1. Trang Chủ
  2. Thạc sĩ - Tiến sĩ - Cao học
  3. LUẬN VĂN THẠC SỸ: KHẢO SÁT THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THỔI BỤI LÒ HƠI CHO NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN TRÊN NỀN SIMATIC S7-300

LUẬN VĂN THẠC SỸ: KHẢO SÁT THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THỔI BỤI LÒ HƠI CHO NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN TRÊN NỀN SIMATIC S7-300

Ngày nay, cùng hoà nhập với chủ trương công nghiệp hoá hiện đại hoá, ngành điện đóng một vai trò chủ đạo trong chiến lược phát triển kinh tế của cả nước. Tuy nhiên hiện nay năng lượng điện để sản xuất và tiêu dùng còn thiếu rất nhiều. Nhà nước, chính phủ Việt Nam đã có rất nhiều phương án để khắc phục vấn đề này như trong quy hoạch phát triển năng lượng điện chính phủ đã đưa ra danh mục xây dựng các nhà máy nhiệt điện, thuỷ điện và nâng cấp mở rộng các nhà máy... ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI H

Thể loại Tài liệu miễn phí Thạc sĩ - Tiến sĩ - Cao học

Số trang 75

Ngày tạo 8/30/2018 1:19:02 AM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước 1.09 M

Tên tệp

Tải LUẬN VĂN THẠC SỸ: KHẢO SÁT THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU ... (.pdf)

Xem mẫu

  1. ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP ------------------------------------ LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGÀNH: TỰ ĐỘNG HOÁ ĐỀ TÀI: KHẢO SÁT THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THỔI BỤI LÒ HƠI CHO NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN TRÊN NỀN SIMATIC S7-300 VŨ MẠNH LAI Học viên: Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN DOÃN PHƯỚC THÁI NGUYÊN 2009
  2. ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐHKT CÔNG NGHIỆP Độc lập - Tự do - Hạnh phúc ***** ------------------------------------- THUYẾT MINH LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Học viên: Vũ Mạnh Lai Lớp: CHK9 Chuyên ngành: Tự động hoá Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Doãn Phước Ngày giao đề tài: 06/08/2008 Ngày hoàn thành: 15/03/2009 KHOA ĐT SAU ĐẠI HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN HỌC VIÊN PGS.TS: Nguyễn Doãn Phước Vũ Mạnh Lai
  3. Luận văn tốt nghiệp 1 Lời nói đầu Ngày nay, cùng hoà nhập với chủ trương công nghiệp hoá hiện đại hoá, ngành điện đóng một vai trò chủ đạo trong chiến lược phát triển kinh tế của cả nước. Tuy nhiên hiện nay năng lượng điện để sản xuất và tiêu dùng còn thiếu rất nhiều. Nhà nước, chính phủ Việt Nam đã có rất nhiều phương án để khắc phục vấn đề này như trong quy hoạch phát triển năng lượng điện chính phủ đã đưa ra danh mục xây dựng các nhà máy nhiệt điện, thuỷ điện và nâng cấp mở rộng các nhà máy điện hiện có. Đặc biệt cùng với sự hội nhập kinh tế thế giới các khu công nghiệp, chế xuất phát triển mạnh, đời sống nhân dân ngày càng cao do dó đã kéo theo nhu cầu sử dụng điện tăng đột biến. Vì vậy việc xây dựng, nâng cấp các nhà máy nhiệt điện được chính phủ quan tâm hàng đầu như : Xây dựng mở rộng nhà máy nhiệt điện Phả Lại 2, Uông Bí 2, Ninh Bình…Xây dựng mới nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh 1, Quảng Ninh 2, Cẩm Phả 1, Cẩm Phả 2, Mông Dương 1, Mông Dương 2, Sơn Động, Mạo Khê… Song song với việc xây dựng các nhà máy nhiệt điện, thuỷ điện là việc bảo dưỡng, sửa chữa, nâng cấp nhà máy điện. Hệ thống điều khiển thổi bụi lò hơi cho nhà máy nhiệt điện là một trong những hệ thống đóng vai trò quan tr ng bởi thổi ọ bụi đều đặn để duy trì công suất hấp thụ nhiệt của các đường ống lò hơi, tăng hiệu suất truyền nhiệt của các đường ống sinh hơi, nâng cao tuổi thọ và năng suất lò hơi. Do hệ thống điều khiển thổi bụi lò hơi cho nhà máy nhiệt điện nước ta hiện nay phụ thuộc vào kỹ thuật nước ngoài, giá thành cao nên việc bảo dưỡng, sửa chữa, thay thế gặp khó khăn. Vì vậy đề tài: “Khảo sát thiết kế hệ thống điều khiển thổi bụi lò hơi cho nhà máy nhiệt điện” thay thế hệ thống thổi bụi hiện tại trong tình trạng bị hỏng hoặc có nỗi phần mềm điều khiển không khắc phục được cần phải làm bởi làm được như vậy chắc giá thành sẽ rẻ hơn mà chúng ta hoàn chủ động trong việc bảo hành, sửa chữa mà không phụ thuộc vào chuyên gia nước ngoài. Cũng qua đó bản đồ án này đã được hoàn thành, mong muốn có thể từ đây Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
  4. Luận văn tốt nghiệp 2 xây dựng được một hệ thống thổi bụi tại Việt Nam với đặc điểm kỹ thuật và giá thành hợp lý hơn. Trong thời gian làm luận văn, với những kiến thức được học trong nhà trường cùng với tài liệu tham khảo, sách, tạp chí ở ngoài chương trình học tập và đặc biệt nhờ có sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình của thầy giáo PGS.TS Nguyễn Doãn Phước, các thầy cô trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên, Đại học Bách khoa Hà Nội cùng các bạn đồng nghiệp mà tôi đã hoàn thành bản luận văn này. Tuy nhiên do kiến thức, khả năng còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót, vì vậy tôi rất mong nhận được những ý kiến đóng góp cho bản luận văn này. Xin trân trọng cảm ơn ! Thái Nguyên, tháng 3 năm 2009 Tác giả Vũ Mạnh Lai Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
  5. Luận văn tốt nghiệp 3 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU..........................................................................................................1 DANH MỤC HÌNH VẼ...........................................................................................5 Chương 1: Những vấn đề cơ bản của lò hơi 1.1. Vai trò của lò hơi trong nhà máy nhiệt điện......................................................6 1.2. Mô tả sơ lược đặc tính kỹ thuật lò hơi, máy thổi bụi nhà máy nhiệt điện Phả Lại 2..........................................................................................................................8 1.3. Vai trò của máy thổi bụi trong nhà máy nhiệt điện.........................................15 1.4. Nhiệm vụ của hệ thống điều khiển máy thổi bụi.............................................17 Chương 2: Máy thổi bụi 2.1. Mô tả chung máy thổi bụi................................................................................18 2.2. Mô tả cấu trúc máy thổi bụi.............................................................................19 2.3. Giới thiệu hoạt động máy thổi bụi...................................................................22 2.4. Thông số cơ chính máy thổi bụi......................................................................23 2.4.1. Thông số cơ chính máy thổi bụi ngắn (Wall Blower-WB)..........................23 2.4.2. Thông số cơ chính máy thổi bụi dài (Long Sootblower-LSB).....................25 2.5. Van điều khiển và nguyên tắc vận hành..........................................................27 2.5.1. Nguyên lý làm việc của hệ thống van ..........................................................27 2.5.2. Thiết kế sơ đồ hệ thống van..........................................................................29 2.5.3. Chức năng các van........................................................................................31 2.5.4. Mô tả nguyên lý vận hành của hệ thống van................................................33 2.6. Bộ điều khiển điện truyền động tuyến tính Modat..........................................34 2.7. Cảm biến (Sensor áp và Sensor nhiệt).............................................................37 2.7. 1.Cảm biến áp suất (Sensor áp kiểu DMP 333)...............................................37 2.7.2. Cảm biến nhiệt độ (Sensor nhiệt - PT100)...................................................39 Chương 3: Giới thiệu PLC Simatic S7-300 3.1. Mở đầu.............................................................................................................43 3.2. Cấu trúc phần cứng của PLC S7-300...............................................................44 3.2.1. Giới thiệu PLC S7-300.................................................................................44 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
  6. Luận văn tốt nghiệp 4 3.2.2. Giới thiệu các module PLC S7-300..............................................................44 3.2.3. Cấu trúc bộ nhớ CPU....................................................................................52 3.3. Phần mềm STEP 7...........................................................................................54 3.3.1. Chức năng của phần mềm STEP 7...............................................................54 3.3.2. Ngôn ngữ lập trình........................................................................................54 3.3.3. Các bước thực hiện để viết một chương trình điều khiển.............................55 Chương 4: Thiết kế trạm PLC, mạch lực và chương trình điều khiển cho hệ thống thổi bụi 4.1. Thiết lập bài toán điều khiển và trạm PLC......................................................58 4.1.1. Nguyên tắc hoạt động và các thành phần chính của hệ thống thổi bụi ........58 4.1.2. Cấu hình trạm PLC.......................................................................................58 4.2. Cơ cấu chấp hành và mạch lực cho hệ thống thổi bụi.....................................61 4.2.1. Cơ cấu chấp hành..........................................................................................61 4.2.2. Mạch lực cho hệ thống thổi bụi....................................................................63 4.3. Tổng quát quá trình hoạt động và vận hành.....................................................63 4.3.1. Giới thiệu trình tự thổi bụi điển hình trong nhà máy nhiệt điện...................63 4.3.2. Mô tả quá trình hoạt động và vận hành........................................................64 4.3.3. Việc kiểm tra thông thường thiết bị làm việc và thiết bị dự phòng..............65 4.3.4. Các sự cố có thể xẩy ra trong hệ thống thổi bụi - Tình huống, nguyên nhân, tín hiệu liên động - bảo vệ, xử lý của người vận hành............................................67 4.3.5. Các biện pháp an toàn khi thổi bụi các bề mặt trao đổi nhiệt lò hơi.............68 4.4. Chương trình điều khiển hệ thống bằng phần mềm Step 7..............................69 KẾT LUẬN.............................................................................................................70 TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................71 PHỤC LỤC...........................................................................................................72 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
  7. Luận văn tốt nghiệp 5 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình1.1: Nguyên lý cấu tạo của lò hơi và hệ thống vòi thổi bụi Hình 1.2: Hình ảnh máy thổi bụi và nguyên lý làm sạch Hình 2.2: (a) Hình ảnh máy thổi bụi dài; (b) máy thổi bụi ngắn. Hình 2.3: Động cơ và hộp giảm tốc Hình 2.4: Gối đỡ ống lao Hình 2.5: Gối đỡ và hộp chèn ống lao Hình 2.6: Van hơi và cơ cấu đóng mở Hình 2.7: Hình ảnh máy thổi bụi và van hơi Hình 2.8: Nguyên lý làm việc của hệ thống van Hình 2.9: Sơ đồ hệ thống van Hình 2.10: Hình ảnh actuators modact MT Hình 2.11: Cấu hình của actuator Hình 2.12: Đầu cảm biến áp lực Hình 2.13: Cảm biến đo nhiệt độ loại PT100 Hình 3.1: Nguyên lý chung về cấu trúc của một bộ điều khiển logic khả trình H ình 3.2: Cấu hình cứng của trạm PLC Hình 3.3: Hình ảnh modul CPU của PLC S7-300 Hình 3.4: Hình ảnh modul nguồn của PLC S7-300 Hình 3.5: Hình ảnh module cổng vào số của PLC S7-300 Hình 3.6: Hình ảnh module cổng ra số của PLC S7-300 Hình 3.7: Hình ảnh module cổng vào/ra số của PLC S7-300 Hình 3.8: Hình ảnh module cổng ra tương tự của PLC S7-300 Hình 3.9: Hình ảnh module FM của PLC S7-300 Hình 3.10: Hình ảnh module CP của PLC S7-300 Hình 3.11: Hình mô tả quy trình thực hiện chương trình điều khiển tuyến tính Hình 3.12: Cấu trúc một chương trình có cấu trúc Hình 4.1: Thông số kỹ thuật của modul SM 321 DI, SM 322 DO32xDC24V/0,5A. Hình 4.2: Cấu trúc trạm PLC của hệ thống điều khiển thổ bụi Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
  8. Luận văn tốt nghiệp 6 Chương 1: Những vấn đề cơ bản của lò hơi 1.1. Vai trò của lò hơi trong nhà máy nhiệt điện. Lò hơi là thiết bị trong đó xẩy ra quá trình đốt cháy nhiên liệu, nhiệt lượng tỏa ra sẽ biến nước thành hơi, biến năng lượng của nhiên liệu thành nhiệt năng của dòng hơi. Lò hơi là thiết bị có mặt gần như trong tất cả các xí nghiệp, nhà máy, để sản xuất hơi nước để phục vụ cho quá trình sản xuất điện năng trong nhà máy điện, phục vụ cho quá trình đun nấu, chưng cất các dung dịch, sấy sản phẩm trong quá trình công nghệ ở các nhà máy…Tuỳ thuộc vào nhiệm vụ của lò hơi trong sản xuất, ta có thể phân làm hai loại sau: Trong các nhà máy công nghiệp như nhà máy hoá chất, đường, rượu, bia, nước giải khát, thuốc lá, dệt, chế biến thực phẩm…, hơi nước phục vụ cho quá trình đun nấu, chưng cất các dung dịch, cô đặc và sấy các sản phẩm…thường là hơi bão hoà. Áp suất hơi tương ứng với nhiệt độ bão hoà cần thiết cho quá trình công nghệ, loại lò hơi này được gọi là lò hơi công nghiệp, có áp suất hơi thấp, sản lượng nhỏ. Trong nhà máy điện, lò hơi sản xuất ra hơi để làm quay tuốc bin, phục vụ cho sản xuất điện năng, đòi hỏi phải có công suất lớn, hơi là hơi quá nhiệt có áp suất và nhiệt độ cao. Loại này được gọi là lò hơi nhà máy điện. Nhiên liệu đốt trong lò hơi có thể là nhiên liệu rắn như than, củi, bã mía, có thể là nhiên liệu lỏng như dầu nặng (FO), dầu diezen (DO) hoặc nhiên liệu khí. Hình 1.1 trình bày nguyên lý cấu tạo của lò hơi tuần hoàn tự nhiên trong nhà máy điện. Nhiên liệu và không khí được phun qua vòi phun số 1 vào buồng lửa số 2, tạo thành hỗn hợp cháy và được đốt cháy trong buồng lửa, nhiệt độ buồng lửa có thể đạt tới 19000C. Nhiệt lượng toả ra khi nhiên liệu cháy truyền cho nước trong dàn ống sinh hơi 3, nước tăng dần nhiệt độ đến sôi, biến thành hơi bão hoà. Hơi bão hoà theo ống sinh hơi 3 đi lên, tập trung vào bao hơi số 5. Trong bao hơi số 5, hơi được phân ly ra khỏi nước, nước tiếp tục đi xuống theo ống xuống 4 đặt ngoài tường lò rồi lại sang ống sinh hơi số 3 để tiếp tục nhận nhiệt. Hơi bão hoà từ bao Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
  9. Luận văn tốt nghiệp 7 hơi số 5 sẽ đi qua ống góp hơi số 6 vào các ống xoắn của bộ quá nhiệt số 7. Ở bộ quá nhiệt số 7, hơi bão hoà chuyển động trong các ống xoắn sẽ nhận nhiệt từ khói nóng chuyển động phía ngoài ống để biến thành hơi quá nhiệt có nhiệt độ cao hơn và đi vào ống góp để sang tua bin hơi và biến đổi nhiệt năng thành cơ năng làm quay tua bin. Máy thổi bụi dài Máy thổi bụi ngắn Hình1.1. Nguyên lý cấu tạo của lò hơi và hệ thống vòi thổi bụi 1. Vòi phun nhiên liệu 6. Bộ quá nhiệt nửa bức xạ 13. Quạt khói 2.Buồng đốt 8. Ống hơi lên 14. Quạt gió 3. Phễu tro lạnh 9. Bộ qua nhiệt đối lưu 15. Bao hơi 4. Đáy thải xỉ 10. Bộ hâm nước 16. Ống nước xuống 5. Dàn ống sinh hơi 11. Bộ sấy không khí 17. Ống góp 6. Bộ quá nhiệt bức xạ 12. Bộ khử bụi Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
  10. Luận văn tốt nghiệp 8 1.2. Mô tả sơ lược đặc tính kỹ thuật lò hơi, máy thổi bụi nhà máy nhiệt điện Phả Lại 2. Lò hơi nhà máy nhiệt điện Phả Lại 2 thuộc loại lò một bao hơi, tuần hoàn tự nhiên, thông gió cân bằng, buồng lửa thải xỉ khô, quá nhiệt trung gian một cấp và áp lực dưới tới hạn, phù hợp cho việc lắp đặt ngoài trời. Lò hơi được thiết kế để đốt than bột với hệ thống phun than trực tiếp (không có kho than bột trung gian và các máy cấp than bột). - Đặc tính kỹ thuật của lò hơi ở phụ tải cực đại và định mức như sau: Trị số Đơn vị Chỉ tiêu thiết kế TT BMCR RO Lưu lượng hơi quá nhiệt 1 t/h 921,76 875,57 Áp lực bao hơi kg/cm2 2 189,4 187,5 Nhiệt độ bao hơi 0 3 C 360 359 Áp lực hơi quá nhiệt kg/cm2 4 174,6 174,1 Nhiệt độ hơi quá nhiệt 0 5 C 541 541 Lưu lượng hơi quá nhiệt trung gian 6 t/h 814,86 776,9 Áp lực hơi vào bộ quá nhiệt trung gian kg/cm2 7 44,81 42,81 Nhiệt độ hơi vào bộ quá nhiệt trung gian 0 8 C 348,1 344,1 Áp lực hơi ra bộ quá nhiệt trung gian kg/cm2 9 42,71 40,71 Nhiệt độ hơi ra bộ quá nhiệt trung gian 0 10 C 541 541 Áp lực nước cấp vào bộ hâm nước kg/cm2 11 192,8 190,7 Nhiệt độ nước cấp vào bộ hâm nước 0 12 C 262 259 Nhiệt độ nước cấp ra bộ hâm nước 0 13 C 291 288 Tiêu hao nhiên liệu 14 kg/h 131,119 125,257 Tổng các tổn thất 15 % 11,63 11,5 Hiệu suất lò 16 % 88,37 88,5 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
  11. Luận văn tốt nghiệp 9 - Nhiên liệu chính là than antraxite từ 5 mỏ than khác nhau được trộn lẫn theo 1 tỉ lệ như sau: Than Cẩm Phả + Hòn Gai là 40 %, than Mạo Khê + Tràng Bạch là 40 %, than Vàng Danh là 20 %. Bình thường khi đốt than theo thiết kế, lò hơi có khả năng giảm tải tới 6 0 % phụ tải cực đại của lò hơi mà không cần phải kèm dầu. - Đặc tính kỹ thuật của than như sau: Chỉ tiêu phân tích Ký hiệu Trị số TT Độ ẩm làm việc 1 Wlv 9% Chất bốc làm việc 2 Vlv 4,8% Đọ tro làm việc 3 Alv 30,32% Các bon cố định Ccđ 4 55,58% Độ ẩm trong 5 Wt 1,9% Các bon làm việc 6 Clv 56,5% Hydro làm việc 7 Hlv 1,415% Nitơ làm việc 8 Nlv 0,58% Lưu huỳnh làm việc 9 Slv 0,5% Ô xy làm việc 10 Olv 1,69% Nhiệt trị cao 11 Qc 5080 Kcal/kg Nhiệt tri thấp làm việc 12 Qtlv 4950 Kcal/kg Hệ số nghiền 13 HGI 66 Cỡ hạt 14 - 0 - 18 mm Tỷ trọng 15 - 1,05 t/h - Dầu FO được sử dụng để khởi động lò, ổn định khi cháy kém và hỗ trợ khi ngừng lò bình thường. Các loại dầu FO có thể sử dụng được là dầu số 4, số 5, số 6 theo quy định phân cấp của ASTM. Khi chỉ đốt dầu, có thể nâng công suất lò hơi tới 30 % phụ tải cực đại. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
  12. Luận văn tốt nghiệp 10 - Đặc tính kỹ thuật của dầu như sau: Chỉ tiêu chất lượng Đơn vị Trị số TT Nhiệt trị cao 10.000 ÷ 10.600 1 Kcal/kg Tỷ trọng tai nhiệt độ 15oc Tấn/lít 0,96 ÷ 0,97 2 Độ nhớt tại 1000C 5 ÷ 20 3 cst Điểm chớp cháy 0 4 C 66 Điểm đông đặc -20 ÷ +26 0 5 C Lưu huỳnh 6 % 0,3 - 0,5 Nitơ 7 % - 86 ÷ 90 8 Các bon % Hyđro 10 ÷ 12 9 % Hàm lượng nước 0,05 ÷ 2 10 % Hàm lượng tro 0,01 ÷ 0,1 11 % - Buồng đốt được cấu tạo từ các dàn ống sinh hơi. Các ống sinh hơi được hàn với nhau bằng các thanh thép dẹt dọc theo 2 bên vách ống tạo thành các dàn ống kín. Các dàn ống sinh hơi tường trước và tường sau ở giữa tạo thành vai lò, phía dưới tạo thành các phễu tro lạnh. Phía trên buồng đốt, các dàn ống sinh hơi tường sau tạo thành phần lồi khí động. Trên bề mặt ống sinh hơi vùng rộng của buồng đốt từ dưới vai lò tới trên phễu lạnh được gắn gạch chịu nhiệt tạo thành vùng đai đốt bảo vệ bề mặt ống. - Để ổn định tuần hoàn, các dàn ống sinh hơi được chia thành 20 vòng tuần hoàn nhỏ. Từ bao hơi, nước theo 4 đường ống nước xuống, phân chia đi vào 20 ống góp dưới trước khi vào các dàn ống sinh hơi. Hỗn hợp hơi nước bốc lên từ các dàn ống sinh hơi tường 2 bên lò tập trung vào các ống góp trên 2 bên sườn trần lò, từ các dàn ống sinh hơi tường trước tập trung vào các ống góp trên tường trước và Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
  13. Luận văn tốt nghiệp 11 từ các dàn ống sinh hơi tường sau tập trung vào các ống góp trên tường tường sau của lò. Từ các ống góp này hỗn hợp hơi nước đi vào bao hơi bằng 50 đường ống lên. - Theo chiều ra đường khói, phía trên buồng đốt và trên đường khói nằm ngang bố trí lần lượt các bộ quá nhiệt cấp 2, bộ quá nhiệt cuối cùng, và phần sau của bộ quá nhiệt trung gian. Phần đường khói đi xuống được chia thành 2 đường, trước và sau, được phân cách bởi dàn ống phân cách đầu vào bộ quá nhiệt cấp 1. Đường trước đặt phần đầu bộ quá nhiệt trung gian, đường sau đặt bộ quá nhiệt cấp 1. Lưu lượng khói đi vào 2 đường này có thể điều chỉnh được nhờ các tấm chắn điện - thuỷ lực trên đường khói ra sau bộ hâm nước. - Phía dưới bộ quá nhiệt trung gian và bộ quá nhiệt cấp 1 là bộ hâm nước. Bộ hâm nước thuộc loại chưa sôi, có cánh tản nhiệt và chia thành 2 phần. Một phần đặt dưới bộ quá nhiệt trung gian còn phần kia đặt dưới bộ quá nhiệt cấp 1. Ra khỏi bộ hâm nước, dòng khói chia đều thành 2 đường đi vào 2 bộ sấy không khí kiểu quay, hồi nhiệt. - Hệ thống vòi đốt của mỗi lò hơi bao gồm: + 4 vòi đốt dầu khởi động bố trí ở tường trước phía trên phễu tro lạnh. Các vòi này chỉ sử dụng khi khởi động lò hơi từ trạng thái lạnh. + 16 vòi đốt dầu chính bố trí xen kẽ với các vòi đốt than bột trên các vai lò, 8 vòi phía trước và 8 vòi phía sau. Chúng được sử dụng để bắt cháy các vòi đốt than bột, hỗ trợ khi lò cháy kém, khi ngừng lò bình thường và khởi động lò hơi từ các trạng thái ấm, nóng và rất nóng. + 16 bộ vòi đốt than bột loại đặt chúc xuống (Downshot) bố trí đều trên các vai lò trước và sau, chúng bao gồm 16 bộ phân ly dạng cyclone, phân ly hỗn hợp than bột - gió cấp 1. Phần lớn dòng than bột được phân ly xuống dưới tới 32 vòi đốt chính phía trong vai lò, cònại dòng hỗn hợp than bột quá mịn thoát ra khỏi bộ l phân ly phía trên sẽ tới 32 vòi đốt phụ phía ngoài vai lò. - Hệ thống nghiền than cho 1 lò hơi gồm 4 máy nghiền bi, loại 2 đầu kép, sấy và vận chuyển than bột bằng gió nóng cấp 1. Năng suất của máy nghiền đảm Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
  14. Luận văn tốt nghiệp 12 bảo đủ than bột cho lò hơi vận hành ở phụ tải cực đại, liên tục, kể cả trong trường hợp chỉ 3 máy nghiền làm việc. - Mỗi lò hơi được trang bị 2 bộ sấy không khí quay hồi nhiệt, 2 bộ sấy không khí dùng hơi, 2 quạt gió ch ính, 2 quạt gió cấp1 và 2 quạt khói. Chúng được bố trí theo sơ đồ hệ thống làm việc song song. Mỗi thiết bị có công suất làm việc tối thiểu bằng 50% công suất của hệ thống. - Hai bộ lọc bụi tĩnh điện được trang bị cho mỗi lò, chúng được đặt sau bộ sấy không khí quay hồi nhiệt và phía trước quạt khói. Chúng lọc bụi trong khói đảm bảo nồng độ bụi thấp hơn 100 mg/m3 trước khi thải ra môi trường. - Sau các quạt khói, mỗi lò hơi được lắp đặt một hệ thống khử S02 trong khói ( FGD). H thống FGD có nhiệm vụ làm giảm hàm lượng S02 trong khói ệ xuống < 500 mg/m3 trước khi thải ra môi trường. Một đường khói đi tắt qua hệ thống FGD có khả năng cho đi tắt 100% lượng khói thoát ra từ lò hơi để đảm bảo cho lò hơi vẫn vận hành bình thường khi hệ thống FGD không làm việc. - Lò hơi áp dụng phân ly hơi dạng cyclone. Bao hơi loại không phân ngăn, đường kính trong 1830 mm, chiều dài phần song song 14100 mm và chiều dày trung bình 180 mm. Mức nước trung bình trong bao hơi cao hơn so với đường trục hình học bao hơi là 51 mm. - Trong bao hơi ắp đặt 98 bộ phân ly hơi dạng cyclone thành 3 hàng, 1 l hàng phía trước và 2 hàng phía sau. Hỗn hợp hơi nước từ các đường ống lên đi vào các cyclone, t i đây n ước được phân ly xuống dưới vào khoang nước, hơi được ạ phân ly lên trên vào khoang hơi ủa bao hơi và bốc hơi theo các đường hơi bão c hoà sang bộ quá nhiệt. - Để đảm bảo chất lượng hơi bão hoà trước khi sang bộ quá nhiệt, trong bao hơi trang bị 2 cấp rửa h ơi, cấp thứ nhất là các tấm lỗ đặt ngay trên các cyclone, cấp thứ 2 là các tấm cửa chớp đặt trên đỉnh bao hơi trước các đầu vào đường ống hơi bão hoà. - Bộ quá nhiệt của lò hơi thuộc loại nửa bức xạ, nửa đối lưu. Theo đường hơi ra, bộ quá nhiệt bao gồm các bề mặt chịu nhiệt sau đây: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
  15. Luận văn tốt nghiệp 13 • Dàn quá nhiệt trần. • Bộ quá nhiệt hộp. • Vách phân cách đầu vào bộ quá nhiệt cấp 1 • Bộ quá nhiệt cấp 1. • Bộ quá nhiệt cấp 2. • Bộ quá nhiệt cuối cùng. Để điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt, sử dụng 2 cấp giảm ôn loại hỗn hợp. Bộ giảm ôn cấp 1 đặt giữa bộ quá nhiệt cấp 1 và bộ quá nhiệt cấp 2, bộ giảm ôn cấp 2 đặt giữa bộ quá nhiệt cấp 2 và bộ quá nhiệt cuối cùng. Nước phun giảm ôn được lấy từ đầu đẩy bơm cấp lò hơi. - Lò hơi được trang bị 1 bộ quá nhiệt trung gian để tăng nhiệt độ hơi t rước khi vào phần trung áp của tua bin. 1 bộ giảm ôn loại hỗn hợp được đặt trên đường tái nhiệt lạnh (đầu vào bộ quá nhiệt trung gian) để điều chỉnh nhiệt độ hơi ra khỏi bộ quá nhiệt trung gian theo đúng yêu cầu. - Lò hơi được lắp đặt một hệ thống thải xỉ đáy lò loại định kỳ, kiểu ư ớt, dung tích thuyền xỉ là 75 m 3, chứa được xỉ trong khoảng 6 giờ ứng với công suất cực đại của lò hơi. Một hệ thống thải tro bay bao gồm các phễu tro bay b sấy ộ không khí, các phễu tro bay bộ lọc bụi tĩnh điện, hệ thống hút tro chân không và các silô chứa tro bay. - Để làm sạch các bề mặt trao đổi nhiệt, lò hơi được trang bị các thiết bị thổi bụi như sau: • Đối với các dàn ống sinh hơi buồng lửa, dùng vòi thổi bụi ngắn có thể co lại (Loại IR-3D của hãng Diamond Power International inc) , bố trí xung quanh lò. • Đối với các bộ quá nhiệt, bộ quá nhiệt trung gian, bộ hâm, bộ sấy không khí, dùng vòi th bụi loại dài (Loại IK-545 của hãng Diamond Power ổi International inc), bố trí ở tường 2 bên. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
  16. Luận văn tốt nghiệp 14 - Để giám sát buồng lửa, 6 bộ camara được lắp đặt, 4 bộ ở 4 góc lò, 2 bộ ở 2 tường bên phễu tro lạnh đáy lò. Các thiết bị giám sát ngọn lửa bố trí cạnh từng vòi đốt, các cửa thăm xung quanh lò... - Đặc tính kỹ thuật các vòi thổi bụi: Nhà chế tạo Diamond Power International inc * Loại vòi thổi bụi IR-3D Vị trí lắp đặt Buồng lửa Số lượng 20 Số lỗ phun 01 Đường kính lỗ 25,4mm Áp lực thổi 14,0 kg/cm2 Góc quay 3600C Vận tốc quay 2,5V/phút Thời gian/chu trình thổi 19,9 phút Lưu lượng hơi/chu trình thổi 556kg Vật liệu đầu vòi phun ZG 45 Cr14 N 135 Mn 2 * Loại vòi thổi bụi IK-545 Vị trí lắp đặt ở giữa bộ quá nhiệt cấp 2 Số lượng 02 Số vòi phun 02 Đường kính vòi phun 25,4mm Áp lực thổi 16,7 kg/cm2 Tổng hành trình 9812mm Hành trình thổi 9508mm Tốc độ hành trình 0,0417m/s Helic (đường xoắn ốc) 100mm Thời gian/chu trình thổi 15,4 phút Lưu lượng hơi/chu trình thổi 1370kg Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
  17. Luận văn tốt nghiệp 15 Vật liệu đầu vòi INCOLOY 925 Vị trí lắp đặt Phía trên của bộ quá nhiệt cấp 2 Số lượng 02 Số lỗ phun 02 Đường kính lỗ 31,75mm Áp lực thổi 15,6 kg/cm2 Tổng hành trình 9812mm Hành trình thổi 9508mm Vận tốc hành trình 0,0417m/s Helix (đường xoắn ốc) 100mm Thời gian/chu trình thổi 15,4 phút Lưu lượng hơi/chu trình thổi 1736kg Vật liệu đầu vòi phun B&W 6330 1.3. Vai trò của máy thổi bụi trong nhà máy nhiệt điện. Khi đốt nhiên liệu rắn có chứa các khoáng chất thì trên bề mặt chịu nhiệt sẽ có các lớp tro xỉ tích tụ. Tuỳ theo vị trí tích tụ mà tro xỉ được chia làm 3 loại: Tro xỉ của các dàn ống trao đổi nhiệt bức xạ, tro xỉ của bề mặt trao đổi nhiệt nửa bức xạ và tro xỉ của các bề mặt trao đổi nhiệt đối lưu. Dựa vào độ bền cơ học mà các lớp tro xỉ tích tụ có thể chia làm 4 loại: Tro, xỉ xốp, xỉ chắc và xỉ chảy. Quá trình tạo thành các lớp tro xỉ tích tụ trên bề mặt chịu nhiệt như sau: Đầu tiên hình thành lớp tích tụ nguyên thuỷ, lớp này lớn dần lên do có thêm tro bụi bám vào, nhiệt độ của lớp này gần bằng nhiệt độ khói vùng đó, tiếp đến xuất hiện lớp thứ cấp có dạng như răng lược và lớp này phát triển lên, tức là bị đóng xỉ. Để khắc phục sự tích tụ tro xỉ trên bề mặt trao đổi nhiệt thì lò hơi của nhà máy nhiệt điện trang bị hệ thống thổi bụi. Hệ thống thổi bụi được thiết kế để làm sạch các bề mặt ngoài của các ống (sinh hơi) tường buồng lửa, bộ quá nhiệt, bộ hâm, bộ sấy không khí đảm bảo không có tro xỉ tích tụ (xem hình 1.2). Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
  18. Luận văn tốt nghiệp 16 Hình 1.2. Hình ảnh máy thổi bụi và nguyên lý làm sạch Do khói có hàm lượng bụi cao và nhiệt độ lớn, nên các dàn ống trao đổi nhiệt dễ bị bám bụi. Các vòi thổi bụi được thiết kế để thổi bụi từ quá trình cháy và làm cho chúng phân tán trong dòng khói. Thổi bụi đều đặn là cần thiết để duy trì công suất hấp thụ nhiệt của các đường ống lò hơi và để tránh sự liên kết của xỉ được hình thành qua các bề mặt ống và tránh tăng trở lực đường khói. Để đạt được điều này, các vòi thổi bụi được vận hành tự động theo nhóm hoặc riêng rẽ bằng bộ điều khiển logic có thể lập trình (PLC) trong tuần tự, mà tuần tự này duy trì bề mặt ống phía ngoài được sạch trong giới hạn cho phép. Việc cung cấp hơi cho các vòi thổi bụi được lấy từ ống góp đầu vào của bộ quá nhiệt cuối cùng và được giảm áp bằng van cung cấp hơi thổi bụi. Áp lực hơi cho mỗi vòi thổi bụi có thể được điều chỉnh riêng bằng 1 bộ điều chỉnh áp lực trên mỗi van thổi. Để đầu vòi thổi bụi xuyên qua tường lò hơi mà lại ngăn chặn khói thoát ra môi trường nơi lắp đặt vòi thổi bụi thì lò hơi của nhà máy nhiệt điện trang bị một hộp chèn có tác dụng điều áp, khí chèn được lấy từ quạt gió chèn vòi thổi bụi. Thường lò hơi của nhà máy nhiệt điện trang bị hệ thống thổi bụi gồm 2 loại vòi thổi bụi: - Loại vòi thổi bụi ngắn có thể co lại được (được lắp đặt ở tường buồng lửa) - Loại vòi thổi bụi dài có thể co lại được (được lắp đặt ở bộ qua nhiệt, bộ hâm, bộ sấy…) Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
  19. Luận văn tốt nghiệp 17 1.4. Nhiệm vụ của hệ thống điều khiển máy thổi bụi Hệ thống điều khiển máy thổi bụi là một hệ thống rất quan trọng ảnh hưởng tới chất lượng hoạt động và hiệu suất của lò hơi. Nhiệm vụ của hệ thống điều khiển là điều khiển máy thổi bụi đưa vòi thổi và hơi thổi vào lò hơi để làm bề mặt ống phía ngoài của các ống sinh hơi trong giới hạn cho phép. Để đạt được điều này, hệ thống được thiết kế thực hiện các yêu cầu sau: - Điều khiển động cơ để đóng mở van - Điều khiển động cơ máy thổi bụi - Đảm bảo tất cả các thông chính của quá trình (áp suất, nhiệt độ hơi thổi, thời gian ...) duy trì trong thời gian an toàn. - Điều khiển phối hợp các thành phần phải được thực hiện để tự động điều khiển máy thổi bụi và van cấp hơi cho máy thổi theo sự thay đổi của phụ tải. - Các vòng điều khiển sẽ tự động thoát khỏi chế độ tự động sẽ nhảy về chế độ vận hành bằng tay và ra thông báo sự cố tuỳ thuộc vào tình trạng lỗi xảy ra như lỗi ở bộ phận chấp hành, lỗi truyền tín hiệu và các tín hiệu bảo vệ. - Các môđun chấp hành điện có các công tắc trong bảng với các điều kiện logic bảo vệ và tắt bật các tín hiệu, khả năng khoá thiết bị động lực khi có nỗi nguồn. - Khả năng điều khiển phù hợp thiết bị động lực trong điều kiện khắc nghiệt nhất. - Giám sát độ lệch và dự phòng hệ thống truyền tín hiệu. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
  20. Luận văn tốt nghiệp 18 Chương 2: Máy thổi bụi 2.1. Mô tả chung máy thổi bụi Máy thổi bụi là một phần của hệ thống lò hơi, những bề mặt đốt nóng bị bám bẩn được làm sạch trong quá trình hoạt động của lò hơi. Các máy thổi bụi được điều chỉnh theo các điều kiện vận hành trong hệ thống lò hơi. Mỗi máy thổi bụi được thiết kế riêng theo yêu cầu đặt ra: + Sự bố trí + Áp suất khói lò + Nhiệt độ khói lò + Hình dáng bề mặt làm sạch + Các thông số môi chất để làm sạch + Các yêu cầu về điều khiển Máy thổi bụi được nhiều hãng trên thế giới sản xuất với những công nghệ đặc thù riêng nhưng về cấu tạo, nguyên lý cơ bản đều như nhau, bao gồm các thành phần chính như: Động cơ và hộp giảm tốc, v òi thổi bụi (ống lao), gối đỡ và hộp chèn ống lao, van hơi và cơ cấu đóng mở … Hình 2.1 mô tả cấu tạo, nguyên lý cơ bản của máy thổi bụi, hình 2.2 là hình ảnh máy thổi bụi dài và máy thổi bụi ngắn. Vòi thổi bụi Công tắc hành trình M Van tay Động cơ máy thổi Hơi thổi Hình 2.1: Mô tả cấu tạo, nguyên lý cơ bản của máy thổi bụi Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
nguon tai.lieu . vn
Thạc sĩ - Tiến sĩ - Cao học Công nghệ thông tin Kinh tế - Thương mại Tài chính - Ngân hàng Kiến trúc - Xây dựng Điện-Điện tử-Viễn thông Cơ khí - Chế tạo máy Công nghệ - Môi trường Báo cáo khoa học Quản trị kinh doanh Khoa học xã hội Khoa học tự nhiên Nông - Lâm - Ngư Y khoa - Dược