HỆ THỐNG đo LƯỜNG và tự ĐỘNG điều CHỈNH NHIỆT độ hơi QUÁ NHIỆT

Các cửa trích hơi dùng cho cácnhu cầu gia nhiệt nước cấp cho lò hơi khi tua bin làm việc với thông số định mứcnhư sau: Cửa trích Tên bình gia nhiệt đấu vào cửa trích hơi Các thông số hơi

Tập đoàn điện lực Việt Nam Trờng đại học Điện Lực Khoa năng lợng

-ššš -Đồ án tốt nghiệp

Chuyờn đề:

HỆ THỐNG ĐO LƯỜNG VÀ TỰ ĐỘNG

ĐIỀU CHỈNH NHIỆT ĐỘ HƠI QUÁ NHIỆT

Giỏo viờn hướng dẫn: Th.s Vũ Văn Vạn Sinh viờn thực hiện : Nguyễn Thị Nga Lớp : C3 Nhiệt Chuyờn ngành : Nhiệt điện

Hệ : Cao đẳng

Hà Nội – 2007LỜI NểI ĐẦU

Trong sự nghiệp cụng nghiệp húa hiện đại húa đất nước điện năng cú vị trớrất quan trọng Nú là một sản phẩm khụng thể thiếu trong cuộc sống của chỳng ta

Điện năng góp phần thúc đẩy sự phát triển kinh tế toàn thế giới nói chung và quốcgia nói riêng.

Ngày nay, điều kiện sinh hoạt của con người được nâng cao, kéo theo các vậtdụng liên quan đến điện năng cũng phát triển vì vậy nhu cầu về điện năng đặt rangày càng bức xúc Với các xí nghiệp nhà máy điện năng thực hiện cơ khí hóa, tựđộng hóa các quá trình sản xuất làm cho năng suất lao động ngày một tăng cao, gópphần tiết kiệm nhiên liệu, giảm nhẹ điều kiện làm việc cho người lao động Trongnông nghiệp, điện năng được dùng để khống chế ảnh hưởng của thiên nhiên, nângcao năng suất trồng trọt, chăn nuôi…

Điện năng giúp con người có những bước tiến vượt bậc trong mọi mặt nhưcông nghiệp, nông nghiệp, y tế, giao thông, vận tải, giáo dục, du lịch… Chính vìvậy chúng ta cần phải chú trọng phát huy để ngành điện năng luôn là ngành mũinhọn, luôn đi trước một bước trong sự nghiệp đi lên của đất nước Nó còn giúp chocon người phát huy được khả năng sáng tạo phát minh ra các thiết bị máy móc hiệnđại phục vụ nhu cầu điện năng ngày càng cao của nhân loại

Hệ thống năng lượng bao gồm các nhà máy nhiệt điện, thủy điện, điệnnguyên tử…là các nguồn phát, và nhờ hệ thống truyền tải để phân phối điện năng

Ở nước ta hiện nay điện năng được phát nhờ hệ thống các nhà máy nhiệt điện vàthủy điện Như ta đã biết các trạm thủy điện khi hoạt động thì công suất phát điệnphụ thuộc vào thời tiết khí hậu, điều kiện tự nhiên trong khi đó nhu cầu cung cấpđiện lại luôn luôn thay đổi do sự biến đổi của phụ tải Một vấn đề đặt ra là phải xâydựng các nhà máy nhiệt điện để đáp ứng đủ nhu cầu phụ tải tránh sự phụ thuộc quámức vào thiên nhiên Các nhà máy nhiệt điện được xây dựng, trong đó các thiết bị

đo lường và tự động hóa là phần không thể thiếu Nó giúp năng cao chất lượng vậnhành, giảm được sự tiêu hao năng lượng và bảo vệ an toàn cho con người và cácthiết bị trong nhà máy…

Sau ba năm học tập tại trường được sự chỉ bảo, dìu dắt của các thầy cô giáo

em được giao đề tài “ Tìm hiểu hệ thống đo lường và tự động điều chỉnh nhiệt độhơi quá nhiệt”

Nội dung đề tài bao gồm:

Chương 1 Tổng quan về Công ty cổ phần nhiệt điện Phả Lại

Chương 2 Tổng quan về công nghệ lò hơi trong hệ thống sản xuất điện năng Chương 3 Hệ thống đo nhiệt độ trong lò hơi nhà máy điện

Chương 4 Các phương pháp điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt

Chương 5 Hệ thống tự động điều khiển nhiệt độ hơi quá nhiệt tại Công ty cổphần nhiệt điện Phả Lại.

Các bản vẽ minh họa:

a Bản vẽ sơ đồ công nghệ hệ thống tự động điều chỉnh nhiệt độ hơi quánhiệt

b Bản vẽ một số thiết bị sử dụng trong sơ đồ

Để hoàn thành được bản đồ án này em đã nhận được sự hướng dẫn tận tìnhcủa các thầy, cô giáo bộ môn: Tự động hóa, lò hơi, nhà máy nhiệt điện, đo lườngđặc biệt là thầy Vũ văn Vạn chủ nhiệm bộ môn tự động hoá - Khoa năng lượng -Trường đại học Điện Lực

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo đã hướng dẫn, chỉ bảo em trongsuốt thời gian thực hiện đề tài này và mong được sự giúp đỡ của các thầy cô để bản

đồ án của em được hoàn chỉnh hơn

Mặc dù đã rất cố gắng nhưng do thời gian có hạn nên bản đồ án không tránhkhỏi những sai sót Em mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo bộmôn cũng như các thầy cô trong hội đồng tốt nghiệp

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện

1.1.Vị trí xây dựng

1.2.Quá trình khởi công xây dựng

1.2.1.Dây chuyền 1 của công ty

1.2.2 Dây chuyền 2 của công ty

II TỔNG QUAN VỀ DÂY CHUYỀN 1 CỦA CÔNG TY

2.1.Phân xưởng lò

2.2 Phân xưởng máy

2.2.1 Tua bin ngưng hơi

2.2.7 Các thiết bị phụ trong gian máy

III Nguyên lý làm việc của khối lò máy

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ LÒ HƠI SẢN XUẤT ĐIỆN NĂNG

I TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ LÒ HƠI

1.1 Sơ đồ công nghệ thiết bị lò hơi

1.2.Nguyên lý làm việc của lò

1.3 Cân bằng nhiệt và hiệu suất của lò hơi

1.3.1 Quá trình cháy của nhiên liệu trong lò hơi

1.3.2 Cân bằng nhiệt lò hơi

II ĐẶC TÍNH NHIỆT CỦA LÒ HƠI

2.1.Khái niệm

2.2 Các đặc tính của lò khi thay đổi chế độ làm việc

2 2.1 Khi thay đổi phụ tải lò

2.2.2 Khi thay đổi nhiệt độ nước cấp

2.2.3 Khi thay đổi chế độ cung cấp không khí

2.2.4.Khi thay đổi chất lượng nhiên liệu

2.2.5 Đặc tính của lò khi thay đổi nhiều chế độ

2.2.6 Đặc tính thay đổi nhiệt độ hơi quá nhiệt

CHƯƠNG III: HỆ THỐNG ĐO NHIỆT ĐỘ TRONG LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN

I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐO NHIỆT ĐỘ TRONG LÒ HƠI

1.1.Vai trò, vị trí và các thiết bị cần kiểm tra trong lò

1.1.1 Vai trò

1.1.2.Các vị trí và thiết bị chính cần kiểm tra nhiệt độ

1.2 Sơ đồ khối nguyên lý của hệ thống và các loại thiết bị đo nhiệt độ

1.2.1.Sơ đồ khối của hệ thống

lò

1.2.2 Các thiết bị sử dụng để kiểm tra sự thay đổi nhiệt độ của các thiết bị trong

II HỆ THỐNG ĐO NHIỆT ĐỘ HƠI QUÁ NHIỆT LÒ HƠI БKZ 220 100 KZ 220 100 10C

-2.1 Tìm hiểu về bộ quá nhiệt sử dụng ở lò BKZ - 220 - 100 - 10C

2.1.1 Cấu tạo

2.1.2 Vị trí của bộ quá nhiệt (hình 3.2)

2.1.3 Nhiệm vụ của bộ quá nhiệt

2.1.4 Vai trò của bộ quá nhiệt

2.2 Sơ đồ kiểm tra nhiệt độ hơi qua các bộ quá nhiệt БKZ - 220 - 100 -KZ - 220 - 100 - 10C 2.2.1 Sơ đồ (hình 3.3)

2.2.2 Nguyên lý làm việc của sơ đồ

2.3 Hệ thống đo nhiệt độ hơi quá nhiệt lò БKZ - 220 - 100 -KZ – 220 – 100 – 10C

2.3.1 Các điểm đo nhiệt độ hơi quá nhiệt

2.3.2 Thiết bị đo nhiệt độ hơi quá nhiệt

2.3.3 Các thiết bị đo trong hợp bộ đo

CHƯƠNG IV: CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH NHIỆT ĐỘ HƠI QUÁ NHIỆT

I NGUYÊN NHÂN THAY ĐỔI NHIỆT ĐỘ HƠI QUÁ NHIỆT

II CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH NHIỆT ĐỘ HƠI QUÁ NHIỆT

2.1 Điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt bằng hơi hoặc nước

2.1.1 Bộ giảm ôn kiểu bề mặt

2.1.2 Bộ giảm ôn hỗn hợp

2.2 Điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt bằng khói

2.2.1 Thay đổi lưu lượng khói

2.2.2 Thay đổi nhiệt độ khói

2.2.3 Thay đổi nhiệt độ và lưu lượng khói

III PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH NHIỆT ĐỘ HƠI QUÁ NHIỆT TẠI CÔNG TY CỔ PHẦN NHIỆT ĐIỆN PHẢ LẠI

3.1 Sơ đồ nước giảm ôn (hình vẽ 4.3)

3.2 Nguyên lý làm việc của sơ đồ nước giảm ôn

3.3 Tính toán cân bằng nhiệt và cân bằng vật chất cho hệ thống giảm ôn

3.3.1 Cân bằng vật chất của lò hơi

3.3.2 Tính cân bằng nhiệt cho 1 lò

CHƯƠNG V: HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐIỀU CHỈNH NHIỆT ĐỘ HƠI QUÁ NHIỆT

I VỊ TRÍ LẤY CÁC XUNG TÍN HIỆU ĐỂ ĐIỀU CHỈNH NHIỆT ĐỘ HƠI QUÁ NHIỆT

II SƠ ĐỒ KHỐI CÔNG NGHỆ BỘ TỰ ĐỘNG ĐIỀU CHỈNH NHIỆT ĐỘ HƠI QUÁ NHIỆT

2.1 Sơ đồ khối bộ tự động điều chỉnh

2.2 Sơ đồ công nghệ bộ tự động điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt

2.3 Nguyên lý hoạt động của sơ đồ công nghệ bộ tự động điều chỉnh

III Tìm hiểu về các thiết bị sử dụng trong sơ đồ

3.1 Khối biến đổi tín hiệu HПТΛ- 1M-TXA 0÷600Λ- 1M-TXA 0÷600 o C

3.3 Khối đo lường И04

3.3.1 Sơ đồ khối đo lường И04

3.3.2 Nhiệm vụ của khối

3.5.1 Sơ đồ khối điều khiển P21

3.5.2 Nhiệm vụ của khối

3.5.3 Các đặc tính kỹ thuật

3.5.4 Cơ cấu kiểm tra và hiêu chỉnh khối P21

3.5.5 Quy trình kiểm tra hiệu chỉnh tĩnh khối P21

3.6 Khối hợp tải B21

3.6.1 Nhiệm vụ của khối

3.6.2 Các đặc tính kỹ thuật của khối hợp tải B21

3.6.3 Thí nghiệm và hiệu chỉnh khối

3.7.Khối khóa chuyển đổi chế độ làm việc БKZ - 220 - 100 -Y21

3.7.1 Nhiệm vụ của khối

3.7.2 Các đặc tính kỹ thuật của khối

3.7.3 Kiểm tra và hiệu chỉnh khối

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN NHIỆT ĐIỆN PHẢ LẠI

I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN NHIỆT ĐIỆN PHẢ LẠI 1.1.Vị trí xây dựng

Công ty cổ phần nhiệt điện Phả Lại được khởi công xây dựng ngày17/5/1980, cách thủ đô Hà Nội 56Km về phía đông bắc trên địa phận thị trấn PhảLại, huyện Chí Linh, tỉnh Hải Dương

1.2.Quá trình khởi công xây dựng

Để đáp ứng cho sự phát triển kinh tế xã hội, nhu cầu sử dụng điện năng ngàycàng cao và việc thúc đẩy phát triển công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước nhà máyđược xây dựng và mở rộng với hai dây chuyền

1.2.1.Dây chuyền 1 của công ty

Tổng công suất lắp đặt của dây chuyền 1 của công ty là 400 MW, gồm 4 tổmáy với công suất của mỗi tổ máy là 110MW được lắp đặt theo sơ đồ khối kép (baogồm 1 tuabin, 1 máy phát, 2 lò hơi do Liên Xô cũ chế tạo)

Ngày 28/10/1983 tổ máy phát điện số 1 của dây chuyền 1 hòa lưới điện quốcgia thành công Ngay năm đầu tiên đi vào hoạt động, tổ máy phát điện số 1 đã cungcấp cho hệ thống 56,544 triệu kWh điện Tổ máy thứ 2 được hòa lưới, ngày14/4/1985 tổ máy số 3 hòa lưới và ngày 29/11/1986 tổ máy số 4 đã hòa vào lướiđiện quốc gia, đưa sản lượng điện của công ty lên 2,548 tỷ kWh vào năm 1988 - lànăm có sản lượng cao nhất của thế kỷ trước

Giai đoạn từ 1983 -1989 là giai đoạn phát triển tối đa của nhiệt điện Phả Lại Gánhtrên vai 60% sản lượng điện của cả nước, trong 6 năm công ty đã sản xuất 11,29 tỷ kWhđiện, bình quân đạt 1,88 tỷ kWh/ năm, và đạt 65,73% sản lượng thiết kế

Từ năm 1990, các tổ máy của công ty thủy điện Hòa Bình lần lượt hòa lướiđiện Miền Bắc, do yêu cầu của hệ thống nên công ty bước vào giai đoạn phát côngsuất thấp, thực hiện phòng mòn cho lò hơi, tua bin và thực hiện quy trình bảo dưỡngthiết bị lâu dài Trong suốt 4 năm, công ty chỉ sản xuất được 3,51 tỷ kWh điện, bìnhquân đạt 0,87 tỷ kWh/năm và chỉ bằng 30,6% sản lượng thiết kế

Năm 1993 sản lượng tụt xuống ở mức rất thấp và chỉ đạt 13,8% sản lượngthiết kế Đây là thời kì sản xuất khó khăn nhất và cũng là tác nhân chủ yếu gây ảnhhưởng xấu đến thiết bị công nghệ

Từ năm 1994 khi có đường dây 500kV Bắc Nam thống nhất hệ thống điệntrong cả nước, công ty nhiệt điện Phả Lại tăng cường khai thác

Dây chuyền 1 là dây chuyền điện lớn nhất trong hệ thống điện Miền Bắc lúcbấy giờ, có các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật cao Các tổ máy của dây chuyền 1 lần lượtvào vận hành đáp ứng kịp thời tốc độ tăng trưởng phụ tải mạnh trong thập kỷ 80

Do nhu cầu sử dụng điện năng ngày càng cao công ty đã được mở rộng thêmdây chuyền 2 với công suất phát là 600MW

1.2.2 Dây chuyền 2 của công ty

Dây chuyền 2 của công ty được khởi công xây dựng ngày 28/6/1998 là dâychuyền mở rộng với trang thiết bị là do tổ hợp nhà thầu Sumi tomo, Misu, Balook,Enggltd – Stone với công suất thiết kế là 600MW

Dây chuyền 2 được chia làm 2 tổ máy: Mỗi tổ máy gồm 1 tuabin – máy phát

và 1 lò hơi với công suất phát điện định mức là 300MW

Kể từ ngày khởi công xây dựng đến thời gian hòa lưới là 5 năm

II TỔNG QUAN VỀ DÂY CHUYỀN 1 CỦA CÔNG TY

Dây chuyền 1 của công ty được chia làm 4 tổ máy bao gồm 4 tuabin kiểu 100-90-7 và 4 máy phát điện kiểu TBΦ -120-2T3 và 8 lò hơi kiểu БKZ – 220 – 100-KZ – 220 – 100-10C

Mỗi tổ máy được chia làm 2 phân xưởng lò máy, với các thiết bị của hai phânxưởng như sau:

2.1.Phân xưởng lò

Lò hơi БKZ – 220 – 100-KZ - 220 - 100 -10C là loại lò hơi một bao hơi ống nước đứng tuần

hoàn tự nhiên Lò đốt than Mạo Khê ở dạng bột, thải xỉ khô

Đặc tính của nhiên liệu như sau:

Lò có cấu tạo theo dạng hình chữ П, buồng đốt chính là nhánh của dường khói

đi lên đầu tiên, theo đường khói nằm ngang có đặt các bộ quá nhiệt, còn trongđường khói tiếp theo đặt xen kẽ bộ hâm nước và bộ sấy không khí

Buồng đốt của lò kiểu hở cấu tạo bởi các dàn ống sinh hơi hàn sẵn Các dànống sinh hơi vách trước và vách sau ở phía dưới tạo thành mặt nghiêng của phễu

tạo thành phần lồi khí động (dàn ống pheston)

Buồng đốt được bố trí 4 vòi đốt than chính kiểu xoáy lắp ở hai vách bên ở cáccốt 9850mm và 13700mm, 4 vòi phun gió cấp 3 ở 4 góc lò tại cốt 14100mm

Để tạo thuận lợi cho quá trình cháy, các ống sinh hơi ở vùng vòi đốt chínhđược đắp một lớp vữa cách nhiệt đặc biệt tạo thành đai đốt

Để nhóm lò ở mỗi vòi đốt chính được lắp đặt một vòi phun dầu madút kiểu

cơ khí có năng suất 2000kg/h

Bao hơi của lò có dạng hình trụ dài 12700mm, đường kính trong là 1600mm,dày 88mm Bao hơi dùng để phân ly hơi ra khỏi hỗn hợp hơi nước Để thu được hơi

có chất lượng cao, lò sử dụng sơ đồ bốc hơi hai cấp Các thiết bị phân ly ở cấp bốchơi thứ nhất đặt ngay trong bao hơi gồm tổ hợp 46 xiclon trong, thiết bị rửa hơi cửachớp và mặt sàng Các thiết bị phân ly ở cấp bốc hơi thứ hai là 4 xiclon ngoài đặtthành hai khối, ở bên phải và bên trái lò.

Để sấy nóng bao hơi khi khởi động, lò có đặt thiết bị sấy bao hơi bằng hơi bãohòa lấy từ nguồn bên ngoài

Sơ đồ tuần hoàn của lò phân chia theo các giàn ống sinh hơi thành 14 vòngtuần hoàn nhỏ độc lập nhằm tăng độ tin cậy của quá trình tuần hoàn

Xỉ ở phễu lạnh được đưa ra ngoài nhờ vít xỉ, sau đó được đập xỉ nghiền nhỏđưa xuống mương và được dòng nước tống đi

Lò được bố trí 2 van an toàn lấy xung từ bao hơi và ống góp ra của bộ quánhiệt Để làm sạch bề mặt đốt (dàn ống sinh hơi) có bố trí các máy thổi bụi

* Các thông số kỹ thuật của lò

- Năng suất hơi : 220 T/h

- Nhiệt độ hơi quá nhiệt : 540oC

- Áp suất hơi quá nhiệt : 100at

- Áp suất bao hơi : 112,6 at

- Nhiệt độ hơi bão hòa : 318oC

- Hiệu suất lò : 86,05%

- Nhiệt độ đường khói ngang : 450oC

- Nhiệt độ khói thoát : 133oC

- Nhiệt độ nước cấp : 230oC

- Nước giảm ôn cấp 1: 9,7 T/h

- Nước giảm ôn cấp 2 : 4,4 T/h

- Độ chênh nhiệt độ cho phép trong lò : - 10oC < t < +5oC

Đặc tính kỹ thuật của quạt

STT Tên gọi Đơn vị Đại lượng

Quạt khói kiểu ДH - 26ГM là thiết bị dùng để đưa không khí và than cám vàoH – 26x2 – 0,62 là thiệt bị dùng để hút các sản phẩm cháy

ra khỏi lò và tạo áp lực âm trong buồng đốt Quạt khói có đầu hút hai phía kiểu lytâm, gồm các bộ phận : bánh động, phần truyền động, bầu xoắn, cánh hướng, buồnghút

Đặc tính kỹ thuật của quạt như sau:

Bộ lọc bụi tĩnh điện gồm các điện cực kết lắng và điện cực iôn hóa, cơ cấurung các điện cực, các cụm sứ, các song chắn phân chia dòng khói Các điện cực iônhóa được nối với nguồn một chiều cao thế 50kV, các điện cực kết lắng được nối vớiđất Khi khói có bụi đi qua bộ lọc bụi bằng điện, các hạt tro bị nhiễm điện và dướitác động của điện trường sẽ bám vào cực kết lắng Việc tách tro rời khỏi các điệncực được tiến hành bằng cơ cấu rung Tro sau khi rời khỏi điện cực được tập trunglại trong các phễu tro và sau đó đi vào hệ thống thải tro và ra trạm xỉ

4 Hệ thống cung cấp nhiên liệu

Nhiên liệu sử dụng là than Mạo Khê (Quảng Ninh) được vận chuyển đến công tytheo hai con đường là đường sông và đường sắt sau đó được tập trung ở kho than

Nhiên liệu từ phễu than nguyên ПCY được máy cấp than nguyên kiểu ПCYđưa vào máy nghiền Việc sấy than được thực hiện trong máy nghiền bằng gió nóng

lắp một lá chắn không khí lạnh thông với khí quyển chen giữa 2 lá chắn gió nóngtrước máy nghiền Than được gió nóng sấy khô và được nghiền nhỏ trong thùngnghiền Hỗn hợp bột than và gió sấy (đã bị nguội đi một ít) được quạt nghiền hút về

phân ly than thô, tại đây những hạt có kích cỡ nhỏ (đủ tiêu chuẩn vè độ mịn) đượctiếp tục hút về phân ly than mịn (xiclon) còn những hạt than to theo đường hoànnguyên trở lại máy nghiền để nghiền lại.

Việc tách bột than ra khỏi không khí vận chuyển được thực hiện trongxiclon, dòng bột than được đưa vào tiếp tuyến với vỏ xiclon và chuyển động xoáy

từ trên xuống dưới Các hạt than có trọng lượng va đập vào thành phễu xiclon mấtđộng năng và rơi xuống theo ống dẫn về kho than bột của lò hoặc vào vít truyền đưasang lò khác Phần không khí sau khi phân ly than mịn còn chứa khoảng 10% bộtthan, loại quá nhỏ không phân ly được được quạt nghiền hút về phun vào các vòiđốt phụ

Than bột trong phễu than được đưa vào các ống dẫn than bột bằng các máycấp than bột kiểu mang cá mác YAПП- 2 Mỗi đường ống do 2 máy cấp than bộtcung cấp vào và được không khí nóng lấy từ sau bộ sấy không khí cấp 2 của lò vậnchuyển đến các vòi đốt chính đặt ở hai bên tường lò

5 Hệ thống thải xỉ

Hệ thống thải xỉ đáy lò là một trong những khâu quan trọng của lò hơi Để tiếpnhận xỉ khô rơi từ buồng đốt xuống hai phễu lạnh dưới mỗi lò có đặt hai thuyền xỉcùng với vít xỉ, và các máy đập xỉ Thuyền xỉ chứa đầy nước cùng với phễu lạnh tạothành nút thủy lực ngăn không cho không khí lọt vào buồng đốt

Nước cấp cho các thuyền xỉ được cung cấp từ hai bơm tưới đặt trong trạmbơm BZK Xỉ có kích thước nhỏ được nước của các vòi tống xỉ chuyển theo cácmương thải về hố thu của các bơm thải xỉ

Các bơm tống, tưới được lấy nước từ ống góp chung, 1 ống nước tuần hoàn lấyqua van TH8a và 1 ống góp lắng trong qua van TH8a và van đầu hút bơm nâng 1 Các bơm tống 1, 2, 3 đầu đẩy được nối vào hai đường ống góp nước tống cungcấp cho các vòi tống tro xỉ và đi chèn trục các bơm thải cấp 1, cung cấp nước côngtác cho các ejector hố đọng các gian lò, hố đọng trạm thải xỉ, cung cấp cho các họngnước đi vệ sinh công nghiệp khu vực lò hơi và hệ thống lọc bụi

2.2 Phân xưởng máy

2.2.1 Tua bin ngưng hơi

Tua bin của công ty nhiệt điện Phả Lại là loại tua bin ngưng hơi thuần túy có

ký hiệu K-100-90-7

Tua bin K-100-90-7 với công suất định mức 110MW dùng để quay máy phátđiện TBΦ-120-2T3 Tua bin là một tổ máy một trục cấu tạo từ hai xi lanh, xi lanhcao áp và xi lanh hạ áp Xi lanh cao áp và xi lanh hạ áp liên kết cứng với nhau theochiều dọc trục

Xi lanh cao áp được đúc liền khối bằng thép chịu nhiệt, phần truyền hơi của

xi lanh cao áp gồm 1 tầng điều chỉnh và 19 tầng áp lực Tất cả 20 đĩa được rèn liềnkhối với trục

Xi lanh hạ áp được chế tạo bằng phương pháp hàn, thoát hơi về hai phía, mỗiphía có 5 tầng cánh Các đĩa của roto hạ áp được chế tạo riêng rẽ để lắp ép vào trục.Rotor cao áp và hạ áp liên kết với nhau bằng khớp nối nửa mềm Rotor hạ áp vàrotor máy phát liên kết với nhau bằng khớp nối cứng

Tuabin có hệ thống phân phối hơi gồm 4 cụm vòi phun hơi Bốn van điềuchỉnh đặt trong các hộp hơi hàn liền với vỏ xi lanh cao áp Hai van đặt ở phần trên

xi lanh cao áp, hai van đặt ở phần dưới sườn của xi lanh hạ áp Xi lanh hạ áp của tuabin có hai đường ống thoát hơi nối với hai bình ngưng kiểu bề mặt bằng phươngpháp hàn tại chỗ khi lắp ráp

Tua bin có 8 cửa trích không điều chỉnh để sấy nước ngưng chính và nước cấpcho các gia nhiệt hạ áp, khử khí và gia nhiệt cao áp Các cửa trích hơi dùng cho cácnhu cầu gia nhiệt nước cấp cho lò hơi khi tua bin làm việc với thông số định mứcnhư sau:

Cửa

trích

Tên bình gia nhiệt đấu

vào cửa trích hơi

Các thông số hơi của cửa

trích

Lưu lượnghơi trích(T/h)

Áp lực(kg/cm2)

Nhiệt độ(oC)

độ quay của rotor tuabin là 3,4 v/p

* Quá trình làm việc của tuabin:

Hơi mới từ lò được đưa vào hộp hơi đứng riêng biệt trong có đặt van stop, sau đótheo 4 đường ống chuyển tiếp vào 4 van điều chỉnh rồi đi vào xi lanh cao áp Sau

khi sinh công ở phần cao áp dòng hơi theo hai đường ống chuyển tiếp đi vào xi lanh

hạ áp Sau khi sinh công trong xi lanh hạ áp dòng hơi đi vào bình ngưng dạng bềmặt kiểu 100 - KЦC- 5A.C- 5A

* Tuabin được tính toán làm việc với các thông số định mức sau:

- Áp lực hơi mới trước van stop: 90 ± 5 ata.

- Nhiệt độ trước van stop: 535oC + 5oC, -10oC

- Lưu lượng nước làm mát qua các bình ngưng:16000m3/h/ bình

Các thông số kỹ thuật của máy phát như sau:

Nhóm các bình ngưng để tạo áp suất thấp sau tầng cánh cuối cùng của tuabin hạ

áp để ngưng đọng lượng hơi thoát ra tạo ra nước ngưng sạch cung cấp cho lò Ngoài

ra trong bình ngưng còn xảy ra quá trình khử khí bằng nhiệt cho nước ngưng Bìnhngưng cũng là thiết bị trao đổi nhiệt để tận dụng lượng nhiệt của hơi thoát Bìnhngưng chứa lượng nước ngưng khi ngừng khối, khi mới khởi động, nguồn nướcđọng xả về bình ngưng và nguồn nước bổ xung nước ngưng sạch vào Nhóm bìnhngưng gồm hai bình ngưng cho mỗi khối

- Bề mặt làm mát bình ngưng bao gồm 7700 ống đồng, chiều dài mỗiống 7560mm, đường kính 22x20mm.

- Có hai tuyến đi của nước tuần hoàn, các ống dẫn nước vào và dẫn nước

ra được bố trí dưới các khoang chứa nước

- Mỗi bình có hệ thống dẫn nước vào và ra riêng biệt

Để tránh dãn nở nhiệt các bình ngưng được đặt trên các giá đỡ lò xo, các bìnhngưng được nối với nhau về phần hơi bằng đường cân bằng Trong bình ngưng cóđặt 2 bình gia nhiệt hạ áp số 1và 2 để sấy nước ngưng bằng hơi trích từ cửa trích số

7 và số 8

Các bình ngưng cho phép nhận 50T/h nước đã xử lý có nhiệt độ dưới 100oC Hơi

đi vào bình ngưng phải được thỏa mãn điều kiện là nhiệt độ 54oC, áp suất 0,062 ata

Áp lực cho phép trong bình ngưng khi phụ tải bằng 110MW là – 0,85ata

760mmHg ) Khi chân không giảm xuống dưới 650mmHg thì phải giảm tải chotuabin với tốc độ 10MW/10mmHg Chân không giảm đến khi còn 550mmHg (-0,72ata) thì máy đã chuyển sang chế độ không tải

2.2.4.Gia nhiệt hạ áp

Hệ thống gia nhiệt hạ áp dùng để gia nhiệt nước ngưng chính của tuabin đến

lanh hạ áp, bộ 4, 5 lấy hơi từ xi lanh cao áp

Nước ngưng chính được các bơm ngưng lần lượt qua các bộ làm mát củaejector chính, bình gia nhiệt hơi chèn, các bình gia nhiệt hạ áp số 1,2,3,4,5 và vàokhử khí

Hai bình gia nhiệt hạ áp 1,2 nằm trong cổ bình ngưng có chung đường nướcngưng chính, do vậy khi sửa chữa các bình trên thường tận dụng lúc bình ngưngđang dừng

Ở khối gia nhiệt hạ có lắp hai bơm đọng

- Năng suất :80m3/h

- Áp lực đầu đẩy : 160m H2O

- Công suất :75kW

2.2.5 Gia nhiệt cao áp

Bình gia nhiệt cao áp cấu tạo từ hệ thống ống có dạng ruột gà hàn vào cácống góp và ống phân phối bằng thép, dùng để sấy nóng nước cấp sau khi khử khí từnhiệt độ 160oC lên đến nhiệt độ 230oC Các bình gia nhiệt có diện tích trao đổi nhiệt

là 250m2

2.2.6 Thiết bị khử khí

* Bình khử khí kiểu ДH - 26ГM là thiết bị dùng để đưa không khí và than cám vàoK-500.

- Gia nhiệt cho nước ngưng

- Tạo lượng nước cấp dự phòng cho lò và điều hòa lưu lượng nước cấp vào lò vàlượng nước ngưng chính của máy (kể cả lượng nước bổ sung)

- Là nguồn cấp hơi cho ejector và hơi chèn trục tuabin, thu hồi nước đọng từ gianhiệt cao và van stop

0,01mg/kg

* Nguyên lý làm việc của khử khí:

Dựa trên quy luật hòa tan của các chất khí trong chất lỏng, dùng năng lượngcủa hơi để tách khí ra khỏi nước Số lượng khí hòa tan trong chất lỏng sẽ giảmxuống khi nhiệt độ chất lỏng tăng lên và áp suất riêng phần của chất khí ở khoảngkhông trên chất lỏng đó sẽ giảm xuống

2.2.7 Các thiết bị phụ trong gian máy

1 Bơm ngưng

Mỗi khối lò máy có 2 bơm ngưng tụ loại KCB-320-160 dùng để bơm nước

ngưng từ bình ngưng ra và cấp nước cho bộ làm mát các ejector, bộ làm mát hơichèn, đưa nước ngưng qua các bình gia nhiệt hạ áp 1,2,3,4,5 để đưa vào bình khửkhí 6ata Bình thường một bơm làm việc một bơm dự phòng Khi áp lực đầu đẩy

Bơm cấp nước kiểu ПЭA-1-38-12-6 - 4 dùng để làm sạch tro bụi sauH 270- 150TB-2 dùng để bơm nước từ bể dự trữ 65m3

của bình khử khí 6ata qua các bình gia nhiệt cao áp 6,7,8

Thông số kỹ thuật của bơm:

+ Năng suất : 270m3/h

+ Ejector chính kiểu ЭA-1-38-12-6 - 4 dùng để làm sạch tro bụi sauП- 3-750

Đảm bảo hút các khí không ngưng tụ và không khí ra khỏi bình ngưng để đảmbảo quá trình trao đổi nhiệt bình thường trong bình ngưng và trong các bình gianhiệt hạ áp 1,2,3 làm việc trong điều kiện chân không, nguồn hơi cấp cho ejectorlấy từ khử khí 6ata hoặc ống góp hơi 6ata

+ Hai ejector ЭA-1-38-12-6 - 4 dùng để làm sạch tro bụi sauП - 1-1100 (một khởi động, một tuần hoàn)

Một ejector đóng vai trò khởi động dùng để nhanh chóng hút một khối lượnglớn không khí ra khỏi khoang hơi của bình ngưng, tạo chân không cho bình ngưnglúc khởi động tuabin

Ejector tuần hoàn dùng để hút không khí qua các điểm thoát khí của ống tuầnhoàn khi cấp đầy nước vào đường ống tuần hoàn để tạo xi phông, ejector được tínhtoán để tạo ra độ chân không từ 500-600mmHg và chỉ dùng để làm việc trong thờigian ngắn

III Nguyên lý làm việc của khối lò máy

Chu trình tuần hoàn hơi nước của dây chuyền Phả Lại 1

Hơi bão hòa từ bao hơi đi vào các bộ quá nhiệt Các bộ quá nhiệt có tác dụng

gia nhiệt cho hơi tạo thành hơi quá nhiệt Trong bộ phận này có đặt xen kẽ các bộgiảm ôn tạo cho hơi quá nhiệt có thông số ổn định (nhiệt độ 540oC, áp suất 100ata) Hơi quá nhiệt đi qua van stop vào 4 đường ống chuyển tiếp phân phối vào

90ata Hơi sau khi làm việc ở tuabin cao áp (thể tích tăng, áp suất giảm, nhiệt độgiảm) đi vào tuabin hạ áp theo 2 đường Tuabin hạ áp có cấu tạo loe về hai phía.Hơi sau khi giãn nở sinh công xong được dẫn về bình ngưng Hơi về bình ngưng cóthông số:

- Nhiệt độ hơi thoát :54oC

- Áp suất hơi thoát : 0,062ata

Sau khi mất nhiệt cho nước tuần hoàn ở bình ngưng, hơi ngưng đọng hoàn toànthành nước Nước này sẽ được hai bơm ngưng tạo áp lực bơm vào đường ống nướcsạch Nước qua bộ gia nhiệt hơi chèn để tận dụng nhiệt của hơi chèn gia nhiệt cho

nước ngưng, sau đó nước được gia nhiệt bởi 5 bộ gia nhiệt hạ áp Khi qua gia nhiệt

hạ áp nước đi vào khử khi 6ata và qua 3 bơm cấp đi vào gia nhiệt cao áp rồi qua bộhâm cấp 1, 2 vào bao hơi

Nước từ khoang nước của bao hơi đi vào các đường ống nước xuống, các dàn ốngsinh hơi nhận nhiệt từ quá trình cháy của nhiên liệu trong buồng lửa, sôi và sinh hơi Hỗn hợp hơi nước sinh ra được đưa lên tập trung ở bao hơi Bao hơi dùng đểphân ly hơi ra khỏi nước Phần nước chưa bốc hơi được đưa trở lại dàn ống sinh hơiqua hệ thống ống nước xuống đặt ngoài tường lò (để không hấp thu nhiệt) Nước đitrong các ống nước xuống không được đốt nóng nên có trọng lượng riêng lớn hơnhỗn hợp hơi nước trong các ống sinh hơi Do sự chênh lệch trọng lượng cột nướclàm cho môi chất chuyển động tuần hoàn tự nhiên trong một vòng tuần hoàn kín

CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ LÒ HƠI SẢN XUẤT ĐIỆN NĂNG

I TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ LÒ HƠI

1.1 Sơ đồ công nghệ thiết bị lò hơi

Lò hơi trong hệ thống sản xuất điện năng có nhiệm vụ biến nhiệt năng củanhiên liệu sinh ra từ quá trình cháy trong buồng lửa của lò thành cơ năng của hơinước làm quay tua bin máy phát điện

Qu¸ nhiÖt

Tuabin M¸y ph¸t

Hình 2.1 Sơ đồ công nghệ thiết bị lò hơi

1.2.Nguyên lý làm việc của lò

Không khí nóng cùng với bột than được phun vào buồng lửa qua vòi phun

và được đốt cháy trong buồng đốt, lượng nhiệt sinh ra trong quá trình cháy thanđược các dàn ống sinh hơi đặt xung quanh tường lò hấp thu, nước trong các ống củadàn ống sinh hơi được đốt nóng đến sôi và sinh hơi

Hỗn hợp hơi nước sinh ra được đưa lên tập trung ở bao hơi Bao hơi cónhiệm vụ phân ly hơi ra khỏi hỗn hợp hơi - nước Phần nước chưa bốc hơi được đưatrở lại ống dàn qua hệ thống ống nước xuống đặt ngoài tường lò (để không hấp thunhiệt) Nước đi trong các ống nước xuống không được đốt nóng nên có trọng lượngriêng lớn hơn hỗn hợp hơi nước trong các ống dàn Do sự chênh lệch trọng lượngcột nước làm cho môi chất chuyển động tuần hoàn tự nhiên trong một vòng tuầnhoàn kín

Hơi ra khỏi bao hơi là hơi bão hòa được đưa tới bộ quá nhiệt để được gianhiệt thành hơi quá nhiệt có nhiệt độ theo yêu cầu đưa sang tua bin làm việc

Phần sản phẩm cháy sinh ra trong quá trình cháy nhiên liệu trao đổi nhiệt vớicác dàn ống sinh hơi, sau đó làm quá nhiệt hơi rồi truyền nhiệt cho các bộ tiết kiệmnhiên liệu đặt ở phần đuôi lò (bộ hâm nước, bộ sấy không khí)

Sau khi đi qua bộ hâm nước, bộ sấy không khí khói được đưa vào bộ khử bụitĩnh điện để khử tro bay ra khỏi dòng khói trước khi đưa ra ngoài trời theo ống khói

Để quá trình cháy diễn ra dễ dàng và đảm bảo độ âm trong buồng lửa người

ta dùng quạt khói để hút sản phẩm cháy ra khỏi buồng lửa đi lên phần đuôi, thải rangoài

Không khí cung cấp cho quá trình cháy nhờ quạt gió hút không khí từ tầngtrên của gian lò thổi vào bộ sấy không khí sau đó đưa vào bường lửa(việc bố trí

như vậy vừa tận dụng nhiệt bức xạ của tường buồng lửa vừa có tác dụng làm mátkhông gian xung quanh lò).

1.3 Cân bằng nhiệt và hiệu suất của lò hơi

1.3.1 Quá trình cháy của nhiên liệu trong lò hơi

1 Các giai đoạn của quá trình cháy nhiên liệu trong buồng lửa

Từ khi đưa vào buồng lửa đến khi đốt cháy hết nhiên liệu đã trải qua một quátrình thay đổi về vật lý và hoá học rất phức tạp xen kẽ lẫn nhau, có thể chia ra làmmấy giai đoạn như sau:

- Giai đoạn sấy nóng và sấy khô nhiên liệu

- Giai đoạn thoát chất bốc và tạo cốc

- Giai đoạn cháy chất bốc và cốc

- Giai đoạn tạo tro xỉ

Các giai đoạn của quá trình cháy không phải tiến hành tuần tự, tách biệt màthường tiến hành gối đầu nhau, xen kẽ nhau

* Quá trình sấy nóng và sấy khô nhiên liệu

Khi nhiên liệu được đưa vào buồng lửa đang vận hành lập tức nhận được nhiệt

từ không khí nóng, từ sản phẩm cháy, từ lớp than đang cháy, từ vách tường củabuồng lửa …Phương tthức truyền nhiệt từ không khí nóng là đối lưu, từ sản phẩmcháy là đối lưu và bức xạ, từ lớp than đang cháy là dẫn nhiệt và bức xạ, từ váchbuồng lửa là bức xạ…

Khi nhận được nhiệt, nhiên liệu được sấy nóng và sấy khô Nhiệt độ của nhiênliệu tăng dần, lượng ẩm trong nhiên liệu cũng nhận được nhiệt, nhiệt độ tăng dần và

mãnh liệt, cho đến khi bốc hầu hết độ ẩm bề mặt thì nhiệt độ tiếp tục tăng và bướcsang giai đoạn thoát chất bốc

Nhiên liệu có nhiệt độ ban đầu càng thấp, độ ẩm càng cao thì nhiệt lượng cần

để sấy càng nhiều, thời gian sấy càng dài, lượng không khí cần cũng nhiều Nhưngcần chú ý ở giai đoạn này không khí chỉ đóng vai trò là môi chất sấy chứ khôngphải là cung cấp oxy cho quá trình cháy

* Giai đoạn thoát bốc và tạo cốc

Nhiên liệu đã sấy khô nếu tiếp tục nhận nhiệt thì nhiệt độ tăng lên chất bốcthoát ra dần và có thể bắt đầu cháy Mỗi loại nhiên liệu bắt đầu thoát chất bốc ở

260oC, than gầy và than antraxit bắt đầu ở 380 đến 400oC hoặc cao hơn

* Giai đoạn cháy

Khi nhiên liệu đưa vào buồng lửa đang vận hành, xung quanh có không khínóng, sản phẩm cháy, tường lò có nhiệt độ cao, sẽ nhận nhiệt, lượng ẩm bốc hơi dần

và bốc cũng thoát ra Hơi nước và chất bốc thoát ra bao bọc lấy hạt nhiên liệu ngăncách sự tiếp xúc giữa oxy cùng trung tâm hoạt tính với bề mặt than cốc

Nhờ sự khuếch tán của hơi nước và chất bốc từ mặt than ra ngoài và sựkhuếch tán của oxy và trung tâm hoạt tính từ ngoài vào trong, tiếp xúc được với bềmặt than tạo thành phản ứng cháy Sản phẩm cháy mới tạo thành cũng ngăn cách sựtiếp xúc giữa oxy và bề mặt, nhưng cũng nhờ sự khuếch tán cả hai phía nên quátrình cháy có thể tiếp tục Vì một mặt có các phản ứng cháy tạo thành sản phẩmcháy, mặt khác có sự khuếch tán theo xu thế đồng đều hóa nồng độ các chất khí,nên hình thành sự phân bố các chất khí xung quanh bề mặt hạt than như sau:

- Khí CO: ở sát bề mặt nhiên liệu có nồng độ lớn nhất, càng ra xa càng giảmdần, vì mặt cốc có nhiệt độ cao gặp oxy đồng thời có hai phản ưng tạo thành CO và

CO2 như sau:

C + 0,5O2 → CO + Q1

Và C + O2 → CO2 + Q

xấp xỉ nhau, nhiệt độ càng cao tỷ lệ CO càng lớn Mặt khác khi C ở trên mặt cốc

- Khí CO2: Khi mặt cốc bị oxy phản ứng sẽ tạo thanh CO2 và CO, mặt khác

nhất, sẽ khuếch tán dần vào mặt cốc Trên đường khuếch tán gặp CO sẽ tiến hànhphản ứng cháy như trên, khi tiếp xúc với mặt cốc sẽ phản ứng với C tạo thành CO

và CO2 Ở trên bề mặt cốc giá trị của nồng độ O2 là lớn nhất

* Giai đoạn tạo xỉ

Sau quá trình cháy, những chất rắn không cháy được sẽ tạo thành tro xỉ Tro lànhững chất rắn không cháy được nhưng không bị nóng chảy còn xỉ chính là tronóng chảy tạo thành.

Trong quá trình cháy dưới tác dụng của nhiệt, các thành phần của nhiên liệu

sẽ thay đổi về tính chất vật lý cũng như hóa học Trước tiên các tinh thể nước ngậmtrong một số chất như thạch cao (CaSO4.2H2O) hoặc (Al2O3.2SiO2.2H2O) sẽ bốc hơi

Nếu tiếp tục nâng nhiệt độ các thành phần của tro lần lượt nóng chảy, dễ chảy

nóng chảy ở 900oC÷ 1070oC, còn trong môi trường oxy hóa thì chuyển thành Fe2O3.Khi một thành phần nóng chảy hóa thành thể lỏng có thể hòa tan một số thành phầnkhác vốn khó chảy tạo thành những chất cùng tinh có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn

Ví dụ: Nếu trong tro có nhiều thành phần oxít silic tự do (SiO2) thì dễ cùngvới các chất FeO, FeS, CaO, MgO… tạo thành nhữnh chất cùng tinh dễ nóng chảy

thành phần SiO2 thì tro dễ nóng chảy hơn

Tùy theo tính chất và nhiệt độ biến dạng, nhiệt độ mềm và nhiệt độ nóng chảycủa tro ta có thể chọn phương pháp thải tro xỉ cho thích hợp

2 Lượng không khí cần thiết cho quá trình cháy

Lượng không khí tương ứng với lượng oxy cần thiết cho quá trình cháy hoàn

hóa học gọi là lượng không khí lý thuyết cần thiết cho quá trình cháy

Quá trình cháy có thể xảy ra hoàn toàn hay không hoàn toàn, trong quá trìnhcháy hoàn toàn các chất cháy được của nhiên liệu đều được oxy hóa hoàn toàn còntrong quá trình cháy không hoàn toàn có một số chất cháy của nhiên liệu chưa đượcoxy hóa hoàn toàn

Các phương trình phản ứng xảy ra trong quá trình cháy gồm:

- Phản ứng cháy của cacbon: Cacbon cháy hoàn toàn theo phản ứng:

C + O2 → CO2 +QC

Khi cháy không hoàn toàn: C + 0,5O2 → CO + QC1

CO hình thành có thể cháy tiếp theo phản ứng:

CO + 0,5O2 → CO2 + QC2

Nhiệt lượng tỏa ra có quan hệ : Qc = Qc1 + Qc2

- Phản ứng cháy của hyđrô: Hyđrô cháy theo phản ứng:

Đối với cacbon khi cháy : C + O2 → CO2

1kmolC + 1kmol O2 → 1kmol CO2

Hoặc 12kgC + 32kg O2 → 44kg CO2

Hoặc 12kgC + 22,4m3tcO2 → 22,4m3tc CO2

Ta thấy để đốt cháy 1kgC cần 32: 12 = 2,67kg hoặc 22,4:12= 1,866m3tc oxy

đốt cháy 1kgC cần 0,7m3tc oxy

Như vậy để đốt chay hoàn toàn 1kg nhiên liệu có thành phần là Clv, Hlv, Slv

nghĩa là phải đốt cháy ((Olv/100)kgC, (Hlv /100)kgH2, (Slv /100)kgS thì cần:

đủ để đốt cháy hoàn toàn 1kg nhiên liệu là:

Vo

kk = Vo

O2 .(100/21) = 0,089Clv + 0,375.Slv + 0,265.Hlv – 0,0333Olv, m3tc/kg

Tỷ số giữa thể tích không khí thực tế cung cấp cho quá trình cháy và thể tíchkhông khí lý thuyết gọi là hệ số không khí thừa ( kí hiệu là α )

o kk

Vk

 Trong đó :

Vkk – Thể tích không khí thực tế ( m3tc/kg )

để đốt cháy 1kg nhiên liệu

Vo

kk – Thể tích không khí lý thuyết ( m3tc/kg )

để đốt cháy 1kg nhiên liệu

Hệ số không khí thừa là một trị số rất quan trọng của lò hơi, nó đặc trưng cho

độ làm việc kinh tế của buồng lửa Hệ số α được chọn tùy thuộc vào loại nhiên liệuđốt, loại thiết bị buồng lửa và điều kiện vận hành Hệ số không khí thừa nằm trongkhoảng 1,1 ÷ 1,5

Nói chung lượng không khí đưa vào lò hơi cũng như lượng khói sinh ra phụthuộc vào loại nhiên liệu và tỷ lệ với lượng nhiên liệu đưa vào buồng đốt hay chính

là tỷ lệ với phụ tải nhiệt của buồng lửa Qf và chế độ vận hành

1.3.2 Cân bằng nhiệt lò hơi

1 2

Hình 2.2 Sơ đồ nhiệt nguyên lý

1 Lò hơi 2- Bộ quá nhiệt

3- Tua bin 4- Máy phát

5- Bình ngưng 6- Bơm ngưng

7- Gia nhiệt hạ 8- Khử khí

9-Bơm cấp 10- Gia nhiệt cao

b Nguyên lý làm việc của chu trình

Hơi bão hòa từ bao hơi được đưa qua bộ quá nhiệt để được gia nhiệt thành

sinh ra điện năng Sau khi hơi làm việc trong tuabin hơi, hơi ra khỏi tuabin đượcđưa vào bình ngưng Ở bình ngưng hơi được làm mát bằng nước (gọi là nước tuầnhoàn), hơi mất nhiệt cho nước tuần hoàn ngưng tụ lại thành nước ngưng Nướcngưng được bơm ngưng bơm qua gia nhiệt hạ áp lên bình khử khí Nước qua bìnhgia nhiệt hạ áp được hơi trích từ tuabin gia nhiệt (nâng nhiệt độ của nước) Ở bìnhkhử khí nước cũng được gia nhiệt bởi hơi trích từ tuabin và được khử khí loại rakhỏi nước các khí có hại làm rỉ thiết bị và các ống dẫn của nhà máy như O2, CO2 …

Từ khử khí nước được bơm cấp bơm qua gia nhiệt cao áp, tại đây nước lạitiếp tục được gia nhiệt bởi hơi trích từ tuabin Sau đó nước được đưa vào lò hơi đểsinh hơi và tiếp tục chu trình nhiệt như trên

c Phương trình cân bằng nhiệt tổng quát

Lượng nhiệt sinh ra trong quá trình cháy nhiện liệu được chia thành hai phần:

- Một phần dùng để cung cấp cho nước sinh thành hơi với thong số đãcho gọi là nhiệt hữu ích

- Một phần nhiệt mất đi trong quá trình làm việc của lò gọi là tổn thấtnhiệt

Ứng với 1kg nhiên liệu rắn, lỏng hay 1m3tc nhiên liệu khí cháy trong lò hơi ởđiều kiện vận hành ổn định có phương trình cân bằng nhiệt tổng quát như sau:

Qđv = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 , (kJ/kg)

Trong đó :

Qđv – Lượng nhiệt đưa vào lò ứng với 1kg nhiên liệu, kJ/kg

Q 1 – Lượng nhiệt hữu ích dùng để sản xuất hơi, kJ/kg

Q2 - Tổn thất nhiệt do khói thải mang ra ngoài, kJ/kg

Q5 – Tổn thất nhiệt do tỏa nhiệt ra môi trường xung quanh, kJ/kg

Q6 – Tổn thất nhiệt do xỉ mang ra ngoài, kJ/kg

Nếu biểu diễn dưới dạng phần trăm ta có:

Qtlv- Nhiệt trị thấp của nhiên liệu, kJ/kg;

Qnl – Nhiệt vật lý của nhiên liệu:

α’kk – hệ số không khí thừa đầu vào bộ sấy không khí

(Ckk.tkk)n, (Ckk.tkk)l – nhiệt độ và tỷ nhiệt của không khí ở nhiệt độ đầunóng và đầu lạnh

Qp – Lượng nhiệt do hơi phun vào lò hơi

Qp = Gp (ip - 2500), kJ/kg

Với

Gp – lượng tiêu hao hơi ứng với 1kg nhiên liệu, kJ/kg

ip – entanpi của hơi, kJ/kg

2500 – entanpi của hơi trong khói, kJ/kg

Khi lập cân bằng nhiệt của lò thì các thành phần Qnl , Qn

kk , Qp không có hoặcquá bé có thể bỏ qua nghĩa là Qđv = Qtlv

d Hiệu suất nhiệt của lò

Hiệu suất nhiệt của lò hơi là tỷ số giữa lượng nhiệt hữu ích và lượng nhiệtđưa vào nên:

Q1 = D

B( i qn - i nc ) + Dbh

B ( i’’ – inc ) + Dx

B ( i’ - inc), kJ/kg Trong đó:

D – Sản lượng của lò hơi, kg/h

B – Sản lượng nhiên liệu tiêu hao, kg/h

Dx – Lượng nước xả của lò, kg/h

Dbh – Lượng chi phí cho hơi bão hòa,kg/h

iqn, inc, i’, i’’ là entanpi của hơi quá nhiệt, nước cấp, nước bão hòa, hơibão hòa

Ta có phương trình cân bằng nhiệt tổng quát của lò hơi:

các chế độ thay đổi như sự thay đổi về phụ tải (sản lượng hơi), về chất lượng nhiênliệu, về chế độ cung cấp không khí, về sự thay đổi nhiệt độ nước cấp Khi mộttrong các chế độ trên thay đổi thì các đặc tính làm việc của lò như lượng nhiệt hấpthu của các phần tử, thông số hơi (áp suất và nhiệt độ, hiệu suất của lò…) cũng thayđổi theo

Khi thiết kế lò, đặc tính cấu tạo của lò được chọn trên cơ sở sản lượng hơiđịnh mức Sản lượng hơi kinh tế là sản lượng mà tại đây lò hơi thu được hiệu quảkinh tế cao nhất (hiệu suất lớn nhất) Thông thường sản lượng hơi kinh tế chỉ bằng0,8 ÷ 0,9 sản lượng hơi định mức Tùy theo yêu cầu của phụ tải mà sản lượng hơicủa lò thay đổi Khi sản lượng hơi nhỏ thì hiệu quả kinh tế sẽ giảm đi Vì vậy ởnhững nhà máy điện gánh phụ tải gốc của hệ thống, người ta duy trì cho lò làm việctrong vùng từ phụ tải kinh tế đến định mức

Chế độ cung cấp không khí bị thay đổi là do lượng than đưa vào buồng lửa

đã thay đổi song chế độ cung cấp không khí thường không được điều chỉnh thay đổitheo cho phù hợp Như vậy sự thay đổi chế độ cung cấp không khí thể hiện ở sựthay đổi hệ số không khí thừa

Ở mỗi chu trình hồi nhiệt có thông số hơi nhất định nhiệt độ nước cấp đãđược chọn cố định mà không phụ thuộc gì vào phụ tải tua bin Nó chỉ bị giảm đi khitrong các bình gia nhiệt có một bình nào đó bị hỏng hay khi trong các ống đồng bịnhiều cáu bám Chất lượng nhiên liệu mà chủ yếu là độ tro, độ ẩm và tương ứng

nhiệt trị của nhiên liệu bị thay đổi là do chế độ cung cấp và sử dụng nhiên liệu bịthay đổi.

Trong lò hơi không chỉ có sự thay đổi riêng biệt của từng chế độ mà còn cóthể có sự thay đổi đồng thời của nhiều chế độ khác nhau Khi ấy tùy theo sự phù trừlẫn nhau mà các đặc tính có thể thay đổi nhiều hơn lên hay ít hơn đi so với khi chỉthay đổi một chế độ

Mỗi trị số của đặc tính làm việc của lò chỉ tương ứng với một chế độ làmviệc nhất định Khi các đặc tính này giữ cố định trong một thời gian tương đối dàithì chế độ làm việc như vậy gọi là chế độ ổn định Khi chuyển từ chế độ ổn địnhnày sang chế độ ổn định khác thì các đặc tính làm việc của lò sẽ thay đổi Nhữngđặc tính thu được sau khi đã thay đổi từ chế độ này sang chế độ khác gọi là đặc tínhtĩnh Quá trình thay đổi từ chế độ này sang chế độ kia gọi là quá trình quá độ.Những đặc tính thu được trong quá trình quá độ gọi là đặc tính động

Về trị số nó thay đổi theo thời gian theo một quan hệ hàm số nào đó và gọi lànhững đặc tính động học của lò

Nhiệm vụ của các cơ cấu điều chỉnh của lò là giữ sao cho các thông số của lòđược cố định khi thay đổi chế độ làm việc, nghĩa là phải thêm vào đó những tácnhân phụ để làm giảm sự thay đổi của các thông số này

Ví dụ: Khi tăng phụ tải của lò nhiệt độ hơi quá nhiệt đã tăng lên, khi ấy cơcấu điều chỉnh (điều khiển bằng tay, từ xa hay tự động) có nhiệm vụ tăng lưu lượngnước đưa vào tới bộ giảm ôn để làm giảm nhiệt độ hơi quá nhiệt

2.2 Các đặc tính của lò khi thay đổi chế độ làm việc

2 2.1 Khi thay đổi phụ tải lò

lượng nhiên liệu là B1,kg/s và có hiệu suất là η1, % Khi đó phương trình cân bằngnhiệt sẽ là:

D1( iqn – inc ) = B1.Qtlv 1

100



= B1 ( Q1bx + Q1đl ), kW.(1 ) Trong đó : Q1bx ,Q1đl - Áp suất thu nhiệt của các bề mặt đốt bức xạ và đối lưuứng với 1kg nhiên liệu, kJ/kg

Khi phụ tải thay đổi, cho rằng chỉ có các thông số của hơi quá nhiệt và hiệusuất của lò thay đổi còn nhiệt độ nước cấp và các chế độ khác của lò giữ cố định.Đối với nhà máy nhiệt điện thì thông số của hơi quá nhiệt phải được giữ ổn định

iqn= const, khi ấy ở chế độ phụ tải D2>D1 phương trình cân bằng có dạng:

D2 ( iqn - inc ) = B2.Qtlv 2

100



= B2 (Q2bx + Q2dl ), kW (2)

Khi tăng nhiên liệu đưa vào buồng lửa thì theo công thức tính nhiệt độ khói

ra khỏi buồng lửa :

o a

a

tb tb

Qkk – Lượng nhiệt do không khí nóng đưa vào, kJ/kg

Qs - Lượng nhiệt hữu ích sinh ra trong buồng lửa, kJ/kg

V – Tổng thể tích khói của 1kg nhiên liệu, m3tc/kg

C – Tỷ nhiệt trung bình của khói, kJ/kg độ

Điều đó có nghĩa là tổng lượng nhiệt hấp thu bằng bức xạ trong buồng lửakhông thay đổi Nhưng vì lượng than tiêu hao tăng, nên suất hấp thu nhiệt bằng bức

xạ Qbx của buồng lửa ( ứng với 1kg nhiên liệu ) giảm đi, nghĩa là:

Nhiệt độ khói thải tăng lên đã làm tăng tổn thất nhiệt theo đường khói thải,dẫn tới hiệu suất của lò giảm đi:

Ở các bề mặt đốt đối lưu, do lượng nhiệt hấp thụ tăng lên nên nhiệt độ củamôi chất trong các bề mặt đốt này đều tăng (nhiệt độ hơi quá nhiệt, không khínóng , nhiệt độ nước ra khỏi bộ hâm nước)

Hiệu suất của lò chỉ giảm đi khi tăng phụ tải ở vùng phụ tải lớn hơn phụ tảikinh tế Khi ở dưới phụ tải kinh tế tuy tổn thất q2 vẫn tăng lên song tổn thất q3 và q4

lại giảm đi nhiều nên hiệu suất của lò vẫn tăng lên

Các đặc tính trên được xét trong trường hợp lượng than tiêu hao đã được điềuchỉnh theo phụ tải của lò Trường hợp lượng than tiêu hao vẫn giữ cố định(B1 = B2)thì khi tăng phụ tải lò áp suất hơi trong lò sẽ giảm, nhiệt độ hơi quá nhiệt, nhiệt độnước ra khỏi bộ hâm nước cũng sẽ giảm do lưu lượng môi chất tăng trong khi lượngnhiệt hấp thu không thay đổi

2.2.2 Khi thay đổi nhiệt độ nước cấp

Nhiệt độ nước cấp đưa tới lò thay đổi thường về phía giảm do các bình gianhiệt hồi nhiệt bị hư hỏng hay bị đóng cáu

Phương trình cân bằng nhiệt của lò có thể viết dưới dạng:

BQtlv η = D ( ibh – inc – Δiigô ) + BQqn, kW

Trong đó :

ibh, inc – entanpi của hơi bão hòa và của nước cấp, kJ/kg

Δiigô - tỷ lệ nhiệt hấp thu được của 1kg nước cấp khi đi qua giảm ôn, kJ/kg

Qqn - suất hấp thu nhiệt của bộ quá nhiệt, kJ/kg

Khi nhiệt độ nước cấp giảm đi thì độ chênh nhiệt độ ở đầu cuối lạnh (đầuvào) của bộ hâm nước tăng lên, do đó suất hấp thu nhiệt tăng lên Nhiệt độ khói sau

bộ hâm nước cũng như sau toàn lò giảm đi, hiệu suất lò cũng tăng lên Độ chênhnhiệt độ trong bộ sấy không khí giảm làm cho lượng nhiệt hấp thu và tương ứngnhiệt độ không khí nóng giảm theo Lượng nhiệt sinh ra trong buồng lửa và tươngứng nhiệt dộ cháy lý thuyết cũng giảm Vì vậy lượng nhiệt hấp thu bằng bức xạtrong buồng lửa giảm đi một chút còn lượng nhiệt hấp thu của bộ quá nhiệt hầu nhưkhông đổi Nhưng vì ở chế độ B = const nên sản lượng hơi D giảm do đó nhiệt dộhơi quá nhiệt tăng

2.2.3 Khi thay đổi chế độ cung cấp không khí

Trong quá trình vận hành lò, lượng không khí cung cấp vào lò thường xuyênthay đổi theo phụ tải, tức là theo lượng tiêu hao than Song nhiều khi sự thay đổilượng không khí không phù hợp với sự thay đổi của lượng nhiên liệu cấp vào buồngđốt, dẫn đến hệ số không khí thừa bị thay đổi

Khi tăng lượng không khí thừa vào buồng đốt, thể tích của sản phẩm cháytăng lên Điều đó làm tăng hệ số truyền nhiệt đối lưu, giảm hệ số tản nhiệt bức xạ.Càng về cuối đường khói càng rõ rệt

Vì entanpi của khói tỷ lệ thuận với số mũ bậc nhất theo thể tích khói, cònlượng nhiệt hấp thu đối lưu phụ thuộc vào tốc độ nhiệt cũng như thể tích khói theo

số mũ 0,6 hay 0,64 tùy theo cụm ống đặt song song hay so le nên mặc dù lượngnhiệt hấp thu của các bề mặt đốt đối lưu tăng song nhiệt độ khói sau các bề mặt đốtvẫn cứ tăng chứ không giảm

Lượng nhiệt hấp thu bằng đối lưu tăng lên có ảnh hưởng rất nhiều đến nhiệt

độ hơi quá nhiệt(vốn cần phải giữ ổn định)

Ở bộ sấy không khí, khi tăng hệ số không khí thừa thì lượng nhiệt hấp thutăng, đồng thời lưu lượng không khí qua bộ sấy không khí tăng Do vậy nhiệt độkhông khí nóng ra khỏi buồng đốt hầu như không thay đổi

tăng, vì vậy hiệu suất của lò giảm Tuy nhiên hiệu suất của lò cũng giảm nếu thiếukhông khí đưa vào buồng đốt

Qua đó ta thấy chế độ điều chỉnh hệ số không khí thừa trong khi vận hành lò

là rất quan trọng Nó có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất của lò Vì vậy cần phải điềuchỉnh đúng theo phụ tải của lò

2.2.4.Khi thay đổi chất lượng nhiên liệu

Khi chuyển sang dùng một loại nhiên liệu mới thì hầu như tất cả các đặc tínhcủa lò đều thay đổi Để xác định được ta cần tính lại nhiệt độ của lò hơi Trongphạm vi này ta chỉ xét đến ảnh hưởng khi thay đổi độ tro và độ ẩm của nhiên liệu

1 Khi thay đổi độ tro của nhiên liệu

Khi độ tro tăng thì nhiệt trị, thể tích không khí và sản phẩm cháy đều giảmdẫn đến lượng nhiệt hấp thu ở các bề mặt đốt đối lưu giảm do giảm tốc độ và lưulượng khói Nhiệt độ không khí giảm dẫn đến nhiệt độ cháy lý thuyết lượng nhiệthữu ích của buồng lửa giảm

thời nhiệt trong khói ra khỏi buồng lửa cũng giảm làm cho độ chênh nhiệt độ ở tất

cả các bề mặt đối lưu đều giảm làm cho tổng lượng nhiệt hấp thu bằng đối lưu giảm

Do tổng lượng nhiệt hấp thu của lò giảm nên đã làm cho sản phẩm lượng hơicủa lò giảm đi Lượng nhiệt hấp thu bằng đối lưu của lò giảm nhiều so với sự giảmnhiệt hấp thu bằng bức xạ hay nói cách khác xuất hấp thu nhiệt bằng bức xạ tăng:

Do có sự giảm đồng thời giữa lượng nhiệt hấp thu và sản lượng hơi đi qua bộquá nhiệt nên nhiệt độ hơi quá nhiệt hầu như không thay đổi

Để duy trì sản lượng hơi thì cần thiết phải tăng lượng tiêu hao nhiên liệu Khi

ấy giống như khi tăng phụ tải của lò, tuy nhiên do nhiên liệu tro sẽ gây nhiều tác hạicho thiết bị và điều kiện làm việc bình thường của lò hơi

2 Khi tăng độ ẩm của nhiên liệu

Khi tăng độ ẩm của nhiên liệu thì nhiệt trị của nhiên liệu sẽ bị giảm hơn làkhi tăng độ tro Lượng nhiệt hữu ích sinh ra trong buồng lửa giảm đi nhiều, nhiệt độ

cháy lý thuyết giảm rõ rệt, nhiệt độ toàn đường khói giảm nhưng tốc độ khói tăng

do thể tích khói đã bị tăng lên

Như vậy việc tăng độ ẩm của nhiên liệu đã dẫn tới việc phân bổ hấp thu nhiệtcủa các bề mặt đối lưu và bức xạ Khi ấy lượng nhiệt hấp thu bằng bức xạ giảm, cònlượng nhiệt hấp thu bằng đối lưu tăng làm cho nhiệt độ của hơi quá nhiệt và nhiệt

độ của không khí nóng đều tăng

Lượng nhiệt hữu ích sinh ra trong buồng lửa giảm đi nhiều do vậy làm cho sảnlượng hơi bị giảm Để khôi phục sản lượng hơi của lò phải tăng lượng tiêu hao nhiên liệu.Khi ấy các tổn thất q2, q3, q4 đều lớn do vậy hiệu suất của lò sẽ giảm đi nhiều

2.2.5 Đặc tính của lò khi thay đổi nhiều chế độ

Trong khi vận hành lò phải làm việc ở chế độ có sự thay đổi đồng thời củanhiều thông số Khi ấy đặc tính nhiệt của lò sẽ chịu ảnh hưởng đồng thời của cácthông số thay đổi này Kết quả là chúng có thể thay đổi nhiều hơn hay ít đi hoặc giữ

ổn định

Nếu cũng trong trường hợp tăng phụ tải lò cùng với việc giảm hệ số khôngkhí thừa trong buồng lửa thì nhiệt độ hơi quá nhiệt có thể không thay đổi do có sự

bù trừ giữa sự tăng và giảm nhiệt độ hơi quá nhiệt của 2 chế độ này

2.2.6 Đặc tính thay đổi nhiệt độ hơi quá nhiệt

Ở chế độ làm việc ổn định của lò, nhiệt độ hơi quá nhiệt được giữ cố định dolưu lượng hơi qua bộ quá nhiệt và lượng nhiệt hấp thu của nó không thay đổi Song

lò hơi vẫn phải đáp ứng theo nhu cầu của phụ tải và các tác động ngẫu nhiên khác,tức là luôn phải làm việc ở các chế độ không ổn định, mà bất kỳ một chế độ không

ổn định nào cũng dẫn đến sự thay đổi nhiệt độ hơi quá nhiệt

Nhiệt độ hơi quá nhiệt là một chỉ tiêu quan trọng của hơi, nó đòi hỏi phải đượcgiữ cố định trong phạm vi cho phép nào đó ở bất kỳ chế độ làm việc nào Việcnghiên cứu về đặc tính thay đổi nhiệt độ hơi quá nhiệt có một ý nghĩa quyết địnhđến việc nghiên cứu hệ thống tự động điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt

Do có tích lũy nhiệt trong kim loại bộ quá nhiệt nên đặc tinh thay đổi nhiệt độhơi quá nhiệt trong quá trình quá độ có tính chất dần dần theo đường cong tăng dần(hình vẽ )

- Phần đầu: Do đặc tính chậm tễ của bộ quá nhiệt nên sự thay đổi nhiệt độ hơicòn rất bé, thực tế có thể coi gần đúng như không thay đổi Giai đoạn này được đặctrưng bởi thời gian chậm trễ τc (τc = τ2 – τ1).

- Phần sau: Ở trước thời gian τ1 và sau thời gian τ3 là quá trình nhiệt độ hơi quánhiệt được giữ ổn định

Thời gian chậm trễ và thời gian tăng dần được xác định bằng cách lập giaođiểm giữa đường tiếp tuyến đi qua điểm uốn của đường cong tăng dần với haiđường ngang tương ứng với hai mức nhiệt độ đầu và cuối của quá trình quá độ(hình vẽ)

Đặc tính thời gian của bộ quá nhiệt phụ thuộc vào khả năng tích lũy nhiệt trong kim loại của bộ quá nhiệt Đặc tính thời gian của bộ quá nhiệt có thể được tínhbằng thực nghiệm hoặc bằng giải tích ( phương pháp thực nghiệm hay được sử dụng)

* Thời gian chậm trễ có thể xác định bằng các công thức thực nghiệm sau đây:

Ta biết nếu khối lượng và tỷ nhiệt kim loại bề mặt đốt của bộ quá nhiệt cànglớn thì thời gian chậm trễ càng dài Ngược lại nếu lưu lượng hơi và tỷ nhiệt hơi điqua bộ quá nhiệ càng lớn thì thời gian chậm trễ cang ngắn Vì vậy thời gian chậmtrễ có thể xác định theo công thức sau:

Trong đó:

Gkl = L.f.ρkl : Khối lượng kim loại bề mặt bộ quá nhiệt, kg

ρkl : Khối lượng riêng kim loại bộ ống xoắn bộ quá nhiệt, kg/m3

Ckl : Tỷ nhiệt kim loại ống xoắn bộ quá nhiệt, kJ/kgoC

L, f :Tổng chiều dài và tiết diện phần kim loại (hình vành) của các ốngxoắn

D, Cp : Lưu lượng và tỷ nhiệt hơi qua bộ quá nhiệt, kg/s và kJ/kgoC Công thức trên dùng để xác định thời gian chậm trễ cực đại theo nhiệt độ hơi

đi ra khỏi bộ quá nhiệt khi thay đổi nhiệt độ hơi ở đầu vào

Thay đổi khối lượng kim loại của bộ quá nhiệt bằng trị số bề mặt đốt xác địnhtheo phương pháp truyền nhiệt và sau khi biến đổi ta thu được:

2 4

τ - Thời gian chậm trễ cực đại

Δii - Độ tăng entanpi của hơi trong bộ quá nhiệt, kJ/kg

Q - Suất phụ tải nhiệt trên 1m2

Bề mặt đốt càng nhỏ thì thời gian chậm trễ càng ngắn Vì vậy thời gian chậmtrễ ở những bộ quá nhiệt có giảm ôn đặt xen kẽ sẽ ngắn hơn

Tóm lại:Lò hơi có nhiệm vụ biến đổi nhiệt năng của nhiên liệu thành năng

lượng của hơi nước có thông số ổn định cung cấp cho tuabin Những thông số đó là

áp suất và nhiệt độ hơi quá nhiệt

Yêu cầu của phụ tải luôn luôn thay đổi do vậy lò hơi luôn phải làm việc ởtrạng thái bất ổn định nên làm cho các thông số của hơi quá nhiệt luôn thay đổi Màcác thông số của nhiệt độ hơi quá nhiệt có ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất củatoàn chu trình nói riêng và của nhà máy nói chung Vì vậy cần phải theo dõi và giữcác thông số áp suất và nhiệt độ của hơi quá nhiệt Hệ thống đo lường và điều chỉnhnhiệt độ hơi quá nhiệt là đặc biệt quan trọng để đảm bảo an toàn và hiệu suất caonhất

CHƯƠNG III

HỆ THỐNG ĐO NHIỆT ĐỘ TRONG LÒ HƠI NHÀ MÁY ĐIỆN

I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐO NHIỆT ĐỘ TRONG LÒ HƠI

1.1.Vai trò, vị trí và các thiết bị cần kiểm tra trong lò

1.1.1 Vai trò

Các thiết bị của lò hơi luôn phải làm việc ở điều kiện khắc nghiệt như nhiệt độcao, áp suất lớn …Trong khi vận hành nhiệt trong của lò luôn luôn thay đổi vì vậycần thiết phải theo dõi được sự thay đổi của nhiệt độ ấy để sớm đưa ra được phương

án xử lý tối ưu nhất đảm bảo cho thiết bị nhiệt lực làm việc an toàn và tin cậy đồngthời bảo đảm cho hiệu suất toàn nhà máy Hệ thống đo nhiệt độ trong lò hơi là một

bộ phận không thể thiếu mà nhất là hệ thống đo nhiệt độ hơi quá nhiệt (ta sẽ tìmhiểu kỹ hệ thống ở phần sau)

1.1.2.Các vị trí và thiết bị chính cần kiểm tra nhiệt độ

- Kiểm tra nhiệt độ hơi sau lò

- Kiểm tra nhiệt độ kim loại thành ống bộ quá nhiệt

- Kiểm tra nhiệt độ khói thoát

- Kiểm tra nhiệt độ không khí lạnh và không khí nóng

- Kiểm tra nhiệt độ hơi quá nhiệt

1.2 Sơ đồ khối nguyên lý của hệ thống và các loại thiết bị đo nhiệt độ

1.2.1.Sơ đồ khối của hệ thống

`

Hình 3.1 Sơ đồ khối hệ thống đo nhiệt độ

Trong đó:

Khối 1 : Thiết bị biến đổi

Khối 2 : Thiết bị truyền tín hiệu

Khối 3 : Thiết bị tự ghi và có tiếp điểm bảo vệ

1.2.2 Các thiết bị sử dụng để kiểm tra sự thay đổi nhiệt độ của các thiết bị trong lò

1 Nhiệt kế dãn nở chất lỏng thủy tinh

α - Hệ số dãn nở vì nhiệt của chất lỏng.

Các chất lỏng thường được sử dụng là: thủy ngân, dầu hỏa, pentan C5H12… Trong đó thủy ngân được sử dụng rộng rãi do có những ưu điểm sau:

- Không thấm ướt thủy tinh

- Dễ chế tạo tinh khiết

với áp suất hơi bão hòa của các chất lỏng khác Điều này cho phép chỉ cần tăng ápsuất trên bề mặt thủy ngân trong ống mao dẫn lên một giá trị không lớn thì có thểtăng đáng kể nhiệt độ sôi của thủy ngân, nghĩa là mở rộng giới hạn sử dụng củanhiệt kế thủy ngân

Nhược điểm cơ bản của thủy ngân so vói các chất lỏng hữu cơ là hệ số dãn nở

vì nhiệt không lớn

mặt thủy ngân trong ống mao dẫn thường điền đầy khí trơ (ví dụ là Nitơ) với áp

trong ống mao dẫn thường là chân không

Khi sử dụng phải nhúng nhiệt kế vào môi trường cần đo nhiệt độ đến vạch quyđinh Nếu không được phải hiệu chỉnh kết quả đo theo công thức:

Δit = m β( t - tn )

Trong đó:

β - Hệ số dãn nở quan sát được

m - Khoảng thước chia không được nhúng đến mức yêu cầu

t - Nhiệt độ đo được bằng nhiệt kế

tn - Nhiệt độ môi trường

2 Nhiệt kế áp kế (nhiệt kế áp lực)

Nhiệt kế áp kế là thiết bị đo nhiệt độ dựa vào mối liên hệ giữa áp suất và nhiệt

độ trong một hệ thống kín có thể tích không đổi được gọi là hệ thống nhiệt củanhiệt kế

Nhiệt kế áp lực thường được chế tạo để đo nhiệt độ trong khoảng -150 đến

600oC, đặc biệt đến 1000oC

Các nhiệt kế áp lực đều được chế tạo theo điều kiện chuẩn làm việc ở nhiêt độ

Theo nhiệt động học, quá trình xảy ra trong hệ thống nhiệt của nhiệt kế áp kếđươc coi là quá trình đẳng tích, ta có :