Bài giảng Điều khiển nhà máy điện - Chương 3: Hệ thống điều khiển hơi và mức nước bao hơi. Chương này cung cấp cho học viên những kiến thức về: cấu tạo chung lò hơi; các đại lượng điều khiển lò hơi; chiến lược điều khiển lò hơi; hệ thống điều khiển cấp nước;... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!
Trang 2CHƯƠNG 3
HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN HƠI VÀ MỨC NƯỚC BAO HƠI
Trang 3Hơi nước là đối tượng mang nhiệt năng, hơi nước được dẫn đến Tubin (áp suất cao)
để sinh công chuyển hóa năng lượng từ nhiệt sang cơ năng
Trang 5Khử ẩm
(1): Đặc tính nhiệt của hơi quá nhiệt nhận nhiệt do bức xạ (2): Đặc tính nhiệt của hơi quá nhiệt nhận nhiệt do đối lưu (3): Đặc tính nhiệt của hơi quá nhiệt nhận nhiệt từ bộ quá nhiệt
Trang 6Các thông số hệ
điều khiển hơi
Lượng hơi
Lượng hơi là thông số biến đổi theo phụ tải.
Lượng hơi vào Tubin càng lớn thì công sinh
ra càng lớn => Công suất điện càng nhiều.
Điều chỉnh nhiên liệu vào cho quá trình cháy (điều khiển quá trình cháy)
Điều chỉnh van hơi của Tubin
Các yếu tố ảnh hưởng lưu lượng hơi: Độ ẩm, nhiệt trị than, nhiệt độ cấp nước, thay đổi nhiên liệu….
Nhiệt độ hơi
Nhiệt độ hơi quá nhiệt là thông số quan trọng và cần duy trì ổn định tại mọi giá trị tải nhiệt
Các yếu tố ảnh hưởng nhiệt độ hơi: tải của lò, biến đổi bề mặt truyền nhiệt,…
Áp suất hơi
Ấp suất hơi quá nhiệt là thông số quan trọng
và cần duy trì ổn định tại mọi giá trị.
Áp suất/lưu lượng có mối quan hệ chặt chẽ với nhau
Áp suất ổn định => hơi tiêu thụ/hơi sinh ra bằng nhau.
Áp suất không ổn định => hơi tiêu thụ/hơi sinh ra mất cân băngf
Trang 7QUAN HỆ GIỮA CÔNG SUẤT ĐIỆN (MW) VÀ LƯU LƯỢNG HƠI
𝑄𝑆 = 𝐾 ∆𝑃 𝑃
Lưu lượng hơi nước vào Tubin được xác định theo P: Áp suất vào Tubin = Pin
∆P: Chênh lệch áp suất vào/ra= Pin – Pout
Thông thường áp suất cuối bình ngưng = 0
K: Hệ số tỷ lệ Công suất ra tỷ lệ với Qs và K (MW tỷ lệ với K, Qs)
TÁC ĐỘNG CỦA HƠI ĐẾN NHU CẦU NHIÊN LIỆU
Sản lương hơi phụ thuộc vào quá trình cháy của lò
Trang 8CHIẾN LƯỢC ĐIỀU KHIỂN HƠI (Q, P, T) ĐIỀU KHIỂN LƯU LƯỢNG + ÁP SUẤT ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ
ĐIỀU KHIỂN LƯU LƯỢNG + ÁP SUẤT
Nguyên tắc điều khiển Áp suất không đổi + Lưu lượng thay đổi theo yêu cầu phụ tải Điều khiển nhiên liệu
P
PI
Trang 9MẠCH VÒNG ĐIỀU CHỈNH ÁP SUẤT HƠI VÀ BÙ TRƯỚC (FEED FORWARD) THEO LƯU LƯỢNG HƠI
Tổng yêu cầu tín hiệu yêu cầu bù
Bộ điều khiển áp suất theo yêu cầu
Bộ khuếch đại tín hiệu yêu cầu bù
Bộ khuếch đại tín hiệu yêu cầu bù
Bộ điều khiển áp suất theo yêu cầu
Trang 10MẠCH VÒNG ĐIỀU CHỈNH ÁP SUẤT HƠI VÀ BÙ TRƯỚC (FEED FORWARD) THEO LƯU LƯỢNG HƠI
(Có tự động điều chỉnh tín hiệu bù trước)
Trang 11ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ HƠI QUÁ NHIỆT HƠI NƯỚC Bộ gia nhiệt > 540 độ C HƠI QUÁ NHIỆT
SỰ THAY ĐỔI CỦA HƠI QUÁ NHIỆT
THAY ĐỔI PHỤ TẢI CỦA LÒ HƠI
GIAO ĐỘNG ÁP SUẤT TRONG ĐƯỜNG HƠI CHUNG
THAY ĐỔI CỦA CHẤT LƯỢNG NHIÊN LIỆU
THAY ĐỔI NHIỆT ĐỘ NƯỚC CẤP
THAY ĐỔI HỆ SỐ KHÍ DƯ THỪA
ĐÓNG XỈ DẠNG ỐNG BỨC XẠ DÃY FESTON
BÁM BẨN CỦA BỀ MẶT ĐỐT DO MÁY CẤP BỘT THAN
HIỆN TƯỢNG CHÁY LẠI TRONG VÙNG QUÁ NHIỆT
MỤC ĐÍCH ĐIỀU KHIỂN HƠI QUÁ NHIỆT NÂNG CAO HIỆU QUẢ CHUYỂN ĐỔI NHIỆT – CƠ NĂNG GIẢM SỰ GIẢN NỞ, CO LẠI CỦA VẬT LIỆU KIM LOẠI ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG HƠI KHI ĐƯA VÀO TUBIN
PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN
ĐIỀU CHỈNH TRAO ĐỔI NHIỆT GIỮA KHÓI CHÁY - HƠI ĐIỀU KHIỂN VAN PHUN NƯỚC GIẢM ÔN
Trang 12ĐIỀU CHỈNH TRAO ĐỔI NHIỆT GIỮA KHÓI CHÁY - HƠI
THAY ĐỔI (ĐIỀU KHIỂN) GÓC CỦA VÒI ĐỐT
=> THAY ĐỔI VỀ NHIỆT ĐỘ KHÓI CỦA VÒI ĐỐT
Điều khiển bằng các cơ cấu chấp
hành/ cơ khí Thường được liên
kết với hệ thống điều khiển tỷ lệ
cháy và cấp nước
Giữ cố định vòi phun nhiên liệu/
thay đổi tỷ lệ nhiên liệu giữa cácgiàn phun tạo quá trình cháy tậptrung ở nhiều chỗ khác nhau
Điều chỉnh cánh hướng/quạt hút-đẩy gió, thay đổi lượng khói cháy nâng cao nhiệt độ nước
Tác động điều chỉnh phương pháp này chậm/hằng số thời gian cỡ vài phút Quán tính quá trình nhiệt lớn.
Trang 13ĐIỀU KHIỂN VAN PHUN NƯỚC GIẢM ÔN
Trang 14SỰ LIÊN KẾT ĐIỀU KHIỂN GIỮA CÁC LÒ HƠI
SỰ PHÂN CHIA TẢI CỦA CÁC LÒ HƠI
Do người vận hành Dựa trên kết quả kiểm tra Nguyên tắc chi phí thấp nhât
Thường sử dụng cho các nồi hơi tương tự nhau (kích thước và dung lượng) Người vận hành giữ cho chênh lệch tín hiệu nhiên liệu vào/ra = 0
Trang 15Dựa trên kết quả kiểm tra
Chức năng đk mỗi nồi hơi được thay bằng bộ tạm hàm
Các nồi hơi liên tục được kiểm tra xác định dung lượng tối ưu
Bộ tạo hàm
Dung lượng và kích thước các nồi hơi có thể khác nhau
Độ chính xác cao
Trang 16Nguyên tắc chi phí thấp nhất
Trang 17Nguyên tắc chi phí thấp nhất
Trang 18HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MỨC NƯỚC BAO HƠI
Hệ thống cung cấp nước và lưu thông nước trong lò hơi Cấu trúc của hệ thống
Hệ thống bơm
Hệ thống van + ống dẫn + Vòi phun
Hệ thống hâm nước
Trang 19Quá trình hâm nước và khử khí
Nước trước khi được đưa vào
bao hơi cần được hâm nóng đạt
đến 1 nhiệt độ nhất định
(sử dụng nhiệt năng hơi nước hâm nóng)
Nước trước khi vào khử thường chứa (CO, O2, tạp chất )
Cân bằng hóa học cho
nước cấp
Quy định lưu lượng nước cấp
Áp suất nước cấp > áp suất bao hơi
=> Hệ thống điều khiển áp suất và lưu lượng
nước cấp tạo ra chênh lệch đủ lớn để giữa áp
suất trong bao hơi và bơm cấp
Trang 20Quá trình co lại, sôi bồng và lưu thông nước trong bao hơi
Trang 21Hệ thống điều khiển nước cấp
Mức nước cấp được điều
khiển ở vị trí cố định NWL
Sensor đo mực nước
PI-luật điều khiển
Điều khiển van
Co lại + sôi bồng
Yêu cầu điều khiển mức nước cấp
Điều khiển mức nước ngang bằng với điểm đặt Giảm thiểu tương tác hệ thông bằng tay
Thay đổi mức nước bám nhanh theo sự thay đổi của tải
Cân bằng giữa lượng hơi ra và nước cấp bao hơi
Bù thay đổi áp suất nước cấp không đảo lộn tuần hoàn nước và dịch điểm đặt
Trang 22Các hệ thống điều khiển nước cấp
Hệ thống điều khiển một tín hiệu
Trang 23Hệ thống điều khiển hai tín hiệu
Các hệ thống điều khiển nước cấp
Trang 24Hệ thống điều khiển ba tín hiệu
Các hệ thống điều khiển nước cấp
Trang 25Tổng kết chương 3