Đề tài Hệ thống điều chỉnh tự động của nhà máy thủy điện Phả Lại

LỜI NÓI ĐẦU Trong thời đại ngày nay tự động hoá đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong hầu hết các ngành sản xuất của nền kinh tế quốc dân. Đặc biệt là công nghiệp và sản xuất điện năng. Hệ thống điều chỉnh tự động đóng một vai trò then chốt trong việc nâng cao hiệu quả kinh tế và đảm bảo chất lượng sản phẩm đồng thời giải phóng sức lao động của con người. Đối với nhà máy nhiệt điện thì hệ thống điều chỉnh tự động đóng một vai trò then chốt trong quá trình sản điện năng. Điều chỉnh tự động nhằm nâng cao hiệu suất của nhà máy bằng cách lựa chọn thông số của bộ điều chỉnh sao cho phù hợp, chế độ làm việc tối ưu của thiết bị theo thông số đã quy định. Trong nhà máy nhiệt điện thì quá trình nhiệt đóng một vai trò chủ yếu. Các quá trình nhiệt trong nhà máy nhiệt điện rất đa dạng và luôn thay đổi do ảnh hưởng của nhiên liệu, của chất lượng nước, chế độ của không khí, đặc biệt là chế độ làm việc không ổn định của các thiết bị chịu nhiệt do vận hành lâu dài. Do đó các thông số của công nghệ sẽ thay đổi trong một dải rộng, làm suy giảm hiệu suất của các thiết bị trong nhà máy so với thiết kế ban đầu. Gây ra sự cố dẫn đến hỏng hóc và phá huỷ thiết bị, làm cho chu trình nhiệt không thể thực hiện được ở chế độ bình thường. Do đó vấn đề điều chỉnh các thông số của quá trình nhiệt trong nhà máy là hết sức quan trọng. Chương 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN PHẢ LẠI I 1.1 Giới thiệu chung Nhà máy điện Phả Lại được xây dựng tại Thị trấn Phả Lại - Huyện Chí Linh - Tỉnh Hải Dương, cách Thủ đô Hà Nội 60 Km về phía Đông Bắc, phía Tây và phía Bắc nhà máy là sông Lục Đầu Giang nơi hội tụ của 6 con sông rất thuận tiện cho việc chuyên chở than bằng đường thuỷ cũng như việc cung cấp nguồn nước tuần hoàn cho nhà máy, phía Đông rất gần với các mỏ than Đông Triều, Mạo Khê của tỉnh Quảng Ninh. Nhiệm vụ chính của nhà máy là sản xuất điện năng từ nguyên liệu chính là than đá. Nhà máy Nhiệt điện Phả Lại là nhà máy Nhiệt điện lớn nhất nước ta xây dựng với tổng công suất thiết kế đợt một là 440 MW. Từ tháng 10- 1983 đến nay nhà máy đã sản xuất và hoà vào lưới điện quốc gia hơn 20 tỷ KWh điện. Hiện nhà máy đang được mở rộng với hai tổ máy có công suất 300MW/1tổ. Đưa Phả Lại thành trung tâm nhiệt điện lớn có công suất trên 1000MW. Nhà máy đã góp phần đáng kể vào công cuộc điện khí hoá toàn quốc và cùng với quá trình công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước. Gián tiếp góp phần thúc đẩy nghành than phát triển tạo thêm công ăn việc làm cho công nhân. Nhà máy điện Phả Lại hiện tại cũng như trong tương lai cùng với hai tổ máy Phả Lại II đáp ứng nhu cầu phụ tải của khu vực phía Đông Bắc Bộ và tham gia vào lưới điện quốc gia. Với quy mô và tầm vóc to lớn như vậy hiện nay nhà máy với gần 2400 công nhân viên chức được biên chế thành hơn 30 Phòng, Ban, Phân xưởng và 5 kíp vận hành theo 3 ca liên tục 24/24h trong ngày. Hiện nay nhà máy có hơn 200 kỹ sư và gần 500 cán bộ có trình độ trung cấp cao đẳng kỹ thuật. Nhà máy Điện Phả Lại có 4 tổ máy vận hành theo khối độc lập với nhau, mỗi khối gồm có 2 lò hơi và một tua bin máy phát với công suất 110 MW. Nhiên liệu chủ yếu của nhà máy là than đá được khai thác từ các mỏ than ở Hòn Gai, Cẩm Phả, Mạo Khê. Từ các mỏ than được vận chuyển về nhà máy bằng hai đường, đường sông và đường sắt. - Đường sông : Than được trở về nhà máy bằng các xà lan có trọng tải lớn được hệ thống cẩu cảng bốc lên thông qua các hệ thống băng tải để đưa về lò hoặc kho dự trữ. - Đường sắt :Than được vận chuyển về nhà máy bằng đường tàu hoả và được quang lật toa rót vào hệ thống băng tải để đưa vào lò hoặc kho than kín. Ngoài nguyên liệu chính là than đá còn có dầu nhiên liệu (FO) được sử dụng khi đốt lò và để duy trì quá trình cháy của lò, dầu này được nhập ngoại ở cảng vật cách và đưa về nhà máy bằng đường thuỷ. Lượng dầu FO tiêu thụ hàng năm khoảng 150.000 tấn . *Về phần điện nhà máy có 3 trạm phân phối: 1 trạm 110 KV và 2 trạm 220 KV(trạm 220KV của Phả Lại I và II được liên lạc với nhau qua hệ thống thanh góp), các tổ máy số I và II được nối với cả hai hệ thống thanh góp qua các máy biến áp tự ngẫu 3 pha, các máy phát của tổ máy số III và IV được nối vào thanh cái 220 KV qua các máy biến áp 3 pha 3 dây quấn, tổ máy số V và VI (thuộc Phả Lại II) được nối lên thanh cái 220KV qua 2 máy biến áp 3 pha 2 dây quấn. Mỗi một tổ máy được bố trí một máy biến áp tự dùng lấy điện từ đầu cực máy phát và cấp cho thanh cái 6 KV tự dùng. - Các phụ tải 110KV: Phả Lại, Bắc Giang, Uông Bí, Hải Dương, Đông Anh. - Các phụ tải 220KV: Mai Động, Hà Đông, Đồng Hoà, Sóc Sơn, Bắc Giang. 1.2 Các thông số kỹ thuật của nhà máy và 1 tổ máy Bảng I-1 Công suất thiết kế Sản lượng điện trong một năm Tỷ lệ tự dùng Hiệu suất khử bụi 440MW 2.86 Tỷ KWh 10.15 % 99% Lò hơi Kiểu Năng suất hơi Nhiệt độ hơi quá nhiệt áp suất hơi Hiệu suất thô của lò БKZ-220-100-10C 220 T/h 540oC 100 ata 86.05 % Tua bin Kiểu Công suất định mức áp suất hơi vào tua bin Nhiệt độ hơi vào tua bin TBF-120-2T3 110 MW 90 ata 535oC Máy phát Kiểu Công suất Tốc độ Điện áp đầu cực máy phát T- 120 120 MW 3000 vòng / phút 10.5 KV 1.3 Giới thiệu chung về sơ đồ nhiệt một tổ máy Nhà máy điện phả lại có 4 tổ máy, mỗi tổ máy gồm 2 lò hơi và một tua bin các lò hơi vận hành độc lập với nhau. Nước ngưng từ bình ngưng tụ A và B được hai bơm ngưng bơm qua qua 2 ejectơ chính I và II sau đó được đưa qua các bình gia nhiệt từ số 1 đến số 5 tại đây nước ngưng được gia nhiệt bởi hơi nước trích ra từ các cửa trích hơi của tua bin. Các bình từ số 1 á5 được gọi là các bình gia nhiệt hạ. Sau khi đi qua gia nhiệt hạ nước ngưng được đưa lên bình khử khí 6 ata ở đây nước được khử hết các bọt khí có trong nước để chống ăn mòn kim loại. Nước sau khi khử khí được các bơm cấp nước bơm qua thiết bị bình gia nhiệt cao từ số 6á8 tại đây nước ngưng tiếp tục được gia nhiệt bởi hơi nước trích ra từ các cửa trích hơi ở xi lanh cao áp của tuabin. Sau khi được gia nhiệt bởi gia nhiệt cao nước được đưa qua hai bộ hâm nước ở đuôi lò để hâm nóng thêm trước khi vào bao hơi. Nước ở bao hơi theo vòng tuần hoàn tự nhiên, nước chảy xuống các giàn ống sinh hơi, nhận nhiệt năng từ buồng đốt của lò biến thành hơi nước và trở về bao hơi. Trong bao hơi phần trên là hơi bão hoà ẩm, phía dưới là nước ngưng Hơi bão hoà ẩm trong bao hơi không được đưa ngay vào tua bin mà được đưa qua các bộ xấy hơi, tại đây hơi được xấy khô thành hơi quá nhiệt có nhiệt độ 540oC và áp suất P =100 ata. Hơi quá nhiệt được đưa vào tua bin, tại tua bin động năng của dòng hơi được biến thành cơ năng quay tua bin máy phát để sản xuất ra điện năng. Hơi sau khi sinh công ở các tầng cánh của tuabin đợc ngưng tụ thành nước ở bình ngưng tụ. Công do tua bin sinh ra làm quay máy phát điện. Như vậy nhiệt năng của than đá đã biến đổi thành cơ năng và điện năng, còn hơi nước là môi chất được biến đổi theo một vòng tuần hoàn kín. Nước ở đây là môi chất trung gian để chuyển nhiệt năng của than đá, dầu thành cơ năng và điện năng. Nhiệt năng Nước Hơi Điện năng Máy fát Cơ năng Hình 1.1: Sơ đồ nhiệt một tổ máy Nước dùng để làm mát bình ngưng được lấy từ trạm bơm nước tuần hoàn gồm 4 máy bơm loại trục đứng, nước làm mát sau khi ra khỏi bình ngưng được đưa ra hệ thống kênh thải và thải ra sông. Một phần nước thải được đưa đi phục vụ cho nông nghiệp. Bình ngưng của tua bin gồm có 2 ngăn A và B mỗi ngăn có tới 1570 ống đồng cho nước làm mát chảy qua. Hơi nước ở ngoài ống và bị nước làm mát lấy nhiệt và ngưng tụ lại thành nước 1.4.Giới thiệu lò hơi và các thiết bị của lò 1.4.1. Giới thiệu cấu tạo và nguyên lý làm việc của lò hơi : Mỗi tổ máy của nhà máy gồm có hai lò và một tua bin. Lò hơi loại БKZ-110-220-10C do Liên Xô chế tạo. Là loại lò hơi một bao hơi, ống nước đứng, tuần hoàn tự nhiên, nguyên liệu cung cấp cho lò là than đá lấy từ các mỏ than Mạo Khê, Hòn Gai, Cẩm Phả, Quảng Ninh. Lò có cấu tạo hình “P”. Buồng đốt chính là nhánh đi lên đầu tiên, tại đây nước được gia nhiệt thành hơi.Trên đường khói nằm ngang trên lò có đặt các bộ quá nhiệt để xấy khô hơi trước khi đưa sang tua bin. Trên đường khói thoát người ta đặt xen kẽ các bộ hâm nước và bộ xấy không khí nhằm tận dụng lượng nhiệt của khói thoát để tăng hiệu suất của lò. Buồng đốt của lò kiểu hở cấu tạo bởi các đờng ống sinh hơi hàn sẵn, các giàn ống sinh hơi ở vách trước và vách sau phía dưới tạo với nhau thành mặt nghiêng của phễu lạnh với góc nghiêng là 50°. Buồng đốt được lắp đặt bốn vòi đốt chính kiểu xoáy lắp tại 2 vách bên của lò ở độ cao 9.85m và 12.7 m, có 4 vòi đốt gió cấp 3 đặt ở 4 góc lò, vòi đốt này tận dụng gió sau khi than mịn được phân ly và được đẩy vào lò qua quạt tải bột máy nghiền. Để khởi động và duy trì sự cháy cho lò hơi người ta lắp đặt một vòi phun dầu mazut bên cạnh vòi đốt chính có công suất 2 tấn/ giờ. Nhằm có được hơi với chất lợng cao lò sử dụng sơ đồ bốc hơi 2 cấp, cấp bốc hơi thứ nhất đặt ngay trong bao hơi, gồm tổ hợp các xyclon trong thiết bị rửa hơi, cửa chớp và mặt sàng cấp bốc hơi thứ 2 là 4 xyclon ngoài, đặt thành từng khối ở bên phải và bên trái lò. Bao hơi của lò có cấu tạo hình trụ có đường kính trong là 1600 mm, chiều dài là 12.7 m và độ dầy là 88 mm. Mức nước trung bình ở trong bao hơi thấp hơn trục hình học của bao hơi là 200 mm trong quá trình vận hành lò mức nước trong bao hơi có thể cho phép giao động ± 50 mm so với mức trung bình 0. Trong quá trình khởi động lò bao hơi của lò được sấy nóng bằng hơi bão hoà lấy từ các lò khác, ngoài ra trong bao hơi còn đặt các đường ống xả sự cố, ống đa phốt phát vào lò để chống đóng cáu cặn. Sự tuần hoàn của lò được phân chia theo các giàn ống, thành 14 vòng tuần hoàn nhỏ độc lập nhằm tăng độ tin cậy của quá trình tuần hoàn. Bộ quá nhiệt của lò là bộ quá nhiệt hỗn hợp nửa bức xạ, nửa đối lưu, dọc theo đường hơi gồm 4 bộ quá nhiệt từ bộ quá nhiệt cấp I á IV. Việc điều chỉnh nhiệt độ của hơi quá nhiệt được thực hiện nhờ bộ phun giảm ôn cấp I và cấp II. Nước đi phun giảm ôn "Làm mát hơi" là nước ngưng lấy từ bình ngưng phụ đặt trên đỉnh lò khi khởi động lò dùng nước cấp để đi phun. Để làm sạch khói thoát trước khi thải ra ngoài trời, khói được đưa qua bộ lọc bụi tĩnh điện, tại đây 99% lượng bụi bay theo khói được giữ lại. Trong quá trình vận hành các bề mặt trao đổi nhiệt của lò thường xuyên bị bám bẩn, để làm sạch ống sinh hơi người ta bố trí các vòi thổi bụi. Dùng hơi bão hoà có áp lực 30 á 40 KG/cm2. Để làm sạch ống sinh hơi, sử dụng các máy thổi nông OM - 35, với bộ quá nhiệt dùng các máy thổi sâu OG, ở phía đuôi lò có lắp đặt bộ thải xỉ liên tục đã được cơ giới hoá. 1.4.2. Các thông số kỹ thuật chính của lò hơi Kiểu lò : БKZ-220-100-10C Năng suất hơi của lò : Dx = 220 T/h Nhiệt độ hơi quá nhiệt : tqn = 540oC Áp suất hơi quá nhiệt : Pqm = 100 ata Áp suất bao hơi : Pbh = 112.6 ata Nhiệt độ nước cấp : to = 230oC Nhiệt độ khói thoát : toKT = 133oC Hiệu suất thô của lò : hthô = 86.05% Tổn thất do khói thoát : q2 = 5.4% Tổn thất do toả ra môi trường : q5 = 0.54% Tổn thất do cơ giới : q4 = 8% Tổn thất do xỉ mang đi :q6 = 0.06% 1.4.3. Các thiết bị phụ của lò 1.4.3.1. Quạt gió Để cung cấp không khí cho quá trình cháy của lò và quá trình chế biến than, vận chuyển than bột người ta lắp đặt một động cơ và quạt gió có các thông số như sau: - Quạt gió kiểu ДA -30-2-17-44-8T1 - Động cơ: Pđm = 630 KW: Iđm =73,5 A: h= 0.93: Uđm =6KV: cosj = 0,88 1.4.3.2. Quạt khói Để tạo chân không trong buồng đốt và thải khói ra ngoài trời ngời ta lắp đặt một quạt khói có các thông số : - Quạt gió kiểu ДA -30-2-17-64-10T1 - Động cơ Pđm = 630 KW: Iđm =77 A: h= 94%: U đm =6 KV: cosj = 0.88 1.5. Giới thiệu về tua bin 1.5.1. Cấu tạo của tua bin Tua bin của nhà máy là loại tua bin hơi kiểu K-100-90-7 được chế tạo tại Liên Xô với công suất là 110 MW dùng để quay máy phát điện TBF-120-250 là một tổ máy một trục được cấu tạo từ hai xi lanh: cao áp hạ áp. Roto cao áp được đúc kiêủ khối bằng thép chịu nhiệt gồm 20 tầng cánh động trong đó có một tầng điều chỉnh và 19 tầng áp lực, các tầng cánh động được rèn liền khối với trục.Trên xi lanh cao áp có 5 cửa trích hơi từ số 1 đến số 5. Hơi trích được đưa đến các hình gia nhiệt cao và khử khí. Tua bin được trang bị hệ thống phân phối hơi gồm 4 cụm vòi phun gọi là 4 van điều chỉnh được đặt trong các hộp hơi hàn liền với vỏ xi lanh cao áp hai van đặt phía trên, hai van đặt phía dưới. Roto hạ áp được chế tạo kiểu thoát hơi về hai phía mỗi phía có 5 tầng cánh, cánh động hạ áp được chế tạo riêng rẽ và lắp ép vào trục, xi lanh hạ áp có hai đường thoát hơi nối với hai bình ngưng A và B kiểu bề mặt “nước làm mát đi bên trong hơi đi bên ngoài”. Trên xi lanh hạ áp có 3 cửa trích hơi từ số 6 đến số 8, trích hơi đi gia nhiệt nước cấp ở các hình gia nhiệt hạ. Hơi quá nhiệt được đưa từ hai lò sang bằng hai nhánh qua van STOP vào hộp hơi sau đó và 4 ống chuyển tiếp vào van điều chỉnh vào xi lanh cao áp, sau khi sinh công ở đây hơi sẽ theo hai ống liên thông sang xi lanh hạ áp, từ xi lanh hạ áp dòng hơi đi xuống bình ngưng tụ A và B. 1.5.2. Các thông số kỹ thuật của tua bin Kiểu : K100-90-7 Áp suất hơi trước van STOP : 90 ata Nhiệt độ hơi vào tua bin : 535 oC Lưu lượng nước làm mát : 16000 m3/h : to = 23oC Nhiệt độ nước làm mát : to = 23o C Chân không bình ngưng : PCK =- 0.062 ata 1.5.3. Thông số của các cửa trích hơi Số cửa trích Tên gia nhiệt cấp hơi từ cửa trích Thông số hơi cửa trích Lưu lượng hơi(T/h) Pd KG/cm2 To hơi oC 1 Gia nhiệt cao số 8 31.9 400 30 2 Gia nhiệt cao số 7 19.7 343 20 3 Gia nhiệt cao số 6 11 280 15 4 Gia nhiệt hạ số 5 3.1 170 14 5 Gia nhiệt hạ số 4 1.2 120 9 6 Gia nhiệt hạ số 3 - 0.29 90 8 7 Gia nhiệt hạ số 2 - 0.6 75 7 8 Gia nhiệt hạ số 1 - 0.82 57 6 1.6. Giới thiệu hệ thống chế biến than Nhiên liệu chính của nhà máy điện Phả Lại là than đá, được vận chuyển từ các mỏ than ở Quảng Ninh về nhà máy bằng đường sông và đường sắt. Than từ kho than, từ cảng sông, đường sắt, được chuyển vào lò bằng hệ thống băng tải đa tới các máy nghiền than thông qua các máy cấp than nguyên. Việc xấy than được thực hiện trong các máy nghiền than bằng gió nóng có nhiệt độ 400oC . Gió này được lấy từ quạt gió thổi qua hai bộ xấy không khí ở đuôi lò.Trên đường gió nóng đến máy nghiền có lắp một lá chắn không khí lạnh thông với khí quyển. Trong thùng nghiền, than được nghiền nhỏ, hỗn hợp than và không khí nóng được quạt tải bột hút về bộ phân ly than thô, tại đây những hạt to trọng lượng lớn được đưa trở lại máy nghiền để nghiền lại, những hạt than nhỏ đủ tiêu chuẩn được đưa lên phân ly than mịn (xyclon). Xyclon có nhiệm vụ tách than ra khỏi hỗn hợp than và không khí, từ đây than bột được đưa vào kho chứa than bột hoặc được đưa vào vít truyền than bột để đưa đến lò khác. Không khí nóng được tách ra sau khi phân ly vẫn còn lẫn một lượng khoảng 10 % than nhỏ mịn được quạt tải bột đưa vào các vòi gió cấp 3 ở 4 góc lò để tiết kiệm lượng than này. Than bột trong kho than bột được đưa vào ống dẫn than nhỏ nhờ các máy cấp than bột, mỗi ống cấp than bột dùng hai máy cấp than bột. Việc vận chuyển than bột từ kho than bột đến các vòi đốt chính bằng đường không khí cấp i Có nhiệt độ tới 4000C. * Các chế độ và thông số kỹ thuật của hệ thống chế biến than + Máy nghiền than: Kiểu : ЩБM – 370/850 Đường kính thùng nghiền : d= 3.7 m Chiều dài thùng nghiền : l=8.5 m Năng suất nghiền than : Dth = 33.1 tấn / giờ Trọng lượng bi : Mb = 65.5 tấn Tốc độ của thùng nghiền : ntn =17.62 vòng /phút + Động cơ máy nghiền : Kiểu : CД3-2-22-41-60TB2 Công suất : Pđm = 1600KW Tốc độ : n = 100 vòng / phút Điện áp đính mức : Uđm = 6KV Dòng điện kích từ : IKT = 265 A Điện áp kích từ : UKT =165 V Hiệu suất : h = 93.8 % + Động cơ quạt tải bột : Kiểu: ДА-30-13-50-4T2 Công suất: Pđm = 395KW Điện áp: Uđm = 6KV Tốc độ: nđm = 1480 vòng / phút + Động cơ máy cấp than nguyên là động cơ điện một chiều kích từ song song có các thông số sau : Kiểu: 2P-6225-04 Công suất định mức: Pđm = 9KW Điện áp định mức: Uđm = 220V Tốc độ định mức: nđm = 300 á 1500 vòng / phút + Động cơ máy cấp than bột là động cơ điện một chiều kích từ song song có các thông số sau: Kiểu: P -52-72 Công suất định mức: Pđm =1.9KW Điện áp định mức: Uđm = 220VDC Tốc độ định mức: nđm = 300 á 1500 vòng / phút + Thành phần hoá học của than Nhiệt trị của than Qtblv =5.035 Kcal/Kg Độ tro A= 28.3 % Độ ẩm W=9.65% Hàm lượng ô xy O2 = 2.22 % Hàm lượng hiđrô H2 = 2.32% Hàm lượng lưu huỳnh S = 0.73% Ni tơ N2 = 0.4 % Hàm lượng các bon C= 56.3% Chương 2 CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU CHỈNH CHÍNH TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN PHẢ LẠI I 2.1.CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHÍNH TRONG NHÀ MÁY Trong chu trình sản xuất điện của dây chuyền I có các hệ thống hệ thống điều khiển chính trong sau: + Bộ điều khiển tốc độ quay của Tua bin. + Bộ điều khiển điện áp đầu ra của nhà máy. + Bộ điều khiển công suất phát của nhà máy. + Bộ điều khiển ấp suất hơi đầu lò. + Bộ điều khiển áp suất hơi quá nhiệt. + Bộ điều khiển mức nước bao hơi. + Bộ điều khiển chân không buồng lửa. + Bộ điều khiển hệ số không khí thừa. + Bộ điều khiển mức nước bình ngưng. + Bộ điều khiển mức nước bình gia nhiệt. + Bộ điều khiển mức nước bình khử khí. + Bộ điều khiển chân không máy nghiền. + Bộ điều khiển nhiệt độ hỗn hợp khử bụi. + Bộ điều khiển nhiên liệu trong các Bunke. + Bộ điều khiển lưu lượng nước xả liên tục. 2.1.1 Điều khiển phụ tải lò (điều khiển áp suất buồng lửa) Nhiệm vụ. Thực hiện điều chỉnh lượng nhiên liệu vào lò (điều chỉnh lượng nhiệt sinh ra trong buồng lửa) sao cho hơi ra khỏi lò hơi sang Tua bin đảm bảo độ ổn định về lưu lượng hơi, chất lượng hơi (độ khô theo quy định) và đảm bảo được thông số nhiệt độ và áp suất đã quy định dưới bất kỳ tác động nào. Các thông số cần được giữ ổn định ở đầu ra của lò hơi là: nhiệt độ, áp suất, chất lượng hơi, lưu lượng hơi trước khi vào Tua bin. Trong thực tế vận hành có nhiều tác động về sự thay đổi áp suất của lò hơi do nhiễu. Do vậy bộ điều khiển phụ tải lò hơi giữ ổn định quá trình cháy có hiệu suất cao nhất. Để đạt được hiếu suất lò cao nhất thì phải làm giảm các tổn thất năm loại tổn thất chính (q2,q3,q4,q5,q6) trong lò hơi. Trong quá trình cháy của lò hơi người ta người ta thường điều chỉnh hệ số không khí thừa và lượng nhiên liệu vào buồng đốt. Về mặt động lực học: lò hơi là một đối tượng phức tạp, nó gồm nhiều thông số liên quan chặt chẽ với nhau. Sự liên quan đó được biểu hiện ở các quá trình biến đổi lý, hoá học phức tạp. Từ nhiên liệu sang khói thải sẩy ra đồng thời với quá trình chuyển hoá năng lượng chuyển môi chất nước thành hơi. Đặc trưng của lò hơi là 2 vấn đề chính: Chế độ cháy trong lò hơi. Chuyển hoá nước thành hơi. Như vậy hệ thống điều khiển phụ tải lò không thể thiếu được trong quá trình sản xuất điện năng, nó giữ một vai trò quan trọng trong quá trình cháy trong buồng lửa cũng như duy trì được tính thuỷ động của chu trình. Sơ đồ công nghệ Hình 2.1: Sơ đồ lò hơi Trong đó : 1- khối đo lưu lượng hơi sau lò. 2- khối đo áp suất trong bao hơi. 3- khối vi phân. 4- khối tổng hợp tín hiệu. 5- khối điều chỉnh. 6- phạm vi cấp bột than. 7- khối đo áp suất trong ống góp sinh hơi. 8- khối điều chỉnh hiệu chỉnh( bộ điều chỉnh chính). Khi lượng nhiệt sinh ra trong buồng lửa tăng lên làm quá trình tạo hơi tăng lên trong các ống sinh hơi đặt trong buồng lửa, dẫn đến lượng hơi đi vào bao hơi tăng làm tăng áp suất hơi trong bao hơi khi đó khối 2 sẽ đo được độ chênh áp này và đưa tới khối 3, khối 4. Khối 4 đưa ra tín hiệu điều chỉnh sang khối 5, khối này sẽ đưa ra tín hiệu tác động tới khối 6. Tiếp đó khi khối 1 nhận được tín hiệu tăng áp suất thi lại gửi tín hiệu tới các khối 4,5 thông qua bộ biến đổi 1 và khối 4,5 sẽ đưa ra tín hiệu tác động tới khối 6 đóng tiếp cửa cấp nhiên liệu vào lò hơi. Nếu có tín hiệu qua áp hay giảm áp so với áp suất làm việc của Tua bin thì tín hiệu này được khối cảm biến 7 đưa đến khối 8 để chia tín hiệu này đến các lò khác để tác động tới khối điều khiển 4,5 để đưa ra tín hiệu tác động đóng van cấp nhiên liệu vào lò. Nó có thể coi như là nhiễu do tổn thất áp suất do đường ống góp chỉnh gây ra và được khử băng bộ khử nhiễu. Từ sơ đồ công nghệ ta có thể suy ra sơ đồ cấu trúc tương đương của hệ thống điều chỉnh phụ tải nhiệt. Hình 2.2. Sơ đồ cấu trúc hệ thống điều khiển phụ tải nhiệt Hệ thống điều chỉnh phụ tải lò là hệ thống điều khiển hai vòng điều khiển, vòng thứ nhất là điều khiển theo tín hiệu đo áp suất trong bao hơi, vòng tác động chính là vong tín hiệu áp suất đường hơi sau bộ quá nhiệt. Còn tín hiệu trên ống hơi chính đưa về là tín hiệu nhiễu. 2.1.2 Điều khiển hệ số không khí thừa Sơ đồ công nghệ Hình 2.3: Sơ đồ điều khiển không khí thừa Khi có sự thay đổi về lượng không khí cấp vào lò thì tín hiệu được đo thông qua tín hiệu đo lượng nhiên liệu cấp vào lò và lương gió nóng cấp vào lò đưa tới bộ điều chỉnh, bộ điều chỉnh đưa ra tín hiệu tác động tơi van cấp gió, sau qua van cấp gió trên đường vào lò có lấy tín hiệu về lượng Ôxy trên đường cấp gió vào lò đưa về bộ điều chỉnh đưa ra tín hiệu điều điều chỉnh lượng gió cấp vào lò thông qua van cấp gió. Từ sơ đồ công nghệ của quá trình ta có sơ đồ cấu trúc của bộ điều chỉnh hệ số không khí thừa. Hình 2.4: Sơ đồ cấu trúc điều chỉnh không khí thừa Đối tượng 1: điều chỉnh không khí. Đối tượng 2: điều chỉnh O2. Hệ thống điều chỉnh hệ số không khí thừa là hệ thống điều chỉnh mạch 2 vòng bao gồm bộ điều chỉnh chính là vòng K và bộ điều chỉnh lượng không khí là Bộ ĐC. Hiệu chỉnh ôxy chủ yếu tác động do chất lượng của nhiên liệu, hệ thống điều chỉnh hệ số không khí thừa là hệ thống điều chỉnh chế độ cháy kinh tế của lò hơi (chế độ cháy của buồng lửa). 2.1.3 Điều khiển mức nước bao hơi Hệ thống điều khiển mức nước bao hơi nhà máy nhiệt điện Phả Lại I được giới thiệu chi tiết trong chương III 2.1.4 Điều khiển nhiệt độ bộ quá nhiệt Vai trò của nhiệt độ hơi quá nhiệt giữ một vai trò cực kỳ quan trọng, nó đảm bảo cho đặc tính và hiệu suất của chu trình nhiệt. Nếu nhiệt độ hơi quá nhiệt thấp sẽ gây làm cho các tầng cánh phía sau của tua bin làm việc với hiệu suất thấp. Nếu thấp quá so với mức quy định thì các tầng cánh cuối cùng của tua bin sẽ bị làm việc có ẩm (gây hỏng các tầng cánh của tua bin). Nếu nhiệt độ hơi quá nhiệt tăng cao thì hiệu suất của chu trình sẽ được tăng cao. Nếu nhiệt độ hơi quá nhiệt tăng cao quá so với quy định sẽ gây lên các dàn ống sẽ bị suy giảm về độ bền. Do vậy phải có hệ thống điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt để đảm bảo cho chu trình nhiệt làm việc ổn định, lâu dài. Sơ đồ công nghệ. Nước làm mát qqn=535±5 oC qqnvao D Bô ĐC Hình 2.5: Sơ đồ bộ quá nhiệt Vì một lý do nào đó nhiệt độ hơi quá nhiệt tăng nên quá mức cho phép 535÷5 oC thì bộ cảm biến nhiệt độ này và đưa tới bộ điều chỉnh và so sánh với giá trị đặt là 535÷5 oC thì bộ điều chỉnh đưa ra tín hiệu tác động tới cơ quan điều chỉnh là van cấp nước giảm ôn, để mở van cấp nước phun vào hơi làm cho nhiệt độ hơi giảm đi, nếu nhiệt độ hơi sau khi phun nước giảm ôn ở đầu ra đưa tới tua bin vẫn chưa về giá trị quy định thì thiết bị đo cảm nhận được và chuyển đổi thành tín hiệu điện chuẩn đưa tới bộ điều khiển để bộ điều khiển so sánh với giá trị đặt và bộ điều chỉnh tiếp tục tác động vào cơ cấu chấp hành , tới cơ quan điều chỉnh là van để mở tiếp tục cho nước giảm ôn vào phun hoà trộn với hơi quá nhiệt. Quá trình cứ như vậy đến khi nào tín hiệu so sánh giữa giá trị đặt và giá trị nhiệt độ của bộ cảm biến đưa về khi chuyển đổi thành tín hiệu điện quy chuẩn là bằng không thi quá trình điều khiển kết thúc. Từ sơ đồ khối của hệ thống ta có sơ đồ cấu trúc tương ứng với sơ đồ khối của hệ thống điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt. q1 qqn ĐT2 ĐT1 Bộ ĐC D q0 Hình 2.6: Sơ đồ cấu trúc hệ thống điều khiển hơi quá nhiệt Hệ thống điều khiển nhiệt độ hơi quá nhiệt gồm hai vòng điều chỉnh. Vòng thư nhất là điều chỉnh độ mở van nước giảm ôn, vòng này là vòng điều chỉnh phụ của hệ thống. Vòng thứ hai là vòng điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt, đây là vòng điều chỉnh chính. Trong vòng điều chỉnh van có bộ vi phân để dự báo trước sự thay đổi độ mở của van. 2.1.5 Điều khiển mức nước bình ngưng Trong bình ngưng gồm có 2 thông số chính cần điều chỉnh: Mức nước bình ngưng. Chân không bình ngưng. Mức nước bình ngưng và chân không bình ngưng ảnh hưởng đến chỉ tiêu kinh tế của Tua bin, nó còn ảnh hưởng đến chế độ làm việc bình thường của thiết bị. Nếu chân không bình ngưng tăng sẽ làm tăng áp suất bình ngưng và làm giảm quá trình giãn nở trong tua bin lại đồng thời tăng nhiệt độ ở phần đuôi của Tua bin sẽ gây nóng gối đỡ và làm thay đổi quá trình giãn nở do nhiệt của Tua bin. Nếu mức nước trong bình ngưng giảm sẽ làm nóng nước tuần hoàn sẽ làm biến dạng các dàn ống đồng làm ảnh hưởng đến quá trình trao đổi nhiệt. Hơi 3 4 6 5 2 Hb 1 Sơ đồ công nghệ Giá trị tuần Nước đặt hoànn Lò hơi Tái tuần hoàn 1- Bình ngưng. 2-