buể ấ ồng đốt b ng s d ng phằ ử ụ ần m m CASCAD ề
- Nghiên cứ ứu ng d ng ph n m m CASCAD ụ ầ ề
- Xây d ng b ự ộ điều khi n d a trên ph n mể ự ầ ềm CASCAD để điều khi n ể áp suất buồng đốt
- Mô phỏng và so sánh, đánh giá kết qu ả
Bố cục của đề tài uận vănl
Chương 1: Giới thiệu lò hơi đốt than phun và các yếu tốảnh hưởng đến quá trình cháy trong lò hơiđốt than phun trực tiếp
Chương 2: Nghiên c u cứ ụm các vòng điều chỉnh trong lò hơi nhà máy nhiệt điệ đốn t than phun tr c ti p ự ế
Chương 3: Lý thuy t v nh n dang và hi u ch nh tế ề ậ ệ ỉ ối ưu hệ thống điều khiển trên phần m m CASCAD ề
Chương 4: M t s gi i pháp hi u ộ ố ả ệ chỉnh các cụm vòng điều chỉnh, xây dựng đánh giá bộ điều ch nh áp su t buỉ ấ ồng đốt.