Hệ thống khử khí trong nhà máy nhiệt điện

Các khí hòa tan có trong nước gây ra nhiều vấn đề về ăn mòn. Oxy hòa tan trong nước sẽ gây rỗ bề mặt, khí cacbonic thường gây ăn mòn ở hệ thống ngưng tụ, đặc biệt tại đây khí cacbonic kết hợp với nước tạo thành axit cacbonic yêu, loại axit này sẽ ăn mòn sắt trong các đường ống. Khi quay lại nồi hơi chất này sẽ tạo kết tủa, tạo cặn bám nồi hơi và đường ống. Nước có chứa amoni, đặc biệt là oxy sẽ tấn công làm oxy hóa đồng và các hợp kim của đồng. Kết quả của sự ăn mòn này dẫn đến sự đóng cặn trên bề mặt truyền nhiêt nồi hơi và làm giảm hiệu suất cũng như tốn nhiều năng lượng. Vì vậy, việc xử lý nước khử khí nhằm đáp ứng các tiêu chuẩn công nghiệp cho cả hàm lượng oxy và mức độ oxit kim loại cho phép trong nước cấp là hết sức cần thiết

MỤC LỤC CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BÌNH KHỬ KHÍ TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 1.1.Giới thiệu chung 1.2 Tác dụng CHƯƠNG NGUYÊN TẮC VÀ CƠ CHẾ LÀM VIỆC BÌNH KHỬ KHÍ 2.1.Ngun tắc khử khí nước cấp 2.2 Các phương pháp làm việc bình khử khí 2.3 Nguyên lý làm việc bình khử khí CHƯƠNG MÔ PHỎNG 3.1 Thiết kế điều khiển mức nước bình khử khí 3.2 Tính tốn tham số điều chỉnh 3.2.1 Hàm truyền khâu đo mức bình .9 3.2.2 Hàm truyền van cấp nước 10 TÀI LIỆU THAM KHẢO 13 CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BÌNH KHỬ KHÍ TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 1.1.Giới thiệu chung Các khí hòa tan có nước gây nhiều vấn đề ăn mòn Oxy hòa tan nước gây rỗ bề mặt, khí cacbonic thường gây ăn mòn hệ thống ngưng tụ, đặc biệt khí cacbonic kết hợp với nước tạo thành axit cacbonic yêu, loại axit ăn mòn sắt đường ống Khi quay lại nồi chất tạo kết tủa, tạo cặn bám nồi đường ống Nước có chứa amoni, đặc biệt oxy công làm oxy hóa đồng hợp kim đồng Kết ăn mòn dẫn đến đóng cặn bề mặt truyền nhiêt nồi làm giảm hiệu suất tốn nhiều lượng Vì vậy, việc xử lý nước khử khí nhằm đáp ứng tiêu chuẩn công nghiệp cho hàm lượng oxy mức độ oxit kim loại cho phép nước cấp cần thiết Thiết bị khử khí bao gồm bình khử khí bên thùng chứa bên Thông thường, bkk lắp độ cao khoảng 20-30m nằm gian tuabin lò để đảm bảo độ cao đầu hút yêu cầu btn Hình 1.1: Bình khử khí nhà máy nhiệt 1.2 Tác dụng Tách khí hoạt tính ăn mòn kim loại O2, CO2 tự do, CO2 hòa tan khỏi bình ngưng Gia nhiệt cho nước ngưng sau GNH từ 1330C ÷ 1600C Tạo lượng nước cấp dự phòng cho lò điều hòa lượng nước cấp vào lò lượng nước ngưng máy (kể lượng nước bổ sung) Là nguồn cho ejector chèn trục tua bin, thu hồi nước đọng từ gia nhiệt cao van Stop Tùy theo phương thức làm việc khối, sấy lấy từ nguồn :  Ống góp tự dùng 13 ata  Cửa trích số số tuabin CHƯƠNG NGUYÊN TẮC VÀ CƠ CHẾ LÀM VIỆC BÌNH KHỬ KHÍ 2.1.Ngun tắc khử khí nước cấp Khả hòa tan chất khí chất lỏng tỷ lệ thuận với áp suất riêng phần khí bề mặt chất lỏng Độ tan chất khí chất lỏng giảm tăng nhiệt độ chất lỏng Hiệu loại bỏ tăng lên chất lỏng khí trộn Độ tan chất khí chất lỏng thể hiện: C=k.P Trong đó: C nồng độ khí P phần áp lực K số tương xứng Như loại bỏ khí nước cách giảm áp suất riêng phần khí bầu khơng khí tiếp xúc với chất lỏng 2.2.Các phương pháp làm việc bình khử khí Khử khí cho nước cấp nồi thực ba cách: a) Loại bỏ khơng khí học Loại bỏ khơng khí học thường sử dụng trước thêm chất tẩy oxy Việc loại bỏ dựa quy luật vật lý Charles Henry Quy luật loại bỏ oxy cacbonic cách gia nhiệt cho nước cấp lò từ giảm nồng độ oxy cacbonic nước cấp Phương pháp hiệu điểm sôi nước áp suất thiết bị loại bỏ khơng khí Thiết bị loại bỏ khơng khí gồm loại chân khơng loại áo suất Thiết bị loại bỏ khơng khí chân khơng hoạt động áp suất khí khoảng 820C giảm hàm lượng oxy xuống 0,02mg/lít Cần sử dụng bơm chân khơng bơm để trì chân khơng Thiết bị loại bỏ khơng khí loại áp suất hoạt động cách đưa qua van kiểm sốt áp suất để trì áp suất vận hành mong muốn nhiệt độ mức tối thiểu 1050C Hơi làm tăng nhiệt độ nước giải phóng oxy cacbonic khỏi hệ thống Thiết bị giảm hàm lượng oxy xuống 0,005mg/lít Loại bỏ khơng khí nước sử dụng nhiều khử khí nước cấp nồi vì: - Hơi ln có sẵn khơng có oxy cacbonic - Hơi làm nóng nước làm giảm tính hòa tan oxy - Hơi giúp gia nhiệt cần thiết để phản ứng hoàn tất b) Loại bỏ khơng khí hóa học Mặc dù thiết bị loại bỏ khơng khí học giúp giảm oxy xuống thấp lượng oxy lại dù nhỏ gây tác động ăn mòn hệ thống Do cần loại bỏ lượng oxy lại chất loại bỏ oxy natri sunfit hidrazin Natri sunfit phản ứng với oxy tạo thành natri sunfat giúp tăng TDS (Total dissolved solids – tổng chất rắn hòa tan) nước nồi tăng chất lượng nước cấp qua xử lý Hidrazin phản ứng với oxy tạo thành nitơ nước Cách sử dụng với nồi áp suất cao lượng chất rắn nồi thấp không làm tăng lượng TDS nước c) Kết hợp loại bỏ khơng khí học khơng khí hóa học 2.3 Ngun lý làm việc bình khử khí Hình 2.1 Ngun tắc làm việc bình khử khí - Nước ngưng vào bình khử khí phun vào bình khử khí từ ống nhánh van nhánh phần bình - Với dạng hạt nươc nhỏ, nước ngưng phun vào tiếp xúc với đốt nóng làm nhiệt độ tăng lên - Khi qua khay lắp bên dưới, đốt nóng đến nhiệt độ bão hoà làm cho nồng độ oxy hoà tan nước cấp giảm bay vào nước - Hơi đốt nóng vào từ phần bình khử khí - Khi qua khe khay tạo thành dòng lên ngược với dòng nước cấp, trao đổi nhiệt với nước cấp khử khí hồ tan nước cấp - Các khí khơng ngưng tụ, ví dụ oxy bão hồ nước cấp, lên theo đốt nóng làm mát nước cấp bị vào ống nhánh lắp phần bình khử khí, sau đưa khí bị hút vào bn với lượng nhỏ nước - Nước cấp khử khí hồn tồn vào thùng chứa bên dư bkk Để đảm bảo o thiết thi bị khử khí khơng bị ngập nước, bể dự ự trữ có thiết bị tự động xả nước thừaa mức m nước bể cao theo ống thủy y Để đảm bảo khử khí làm việc bình thường có bố trí van xxả tràn cố Hình 2.2:Bình khử khí bên Hình2.3:Thùng chứa bên CHƯƠNG MÔ PHỎNG 3.1 Thiết kế điều khiển mức nước bình khử khí Thơng số mức nước bình khử khí phản ánh hiệu xuất khử khí Trong có oxy, loại chất ăn mòn kim loại Bình khử khí làm việc thường chế độ sơi Nếu mức nước bình khử khí q cao bề mặt sơi giảm làm cho khí oxy nước giảm, Mức nước thấp dẫn đến làm nóng thiết bị phải có hệ thống điều chỉnh mức nước bình khử khí Hình 3.1: Sơ đồ hệ thống điều chỉnh mức nước bình khử khí Trong đó: 1- Bình khử khí 2- Đát trích 3- Van điều chỉnh nước bổ sung 4- Bộ điều chỉnh mức nước bình khử khí 5- Bộ điều chỉnh áp suất bình khử khí Hơi vào bình khử khí tạo khơng gian cho bình khơng khí Nước từ xuống, từ lên Hơi nước hòa trộn với nhờ mặt sàng cột hòa trộn Khi nước hâm nóng thành phần oxy khí CO2 tách khỏi nước ngồi Ngun tắc điều chỉnh bình khử khí: Khi nước ngưng bình khử khí tăng giảm khí đo đát trích tác động đến phần Khi van đóng mở để nước bổ sung vào bình khử khí để đảm bảo mức nước bình khử khí phạm vi cho phép Hình 3.2: Sơ đồ cấu trúc điều khiển mức nước bình khử khí 3.2 Tính tốn tham số điều chỉnh 3.2.1 Hàm truyền khâu đo mức bình Lấy mức “ 0” tiêu chuẩn bình làm chuẩn thì: - Khi mức nước bình tăng đến mức đầy +315mm so với mức “0” lúc đầu đát trích có dòng điện mA - Khi mức nước cạn dần xuống qua “0” xuống đến mức -315mm so với mức “0” lúc đầu đát trích có dòng điện mA  Hàm truyền cảm biến mức nước bình khâu khuếch đại có hàm truyền: = 1+ Trong đó: KH :Hệ số khuếch đại thiết bị đo mức KH = = = 0.008 (mA/mm) Tf : thời gian trễ khâu đo, Tf = 0.005 (s)  = 3.2.2 Hàm truyền van cấp nước Hàm truyền van cấp nước vào bình gần khâu qn tính có hàm truyền: = 1+ Trong đó: K: Hệ số khuếch đại van TV : thời gian trễ Trên thực tế van mở đến 80% lưu lượng nước 250 (T/h) van đóng đến 15% lưu lượng nước qua van =0 khỏng thời gian mở từ 15% đến 80% 18s Như vậy: K= = = 3.86 (kg/s2) Vận tốc cấp nước vào lò: Trong đó: Qn : lưu lượng nước cấp vào lò Qn = 220 (T/h) d=175 mm: đường kính đường ống dẫn nước vào lò Xác định thời gian độ: Tqd = S/v S- Chiều dài đường ống từ van nước đến thiết bị lấy mẫu S=20 m v- vận tốc nước cấp vào bình Thơng thường thời gian TV tính : TV = Vậy hàm truyền van cấp nước là: = 1.574 (s) Lò có hệ số tích phân T=20s Suy ra: Sơ đồ điều khiển: Hình 3.3: Sơ S đồ điều khiển mức nước bình khử khí Tính tốn hàm truyền nh hệ hở: SO1(p) = RV (p) Rbh (p) RM (p) = = Áp dụng tiêu chuẩn tốii ưu môđul để đ tìm điều chỉnh RH có dạạng: Để hàm truyền hệ kín F1 (p) = Fmc (p) Từ ta tính được: ( ) RH (p) =RF(p) = , , , Sau tiến hành mơ kiểm chứng matlab simulink: Hình 3.3: Sơ đồ cấu trúc điều khiển matlab simulink Kết mô phỏng: TÀI LIỆU THAM KHẢO Hệ thống điều chỉnh mức nước bao nhà máy nhiệt điện Phả Lại Hệ thống DCS nhà máy nhiệt điện Bài giảng nhà máy nhiệt điện- Thầy Nguyễn Huy Phương  ... simulink Kết mô phỏng: TÀI LIỆU THAM KHẢO Hệ thống điều chỉnh mức nước bao nhà máy nhiệt điện Phả Lại Hệ thống DCS nhà máy nhiệt điện Bài giảng nhà máy nhiệt điện- Thầy Nguyễn Huy Phương ... dẫn đến làm nóng thiết bị phải có hệ thống điều chỉnh mức nước bình khử khí Hình 3.1: Sơ đồ hệ thống điều chỉnh mức nước bình khử khí Trong đó: 1- Bình khử khí 2- Đát trích 3- Van điều chỉnh... CHUNG VỀ BÌNH KHỬ KHÍ TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 1.1.Giới thiệu chung Các khí hòa tan có nước gây nhiều vấn đề ăn mòn Oxy hòa tan nước gây rỗ bề mặt, khí cacbonic thường gây ăn mòn hệ thống ngưng