CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ NHIỆT ĐIỆN ĐỐT THAN, ĐẶC TRƯNG CỦA NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN NA DƯƠNG
1.3. Điều khiển công nghệ cho phần chính nhà máy
1.3.11. Điều khiển nhiệt độ hơi quá nhiệt
Vòng điều khiển hơi quá nhiệ ẽ duy trì nhiệt độ đầt s u ra c a b ủ ộ quá nhiệt trong gi i h n cớ ạ ủa điểm đặt. Mạch vòng điều khi n c n phể ầ ải đảm b o ả ổn định khi tải thay đổ ới l n hoặc có các nhiễu lo n. ạ
Hình 1.10: Vòng điều khi n nhiể ệt độ hơi quá nhiệt
Điều khi n nhiể ệt độ hơi quá nhiệt có thể ch a m t ho c nhiứ ộ ặ ều vòng điều khi n phun giể ảm ôn liên tiếp, điều này phụ thuộc vào thiế ế ủa lò hơi (xem hình t k c 1.10)
2. Tính chấ òng điềt v u khi n ể
H ệ thống điều khi n ph i th c hiể ả ự ện đƣợc các yêu cầu đề ra. Các vòng lặp điều khi n phi tuyể ến và các lệnh đáp ứng và sốlượng lớn các thông số ẽ ảnh hưở s ng trong quá trình điều khi n. Ph i ng dể ả ứ ụng các công nghệ điều khi n cao cể ấp để đạ t đƣợc hi u qu cao nh t. Phệ ả ấ ải đáp ứng đƣợc ít nhất các tính chất sau:
- Nhiệt độ đầ u ra c a b ủ ộ quá nhiệt phải đƣợc điều khi n bể ằng vòng điều khi n nể ối tầng
- Điều khiển bù trước (feedforward) động được s dử ụng khi có thay đổ ải t i hoặc quá nhiệt của lò hơi
- Điều khiển bù trước (feedforward) động được s dử ụng khi có thay đổi áp suất hoặc dải thay đổi áp suất.
- H s khuệ ố ếch đại và hằng s ốthời gian c a b ủ ộ điều ch nh phỉ ải thay đổi theo s biự ến động của quá trình
- Nhiệt độ đặ ủa các bộ ảm ôn đƣợ t c gi c c nh theo ố đị yêu cầu công nghệ ủ c a lò.
29
- Vòng điều khi n ph i k t h p v i chể ả ế ợ ớ ức năng đặ ủa các máy phát đảt c m bảo các hạt hơi của bộ ải quá nhiệt luôn nằm trong vùng kiểm soát gi
Các logic phả ải đ m bảo tính an toàn ới toàn bộ các thành phần liên quan. Hệt thống BMS gửi các tín hiệu tới vòng điều khi n s ể ự cháy và có thể đƣa về ch ế độ điều khi n bể ằng tay và ghi các lệnh ưu tiên để đóng tấ ả các van cánh hướng có t c liên quan để ả b o v ệ Tuabin cao áp HP.
H ệ thống ICMS s ng t ch ẽ ắ ế độ điều khi n t ể ự động các van điều khiển hơi nước phun khi các van liên quan b đóng lại.ị
Các tín hiệu ghép nối giữa BMS và ICMS sẽđƣợc xác định chi tiết trong quá trình thiế ế ụ ểt k c th .
3. Đo lường quá trình
Các đầu đo nhiệt độ phải đo theo cặ ạp t i mỗi điểm đo, thực hi n nhiệ ều điểm và thực hiện giám sát độ ệch đả l m bảo độ tin cậy cao và có thể ch n lọ ựa để cho quá trình điều khi n. ể
Cơ cấu chấp hành và các van cánh hướng dẫn nước phun giảm ôn 4. Ghép nối
H ệ thống BMS s ẽ đƣợc ghép nối để có thể thay đổi thông số ận hành của v vòng điều khi n khi khể ở ộ g lò và chỉ ị quá trình của lòi đ n th
1.3.12. Điều khiển nhiệ ột đ b gia nhi t b sung ộ ệ ổ 1. Chức năng vòng điều khi n ể
Vòng điều khi n s ể ẽ duy trì nhiệt độ hơi đầu ra c a b gia nhi t trong gi i h n ủ ộ ệ ớ ạ đóng của điểm đặt. Vòng lặp có thể ử lý khi có sự thay đổ ả ớ x i t i l n hoặc có các nhi u lo n ễ ạ
2. Phương pháp vận hành
Nhiệt độ hơi đầu ra c a b gia nhiủ ộ ệt đƣợc điều khi n ho c bể ặ ởi thay đổ ị trí i v độ nghiêng của b gia nhi t ho c b i s ộ ệ ặ ở ự điều chỉnh van cánh hướng dẫn khói. Điều này phụ thuộc vào bản thi t k ế ế lò hơi. Các van đ ềi u khiển phun hơi nước để ạ h nhi t ệ c a b gia nhi t s ủ ộ ệ ẽ được điều khiển trong trường h p d ợ ự phòng khi cần thi t, ế ởchế độ bình thường các van này được đóng lại.
3. Tính chất vòng điều khi n ể
H ệthống điều khi n phể ải thực hiện đƣợc các yêu cầu đề ra.
Các công ngh ệđiều khiển tiên tiến đã đƣợ ức ng dụng để đem lại hi u qu ệ ả điều khi n cao nh t. Mể ấ ạch vòng điều khiển đáp ứng các tính chất sau:
- Thông thường cấu trúc cần hai vòng điều khi n(Ph thuể ụ ộc vào thiết k ế lò hơi)
- Nhiệt độ kim lo i b gia nhiạ ộ ệt đƣợc coi nhƣ một thông số để nh n bi t s ậ ế ự thay đổi nhi t ệ độ khói từ đó đưa tín hiệu bù trước (feedforward)
- Điều khiển bù trước (feedforward) động cơ liên quan khi có thay đổ ải i t hoặc nhiệ ột đ lò hơi
30
- Khi thay đổi các hệ ố s khuếch đại và hằng s ố thời gian c a b ủ ộ điều khiển phải thay đổi theo.
l ch nhi c u ra c a b gia nhi t ph c v Các giám sát về độ ệ ệt độ ủa các đầ ủ ộ ệ để ụ ụ cảnh báo quá nhiệt.
H ệthống BMS gửi các tín hiệ ới phòng điều t u khi n s ể ự cháy và có thể đƣa v ềchế độ điề u khi n bể ằng tay và ghi các lệnh ƣu tiên để đóng tấ ả các van cánh t c hướng có liên quan để ả b o v tuabin thệ ấp áp L.P.
H ệthống ICMS s ng t ch ẽ ắ ế độ điều khi n t ể ự động các van điều khiển hơi nước phun khi các van liên quan bị đóng lại
4. Đo lường quá trình
p t i m c hi n t i nhi u
Các đầu đo nhiệt độ phải đo theo cặ ạ ỗi điểm đo, thự ệ ạ ề điểm và thực hi n giệ ám sát độ ệch để đả l m bảo độ tin cậy cao và có thể ch n lọ ựa để cho quá trình điều khi n. ể
5. Ghép nối
H BMS s gệ ẽ ửi các tín hiệu để ề i u ch nh hoỉ ạt động của vòng điều khi n khi ể khở ộng lò. Các tín hiệi đ u ghép nối giữa BMS và vòng điều khi n ể
1.3.13. Điều khiển các van cánh hướng u khi
Chức năng vòng điề ển: Gió cấp hai đƣợc đƣa vào lò sau khi qua các quạt FD vào các van cánh hướng dẫn gió cấp hai. Có ba loại van cánh hướng: Loại dẫn gió, loại d n dẫ ầu và loại dẫn nhiên liệu than. Van dẫn gió đƣợc điều chỉnh để duy trì lƣợng gió vào buồng đốt khi áp suất chênh lệch khỏi điểm đặt. Van d n d u ẫ ầ đƣợc điều chỉnh để các đầu phun để cung cấp đủ lƣợng dầu cháy. Khi súng phun d u ngầ ừng làm việc thì các van dẫn dầu này làm nhi m v dệ ụ ẫn gió hỗ trợ
Các van dẫn than nghiền đƣợc điều khiển nhƣ chức năng điều khi n tể ốc độ của các máy cho than để sao cho lƣợng nhiên liệu và lƣợng gió vào buồng đốt là phù hợp v i nhau. ớ
Van dẫn gió cấp 2 s m ẽ ở hoàn toàn khi nguồn điện hay nguồn khí nén gặp s cự ố. Có thể ửi các tín hiệu ưu tiên đóng hoặ g c m tở ới các van cánh hướng dẫn gió c p hai t h ấ ừ ệthống BMS.
Hình 1.11: Điều khiển van cánh hướng
31 1.3.14. Điều khiển áp suất dầu cháy 1. Chức năng vòng điều khi n ể
C n s dầ ử ụng hai vòng điều khi n t ể ự động để duy trì áp suấ ầu cháy:t d - Trong quá trình mồi lửa
- Trong quá trình đốt dầu 2. Phương pháp vận hành
Dầu cháy đƣợc bơm từ các bình chứa lân cậ ới các trạn t m nguồn. Quá trình m i l a s ồ ử ẽ dùng loại d u nh ầ ẹchứa trong các bình chứa d u nh ầ ẹ và đƣợc bơm qua hai máy bơm. Sốlƣợng các bơm sẽ thay đổi tùy thuộc vào nhu cầu. Quá trình đốt d u s ầ ẽ dùng loạ ầi d u nặng đƣợc cấp qua hai máy bơm dầu n ng. S ặ ố bơm làm việc có thể thay đổi tùy thuộc vào nhu cầu
3. Tính chất vòng điều khi n ể
u khi p su t d u s u ch t do
Vòng điề ển á ấ ầ ẽ điề ỉnh các van để duy trì áp suất đặ ngườ ận hành chọi v n trong gi i hớ ạn cho phép.
u khi n b b o v b
Các van điề ể có thể đƣa vềchế độ ằng tay và chế độ ả ệ ởi các lệnh ƣu tiên từ ệ h thống BMS
4. Đo lường quá trình
c hi ng truy n d c hi l m b
Thự ện đườ ề ự phòng và thự ện giám sát độ ệch để đả ảo độ tin cậy cao và có ể th ch n lọ ựa để cho quá trình điều khi n ể
1.3.15. Điều khiển tốc độtuabin 1. Chức năng vòng điều khi n ể
Mỗi vòng điều khi n quể ản lý Tuabin sẽ duy trì tải đầu ra theo yêu cầu để ữ gi t n s ầ ố không đổi. M i mỗ ột máy phát điện phát ra công suất theo b ộ phân phối ph ụ tải chung của máy
2. Phương pháp vận hành
u khi n truy ng th y l c (EHG). H
Tuabin có hệ thống điề ể ền độ ủ ự ệthống này đƣợc điều khi u b i b ể ở ộ điều khi n ph i hể ố ợp quá trình.
c u khi n
3. Đặ điểm vòng điề ể
u ra t b u khi t th c MW ( t i ch hay t xa) Tín hiệ ừ ộ điề ển công suấ ự ởchế độ ạ ỗ ừ và trước giá trị đặ ủ t c a b ộ điều khiển áp suất tuabin ( ch theo tuabin) s ở ế độ ẽ là yêu cầu tín hiệu cho v ị trí van tiết lưu (van này sẽ có đặc tính tuyến tính). N u xung ra ế đƣợc gửi đến b ộ điề ốc điệu t n th y l c th h ủ ự ì ệthống DCS s ẽ tuyên tính hóa đầu ra c a b ủ ộ điều khi n bể ằng cách thêm vào đó mạch điều khi n nh ể ị thứ tác động nhanh nhằm điều ch nh v ỉ ị trí của b ộ điề ốu t c đến v ị trí đã được tính trước dựa trên tỷ ố áp s suất vào/ra c a van tiủ ết lưu, tính toán mở van tiết lưu như là thông số ph n h i. ả ồ
4. Đo lường quá trình
Các đầu đo về áp suất tuabin và áp suất hơi nước phải đo theo cặp t i mạ ỗi điểm đo, thực hi n t i nhiệ ạ ều điểm và thực hiện giám sát độ chênh lệch ph c v cho ụ ụ quá trình đo lường điều khi n ể
32 i
5. Ghép nố u truy
Các tín hiệ ề ớ ệ ốn t i h th ng EHG bao g m: V ồ ị trí van tiết lưu, hoặc các xung theo yêu cầu, tình trạng c a h th ng ICMS. ủ ệ ố
u truy n n i ICMS g
Các tín hiệ ề ố ồm: Tình trạng EHG, các đầu vào cảnh báo, báo lỗ ủa EHG cà các tín hiệu khác củi c a h thệ ống quay tuabin. Các tín hiệu ghép n i giố ữa EHG và vòng điều khi n s ể ẽ xác định c ụthể tùy từng h thống nhà máy cụ ệ thể.
1.3.16. Điều khiển bình ngưng/mức bình ngưng 1. Chức năng vòng điều khi n ể
u khi n s
Vòng điề ể ẽ duy trì mức nước bình ngưng trong dài làm việc khi có các nhiễu lo n t m th i gian hoạ ạ ờ ặc khí tài thay đổ ằi b ng việc điều khiển lượng nước ngưng quay vòng và các van của b cộ ấp nước (RFW)
2. Phương pháp vận hành
t nay sau hai tuabin c s
Bình ngưng được đặ áp thấp. Hơi nướ ẽ được ngưng thành nướ ại bình ngưng. Bình ngưng có hệ ống nước làm mát tuần hoàn, và hệc t th thống hút chân không làm hơi nước ngưng tụ nhanh chóng. Sau đó, nướ ừ bình c t ngƣng sẽ đƣợc h thệ ống bơm tới các bình gia nhiệ ạt h áp.
h u khi n
3. Tính c ất điề ể
Nước ngưng quay vòng các van điều khi n s ể ẽ làm việc ph i hố ợp để duy trì mực nước bình ngưng ởgiá trị đặt trong giớ ạn làm việc.i h
4. Đo lường quá trình
ng ph p t i m
Các đầu đo mức nước bình ngưng, lưu lượ ải đo theo cặ ạ ỗi điểm đo và thực hiện giám sát độ ệch để đả l m bảo độ tin cậy cao và có thể ch n lọ ựa để quá trình điều khi n. ể
1.3.17. Điều khiển mức nước bình thử khí 1. Chức năng vòng điều khi n ể
u khi m v
Vòng điề ển làm nhiệ ụ duy trì mức nước trong bình khử khí trong giới hạn làm việc.
2. Phương pháp vận hành
c c p t
Nước trong bình khử khí đượ ấ ừ bình ngưng thông qua các bơm ngưng.
Các bơm này có thể hoạt động độc l p hoậ ặc song song cùng nhau.
Dòng nước cấp được điều khi n b i van cể ở ấp nước được đặt giữa bình ngưng hơi với các bình gia nhiệ ạ áp.t h
u khi n 3. Tính chất vòng điề ể
u khi n m
Điề ể ức nước bình khử khi được th c hi n bự ệ ởi vòng điều khiển đơn tác động tới độ m cở ủa van tùy theo sai lệch giữa áp suất đặt và mức nước bình chứa. Tuy nhiên, tùy thuộc vào số lương các nhiễu loạn và yêu cầ điều u khiển có thể dùng các òng điềv u khi n tuyể ến tính hóa và bù trước (feedforward).
33
H ệthống phải có các điều khiển logic để ả b o v Tuabin ch ng c lệ ố ự ại xâm nh p cậ ủa nước t ừ bình khử khí.
Cung cấp các tin hiệu ƣu tiên chuyển v ềchế độ ằng tay và bả b o v ệ đóng các van phải phù hợp v i logic b o v ớ ả ệ đầu vào cấp nước.
4. Đo lường quá trình
i s d ng nhi u b tin c
Phả ử ụ ề ộ phát tín hiệu báo mức để tăng độ ậy đo lường,
thực hiện giám sát độ ệch để đả l m bảo độ tin cậy cao. Các đo mức phải đƣợc bù sự thay đổ ề ậ đội v m t theo nhiệ ột đ .
5. Ghép nối
u d p khi m c g
Tín hiệ ừng bơm cấ ức nước quá cao sẽ đượ ửi đi thông qua liên kết dữ u t h liệ ừ ệthống ICMS và các dây dẫ ớn t i bộ đóng cắt m ch l c. ạ ự
1.3.18. Điều khiển bộ hâm nước cấp thấp áp LP 1. Chức năng vòng điều khi n ể
Vòng điều khiển làm nhiệm v ụ duy trì mức nước trong b ộ hâm nước h ạ áp trong giớ ạn đóng củi h a m c ứ làm việc.
2. Phương pháp vận hành
H ệthống gia nhiệt hạ áp bao gồm ba b gia nhiộ ệt cho nước cấp bơi hơi trích ra từ Tuabin h áp ạ
4. Đo ờng quá trìnhlƣ
i s d ng nhi u b tin c ng,
Phả ử ụ ề ộ phát tín hiệu báo mức để tăng độ ậy đo lườ
thực hiện giám sát độ ệch để đả l m bảo độ tin cậy cao. Các đo mức phải đƣợc bù sự thay đổ ề ậ ội v m t đ theo nhiệ ột đ .
1.3.19. Điều khiển bộ hâm nước cấp cao áp HP 1. Chức năng vòng điều khi n ể
u khi m v c trong b gia nhi
Vòng điề ển làm nhiệ ụ duy trì mức nướ ộ ệt cao áp trong giớ ạn đóng củi h a mức nước làm việc.
2. Phương pháp vận hành
H ệthống gia nhiệt cao áp bao gồm các bộ gia nhiệt cho nước cấp đặt nối tiếp nhau. Nhiệt năng cấp cho các bộ gia nhiệt cao áp bởi hơi đƣợc trích ra từ Tuabin cao áp.
Các bộ gia nhi t cệ ấp nước HP có hai đường dẫn khác nhau:
- Đường dẫn thường: là một đường d n x p t ng t i b c p nhi t thẫ ế ầ ớ ộ ấ ệ ấp hơn.
HP5 sẽ đƣợc nối tầng với bộ kh ử khí.
- Đường d n kh n cẫ ẩ ấp: là đường d n trẫ ực tiế ớp t i bộ ngưng hơi.
3. Tính chất vòng điều khi n ể
Trong ch ế độ bình thường mức nước ở ỗ ộ m i b gia nhiệt được điều khi n bể ởi việc điều chỉnh các van của đường dẫn phân tầng, lúc đó các van của đường d n ẫ kh n c p ẩ ấ ở trạng thái đóng. Nếu mực nước tăng quá giá trị đặ ủ t c a ch ế độ bình
34
thường thì van trên đường d n kh n c p s m h tr vẫ ẩ ấ ẽ ở để ỗ ợ ới các van phân tầng duy trì mức nước trong gi i hớ ạn làm việc.
Trang b ị các bộ đo mức tín hiệu để giám sát sự chênh lệch áp suất giữa các b gia nhiộ ệt cao áp và bình kh ử khí. Bấ ứ khi nào sự chênh lệch áp suất này là nhỏt c hơn giá trị đặt thì phải dừng các van đường dẫn phân tầng và tác động van đường d n kh n cẫ ẩ ấp để điều ch nh mỉ ực nước
Các logic điều khi n s b o v Tuabin ch ng l i s ể ẽ ả ệ ố ạ ự xâm nhập của nướ ừc t các bình gia nhiệt cao áp. Các bộ báo tín hiệu m c s ứ ẽ đƣợ ắp đặt trên các bình c l chứa để dò các mực nước bất thường, t ừ đó cung cấp các tín hiệu b o v h th ng. ả ệ ệ ố
H ệthống điều khi n s s ể ố ẽ điều khiển các thao tác tuầ ự, các van dẫn nướn t c và hệ ố th ng gia nhi t cao ệ áp.
4. Đo lường quá trình
Phả ử ụi s d ng nhi u b ề ộ phát tín hiệu báo mức nước để tăng độ tin cậy đo lường, th c hiự ện giám sát độ ệch để đả l m bảo độ tin cậy cao. Các đo mức được bù s ự thay đổi về ậ ộ m t đ theo nhiệ ột đ
1.3.20. Vòng điều khiển hệthống phụ cho Tuabin 1. Chức năng vòng điều khi n ể
Các vòng điều khi n s cung cể ẽ ấp các điều khi n c a h th ng ph uể ủ ệ ố ụ th c ộ Tuabin sau:
- Điều khi n nhiể ệt độ ầu bôi trơn của Tuabin chính . d - Điều khiển áp suất hơi đầu Tuabin .
- Điền khi n nhi t h ể ệ ệthống nước làm mát stato máy phát . - Điều khiển áp suất hệthống nước làm mát stato máy phát . - Điều khiển nước DP b ộ làm mát H2.
- Điều khi n nhiể ệt độ khi H2 máy phát . - Điều khi n nhiể ệt độ ầu máy phát . d 2. Đo lƣợng quá trình
Các tín hiệu đo nhiệt độ, áp suất hơi Tuabin chính phải đƣợc nhân đôi để nâng cao độ tin c y. ậ
1.3.21. Điều khiển mực nước bao hơi 1. Chức năng vòng điều khi n. ể
Vòng điều khiển làm nhiệm v ụ duy trì mức nước c a ủ bao hơi trong giớ ại h n đóng của mức nước làm việc b ng viằ ệc điều khi n tể ốc độ ấp nướ c c c a bủ ơm. Hệ thống t ự động có thể đả m nhiệm toàn bộ các thao tác vận hành.
2. Phương pháp vận hành.
B cộ ấp nước cho lò hơi là tổ ợ h p của 3 bơm điện, hoạt động ph i h p vố ợ ới nhau để điều khiển lượng nước cấp cho bao hơi .
35
Tổng lượng nước c p ấ được đ ềi u ch nh bỉ ởi lưu lượng ra c a mủ ỗi máy bơm do các bộ điều ch nh tỉ ốc độ ủ c a mỗi máy bơm điều khi n . ể
S dử ụng vòng điều khiển đơn để khởi động mỗi bơm cho tới khi đạt được lưu lƣợng hơi vƣợt quá 25% RO, sau đó hệ ố th ng s chuy n sang ch ẽ ể ế độ điều khi n 3 ể thành phần (3 bơm).
3.Tính chất vòng điều khi n. ể
1 - Bộ điều khiển nước cấp
2 - Van điều khiển nước cấp
3 - Điểm đặt 4 - Bộ tiết kiệm 5 - Bao hơi
Hình 1.12: Điều khiển mức nước bao hơi
Điều khi n mể ột thành phầ Ởn: ch ế độ này mức nướ bao hơi là đầu vào đểc điều khi n m c nể ứ ước bao hơi bằng cách điều khi n tể ốc độ bơm cấp nước. Đầu ra c a mủ ỗi bơm sử ụ d ng theo h ệthống phân tầng để nâng cao đáng kểchất lƣợng điều khiển trong quá trình khở ội đ ng.
Điều khiển ba thành phần: Ch ế độ này hệ th ng cố ấp nước được điều khi n ể bởi hệthố g điền u khiển phân tầng sau.
- Vòng điều khiển sơ cấp: Điều khi n m c sai lể ứ ệch bao hơi.
- Điều khiển feedfordward: Điều khiển theo lưu lượng hơi vượt trước.
- Vòng điều khi n th cể ứ ấp: Điều khiển lưu lượng t ng. ổ - Vòng điều khi n th ể ứ ba: Điều khiển lưu lượng mỗi bơm.
Các ớgi i h n s ạ ẽ đƣợc tính toán theo thời gian thực, dùng cho các bộ điều khiển để đảm bảo các bơm hoạ ộng an toàn.t đ
Các lệnh ƣu tiên cao sẽ đƣợc g i tử ới các bơm khi các giới hạn đặt b ị vƣợt qua.
4. Đo lường quá trình.
Lưu lượng hơi sẽ được tính toán từ áp suất c a b HP hoủ ộ ặc các tín hiệu tương đương. Các tín hiệu s ẽ được đo lường b i hai ho c ba b chuyở ặ ộ ển đổi. Nhi u ề b chuyộ ển đổ ẽ đượi s c trang b cho viị ệc đo lường mức nước bao hơi, lưu lượng nước c p . ấ
Các thông số đo lường cần cho tính toán các ớ ạ gi i h n b o v ả ệ bơm phải được nhân đôi và giám sát độ ệ l ch để tăng độ tin c y ậ