Chương 1 GIỚI THIỆU VỀ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN PHẢ LẠI 1.1 Giới thiệu chung về nhà máy nhiệt điện phả lại. Nhà máy nhiệt điện Phả Lại là một trong những nhà máy nhiệt điện lớn nhất Việt Nam thuộc địa phận huyện Chí Linh Hải Dương, được xây dựng từ ngày 17-05- 1980. Với sự trợ giúp của Liên Xô, công suất thiết kế ban đầu của nhà máy là 440MW với bốn tổ máy đã đáp ứng được kịp thời tốc độ tăng trưởng của phụ tải trong những thập kỷ 80. Năm 2001 nhà máy Nhiệt điện Phả Lại 2 được đưa vào vận hành thêm hai tổ máy với công suất thiết kế lên đến 600MW hòa váo lưới điện Quốc gia.
Cả hai nhà máy đã cung cấp một lượng lớn điện năng, góp phần thúc đẩy quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước. Nhà máy nhiệt điện Phả Lại 1 có sản lượng điện hàng năm là 2,86 tỷ KWh với lượng than tiêu thụ là 1,6 triệu tấn/năm. Trong khi đó thì nhà máy nhiệt điện Phả Lại 2 có sản lượng điện hàng năm là 3,68 tỷ KƯh, lượng than tiêu thụ cũng là 1,6 triệu tấn/năm là nhà máy với công nghệ sản xuất hiện đại, đáp ứng tiêu chuẩn quốc tế về bảo vệ môi trường. Nguyên lý sản xuất điện năng của nhà máy nhiệt điện là chuyển hóa nhiệt năng do đốt cháy nhiên liệu thành cơ năng quay tuabin và cuối cùng là biến đổi thành điện năng máy phát.
Do đó nhà máy đã sử dụng nhiên liệu chính là than và dầu FO được lấy các mỏ Cẩm Phả, Hòn Gai, Mạo Khê… Nhà máy nhiệt điện phả lại có khoảng 2264 cán bộ công nhân viên, trong đó có 135 kỹ sư, 484 cán bộ trung cấp, 254 cán bộ công nhân bậc cao được đào tạo thực tế tại Liên Xô. Như vậy đội ngũ cán bộ kỹ sư, công nhân viên nhà máy càng hoàn thiện chuyên môn và chủ động hoàn toàn trong công việc vận hành nhà máy, xử l ý sự cố. Trong tình hình đất nước càng phát triển, yêu cầu về năng lượng ngày càng lớn, do đó nhà máy nhiệt điện Phả Lại đã không ngưng nâng cao cải tiến kỹ thuật, vận hành với hiệu sâuts cao nhất, góp phần thúc đẩy sản xuất và phát triển đất nước.2 Công nghệ sản xuất điện năng của nhà máy nhiệt điện Phả Lại Để sản xuất ra điện năng ổn định thì cơ cấu dây chuyền sản xuất của công ty hoạt động đồng bộ liên tục, thống nhất tất cả các khâu từ vận chuyển nhiên liệu, hoạt động của lò hơi tuabin cho đến vấn đề vận chuyển điện năng. Nếu sảy ra sai sót nào thì ảnh hưởng nghiêm trọng đến sự vận hành sản xuất của nhà máy.
Nhà máy nhiệt điện hoạt động dựa trên nguyên lý chuyển hóa từ nhiệt năng bằng việc đốt cháy nhiên liệu thành điện năng ở đầu ra các máy phát thông qua môi trường dẫn nhiệt là hơi nước. Quá trình chuyển hóa năng lượng được biểu diễn qua các khâu sau: Nhiên liệu Buồng đốt Bao hơi Tuabin Máy phát Nước ngưng Hình 1.1 Quá trình chuyển hóa năng lượng trong sản xuất điện năng trong nhà máy nhiệt điện Ban đầu nhiên liệu chính là than được đưa vào buồng đốt cho quá trình cháy trong lò. Ngoài ra người ta còn sử dụng thêm dầu FO trong trương hợp khởi động ban đầu hoặc khi chạy với phụ tải thấp. Than đá được chế biến thành than bột trước khi đưa vào lò qua các vòi phun.
Chất lượng của than trước khi đưa vào lò phải đảm bảo về độ ẩm, nhiệt độ, độ mịn… để đảm bảo cho hiệu suất cháy của than là lớn nhất. Bột nhiên liệu được gió cấp 1 thổi qua vòi phun đưa vào buồng đốt nhận nhiệt từ bồng lửa và sản phẩm được sấy nóng và cháy sinh ra nhiệt lượng. Nhiệt lượng này khi khởi động lò có nhiệm vụ truyền nhiệt tích trữ năng lượng cho các thành phần cấu tạo lò. Sau khi khởi động lò thì nhiệt lượng sinh ra truyền cho môi trường hơi nước qua bộ hâm nước, giàn sinh hơi và bộ quá nhiệt sinh ra hơi quá 11 nhiệt với áp suất và nhiệt độ cho phép tác động tới cánh tuabin.
Tại đây, sảy ra quá trình biến đổi từ nhiệt năng thành năng lượng cơ năng làm quay tuabin. Sau đó thì cơ năng này sẽ qua hệ thống biến đổi thành điện năng, điện áp đầu ra được đưa qua trạm biến áp trước khi hòa vào lưới điện quốc gia. Môi trường hơi nước chủ yếu dung để truyền tải nhiệt năng, do đó để có hiệu suất truyền tải cao nhất thì phải đảm bảo được các yêu cầu về nhiệt độ và áp suất. Tất cả các quá trình biến đổi năng lượng trên đều dựa trên một chu trình nhiệt phức tạp qua nhiều khâu xử lý khác nhau.
Ta có sơ đồ chu trình nhiệt tổng quát được biểu diễn như sau: Bộ điều chỉnh hơi quá nhiệt Bao hơi Bộ hâm Tuabin Bộ gia nhiệt Bình ngưng Gia nhiệt cao áp Gia nhiệt hạ áp Bơm Bình khử ngưng khí Hình 1.2: Chu trình nhiệt tổng quát của nhà nhiệt điện Chu trình nhiệt của nhà máy là chu trình khép kín với hệ thống nước tuần hoàn liên tục. Tất cả các chỉ tiêu về kinh tế kỹ thuật, hiệu suất của nhà máy đều được quyết định bởi khả năng sử lý của chu trình này. Nếu chu trình ít tổn hao trong quá trình chuyển hóa năng lượng thì hiệu suất máy sẽ cao, dễ tính toán điều chỉnh các thông số qua trình. Than bột được đưa vào lò và đốt ở nhiệt độ cao làm cho nước trong giàn ống sinh hơi của lò hóa hơi thành hơi bão hòa.
Hơi bão hòa được dẫn qua bộ lọc khí khô và quá nhiệt để đảm bảo nhiệt độ, áp suất tiêu chuẩn làm cho tuabin cao áp quay. Sau 12 khi sinh công ở tuabin co áp thì hơi đó được đưa qua bộ gia nhiệt trước khi đưa vào tuabin trung áp. Hơi từ cánh tuabin trung áp được đưa thẳng sang cánh tuabin hạ áp để sinh công lần cuối cùng. Ngoài phần hơi sinh công làm quay tuabin thì phần hơi còn lại được đưa xuống bình ngưng để ngưng tụ thành nước nhanh chóng với hệ thống nước làm mát tuần hoàn và hệ thống hút chân không.
Nước sau khi qua bình ngưng sẽ được hệ thống bơm ngưng bơm tới bộ gia nhiệt hạ áp. Nhiệt độ qua đây sẽ được tang lên nhờ hơi nóng lấy từ tuabin hạ áp trước khi đi vào bình khử khí. Bình khử khí có vai trò khử các bọt khí trước khi đi vào tuabin để tránh hiện tượng làm rỗ cánh tuabin. Nước được đưa vào bình gia nhiệt cao áp và tiếp và tiếp tục tăng nhiệt độ bởi hơi trích ra từ tuabin cao áp.
Sau đó nước được đưa qua bộ hâm đạt nhiệt độ yêu cầu rồi quay trở lại bao hơi hoàn tất chu trình khép kín. Để đảm bảo cho lượng nước tuần hoàn không đổi người ta bổ xung thêm lượng nước cấp được xử lý để bù vào lượng nước thất thoát trong qua trình vận chuyển.3 Dây truyền cấp than của nhà máy nhiệt điện Phả Lại 1.1 Yêu cầu chung về công nghệ của dây truyền cấp than. Than là thành phần quan trọng của khâu đầu vào trong quá trình sản xuất điện năng ở nhà máy nhiệt điện đốt than. Mọi công đoạn điều chỉnh lượng than cấp vào lò đều ảnh hưởng tới công suất điện sản xuất ra và hiệu suất của nhà máy.
Do vậy hệ thống cấp than phải đảm bảo được yêu cầu chặt chẽ, chính xác, lưu lượng và chất lượng than cáp phù hợp sao cho hiệu suất nhiệt đạt được cao nhất. Trước khi vào phễu cấp than nguyên, than từ các mỏ chuyển về qua hệ thống lật toa xe được đưa vào kho chứa. Sau đó được đập sơ bộ để tạo thành than cục có kích thước nhỏ dưới 10-15mm và được cân trên các cân tự động. Dưới thiết bị lật toa người ta đặt các phễu thu nhận.
Phần trên của phễu có che bởi hệ thống sàng lọc với kích thước phụ thuộc vào kích thước yêu cầu của than. Để đạt được kích thước yêu cầu, người ta thực hiện đập hai lần ở gian đập nhiên liệu bằng các búa đập. Trước khi đập có các thiết bị phân ly kiểu điện từ để thu hồi các mảnh kim loại, tránh làm hỏng cac thiết bị khác. 13 Các tín hiệu liên động logic giữa các khâu phải chặt chẽ phù hợp đảm bảo cho quá trình xử lý chế biến than diễn ra liên tục, không bị gián đoạn và khả năng xảy ra sự cố là thấp nhất.
Trong dây truyền cấp than, yêu cầu phải điều chỉnh lượng than của máy cấp để cho lưu lượng đưa vào máy nghiền thích hợp và thỏa mãn các điều kiện đạt hiệu suất cao nhất, chất lượng than ra khỏi máy nghiền đúng tiêu chuẩn cho phép. Muốn điều chỉnh năng suất hơi của lò hơi, hay chính là gián tiếp điều chỉnh công suất điện phát ra, ngoài việc tác động tới lưu lượng gió thổi trong lò, quạt khí. người ta cũng yêu cầu thay đổi tốc độ cho máy cấp than cám để phun vào lò lượng than bột thỏa mãn. Đặc điểm kỹ thuật dây truyền cấp than: 14 Sơ đồ công nghệ của dây truyền cấp than: Hình 1.3: Sơ đồ công nghệ của dây truyền cấp than của nhà máy nhiệt điện Phả Lại a) Máy cấp than nguyên: Than nguyên sau khi đập được hệ thống băng tải vận chuyển đưa vào phễu than nguyên có thể tích 360 m3 trước khi rót xuống máy nghiền.
Trên băng tải vận chuyển nhiên liệu vào máy cấp than nguyên có lắp một lưỡi cày dùng để gạt than 15 vào phễu cấp than nguyên. Khi cần đưa than vào phễu, lưỡi cày được hạ xuống và than đổ về hai bên xuống phễu. Nếu lượng than đủ, thì lưỡi cày được nâng lên và than nguyên được băng tải vận chuyển tơid máy cấp than nguyên khác hoặc cho vào kho chứa. Lượng than đưa vào máy cấp được điều chỉnh theo phụ tải máy nghiền sao cho máy nghiền hoạt động năng suất cao nhất và than sau quá trình đạt yêu cầu.
Cụ thể là phụ thuộc lượng than trong máy nghiền, được giám sát bằng độ chênh lệch áp suất ∆P và nhiệt độ vào ra của máy nghiền. Ví dụ: Khi lượng than trong máy nghiền giảm, ít hơn so với yêu cầu thì độ chênh áp ∆P sẽ giảm xuống và làm cho nhiệt độ tăng lên, lúc đó cần phải cấp than nguyên thêm vào. Từ phễu chứa than nguyên để đi xuống máy nghiềnphair qua băng tải có đục các khe hở xen kẽ nhau với kích thước giống nhau. Để thay đổi theo yêu cầu phụ tải máy nghiền, tốc độ của băng tải nhanh hay chậm sẽ làm cho lượng than nguyên cấp vào máy nghiền nhiều hay ít.