Báo cáo tự động hóa lò hơi nhà máy nhiệt điện

Báo cáo tự động hóa lò hơi nhà máy nhiệt điện

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƢƠNG : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LÒ HƠI TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Nhà máy nhiệt điện chiếm thị phần quan trọng ngành sản xuất điện nước Nhà máy hoạt động dựa nguyên tắc chuyển hóa nhiệt thành sau thành điện Ở nhiệt tạo thành từ việc đốt cháy nhiên liệu: than đá, khí thiên nhiên, dầu mỏ… buồng đốt làm nước lò chuyển hóa thành nước Hơi nước ( với điều kiện nhiệt độ, áp suất, lưu lượng ) đưa tới sinh công tua bin Điện thu đầu máy phát đưa qua hệ thống trạm biến áp để nâng lên cáp điện áp thích hợp trước hòa vào lưới điện quốc gia 1.1 Khái niệm trình hóa Trong trình biến đổi từ nước sang hơi, nhiệt có tác dụng đưa nhiệt độ nước lên đến ngưỡng hóa 1000C, tương ứng với áp suất khí Tuy nhiên áp suất tăng giá trị nhiệt độ ngưỡng hóa nước bị tăng cao lên tương ứng Và nước hóa nhiệt lượng cung cấp tiếp tục không làm cho nhiệt độ nước tăng lên thêm nữa, ta có giá trị nhiệt độ bão hòa Trong trình nước chuyển hóa thành hơi, lượng nhiệt đưa thêm vào không làm tăng nhiệt độ bão hòa làm bay tiếp lượng nước dạng lỏng Nếu không lẫn nước người ta gọi khô, lẫn nước chưa hóa hết gọi ướt Phần trăm khối lượng giọt nước ướt gọi phần trăm độ ẩm Đối với khô tiếp tục gia nhiệt nhiệt nhiệt độ vượt nhiệt độ bão hòa, người ta thu nhiệt 1.2 Phân loại lò Việc phân loại lò thường thực theo đặc tính lò kết phân loại mang tính chất tương đối Nếu dựa vào thông số hơi: - Lò thông số thấp: Thường quy ước áp suất bé 15 bar, nhiệt độ bé 1350C, thường dùng bão hòa GVHD: PGS TS Lê Hùng Lân ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Lò thông số trung bình: Thường quy ước áp suất từ 15 bar đến 60 bar, nhiệt độ từ 3500C đến 4500C - Lò thông số cao: áp suất 60 bar, nhiệt độ từ 4500C đến 5400C - Lò thông số siêu cao: áp suất 140 bar ( loại chia thành lò thông số tới hạn tới hạn) Nếu dựa vào chế độ chuyển động nước lò ( nước môi chất dẫn nhiệt) - Lò đối lưu tự nhiên: môi chất chuyển động đối lưu tự nhiên chênh lệch mật độ nội môi chất mà không tạo vòng tuần hoàn tự nhiên, thường gặp lò công suất nhỏ - Lò tuần hoàn tự nhiên: thường gặp phạm vi công suất trung bình lớn, vận hành, môi chất tạo vòng tuần hoàn tự nhiên nhờ chênh lệch mật độ nội môi chất, nhiên có lò thông số tới hạn có vòng tuần hoàn tự nhiên - Lò tuần hoàn cưỡng bức: tác dụng bơm, môi chất chuyển động theo quỹ đạo khép kín, thường gặp lò thông số cao, lò siêu tới hạn có vòng tuần hoàn cưỡng - Lò đối lưu cưỡng bức: loại lò trực lưu đơn lưu, loại lò này, tác dụng bơm, môi chất theo chiều, nhận nhiệt, biến dần thành đưa sử dụng mà tuần hoàn lại, nhiên xếp loại lò thành loại tuần hoàn cưỡng Nếu dựa theo cách đốt nhiên liệu: - Lò đốt theo lớp: nhiên liệu rắn ( than, củi, bã mía…) xếp thành lớp ghi để đốt, có loại cố định, có loại chuyển động thường gọi ghi xích, có loại ghi xích thuận chiều, có loại ghi xich ngược chiều - Lò đốt phun: nhiên liệu khí, nhiên liệu lỏng phun thành bụi, GVHD: PGS TS Lê Hùng Lân ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP nhiên liệu rắn nghiền thành bột phun vào buồng lửa, hỗn hợp với không khí tiến hành giai đoạn trình cháy không gian buồng lửa - Lò đốt đặc biệt: thường gặp hai loại lò buồng lửa xoáy buồng lửa tầng sôi Buồng lửa xoáy đốt than cám nguyên khai nghiền sơ Nhiên liệu không khí đưa vào buồng lửa hình trụ theo chiều tiếp tuyến với tốc độ cao Dưới tác dụng lực ly tâm, xỉ lỏng hạt nhiên liệu có kích thước lớn bám sát thành lớp vào tường lò, đến hạt có kích thước nhỏ hơn, lớp cháy hoàn toàn theo lớp, hạt than nhỏ với chất bốc chuyển động vùng trung tâm cháy không gian Buồng lửa tầng sôi, nhiên liệu rắn sơ khai nghiền sơ sau đưa vào, tác dụng gió có tốc độ đủ lớn, dao động lên xuống khoảng không gian định buồng lửa tiến hành giai đoạn trình cháy Ngoài người ta phân loại lò theo đặc điểm sau: - Dựa theo trạng thái xỉ ra: chia thành hai loại thải xỉ khô thải xỉ lỏng - Dựa theo áp suất không khí sản phẩm cháy buồng lửa: Có loại buồng lửa áp suất âm, có loại buồng lửa áp suất dương, lò áp suất dương có loại đốt cao áp, có loại đốt áp suất trung bình - Dựa theo cách lắp đặt: có loại di động, loại tĩnh loại bán di động - Dựa theo công dụng: có loại lò cấp nhiệt, có loại động lực - Dựa theo đặc điểm bề mặt truyền nhiệt: có loại ống lò, có loại ống lửa, có loại đứng, có loại nằm 1.3 Nguyên lý làm việc lò nhà máy nhiệt điện Trong lò nhà máy nhiệt điện , sản xuất nhiệt Hơi nhiệt nhận nhờ trình : đun nóng nước đến sôi, sôi để biến thành bão hòa nhiệt để biến bão hòa thành nhiệt có nhiệt độ cao phận lò Công suất lò phụ thuộc GVHD: PGS TS Lê Hùng Lân ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP vào nhiệt độ ,lưu lượng, áp suất Các giá trị cao công suất lò lớn Hiệu trình trao đổi nhiệt lửa khói với môi chất lò phụ thuộc vào tính chất vật lí môi trường ( sản phẩm cháy ) môi chất tham gia trình ( nước ) phụ thuộc vào hình dáng , cấu tạo , đặc tính phần tử lò Trên hình 1.1 trình bày nguyên lý cấu tạo lò tuần hoàn tự nhiên đại nhà máy điện Nhiên liệu không khí phun qua vòi phun số (1) vào buồng đốt số (2), tạo thành hỗn hợp cháy đốt cháy buồn lửa, nhiệt độ lửa đạt tới 19000C Nhiệt lượng tỏa nhiên liệu cháy truyền cho nước dàn ống sinh (5), nước tăng dần nhiệt độ đến sôi, biến thành bão hòa Hơi bão hòa theo dàn ống sinh (5) lên, tập trung vào bao số (15) Trong bao số (15), phân li khỏi nước , nước tiếp tục xuống theo ống nước xuống (16) đặt tường lò lại sang dàn ống sinh số (5) để tiếp tục nhận nhiệt Hơi bão hòa từ bao số (15) qua ống góp vào nhiệt xạ số (6), nhiệt nửa xạ số (7) cuối nhiệt đối lưu số (9) Ở nhiệt, bão hòa chuyển động ống xoắn nhận nhiệt trao đổi nhiệt xạ đối lưu từ khói nóng chuyển động phía ống để biến thành nhiệt có nhiệt độ cao cuối vào ống góp để sang Tua bin biến đổi nhiệt thành làm quay Tua bin Ở hai cấp nhiệt đối lưu người ta đặt phun nước giảm ôn để điều chỉnh nhiệt độ nhiệt nhằm ổn định nhiệt độ nhiệt giá trị yêu cầu trước đưa vào tua bin GVHD: PGS TS Lê Hùng Lân ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP H 1.1 : Nguyên lý cấu tạo lò 1.Vòi phun nhiên liệu + không khí ; Buồng đốt ; phễu tro lạnh ; Đáy xả xỉ ; Dàn ống sinh ; Bộ nhiệt xạ ; Bộ nhiệt nửa xạ ; ống lên ; Bộ nhiệt đối lưu ; 10 Bộ hâm nước ; 11 Bộ sấy không khí ; 12 khử bụi ; 13 Quạt khói ; 14 Quạt gió ; 15.Bao ; 16 ống nước xuống ; 17 ống góp nước Ở , dàn ống sinh số (5) đặt phía tường lò nên môi chất ống nhận nhiệt sinh liên tục dàn ống sinh (5) hỗn hợp nước , ống nước xuống (16) đặt tường lò nên môi chất ống nước xuống (16) không nhận nhiệt ống nước xuống (16) nước Khối lượng riêng hỗn hợp nước dàn ống sinh (5) nhỏ khối lượng riêng nước ống nước xuống (16) nên hỗn hợp dàn ống sinh (5) lên , nước ống nước xuống (16) GVHD: PGS TS Lê Hùng Lân ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP xuống liên tục tao nên trình tuần hoàn tự nhiên , lò loại gọi lò tuần hoàn tự nhiên Buồng lửa trình bày hình 1.1 buồng lửa phun , nhiên liệu phun vào cháy lơ lửng buồng lửa Quá trình cháy nhiên liệu xảy buồng lửa đạt nhiệt độ cao từ 13000 C đến 19000 C , hiệu trao đổi nhiệt xạ lửa dàn ống sinh cao lượng nhiệt dàn ống sinh thu từ lửa chủ yếu trao đổi nhiệt xạ Để hấp thụ có hiệu nhiệt lượng lửa đồng thời bảo vệ tường lò khỏi tác dụng nhiệt độ cao ảnh hưởng xấu tro nóng chảy , người ta bố trí dàn ống sinh (5) xung quanh tường buồng lửa Khói khỏi buồng lửa trước vào nhiệt bị làm nguội phần cụm phecston , khói chuyển động ống truyền nhiệt cho hỗn hợp nước chuyển động ống Khói khỏi nhiệt có nhiệt độ cao , để tận dụng phần nhiệt thừa khói khỏi nhiệt , phần đuôi lò người ta đặt thêm hâm nước (10) sấy không khí (11) Bộ hâm nước (10) có nhiệm vụ gia nhiệt cho nước để nâng nhiệt độ nước từ nhiệt độ khỏi bình gia nhiệt lên gần đến nhiệt độ sôi cấp vào bao (15) Đây giai đoạn trình cấp nhiệt cho nước để thực trình hóa đẳng áp nước lò Sự có mặt hâm nước làm giảm tổng diện tích bề mặt đốt lò sử dụng triệt để nhiệt lượng tỏa cháy nhiên liệu ,làm cho nhiệt độ khói thoát từ lò giảm xuống, làm tăng hiệu suất lò Không khí lạnh trời quạt gió (14) hút vào thổi qua sấy không khí (11) Ở sấy , không khí nhận nhiệt khói , nhiệt độ nâng từ nhiệt độ môi trường đến nhiệt độ yêu cầu đưa vào vòi phun số (1) để cung cấp cho trình đốt cháy nhiên liệu GVHD: PGS TS Lê Hùng Lân ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Như sấy không khí hâm nước hoàn trả lại buồng lửa phần nhiệt bị thải Chính người ta gọi hâm nước sấy không khí tiết kiệm nhiệt Như ,từ vào hâm nước thoát khỏi nhiệt lò , môi chất ( nước ) trải qua giai đoạn hấp thụ nhiệt phận sau : Nhận nhiệt hâm nước đến sôi , sôi dàn ống sinh hơi, nhiệt nhiệt Nhiệt lượng môi chất hấp thu biểu diễn theo phương trình : Qmc = [ i”hn – i’hn ] + [ is – i”hn + rx] + [ r( – x) + ( i”hn – i’qn ) ] Qmc = i”qn – i’qn + is + r - i”hn Trong ( 1.1) ( 1.2 ) : Qmc : nhiệt lượng môi chất nhận lò i’ , i” : Entapi nước vào khỏi hâm nước r : Nhiệt ẩn hóa nước x : Độ khô khỏi bao i’qn , i”qn : Entapi vào , khỏi nhiệt 1.4 Quá trình biến đổi lƣợng lò Quá trình biến đổi lượng lò bao gồm trình: biến đổi hóa nhiên liệu thành nhiệt năng, biến đổi nhiệt thành biến đổi thành điện Trong trình biến đổi lượng từ hóa nhiên liệu ( than đá, dầu mỏ, khí đốt,…) thành nhiệt sản GVHD: PGS TS Lê Hùng Lân ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP phẩm cháy thực buồng đốt lò nhờ trình đốt cháy nhiên liệu Nhiệt lượng khởi động lò có nhiệm vụ truyền nhiệt tích trữ lượng cho thành phần cấu tạo lò thành lò, đường ống dẫn, dàn sinh nhiệt, hâm nước, sấy không khí,… đảm bảo chế độ hoạt động lò Sau khởi động lò ( trình thường diễn khoảng từ hai đến ba ngày), nhiệt thực nhiệm vụ truyền nhiệt cho môi chất ( nước ) qua hâm nước, giàn sinh biến phần nhiệt thành hóa ( nước hóa ) Hơi tiếp tục truyền nhiệt qua nhiệt, mang nhiệt tới tua bin Tại trình biến đổi lượng từ nhiệt thành xảy ra, mang nhiệt bắn vào tua bin biến nhiệt hơithàh làm quay tua bin Quá trình thực biến đổi từ thành điện nhờ tua bin làm quay rô to máy phát Chính qua nhiều giai đoạn biến đổi lượng mà lượng tổn thất lớn, tổng nhiệt đầu vào xác định tổng lượng chứa nhiên liệu, lượng hữu ích xác định tổng lượng điện phát Có nhiều dạng tổn thất tổn thất nhiệt tro xỉ, nhiệt tổn thất đường ống dẫn, lượng xạ, tổn thất khói thải ngoài, tổn thất ma sát tua bin,… hiệu suất lò nhà máy nhiệt điện ngưng đạt 40-43% 1.5 Các đặc tính kĩ thuật lò Đặc tính kĩ thuật Lò đại lượng thể số lượng chất lượng tạo Số lượng sản xuất xác định sản lượng chất lượng xác định thông số 1.5.1 Thông số lò: Đối với lò nhà máy điện, hởi sản xuất nhiệt nên thông lò biể thị áp suất nhiệt độ nhiệt: Pqn(Mpa), tqn (0C) GVHD: PGS TS Lê Hùng Lân ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.5.2 Sản lượng lò: Sản lượng lò lượng mà lò sản xuất đơn vị thời gian (Kg/h Tấn/h) Thường dùng khái niệm sản lượng - Sản lượng định mức (Ddm): sản lượng lớn lò đạt được, đảm bảo vận hành thời gian lâu dài, ổn định với thông số cho mà không phá hủy gây ảnh hưởng xấu đến chế độ làm việc lò - Sản lượng cực đại (Dmax): sản lượng lớn mà lò đạt được, thời gian ngắn, nghĩa lò làm việc lâu dài với sản lượng cực đại Sản lượng cực đại bằng: Dmax = (1,1-1,2)Ddm (1.3) - Sản lượng kinh tế sản lượng mà lò làm việc hiệu kinh tế cao Sản lượng kinh tế bằng: Dkt = (0,8-0,9) Ddm (1.4) 1.5.3 Hiệu suất lò: Hiệu suất lò tỉ số lượng nhiệt mà môi chất hấp thụ ( hay gọi lượng nhiệt có ích) với lượng nhiệt cung cấp vào cho lò Hiệu suất lò ký hiệu η : η = [ D ( iqn – i’hn ) / BQlvt ] Trong đó: ( 1.5) D sản lượng hơi, (kg/h) Iqn entanpi nhiệt, (Kj/kg) I’hn entanpi nước vào nước, (Kj/kg) B lượng nhiên liệu tiêu hao giờ, (kg/h) Qlvt : Nhiệt trị thấp làm việc nhiên liệu, (Kj/kg) 1.5.4 Nhiệt thể tích buồng lửa: Nhiệt thể tích buồng lửa lượng nhiệt sinh đơn vị thời gian đơn vị thể tích buồng lửa GVHD: PGS TS Lê Hùng Lân ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP qv = BQlvt / Vbl Trong đó: (1.6) Vbl : Thể tích buồng lửa ( m3 )B(kg/s) Đối với lò nhỏ, người ta ý đến đặc tính sau đây: 1.5.5 Năng suất bốc bề mặt sinh hơi: Năng suất bốc bề mặt sinh khả bốc đơn vị diện tích bề mặt đốt (bề mặt sinh hơi) đơn vị thời gian, ký hiệu S, S = D/ H (1.7) D: Sản lượng lò, (kg/h) H: diện tích bề mặt sinh (bề mặt đốt ), m2 1.6 Các hệ cân khối lƣợng lƣợng lò Đầu vào đầu lò có mối quan hệ chặt chẽ với dựa hai định luật là: định luật bảo toàn lượng định luật bảo toàn khối lượng: tức tổng lượng khối lượng đầu vào lò phải cân với tổng lượng khối lượng đầu lò Kết luận lại, lò có cân sau: - Cân khối lượng nước cấp nước - Cân khối lượng nhiên liệu, gió với khối lượng khói thải tro xỉ - Cân thành phần hóa học chứa nước cấp - Cân thành phần hóa học nhiên liệu cộng gió thứ cấp với khói thải cộng tro xỉ - Cân lượng lò 1.6.1 Cân khối lượng nước cấp Nước cấp đến bao hơi, bao nước nhận nhiệt từ trình cháy lò chuyển hóa hóa thành nước bão hòa Ngoài lượng GVHD: PGS TS Lê Hùng Lân ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 4.2 Thiết bị cảm biến 4.2.1 Cảm biến nhiệt độ (cặp nhiệt) a Nguyên lý chung Nhiệt độ từ môi trường cảm biến hấp thu, tùy theo cấu cảm biến biến đại lượng nhiệt thành đại lượng nhiệt Như yếu tố quan “nhiệt độ môi trường cần đo” “nhiệt độ cảm nhận cảm biến” Cụ thể điều là: Các loại cảm biến mà ta thấy có vỏ bảo vệ, phần tử cảm biến nằm bên vỏ (bán dẫn, lưỡng kim…) đó, việc đo có xác hay không tùy thuộc vào việc truyền nhiệt từ môi trường vào đến phần tử cảm biến tổn thất Cấu tạo: Hai dây kim loại khác hàn dính đầu gọi la đầu nóng (hay đầu đo), hai đầu lại gọi đầu lạnh (hay đầu chuẩn) H4.5 : Nguyên lý làm việc cặp nhiệt Nguyên lý: Khi có chênh lệch nhiệt độ đầu nóng đầu lạnh phát sinh sức điện động V đầu lạnh, Ưu điểm: Bền, đo nhiệt độ cao Nhược điểm: Nhiều yếu tố ảnh hưởng sai số, độ nhạy không cao GVHD: PGS TS Lê Hùng Lân ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP b Một vài đặc điểm cặp nhiệt sử dụng hệ thống Trong hệ thống sử dụng loại cặp nhiệt lắp ráp (Chọn phận để lắp ráp) giá khớp ống nối điều chỉnh H4.6 : Một số loại cặp nhiệt dùng hệ thống - Thông số ống góp nhiệt hệ thống: + Đường kính ống: d = 300 mm + Bề dày lớp giảm ôn: 200 mm Dựa vào thông số đường ống nhiệt, ta chọn lắp ráp thành thiết bị hoàn chỉnh Qua khảo sát thức tế ta chọn loại cặp nhiệt có thông số sau: K-SS25–U-T5AL-PG2AL-16.00” Trong : + K ký hiệu phần tử cảm biến, chọn tùy theo dải nhiệt độ đo Trong hệ thống ta dùng loại K Dải nhiệt độ: -200oC đến 1260oC hoàn toàn phù hợp với điều kiện nhiệt độ lò nhiệt; + SS25: “SS” kí hiệu rõ vật liệu làm lớp bảo vệ, “25” kí hiệu đường kính lớp bảo vệ 25”; + U: Kí hiệu rõ cấu trúc đầu đo (loại mối nối); GVHD: PGS TS Lê Hùng Lân ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP + T5AL: Kí hiệu rõ kiểu vật liệu chụp đầu cáp Trong hệ thống ta chọn loại T5AL; + PG2AL: Kí hiệu rõ kiểu vật liệu khớp nối; + 16.00” Chiều dài tác động dùng đơn vị inches, thay đổi tùy theo yêu cầu 16” tương đương với 40,64 cm 4.2.2 Chọn bọc cặp nhiệt (thermowell hay giếng nhiệt) Vì cặp nhiệt hoạt động nơi có nhiệt độ cao phải chịu điều kiện khắc nhiệt khác nên ta dùng thêm hộp bọc cách nhiệt Hình 5.3: Cấu tạo bên giếng nhiệt H4.7 : Cấu tạo bọc cặp nhiệt Ta chọn loại vỏ bọc phù hợp với cặp nhiệt chọn phần trên: 75-260W-U450-S316” Ý nghĩa: GVHD: PGS TS Lê Hùng Lân ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP + Pipe Size(0.75”): Kích thước đường ống; + Bore Diameter: Đường kính lỗ khoét, chọn theo đường kính lớp bảo vệ Chọn loại 260 (260 BORE); + Well Type: Kiểu hộp, ta chọn loại chịu tải nặng W; + Insertion length Designator: Chiều dài danh định lắp vào; + Insertion length: Chiều dài lắp vào thay đổi tùy theo yêu cầu; + Material of Construction: Cấu trúc, vật liệu Chọn loại S316 + Additional Information: Thông tin thêm 4.2.3 Lựa chọn transmitter cho hệ thống Trong hệ thống sử dụng chuyển đổi chuẩn hóa nhiệt độ mẫu YTA70 hãng Ykogawa Đầu vào YTA70 cặp nhiệt, nhiệt điện trở, tín hiệu điện chiều nhỏ chuyển chúng sang tín hiệu điện chiều từ đến 20 mA truyền Bảng 4.1 : Thông số Transmitter GVHD: PGS TS Lê Hùng Lân ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Từ bảng ta chọn transmitter tương ứng với cặp nhiệt loại K, với thông số: Sai số chiều có giá trị toàn dải đo, tín hiệu đầu dòng mA, nhiệt độ môi trường nguồn cấp V H4.8 :Transmitter 4.3 Hệ thống công tắc, nút ấn 4.3.1 Công t c  Trị số điên áp định mức công tắc thường có giá trị: 500V  Trị số dòng điên định mức công tắc thường có giá trị: 6A * Vai trò công tắc: Công tắc khí cụ đóng – cắt trực tiếp mạch chiếu sáng hay mạch động lực công suất nhỏ, có loại dùng mạch điều khiển GVHD: PGS TS Lê Hùng Lân ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP H4.9 : Kí hiệu công tắc * Cấu tạo công tắc: Hình dáng, cấu tạo công tắc đa dạng song nguyên lý có tiếp điểm tĩnh động mà vị trí công tắc tiếp điểm động tiếp xúc với tiếp điểm tĩnh, vị trí khác tiếp điểm động rời khỏi tiếp điểm tĩnh Do vậy, dòng điện nối thông hay bị cắt tùy theo vị trí công tắc Số tiếp điểm loại công tắc nhiều khác tùy theo mục đích sử dụng Việc đóng, cắt tiếp điểm theo nguyên tắc khí khác nhau: có loại lẫy, loại xoay … Để dập tắt hồ quang nhanh chóng thao tác, công tắc có kết cấu lò xo xoắn lò xo nhằm hỗ trợ giảm thời gian đóng cắt tiếp điểm Công tắc hành trình lắp đặt tạo vị trí hành trình hệ thống TĐĐ (truyền động điện) để đóng cắt mạch điều khiển Nó dùng để điều khiển TĐĐ theo vị trí để bảo vệ, đảm bảo an toàn cho chuyển động cuối hành trình Công tắc hành trình kiểu gạt có càn gạt với bánh xe đầu cần Khi bị gạt, cần gạt lật sang bên trái sang bên phải từ đóng cắt tiếp điểm bên công tắc Công tắc hành trình kiểu tỳ chuyển đổi trạng thái tiếp điểm núm công tắc bị tỳ vào GVHD: PGS TS Lê Hùng Lân ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 4.3.2 Nút ấn H4.10: Các loại nút ấn * Nhiệm vụ nút ấn: Nút nhấn gọi nút điều khiển loại khí cụ điện dùng để đóng ngắt từ xa thiết bị điện từ khác nhau; dụng cụ báo hiệu để chuyển đổi mạch điện điều khiển, tín hiệu liên động bảo vệ … Ở mạch điện chiều điện áp đến 440V mạch điện xoay chiều điện áp 500V, tần số 50HZ; 60HZ, nút nhấn thông dụng để khởi động, đảo chiều quay động điện cách đóng ngắt cuôn dây contactor nối cho động * Cấu tạo: GVHD: PGS TS Lê Hùng Lân ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nút nhấn gồm hệ thống lò xo, hệ thống tiếp điểm thường hở – thường đóng vỏ bảo vệ Khi tác động vào nút nhấn, tiếp điểm chuyển trạng thái; không tác động, tiếp điểm trở trạng thái ban đầu H4.11: Kí hiệu nút ấn sơ đồ * Các thông số kỹ thuật nút nhấn: - Uđm: điện áp định mức nút nhấn - Iđm: dòng điện định mức nút nhấn * Đặc điểm: Nút nhấn thường đặt bảng điều khiển, tủ điện, hộp nút nhấn Nút nhấn thường nghiên cứu, chế tạo làm việc môi trường không ẩm ướt, hóa chất bụi bẩn Nút nhấn bền tới 1.000.000 lần đóng không tải 200.000 lần đóng ngắt có tải Khi thao tác nhấn nút cần phải dứt khoát để mở đóng mạch điện GVHD: PGS TS Lê Hùng Lân ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP * Phân loại: Nút nhấn phân loại theo yếu tố sau: Phân loại theo chức trạng thái hoạt động nút nhấn, có loại:  Nút nhấn đơn: Mỗi nút nhấn có trạng thái (ON OFF)  Trong thực tế, để dễ dàng sử dụng vào tháo ráp lấp lẫn trình sửa chữa, thường người ta dùng nút nhấn kép, ta dùng dạng nút nhấn ON hay OFF Phân loại theo hình dạng bên ngoài, người ta chia nút nhấn thành loại:  Loại hở  Loại bảo vệ  Loại bảo vệ chống nước chống bụi Nút ấn kiểu bảo vệ chống nước đặt hộp kín khít để tránh nước lọt vào Nút ấn kiểu bảo vệ chống bụi nước đặt vỏ cacbon đút kín khít để chống âm bụi lọt vào  Loại bảo vệ khỏi nổ Nút ấn kiểu chống nổ dùng hầm lò, mỏ than nơi có khí nổ lẫn không khí Cấu tạo đặc biệt kín khít không loạt tia lửa đặc biệt vững để không bị phá vỡ nổ Theo yêu cầu điều khiển người ta chia loại: nút, hai nút, ba nút Theo kết cấu bên trong:  Nút ấn loại có đèn báo  Nút ấn loại đèn báo 4.4 Sơ đồ mạch điều khiển (Phụ lục ) GVHD: PGS TS Lê Hùng Lân ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƢƠNG 5: THIẾT KẾ THUẬT TOÁN VÀ CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN CHO HỆ THỐNG 5.1 Thiết kế thuật toán điều khiển 5.1.1 Phương pháp xây dựng thuật toán điều khiển độ mở van Sơ đồ nguyên lý điều khiển Nhà máy Nhiệt điện Uông Bí mở rộng khác với nguyên lý truyền thống điều khiển nhiệt độ nhiệt mà nhà máy nhiệt điện khác áp dụng Phương pháp thông thường nhà máy hay áp dụng sơ đồ điều khiển hai vòng l z R BGÔ BQN R y - D D H 5.1: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển nhiệt độ gồm hai vòng điều khiển Căn vào thực tế điều khiển nhà máy Uông Bí Mở Rộng 1, ta có sơ đồ khối hệ thống điều khiển phun giảm ôn gồm vòng điều khiển sau: z q (t/h) BĐC BQN t(0C) R - y H 5.2: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển nhiệt độ gồm vòng điều khiển Trong đó: BĐC: điều chỉnh; BQN: nhiệt GVHD: PGS TS Lê Hùng Lân ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bộ nhiệt Bộ nhiệt Bộ giảm ôn Hơi nhiệt Cặp nhiệt ( T0C ) Tranmiter Van điều chỉnh Bộ điều chỉnh Nước làm mát H 5.3: Sơ đồ bố trí thiết bị hệ thống Bộ điều khiển nhận tín hiệu đầu vào nhiệt độ nhiệt phía sau nhiệt cần điều chỉnh nhiệt độ tương ứng + Đối với điều khiển giảm ôn cấp I: Tín hiệu đầu vào nhiệt độ nhiệt phía sau nhiệt mành Mục đích điều khiển khống chế nhiệt độ khỏi nhiệt mành khoảng (450÷470)0C Khi nhiệt độ khỏi nhiệt mành đạt mức 4500C, điều khiển bắt đầu cấp tín hiệu để mở van phun giảm ôn, nhiệt độ lên đến 4700C, bắt đầu vượt giới hạn cho phép cấp tín hiệu để điều khiển mở 100% độ mở van + Đối với điều khiển giảm ôn cấp III, tín hiệu đầu vào nhiệt độ nhiệt phía sau nhiệt đối lưu cấp III, trước vào tua bin Mục đích điều khiển trì nhiệt độ trước vào tua bin mức 5430C, với sai số cho phép ±50C Khi nhiệt độ khỏi nhiệt đối lưu cấp III đạt mức 5380C bắt đầu cấp tín hiệu để mở van phun giảm ôn, nhiệt độ đạt mức 5480C, bắt đầu vượt giới hạn cho phép, cấp tín hiệu để điều khiển mở 100% độ mở van Cặp nhiệt sử dụng hệ thống cặp nhiệt loại K có dải đo GVHD: PGS TS Lê Hùng Lân ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (-200÷1260)0C Cặp nhiệt tích hợp với chuyển đổi tín hiệu Tranmister, chuyển đổi tín hiệu từ cặp nhiệt thành tín hiệu (4 ÷ 20)mA đưa đến điều khiển Cặp nhiệt Tranmister tích hợp với thành cảm biến hoàn chỉnh, thường gọi tắt thiết bị cảm biến, hay xác thiết bị đo chuyển đổi đo (Transducer) Tại điều khiển, thông số nhiệt độ thông qua Module Analog SM334 PLC S7-300 xử lý biến đổi, chuyển tín hiệu đầu vào từ cảm biến thành tín hiệu đầu (4÷20)mA tới tác động vào van phun giảm ôn, độ mở van điều khiển vằng cấu chuyển đổi Tín hiệu đầu điều khiển 4÷20 mA tương ứng với độ mở van (0÷100)% Trong trình phun giảm ôn, tín hiệu độ mở van phản hồi tủ điều khiển để giám sát lưu lượng giảm ôn Module Analog SM334 Đầu đo Thiết bị chuyển đổi (4÷20) mA Analog Input (A/D) Các số (4  20)mA Analog Output Tín hiệu tương tự (4  20)mA (D/A) Các số H 5.4: Sơ đồ kết nối với Module Analog SM334 GVHD: PGS TS Lê Hùng Lân ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  Bộ chuyển đổi tương tự - số ( Analog Input ) Bộ chuyển đổi tương tự - số Analog Input (A/D) chuyển đổi dải tín hiệu dòng điện đầu cảm biến (4÷20)mA sang dải giá trị CPU từ (0÷27648) IN K2 Chương trình K1 Y = ax + b OUT HI_LIM LO_LIM H5.5 : Bộ chuyển đổi tương tự - số Các kí hiệu: - IN: Giá trị analog đầu vào từ cảm biến (-200÷1260)0C LO_LIM: Giá trị giới hạn giá trị đầu vào analog (0)mA HI_LIM: Giá trị giới hạn giá trị đầu vào analog (20)mA K1: Giá trị chuyển đổi số LO_LIM (0) K2: Giá trị chuyển đổi số HI_LIM (27648) OUT: Giá trị chuyển đổi số IN (0÷27648) + Bộ điều khiển giảm ôn cấp I: - Khi nhiệt độ 4500C tương ứng với tín hiệu cảm biến 8,904 mA, giá trị chuển đổi số CPU là: 8474,112 GVHD: PGS TS Lê Hùng Lân ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Khi nhiệt độ 4700C tương ứng với tín hiệu cảm biến 9,178 mA, giá trị chuyển đổi số CPU là: 8947,584 + Bộ điều khiển giảm ôn cấp III: - Khi nhiệt độ 5380C tương ứng với tín hiệu cảm biến 10,178 mA, giá trị chuyển đổi số CPU là: 10675,584 - Khi nhiệt độ 5480C tương ứng với tín hiệu cảm biến 10,247 mA, giá trị chuyển đổi số CPU là: 10794,816  Bộ chuyển đổi số - tương tự ( Analog Output ) Bộ chuyển đổi số - tương tự Analog Output (A/D) chuyển đổi dải giá trị số (8474,112÷8947,584) điều khiển giảm ôn số I dải giá trị số (10675,584÷10794,816) điều khiển giảm ôn số III thành tín hiệu dòng điện (4÷20)mA đưa đến cấu chấp hành van phun giảm ôn điều khiển độ mở van tương ứng (0÷100)% 5.1.2 Lưu đồ thuật toán chế độ khởi động lò ( Phụ lục ) 5.1.3 Lưu đồ thuật toán chế độ ngừng lò ( Phụ lục ) 5.1.4 Lưu đồ thuật toán chế độ cố lò ( Phụ lục ) GVHD: PGS TS Lê Hùng Lân ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 5.2 Chƣơng trình điều khiển GVHD: PGS TS Lê Hùng Lân [...]... treo khối gia nhiệt được thực hiện bằng các tai treo, được hàn vào vỏ của bộ trao đổi nhiệt và các ống góp của nó 1.8.4 Các bộ phun giảm ôn trong hệ thống điều khiển nhiệt độ hơi quá nhiệt của lò hơi Nhà máy Nhiệt điện Uông Bí mở rộng 1 Hệ thống điều khiển nhiệt độ hơi quá nhiệt của lò hơi Nhà máy Nhiệt điện Uông Bí mở rộng 1 bao gồm ba bộ phun giảm ôn để điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt: - Bộ phun... nhà máy nhiệt điện thường chia nhiều cấp quá nhiệt khác nhau, phối hợp cách điều chỉnh nhiệt độ khác nhau để đạt được giá trị yêu cầu Căn cứ cấu tạo lò hơi và vị trí bộ quá nhiệt, thông thường người ta có hai phương pháp điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt: Điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt về phía hơi và điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt về phía khói 2.1.1 Điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt về phía hơi. .. 2009, nhà máy nhiệt điện Uông Bí mở rộng 1 được trang bị hệ thống tự động điều khiển hiện đại Hệ thống điều khiển nhiệt độ hơi quá nhiệt cung cấp chế độ vận hành tối ưu cho các bề mặt nhận nhiệt của lò hơi ở GVHD: PGS TS Lê Hùng Lân ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP các chế độ khởi động và làm việc ổn định trong dải phụ tải vận hành của lò hơi Nhà máy trang bị các bộ quá nhiệt sau: a Bộ quá nhiệt bức xạ hạ áp Bộ quá nhiệt. .. với hơi quá nhiệt và lấy nhiệt của hơi để bốc hơi, do đó làm cho nhiệt độ của hơi quá nhiệt giảm xuống Giảm ôn kiểu phun được sử dụng rộng rãi trong các lò hơi lớn hiện đại, nhưng chỉ dùng cho bộ quá nhiệt sơ cấp con bộ quá nhiệt trung gian thì không được sử dụng Vì phun nước vào bộ quá nhiệt trung gian, sẽ làm tăng lưu lượng hơi quá nhiệt ra khỏi bộ quá nhiệt trung gian và do đó, làm tăng lưu lượng hơi. .. cần phải gia nhiệt cho nước đến nhiệt độ và áp suất bão hòa Nguồn hơi cấp đến bình khử khí để gia nhiệt cho nước được lấy từ hệ thống hơi tự dùng và hơi trích từ cửa trích tua bin trung áp Thông số áp suất hơi tự dùng là 0,49 ÷ 0,68 Mpa, áp suất hơi trích cửa trích hơi là 0,68 Mpa Hơi tự dùng được sử dụng để gia nhiệt cho nước trong bình khử khí khi mới khởi động hoặc khi tải thấp Khi nguồn hơi trích... lại của các vật liệu kim loại khi nhiệt độ thay đổi - Đảm bảo chất lượng hơi trước khi đưa vào tua bin 1.8 Mô tả các bộ quá nhiệt của Nhà máy Nhiệt điện Uông Bí mở rộng 1 1.8.1 Giới thiệu về bộ quá nhiệt Để đạt tới trạng thái nhiệt độ quy định hơi phải đi qua bộ quá nhiệt là một hệ thống trao đổi nhiệt gồm nhiều ống gấp khúc được bố trí ở phần đuôi lò hơi để hấp thụ nhiệt GVHD: PGS TS Lê Hùng Lân ĐỒ... khả năng hấp thụ nhiệt độ của các ống sẽ khác nhau dẫn đến sự chênh lệch nhiệt độ giữa các ống xoắn của bộ quá nhiệt, để khắc phục hiện tượng này khi bố trí bộ quá nhiệt người ta áp dụng một số biện pháp nhằm làm giảm tối thiểu độ chênh nhiệt độ giữa các ống xoắn H 1.12: Sơ đồ bố trí dòng hơi đi chéo 1.8.3 Các bộ quá nhiệt của Nhà máy Nhiệt điện Uông Bí mở rộng 1 Là một nhà máy nhiệt điện mới được xây... khiển van nước giảm ôn của bộ giảm ôn quá nhiệt trung gian b Mục đích và ý nghĩa Nhiệt độ hơi quá nhiệt là một trong những chỉ tiêu quan trọng của lò hơi Nhiệt độ hơi quá nhiệt luôn được điều chỉnh ở một giá trị không đổi khi tải lò thay đổi Mục đích của việc điều khiển để giữ nhiệt độ hơi quá nhiệt không đổi ở mọi tải lò để: - Cải thiện hiệu quả của việc chuyển đổi nhiệt năng thành cơ năng - Tránh sự giãn... Hùng Lân ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.7.11 Hệ thống điều khiển nhiệt độ hơi tái nhiệt a Mô tả công nghệ Hơi thoát sau khi ra khỏi tua bin cao áp có nhiệt độ thấp (khoảng 374 0C), để đảm bảo chất lượng hơi vào tua bin trung áp, hơi thoát được đưa qua bộ quá nhiệt trung gian để gia nhiệt cho hơi lên đến nhiệt độ đặt trước (541 0C) Để điều chỉnh nhiệt độ hơi tái nhiệt, người ta kết hợp hai phương pháp điều khiển... quá nhiệt trần được lắp đặt ở độ cao 63,200 m bên trên buồng đốt và đường chuyển tiếp khói Bộ quá nhiệt hơi bao gồm các dàn ống màng và 2 ống góp đầu vào và đầu ra Dn 210 x 26 mm Các ống hấp thu nhiệt của bộ quá nhiệt mành và các bộ quá nhiệt đối lưu đi xuyên qua các ống của bộ quá nhiệt trần và khu vực này được bố trí chèn đặc biệt g Bộ trao đổi nhiệt hơi – hơi Ba khối của bộ trao đổi nhiệt hơi- hơi ... điểm bề mặt truyền nhiệt: có loại ống lò, có loại ống lửa, có loại đứng, có loại nằm 1.3 Nguyên lý làm việc lò nhà máy nhiệt điện Trong lò nhà máy nhiệt điện , sản xuất nhiệt Hơi nhiệt nhận nhờ trình... 1.8.3 Các nhiệt Nhà máy Nhiệt điện Uông Bí mở rộng Là nhà máy nhiệt điện xây dựng đưa vào vận hành thương mại cuối năm 2009, nhà máy nhiệt điện Uông Bí mở rộng trang bị hệ thống tự động điều... vào vỏ trao đổi nhiệt ống góp 1.8.4 Các phun giảm ôn hệ thống điều khiển nhiệt độ nhiệt lò Nhà máy Nhiệt điện Uông Bí mở rộng Hệ thống điều khiển nhiệt độ nhiệt lò Nhà máy Nhiệt điện Uông Bí mở