Chương 1 GIỚI THIỆU VỀ ĐIỀU KHIỂN MỨC TRONG LÒ HƠI NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN AN KHÁNH Điện năng chiếm một vị trí đặc biệt quan trọng đối với sự phát triển của con người. Nó là nguồn năng lượng được con người tạo ra thông qua các thiết bị máy móc và nguồn năng lượng thiên nhiên khác. Tùy theo loại năng lượng sử dụng mà người ta chia ra các loại nhà máy điện chính như: , nhà máy điện nguyên tử, nhà máy nhiệt điện, nhà máy thủy điện, ngoài ra còn khai thác các nguồn năng lượng khác để sản xuất điện năng như nguồn năng lượng mặt trời, sức gió, thủy triều. Giới thiệu chung về nhà máy nhiệt điện 1.
Nguyên lý hoạt động của nhà máy nhiệt điện Hiện nay trên thế giới và ở cả nước ta các nhà máy nhiệt điện vẫn tiếp tục được xây dựng và không ngừng được hiện đại hóa về kỹ thuật và công nghệ nhằm khai thác tối đa về công suất và giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Các nguồn nhiên liệu khai thác từ thiên nhiên như than đá, dầu mỏ và khí dầu mỏ được sử dụng để tạo nhiệt năng cho các nhà máy nhiệt điện. Hiện nay có hai loại hình nhà máy nhiệt điện cơ bản là: - Nhà máy nhiệt điện tuabin khí. - Nhà máy nhiệt điện tuabin hơi.
+ Với nhà máy nhiệt điện tuabin khí: Không khí ngoài trời sau khi được làm sạch, loại bỏ hơi nước được hệ thống ống dẫn đưa vào một máy nén khí để nâng áp suất của khí lên. Khí có áp suất cao được đưa vào buồng đốt và được đốt với nhiên liệu. Chất khí sau khi đốt có nhiệt độ và áp suất cao được đưa vào các tầng tuabin khí để sinh công. Tuabin quay làm quay máy phát điện tao ra điện năng.
+ Với nhà máy nhiệt điện tuabin hơi: Các nhiên liệu chủ yếu là than đã được nghiền rồi đốt trong lò hơi tạo nhiệt làm hóa hơi nước trong các giàn ống sinh hơi, hơi sinh ra được vận chuyển LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 5 qua các hệ thống phân ly, quá nhiệt… để đảm bảo nhiệt độ, áp suất, lưu lượng cần thiết cho việc sinh công tốt nhất phù hợp với yêu cầu kĩ thuật. Sau đó hơi được đưa vào các tầng cánh tuabin để sinh công tạo mômen quay hệ thống máy phát được nối đồng trục với tuabin. Sau khi qua tuabin hơi nước được thu hồi tuần hoàn lại. Chu trình nhiệt trong nhà máy nhiệt điện Nước ngưng từ các bình ngưng tụ được bơm ngưng bơm vào các bình gia nhiệt hạ áp.
Tại đây, nước ngưng được gia nhiệt bởi hơi nước trích ra từ các cửa trích hơi qua tuabin. Sau khi đi qua các bộ gia nhiệt hạ áp, nước ngưng được đưa lên bình khử khí để khử hết các bọt khí có trong nước, chống ăn mòn kim loại. Nước sau khi được khử khí, được các bơm cấp nước đưa qua các bình gia nhiệt cao áp để tiếp tục được gia nhiệt bởi hơi nước trích ra từ các cửa trích hơi ở xilanh cao áp của tuabin. Sau khi được gia nhiệt ở gia nhiệt cao áp, nước được đưa qua bộ hâm nước ở đuôi lò rồi vào bao hơi.
Nước ở bao hơi theo vòng tuần hoàn tự nhiên chảy xuống các giàn ống sinh hơi, nhận nhiệt năng từ buồng đốt của lò biến thành hơi nước và trở về bao hơi. Trong bao hơi phần trên là hơi bão hòa ẩm, phía dưới là nước ngưng. Hơi bão hòa ẩm trong bao hơi không được đưa ngay vào tuabin mà được đưa qua các bộ sấy hơi, tại đây hơi được sấy khô thành hơi quá nhiệt, rồi được đưa vào tuabin. Tại tuabin, động năng của dòng hơi được biến thành cơ năng quay trục hệ thống Tuabin-Máy phát.
Hơi sau khi sinh công ở các tầng cánh của tuabin được ngưng tụ thành nước ở bình ngưng tụ. Công do tuabin sinh ra làm quay máy phát điện. Tóm lại, nhiệt năng của nhiên liệu đã biến đổi thành cơ năng và điện năng, còn hơi nước là môi chất trung gian được biến đổi theo một vòng tuần hoàn kín. Nhà máy nhiệt điện An khánh 1.1 Một số hình ảnh về Nhà máy nhiệt điện An Khánh LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 6 Hình 1: Toàn cảnh nhà máy Nhiệt điện An Khánh 1 Hình 2: Hệ thống lò hơi và các thiết bị phụ trợ LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 7 Hình 3: Hệ thống lọc bụi tĩnh điện Hình 4: Tháp làm mát khi còn đang xây dựng LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 8 Hình 5: Hệ thống lò hơi LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 9 Hình 6: Tua bin và Máy phát điện Hình 7: Sân phân phối 110 kv LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 10 Hình 8: Phòng điều khiển trung tâm LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.2 Giới thiệu về lò hơi: NG – 230/9.8/540-M Lò hơi của nhà máy nhiệt điện An Khánh gồm hai lò hơi tầng sôi tuần hoàn, tham số 230 tấn hơi/h, một bao hơi, cyclon (bộ phân ly gió xoáy) lạnh làm mát bằng hơi, thông gió cân bằng, bố trí bán lộ thiên kèm tổ Tuabin ngưng và máy phát.
Lò hơi tầng sôi tuần hoàn sử dụng phương thức đốt tạo sôi, đây là sự kết hợp giữa kiểu đốt trôi nổi của lò phun và đốt cố định của lò xích. Trạng thái hoá sôi tức là trạng thái lưu động của hạt rắn dưới sự tác động của không khí. Trong lò hơi tầng sôi tuần hoàn tồn tại rất nhiều hạt liệu ghi lò, những hạt liệu này chịu sự tác động của gio cấp 1, cấp 2 tạo nên trạng thái hoá sôi đồng thời thực hiện tuần hoàn trong và ngoài bụng lò, hoàn thành nhiệm vụ đốt tuần hoàn. Thông thường lò tầng sôi tuần hoàn ở nhiệt độ khoảng 850 - 9000C, tại đây đá vôi sẽ xảy ra phản ứng đốt hoàn toàn khiến CaCO3 phân giải thành CO2, SO2 được sinh ra từ CO2 và than sẽ tiến hành phản ứng tạo thành CaSO4, thải ra ngoài dưới dạng chất rắn, từ đó đạt được mục đích khử lưu huỳnh.
Phương trình phản ứng đốt của đá vôi: CaCO3 = CaO + CO2 - Q Phương trình phản ứng hoá học khử lưu huỳnh: CaO + SO2 + 1/2O2 = CaSO4 + Q CaCO3 = CaO + CO2 - Q CaO + SO2 + 1/2O2 = CaSO4 + Q 1.3 Thông số kỹ thuật của lò hơi NG – 230/9.1 Thông số kỹ thuật của lò hơi NG – 230/9.8/540-M Tên Đơn vị Thông số Lưu lượng hơi t/h 230 ( BMCR) Nhiệt độ hơi chính 0 C 540 áp lực hơi chính Mpa 9.81 Nhiệt độ nước cấp 0 C 233.3 Nhiệt độ gió vào bộ sấy 0 C 40 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 12 áp lực bao hơi Mpa 11 Nhiệt độ buồng đốt 0 C 864 Nhiệt độ đầu ra buồng lửa 0 C 887 Công suất tiêu thụ than t/h 42.3 Công suất tiêu thụ đá vôi t/h 8.5 Lượng không khí tiêu thụ Nm3/h 212900 Lượng gió cấp 1 Nm3/h 127000 Lượng gió cấp 2 Nm3/h 85160 Lượng gió nóng cấp 1 đi tải than Nm3/h 11710 Lượng khí thoát đầu ra buồng đốt Nm3/h 227100 Tổng lượng tro, xỉ Kg/h 25710 Lượng tro đáy Kg/h 15426 Lượng tro bay Kg/h 10284 Kg Suất tiêu hao than 0,18 than/kg hơi Tổng lưu lượng nước giảm ôn Kg/h 15350 Lượng nước giảm ôn cấp 1 Kg/h 12950 Lượng nước giảm ôn cấp 2 Kg/h 2400 Nhiệt độ khí khói đầu ra cyclon 0 C 850 Nhiệt độ bao hơi 0 C 319 Nhiệt độ đầu vào van hồi liệu 0 C 338 Nhiệt độ khói đầu vào bộ quá nhiệt cấp 3 0 C 833 Nhiệt độ khói đầu ra bộ quá nhiệt cấp 3 0 C 648 Nhiệt độ khói đầu vào bộ hâm 0 C 518 Nhiệt độ khói đầu ra bộ hâm 0 C 364 Nhiệt độ khói đầu vào bộ sấy không khí 0 C 287 Nhiệt độ khói đầu ra bộ sấy không khí 0 C 140 Nhiệt độ hơi đầu vào cyclon 0 C 319 Nhiệt độ hơi đầu ra cyclon 0 C 338 Nhiệt độ hơi đầu vào quá nhiệt cấp 1 0 C 356 Nhiệt độ hơi đầu ra quá nhiệt cấp 1 0 C 406 Nhiệt độ hơi đầu vào quá nhiệt cấp 2 0 C 370 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 13 Nhiệt độ hơi đầu ra quá nhiệt cấp 2 0 C 467 Nhiệt độ hơi đầu vào quá nhiệt cấp 3 0 C 438 Nhiệt độ hơi đầu ra quá nhiệt cấp 3 0 C 540 Thể tích lò hơi M3 107 1. Mô tả cấu tạo và đặc tính kỹ thuật của lò hơi NG – 230/9.1 là bản vẽ sơ lược hệ thống lò hơi Nhà máy nhiệt điện An khánh Trong đó: Hình 1.1: Bản vẽ sơ lược hệ thống lò hơi Nhà máy nhiệt điện An khánh 1. Quạt gió cấp 2 8,9. Bộ phân li gió xoáy 2.
Quạt gió cấp 1 10. Đường hơi chính tới Tuabin 3. Đường nước cấp tới bao hơi 11. Đường thải xỉ 4.
Bộ sấy không khí ESP. Hệ thống lọc bụi tĩnh điện 14. Quạt gió hồi liệu 15. Bộ quá nhiệt.
LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 14 Lò hơi NG-230/9,81/ 540-M là loại lò hơi tầng sôi tuần hoàn 1 bao hơi tuần hoàn tự nhiên. Quá tình cháy của nhiên liệu xảy ra trong buồng lửa cùng với sàn liệu. Buồng lửa là một hình hộp thẳng đứng bao quanh bởi các dàn ống sinh hơi.Trong buồng lửa có bộ quá nhiệt cấp 2 và dàn wing đặt thẳng đứng. Sàn liệu bao gồm: Chất trơ, tro, than, vôi và cát.
Nhiên liệu có kích thước hợp lý được cấp vào buồng lửa và cháy ở nhiệt độ tương đối thấp. Để khử lưu huỳnh trong khói người ta đưa vào lò bột đá vôi mịn. Trong buồng lửa, đá vôi được nung và bị oxy hoá. Khi cháy than có lưu huỳnh, sản phẩm cháy tạo ra SO2.
Canxi tác dụng với SO2 tạo ra CaSO4 (thạch cao thể rắn), nó tham gia vào vật liệu tầng và được tách ra cùng tro. Lò được thiết kế có nhiệt độ bảo đảm đốt cháy tốt loại than có nhựa đường và ít chất bốc như than than Khánh hoà. Sàn liệu được lưu hoá nhờ sự kết hợp của gió cấp 1, gió cấp 2 và sản phẩm cháy. Gió cấp 1 đưa vào lò qua hệ thống giàn nấm bố trí ở đáy lò và hộp gió phía trên buồng đốt.
Việc đưa không khí vào lúc đầu là để tạo tầng sôi và cung cấp oxi cho quá trình cháy đồng thới ngăn không cho tro nóng quay trở lại hệ thống giàn nấm. Gió cấp 1 trước khi cấp vào lò phải được gia nhiệt tới một nhiệt độ nhất định (2120C) để dễ dàng bắt cháy nhiên liệu đồng thời giảm tổn thất nhiệt theo đường khói.