THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT QUY TRÌNH HƠI QUÁ NHIỆT TRONG LÒ HƠI CỦA NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN UÔNG BÍ MỞ RỘNG

: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT QUY TRÌNH HƠI QUÁ NHIỆT TRONG LÒ HƠI CỦA NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN UÔNG BÍ MỞ RỘNG CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LÒ HƠI TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 1.1. Tổng quan về nhà máy nhiệt điện Uông Bí 1.1.1. Giới thiệu chung Nhà máy nhiệt điện Uông Bí đã được thủ tướng Phạm Văn Đồng đặt nền móng đầu tiên khi khởi công xây dựng vào ngày 1951961 nhằm đưa cách mạng vào hiện thực cuộc sống. Đây là nhà máy phát điện lớn nhất được xây dựng trong kế hoạch 5 năm lần đầu tiên trong công cuộc xây dựng chủ nghĩa xã hội ở miền Bắc. Nhà máy nhiệt điện Uông Bí là một doanh nghiệp nhà nước, trực thuộc tập đoàn Điện Lực Việt Nam. Nhà máy nằm giữa trung tâm thị xã Uông Bí, Quảng Ninh nằm ngay cạnh con sông Uông chảy êm đềm. Trong tình hình đất nước vừa có hòa bình vừa có chiến tranh, song Đảng và Chính Phủ đã quan tâm đặc biệt đến tình hình phát triển công nghiệp của nhà nước. Với sự giúp đỡ về công nghệ, thiết bị, kỹ thuật của nhà nước và nhân dân Liên Xô nhà máy nhiệt điện Uông Bí do phân viện LêninGrat thiết kế với tổng công suất 153MW gồm 8 lò hơi, 4 lò trung áp và 4 lò cao áp, 6 tổ tuabin – máy phát được lắp đặt theo 4 giai đoạn: Giai đoạn 1: Lắp đặt hoàn chỉnh và đưa vào vận hành 2 lò trung áp (bk3 – 15 – 39 – Φb), 2 tua bin (K12 – 35T), 2 máy phát (T2 – 12 – 2TB) 12MW được khánh thành hòa vào lưới điện quốc gia phục vụ nền kinh tế quóc dân ngày 1811964. Giai đoạn 2: Nhà máy vừa sản xuất vừa tiếp tục mở rộng đến ngày 291965 đã khánh thành lò số 3 và số 4 nâng tổng công suất của nhà máy lên 48MW. Giai đoạn 3: Trước sự đòi hỏi về điện Quốc gia ngày càng tăng cao mà các nhà máy điện lúc bấy giờ không thể đáp ứng nổi. Năm 1974 Đảng và Chính Phủ đã quyết định mở rộng nhà máy nhiệt điện Uông Bí nhằm giải quyết nhu cầu trước mắt và những đòi hỏi cấp bách về điện. Đến ngày 32 1975 đã cắt băng khánh thành lò hơi cao áp (πK203 năng suất 110 tấnh) số 5 và số 6, tua bin số 5 (K50903 công suất 50MW. Năm 1998 nâng lên 55MW) và máy phát số 5 (TBΦ602T55MW) nâng tổng số công suất của nhà máy lên 98MW. Giai đoạn 4: Tiếp tục mở rộng nhà máy đến ngày 15121977 đã khánh thành giai đoạn 4 đưa vào vận hành 2 lò cao áp 7 và 8 (πK203 năng suát 110 tấnh). Tua bin số 6 (K50903), máy phát số 6 (TBΦ602T55MW). Nhà máy nhiệt điện Uông Bí giữ vai trò quan trọng trong lưới điện Quốc Gia và đặc biệt là trong hệ thống điện miền Đông Bắc Việt Nam, với vị trí đó đến năm 1997 Chính Phủ đã quyết định mở rộng nhà máy nhiệt điện Uông Bí nâng tổng công suất lên 490MW, với công nghệ cao nhằm hạn chế tối đa ô nhiễm môi trường. Cho đến nay nhà máy mới đã xây dựng và không ngừng mở rộng, cải tiến công nghệ để trở thành một trong những nhà máy nhiệt điện lớn nhất cả nước. 1.1.2. Hệ thống tổ chức trong nhà máy nhiệt điện Uông Bí 1. 2. Hình 1.1 Sơ đồ tổ chức và hoạt động của công ty MTV nhiệt điện Uông Bí 1.2. Quy trình sản xuất điện năng của nhà máy nhiệt điện Uông Bí Cũng như các nhà máy nhiệt điện hiện nay ở nước ta, nhà máy nhiệt điện Uông Bí cũng sử dụng nhiên liệu chính là than và khí thiên nhiên. Nguyên lý sản suất điện của nhà máy điện là chuyển hóa nhiệt năng từ đốt cháy các loại nhiên liệu trong lò hơi thành cơ năng quay Turbine, chuyển cơ năng thành năng lượng điện trong máy phát điện. Nhiệt năng được dẫn đến Turbine qua một môi trường dẫn nhiệt là hơi nước. Hơi nước chỉ là môi trường truyền tải nhiệt năng đi, nhưng hơi vẫn phải đảm bảo chất lượng( như phải đủ áp suất…) trước khi đi vào Turbine để sinh công. Nhiệt năng cung cấp càng nhiều thì năng lượng điện phát ra càng lớn và ngược lại. Điện áp phát ra từ đầu cực máy phát điện sẽ được đưa qua hệ thống trạm biến áp nâng lên cấp điên áp thích hợp trước khi hòa vào lưới điện quốc gia. Quá trình chuyển hóa năng lượng của nhà máy nhiệt điện. Hình 1.2: Quá trình chuyển hóa năng lượng Trong nhà máy nhiệt điện Uông Bí, quá trình sản xuất điện năng được thực hiện như sau: Hình 1.3: Sơ đồ khối quá trình sản xuất điện năng của nhà máy (1) Kho nhiên liệu dùng để dự trữ và pha trộn than trước khi cấp lên lò. (2) Hệ thống cung cấp nhiên liệu cho lò. Thiết kế hệ thống băng tải cung cấp cho lò, hai hệ thống này làm việc độc lâp kể cả phần cung cấp điện để đảm bảo luôn luôn cung cấp đủ than cho lò trong trường hợp sự cố băng tải hoặc sự cố mất điện. (3) Hệ thống nghiền than :được thiết kế kiểu lò hơi đốt than trực tiếp ( không có than bột trung gian). Mỗi lò bao gồm 4 máy nghiền than bằng bi, than cấp vào máy nghiền qua máy cấp than nguyên và nó được sấp nóng bởi gió cấp 1và sau đó dược thổi thẳng vào lò. (4) Lò hơi của dây truyền là lò hơi kiểu tuần hoàn tự nhiên, có kết cấu xung quanh là các giàn ống sinh hơi, trong lò than được đốt cháy sinh nhiệt trao đổi với nước ngưng trong các giàn ống sinh hơi để tạo ra hơi bão hòa tích tụ trong bao hơi, sau đó hơi này được đua qua các phân ly dạng xyclon và được đưa qua các giàn quá nhiệt để tạo ra hơi quá nhiệt khô có nhiệt độ và áp suất yêu cầu của Turbine. (5) Turbine được thiết kế gồm 3 cấp áp lực. Hơi từ lò được đưa vào Turbine cao áp, sau khi giãn nở sinh công ở cao áp nó lại được đưa qua giàn quá nhiệt trung gian để nâng nhiệt độ đẳng áp, sau đó được đưa vào Turbine trung áp và sang Turbine hạ áp về bình ngưng. Công sinh ra trên trục Turbine quay máy phát điện, máy phát điện sẽ biến năng lượng cơ đó thành năng lượng điện phát lên lưới. (6) Bình ngưng : có nhiệm vụ ngưng hơi thoát từ Turbine hạ áp thành nước ngưng (7) Bơm tuần hoàn: dùng để cung cấp nước làm mát từ sông cho bình ngưng, nước làm mát đầu ra bình ngưng một phần cung cấp cho hệ thống xử lý nước, còn lại đổ ra kênh thải ra sông. (8) Bơm ngưng: Bơm ngưng dùng để cung cấp nước ngưng cho khử khí. (9) Hệ thống gia nhiệt hạ áp: dùng để nâng nhiệt độ nước ngưng trước khi vào khử khí.

[Type the document title] ĐÊ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT QUY TRÌNH HƠI QUÁ NHIỆT TRONG LÒ HƠI CỦA NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN UÔNG BÍ MỞ RỘNG CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LÒ HƠI TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 1.1 Tổng quan nhà máy nhiệt điện Uông Bí 1.1.1 Giới thiệu chung Nhà máy nhiệt điện Uông Bí đã được thủ tướng Phạm Văn Đồng đặt nền móng đầu tiên khởi công xây dựng vào ngày 19/5/1961 nhằm đưa cách mạng vào hiện thực cuộc sống Đây là nhà máy phát điện lớn nhất được xây dựng kế hoạch năm lần đầu tiên công cuộc xây dựng chủ nghĩa xã hội ở miền Bắc Nhà máy nhiệt điện Uông Bí là một doanh nghiệp nhà nước, trực thuộc tập đoàn Điện Lực Việt Nam Nhà máy nằm giữa trung tâm thị xã Uông Bí, Quảng Ninh nằm cạnh sông Uông chảy êm đềm Trong tình hình đất nước vừa có hòa bình vừa có chiến tranh, song Đảng và Chính Phủ đã quan tâm đặc biệt đến tình hình phát triển công nghiệp của nhà nước Với sự giúp đỡ về công nghệ, thiết bị, kỹ thuật của nhà nước và nhân dân Liên Xô nhà máy nhiệt điện Uông Bí phân viện Lê-nin-Grat thiết kế với tổng công suất 153MW gồm lò hơi, lò trung áp và lò cao áp, tổ tuabin – máy phát được lắp đặt theo giai đoạn: [Type text] Page [Type the document title] Giai đoạn 1: Lắp đặt hoàn chỉnh và đưa vào vận hành lò trung áp (bk3 – 15 – 39 – Φb), tua bin (K12 – 35T), máy phát (T – 12 – 2TB) 12MW được khánh thành hòa vào lưới điện quốc gia phục vụ nền kinh tế quóc dân ngày 18/1/1964 Giai đoạn 2: Nhà máy vừa sản xuất vừa tiếp tục mở rộng đến ngày 2/9/1965 đã khánh thành lò số và số nâng tổng công suất của nhà máy lên 48MW Giai đoạn 3: Trước sự đòi hỏi về điện Quốc gia ngày càng tăng cao mà các nhà máy điện lúc bấy giờ không thể đáp ứng nổi Năm 1974 Đảng và Chính Phủ đã quyết định mở rộng nhà máy nhiệt điện Uông Bí nhằm giải quyết nhu cầu trước mắt và những đòi hỏi cấp bách về điện Đến ngày 3/2 /1975 đã cắt băng khánh thành lò cao áp (πK20-3 suất 110 tấn/h) số và số 6, tua bin số (K50-90-3 công suất 50MW Năm 1998 nâng lên 55MW) và máy phát số (TBΦ60-2T-55MW) nâng tổng số công suất của nhà máy lên 98MW Giai đoạn 4: Tiếp tục mở rộng nhà máy đến ngày 15/12/1977 đã khánh thành giai đoạn đưa vào vận hành lò cao áp và (πK20-3 suát 110 tấn/h) Tua bin số (K50-90-3), máy phát số (TBΦ60-2T-55MW) Nhà máy nhiệt điện Uông Bí giữ vai trò quan trọng lưới điện Quốc Gia và đặc biệt là hệ thống điện miền Đông Bắc Việt Nam, với vị trí đó đến năm 1997 Chính Phủ đã quyết định mở rộng nhà máy nhiệt điện Uông Bí nâng tổng công suất lên 490MW, với công nghệ cao nhằm hạn chế tối đa ô nhiễm môi trường Cho đến nhà máy mới đã xây dựng và không ngừng mở rộng, cải tiến công nghệ để trở thành một những nhà máy nhiệt điện lớn nhất nước 1.1.2 Hệ thống tổ chức nhà máy nhiệt điện Uông Bí [Type text] Page [Type the document title] CHỦ TỊCH KIÊM GIÁM ĐỐC KIỂM SOÁT VIÊN PHÓ GIÁM ĐỐC KỸ THUẬT SỬA CHỮA PHÓ GIÁM ĐỐC KỸ THUẬT ĐH SẢN XUẤT Phân xưởng Nhiên liệu Phân xưởng Cơ nhiệt Văn phòng Phòng Tổ chức - LĐ Phân xưởng Lò - Máy Phòng Kế hoạch Phân xưởng Điện- Kiểm nhiệt Phòng Kỹ Thuật Phân xưởng Hóa Phòng Tài Kế toán PHÓ GIÁM ĐỐC QLDA VÀ CBSX UBMR2 Phòng Tổng hợp CBSX Phòng Kinh tế- Kế hoạch Phòng Kỹ thuật-GS QLDA Hình 1.1 Sơ đồ tổ chức hoạt động côngPhòng ty MTV nhiệt điện Uông Bí Phân xưởng Vật tư Vận hành 1của nhà máy nhiệt điện Uông Bí 1.2 Quy trình sản xuất điện Cũng các nhà máy nhiệt điện hiện ở nước ta, nhà máy nhiệt điện Phân xưởng Phân xưởng Uông Bí sử dụng nhiênPhân liệu xưởng chính là than và Phòng khí thiên Bảonhiên vệ Sản xuất Vận từ hành Nguyên lý sản suất điện của nhà máy điện là chuyển hóa nhiệt đốt2 Tự động- ĐK VL&DV cháy các loại nhiên liệu lò thành quay Turbine, chuyển thành lượng điện máy phát điện Nhiệt được dẫn đến Turbine qua một môi trường dẫn nhiệt là nước Hơi nước chỉ là môi trường truyền tải nhiệt đi, phải đảm bảo chất lượng( phải đủ áp suất…) trước [Type text] Page [Type the document title] vào Turbine để sinh công Nhiệt cung cấp càng nhiều thì lượng điện phát càng lớn và ngược lại Điện áp phát từ đầu cực máy phát điện được đưa qua hệ thống trạm biến áp nâng lên cấp điên áp thích hợp trước hòa vào lưới điện quốc gia Quá trình chuyển hóa lượng của nhà máy nhiệt điện Hình 1.2: Quá trình chuyển hóa lượng Trong nhà máy nhiệt điện Uông Bí, quá trình sản xuất điện được thực hiện sau: [Type text] Page [Type the document title] Hình 1.3: Sơ đồ khối trình sản xuất điện nhà máy Kho nhiên liệu dùng để dự trữ và pha trộn than trước cấp lên lò (1) Hệ thống cung cấp nhiên liệu cho lò Thiết kế hệ thống băng tải cung cấp (2) cho lò, hai hệ thống này làm việc độc lâp kể phần cung cấp điện để đảm bảo luôn cung cấp đủ than cho lò trường hợp sự cố băng tải hoặc sự cố mất điện Hệ thống nghiền than :được thiết kế kiểu lò đốt than trực tiếp (3) ( không có than bột trung gian) Mỗi lò bao gồm máy nghiền than bằng bi, than cấp vào máy nghiền qua máy cấp than nguyên và nó được sấp nóng bởi gió cấp 1và sau đó dược thổi thẳng vào lò [Type text] Page [Type the document title] Lò của dây truyền là lò kiểu tuần hoàn tự nhiên, có kết cấu xung (4) quanh là các giàn ống sinh hơi, lò than được đốt cháy sinh nhiệt trao đổi với nước ngưng các giàn ống sinh để tạo bão hòa tích tụ bao hơi, sau đó này được đua qua các phân ly dạng xyclon và được đưa qua các giàn quá nhiệt để tạo quá nhiệt khô có nhiệt độ và áp suất yêu cầu của Turbine Turbine được thiết kế gồm cấp áp lực Hơi từ lò được đưa vào Turbine (5) cao áp, sau giãn nở sinh công ở cao áp nó lại được đưa qua giàn quá nhiệt trung gian để nâng nhiệt độ đẳng áp, sau đó được đưa vào Turbine trung áp và sang Turbine hạ áp về bình ngưng Công sinh trục Turbine quay máy phát điện, máy phát điện biến lượng đó thành lượng điện phát lên lưới Bình ngưng : có nhiệm vụ ngưng thoát từ Turbine hạ áp thành nước (6) ngưng Bơm tuần hoàn: dùng để cung cấp nước làm mát từ sông cho bình ngưng, (7) nước làm mát đầu bình ngưng một phần cung cấp cho hệ thống xử lý nước, còn lại đổ kênh thải sông Bơm ngưng: Bơm ngưng dùng để cung cấp nước ngưng cho khử khí (8) Hệ thống gia nhiệt hạ áp: dùng để nâng nhiệt độ nước ngưng trước (9) vào khử khí Bình khử khí: nhận trích từ Turbine trung áp để gia nhiệt nước (10) ngưng tới trạng thái gần bão hòa để tách khí không ngưng (11) Bơm cấp: dùng để cung cấp nước cho bao (12) Hệ thống gia nhiệt cao: dùng để nâng nhiệt độ nước cấp (13) Bộ hâm: bộ hâm có tác dụng nhận nhiệt khói thoát sau các giàn quá nhiệt để nâng nhiệt độ nước cấp gần bằng nước nhiệt độ bao Bộ sấy không khí kiểu quay: bộ sấy không khí kiểu quay dùng để sáy (14) không khí từ các quạt gió trước vào lò [Type text] Page [Type the document title] Quạt gió cấp 1: dùng để cung cấp gió sấy than và vận chuyển than vào (15) lò Quạt gió chính: để cung cấp gió cho quạt gió cấp và cung cấp oxi cho (16) lò Quạt khói: dùng để hút khói thoát của lò và để trì chân không buồng (17) lửa Nguyên lý hoạt động Từ kho nhiên liệu (than, dầu, đá vôi), qua hệ thống cung cấp nhiên liệu được đưa và lò Nhiên liệu than từ kho nhiên liệu (1) qua hệ thống cung cấp nhiên liệu (2), sau đó được đưa vào hệ thống nghiền than (3) Tại than được sấy bởi gió nóng cấp từ quạt gió cấp 1(15), qua bộ sấy không khí(14) và thổi trực tiếp vào lò (4) Nước được xử lý hóa học, qua bộ hâm 13 đưa vào bao của lò Trong lò xảy phản ứng cháy tạo nhiệt Khói thoát có nhiệt độ cao được qua các dàn quá nhiệt, qua bộ hâm và bộ sấy không khí để tận dụng nhiệt sau đó thoát ngoài ống khói nhờ quạt khói (17) Nước bao được cấp xuống các giàn ống sinh xung quanh lò, trao đổi nhận nhiệt của lò biến thành có thông số cao và được dẫn đến Turbine (5) Tại giãn nở sinh công quay Turbine_ máy phát Máy phát điện biến công suất nhận trục Turbine thành công suất điện phát lên lưới Hơi sau sinh công có thông số thấp thoát về bình ngưng (6) Trong bình ngưng nước động thành nước nhờ hệ thống nước làm mát tuần hoàn lấy từ sông Trong bình ngưng (6), nước ngưng được qua các bình gia nhiệt hạ (9) sau đó được đưa đến bình khử khí (10) nhờ bơm ngưng (8) Nước sau được khử khí [Type text] Page [Type the document title] được bơm cấp (11) bơm qua các bình gia nhiệt cao(12), qua bộ hâm sau đó đưa vào bao Người ta dùng trích từ Turbine để cung cấp cho các bình gia nhiệt cao, gia nhiệt hạ và bình khử khí 1.3 Phân loại lò Việc phân loại lò thường được thực hiện cứ theo một đặc tính nào đó của lò Nếu dựa vào thông số hơi: • Lò thông số thấp, thường được quy ước với áp suất p < 15 bar, nhiệt độ • t< 350oC, thường dùng bão hòa Lò thông số trung bình, thường được quy ước với áp suất từ 15 bar đến • • 60 bar, nhiệt độ từ 350-450oC Lò thông số cao, áp suất 60 bar, nhiệt độ từ 450-540oC Lò thông số siêu cao, áp suất 140 bar (trong loại này, có thể chia thành lò thông số tới hạn và dưới thông số tới hạn) Nếu dựa vào chế độ chuyển động nước lò hơi( nước môi chất dẫn nhiệt): • Lò đối lưu tự nhiên, môi chất chỉ chuyển động đối lưu tự nhiên sự chênh lệch về mật độ nội bộ môi chất mà không tạo được vòng tuần • hoàn tự nhiên, thường gặp ở các lò có công suất nhỏ Lò tuần hoàn tự nhiên, thường gặp nhất là phạm vi công suất trung bình và lớn, vận hành, môi chất tạo được vòng tuần hoàn tự nhiên nhờ sự chênh lệch về mật độ nội bộ môi chất, nhiên chỉ có lò thông số dưới tới hạn mới có thể có vòng tuần hoàn tự nhiên [Type text] Page [Type the document title] • Lò tuần hoàn cưỡng bức, dưới tác dụng của bơm, môi chất chuyển động theo quỹ đạo khép kín, thường gặp lò thông số cao, còn với lò • siêu tới hạn chỉ có thể có vòng tuần hoàn cưỡng bức Lò đối lưu cưỡng bức, là loại lò trực lưu hoặc đơn lưu, loại lò này, dưới tác dụng của bơm, môi chất chỉ theo một chiều, nhận nhiệt, biến dần thành đưa sử dụng mà không có tuần hoàn lại, nhiên có thể xếp loại lò này thành loại tuần hoàn cưỡng bức Nếu dựa theo cách đốt nhiên liệu: • Lò đốt theo lớp, nhiên liệu rắn(than, củi, bã mía…) được xếp thành lớp ghi để đốt, đó có loại cố định, có laoị ghi chuyển động thường được gọi là ghi xích, có loại ghi xích thuận chiều, có loại ghi xích ngược • chiều Lò đốt phun, nhiên liệu khí, nhiên liệu lỏng phun thành bụi, nhiên liệu rắn nghiền thành bột được phun vào buồng lửa, hỗn hợp với không khí và • tiến hành các giai đoạn của quá trình cháy không gian buồng lửa Lò đốt đặc biệt, thường gặp loại buồng lửa xoáy và buồng lửa tầng sôi Buồng lửa xoáy có thể đốt than cám nguyên khai và nghiền sơ bộ Nhiên liệu và không khí được đưa vào buồng lửa hình trụ theo chiều tiếp tuyến với tốc độ cao Dưới tác dụng của lực ly tâm, xỉ lỏng và các hạt nhiên liệu có kích thước lớn bám sát thành lớp vào tường lò, rồi đến các hạt có kích thước nhỏ hơn, những lớp này cháy hoàn toàn theo lớp, còn các hạt than nhỏ với chất bốc chuyển động ở vùng trung tâm và cháy không gian Buồng lửa tầng sôi(tầng lỏng) , nhiên liệu rắn nguyên khai hoặc nghiền sơ bộ sau được đưa vào, dưới tác dụng của gió có tốc độ đủ lớn, dao động lên xuống một khoảng không gian nhất định của buồng lửa và tiến hành các giai đoạn của quá trình cháy [Type text] Page [Type the document title] Ngoài ra, người ta có thê phân loại lò theo đặc điểm sau: - Dựa theo trạng thái xỉ ra, chia thành loại thải xỉ khô và thải xỉ lỏng Dựa theo áp suất của không khí và sản phẩm cháy buồng lửa, có loại buồng lửa áp suất âm, buồng lửa áp suất dương, lò áp suất dương, 1.4 có loại đốt cao áp, có loại đốt dưới áp suất bình thường Dựa theo cách lắp đặt, có loại di động, loại tĩnh và loại nửa 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 nằm, có loại đứng Nguyên lý làm việc lò nhà máy nhiệt điện Bản chất làm việc lò chính là quá trình hóa Trong quá trình biến đổi từ nước sang hơi, nhiệt có tác dụng đưa nhiệt độ của nước lên đến ngưỡng hóa là 100oC tương ứng với áp suất khí quyển Tuy nhiên, áp suất tăng thì giá trị nhiệt độ tại ngưỡng hóa của nước bị tăng cao tương ứng Và nước hóa hơi, nhiệt lượng cung cấp tiếp tục không làm cho nhiệt độ của nước tăng thêm nữa, vậy ta có được giá trị nhiệt độ bão hòa Trong quá trình chuyển hóa thành hơi, lượng nhiệt đưa thêm vào không làm tăng nhiệt độ bão hòa làm bay tiếp lượng nước còn ở dạng lỏng Nếu không còn lẫn nước thì người ta gọi là khô, còn nếu lẫn nước chưa hóa hết thì gọi là ướt Phần trăm về khối lượng các giọt nước nước được gọi là % độ ẩm Đối với khô, nếu tiếp tục gia nhiệt vừa phải thì nhiệt độ của vượt quá nhiệt độ bão hòa, đó người ta thu được quá nhiệt Trong các lò của nhà máy nhiệt điện thì cần được sản xuất là quá nhiệt Hơi quá nhiệt là nhận được nhờ các quá trình như: đun nóng nước đến sôi, sôi để đến biến thành bão hòa và quá nhiệt bão hòa để thành quá nhiệt có nhiệt độ cao các bộ phận của lò Công suất của lò phụ [Type text] Page 10 [Type the document title] Hình 4.11 Transmitter SITRANS T TH200 Thông số kỹ thuật:  Dùng được với hầu hết các loại cảm biến nhiệt dùng điện trở/ điện    thế Analog output: 4-20mA Power supply: 8- 35VDC (30V for Ex) Lập trình được bằng SIPROM 4.2.2 Thiết bị đo áp suất Thiết bị đo áp suất là các thiết bị đo hoạt động theo nguyên lý là cảm nhận sự thay đổi áp suất và chuyển đổi sự thay đổi này thành sự dịch chuyển học một thang đo đã được hiệu chuẩn Để đo áp suất, một thiết bị đo phải bao gồm một bộ phận cảm nhận(cảm biến) sự thay đổi của lực tác dụng lên nó và một bộ phận khác làm nhiệm vụ chuyển đổi thông tin này(transmitter) thành tín hiệu ngõ có thể sử dụng được dưới dạng tín hiệu cơ, hoặc điện, hoặc khí nén Có các loại cảm biến áp suất: cảm biến kiểu lực căng, cảm biến áp suất kiểu điện dung… Trong đó cảm biến kiểu lực căng là loại cảm biến áp suất được sử dụng phổ biến nhất Ưu điểm của cảm biến áp suất kiểu lực căng so với [Type text] Page 116 [Type the document title] loại cảm biến áp suất khác là: giá thành hạ, kích thước nhỏ, thời gian đáp ứng nhanh Vì vậy, hệ thống này chúng ta sử dụng cảm biến áp suất kiểu lực căng để đo áp suất quá nhiệt các đường ống Cảm biến áp suất kiểu lực căng hoạt động theo nguyên tắc chuyển đổi các sự thay đổi của lực thành tín hiệu điện Vòng điều khiển sử dụng các tín hiệu điện này để điều khiển, quản lý các biến hệ thống Cảm biến áp suất kiểu lực căng bao gồm: • Một màng ngăn bị biến dạng có lực tác dụng và nó tìm theo hướng tác dụng • Một điện trở ngẫu làm theo dạng cuộn dây, lá mỏng hoặc lớp tinh thể dẫn điện mà điện trở của nó đổi tỷ lệ thuận với lực tác dụng lên màng ngăn Ngõ của cảm biến áp suất kiểu lực căng là tín hiệu điện đo được và nó thay đổi theo áp suất tác dụng vào màng ngăn theo quy luật đã biết trước Nguyên lý làm việc Một màng kim loại được lắp đặt cho phía trống của màng ngăn được để tiếp xúc với áp suất quá trình còn phía gắn cảm biến lực căng thì được để tiếp xúc với áp suất khí quyển Khi áp suất quá trình lớn áp suất khí quyển, màng ngăn phình theo hướng tác dụng của áp suất quá trình, làm căng mẫu dây điện trở Dây này được làm dài ra, giảm tiết diện ngang Sự thay đổi nhỏ này về mặt kích thước làm tăng điện trở của cuộn dây một lượng nhỏ đủ để đo đươc Mạch điện được chế tạo sẵn bên các cảm biến áp suất lực căng để phát hiện một sự thay đổi điện trở rất nhỏ có thể xảy màng ngăn bị cong tác dụng của áp suất quá trình Cảm biến áp suất thường có dây, dây dùng để cấp điện cho mạch [Type text] Page 117 [Type the document title] điện, dây còn lại cấp tín hiệu điện áp tỷ lệ thuận với áp suất Điện áp thường được đưa vào bộ chuyển đổi và truyền tín hiệu (transmitter) để biến đổi thành dạng tín hiệu mà các thành phần khác vòng điều khiển nhận được  Lựa chọn thiết bị đo áp suất Cảm biến áp suất hệ thống quá nhiệt được gắn đường ống của bộ quá nhiệt đối lưu cấp để đo áp suất dòng quá nhiệt trước vào Tuabin cao áp Cảm biến áp suất hệ thống phải có khả chịu được nhiệt độ môi trường làm vệc cao, áp suất cao, độ chính xác cao Áp suất mới tại đầu của lò trước vào Tuabin là 18,34 MPa (184 bar) Trong hệ thống này, ta lựa chọn cảm biến áp suất SITRANS P DS III của hãng Siemens Cảm biến áp suất này bao gồm bộ đo áp suất – transducer và bộ chuyển đổi –trasmitter, là dòng sản phẩm có thể sử dụng mọi ứng dụng công nghiệp từ đơn giản đến phức tạp, có thiết bị đo áp suất tuyệt đối và tương đối, thiết bị đo áp suất chênh lệch ( chênh áp ), với dải đo áp suất rộng từ 400 bar Tín hiệu của bộ chuyển đổi – transmitter là chuẩn dòng điện -20mA [Type text] Page 118 [Type the document title] Hình 4.12 Cảm biến áp suất – SITRANS P DS III Thông số kỹ thuật: 4.2.3 Thiết bị đo lưu lượng Thiết bị đo lưu lượng là thiết bị dùng để đo lưu lượng dòng lưu chất qua đường ống với kích thước biết trước Các thiết bị đo lưu lượng có thể được phân loại theo lưu chất hoặc nguyên lý đo Phân loại theo lưu chất :  Chất lỏng  Chất lỏng sền sệt  Chất lỏng mang theo hạt rắn  Chất khí  Chất bùn Phân loại theo nguyên lý đo: [Type text] Page 119 [Type the document title]  Áp suất sai lệch  Tạo độ xoáy  Từ trường  Thế chỗ  Turbine  Cảm biến khối lượng  Nhiệt Trong hệ thống này, ta sử dụng thiết bị đo lưu lượng đường ống phun giảm ôn Ta lựa chọn loại thiết bị đo lưu lượng kiểu Tuabin hoạt động theo nguyên lý là một chất lỏng chạy qua làm tuabin xoay với tốc độ tỷ lệ với lưu lượng chất lỏng Ưu điểm của thiết bị đo lưu lượng kiểu tuabin là loại thiết bị đo được dùng phổ biến để kiểm soát lưu lượng các quy trình công nghiệp, có độ chính xác cao, ổn định  Nguyên lý làm việc: Khi chất lỏng qua khắp cánh rotor làm rotor quay Một đầu cảm biến được gắn thánh của tuabin, máy đo phát hiện được sự hiện diện của từ trường nam châm vĩnh cửu(được gắn rotor hoặc một các cánh của rotor) nó qua ứng với vòng quay của tuabin Cảm biến từ trường gởi một tín hiệu xung ứng với vòng quay của tuabin Số lượng xung một khoảng thời gian cho trước có thể được sử dụng để xác định lưu lượng [Type text] Page 120 [Type the document title] Hình 4.13 Cấu tạo cảm biến lưu lượng kiểu tuabin Đặc điểm cảm biến lưu lượng kiểu tuabin: Các cảm biến lưu lượng kiểu tuabin có thể được sử dụng với các chất lỏng và khí, chúng được thiết kế để hoạt động một giới hạn lưu lượng xác định trước Cho dù dòng chảy quá trình là gì, nó không được lẫn các hạt có thể làm hỏng các cánh tuabin Một góc và dòng chảy thẳng thường gắn liền với các máy đo tuabin Thiết bị nắn thẳng dòng chảy là các phần của đường ống chứa nhiều miếng kin loại mỏng để buộc dòng chảy vào theo dạng thẳng Để chính xác, điều quan trọng là dòng chảy thẳng ở dạng đồng chất và sự hỗn loạn là nhỏ nhất nó tiếp xúc với tuabin  Lựa chọn cảm biến lưu lượng: Trong hệ thống này, các cảm biến lưu lượng được lắp đường ống các bộ giảm ôn của hệ thống phun giảm ôn để kiểm soát lưu lượng nước cho các vòi phun giảm ôn.Yêu cầu lựa chọn cảm biến cần làm việc tốt môi trường nhiệt độ cao, thời gian đáp ứng nhanh và chính xác, áp suất làm việc lớn, làm việc ổn định và tuổi thọ làm việc cao Thông số của đường ống nước phun giảm ôn: [Type text] Page 121 [Type the document title] Nhiệt độ nước phun giảm ôn ( Đường ống ) Áp suất P(kg/cm2) Lưu Đường lượng G(Tấn/h) kính ống (mm) DN50 125 280 11 50 DN40 125 280 40 Dựa vào thông số của đường ống phun giảm ôn, ta lựa chọn được thiết bị cảm biến lưu lượng SITRANS F MAG 3100 là dòng sản phẩm được Siemens chế tạo chủ yếu cho các ứng dụng đo lưu lượng của các chất lỏng ăn mòn Axit, sút,… hoặc các ứng dụng đo lưu lượng các chất lỏng dẫn điện không ăn mòn yêu cầu nhiệt độ cao 95 và những ứng dụng yêu cầu thiết bị phải đáp ứng yêu cầu chống cháy nổ, tín hiệu của transmitter là 4- 20mA, độ chính xác cao [Type text] Page 122 [Type the document title] Hình 4.14 Cảm biến lưu lượng- SITRANS F MAG 3100 Bảng tóm tắt đặc tính kỹ thuật MAG 3100 Bộ chuyển đổi tín hiệu – transmitter cho cảm biến lưu lượng Bộ chuyển đổi chuyển đổi tín hiệu SITRANS F MAG 6000I là thiết bị được gắn cảm biến lưu lượng MAG 3100 Mag 6000I là bộ chuyển đổi tín hiệu dùng cho các dòng cảm biến lưu lượng Mag 1100, Mag 5100W, Mag 3100… của Siemens, có độ chính xác cao ,có đầy đủ các tính định mẻ, có thể giao tiếp truyền thong chuẩn Hart, Modbus, Profibus [Type text] Page 123 [Type the document title] Hình 4.15 Transmitter lưu lượng- MAG 6000I Thông số kỹ thuật: + Độ chính xác : 0,25% + Có chức định mẻ + Hiển thị lưu lượng tức thời và lưu lượng tổng, có thể hiển thị lưu lượng tổng theo chiều thuận và theo chiều ngược của dòng chảy và lưu lượng tuyệt đối + Tín hiệu ra: một tín hiệu tương tự 4- 20mA , một tín hiệu xung và một tín hiệu Relay + Nguồn cung cấp: có thể chọn DC 11-90V, hoặc AC 115-230V + Có thể lắp trực tiếp thân cảm biến hoặc lắp từ xa 4.4 Hệ thống công tắc, nút ấn, rơ le trung gian 4.4.1 Công tắc  Vai trò công tắc: Công tắc là khí cụ đóng – cắt trực tiếp mạch chiếu sáng hay mạch động lực công suất nhỏ, có loại chỉ dùng mạch điều khiển [Type text] Page 124 [Type the document title] Hình 4.16 Kí hiệu công tắc  Cấu tạo công tắc: Hình dáng, cấu tạo của công tắc rất đa dạng song về nguyên lý đều có các tiếp điểm tĩnh và động mà ở vị trí này của công tắc thì tiếp điểm động tiếp xúc với tiếp điểm tĩnh, còn ở vị trí khác thì tiếp điểm động rời khỏi tiếp điểm tĩnh Do vậy, dòng điện được nối thông hay bị cắt là tùy theo vị trí của công tắc Số các tiếp điểm của các loại công tắc ít nhiều khác tùy theo mục đích sử dụng Việc đóng, cắt các tiếp điểm có thể theo các nguyên tắc khí khác nhau: có loại lẫy, loại xoay … Để dập tắt hồ quang nhanh chóng thao tác, các công tắc đều có kết cấu lò xo xoắn hoặc lò xo lá nhằm hỗ trợ giảm thời gian đóng cắt các tiếp điểm 4.4.2 Nút ấn [Type text] Page 125 [Type the document title] Hình 4.17 Các loại nút ấn * Nhiệm vụ nút ấn: Nút nhấn còn gọi là nút điều khiển là một loại khí cụ điện dùng để đóng ngắt từ xa các thiết bị điện từ khác nhau; các dụng cụ báo hiệu và để chuyển đổi các mạch điện điều khiển, tín hiệu liên động bảo vệ … Ở mạch điện một chiều điện áp đến 440V và mạch điện xoay chiều điện áp 500V, tần số 50HZ; 60HZ, nút nhấn thông dụng để khởi động, đảo chiều quay động điện bằng cách đóng và ngắt các cuôn dây của contactor nối cho động * Cấu tạo: Nút nhấn gồm hệ thống lò xo, hệ thống các tiếp điểm thường hở – thường đóng và vỏ bảo vệ Khi tác động vào nút nhấn, các tiếp điểm chuyển trạng thái; không còn tác động, các tiếp điểm trở về trạng thái ban đầu [Type text] Page 126 [Type the document title] Hình 4.18 Kí hiệu nút ấn sơ đồ * Các thông số kỹ thuật nút nhấn:   Uđm: điện áp định mức của nút nhấn Iđm: dòng điện định mức của nút nhấn * Đặc điểm: Nút nhấn thường được đặt bảng điều khiển, ở tủ điện, hộp nút nhấn Nút nhấn thường được nghiên cứu, chế tạo làm việc môi trường không ẩm ướt, không có hóa chất và bụi bẩn Nút nhấn có thể bền tới 1.000.000 lần đóng không tải và 200.000 lần đóng ngắt có tải Khi thao tác nhấn nút cần phải dứt khoát để mở hoặc đóng mạch điện * Phân loại: Nút nhấn phân loại theo yếu tố sau: • Phân loại theo chức trạng thái hoạt động của nút nhấn, có các loại:  Nút nhấn đơn: Mỗi nút nhấn chỉ có một trạng thái (ON hoặc OFF)  Trong thực tế, để dễ dàng sử dụng vào tháo ráp lấp lẫn quá trình sửa chữa, thường người ta dùng nút nhấn kép, ta có thể dùng nó là • dạng nút nhấn ON hay OFF Phân loại theo hình dạng bên ngoài, người ta chia nút nhấn thành loại: [Type text] Page 127 [Type the document title]    Loại hở Loại bảo vệ Loại bảo vệ chống nước và chống bụi Nút ấn kiểu bảo vệ chống nước được đặt một hộp kín khít để tránh nước lọt vào Nút ấn kiểu bảo vệ chống bụi nước được đặt một vỏ cacbon đút kín khít để chống âm  và bụi lọt vào Loại bảo vệ khỏi nổ Nút ấn kiểu chống nổ dùng các hầm lò, mỏ than hoặc ở nơi có các khí nổ lẫn không khí Cấu tạo của nó đặc biệt kín khít không loạt được tia lửa ngoài và đặc biệt vững chắc để • • không bị phá vỡ nổ Theo yêu cầu điều khiển người ta chia loại: một nút, hai nút, ba nút Theo kết cấu bên trong:  Nút ấn loại có đèn báo  Nút ấn loại không có đèn báo 4.4.3 Rơ le trung gian Rơ le trung gian là khí cụ điện dùng lĩnh vực điều khiển tự động, cấu điện từ Rơ le trung gian đóng vai trò điều khiển trung gian giữa các thiết bị điều khiển (công tắc tơ, rơ le thời gian ) Hình 4.19a Rơ le trung gian [Type text] Page 128 [Type the document title] Hình 4.19b Cấu tạo rơ le trung gian Chức năng: Rơ le trung gian dùng để khuếch đại , phân chia và truyền tín hiệu của rơ le chính mạch điều khiển đồng thời cách ly giữa mạch điều khiển thường là điện áp thấp chiều ( 5V, 10V, 12V, 24V) và mạch chấp hành thường là điện áp xoay chiều (220V, 380V) Nguyên lý hoạt động: Khi cấp điện áp bằng giá trị điện áp định mức vào đầu cuộn dây của rơle trung gian, lực điện từ hút mạnh từ kín lại, hệ thống tiếp điểm chuyển đổi trạng thái và trì trạng thái này(tiếp điểm thường đóng hở ra, tiếp điểm thường hở đóng lại) Khi ngưng cấp nguồn, mạch từ hở, hệ thống tiếp điểm trở về trạng thái ban đầu Những yêu cầu chọn Rơle trung gian :      Công suất tiêu thụ nhỏ Kết cấu sử dụng đơn giản Công suất ngắt cảu hệ thống tiếp điểm là đủ lớn, Độ bền cơ, độ bền điện của cặp tiếp điểm Số lượng cặp tiếp điểm phù hợp với nhu cầu sử dụng [Type text] Page 129 [Type the document title] Trong hệ thống này, ta sử dụng 192 rơ le trung gian kèm với các công tắc tơ để cách ly mạch điều khiển với mạch chấp hành, đồng thời khuếch đại và truyền tín hiệu của rơ le chính mạch điều khiển Ta lựa chọn rơle trung gian MY4: 3A, bộ tiếp điểm, nguồn: 24VDC, 110/220VAC/DC [Type text] Page 130 [...]... tả các bộ quá nhiệt của Nhà máy Nhiệt điện Uông Bí mở rộng 1.9.1 Giới thiệu về bộ quá nhiệt Bộ quá nhiệt là bộ phận để sấy khô hơi, biến hơi bão hòa thành hơi quá nhiệt Hơi quá nhiệt có nhiệt độ cao hơn, do đó nhiệt lượng tích lũy trong một đơn vị công suất máy giống nhau nếu dùng hơi quá nhiệt thì kích thước máy sẽ nhỏ hơn rất nhiều so với máy dùng hơi bão hòa... vào phần sinh hơi 1.8.10 Hệ thống điều khiển xả liên tục Chất lượng nước phụ thuộc nồng độ muối và axít trong nước, các muối này lắng lại trong bao hơi Do đó để đảm bảo chất lượng nước ta phải xả nước đọng trong bao hơi Thường D xả = 0,5 ÷ 2% Dmax 1.8.11 Hệ thống điều khiển nhiệt độ hơi tái nhiệt a Mô tả công nghệ [Type text] Page 31 [Type the document title] Hơi thoát sau... lò hơi trong nhà máy nhiệt điện ngưng hơi chỉ đạt 40-43% [Type text] Page 15 [Type the document title] 1.6 Các đặc tính kĩ thuật của lò hơi Các đặc tính kĩ thuật của lò hơi là các đại lượng biểu thị cho chất lượng của hơi được sinh ra và sản lượng hơi sản xuất được 1.6.1 Thông số hơi của lò Đối với lò hơi của nhà máy điện, hơi sản xuất ra là quá nhiệt nên thông hơi. .. lượng môi chất nhận được trong lò hơi i’ , i” : Entapi của nước vào và ra khỏi bộ hâm nước r : Nhiệt ẩn hóa hơi của nước x : Độ khô của hơi ra khỏi bao hơi; i’qn , i”qn : Entapi của hơi vào , ra khỏi bộ quá nhiệt [Type text] Page 14 [Type the document title] 1.5 Quá trình biến đổi năng lượng trong lò hơi Quá trình biến đổi năng lượng trong lò hơi bao gồm các quá trình... tạo của một lò hơi tuần hoàn tự nhiên hiện đại trong nhà máy nhiệt điện được trình bày dưới hình sau: Hình 1.4: Nguyên lý cấu tạo của lò hơi 1.Vòi phun nhiên liệu + không khí ; 2 Buồng đốt ; 3 phễu tro lạnh ; 4 Đáy xả xỉ ; 5 Dàn ống sinh hơi ; 6 Bộ quá nhiệt bức xạ ; 7 Bộ quá nhiệt nửa bức xạ ; 8 [Type text] Page 11 [Type the document title] ống hơi lên ; 9 Bộ quá nhiệt đối lưu ; 10... sẽ gây tổn thất và lãng phí 1.8.3 Hệ thống điều khiển mức nước bao hơi Trong mỗi lò hơi bao gồm 1 bao hơi, nước cấp từ bộ hâm sẽ được đưa vào bao hơi, từ bao hơi nước được đi xuống theo các ống nước xuống, qua các ống góp dưới đi vào toàn bộ dàn ống buồng lửa, tại đây nước nhận nhiệt biến thành hơi Điều khiển mức nước bao hơi chính là phải điều khiển lưu lượng... nghĩa Trong các nhà máy nhiệt điện thì mức nước bao hơi là một thông số quan trọng trong quá trình vận hành lò hơi Hệ điều khiển mức nước bao hơi làm nhiệm vụ duy trì ổn định mức nước của bao hơi trong giải cho phép 0 ± 50mm Nó phản ánh sự cân bằng các vòng tuần hoàn tự nhiên của lò hơi Nếu mức nước trong bao hơi tăng cao thì dẫn đến thể tích chứa hơi trong. .. và nhiệt độ hơi quá nhiệt: Pqn(Mpa), tqn(oC) 1.6.2 Sản lượng hơi của lò Sản lượng hơi là lượng hơi mà lò sản xuất ra trong 1 đơn vị thời gian, đo bằng tấn/h kg/h hoặc kg/s Thường chú ý 3 loại sản lượng: • Sản lượng hơi định mức Dđm: là sản lượng lớn nhất mà lò hơi có thể đạt được, đảm bảo vận hành trong thời gian lâu dài, ổn định với các thông số hơi đã cho mà... thống điều khiển chính trong lò hơi 1.8.1 Hệ thống điều khiển nhiên liệu chính Than là nhiên liệu chính được sử dụng cho quá trình đốt cháy trong lò hơi của nhà máy nhiệt điện chạy than,và dầu là nhiên liệu dung trong quá trình khởi động, ngừng lò hay phụ tải thấp hoặc để đốt kèm than Than sẽ được nghiền trước khi được thổi vào buồng đốt của lò hơi và phải đảm bảo... đến sôi, biến thành hơi bão hòa Hơi bão hòa theo dàn ống sinh hơi (5) đi lên, tập trung vào bao hơi số (15) Trong bao hơi số (15), hơi được phân li ra khỏi nước, nước tiếp tục đi xuống theo ống nước xuống (16) đặt ngoài tường lò rồi lại sang dàn ống sinh hơi số (5) để tiếp tục nhận nhiệt Hơi bão hòa từ bao hơi số (15) sẽ qua ống góp hơi rồi lần lượt đi