Nha May Nhiet Dien Uongbi

5/10/2018 Nha May Nhiet Dien Uongbi - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/nha-may-nhiet-dien-uongbi 1/54

Báo cáo thực tập nhà máy nhiệt điện Uông Bí

LỜI NÓI ĐẦU

Trong công cuộc xây dựng và phát triển của đất nước, ngành điện lực Việt Nam là một

ngành có vị trí rất quan trọng. Cung cấp năng lượng và thúc đẩy quá trình sản xuất, kinh

doanh của tất cả các ngành kinh tế khác trong nền kinh tế quốc dân. Sự phát triển của ngành

điện lực cũng đánh giá sự phát triển, tiến bộ của toàn xã hội. Với những đặc trưng riêng của

mình là sản xuất và tiêu thụ phải đi đôi với nhau. Do đó để đáp ứng tốt giữa cung và cầu thì

đòi hỏi ngành điện phải có sự phát triển hợp lý: Vừa có khả năng đáp ứng những nhu cầu

hiện tại vừa phải có sự chuẩn bị cho tương lai. Vì vậy không những ngành điện là động lực

cho các ngành kinh tế khác mà chính ngành điện cũng phải hiện đại hoá quá trình sản xuất

sớm nhất để kịp thời cung cấp cho đất nước những nguồn điện năng có chất lượng cao.

Nhà máy nhiệt điện Uông Bí một là nhà máy có công suất lớn do Nga giúp đỡ xây dựng, qua

40 năm sản xuất, nhà máy đã cung cấp cho lưới điện quốc gia gần 4 tỉ KWh điện và cũng

đang trong quá trình hiện đại hoá sản xuất từng khâu, từng khu vực của dây truyền sản xuất

điện. Đã đóng góp một phần không nhỏ vào công cuộc hiện đại hóa đất nước.

Sau thời gian 7 tuần thực tập tại nhà máy nhiệt điện Uông Bí , bằng những kiến thức được

trang bị trên giảng đường chúng em đã có cơ hội tiếp xúc, làm quen với công việc của nhàmáy nhiệt điện Uống Bí theo đề cương hướng dẫn của khoa Công nghệ tự động.

Tuy nhiên do thời gian có hạn và khả năng kiến thức của bản thân còn hạn chế, vì vậy bản

báo cáo thực tập của em không tránh khỏi những thiếu sót, chúng em rất mong nhận được sự

chỉ bảo của thầy cô trong khoa.

Page 1 of 54




MỤC LỤC

NỘI DUNG Trang

Lời nói đầu .………………………………………………………………………………01

CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN UÔNG BÍ

1.1 Tổng quan nhà máy..

………………………………………………………………...04

1.1.1 Mô hình nhà máy…………………………………………………………...04

1.1.2 Giới thiệu chung về nhà máy……………………………………………….04

1.1.3 Những quy định an toàn lao động tại công ty nhiệt điện Uông Bí………….06

1.1.4 Giới thiệu chung về tổ máy 300MW………………………………….........09

1.1.5 Các hệ thống và thiết bị chính trong nhà máy……………………………...12

1.2 Lò hơi và các thiết bi phụ của nhà máy………………………………………………12

1.2.1 Lò hơi……………………………………………………………………….12

1.2.2 Các thiết bị phụ của lò hơi………………………………………………….15

1.3 Giới thiệu về Turbine hơi……………………………………………………………..16

1.4 Hệ thống điều khiển và giám sát nhà máy……………………………………………17

1.5 Hệ thống chế biến than……………………………………………………………….18

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MỨC NƯỚC BAO HƠI

2.1 Điều khiển mức nước trong bao hơi………………………………………………..21

2.1.1 Vai trò và nhiệm vụ của việc điều chỉnh mức nước trong bao hơi………212.1.2 Tầm quan trọng của bộ điều khiển mức nước trong bao hơi…………….21

2.1.3 Nguyên lý hoạt động…………………………………………………......22

2.2 Bao hơi……………………………………………………………………………..24

2.2.1 Các bố trí sắp đặt trong bao hơi………………………………………….24

2.2.2 Nguyên lý vận hành……………………………………………………...25

2.2.3 Yêu cầu đối với điều khiển mức nước bao hơi………………………......26

Page 2 of 54




2.3 Các phương thức điều khiển………………………………………………………..26

2.3.1 Chế độ điều khiển mức nước 3 phần tử………………………………….27

2.3.2 Chế độ điều khiển theo độ chênh áp hai đầu van điều khiển…………….28

2.4 Các thiểt bị điều khiển…………………………………………………………......29

2.4.1 Hệ thống điều khiển mức………………………………………………...29

2.4.2 Thiết bị điều khiển và đo lường………………………………………….32

2.4.2.1 Van điều khiển…………………………………………………...32

2.4.2.2 Giới thiệu về các loại cảm biến………………………………….33

2.5 Quy trình điêu khiển mức nước bao hơi…………………………………………...38CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN MỨC NƯỚC BAO HƠI BẰNG PLC S7-200

3.1.1 Những tiện ích của PLC S7 – 200…………………………………………….....39

3.1.2 Lựa chọn thiết bị điều khiển……………………………………………………..39

3.2 Các yêu cầu đối với điều khiển mức nước bao hơi trong nhà máy điện………......43

3.3 Thông số kỹ thuật điều khiển mức………………………………………………...44

3.4 Lưu đồ thuật toán điều khiển mức nước bao hơi………………………………….47

3.5 Chương trình điều khiển…………………………………………………………..49

3.5.1 Tín hiệu vào/ ra……………………………………………………….... 49

3.5.2 Chương trình điều khiển……………………………………………….. 49

Kết luận……………………………………………………………………………….

Tài liệu tham khảo…………………………………………………………………….

Page 3 of 54




Chương 1: TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN UÔNG BÍ

1.1 Tổng quan về nhà máy

1.1.1 Mô hình nhà máy

1.1.2 Giới thiệu về nhà máy

Nhà máy nhiệt điện Uông bí cách thủ đô Hà nội khoảng 130km về hướng đông. Nhà máy

điện được thành lập từ những năm 70 của thế kỷ XX. Tổng diện tích của nhà máy là

320.342m2 trong đó 111.300m2 là dành cho nhà máy nhiệt điện Uông Bí mở rộng và các khu

vực thi công. Nhà máy kết nối với lưới điện tại sân phân phối 220/110KV và đấu với trạm biến áp Bạc đằng tràng bạch. Nguồn nguyên liệu chính cho nhà máy là than cám 5, than cám

6 được lấy từ mỏ Vàng Danh, dầu FO được vận chuyển bằng thuyền đi qua sông Uông cấp

cho nhà máy tại trạm bơm dầu đặt tại Uông Bí

Công suất của nhà máy là 300MW với 1 Turbine.

Dự án được thực hiện theo hình thức hợp đồng EPC.

+ Đại diện chủ đầu tư: Ban quản lý dự án nhiệt điện 1(EVN).

Page 4 of 54

Hình 1-1: Mô hình nhà máy nhiệt điện Uông Bí




+ Tư vấn cho chủ đầu tư: Công ty cổ phần tư vấn xây dựng điện 1.

+ Tổng thầu EPC: Công ty LILAMA Việt Nam.

+ Tư vấn tổng thầu: nhà thầu Electrowwatekono.

STT Tên gói thầu Mô tả Tên gói thầu Xuất xứ

1 M1 Lò hơi và các thiết bị phụ Powermachine Nga

2 M2 Turbine-máy phát và các thiết bị Powermachine Nga

3 M3Hệ thống ống công nghệ nội bộnhà máy

Thai rotury Thái lan

4 M4, 5, 6Hệ thống nước khử khoáng, xử lýnước thải.

Gósukoshan Thái lan

5 M7 Hệ thống cấp và dỡ than đường sắt FAM Đức

6 M8Trạm bơm nước tuần hoàn và hệthống sx clorine

Torshima Nhật bản

7 M9 Trạm khí nén Atlascopco Việtnam- Mỹ

8 M10 Hệ thống xử lý nước tro xỉ CPC Việt nam

9 M11 Hệ thống khử lưu huỳnh Kawasaki Nhật bản

10 M12Hệ thống cứu hỏa Công ty thăng long

Việt namViệt nam

11 M13 Hệ thống sản xuất hidro Stuard energy Canada

12 M14 Hệ thống chứa dầu nhiên liệu Thaitory Thái lan

13 M15 Cung cấp xe cứu hỏa cứu thương Công ty sunivy Việt nam

14 M16 Cung cấp xe ô tô Công ty sunivy Việt nam

15 M17Cung cấp các thiết bị xưởng sửachữa

Công ty sunivy Việt nam

16 M18Hệ thống cấp hơi khởi động

Viện nhiệt lạnhĐHBKHN-

VN

17 E1 Sân phân phối 220/110KV AVERA Singapore

18 E2 Máy biến áp chính 353 Sumitomo Nhật bản

19 EB01Hệ thống điện thuộc phần cân

bằng nhà máyABB Singapore

20 Hệ thống TTLL HTI Việt nam

21 I1Hệ thống điều khiển giám sát tíchhợp

ABB Singapore

THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA NHÀ MÁY

Page 5 of 54




Công suất thiết kế 300(MW)

Sản lượng điện 742 triệu kwh

Tỉ lệ điện tự dùng 10,15%

Hiệu xuất khử bụi 99%

Lò hơi:

Kiểu Еп – 920 – 17,6 – 543 AT

Năng suất hơi 920 tấn/h

Áp suất trong bao hơi 194,7 ata

Áp suất hơi ra khỏi lò 176 ata

Nhiệt độ hơi quá nhiệt 543oC

Hiệu suất 86,05%

Tua bin:

Kiểu: K300-170-1P

Công suất định mức: 300 (MW)

Áp suất hơi vào Turbine: 90 ata

Nhiệt độ hơi vào Turbine: 535oC

Máy phát:

Kiểu TBB-320-3T3

Công suất 300 (MW)

Tốc độ 3000 vòng / phút

1.1.3. Những quy định an toàn lao động tại công ty nhiệt điện Uông Bí

1. Tất cả cán bộ, công nhân viên, học sinh đến nhà máy công tác, thực tập đều phải chấp hành nghiêm chỉnh về an toàn trong nhà máy công ty.

2. Khi đến công tác phải học tập quy trình an toàn và kiểm tra đạt kết quả thìmới được vào vị trí công tác.

3. Chỉ những người khỏe mạnh do y bác sĩ có thẩm quyền xác nhận và sau khisát hạch quy trình an toàn đạt kết quả mới được vào nhà máy.

Page 6 of 54




4. Khi vào nhà máy phải thực hiện đầy đủ trang bị bảo hộ lai động như đi dépcó quay hậu, đi dày có dây buộc chắc chắn, đầu đội mũ cứng an toàn, quần áogọn gàng, cấm đi guốc, dép lê vào công ty.

5. Vào vị trí công tác cấm đi lại lung tung sang các bộ phận khác ngoài phạm viquy định.

6. Khi làm việc trên cao phải tuyệt đối chấp hành đầy đủ các biện pháp an toàn:Thang, dây an toàn…Và tất cả đều phải được kiểm tra trước khi công tác.

7. Chỉ được phép làm việc khi vị trí công tác đã có đủ ánh sáng và biện pháp antoàn.

8. Khi làm việc ở điều kiện ở môi trường ẩm ướt, các thiết bị dẫn điện bằng kim

loại chỉ được phép dùng điện ánh sáng với điện áp 12V.9. Khi làm việc ở trong các vị trí chật hẹp, kín như các giếng sâu, đường ốngtuần hoàn, đường khói trong các bể kín…thì đội công tác ít nhất phải có 3người. Trong đó có 1 người đứng gác ở cửa để giám sát an toàn những ngườilàm việc bên trong. Vị trí công tác phải được thông gió và không có khí độc.

10. Chỉ cho phép làm việc ở môi trường có nhiệt độ dưới 40˚c.

11. Khi công tác ở các vị trí không đảm bảo an toàn thì phải có phiếu công

tác.Và phải chấp hành nghiêm chỉnh an toàn như đã ghi trên phiếu công tác.

12. Cấm đưng đối điện, đứng lâu ở nơi có áp suất, nhiệt độ cao. Khi cần côngtác ở nơi đó phải thực hiện các biện pháp an toàn như; Gang tay, kính mắt, mặtlạ…

13. Cấm hút thuốc, cấm dùng lửa ở những nơi dễ cháy nổ như: Kho xăng, khodầu, nhà điều chế hidro.

14. Khi các loại chất lỏng, chất khí, và chất mang điện bốc cháy thì cấm dùngnước để dập lửa mà phải dùng CO2 đối với các thiết bị điện, xăng dầu thì dùngcát và bọt. Khi thiết bị đang quay bốc cháy thì cấm dùng cát để dập lửa.

15. Cấm đứng dưới vật nặng đang cheo, cấm cheo những vật nặng ở nơi cóngười qua lại. Khi cần công tác phải có phiếu công tác, ban đêm phải có biển

báo, rào chắn.

16. Cấm tự động đóng mở các cầu dao điện, các công tắc, cầu chì, các van hơi,van nước, van dầu, van khí và các cửa để người chui trong các buồng khí.

Page 7 of 54




17. Khi dựng thang phải chắc chắn. Cấm làm việc ở lấc thang trên cùng, cấm 2người cùng làm trên 1thang.

18. Cấm ngồi trên lan can, tay vịn, không có rào chắn dữ.

19. Cấm sửa chữa trên các bộ phận quay của thiết bị đang làm việc.

20. Cấm tự sửa chữa điện 1 mình. Khi cần phải gọi thợ sửa chữa.

21. Đi làm việc theo ca phải ngủ đúng giờ quy định, không giao ca cho ngườisay rượu, bia.

22. Các tài liệu quan trọng của công ty không được cho người không có tráchnhiệm xem.

23. Nhật ký vận hành phải được giữ gìn cẩn thận. Không tẩy xóa…24. Trong vị trí công tác cấm dùng mỏ hàn điện ở các vị trí để lấy lửa.

25. Tất cả mọi người phải học cách sơ cứu người khi tai nạn điện giật gây ra.

26. Khi xảy ra tai nạn điện giật phải cấp cứu kịp thời và báo cáo cho người cótrách nhiệm biết.

27. Tất cả mọi người đều phải chấp hành nghiêm chỉnh tất cả những điều trên.

Page 8 of 54




1.1.4. Giới thiệu chung về tổ máy 300MW

Hơi nước đi vào trong bình ngưng sẽ được trao đổi nhiệt với hệ thống nước tuần hoàn đi

trong các ống sẽ làm cho hơi trong bình ngưng tụ lại thành nước.

Nước sau khi ra khỏi bình ngưng sẽ vào đầu hút bơm ngưng và được bơm lên khử khí quagia nhiệt hạ áp. Nước qua gia nhiệt hạ áp sẽ được gia nhiệt bằng hơi từ cửa trích Turbine hạ

áp và nhiệt độ của nước tăng lên.

Nước sau khi qua các bình gia nhiệt hạ áp sẽ được đưa đến bình khử khí. ở bình khử khí

nước sẽ được khử các tạp khí có ảnh hưởng đến sự phá huỷ và ăn mòn kim loại….

Nước sau khi qua khử khí sẽ đi qua gia nhiệt cao áp ở đây nước được gia nhiệt một lần nữa

để tăng nhiệt độ bằng hơi lấy từ turbine cao áp.

Page 9 of 54

Hình 1-2: Chu trình nhiệt chính của nhà máy




Sau khi đi qua gia nhiệt cao áp nước được đi đến bộ hâm, tại đây tận dụng nhiệt lượng của

khói thoát để tăng nhiệt độ nước lên một cấp nữa trước khi đưa vào bao hơi.

Nước trong bao hơi được đưa xuống các đường ống sinh hơi, tại đây nước được đun chuyển

tiếp từ nước sang hơi. Hơi được đưa lên bao hơi tạo thành hơi bão hoà khô.

Hơi bão hoà khô này lại tiếp tục được đưa sang bộ quá nhiệt (các bộ quá nhiệt tận dụng

lượng nhiệt của khói thải) tạo thành hơi quá nhiệt đưa sang Turbine cao áp để sinh công quay

Turbine.

Hơi sau khi sinh công ở Turbine cao áp, hơi được đưa trở về lò hơi qua đường tái nhiệt lạnh.

Tại lò hơi, hơi được gia nhiệt đảm bảo thông số nhiệt độ và áp suất và sẽ được đưa đến

Turbine trung áp theo đường tái nhiệt nóng, sau khi sinh công tại Turbine trung áp hơi tiếp

tục được đưa đến Turbine hạ áp và sau khi sinh công hơi được thoát về bình ngưng.

Turbine được nối đồng trục với máy phát điện, khi Turbine quay máy phát cũng quay theo

và tạo ra điện năng.

Sơ đồ trên là sơ đồ chu trình nhiệt tổng quan, trên màn hình giao diện vận hành sơ đồ chu

trình nhiệt của tổ máy 300MW nhà máy điện Uông bí mở rộng.

Page 10 of 54




Hình 1-3 : Sơ đồ công nghệ của nhà máy

Page 11 of 54




1.1.4. Các hệ thống và thiết bị chính trong nhà máy.

- Lò hơi và các thiết bị phụ.

- Hệ thống điện nhà máy.

- Hệ thống đo lường và điều khiển.

- Turbine – máy phát.

- Hệ thống xử lý và vận chuyển than.

- Hệ thống xử lý và vận chuyển đá vôi.

- Hệ thống xử lý và vận chuyển tro xỉ.

- Hệ thống cấp nước và xử lý nước.- Hệ thống dầu đốt.

- Hệ thống nước thải.

1.2 Lò hơi và các thiết bị phụ.

1.2.1 Lò hơi.

Lò hơi kiểu Еп – 920 – 17,6 – 543 AT

Kiểu của nhà sản suất TΠ E – 318/CO)Được cung cấp để sản xuất hơi quá nhiệt từ việc đốt than Antraxite của Việt Nam. Lò

hơi được thiết kế để vận hành trong tổ máy cùng Tuabin hơi có công suất 300 MW.

Các thông số kỹ thuật của lò hơi

- Công suất hơi t/h 920- Các thông số hơi chính danh định

+ Áp suất trong bao hơi

+ Áp suất hơi ra khỏi lò

+ Nhiệt độ

kgf/сm²

kgf/сm²oC

194,7

176

543- Các thông số hơi tái nhiệt ở công suất định mức

+ Áp suất

+ Nhiệt độ hơi tái nhiệt lạnh vào lò

+ Nhiệt độ hơi tái nhiệt nóng ra khỏi lò

+ Lưu lượng

kgf/сm²oCoC

t/h

41,6

337

543

818,57- Nhiệt trị thấp của nhiên liệu

Tổng lượng than tiêu thụ

Kcal/kg

Tấn/giờ

4961

137,6- Nhiệt độ nước cấp oC 254- Nhiệt độ nước cấp có thể chấp nhận khi làm việc ở chế độ oC 160

Page 12 of 54




tuần hoàn định kỳ- Nhiệt độ khói thải ra khỏi lò oC 122- Hệ số không khí thừa α 1,3- Hiệu suất của lò hơi ở 85% công suất hơi danh định. % 87,66

Các thông số khác:

- Kích thước của buồng đốt: 21,8m х 12,8m х 58 m

- Thể tích của buồng đốt: 11806 m³

- Độ cao tâm bao hơi: 68 m (so với cos 0m của nhà máy)

- Ứng suất nhiệt thể tích của buồng lửa: q ≈ 60 x 10³ kcal/ m³h.

- Nhiên liệu rắn là than antraxit: Các thành phần như sau ( %)

+ Hàm lượng các bon: C = 58,98%

+ Hàm lượng Hydro H = 1,09%

+ Hàm lượng Nitơ N = 0,85%

+ Hàm lượng Oxy O = 1,14%

+ Hàm lượng Lưu huỳnh S = 0,85%.

+ Độ ẩm W = 9,40%

+ Độ tro A= 27,69%Nhiệt trị thấp Qt

lv= 4961 Kcal/kg

Page 13 of 54

Buång§èt

Baoh¬i

N

íccÊpvµolß

Läcbôi

tÜnh

®iÖn

Qu¹tkhãi

Q

u¹tgiã

H¬isan

gtua

bin

H×nh1-4:S¬®

ålßh¬i

Еп–920–17,6

–543AT




Lò hơi bao gồm các thành phần chính sau:

Page 14 of 54




- Buồng đốt được tạo bởi các vách ống kiểu ống màng được hàn kín trong đó có bố trí sắp

xếp, uốn ống để lắp đặt: 16 vòi đốt ở vách trước và vách sau của buồng đốt và được bố trí

thành 2 tầng, 8 vòi đốt phụ, các lỗ chui người và lỗ kiểm tra.

- Đường chuyển tiếp khói được tạo bởi các dàn ống quá nhiệt kiểu ống

màng.

- Đường khói đi xuống (phần đuôi lò)

- Bao hơi

- Bộ quá nhiệt tầng trần

- Bộ quá nhiệt đối lưu cao áp bao gồm 3 cấp

- Bộ quá nhiệt đối lưu hạ áp

- Bộ quá nhiệt bức xạ hạ áp

- Bộ quá nhiệt bức xạ cao áp

- Bộ hâm nước

- Bộ sấy không khí kiểu ống

- Bộ trao đổi nhiệt hơi – hơi

1.2.2 Các thiết bị phụ của lò hơi.

- Các đường ống hơi và nước có các van cách ly, van điều chỉnh và van

an toàn được lắp đặt.

- Các đường gió và đường khói dùng cho việc cung cấp gió tới các vòi

đốt và hút khói đưa tới ống khói.

- Các đường hơi chính và hơi tái nhiệt.

- Các thiết bị đo lường

- Các thiết bị điều khiển, liên động và bảo vệ tự động.

- Các thành phần thiết bị không bao gồm trong phạm vi cung cấp của

nhà sản xuất (quạt khói, quạt gió .v.v..)

- Các vòi thổi bụi

- Các thiết bị rửa lò

- Bộ sấy không khí sơ bộ dùng hơi.

Page 15 of 54




1.3 Giới thiêu Turbine hơi

Kiểu K300-170-1P vận hành với hai đường đi tắt (Bypass) và sử dụng cho việc dẫn động

Máy phát điện TBB-320-3T3 do Công ty cổ phần ELEKTROSILA sản xuất vận hành với tốc

độ quay 50 s-1 (3000vòng/phút).

Tuabin là một tổ hợp trục đơn bao gồm 3 xylanh: HPC, IPC, LPC. Các thông số chính của

tuabin ở giá trị định mức 303 MW:

Th«ng sè §¬n vÞ Sè lîngG0 T/h 848,2P0 KG/cm2 171

T00C 538

Tbehind HPC0C 329,7

Pbehind PHC KG/cm2 41,05Prh KG/cm2 37,76 Trh 0C 538

PK KG/cm2 0,065 TB

0C 26GB M3/h 38580

Tuabin có 6 cửa trích hơi không điều chỉnh cho việc gia nhiệt, hồi nhiệt nước- ngưng nước

cấp.

Hình 1-5: Cấu tạo của Turbine hơi

(1): Thân Turbine

(2): Roto Turbine

(3): Ổ trục

(4): Ống phun

(5): Cánh động

1.4 Hệ thống diều khiển và giám sát của nhà máy

Page 16 of 54




Nhà máy được trang bị một hệ thống điều khiển và giám sát tích hợp (ICMS) để thực hiện

các chức năng: điều khiển và giám sát quá trình vânh hánh của lò hơi tua bin và các thiết bị

phụ ,điều khiển phối hợp lò hơi tua bin ,bảo vệ lò hơi tua bin máy phát …điều khiển và giám

sát các hệ thống phụ trợ thuộc phần cân bằng nhà máy.

Cấu trúc của hệ thống điều khiển và giám sát tích hợp bao gồm các trạm điều khiển được bố

trí phân tán dựa trên cơ sở các bộ điều khiển loại vi xử lý do hãng ABB cấp và các hệ thống

điều khiển độc lập và sử dụng bộ điều khiển logic khả trình.

Hệ thống điều khiển giám sát (ICMS-intergrated control monitoring system) hệ thống này

bao gồm:

+ Hệ thống điều khiển giám sát khối tổ máy được gọi là (UCMS- unit control

monitoring system)

+ Hệ thống điều khiển giám sát phần chung của nhà máy được gọi là (SCMS-

station control monitor system)

Các hệ thống hoạt động độc lập với khối tổ máy được điều khiển và giám sát độc lập hoàn

toàn từ các tủ điều khiển độc lập sử dụng bộ điều khiển logic khả trình PLC cụ thể như sau hệ

thống xử lý nước và khử khoáng và xử lý nước thải, hệ thống cấp than, hệ thống xử lý tro xỉ,

hệ thống xử lý hidro trạm khí nén, hệ thống thổi bụi lòToàn bộ việc điều khiển và giám sát quá trình vận hành nhà máy được thực hiện từ phòng

điều khiển chính đặt tại nhà điều khiển trung tâm. Trong phòng điều khiển chính này được bố

trí các thiết bị chính sau:

+ 5 trạm làm việc vận hành với màn hình đôi để điều khiển và giám sát các hệ

thống thiết bị thuộc khối tổ máy

+ 2 trạm làm việc vận hành với màn hình đôi để điều khiển và giám sát quá trình

vận hành các hệ thống thuộc phần chung của nhà máy để dừng thiết bị chính khi hệ thống

điều khiển hệ thống

+ Hệ thống truyền hình mạch kín để theo dõi ngọn lửa buồng đốt và quá trình

vận hành các hệ thống.

Các bảng điều khiển phụ: Ngoài ra tại một số nhà máy có bố trí một trạm làm việc vận hành

với màn hình đơn đặt tại phòng điều khiển tại chỗ việc điều khiển và giám sát quá trình vận

Page 17 of 54




hành của hệ thống công nghệ này được thực hiện từ màn hình MMI của các trạm vận hành

,chi tiết cụ thể như sau :

S

TT

Tên hệ thống Số lượng trạm làm việc

1 Hệ thống xử lý nước ,khử

khoáng ,xử lý nước thải

4 trạm (2 màn hình đơn )

2 Hệ thống cấp than 3 trạm (3 màn hình đơn )

3 Hệ thống dỡ than đường sắt 2 trạm (2 màn hình đơn)

4 Hệ thống khử lưu huỳnh và khử

bụi tĩnh điện

2 trạm (2 màn hình đơn)

5

6

Hệ thống xử lý tro xỉ

Hệ thống sản xuất hidro

2 trạm (hai màn hình đơn)

2 trạm (hai màn hình đơn)

Hiện nay nhà máy đang phát công suất 260mw để phát điện lên lưới của EVN

1.5 Hệ thống chế biến than.

Nguyên liệu chính của nhà máy nhiệt điênUông Bí là than đá được vận chuyển từ các mỏ

than về nhà máy bằng đường sông và đường sắt, sau đó than được chuyển vào kho than

nguyên ở trong các lò bằng hệ thống băng tải và từ kho than nguyên nhờ máy cấp than

nguyên nhờ máy cấp than nguyên than được đưa xuống máy nghiền than.

Trong máy nghiền than được sấy nóng bằng gió nóng có t

0

= 400

0

C. Gió này được lấy từquạt gió thổi đi qua các bộ sấy không khí lắp ở phần đuôi lò. Trong thùng nghiền than được

nghiền nhỏ nhờ có bi và tấm lượn sóng hỗn hợp than và không khí nóng sau đó được quạt tải

bột hút về bộ phân ly than thô tại đây những hạt than to không thắng nổi động năng lại quay

trở về thùng nghiền để nghiền lại còn những hạt than nhỏ dủ quy chuẩn được đưa lên phân ly

than mịn nhờ có khoá khí tách than ra khỏi hỗn hợp than và không khí từ đây than được đưa

về kho than bột hay các vít truyền than bột đẻ đưa đến các lò khác.

Trong hỗn hợp khí nóng được tách ra sau phân ly than mịn còn 1 lượng 15 % than bột mịnnhờ quạt tải bột đưa vào lò bằng 4 vòi gió cấp 3 để tiết kiện lượng than này.

Page 18 of 54




Than bột trong kho than bột được đưa vào ống dẫn than nhờ có các máy cấp cám việc vận

chuyển than bột từ kho than bột đến các vòi đốt chính nhờ có hỗn hợp khí nóng có nhiệt độ t0

= 4000C.

Các thông số kỹ thuật của hệ thống chế biến than:

Động cơ của máy cấp than nguyên:

- Loại động cơ A112MB6T2

- Công suất: 4 kW

- Điện áp: 400 V

- Số vòng quay: 1000 V/ phút.

Máy nghiền than:

Máy nghiền bi ỉÁè 370/850, được thiết kế để nghiền than Antraxit, Bitum, Than nâu và các

loại khoáng chất khác có cỡ hạt lớn hơn 25mm trở thành bột than sử dụng trong các nhà máy

nhiệt điện. Nó được thiết kế làm việc liên tục trong hệ thống chuẩn bị than bột.

Máy nghiền ỉÁè 370/850 bao gồm thân thùng nghiền hình trụ, hai đầu bịt kín bằng thành

dầy, vành bánh răng, các ống dẫn, bộ bánh răng truyền động, khớp nối mềm, …

Việc nghiền nhiên liệu trong máy nghiền được thực hiện bằng những cú đập liên tiếp của các

viên bi thép trong thùng nghiền, chúng va đập, lăn trượt vào nhau và thực hiện việc nghiềnnhỏ nhiên liệu.

Th«ng sè cña m¸y nghiÒn ®îc giíi thiÖu trong b¶ng díi ®©y:

Tªn çc tham sè chÝnh Gi¸ trÞ

1. N¨ng suÊt danh ®Þnh, T/h 39.5

2. TÇn sè quay danh ®Þnh, v/phót 17.6

3. NhiÖt ®é cao nhÊt cña m«i chÊt xÊy, 0C 450

4. Khèi lîng bi (kh«ng vît qu¸), TÊn 92.85. §êng kÝnh trong cña thïng nghiÒn, mm 3700

6. §é dµi trong cña thïng nghiÒn, mm 8500

7. §êng kÝnh èng dÉn than, mm 1450

8. ¸p suÊt lín nhÊt cho phÐp trong thïng nghiÒn, Kgf/cm2 1.5

9. Lùc c¶n khÝ ®éng häc theo tÝnh to¸n cña m¸y nghiÒn

kh«ng kÓ ®Õn thiÕt bÞ ph©n ly, kG/m2

200-

400

10. TÇn sè quay cña thïng nghiÒn tõ bé truyÒn ®éngphô, v/phót

0.09

Page 19 of 54




§éng c¬ m¸y nghiÒn

Tªn th«ng sè Gi¸ trÞ

1. C«ng suÊt danh ®Þnh, kW 1600

2. HiÖu ®iÖn thÕ, V 6600

3. Sè vßng quay, V/ phót 100

4. TÇn sè ®iÖn m¹ng, Hz 50

5. Dßng ®iÖn Stator, A 183

6. Dßng kÝch ho¹t, A 265

7. HiÖu ®iÖn thÕ kÝch ho¹t, V 126

8. HÖ sè c«ng suÊt 19. HiÖu suÊt % 93, 8

10. M« men tèi ®a Mn 3, 0

11. M« men khëi ®éng, Mn 7, 1

12. Dßng ®iÖn khëi ®éng (so víi lµm viÖc b×nh

thêng)(A)9, 1

13. M« men b¸nh ®µ, Kgm2 92000

Chương 2

GIỚI THIỆU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MỨC NƯỚC BAO HƠI

2.1 Điều khiển mức nước trong bao hơi

2.1.1 Vai trò và nhiệm vụ của bộ điều chỉnh mức nước bao hơi.

Trong çc nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn th× møc níc cña bao h¬i lµ 1 trong

nh÷ng th«ng sè rÊt quan träng, trong qu¸ tr×nh vËn hµnh lß h¬i. Nã

ph¶n ¸nh sù c©n b»ng cña çc vßng tuÇn hoµn tù nhiªn cña lß h¬i.

Nếu mµ møc níc trong bao h¬i t¨ng cao th× dÉn ®Õn thÓ tÝch chøah¬i trong bao h¬i gi¶m do ®ã lµm gi¶m n¨ng suÊt h¬i cña lß dÉn

Page 20 of 54




®Õn lµm gi¶m hiÖu suÊt cña lß ®ång thêi lµm gi¶m nhiÖt ®é cña

h¬i qu¸ nhiÖt.

Khi mµ møc níc trong bao h¬i t¨ng qu¸ møc cho phÐp th× sÏ lµm

thay ®æi nhiÖt ®é cña h¬i qu¸ nhiÖt ®ét ngét do ®ã h¬i Èm sÏ

trµn sang tua bin g©y ra hiÖn tîng biÕn d¹ng vµ lµm rç çnh ®éng

tua bin.

NÕu mµ møc níc trong bao h¬i gi¶m th× sÏ lµm mÊt sù tuÇn hoµn

tù nhiªn cña lß do ®ã çc ®êng èng sinh h¬i sÏ kh«ng ®îc lµm m¸t

nªn cã thÓ dÉn ®Õn lµm biÕn d¹ng hay phång næ çc ®êng èng

sinh h¬i.

Trong qu¸ tr×nh vËn hµnh lß h¬i, th× møc níc trong bao h¬i lu«n

thay ®æi vµ dao ®éng nªn ®ßi hái ngêi c«ng nh©n vËn hµnh ph¶i

®iÒu chØnh møc níc trong bao h¬i kÞp thêi vµ lu«n æn ®Þnh ë 1

gi¸ trÞ cho phÐp. Song v× lß h¬i cã rÊt nhiÒu th«ng sè cÇn ph¶i

theo dâi vµ ®iÒu chØnh do vËy ngêi c«ng nh©n vËn hµnh kh«ng

®iÒu chØnh kÞp thêi vµ liªn tôc æn ®Þnh møc níc trong bao h¬i ®- îc.

ChÝnh v× nh÷ng lý do trªn mµ ngêi ta thiÕt kÕ bé tù ®éng ®iÒu

chØnh cÊp níc cho lß h¬i ®Ó æn ®Þnh møc níc trong lß h¬i nh»m

lµm gi¶m cêng ®é lao ®éng cña ngêi c«ng nh©n vËn hµnh vµ ®¶m

sù an toµn cho thiÕt bÞ vµ t¨ng hiÖu suÊt cña lß.

2.1.2 TÇm quan träng cña bé ®iÒu chØnh møc níc bao h¬iVì mức nước bao hơi là một thông số công nghệ quan trọng do đó việc giám sát và

duy trì nó ở một giá trị mong muốn có ý nghĩa quan trọng trong việc duy trì hoạt động

an toàn nhà máy.

Mục đích của việc điều chỉnh:

− Duy trì mức nước ở giá trị định trước.

Page 21 of 54




− Đưa tín hiệu cảnh báo, báo động khi giá trị mức nằm ngoài dải cho

phép.

− Đưa ra tín hiệu ngừng lò (Trip) khi mức nước vi phạm giá trị an toàn

(cao cao(HH) hoặc thấp thấp (LL)).

2.1.3 Nguyên lý hoạt động.

Nước từ bộ ngưng hơi nước được đưa vào bộ phận lọc khí của bộ gia nhiệt nước cấp

tới nhiệt độ yêu cầu, sau đó được chứa trong bình chứa được nối với đầu vào của bơm

nước cấp, đầu ra của bơm nước cấp được nối với van điều khiển lưu lượng nước cấp

( van này chính là đối tượng để chúng ta điều khiển lưu lượng thích hợp cho bao hơi).

Sau đó nước được đưa tới bộ hâm nước cấp tại đây nước được nhận nhiệt tới nhiệt độ

tiêu chuẩn khoảng 283oC trước khi đưa vào bao hơi.

Để đảm bảo nước cấp có thể vào trong bao hơi, áp suất của hệ thống phải cấp nước

phải lớn hơn áp suất ở trong bao hơi. Vì vậy hệ thống điều chỉnh cấp nước phải lớn

phải điều khiển lưu lượng nước và áp suất sao cho tạo được độ chênh lệch áp đủ lớn

giữa áp suất trong bao hơi và áp lực của bơm cấp nước. Ngoài ra trên đường ống còn

bố trí 1 van một chiều để trong tình huống nào nước cấp cũng có chiều dòng chảykhông đổi. giữa bơm cấp và hệ thống vòi phun nước vào bao hơi có lắp đặt nhiều các

van kiểm tra( gắn các cảm biến lưu lượng, cảm biến áp suất).

Page 22 of 54

V

P

I

FF

F T

Turbine

K

PI

L T

F

T

§K Møc níc

§K Lulîng níc cÊp

f

fF

ΔPV

sv

SV

PI §K tèc ®é

bơ m

b¬




Các ký hiệu:LT : ThiÕt bÞ ®o møc níc trung b×nh trong bao h¬i.

FT : ThiÕt bÞ ®o lu lîng qua èng.

FF : Feed forward : TÝn hiÖu ®ãn tríc.

ΔPV : Chªnh ¸p suÊt .

SV : setpoint gi¸ trÞ ®Æt.

2.2 Bao hơi.

2.2.1 Các bố trí sắp đặt trong bao hơi.

Thông số ký thuật của bao hơi:

Page 23 of 54

Hình 2-1: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của bao hơi




- Đường kính trong – 1600 mm

- Chiều dài phần hình trụ - 26000 mm

- Tổng chiều dài 28620 mm.

- Nhà sản xuất:

Bao hơi là loại bình chứa phân cách bộ hàm. Bộ quá nhiệt và mặt chịu nhiệt sinh

hơi. Trong bao hơi có lắp thiết bị phân ly nước – hơi. Hỗn hợp hơi nước đi vào bao

hơi từ vách nước làm mát sẽ tiến hành phân ly tại không gian hơi của bao hơi và trong

thiết bị phân để tránh cho hơi bão hòa mang lẫn nước.

2.2.2 Nguyên lý vận hành.

Page 24 of 54

Hình 2-2: Bao hơi




Khi khởi động thì mức nước khởi động thấp hơn so với mức nước trung bình trong

bao hơi là 110mm . Mức nước trung bình trong bao hơi thấp hơn so với trục hình học

của bao hơi là 150 mm.

Khi vận hành bình thường thì mức nước bao hơi thường được điều khiển trong phạm

vi 0 ± 50mm. Nếu áp lực hơi và nước bình thường mà mức nước bao hơi vượt quá giá

trị trên phải kiểm tra và hiệu chỉnh.

Nhiệt độ của nước cấp vào trong bao hơi không được lớn hơn nhiệt độ kim loại của

thành bao hơi 80ºС.

Lượng nước cấp vào bao hơi phải được điều chỉnh tương ứng với lượng hơi sinh ra.

2.2.3 Yêu cầu đối với điều khiển mức nước bao hơi.

Page 25 of 54




Các yêu cầu đối với hệ thống điều khiển mức nước bao hơi:

+ Điều khiển mực nước dao động 0 ±50 mm so với điểm đặt.

+ Thay đổi mực nước bám nhanh theo sự thay đổi của tải.

+ Cân bằng lượng hơi ra và lượng nước cấp vào bao hơi.

+ Bù thay đổi áp suất nước cấp không đảo lộn tuần hoàn nước.

Chỉ khi bộ điều khiển đạt những chỉ tiêu cơ bản thì mối quan hệ lưu lượng hơi, lưu

lượng nước cấp mới duy trì ổn định đảm bảo quá trình hoạt động của lò. Theo cách

này thì dòng nước cấp không thay đổi tức thì mà thay đổi một cách từ từ và giảm dần

mức nước đã đặt truớc. Nếu mức nước hoặc lưu lượng hơi thay đổi đột ngột một lưulượng lớn thì bộ điều khiển phải tác động ngay thay đổi lưu lượng nước cáp ( bằng

cách tăng công suất van lên một giá trị phù hợp) điều này có thể làm cho mực nước

dịch ra xa hơn điểm đạt điều khiển sau đó mới từ từ trở về điểm đặt.

2.3 Các phương thức điều khiển.

Để điều chỉnh mức nước bao hơi người ta có các phương thức điều khiển khác nhau:

− Điều khiển tốc độ bơm cấp.

− Điều khiển độ mở van cấp nước bao hơi.

Ở nhà máy nhiệt điện Uông Bí người ta sử dụng kết hợp cả hai chiến lược điều khiển

đó. Hơn nữa trong chiến lược điều khiển tốc độ để tối ưu hoá việc điều chỉnh người ta

chia thành các chế độ điều khiển:

- Chế độ điều khiển theo độ chênh áp giữa hai đầu van điều khiển nước cấp.

- Chế độ điều khiển một phần tử với tín hiệu phản hồi là mức nước.

- Để nâng cao tính năng thời gian thực và khả năng tác động nhanh người ta sử

dụng chế độ điều khiển 3 phần tử với sự tham gia của 3 tín hiệu:

+ Tin hiệu phản hồi: mức nước bao hơi.

Page 26 of 54




+ Tín hiệu điều chỉnh: lưu lượng nước cấp.

+ Tín hiệu đón trước: lưu lượng hơi thoát.

3.3.1 Chế độ điều khiển mức nước 3 phần tử.

Trong chế độ điều khiển mức nước 3 phần tử ta sử dụng vòng điều chỉnh cascade bao

gồm hai bộ điều khiển PID1 và PID2. Vòng điều chỉnh ngoài tính mức nước do người

vận hành đặt sau khi so sánh với giá trị phản hồi mức nước được đưa tới bộ điều khiển

mức PID1. Giá trị tính toán được sau bộ PID1 được cộng với lượng tín hiệu đón trước

lưu lượng hơi chính để làm giá trị đặt cho bộ điều khiển tốc độ phía trong PID2.

Vòng điều chỉnh tốc độ phía trong sẽ tính toán giá trị điều khiển tốc độ bơm cấp để

đáp ứng yêu cầu của vòng điều chỉnh bên ngoài. Giá trị tính toán được từ vòng điều

khiển tốc độ được đưa tới cơ cấu chấp hành (CCCH) để điều chỉnh mức nước trong

bao hơi.

Page 27 of 54

Mức

nước đặt

PID1

CCCH Bao hơi

Cảm biến

PID2

Cảm biến

Lưu lượng hơi chính

Lưu lượng nước cấp

Hình 2-3: Sơ đồ điều khiển mức nước bao hơi theo 3 phần tử

PID1 PID2




2.3.2 Chế độ điều khiển mức nước theo độ chênh áp hai đầu van điều khiển mức

nước.

Để điều chỉnh lượng nước vào bao hơi có các cách giải quyết khác nhau, như trong

chế độ 3 phần tử ta thấy để điều mức nước người ta điều chỉnh trực tiếp lưu lượng

nước vào bao hơi. Mặt khác ta thấy lưu lượng nước chảy vào bao hơi tỷ lệ với độ

chênh áp giữa hai đầu van điều khiển mức, do đó để làm đa dạng sự lựa chọn tín hiệu

điều khiển người ta sử dụng phương pháp điều chỉnh mức nước theo độ chênh áp lực

hai đầu van điều khiển.

Giống như trong chế độ điều khiển mức nước 3 phần tử vòng điều chỉnh mức nước

theo độ chênh áp lực hai đầu van điều khiển mức có cấu trúc cascade.

Nhưng khác nhau ở chỗ vòng điều chỉnh phía trong không tính toán giá trị về lưu

lượng nước cấp mà tính toán giá trị chênh áp giữa hai đầu van điều chỉnh. Với haivòng điều khiển, bộ điều khiển PID1 có nhiệm vụ tính toán giá trị đặt về độ chênh áp

cho vòng điều chỉnh phía trong. Còn vòng điều chỉnh phía trong có nhiệm vụ điều

chỉnh tốc độ bơm cấp để duy trì độ chênh áp lực. Cụ thể quá trình tinh toán được mô

tả như dưới đây.

Giá trị mức nước được người vận hành nhập vào hệ thống từ trên màn hình vận. Sau

khi so sánh với giá trị phản hồi về từ các bộ cảm biến, tín hiệu sai lệch được đưa tới

bộ điều khiển PID1, khối điều khiển này tính toán giá trị đặt về độ chênh áp cho vòng

Page 28 of 54

Mứcnước đặt

PID1

CCCH Bao hơi

Cảm biến

PID2

Cảm biến

Lưu lượng hơi chính

Độ chênh áp

PID PID

Hình 2-4: Sơ đồ điều khiên mức nước theo độ chênh áp 2 đầu van




điều chỉnh phía trong. Để nâng cao khả năng đáp ứng của vòng điều chỉnh ta sử dụng

tín hiệu lưu lượng hơi chính làm tín hiệu đón trước. Giá trị tính toán từ bộ PID1 sau

khi được cộng với tín hiệu đón trước lưu lượng hơi chính sẽ được sử dụng làm tín hiệu

đặt cho khối điều khiển chênh áp PID2. Tín hiệu đầu ra của khối điều khiển này đượcgửi tới cơ cấu chấp hành (CCCH) để điều chỉnh tốc độ bơm duy trì độ chênh áp lực

theo yêu cầu của vòng điều chỉnh mức nước.

2.4 Các thiết bị điều khiển.

2.4.1 Hệ thống điều khiển mức.

a/ Khái niệm.

Mức nước trong bao hơi là đại lượng đóng vai trò quan trọng để duy trì sự hoạt động

của nhà máy nhiệt điện. Nó là cơ sở điều khiển mọi quá trình điều khiển của nhà máy.

b/ Hệ thống điều khiển mức.

Từ nguyên lý của hệ thống công nghệ, theo góc độ của hệ thống tự động hóa ta nhận

thấy: hệ thống điều khiển mức nước bao hơi là một hệ thống điều chỉnh kín, nhiều

chiều và phi tuyến. Các phần tử công nghệ và điều khiển trong hệ thống được phân

thành:

- Đối tượng điều khiển: Bao hơi.- Đại lượng điều khiển: Mức nước bao hơi

- Tín hiệu vào: Giá trị người vân hành đặt trước qua bộ điều khiển.

- Tác động nhiễu: Lưu lượng hơi mới.

- Bộ cảm biến: Thiết bị biến đổi mức và bộ biến đổi lưu lượng.

- Thiết bị chấp hành: Van điều khiển.

- Thiết bị điều khiển: PLC

c/ Bộ biến đổi mức.Để đảm bảo an toàn khi vận hành thì chiều cao mức nước bao hơi thấp nhất là

600mm và chiều cao lớn nhất là 1150mm

Do vậy tín hiệu vào là h = 600mm ÷1150mm ứng với tín hiệu ra là dòng I= 4 ÷

20mA.

Page 29 of 54




Đường đặc tính:

d/ Bộ biến đổi dòng điện điều khiển sang dòng điện động cơ.

Nguyên lý hoạt động: tùy thuộc vào tín hiệu dòng điện điều khiển, khi đó nguồn dòngđiều khiển sẽ thay đổi. Nguồn dòng điều khiển này sẽ được cấp vào động cơ điện của

van điều khiển. - Dòng điều khiển: 4mA ÷ 20mA

- Dòng ra tương ứng: 2,2 ÷ 2,85mA

20

Page 30 of 542,85

4

2,2

Ira(A)

Ivao

(mA)

Hình 2-6: Đường đặc tính của bộ biến đổi I/I

H(mm)

Xvao

20

4

Xra(mA)

600 1150

Hình 2-5 : Đường đặc tính tĩnh của bộ biến đổimức




e/ Van điều khiển mức.

Áp lực của cơ cấu truyền động tác dụng lên ty van dao động từ 30,8KN đến 64KN.

Áp lực này sẽ tác động lên ty van để điều khiển độ mở của van. Độ mở của van từ

0(0%) đến 80mm (100%).

Đặc tính:

0

Tín hiệu vào của đối tượng điều khiển là một hệ liên tục; còn tín hiệu vào, ra của máy

tính số( bộ điều khiển PID số) là tín hiệu rời rạc( tín hiệu số). Hệ thống điều khiển có

mạch phản hồi muốn đưa vào vi xử lý phải qua bộ chuyển đổi tương tự số A/D. Còntín hiệu ra của máy tính (vi xử lý) dùng để điều khiển đối tượng thường qua bộ chuyển

đổi D/A. Các tín hiệu truyền đạt trong hệ có cả tín hiệu rời rạc và tín hiệu liên tục. Bao

hơi là đối tượng điều khiển có tín hiệu vào ra là liên tục.

Page 31 of 54

30,8 1150

H(mm)X

vao

80

Hình 2-7: Đường đặc tính của van điều khiển mức




2.4.2 Thiết bị điều khiển và đo lường.

2.4.2.1 Van điều khiển

* Định nghĩa

Van là một thiết bị cơ khí được dùng trong công nghiệp đường ống để điều chỉnhdòng cháy của vật chất.

- Van điều khiển 10LAB20AA001

Hình 2-8: Mô hình van điều khiển.

Van điều khiển là loại van tự động điều chỉnh vị trí cửa thông qua thiết bị điều

khiển( hoặc điều khiển bằng tay). Nhiều loại van điều khiển bằng tay có thế nắp thêm

cơ cấu dẫn động vào thân van để trở thành van điều khiển.

Cơ cấu dẫn động (Actuator): là một thiết bị dùng trong van điều khiển để dẫn

động ty van ứng với thiết bị phát ra từ thiết bị điều khiển.Thiết bị điều khiển(Controller): là thiết bị tự động điều chỉnh vị trí của van điều

khiển. thiết bị điều khiển dùng năng lượng khí nén, áp suất thủy lực hay năng lượng

điện để truyền tín hiệu tới cơ cấu dẫn động.

Dựa vào yêu cầu của hệ thống ta dùng loại van điều khiển lưu lượng nước cấp

của bơm nước cấp cho bao hơi.

* Nhiệm vụ: Điều khiển lưu lượng nước cấp vào bao hơi tương ứng với yêu cầu

của phụ tải và đảm bảo mực nước trong bao hơi ổn định quanh điểm đặt.

Page 32 of 54




- Van xả - 10LCQ4AA001 : là loại van có chế độ điều khiển bằng tay hoặc tự

động. Trong trường hợp mức nước bao hơi quá lớn, để nhanh chóng đưa mức nước

trong bao hơi về khoảng ổn định thì người ta phối hợp vừa giảm lưu lượng nước cấp

vừa phát tín hiệu mở van xả với một độ mở phù hợp.- Van an toàn là một van điện điều khiển tự động. Tác dụng của van an toàn là đảm

bảo áp suất trong bao hơi không vượt ra ngoài khoảng làm việc trong suốt quá trình

hoạt động. khi có tín hiệu báo áp suất trong bao hơi quá cao ngay lập tức van được

điều khiển mở ra với một độ mở thích hợp.

2.4.2.2 Giới thiệu về các loại cảm biến.

♦ Cảm biến mức: Dùng để đo mức nước trong bao hơi

* Cấu tạo của bộ cảm biến mức gồm

1 : Bộ chuyển đổi chênh áp (hiệu áp suất ∆ P)

2 : Bộ chuyển đổi chênh áp - điện trở

3 : Bộ chuyển đổi điện trở - dòng điện

3

21Ir

Hình 2-9: Cấu tạo cảm biến mức

∗ Thông số kỹ thuật của bộ cảm biến mức:

- Điện áp: 24V (DC)

- Phạm vi đầu ra: 4 ÷ 20mA.

- Phạm vi thay đổi mức tương ứng với dòng điện là: 600mm ÷1150mm.

Page 33 of 54




♦Cảm biến lưu lượng.

Thiết bị đo lưu lượng dựa trên nguyên lý đo chênh lệch áp suất của dòng chảy khi

chảy qua một ống thu hẹp (tấm lỗ), sau đó chênh áp này được biến đổi thành điện.

∗ Cấu tạo cảm biến đo lưu lượng gồm- Đĩa có lỗ (1)

- Màng đàn hồi (2)

- Bộ chuyển đổi hiệu áp suất (3)

- Tay đòn (4)

- Điểm tựa (5)

- Bộ chuyển đổi lực - điện trở (6)

- Bộ chuyển đổi dòng điện - lực (7)

- Bộ xử lý tín hiệu điện (8)

Hình 2-10: Cấu tạo của cảm biến lưu lượng

∗ Nguyên lý hoạt động của bộ đo lưu lượng dựa vào công thức sau:

P K Q ∆=

γ µ

g A K

2=

Trong đó:

Page 34 of 54

8

I

C P P

1

3

22

5

5

4

6

7




Q : Lưu lượng nước, hơi

∆ P : Hiệu áp suất đầu ra, đầu vào của đĩa

Α : Tiết diện lỗ đĩa

g : Gia tốc trọng trường

γ : Khối lượng riêng của chất lỏng, khí

µ : Hệ số chảy phụ thuộc kết cấu của đĩa

Dòng chảy (khí, lỏng) đi qua đĩa tạo nên sự chênh áp ∆ P = P1- P2. Màng đàn

hồi biến đổi điện áp thành một lực di động một đầu tay đòn quanh điểm tựa. Một đầu

kia của tay đòn chuyển lực của tay đòn dẫn đến sự thay đổi của điện trở. Bộ xử lý tín

hiệu sẽ cho ra tín hiệu là dòng điện thay đổi 4 ÷ 20mA.

∗Thông số kỹ thuật của bộ cảm biến lưu lượng

+ Điện áp: 24V (DC)

+ Phạm vi đầu ra: 4÷20 mA

+ Phạm vi lưu lượng đo: chỉnh định dòng điện (0÷100%)

♦Cảm biến nhiệt độCảm biến nhiệt độ là thiết bị nhiệt điện trở được gắn vào đường ống. Khi nhiệt

độ càng cao thỡ điện trở nhiệt cú trị số càng giảm (điện trở thay đổi nghịch biến với

nhiệt độ). Sự thay đổi nhỏ này được đưa vào mạch điện tử để khuếch đại lờn.

Do vậy dũng điện đi qua bộ phận cảm biến sẽ thay đổi tuyến tớnh với nhiệt độ.

Cảm biến nhiệt độ hoạt động dựa trờn nguyờn lý: điện trở của kim loại tăng lờn

khi nhiệt độ tăng, do đú bộ cảm biến nhiệt bằng điện trở dựng để đo nhiệt độ của thiết

bị cần đo.

∗Cấu tạo :

Page 35 of 54




+ Phần tử nhạy cảm với nhiệt độ (1)

+ Ống bảo vệ (2)

+ Bộ xử lý tín hiệu (3)

3

2

1

Ir

24V(DC )

∗ Nguyên lý hoạt động

Khi đặt điện áp một chiều 24V vào cảm biến nhiệt điện trở, do nhiệt độ

thay đổi, điện trở tác dụng thay đổi dẫn đến dòng điện Ir của bộ cảm biến thay đổi.

∗Thông số kỹ thuật của cảm biến nhiệt độ điện trở

+ Điện áp: 24V (DC).

+ Dòng điện thay đổi đầu ra: 4 ÷20mA.

+ Phạm vi nhiệt độ đo: 00 ÷18000C.

∗ Hệ thống điều khiển nhiệt độ

Hệ thống điều khiển nhiệt độ như sau: tại phòng điều khiển trung tâm nhận giá

trị nhiệt độ trên đường ống nhiệt độ hơi quá nhiệt, nhiệt độ nước cấp hay nhiệt

trong bao hơi sẽ truyền tín hiệu đến hệ thống cấp nhiên liệu. Tại hệ thống cấp

nhiên liệu sẽ nhận biết giá trị điện áp từ 4 ÷ 20mA gửi về, tương ứng với nhiệt

độ đó. Và bộ điều khiển nhiệt độ sẽ tác động để có được nhiệt độ yêu cầu.

Page 36 of 54

Hỡnh 2-11: Cấu tạo của cảm biến đo nhiệt độ




♦Cảm biến áp suất

∗Cấu tạo của bộ cảm biết áp suất gồm:

+ Lò xo điều chỉnh (1)

+ Ống xếp (2)

+ Con trượt (3)

+ Điện trở thay đổi (4)

+ Bộ xử lý tín hiệu (5)

2 1

Hình 2-12: Cấu tạo của cảm biến áp suất

∗ Nguyên lý làm việc của cảm biến áp suất điện trở thay đổi như sau

Khi áp suất thay đổi, ống xếp đàn hồi di động làm con trượt thay đổi vị trí dẫn

đến điện trở thay đổi. Giá trị điện trở thay đổi dẫn đến sự thay đổi dòng điện trong bộ

chuyển đổi. Bộ chuyển đổi này sẽ tạo ra tín hiệu đầu ra là dòng điện Ir = 4mA÷20mA.

∗ Thông số kỹ thuật của bộ cảm biến áp suất điện trở thay đổi gồm

+ Điện áp: 24V (DC)

+ Phạm vi dòng ra: 4÷20 mA

+ Phạm vi áp suất đo: chỉnh định

Page 37 of 54




2.5 Quy trình điều khiển mức nước bao hơi.

Mức nước bao hơi phụ thuộc vào lưu lượng nước cấp từ van cấp và lưu lượng hơi

mới. Tín hiệu ra của cảm biến mức 10HAD01CL001 tỷ lệ với mức nước trong bao

hơi. Như vậy điều khiển bao hơi có 2 sự cố chính:a- Trường hợp bao hơi quá cao L=>1150mm thì ngay lập tức hệ thống sẽ thông báo

cho bộ điều khiển phát tín hiệu báo động. Dừng ngay bơm cấp, đóng hoàn toàn

van điều khiển mức 10LAB20AA001, đồng thời phát tín hiệu mở van xả

10HAD50AA230,231. Ngừng cấp nhiên liệu vào lò, tất cả hệ thống đưa vào chế

độ là việc sự cố mức cao đã được lập trình trước.

b- Trong trường hợp khi mức nước bao hơi quá thấp L=<600mm thì ngay lập tức

hệ thống sẽ thông báo cho bộ điều khiển phát tín hiệu báo động. Ngừng cấp nhiên

liệu vào lò, tất cả hệ thống đưa về làm việc ở chế độ sự cố mức thấp đã lập trình

trước. Mở van điều khiển hoàn toàn ( 100%) đồng thời gửi tín hiệu điều khiển van

an toàn mở 100%.

Để nâng cao độ tin cậy trong hệ thống còn sử dụng van an toàn và van xả để phục vụ

quá trình điều khiển mức nước trong bao hơi khi có sự biến động mức nước trong bao

hơi vượt ra ngoài hoảng ổn định và khi có sự cố sảy ra. Trong quá trình hoạt động vìnhiều yếu tố như tăng giảm phụ tải, nhiệt lượng tăng giảm do chất lượng than cấp vào

lò… mà mức nước trong bao hơi có thể vượt ra ngoài khoảng hoạt động. Phải đưa

mức nước trong bao hơi về khoảng hoạt động trong một thời gian ngắn.

- Mức nước cao dừng hệ thống: L>=1150mm

- Mức cao 4: 1090mm<L<1150mm

- Mức cao 3: 1020mm<L=<1090mm

- Mức cao 2: 950mm<L=< 1020mm

- Mức cao 1: 880mm<L=< 950mm

- Khoảng làm việc ổn định: 820mm=<L=<880mm

- Mức thấp 1: 750mm=<L< 820mm

- Mức thấp 2: 700mm=<L< 750mm

- Mức thấp 3: 650mm=<L<700mm

- Mức thấp 4: 600mm=<L<650mm

- Mức quá thấp dừng hệ thống: L=<60

Page 38 of 54




Chương 3

ĐIỀU KHIỂN MỨC NƯỚC TRONG BAO HƠI BẰNG PLC S7-200

3.1.1 Những tiện ích của PLC S7- 200PLC là thiết bị điều khiển logic được lập trình, cho phép ta thực hiện linh hoạt

các thuật toán logic thông qua một ngôn ngữ lập trình. Bộ điều khiển PLC có các ưu

điểm nổi bật so với các giải pháp điều khiển tự động khác đó là:

♦ Cho phép thay chương trình điều khiển một cách nhanh chóng thích ứng với

yêu cầu đổi mới công nghệ, hiện đại hóa sản xuất.

♦ Có khả năng truyền thông, cho phép nối mạng đáp ứng yêu cầu điều khiển và

giám sát hệ thống trong quá trình sản xuất.

♦ Đơn giản trong bảo dưỡng sửa chữa.

♦ Độ tin cậy cao trong môi trường công nghiệp

♦ Cấu tạo nhỏ gọn, lấp đặt đươn giản.

♦ Giá thành rẻ hơn nhiều so với những bộ điều khiển có chức năng tương

đương

♦ Chi phí vận hành không cao.♦ Có thể sử dụng điều khiển từng máy riêng lẻ hoặc các hệ thống phức tạp có

trình độ tự động hóa cao như hiện nay.

3.1.2 Lựa chọn thiết bị điều khiển.

S7-200 là thiết bị điều khiển logic khả trình loại nhỏ của hãng Siemens, có cấu

trúc theo kiểu modul và có các Modul mở rộng. Các Modul này được sử dụng cho

nhiều ứng dụng lập trình khác nhau. Tùy theo yêu cầu cụ thể của quá trình điều khiển

nguồn sử dụng có thể chọn CPU khác nhau. Dựa vào số lượng đầu vào ra đã nêu nênchọn CPU là loại CPU 224 và Modul EM231 AI4x12bit, EM232 AQ2x12bit.

Page 39 of 54




♦ Thông số của CPU 224

Bộ nhớ chương

trình

8KB Giao diện 1 cổng RS 485

Bộ nhớ dữ liệu 5KB

Máy tính

lập trình

Giao diện PPI với giao thức PPI

cho chức năng lập trình, chức năng

HMI(TD200,OP, truyền thông S7-

200CPU, tốc độc truyền

19,2/187,5kbit/s)

Hoặc như MPI slave trao đổi dữ

liệu với MPI mater(s7-300/s7-400CPUs,Ops,TDs,bảng các nút

ấn),CPU s7-200,tốc độ truyền

19,2/187,5Kbit/s

Hoặc giao diện do người lập trình

định nghĩa, có khả năng ngắt để

trao đổi dữ liệu nối tiếp với cácthiết bị của hãng khác.

Lưu giữ chương

trình

Chương trình

được lưu trong

EPROM

Thời gian lưu giữ 190h

Cổng Input/output 14/10

Modul mở rộng tối

đa

7

Ngôn ngữ lập trình LAD,FBD,STL

Số chương trình

con tối đa

64

Thời gian thực hiệnlệnh bit

0,37μs

Vùng nhớ bit 256

Hình 3-1: Các thông số của CPU 224

♦ Cấu tạo CPU 224

Page 40 of 54




214 -1AD22 -0XB0

S I E M E N S

SIMATIC

S7-200

FS

RUN

STOP

PORT

0

Q0

.0 .1 .2 .3

1M 1L+ 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 2M2L+0.5 0.6 0.7 1.0 1.1 M L+ DC

CPU 224

DC/DC/DCQ1

.0 .1.4 .5 .6 .7

1M 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 2M 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 M L+

I0

.0 .1 .2 .3I1

.4 .5 .6 .7 .0 .1 .2 .3 .4 .5

112.50

120.50

80.00

88.0

4.00

4.00

Hình 3-2: Cấu tạo của CPU 224

● Cấu tạo và thông số kĩ thuật của modul tương tự EM235 AI 4x12bit và AQ

1x12bit, EM232 AQ 2x12bit

*Thông số kĩ thuật- Có 4 đầu vào số: Thời gian biến đổi tương tự sang số < 250µ s

- Có 2 đầu ra số

Đặc điểm kỹ thuật đầu ra sốSố lượng đầu ra số 2Cách điện Không cóLoại tín hiệu

Điện áp đầu ra

Dòng điện đầu ra

± 10V

0 ñeán 20mA

Page 41 of 54




Hình 3-3 Cấu tạo của modul EM235 AI 4 x12 bit va AQ 1x12bit,

Page 42 of 54




Hình 3-4: Cấu tạo của Modul EM 232 AQ 2x12bit

3.2 Các yêu cầu điều khiển với bao hơi nhà máy điện.

- Hệ thống phải đảm bảo các yêu cầu cao về chất lượng và độ tin cậy, đảm bảo

các tiêu chuẩn an toàn.

- Hệ thống phải đảm bảo hoạt động thường xuyên để giám sát bất cứ một hiện

tượng nào có thể xảy ra sự cố.

- Thực hiện cách ly từng phần hay dừng toàn bộ hệ thống theo yêu cầu côngnghệ

- Mỗi một khu vực dùng một PLC

- Nối mạng liên tục gửi giữ liệu về phòng điều khiển trung tâm.

Trong suốt quá trình làm việc điều khiển mức nước bao hơi của hệ thống van

nước cấp 10LAB20AA001 luôn hoạt động ổn định, dòng điện cấp cho động cơ điện

hệ thống luôn đáp ứng yêu cầu điều khiển.

Ngoài ra các van xả và van an toàn cũng xem như luôn hoạt động ổn định.

Page 43 of 54




Yêu cầu điều khiển mức nước bao hơi.

Việc điều khiển mức nước bao hơi được thông qua việc điều khiển van cấp nước

chính 10LAB20AA001 với độ mở và đóng van theo phần trăm tương ứng với bước

nhảy mức.Khi làm việc mức nước phải được điều khiển theo các yêu cầu sau:

- Khi mức nước làm việc trong khoảng đặt 800mm=<L=<900mm thì van

10LAB20AA001 được mở và giữ ở 66%

- Khi mức nước của bao hơi làm việc trong khoảng đặt 600mm=<L=<650mm

thì van 10LAB20AA001 được điều khiển mở 91%

- Khi mức nước của bao hơi làm việc ở trong ngưỡng 650mm=<L=<700mm thì

van 10LAB20AA001 được điều khiển mở ra ở 81%

- Khi mức nước của bao hơi làm việc trong ngưỡng 700mm=<L=<750mm thì

van 10LAB20AA001 được điều khiển mở 76%

- Khi mức nước bao hơi làm việc trong ngưỡng 750mm=<L=<820mm thì van

10LAB20AA001 được điều khiển mở ở 70%

- Khi mức nước bao hơi làm việc ở trong ngưỡng 880mm=<L=<950mm thì

van 10LAB20AA001 được điều khiển mở ở 62%- Khi mức nước bao hơi làm việc ở trong ngưỡng 950mm=<L=<1020mm thì


- Khi mức nước bao hơi làm việc ở trong ngưỡng 1020mm=<L=<1090mm thì


- Khi mức nước bao hơi làm việc trong ngưỡng 1090=<L=<1150mm thì van

10LAB20AA001 được điều khiển mở r ở 24%

- Khi mức nước bao hơi làm việc vượt qua mức quá thấp L=<600mm thì van10LAB20AA001 ngay lập tức được điều khiển mở ra với độ mở là 100%

- Khi mức nước bao hơi là việc vượt qua mức quá cao L>=1150mm thì van

10LAB0AA001 ngay lập tức được điều khiển đóng lại với độ mở 0%.

3.3 Thông số kỹ thuật điều khiển mức.

Mức làm việc thấp nhất cho phép là Hmin= 600mm

Mức làm việc cao nhất cho phép là Hmax= 1150mm

Khoảng làm việc ổn định của bao hơi là 820mm ÷ 880mm

Page 44 of 54




Phương trình biểu diễn mối quan hệ giữa mức và dòng điện:

16( 600)

550ra vao

I H = −

Với Hmin= 600mm thì I= 4mA

Hmax= 1150mm thì I= 20mA

Giá trị dòng sau đó được chuyển vào đọc cổng Analog 16bit có giá trị từ 0 ÷

32760 của PLC để làm giá trị so sánh và lập trình.

Phương trình biểu diễn mối quan hệ giữa giá trị dòng điện và biến nguyên

Wr = 32760

20Iv

Đường đặc tính biểu diễn mối quan hệ giữa dòng và biến nguyên

Với I= 0 mA thì W = 0

I = 20 mA thì W =32760

Page 45 of 54




Hình 3.5: Đồ thị đặc tính biểu diễn mối quan hệ giữa dòng điện và biến nguyên

Page 46 of 54




3.4 Lưu đồ thuật toán điều khiển mức nước bao hơi.

BEGIN

HE THONG HOAT DONG

MEND

SU LY SU CO

s

D

KIEM TRA SU COS

Page 47 of 54




BEGIN

600<L<1150

L =< 600

V§ K: 0%

VAT: 0%

VXA: 100%

600<L < 650

650=<L < 700

V§ K: 100%

VAT: 100%

VXA: 0%

V§ K: 92%

VAT: 30%

VXA: 0%

V§ K: 83%

VAT: 10%

VXA: 0%

700=<L < 750

750=<L < 820

820=<L =< 880

880<L =< 950

950<L =< 1020

1020<L =< 1090

1090<L < 1150

V§ K: 77%

VAT: 5%

VXA: 0%

V§ K: 63%

VAT: 0%

VXA: 0%

V§ K: 71%

VAT: 0%

VXA: 0%

V§ K: 67%

VAT: 0%

VXA: 0%

V§ K: 57%

VA T: 0%VXA: 10%

V§ K: 25%

VA T: 0%

VXA: 50%

V§ K: 43%

VAT: 0%VXA: 25%

S

§

S

§

S

§

S

§

§

S

§

S

S

§

§

§S

S

S

§

§ Hì

nh 3-6: Sơ đồ vòng quét điều khiển mức nước bao hơi

3.5 Chương trình điều khiển.

Page 48 of 54




3.5.1 Tín hiệu vào/ra

- I0.0 Tín hiệu khởi động

- I0.1 Tín hiệu dừng

- I0.2 Tín hiệu reset hệ thống- AIW0 Tín hiệu từ cảm biến mức

- AQW0 Tín hiệu van điều khiển

- AQW4 Tín hiệu van an toàn

- AQW6 Tín hiệu van xả

3.5.2 Chương trình điều khiển

Page 49 of 54




Page 50 of 54




Page 51 of 54




Page 52 of 54




KẾT LUẬN

Sau thời gian 7 tuần thực tập tại công ti nhiệt điện Uông Bí, với sự giúp đỡ, tạo điều

kiện của thầy cô khoa Tự Động hóa- đại học Điện lực và cán bộ- nhân viên phân

xưởng Tự Động hóa- nhà máy nhiệt điện Uông bí, cộng thêm nỗ lực cá nhân. Chúng

em đã có thời gian thực tập, trải nghiệm vốn kiến thức đã được tiếp thu trên giảng

đường với thực tế tại cơ sở sản xuất đã đem lại cho chúng em nhiều kết quả hữu ích.

Tuy nhiên do thời gian có hạn và vốn kiến thức còn hạn chế nên bài thu hoạch của

chúng em không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong thầy cô giúp đỡ để chúng em

tiến bộ hơn nữa.

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày tháng năm

Sinh viên: Trịnh Đình Đức

Vũ Cảnh Yên

Page 53 of 54




TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Tự động hóa Simatic S7 – 200.

Tác gỉa: Nguyễn Doãn Phước – Phan Xuân Minh.

Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật, Hà nội 1997.

[2] Quy trình vận hành và sửa chữa các thiết bị điện – phân xưởng kiểm nhiệtnhà máy nhiệt điện Uông bí.

Tác giả: nhà máy nhiệt điện Uông bí

Page 54 of 54

Documents

Nha May Nhiet Dien Uongbi