Nghiên cứu về nồi hơi trong nhà máy nhiệt điện,thiết lập mô hình mô phỏng thể hiện công nghệ điều khiển và giám sát thông qua các biến lệnh và các biến quá trình

Nghiên cứu về nồi hơi trong nhà máy nhiệt điện,thiết lập mô hình mô phỏng thể hiện công nghệ điều khiển và giám sát thông qua các biến lệnh và các biến quá trình

LỜI NÓI ĐẦU

Sự phát triển kinh tế của mỗi quốc gia phụ thuộc rất nhiều vào mức độ côngnghiệp hóa, hiện đại hóa và tự động hoá các quá trình sản xuất Với vai trò là mũi nhọncủa kỹ thuật hiện đại, lĩnh vực tự động hoá đang phát triển với tốc độ ngày càng cao.Những thành tựu của lý thuyết Điều khiển tự động, Tin học công nghiệp, Điện tử côngsuất, Kỹ thuật đo lường đã và đang được triển khai trên quy mô rộng lớn, tạo nênnhững thiết bị và dây chuyền công nghiệp sản xuất tự động với năng suất cao và chấtlượng tốt Trong quá trình sản xuất, việc tự động hoá một dây chuyền sản xuất đóngvai trò rất quan trọng Nó là cầu nối giữa các hạng mục sản xuất, giữa các phân xưởngtrong nhà máy, giữa các máy công tác trong một dây chuyền Việc điều khiển hoạtđộng của các dây chuyền hiện đại, tiên tiến cũng ngày càng đa dạng và phức tạp Đểlàm quen với việc đó trong môn học “Trang bị điện –điện tử máy gia công kim loại”

em đã được giao nhiệm vụ thực hiện đồ án “Nghiên cứu về nồi hơi trong nhà máy

nhiệt điện,thiết lập mô hình mô phỏng thể hiện công nghệ điều khiển và giám sát

thông qua các biến lệnh và các biến quá trình” Đây là một trong những công nghệ

được ứng dụng rất rộng rãi trong các nhà máy nhiệt điện hiện nay và mang lại hiệu quảrất cao

Trong quá trình thiết kế, với sự giúp đỡ của các thầy giáo, cô giáo trong Bộ mônĐiện tự động Công nghiệp đặc biệt là thầy HOÀNG XUÂN BÌNH, cùng với sự hỗ trợcủa các bạn, em đã hoàn thành được bản đồ án này Tuy nhiên, do thời gian tương đốingắn và trình độ chuyên môn còn hạn chế nên bản đồ án không tránh khỏi thiếu sót

Em mong nhận được sự góp ý của các thầy cô giáo để bản đồ án này được hoàn thiệnhơn

CHƯƠNG1 NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ NỒI HƠI

1.1 VỊ TRÍ NỒI HƠI TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

Nồi hơi là một thiết bị giúp đưa nhiệt của quá trình đốt cháy cho nước chođến khi nước được đun nóng hoặc thành hơi.Nhiên liệu dùng để đốt trong nồi hơicông nghiệp thường là than hoặc dầu.Nước nóng hoặc hơi dưới tác động của ápsuất sẽ truyền nhiệt sang một quy trình Nước là tác nhân trung gian rẻ tiền và hữudụng giúp truyền nhiệt sang một quy trình Khi nước được chuyển thành hơi, thểtích sẽ tăng lên khoảng 1.600 lần, tạo ra một lực mạnh như là thuốc súng Vì vậynồi hơi là thiết bị phải được vận hành với tinh thần cẩn trọng cao độ Hơi nước lấy

ra từ nồi hơi với áp suất cao được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau trongcông nghiệp:

 Để sinh công quay tua bin phát điện trong các nhà máy nhiệt điện

 Giặt là trong nhà máy may

 Hấp sấy , thanh trùng, tiệt trùng trong các nhà máy thực phẩm,đồ

uống,nhà máy bánh kẹo

 Sấy gỗ ,sấy xốp,sấy bột cá thức ăn gia súc,hấp mây tre đan

 Hệ thống nồi nấu rượu

 Hệ thống nấu ăn.bếp ăn công nghiệp

 Bể hơi nước nóng bốn mùa,mạng lưới nước nóng cho khu vui chơi và

nhà hàng khách sạn,trường học,khu phục hồi chức năng

 Hệ thống xông hơi ,mátxa

 Hệ thống làm bánh phở,bún,bánh ướt và các loại thực phẩm khác

1.2 CẤU TẠO CHUNG CỦA NỒI HƠI

Hệ thống nồi hơi bao gồm:

Hệ thống nước cấp: cấp nước cho nồi hơi và tự động điều chỉnh nhằm đáp

ứng nhu cầu hơi Sử dụng nhiều van nên cần bảo trì và sửa chữa

Hệ thống hơi: thu gom và kiểm soát hơi do lò hơi sản xuất ra Một hệ thống

đường ống dẫn hơi tới vị trí cần sử dụng Qua hệ thống này, áp suất hơi được điềuchỉnh bằng các van và kiểm tra bằng máy đo áp suất hơi

Hệ thống nhiên liệu: bao gồm tất cả các thiết bị được sử dụng để tạo ra nhiệt

cần thiết Các thiết bị cần dùng trong hệ thống nhiên liệu phụ thuộc vào loại nhiênliệu sử dụng trong hệ thống nhiên liệu

Nước đưa vào nồi hơi được chuyển thành hơi được gọi là nước cấp Nước cấp có

hai nguồn chính là: (1) Nước ngưng hay hơi ngưng tuần hoàn từ các quy trình và (2) nước đã qua xử lý (nước thô đã qua xử lý) từ bên ngoài bộ phận nồi hơi và các

quy trình của nhà máy Để nâng cao hiệu quả sử dụng nồi hơi, một thiết bị trao đổinhiệt đun nóng sơ bộ nước cấp sử dụng nhiệt thải từ khí lò

Hình 1.1 Sơ đồ cấu trúc của nồi hơi

Ở đây:

 Boiler : nồi hơi

 Blow down separator: Hệ thống ống xả khí

 Vent: lỗ thông

 Steam to process: khí đưa tới quá trình

 Economizer : Bộ phận tiết kiệm

 Fuel : nạp nhiên liệu

 Burner : buồng đốt

 Chemical feed: nạp nước

 Softeners: những chất làm mềm nước

 Brine : nước muối

 Water source : nguồn nước

 Bộ phận buồng đốt : Buồng đốt là thiết bị quan trọng của nồi hơi,có dạnghình trụ hay hình cầu,các vòi phun có nhiệm vụ phun dầu thành sương vàobuồng đốt để tăng quá trình cháy.Số lượng vòi phun từ 1 tới 6 vòi ,kiểu vòiphun phù hợp với kiểu buồng đốt để tạo ra tia lửa buồng đốt được trang bịbiến áp đánh lửa

 Bộ phận trao đổi nhiệt : là nơi trao đổi nhiệt để biến nước thành hơi bãohoà.Do đó các ống được chế tạo sao cho khả năng hấp thụ nhiệt là tốt nhất Đối với nồi hơi ống lửa : khí lò đi trong ống trao đổi nhiệt với nước ở ngoàiống

Đối với nồi hơi ống nước : khí lò quét ở ngoài ống còn nước thì tuấn hoàntrong ống để trao đổi nhiệt

 Bộ phận quạt gió,quạt hút khói : quạt gió để cấp không khí cháy cho quátrình đốt và thổi sạch khí dễ nổ ra ngoài trước khi đốt.Quạt hút khói để hútkhói lò đưa lên trời ,để giúp cho quá trình đốt tốt hơn.Tuy vậy đối với nồi hơiphụ ít sử dụng quạt hút khói vì công suất của nồi thấp

 Bộ phận cấp nước: Thường dùng bơm li tâm có nhiệm vụ cung cấp đầy đủnước cho nồi hơi tránh cho mực nước trong nồi giảm quá mức chophép.Thường có hai bơm,một bơm sử dụng và một bơm dự phòng

 Hệ thống điều khiển đốt nồi :

Có nhiều hệ thống điều khiển đốt nồi hơi phụ trên tàu thuỷ nhưng để đánhgiá hệ thống điều khiển theo các thế hệ nồi hơi phụ trên tàu thuỷ ta phân loại

hệ thống điều khiển nồi hơi theo quá trinh tự động đốt:

o Điều khiển quá trình đốt bằng bộ động cơ lai cam chương trình

o Điều khiển quá trình đốt bằng mạch bán dẫn

o Điều khiển qúa trình đốt bằng mạch vi xử lí,PLC

1.3 CÁC ĐẶC TÍNH KĨ THUẬT CỦA NỒI HƠI

Dưới đây là các đặc tính kỹ thuật của một số loại nồi hơi thường dùng trong côngnghiệp :

1.3.1 Nồi hơi đốt than ống

LT1/10E2

LT1.5/8E2

LT1.5/10E2

LT1.5/13E2

1.3.2 Nồi hơi đốt than ống nước

 Cấp than: cơ khí (máy hất

than) hoặc thủ công

LT3/16K E

LT4/10K E

1.3.3 Nồi hơi đốt than ống lửa kiểu

đứng

Đặc tính kỹ thuật:

 Kiểu ống lửa, đứng

 Ghi tĩnh

 Cấp than, thải xỉ: thủ công

 Nhiên liệu đốt: than cục, than cám,

1.3.4 Nồi hơi đốt than ống nước

 Ghi xích (kiểu vảy cá)

 Cấp than, thải xỉ: hoàn toàn

LT 15/10X

LT 15/12X

 Balông bố trí theo chiều dọc

 Cấp than, thải xỉ: hoàn toàn cơ khí

 Hiệu suất: 77 ~ 78%

 Nhiên liệu đốt: than cám

 Công suất: thiết kế chế tạo theo yêu cầu đặt hàng

1.4 PHÂN LOẠI NỒI HƠI

1.4.1 Phân loại nồi hơi theo áp suất hơi

 Nồi hơi thấp áp : Áp suất đến 20kg/cm2

 Nồi hơi trung áp : Áp suất từ 20 đến 45kg/cm2

 Nồi hơi cao áp : Áp suất đến 80kg/cm2

 Nồi hơi áp suất rất cao : Áp suất trên 80kg/cm2

1.4.2 Phân loại theo sự chuyển động của khói lò và nước so với bề mặt đốt

 Nồi hơi ống lửa: là nồi hơi mà lửa và khí lò đi trong ống,còn hỗn hợp nước và hơi bao quanh ống

 Nồi hơi ống nước : là nồi hơi mà hỗn hợp hơi và nước đi trong ống ,còn lửa và khí lò quét bên ngoài ống

 Nồi hơi liên hợp : là nồi hơi ống lửa mà có bố trí thêm một số ống nước

1.4.3 Phân loại theo nguồn nguyên liệu

 Nồi hơi đốt dầu (than)

 Nồi hơi khí xả

 Nồi hơi liên hợp đốt dầu và kết hợp cả khí xả

1.4.4 Phân loại theo cách bố trí ống tạo thành bề mặt đốt nóng

 Nồi hơi nằm

 Nồi hơi đứng

1.4.5 Phân loại theo cáchliên kết của ống hơi và bầu nồi

 Nồi hơi chia thành nhiều phần

 Nồi hơi 2 bầu.

 Nồi hơi 3 bầu

1.4.6 Phân loại theo dòng khói lò

 Nồi hơi 1 và 3 hành trình

 Nồi hơi 1 và 3 dòng chảy

1.4.7 Phân loại theo sự tuần hoàn của nước nồi

 Nồi hơi tuần hoàn tự nhỉên : Sự tuần hoàn của nước và hơi trong nồi hơi

là do sự chênh lệch nhiệt độ và mật độ gây nên

 Nồi hơi tuần hoàn cưỡng bức: Việc tuần hoàn của hỗn hợp nước và hơi trong nồi hơi nhờ tác động của ngoại lực bên ngoài (bơm tuần hoàn)

1.4.8 Phân loại theo vòng tuần hoàn

 Nồi hơi 1 vòng tuần hoàn

 Nồi hơi 2 vòng tuần hoàn

1.4.9 Phân loại theo phương pháp cung cấp không khí

 Nồi hơi với thông gió tự nhiên

 Nồi hơi dùng quạt hút

 Nồi hơi dùng quạt gió tăng áp

1.4.10 Phân loại theo sự điều khiển nồi hơi

 Nồi hơi điều khiển bằng tay

 Nồi hơi với sự điều khiển tự động một phần hoặc toàn phần

1.4.11 Phân loại theo công dụng

 Nồi hơi chính : là nồi hơi cung cấp cho các thiết bị hơi nước chính

 Nồi hơi phụ : là nồi hơi mà hơi tạo ra được cung caps cho các máy phụ,thiết bị phụ và nhu cầu sinh hoạt

 Nồi hơi kinh tế : (nồi hơi khí xả) là nồi hơi tận dụng nhiệt độ còn cao của khí xả của động cơ diezen chính để sản xuất hơi.Hơi của nó được dùng để hâm nóng dầu đốt ,dầu nhờn và phục vụ sinh hoạt

1.5 MỘT SỐ LOẠI NỒI HƠI THƯỜNG DÙNG TRONG CÔNG NGHIỆP

1.5.1 Nồi hơi ống lửa (Fire Tub Boiler)

Với loại lò hơi này, khí nóng đi qua các ống và nước cấp cho lò hơi ở phíatrên sẽ được chuyển thành hơi Lò hơi ống lửa thường được sử dụng với công suấthơi tương đối thấp cho đến áp suất hơi trung bình Do đó, sử dụng lò hơi dạng này

là ưu thế với tỷ lệ hơi lên tới 12.000 kg/giờ và áp suất lên tới 18 kg/cm2 Các lò hơinày có thể sử dụng với dầu, ga hoặc các nhiên liệu lỏng Vì các lý do kinh tế, các lòhơi ống lửa nằm trong hạng mục lắp đặt “trọn gói” (tức là nhà sản xuất sẽ lắp đặt)đối với tất cả các loại nhiên liệu

Hình 1.2 Mặt cắt của một nồi hơi ống lửa

1.5.2 Nồi hơi ống nước (Water Tube Boiler)

Ở lò hơi ống nước, nước cấp qua các ống đi vào tang lò hơi Nước được đunnóng bằng khí cháy và chuyển thành hơi ở khu vực đọng hơi trên tang lò hơi Lòhơi dạng này được lựa chọn khi nhu cầu hơi cao đối với nhà máy phát điện

Phần lớn các thiết kế lò hơi ống nước hiện đại có công suất nằm trongkhoảng 4.500 – 120.000 kg/giờ hơi, ở áp suất rất cao Rất nhiều lò hơi dạng nàynằm trong hạng mục lắp đặt “trọn gói” nếu nhà máy sử dụng dầu và/hoặc ga làmnhiên liệu Hiện cũng có loại thiết kế lò hơi ống nước sử dụng nhiên liệu rắn nhưngvới loại này, thiết kế trọn gói không thông dụng bằng

Lò hơi ống nước có các đặc điểm sau:

 Sự thông gió cưỡng bức, cảm ứng, và cân bằng sẽ giúp nâng cao hiệusuất cháy

 Yêu cầu chất lượng nước cao và cần phải có hệ thống xử lý nước

 Phù hợp với công suất nhiệt cao

Hình 1.3 Nồi hơi ống nước

1.5.3 Nồi hơi trọn bộ (Package Boiler)

Loại lò hơi này có tên gọi như vậy vì nó là một hệ thống trọn bộ Khi đượclắp đặt tại nhà máy, hệ thống này chỉ cần hơi, ống nước, cung cấp nhiên liệu và nốiđiện để có thể đi vào hoạt động Lò hơi trọn bộ thường có dạng vỏ sò với các ốnglửa được thiết kế sao cho đạt được tốc độ truyền nhiệt bức xạ và đối lưu cao nhất

Hình 1.4 Nồi hơi trọn bộNồi hơi trọn bộ có những đặc điểm sau:

 Buồng đốt nhỏ,tốcđộ truyền nhiệt cao dẫn đến hoá hoá hơi nhanh hơn

 Quá trình truyền nhiệt do đối lưu tốt hơn do được lắp một số lượng lớn

 Các ống truyền nhiệt có dường kính nhỏ dẫn tới truyền nhiệt đối lưu tốt

 Hiệu suất cháy cao do có sử dụng hệ thống thông gió cưỡng bức

 Quá trình truyền nhiệt tốt hơn nhờ số lần khí đi qua nồi hơi

 Hiệu suất nhiệt cao hơn so với các loại nồi hơi khác

 Những lò hơi này được phân loại dựa trên số lần số lần khí đốt nóng đi quanồi hơi Buồng đốt sẽ là lần đi qua thứ nhất,sau đó có thể hai hoặc ba bộ ốnglửa.Loại nồi hơi phổ biến nhất của loại này là nồi hơi bậc 3 (3 lần khí đi quanồi hơi) với hai bộ ống đốt và với khí thải đi qua bộ phận phía sau nồi hơi Ngoài ra còn một số loại nồi hơi khác như nồi hơi buồng lửa ầng sôi,nồi hơi buồnglửa tầng sôi không khí,nồi hơi buồng lửa tầng sôi điều áp,nồi hơi buồng lửa tầng sôiđiều hoà,nồi hơi đốt lò,nồi hơi sử dụng nhiên liệu phun và nồi hơi sử dụng thiết bịthải

CHƯƠNG2 THIẾT LẬP CÁC BIẾN CỦA HỆ THỐNG

2.1 THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN NỒI HƠI

Hệ thống điều khiển nồi hơi thực hiện 5 chức năng điều khiển sau:

 Chức năng tự động cấp nước cho nồi hơi

 Chức năng tự động hâm dầu đốt

 Chức năng tự động đốt lò

 Chức năng tự động điều chỉnh áp suất hơi trong nồi hơi

 Chức năng tự động kiểm tra báo động và bảo vệ nồi hơi

2.1.1 Tự động cấp nước nồi hơi

Nhờ có chức năng tự động cấp nước mà mực nước trong nồi hơi luôn giữ ởmột mức độ nhất định,không xảy ra các sự cố như cháy nồi do mức nước trong nồihơi quá thấp hoặc bị tràn nước ra ngoài do mức nước trong nồi hơi quá cao.Để thựchiện chức năng này người ta dùng hai bơm cấp nước(một bơm làm việc còn mộtbơm dự trữ).Ngoài ra trong một số hệ thống nồi hơi còn được trang bị thêm cả bơmtăng cường và bơm tuần hoàn nước.Bơm tăng cưòng nhằm mục đích tăng áp lựccủa nước bơm vào nồi hơi để thắng được áp lực hơi trong nồi còn bơm tuần hoàn

có mục đích là bơm nước vào nồi tuần hoàn theo một chu trình thời gian đặt trước.Mức nước nồi hơi luôn được giữ ở mức hmin < h < hmax

2.1.2 Tự động hâm dầu đốt

Nồi hơi thường dùng dầu nhẹ để đốt mồi sau đố khi lò cháy thành công mớichuyển sang dầu nặng để đốt nồi để kinh tế thì dầu đốt sử dụng trong nồi hơithường là dầu nặng ,mà dầu nặng thường có độ nhớt cao ,quá trình phun sương khókhăn,bắt lửa kém.Chính vì vậy trước khi phun vào nồi dầu cần phải được hâmnóng,nhiệt độ hâm thường từ 90 tới 1200C.Để hâm dầu ban đầu người ta thườngdùng năng lượng điện sau đó dùng chính hơi của nồi để sấy.Để đảm bảo thì nhiệt

độ cần thoả mãn :

Tmin < T < Tmax

2.1.3 Tự động đốt lò

Ngày nay các nồi hơi trong quá trình đốt ,các phần tử đảm nhiệm chức năng

đó gọi là thiết bị chương trình,chương trình đốt này phải được thực hiện tuần tự màkhông thể đảo thứ tự được và thiết bị đó có thể thuộc các loại sau:

o Thiết bị chương trình này có thể là cam chương trình : là trục cam được lai bằngcác động cơ điện đồng bộ,trên trục cam có các ti,vấu đó có đường kính và hìnhdáng nhất định,được đóng mở theo một chương trình điều khiển đốt

o Rơ le chương trình dùng vi mạch bán dẫn : Thông thường dùng rơ le thờigian,mỗi rơ le tương ứng với một nhiệm vụ cụ thể

o Dùng PLC

Thuật toán cho quá trình tự động đốt,dù đốt bằng tay hoặc đốt tự động thì các qúatrình đốt lò cũng xảy ra các bước sau:

 Giai đoạn chuẩn bị đốt

Khi các điều kiện sau đảm bảo thì mới tiến hành công việc đốt:

 Mức nước trong nồi hơi phỉa đảm bảo đủ do mạch tự động hay cấp nước bằngtay thực hiện

 Nhiệt độ dầu đốt phải đảm bảo thực hiện với mạch hâm sấy dầu đốt

 Áp suất dầu đốt phải đảm bảo do bơm dầu đốt thực hiện

 Quạt gió phải đảm bảo không có sự cố

 Toàn bộ các phần tử trong hệ thồng phải đảm bảo không có sự cố

 Biến áp đánh lửa hoạt động,dầu mồi hoặc dầu đốt đã được hâm nóng đến nhiệt

độ cần thiết phun vào lò.Từ đây người ta bắt đầu kiểm soát thời gian hoạt động củanồi hơi

 Tại đây xảy ra quá trình cháy hoặc không cháy

+,Nếu cháy thành công : kết quả quá trình đốt lò là ngọn lửa xuất hiện,qua phần tửcảm bién nhận lửa và qua rơ le quang điện sẽ phản hồi về để ngắt điện áp đánhlửa,rồi ngắt phun dầu mồi và chuyển sang dầu đốt.Báo cháy thành công bằng đèntrên bảng đồng thời mở thêm le gió để đưa thêm gió vào lò.Khi đó thiết bị chươngtrình dừng lại ở vị trí nhất định sau khi đã thực hiện xong các bước ở trên

+,Nếu cháy không thành công: Tự động dừng đốt lò.Tắt phun dầu đểcắt dầu vàobuồng đốt,tắt biến áp đánh lửa và duy trì quạt gió hoạt động thêm một thời gian nữa

để tiếp tục thổi khí CO2,CO ra khỏi lò để chuẩn bji cho lần đốt sau và thiết bịchương trình có điện để quay về trạng thái ban đầu để thực hiện cho lần đốtsau Sau khoảng 3 đến 4 lần đốt không thành công thì nồi hơi có sự cố ,tự độngngưng đốt và báo động bằng còi và đèn để cho người vận hành biết Hệ thống có sự

cố phải khắc phục xong sự cố và ấn nút hoàn nguyên thì mới đốt lại được

2.1.4 Tự động duy trì áp suất hơi

Trong quá trình vận hành nồi hơi,áp suất hơi là một thông số rất quan trọngcần được điều khiển,yêu cầu đặt ra là phải duy trì áp suất hơi nằm trong trạng tháicho phép

Pmin < P < Pmax

Pmin=3-4kg/cm2

Pmax=5-7.5kg/cm2

Quá trình điều khiển áp suất hơi trong nồi hơi được thực hiện bằng cách khi

áp suất hơi trong nồi đạt giá trị xác định thì dừng đốt,còn khi áp suất hơi trong nồigiảm đến một giá trị đặt thì nồi hơi tự hoạt động lại

2.1.5 Tự động kiểm tra,báo động ,bảo vệ nồi hơi

 Các thông số báo động, bảo vệ nồi hơi

o Mức nước trong nồi hơi giảm quá thấp so với hmin,dẫn tới báo động và dừngđốt lò

o Áp suất dầu đốt không đảm bảo cũng dẫn tới báo động và dừng đốt lò

o Nhiệt độ dầu đốt không đảm bảo dẫn tới báo động và dừng đốt lò

o Quạt gió có sự cố dẫn tới báo động và dừng đốt lò

o Mất lửa dẫn tới báo động và dừng đốt lò

o Quạt gió có sự cố dẫn tới báo động và dừng đốt lò

o Nhiệt độ khí xả lò quá cao dẫn tới báo động và dừng đốt lò

o Lò đốt không thành công dẫn tới báo động và dừng đốt lò .Quá trình điều khiểntắt lò là là tắt nhiên liệu cấp vào lò và quạt gió tiếp tục hoạt động sau một thời giannữa rồi mới dừng

 Các thông số chỉ báo động,không bảo vệ

o Mức nước giảm hơi thấp

o Mức nước trong nồi quá cao h > hmax

2.1.6 Thiết lập hệ thống các biến lệnh

Như vậy,từ thuật toán điều khiển nồi hơi đã trình bày ở trên,ta sẽ thiết lập bộ điều khiển cho nồi hơi đốt than với các biến lệnh dùng trong quá trình điều khiển nồi hơi là :

 Sử dụng biến lệnh góc mở van  để điều khiển mực nước trong nồi hơi

 Sử dụng biến lệnh điện áp đặt lên điện trở vào trong lò để điều khiển nhiệt độ lò

2.1.7 Thiết lập hệ thống các biến quá trình

Trên cơ sở các biến lệnh,ta sẽ đi điều khiển các biến quá trình:

 Áp suất trong lò

 Mức nước trong lò

Để đảm bảo nồi hơi hoạt động an toàn và đúng công suất định mức,tiết kiệm tối đa nhiên liệu với hiệu suất sử dụng cao nhất.Với yêu cầu công nghệ đề ra và trong thực tế,ta sẽ lựa chọn phương pháp xây dựng bộ điều khiển mờ để điều khiển

và giám sát hệ thống nồi hơi đốt than trong nhà máy nhiệt điện

CHƯƠNG3 THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG NỒI HƠI

3.1.KHÁI QUÁT CHUNG VỀ ĐIÊU KHIỂN MỜ

Đây là 1 phương pháp điều khiển rất mới mẻ, chỉ xuất hiện vào những nămđầu của thập kỷ 90 nhưng đã đem lại nhiều thành tựu to lớn Ưu điểm của điềukhiển mờ so với các bộ điều khiển kinh điển đó là khả năng tổng hợp bộ điềukhiển mà không cần biết trước các đặc tính của đối tượng một cách chính xác Hiện nay thuật toán của lý thuyết điều khiển mờ đã và đang được ứng dụng ngàycàng rộng rãi như trong hệ thống máy giặt , điều hòa nhiệt độ , hay trong các thiết

mà không thể tự động hoá được Các khái niệm là không rõ ràng hơn "đúng" hay

"sai", nhưng lại tương đối mơ hồ, ví dụ như "khá đúng" hay "sai một chút"

Lý thuyết tập mờ xuất hiện như là một cách tiếp cận để giải quyết các vấn đềnày Nó được đưa ra vào năm 1965 bởi Lotfi Zadeh thuộc trường Đại hocCalifornia ở Berkeley Ông ta đã giới thiệu lý thuyết về tập mờ như là một sự mởrộng của lý thuyết tập hợp truyền thống, và phát triển Logic mờ tương ứng để thaotác trên các tập mờ đó Một tập mờ cho phép mức độ phụ thuộc của một phần tửtrong một tập hợp là bất cứ số nào nằm giữa 0 và 1 Điều này cho phép con ngườiquan sát, biểu diễn và giám định kỹ lưỡng hơn các mô hình có sắn Từ khi nó đượcđưa ra, lý thuyết tập mờ đã tạo nên được sự chú ý của nhiều nhà nghiên cứu trong

lĩnh vực toán học và kỹ thuật cũng như trong khoa học máy tính, và đã được thiếtlập như là một sự lựa chọn hữu ích để để dẫn đến kết luận dưới một sự không chắcchắn.

Lý thuyết tập mờ dựa trên lý thuyết tập hợp cơ bản, và trở thành đúng với nótrong trường hợp giới hạn mà các thuộc tính liên quan là thay đổi Như với các tậphợp cơ bản, các tập mờ được định nghĩa qua một vài tập nền (tập vũ trụ), chúng cóthể là một tập các giá trị có thể đo lường được, một khoảng điện áp ra thích hợp,hoặc cái khác tuỳ thuộc vào vấn đề đó Để xác định một tập hợp, mỗi một phần tửcủa tập nền bắt buộc phải được gắn với một giá trị chỉ rõ nó có thuộc tập hợp đóhay không Với các tập hợp cơ bản, giá trị này được giới hạn hoặc là 0 hoặc là 1, đểchỉ ra 'no - không thuộc tập hợp' hay 'yes - thuộc tập hợp' Với các tập mờ, giá trịnày có thể khác 0 hoặc 1, điển hình với bất cứ số nào trong khoảng [0, 1] đều đượccho phép Trong cả hai trường hợp mỗi tập hợp riêng biệt đều có hàm đặc tính, hàmnày ánh xạ mỗi phần tử của tập nền thành giá trị quan hệ của nó cho tập mờ

Trong công nghiệp hiện đại ngày nay, logic mờ ngày càng được phát triển vàứng dụng rộng rãi do những ưu điểm vượt trội của nó so với lý thuyết điều khiển

cổ điển Nó giúp chúng ta có thể giải quyết được những vấn đề mà trước đây khôngthể giải quyết được bằng lý thuyết điều khiển cổ điển

Ứng dụng đầu tiên của logic mờ vào công nghiệp được thực hiện ở Châu Âu,khoảng sau năm 1970 Tại trường Queen Mary ở Luân Đôn – Anh, EbrahimMamdani dùng logic mờ để điều khiển một máy hơi nước mà trước đây ông ấykhông thể điều khiển được bằng các kỹ thuật cổ điển Và tại Đức, HansZimmermann dùng logic mờ cho các hệ ra quyết định Liên tiếp sau đó, logic mờđược áp dụng vào các lĩnh vực khác như điều khiển lò xi măng, … nhưng vẫnkhông được chấp nhận rộng rãi trong công nghiệp