(NB) Giáo trình Vận hành lò hơi và hệ thống thiết bị phụ 1 (Nghề: Vận hành nhà máy nhiệt điện - Cao đẳng) được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Bài 1 Phân tích các chu trình nhiệt trong nhà máy nhiệt điện; Bài 2 Khởi động lò hơi; Bài 3 Vận hành lò hơi ở chế độ ổn định; Bài 4 Dừng lò hơi; Bài 5 Vận hành hệ thống thiết bị áp lực lò hơi; Bài 6 Vận hành hệ thống khói-gió lò hơi; Bài 7 Vận hành hệ thống dầu đốt lò; Bài 8 Vận hành hệ thống nhiên liệu lò; Bài 9 Vận hành hệ thống thải tro xỉ; Bài 10: Vận hành hệ thống khử lưu huỳnh, khói thải. Mời các bạn cùng tham khảo!
Các thông số kỹ thuật trong vận hành lò hơi
Các đặc tính kỹ thuật lò hơi:
Trong các nhà máy điện, lò hơi đảm nhiệm việc sản xuất hơi cho chu trình phát điện Hơi được tạo ra từ lò hơi ở trạng thái quá nhiệt, nên thông số thông hơi của lò được biểu thị bằng áp suất và nhiệt độ của hơi quá nhiệt Các chỉ tiêu chính cần nắm vững là áp suất đầu ra và nhiệt độ của hơi quá nhiệt, giúp đánh giá hiệu suất và an toàn vận hành hệ thống Việc theo dõi và điều chỉnh các thông số này (áp suất P, nhiệt độ T và lưu lượng hơi) là yếu tố then chốt để tối ưu hóa hiệu suất, giảm tiêu hao năng lượng và đảm bảo hoạt động ổn định của turbine và hệ thống phát điện.
Sản lượng hơi của lò là đại lượng đo lượng hơi mà lò có thể sản xuất ra trong một đơn vị thời gian, tính bằng kg/h hoặc tấn/h Đây là chỉ số quan trọng để đánh giá quy mô, hiệu suất và khả năng cung cấp hơi của hệ thống lò hơi, và thường được tiếp cận qua ba khái niệm sản lượng hơi phổ biến nhằm mô tả các khía cạnh khác nhau của quá trình sản xuất hơi và nhu cầu tiêu thụ.
Sản lượng hơi định mức Dđm là mức sản lượng hơi lớn nhất mà lò hơi có thể đạt được, đảm bảo vận hành lâu dài và ổn định với các thông số hơi đã cho, mà không phá hủy hoặc gây ảnh hưởng xấu đến chế độ làm việc của lò.
Sản lượng hơi cực đại (Dmax) là lượng hơi lớn nhất lò có thể đạt được, nhưng chỉ trong thời gian ngắn, nghĩa là lò không thể làm việc lâu dài ở mức sản lượng này Sản lượng hơi cực đại thường được xác định bằng công thức Dmax = (1,1 – 1,2) Dđm.
+ Sản lượng hơi kinh tế là sản lượng hơi mà ở đó lò làm việc hiệu quả kinh tế cao nhất Sản lượng hơi kinh tế thường bằng: Dkt =(0,8 – 0,9)Dđm
Bài 1: phân tích các chu trình nhiệt trong nhà máy nhiệt điện Trang 12
Hiệu suất của lò hơi là tỉ số giữa lượng nhiệt có ích mà môi chất hấp thụ được và lượng nhiệt được cấp vào lò Nói cách khác, đây là phần trăm nhiệt năng chuyển đổi thành nhiệt hấp thụ bởi môi chất so với tổng nhiệt đầu vào cho quá trình đốt Giữ hiệu suất lò ở mức cao giúp giảm tối đa tổn thất nhiệt và tăng hiệu quả vận hành của hệ thống.
Nhiệt thế thể tích của buồng lửa là lượng nhiệt sinh ra trong một đơn vị thời gian trên một đơn vị thể tích của buồng lửa Thước đo này cho biết mật độ nhiệt trong buồng đốt và được dùng để đánh giá hiệu suất cháy cũng như tối ưu hóa thiết kế buồng lửa Đơn vị đo phổ biến là kW/m^3 hoặc MW/m^3, cho biết nhiệt lượng sinh ra mỗi giây trên mỗi mét khối thể tích buồng lửa Việc nắm được nhiệt thế thể tích giúp cải thiện hiệu suất đốt, giảm tổn thất nhiệt và kiểm soát ô nhiễm, đặc biệt trong các hệ thống động cơ đốt trong và các thiết kế đốt nhiên liệu tương tự.
Bảng dưới đây trình bày các thông số kỹ thuật liên quan đến vận hành lò hơi đốt than, cung cấp hơi cho tua bin hơi và máy phát điện 300 MW Các thông số chính gồm lưu lượng hơi, áp suất và nhiệt độ hơi ở đầu ra, hiệu suất hệ thống, các tham số kiểm soát vận hành, và yêu cầu an toàn cho quá trình đốt than, cấp nước và xử lý nước làm việc; đồng thời cung cấp các dữ liệu tham khảo phục vụ thiết kế, vận hành và tối ưu hiệu suất của hệ thống lò hơi–tua bin–máy phát điện công suất 300 MW.
Bảng 1 1: Thông số kỹ thuật của lò ở mức công suất 300 MW ,225 MW, 180 MW, 90
Bài 1: phân tích các chu trình nhiệt trong nhà máy nhiệt điện Trang 13
TT Thông số Units BMCR RO định mức 75% RO 60%
1 Điện năng đầu ra máy phát điện
(a) Đầu ra quá nhiệt 921763 875571 641797 514328 278981 (b) Đầu vào cao áp 921763 875571 641797 514328 278981 (c) Đầu ra cao áp 895402 850371 623051 499315 270358 (d) Đầu vào hạ áp 814865 776908 575504 463859 243971
3 Áp lực hơi kg/cm 2 g
(b) Đầu ra quá nhiệt 174.6 174.1 145.7 117.8 102.9 (c) Đầu vào cao áp 169.0 169.0 142.3 115.0 102.0
5 Áp lực nước cấp kg/cm 2 g
(a) Đầu vào bộ hâm nước
(b) Đầu ra bộ hâm nước 191.2 189.3 156.4 126.9 106.9
6 Nhiệt độn nước cấp ºC
(b) Đầu vào bộ hâm nước
(c) Đầu ra bộ hâm nước 291 288 273 264 226
8 Tiêu hao nhiên liệu (ướt) kg/H 131,119 125,275 96,121 79,016 43,837
Bài 1: phân tích các chu trình nhiệt trong nhà máy nhiệt điện Trang 14
10 Nhiệt hấp thụ của buồng lửa
(a) trên thể tích hiệu dụng x 10 3 kcal/m 3 H
(b) trên diện tích buồng lửa (phía dưới buồng lửa) x 10 3 kcal/m 2 H
(c) trên bề mặt bức xạ hiệu dụng x 10 3 kcal/m 2 H
11 Nhiệt độ không khí ºC
(a) Đầu vào bộ sấy không khí bằng hơi
(b) Đầu ra bộ sấy không khí bằng hơi
(c) Đầu vào bộ sấy không khí (cấp 1)
(d) Đầu vào bộ sấy không khí (cấp 2)
(e) Đầu ra bộ sấy không khí (cấp 1)
(f) Đầu ra bộ sấy không khí (cấp 2)
(b) Vào quá nhiệt trung gian
(c) Ra quá nhiệt trung gian
(d) Vào bộ sấy không khí 391 383 355 344 286
(e) Ra bộ sấy không khí
Bài 1: phân tích các chu trình nhiệt trong nhà máy nhiệt điện Trang 15
13 Điểm đọng sương của quá trình cháy Điểm đọng axít
Khói tại đầu ra bộ sấy không khí
14 Nhiệt độ kim loại đầu lạnh bộ sấy không khí
(a) Đầu ra bộ hâm nước 1,150,564 1,099,314 843,340 693,37
(b) Đầu ra bộ sấy không khí
16 Lưu lượng gió cấp cho quá trình cháy kg/H 1,054,238 1,007,284 772,740 635,32
17 Tốc độ khói lớn nhất tại các tiết diện đối lưu m/s 12.0 10.5 10.0 9.6 6.0
18 Lưu lượng xỉ tại đầu ra bộ hâm nước kg/H 37,044 35,395 27,130 22,324 12,384
19 Lượng nhiệt hấp thụ x 10 6 kcal/H
(a) Tường buồng lửa+của buồng lửa
(e) Bộ sấy không khí 79.29 74.51 51.25 39.76 17.68 (f) Bộ sấy không khí bằng hơi
20 Tốc độ hấp thụ nhiệt của bề mặt gia nhiệt x10 3 kcal/m 2 H (a) Tường buồng lửa+của buồng lửa
Bài 1: phân tích các chu trình nhiệt trong nhà máy nhiệt điện Trang 16
21 Lưu lượng nước phun giảm ôn t/h
22 Lưu lượng hơi tự dùng
(b) Hóa mù vòi đốt dầu 0 0 0 0.4 0.4
(c) Bộ sấy không khí bằng hơi
23 Phác thải khí NOx mg/Nm 3 1000 950 900 800 700
24 Điện tự dùng 6.6 và 3.3 kV kW
Bảng 1 2: Đặc tính kỹ thuật của lò hơi Nhiệt điện Phả Lại 2 ở phụ tải cực đại và định mức(300MW)
TT Chỉ tiêu thiết kế Đơn vị Trị số
2 áp suất bao hơi kG/cm 2 189,4 187,5
4 áp suất hơi quá nhiệt kG/cm 2 174,6 174,1
5 Nhiệt độ hơi quá nhiệt o C 541 541
6 Lưu lượnghơi quá nhiệt trung gian t/h 814,86 776,9
7 Áp suất hơi vào bộ quá nhiệt trung gian kG/cm 2 44,81 42,81
Nhiệt độ hơi vào bộ quá nhiệt trung gian o C 348,1 344,1
9 Áp suất hơi ra bộ quá nhiệt trung gian kG/cm 2 42,71 40,71
Nhiệt độ hơi ra bộ quá nhiệt trung gian o C 541 541
11 Áp suất nước cấp vào bộ hâm nước kG/cm 2 192,8 190,7
12 Nhiệt độ nước cấp vào bộ hâm nước o C 262 259
Bài 1: phân tích các chu trình nhiệt trong nhà máy nhiệt điện Trang 17
13 Nhiệt độ nước cấp ra bộ hâm nước o C 291 288
14 Tiêu hao nhiên liệu kg/h 131.119 125.57
Các chu trình nhiệt trong nhà máy nhiệt điện
Như chúng ta biết, chu trình Carnot cho hiệu suất nhiệt cao nhưng có nhược điểm khi áp dụng cho khí thực; vì vậy trong thực tế người ta không dùng chu trình Carnot thuần túy mà thay bằng một chu trình cải tiến gần với nó, được gọi là chu trình Renkin Chu trình Renkin là chu trình thuận chiều, biến nhiệt thành công suất một cách hiệu quả trong điều kiện làm việc thực tế Từ đó, Renkin giữ được tính chất lý thuyết của Carnot và khắc phục nhược điểm khi áp dụng cho khí thực, trở thành lựa chọn tối ưu cho các hệ nhiệt động lực học công nghiệp.
Chu trình Rankine là chu trình nhiệt được áp dụng cho tất cả các loại nhà máy nhiệt điện có tua-bin hơi nước, với môi chất làm việc là nước và hơi nước Các thiết bị của nhà máy nhiệt điện nói chung giống nhau, ngoại trừ thiết bị sinh hơi Trong thiết bị sinh hơi, nước nhận nhiệt để biến thành hơi Đối với nhà máy nhiệt điện, thiết bị sinh hơi là lò hơi, nơi nước nhận nhiệt từ quá trình đốt cháy nhiên liệu Đối với nhà máy điện mặt trời, nước nhận nhiệt từ nguồn năng lượng mặt trời.
Sơ đồ nhiệt của chu trình nhà máy nhiệt điện được trình bày trên hình 1.2, cho thấy hai thiết bị chính để biến đổi năng lượng là lò hơi và tuốc-bin, cùng một số thiết bị phụ hỗ trợ Đồ thị T-s của chu trình được biểu diễn trên hình 1.2, minh hoạ quá trình biến đổi trạng thái nhiệt động lực học và sự gia tăng entropy trong hệ thống.
Hình 1 1: Sơ đồ thiết bị nhà máy điện
Nước ngưng trong bình ngưng IV ở trạng thái 2’ trên đồ thị có các thông số p2, t2, i2 và được bơm V vào thiết bị sinh hơi I; áp suất tăng từ p2 đến p1 từ quá trình 2’–3 Trong thiết bị sinh hơi, nước trong các ống sinh hơi nhận nhiệt từ quá trình cháy, nhiệt độ tăng lên đến sôi ở quá trình 3–4, hóa hơi ở quá trình 4–5 và thành hơi quá nhiệt trong bộ quá nhiệt II ở quá trình 5–1.
Bài 1: phân tích các chu trình nhiệt trong nhà máy nhiệt điện Trang 18
Hình 1 2: Đồ thị T-s của chu trình NMNĐ
Quá trình 3-4-5-1 là quá trình hóa hơi đẳng áp với áp suất p1 cố định Hơi thoát khỏi bộ quá nhiệt II ở trạng thái 1 có thông số p1, t1 và đi vào tuốc-bin III; ở đây hơi dãn nở theo quá trình đoạn nhiệt đến trạng thái 2, biến nhiệt 4.
1.2.2 Chu trình Rankine thực tế trong NMNĐ tua bin hơi nước
Để nâng cao hiệu suất nhiệt động của chu trình Rankine trong nhà máy nhiệt điện, người ta thường dùng tuabin hơi nước có các cửa trích hơi hồi nhiệt để gia nhiệt nước cấp trước khi đưa vào lò hơi Nguyên lý của phương pháp này là giảm lưu lượng hơi thoát vào bình ngưng và do đó giảm lượng nhiệt thải ra môi trường Một phần hơi sau khi sinh công được trích khỏi tuabin để nhường nhiệt cho dòng nước cấp, khiến nước cấp vào lò hơi có nhiệt độ cao hơn và giảm lượng nhiệt cần cấp cho một đơn vị lưu lượng nước vào lò.
Trong hệ thống hồi nhiệt, quá trình gia nhiệt nước cấp làm nhiệt độ nước cấp tăng đáng kể so với trường hợp ngưng hơi thuần túy, nên nhiệt lượng đầu vào của nước cấp trước khi vào lò hơi (enthalpy) lớn hơn nhiệt lượng của nước ngưng Việc tăng nhiệt độ nước cấp nhờ hồi nhiệt giúp nâng cao hiệu suất trao đổi nhiệt, giảm tiêu thụ nhiên liệu và duy trì vận hành lò hơi ổn định Vì vậy, thiết kế và tối ưu hóa hệ thống hồi nhiệt nước cấp là yếu tố then chốt để nâng cao hiệu quả và an toàn của lò hơi.
Bài 1: phân tích các chu trình nhiệt trong nhà máy nhiệt điện Trang 19 ngưng ra khỏi bình ngưng đáng kể Lượng nhiệt mà hơi trích nhả ra cho nước cấp sẽ được nước cấp mang về lò hơi Sau khi nhận thêm nhiệt trong lò hơi để đạt trạng thái yêu cầu vào tuabin, lượng nhiệt này lại góp phần vào sinh công trong tuabin tới điểm hơi trích mà không bị mất đi ở bình ngưng Vì thế người ta gọi cách làm này là gia nhiệt hồi nhiệt Bằng cách này, người ta có thể làm giảm lượng nhiệt thải ra môi trường ở bình ngưng từ khoảng 65% lượng nhiệt nhận được ở lò hơi (khi dùng tuabin ngưng hơi thuần tuý) xuống chỉ còn khoảng 45% lượng nhiệt nhận được ở lò hơi (khi dùng tuabin có cửa trích hồi nhiệt) Tương ứng với nó là hiệu suất nhiệt động của chu trình tăng từ khoảng 0,30 (khi dùng tuabin ngưng hơi thuần tuý) lên đến khoảng 0,50 (khi dùng tuabin có gia nhiệt hồi nhiệt)
Về lý thuyết, càng có nhiều cửa trích hồi nhiệt và lượng hơi trích tăng sẽ nâng cao hiệu suất nhiệt của tuabin Tuy nhiên, số bình gia nhiệt bị hạn chế do độ phức tạp của chu trình và sự giảm hiệu quả kinh tế khi tăng thêm một bình gia nhiệt, nên đối với các tổ máy công suất từ 50 MW trở lên, người ta thường áp dụng từ 4 đến 8 bình gia nhiệt là mức tối ưu.
Nước cấp cho hệ thống lò hơi được bơm từ bình ngưng lên qua các bơm nước ngưng và đi qua các bộ gia nhiệt N1 đến N4; sau khi được gia nhiệt ở các bộ tiết nhiệt, nước được đưa tới thiết bị khử khí nước để loại bỏ khí hòa tan Nước khử khí sau khi được làm nóng lại tiếp tục được gia nhiệt trước khi đưa vào bao hơi Khi nước được đưa vào bao hơi và lò đốt sẽ sinh hơi trong hệ thống, hơi sau đó được đưa tới các bộ quá nhiệt để đạt áp suất và nhiệt độ cao, rồi đi qua các van chính vào tua bin sinh công quay máy phát điện Hơi sau khi thực hiện công suất sẽ được đưa về bình ngưng để ngưng tụ thành nước và cung cấp cho chu trình trở lại.
Ngoài ra đối với một số tua bin có các cửa trích hơi để cung cấp nhiệt cho nước cấp đầu vào
Sơ đồ nhiệt nguyên lý
Sơ đồ nhiệt nguyên lý của nhà máy điện thể hiện quy trình công nghệ và các biến đổi năng lượng của môi chất trong hệ thống, từ nguồn nhiệt đến sản xuất điện năng Sơ đồ mô tả vòng tuần hoàn của môi chất với các thành phần chủ chốt như lò hơi (nguồn nhiệt), hệ thống trao đổi nhiệt, bơm cấp nước, tua-bin phát điện và bộ ngưng tụ, cùng các thiết bị điều khiển và thu hồi nhiệt Các giai đoạn biến đổi năng lượng từ nhiệt thành cơ học và sau đó thành điện năng được thể hiện rõ trên sơ đồ, cho thấy luồng nhiệt và áp suất qua từng thiết bị và cách tối ưu hóa hiệu suất thông qua chu trình Rankine hoặc các biến thể liên quan.
- Lò hơi; Tuabin, máy phát; Bình ngưng, các bình trao đổi nhiệt (bình gia nhiệt nước ngưng, bình khử khí, bình bốc hơi )
Ngoài ra còn có các bơm để đẩy môi chất như bơm cấp, bơm ngưng, bơm nước đọng từ các bình trao đổi nhiệt Các thiết bị chính và phụ được nối với nhau bằng các đường ống hơi và đường ống nước, phù hợp với trình tự chuyển động của môi chất, nhằm tối ưu hóa quá trình trao đổi nhiệt và đảm bảo vận hành liên tục.
Bài 1: phân tích các chu trình nhiệt trong nhà máy nhiệt điện Trang 20
Hình 1 4: Sơ đồ nhiệt của Nhà máy Nhiệt điện
1 Lò hơi 2 Ống dẫn hơi 3 Turbine
4 Bình ngưng 5 Bơm nước ngưng 6 Cột khử khí
7 Bình chứa nước đã khử khí 8 Bình gia nhiệt hạ áp 9 Bơm nước cấp
10 Bình gia nhiệt cao áp 11 Bơm nước đọng
12 Bình làm lạnh Ejecter 13 Làm lạnh hơi chèn
Bài 1: phân tích các chu trình nhiệt trong nhà máy nhiệt điện Trang 21
Hình 1 5: Sơ đồ nguyên lý nhà máy nhiệt điện đốt than
Sơ đồ nhiệt nguyên lý không thể hiện các thiết bị dự phòng và các thiết bị phụ của đường ống, mà tập trung mô tả luồng chất lưu, mức nhiệt và áp suất cơ bản của hệ thống Thành lập sơ đồ nhiệt nguyên lý là một giai đoạn trọng yếu trong quá trình thiết kế nhà máy điện, giúp xác định các mức công suất, điều kiện làm việc và các giới hạn vận hành của hệ thống Sơ đồ này dựa trên các yêu cầu về phụ tải điện và nhiệt, đồng thời xem xét các yếu tố an toàn và tối ưu kinh tế cho toàn bộ nhà máy Việc xây dựng sơ đồ nhiệt nguyên lý chuẩn bị nền tảng cho thiết kế chi tiết, đánh giá khả thi của hệ thống và đảm bảo vận hành an toàn, hiệu quả và giảm thiểu chi phí hoạt động.
Khi thành lập sơ đồ nhiệt nguyên lý, cần giải quyết các vấn đề sau:
1- Chọn loại nhà máy điện: ngưng hơi hay có trích hơi cung cấp nhiệt
2- Chọn thông số hơi ban đầu và dạng chu trình Lựa chọn thông số hơi ban đầu và dạng chu trình liên quan tới loại và công suất đơn vị của lò hơi và tuabin Tuabin lớn thì phải chọn thông số ban đầu cao hơn
3- Chọn loại và công suất đơn vị của tuabin
4- Chọn loại lò hơi tương ứng với thông số của nhà máy
5- Chọn sơ đồ hồi nhiệt hâm nước cấp
6- Chọn loại và chỗ nối bình khử khí và bơm nước cấp
7- Chọn phương pháp và sơ đồ xử lý nước bổ sung cho lò
8- Chọn sơ đồ cung cấp nhiệt
9- Chọn sơ đồ sử dụng nhiệt năng của hơi từ các Ejecter, hơi chèn của tuabin, nước xả lò, nước xả của bình bốc hơi
Bài 1: phân tích các chu trình nhiệt trong nhà máy nhiệt điện Trang 22
Khi thành lập sơ đồ nhiệt, cần tính đến các chế độ làm việc của nhà máy điện, đặc biệt là chế độ không tải Để bảo đảm cho nhà máy hoạt động bình thường ở chế độ non tải, hơi trích dùng cho khử khí và cho bình bốc hơi phải được lấy từ các cửa trích có áp lực cao hoặc lấy hơi mới đi qua bộ giảm ôn và giảm áp Việc này giúp duy trì lưu lượng và áp suất hơi phù hợp, đảm bảo vận hành ổn định và tối ưu hóa hiệu suất của hệ thống.
Sơ đồ nhiệt nguyên lý của nhà máy điện được thể hiện trên hình 1.10 Khi thành lập sơ đồ nhiệt nguyên lý cho việc mở rộng nhà máy, cần xác định và giải quyết các vấn đề liên quan đến hiệu suất hệ thống, tối ưu hóa vận hành và chi phí đầu tư để đảm bảo quá trình mở rộng diễn ra hiệu quả.
- Chọn phương pháp mở rộng (đặt kề hay đặt chồng)
- Mở rộng sơ đồ gia nhiệt hồi nhiệt
- Chọn sơ đồ nối các bình khử khí mới liên quan đến thiết bị cũ, chọn cách nối bơm cấp
Sau khi dựng xong sơ đồ nhiệt nguyên lý, tiến hành tính toán sơ đồ nhiệt nguyên lý, giải quyết các vấn đề sau:
- Xác định các dòng hơi và dòng nước
- Hiệu chỉnh thông số của những dòng ấy
Xác định các chỉ tiêu kinh tế của phần nhiệt là bước đầu để tối ưu hóa chi phí và hiệu suất Để tính toán sơ đồ nhiệt nguyên lý, trước hết cần xây dựng đường biểu diễn quá trình giãn nở của hơi trong tuabin trên đồ thị i-s dựa trên các số liệu thiết kế được nhà sản xuất cung cấp, sau đó căn cứ vào dữ liệu vận hành thực tế ở nước ta để điều chỉnh cho phù hợp Cuối cùng, lập bảng thống kê các tham số này làm cơ sở cho các tính toán và phân tích kinh tế - kỹ thuật liên quan đến phần nhiệt của hệ thống.
Sơ đồ nhiệt trong một số nhà máy nhiệt điện
Bài 1: phân tích các chu trình nhiệt trong nhà máy nhiệt điện Trang 23
Hình 1 6: Sơ đồ nhiệt nguyên lý của tổ máy 300 MW - Phả Lại 2
Dòng hơi đi vào bốn van điều chỉnh của tuabin (áp lực hơi mới trước van stop chính po = 169 kG/cm^2; nhiệt độ hơi mới trước van stop chính to = 538°C), vào vòi phun, qua tầng tốc độ và qua các tầng cánh của phần cao áp Dòng hơi sau khi qua khỏi cao áp có các thông số được ghi nhận cho quá trình vận hành và tối ưu hiệu suất hệ thống.
(áp suất p = 43 kG/cm 2 ; t = 350 o C), qua các van tái nhiệt lạnh, vào quá nhiệt trung gian
Ở giai đoạn này, hơi nước được nâng nhiệt lên 535°C trong khi áp suất cố định, sau đó quay lại tuabin Hơi đi qua hai tổ hợp van tái nhiệt nóng và được đưa vào phần trung áp của tuabin Dòng hơi tiếp tục giãn nở để sinh công và thoát khỏi phần trung áp, đáp ứng các điều kiện làm việc của chu trình tái nhiệt và tăng hiệu quả vận hành của hệ thống tuabin.
Ở nhiệt độ 306°C, lưu lượng D3 đạt 33,938 t/h và được đưa qua ống liên thông sang phần xi-lanh hạ áp Tại đây, dòng hơi tiếp tục giãn nở sinh công và thoát xuống khoang hơi bình ngưng, kết thúc quá trình.
❖ TÓM TẮT NỘI DUNG BÀI 1:
1.1 Các thông số kỹ thuật trong vận hành lò hơi
1.2 Các chu trình nhiệt trong nhà máy nhiệt điện
1.3 Sơ đổ nhiệt nguyên lý
1.4 Sơ đồ nhiệt trong một số nhà máy nhiệt điện
❖ CÂU HỎI CỦNG CỐ BÀI 1:
1 Trình bày các thông số kỹ thuật trong vận hành lò hơi.
2 Đọc và phân tích về các chu trình nhiệt trong nhà máy nhiệt điện sơ đồ nguyên lý tua bin 270 t422/3
Cao áp Trung áp Hạ áp q n t g lò e7 e6 e5 e3 e2 e1 fv114
Bài 3: Khởi động lò hơi Trang 24
Các chế độ khởi động lò hơi
Các chế độ khởi động Lò hơi như sau:
- Khởi động Lò hơi từ trạng thái lạnh (Áp lực bao hơi nhỏ hơn 30 kg/cm 2 )
- Khởi động Lò hơi từ trạng thái ấm (Áp lực bao hơi trong khoảng 30 đến 80 kg/cm 2 hay sau khi ngừng Lò khoảng 24 ÷ 55 giờ)
- Khởi động Lò hơi từ trạng thái nóng (Áp lực bao hơi trong khoảng 80 đến 140 kg/cm 2 sau khi ngừng Lò khoảng 5 ÷ 8 giờ)
- Khởi động Lò hơi từ trạng thái rất nóng (Áp lực bao hơi lớn hơn 140 kg/cm 2 sau khi ngừng Lò khoảng 2 giờ)
Trạng thái khởi động có các đặc điểm riêng biệt được thể hiện qua áp suất và nhiệt độ hơi còn lại trong bao hơi và lượng nhiên liệu khởi động (khoảng 15–20%), được xác định thông qua quá trình căn chỉnh và thử nghiệm của lò hơi nhằm tối ưu hiệu suất và an toàn khi khởi động.
Toàn bộ các chế độ vận hành của Lò hơi được thực hiện theo biểu đồ khởi động, biểu đồ này được xây dựng dựa trên kết quả vận hành thử nghiệm Lò hơi và được tính toán theo các yêu cầu của Hướng dẫn vận hành Lò hơi Vị trí của các van điều khiển chính, van cách ly và các lá chắn cùng với các giá trị của các thông số điều khiển chính được thể hiện trên biểu đồ chế độ vận hành.
2.1.1 Khởi động lò hơi từ trạng thái lạnh a Cấp nước cho lò hơi
Sau khi kiểm tra công tác chuẩn bị khởi động hoàn thành, xác nhận không có ảnh hưởng nào tới việc cung cấp nước cho lò hơi
Trước khi cấp nước, cần báo cáo với trưởng kíp và nhân viên vận hành tua bin, nêu rõ phương pháp cấp nước, nhiệt độ nước cấp và lượng nước cấp, đồng thời tiến hành đánh giá an toàn trong quá trình cấp nước để đảm bảo vận hành hệ thống an toàn và hiệu quả.
Chất lượng nước lò hơi phải được phân tích định kỳ và đạt các tiêu chuẩn chất lượng được quy định, đồng thời phương pháp cấp nước phải phù hợp với điều kiện vận hành thực tế Nếu nước lò đã đáp ứng các chỉ tiêu chất lượng theo kết quả phân tích, thì có thể tiếp tục vận hành với hệ thống cấp nước đã thiết kế, đồng thời vẫn duy trì giám sát chất lượng nước và kiểm tra định kỳ để bảo đảm tuổi thọ thiết bị và hiệu suất làm việc của lò.
Bài 3: Khởi động lò hơi Trang 26 có thể cung cấp nước hoặc xả nước tới mức -100mm so với đường tâm bao hơi, nếu chất lượng nước không đảm bảo phải xả nước rồi cung cấp lại để đảm bảo chất lượng
Cung cấp nước vào lò hơi phải lớn hơn 20 0 C và độ chênh nhiệt độ của vỏ bao hơi không lớn hơn 28 0 C, khi nhiệt độ vỏ bao hơi thấp hơn nhiệt độ nước cao nhất ở bình khử khí thì phải chấp nhận độ chênh nhiệt độ để cấp nước vào
Việc cấp nước vào lò hơi phải thực hiện từ từ để nước đạt mức bình thường của lò Trong mùa hè, quá trình cấp nước để đưa nước về mức bình thường kéo dài không ít hơn 2 giờ với lưu lượng khoảng 80-90 t/h; các mùa khác yêu cầu thời gian tối thiểu là 4 giờ và lưu lượng cấp nước khoảng 40-50 t/h Nếu nhiệt độ nước và nhiệt độ vỏ bao hơi gần bằng nhau, có thể tăng tốc độ cấp nước, nhưng phải đảm bảo nhiệt độ giữa hai điểm bất kỳ trên vỏ bao hơi không vượt quá 56°C.
Khi nước xuất hiện trên đồng hồ đo mức nước bao hơi, phải giảm tốc độ cấp nước để tránh mức nước vượt quá giới hạn cho phép Khi mức nước cấp đạt tới -100 mm, ngừng cấp nước và mở van tái tuần hoàn bộ hâm để duy trì vòng tuần hoàn và ổn định hệ thống.
Sau khi ngừng cung cấp nước, cần so sánh mức nước giữa các đồng hồ đo và xác định mức nước nên giữ ở mức cố định; đối với các trường hợp khác, phải tìm ra nguyên nhân để đề xuất phương án xử lý phù hợp Đồng thời ghi chép đầy đủ các hiển thị bất thường của đồng hồ nhằm phục vụ cho quá trình phân tích và khắc phục sự cố.
Chế độ cấp nước:Nước cấp vào lò hơi thông qua bộ hâm
Công tác cung cấp nước:
Trước khi cấp nước, cần mở van chặn đường ống cấp đi tắt và van xả khí, đưa đồng hồ mức nước bao hơi vào làm việc Sau đó đóng tất cả các van liên quan của hệ thống, bao gồm van trên đường ống cấp chính, van xả trên đường ống cấp, đường ống xuống và các van xả trên các ống góp dưới của lò hơi, van xả mức bao hơi, van tái tuần hoàn bộ hâm, các van giảm ôn, các van rửa ngược ống nước xuống và bộ quá nhiệt.
- Khởi động bơm vận chuyển nước ngưng hoặc bơm nước cấp để cấp nước cho lò hơi
Điều chỉnh cung cấp nước bằng tay được thực hiện bằng hai cách: mở van ở độ mở thích hợp hoặc điều chỉnh tốc độ của bơm nước cấp để đưa nước vào bao hơi Phương pháp này cho phép kiểm soát lưu lượng nước một cách linh hoạt, tối ưu hóa hiệu suất hệ thống và đảm bảo bao hơi nhận nước đúng nhu cầu vận hành.
- Khi mức nước bao hơi đạt tới giá trị -100mm thì ngừng cấp nước mở van tái tuần hoàn bao hơi và bộ hâm;
Để tiến hành thử áp suất, đóng các van xả nước đọng, mở các van thoát khí và tiếp tục cấp nước Khi van thoát khí bao hơi có nước chảy ra, đóng lại và tiếp tục cấp nước; sau đó đóng các van thoát khí của bộ quá nhiệt mà có nước chảy ra, và khi ống góp đầu ra của bộ quá nhiệt có nước chảy ra thì ngừng cấp nước để tiến hành các bước tiếp theo.
Bài 3: Khởi động lò hơi Trang 27 hành thử áp suất theo quy trình thử suất
Khi quá trình cấp nước được hoàn tất, đóng van nước cấp và liên hệ với nhân viên vận hành tua-bin để thông báo về các tình huống liên quan đến bơm tăng áp hoặc bơm nước ngưng Sau khi cấp nước xong, tiến hành sấy sau cấp nước để làm khô khu vực và thiết bị, đảm bảo an toàn vận hành và chuẩn bị cho chu trình vận hành tiếp theo.
(1) Trình tự gia nhiệt hơi đáy buồng lửa:
Sau khi hoàn tất việc cung cấp nước, liên hệ với nhân viên vận hành tua bin để tiến hành gia nhiệt hơi đáy buồng lửa;
Quy trình vận hành hệ thống gia nhiệt đáy buồng lửa được mô tả ở mức tổng quan nhằm điều chỉnh van xả và đường ống hơi gia nhiệt đáy buồng lửa, liên hệ với bộ sấy không khí và van hơi để sẵn sàng cấp nhiệt, nhận sự phối hợp với nhân viên vận hành tua bin để kiểm soát lưu lượng hơi và thực hiện sấy ấm đường ống cung cấp hơi cũng như van góp của đáy buồng lửa Việc này giúp hệ thống được làm ấm và chuẩn bị cho các bước vận hành tiếp theo.
Chú ý: Quá trình sấy phải từ từ để không ảnh hưởng tới sự giao động của mức nước bao hơi;
Sau khi sấy xong ống, đóng đường cấp hơi và van xả ống góp gia nhiệt đáy buồng lửa Liên hệ với nhân viên vận hành tua bin để mở từ từ van chính của ống góp hơi, đưa hơi tới khu vực gia nhiệt đáy buồng lửa Mở nhỏ van nhánh của ống góp gia nhiệt đáy buồng lửa để cấp hơi cho ống góp phía dưới của ống sinh hơi Trong quá trình mở van nhánh gia nhiệt đáy buồng lửa, đảm bảo độ mở của van nhánh phù hợp để thực hiện chu trình gia nhiệt tuần hoàn.
(2) Thông báo quá trình gia nhiệt đáy buồng lửa:
Chuẩn bị khởi động lò hơi
Chuẩn bị khởi động hệ thống lò hơi:
Trước khi khởi động lò hơi, phải khẳng định công tác sửa chữa và lắp đặt đã hoàn tất và tất cả các phiếu công tác đã được khoá
2.2.1 Kiểm tra các bộ phận chính của lò hơi
Kiểm tra cửa buồng lửa và đường khói phải được thực hiện an toàn với kết quả xác nhận không có người làm việc trong buồng và mọi dụng cụ phục vụ công tác sửa chữa đã được mang ra ngoài; các bề mặt trao đổi nhiệt và hệ thống liên quan phải được vệ sinh sạch sẽ, đảm bảo vận hành an toàn Giàn giáo phục vụ cho công tác vệ sinh, sửa chữa buồng lửa phải được dọn dẹp gọn gàng sau khi hoàn tất Cửa kiểm tra được đóng mở nhẹ nhàng sau khi kiểm tra xong và trả về đúng vị trí.
Cầu thang, lan can và lối đi lại phải chắc chắn, thông thoáng và không có vật dụng hay vấn đề nào cản trở quá trình di chuyển Việc duy trì các khu vực này ở trạng thái an toàn giúp người dùng đi lại thuận tiện và giảm thiểu nguy cơ tai nạn Đồng thời, hệ thống cứu hoả phải hoạt động bình thường để đảm bảo an toàn cho toàn khu vực khi có sự cố.
Để bảo dưỡng hiệu quả hệ thống lò hơi và buồng lửa, cần kiểm tra và duy trì ở trạng thái tốt các đường ống hơi-nước, đường ống khói-gió, đồng thời đảm bảo các cửa người chui và cửa kiểm tra được khóa kín Hệ thống đường ống khói-gió và đường ống hơi-nước phải luôn sạch sẽ, thông suốt, không rò rỉ và có thể vận hành an toàn Việc kiểm tra định kỳ giúp phát hiện sớm các khuyết tật ở ống góp và các mối nối, từ đó tăng tuổi thọ hệ thống và giảm thiểu sự cố Các biện pháp bảo dưỡng nên tập trung vào đảm bảo khóa an toàn cho tất cả cửa ra/vào khu vực làm việc để bảo vệ người vận hành và nâng cao hiệu suất vận hành.
Để vận hành an toàn và hiệu quả, hệ thống đồng hồ đo phải sẵn sàng với vạch chia độ rõ ràng, các kim đồng hồ không được dao động và phải ở vị trí zero trước khi đưa hệ thống hơi nước vào làm việc Việc kiểm tra và xác nhận trạng thái này giúp đảm bảo độ chính xác đo lường và ngăn ngừa sai sót trong quá trình vận hành hệ thống hơi nước.
Vòi đốt phải sẵn sàng và không có hỏng hóc, vị trí lắp đặt chính xác, không có hiện tượng đóng xỉ
Bài 3: Khởi động lò hơi Trang 39 Đưa đồng hồ đo mức nước vào làm việc, vạch chia độ phải rõ ràng và tình trạng ánh sáng tốt
Toàn bộ tấm chắn đường khói và đường gió đúng vị trí, thao tác linh hoạt và ăn khớp tốt
Tất cả các vòi thổi bụi đều không hư hại hay biến dạng, có thể di chuyển linh hoạt và giữ đúng hướng Chúng được lắp đặt đúng vị trí và tất cả các vòi đã được rút ra.
Bộ sấy không khí đã sẵn sàng, mức dầu bôi trơn là bình thường
Các van an toàn đã được đặt giá trị bảo vệ phù hợp và đảm bảo vận hành an toàn Nhãn mác, dấu hiệu nhận biết vẫn còn nguyên, giúp nhận diện nhanh chóng và thuận tiện cho kiểm tra trạng thái Đường ống xả được thông thoáng, không có sự cản trở hay tắc nghẽn ảnh hưởng đến hiệu suất Các thiết bị liên quan được định vị chắc chắn và cố định, đảm bảo an toàn vận hành và tuân thủ các tiêu chuẩn bảo hộ và bảo trì.
Các van an toàn hệ thống dầu và các vòi đốt dầu đã được lắp đặt hoàn chỉnh, đảm bảo độ kín khít và sự đồng bộ của hệ thống Đồng hồ đo áp lực hoạt động tốt và toàn bộ thiết bị được trang bị đầy đủ, nhằm đảm bảo an toàn vận hành và hiệu quả của quá trình đốt dầu.
2.2.2 Kiểm tra hệ thống điện và C&I
Kiểm tra hệ thống điện chiếu sáng, điện tín hiệu, điện điều khiển và điện thủy lực cho các thiết bị liên quan đã được hoàn tất; hệ thống UPS dự phòng hoạt động ổn định và sẵn sàng khi cần; hệ thống khí đo lường cũng đã sẵn sàng cung cấp khí cho các thiết bị liên quan.
Các đồng hồ giám sát, thiết bị ghi đã sẵn sàng đưa vào làm việc
Hệ thống báo động, hệ thống thông tin đã được kiểm tra đạt chất lượng, nguyên nhãn kiểm tra và đã đưa vào dự phòng
Hệ thống camera giám sát buồng lửa, hệ thống điều khiển vòi thổi bụi, CRT và thiết bị phát hiện ngọn lửa vẫn còn nguyên nhãn kiểm tra
Hệ thống camera giám sát mức nước bao hơi và các camera giám sát khác vẫn còn nguyên nhãn kiểm tra
Các thiết bị đo nhiệt độ đường khói làm việc tốt
Các hệ thống FSSS, CCS và DAS v.v đã sẵn sàng làm việc, màn hình CRT làm việc chính xác
Các thiết bị đo đã được vệ sinh sạch sẽ, nhãn mác đã trang bị và còn nguyên vẹn
2.2.3 Kiểm tra các thiết bị phụ
Kiểm tra hệ thống thải xỉ đáy lò, hệ thống ESP, hệ thống khí nén, hệ thống dầu đốt lò,
Kiểm tra các khu vực bơm cấp, tua bin và các hệ thống khác đã sẵn sàng làm việc như đã nếu ở trên
Bài 3: Khởi động lò hơi Trang 40 a) Tại phòng điều khiển trung tâm người vận hành lựa chọn đưa tất cả các thiết bị, động cơ về chế độ tự động (AUTO) Lựa chọn tất cả các hệ thống lò hơi về chế độ tự động b) Chuẩn bị và khởi động hệ thống hơi tự dùng
- Đảm bảo áp lực hơi tự dùng đến lò hơi là 12,5 kg/cm2, 220 oC
- Sấy đường ống cấp hơi tự dùng cho lò c) Chuẩn bị các bộ lọc bụi tĩnh điện
- Thực hiện kiểm tra các thiết bị, mức dầu, an toàn và sấy cách điện, phễu tro
- Đóng điện cho hệ thống điều khiển và lựa chọn chế độ điều khiển
Đóng điện cho các bộ sấy sứ, quạt xục khí và bộ gia nhiệt để đưa hơi vào sấy phễu tro lọc bụi, nhằm thực hiện quá trình sấy sứ trong 8 tiếng; trong thời gian này có thể chạy các búa gõ.
- Kiểm tra giải trừ tất cả các báo động và bảo vệ
Chú ý: Không cấp điện cho hệ lọc bụi cho đến khi quá trình sấy được hoàn thành; chỉ cấp điện trước khi đốt than Đồng thời, hãy chuẩn bị và khởi động các bộ sấy không khí kiểu quay nếu chúng chưa chạy.
Kiểm tra nước làm mát tự dùng và khí phục vụ đến bộ sấy không khí, đảm bảo nguồn nước làm mát cho hệ thống và khí phục vụ được cấp đầy đủ cho bộ sấy không khí Khí phục vụ này cấp cho các cảm biến vị trí rotor và các tấm chắn của bộ sấy không khí ở đầu nóng, nhằm duy trì hoạt động ổn định và an toàn của hệ thống.
- Chuẩn bị hệ thống điều chỉnh khe hở bộ sấy không khí
- Đưa bộ giám sát nhiệt độ khói gió của bộ sấy không khí vào làm việc (TTMD)
- Chuẩn bị các máy thổi bụi cho bộ sấy không khí
- Khởi động các bộ sấy không khí nếu chưa chạy
- Khởi động trình tự bộ sấy không khí
- Đảm bảo rằng động cơ chính sẵn sàng làm việc
Người vận hành khởi động, và bộ sấy không khí bắt đầu quay đúng chiều để đảm bảo luồng khí ổn định cho quá trình Đồng thời, chuẩn bị hệ thống dầu đốt lò, bơm dầu đốt lò và các bộ gia nhiệt dầu đốt lò, và kích hoạt chúng nếu chúng chưa chạy để sẵn sàng cho hoạt động đốt lò.
- Thực hiện kiểm tra các vị trí của các van trong hệ thống
- Đảm bảo rằng bộ gia nhiệt đường ống đang làm việc tự động
- Chú ý: Nhiệt độ đặt cho tất cả các bộ gia nhiệt đường ống dầu FO được điều
Bài 3: Khởi động lò hơi Trang 41 chỉnh bằng tay vì vậy phải đặt lại giá trị này khí thay đổi dầu đốt lò Với dầu số 5 và 6 yêu cầu nhiệt độ là 50 o C, với dầu số 4 yêu cầu nhiệt độ là 38 o C Nếu gia nhiệt dầu số 4 với bộ biến trở nhiệt đặt là 50 o C có thể làm dầu bốc hơi trong đường ống đầu hút của bơm gây hỏng bơm
- Sấy và xả đọng đường hơi tự dùng và đưa bình gia nhiệt vào làm việc
- Khởi động bơm dầu FO đã lựa chọn làm việc (nếu nó chưa chạy) để tuần hoàn và gia nhiệt đầu đến nhiệt độ đặt để chuẩn bị đốt
- Đảm bảo rằng hệ thống đẵ sẵn sàng
- Người vận hành khởi động bơm dầu FO
- Khi bơm dầu FO chạy kiểm tra áp lực dầu đẩy của bơm bằng giá trị đặt là 15 kg/cm2 và kiểm tra dầu đã tuần hoàn
- Chuẩn bị dầu và các môi chất khác đến vòi đốt dầu (khí, hơi tự dung vv…)
- Kiểm tra đường gió thông thổi, khí đo lường và các thiết bị giám sát khác sẵn sàng làm việc
Đảm bảo hệ thống hơi sẵn sàng, được sấy khô qua đường ống để cấp cho các vòi đốt dầu khởi động và cho các vòi đốt đi kèm tương ứng với từng máy nghiền.
- Khởi động quạt thông thổi vòi đốt (nếu chưa chạy)
- Đảm bảo rằng quạt làm việc đã sẵn sàng
- Người vận hành khởi động quạt
- Khi quạt thông thổi vòi đốt chạy đảm bảo rằng gió đã được đưa vào các vòi đốt và bộ giám sát của nó
- Khởi động quạt chèn máy thổi bụi f) Chuẩn bị hệ thống xả khởi động và xả nước lò hơi