Đề tài Điều chỉnh mức nước bao hơi nhà máy nhiệt điện Phả Lại

tua bin phải tăng lên lúc đó lượng nước hoá hơi cũng phải tăng lên theo làm cho mức nước trong bao hơi giảm xuống, đồng thời khi lưu lượng hơi sang tua bin tăng sẽ làm cho tín hiệu sai lệch “e” thay đổi. Do tín hiệu lưu lượng hơi được so sánh với tín hiệu lưu lượng nước lúc đó khối tích phân RF sẽ đưa ra tín hiệu điều chỉnh động cơ đi mở thêm van cấp nước vào lò. +Tương tự khi lò đang vận hành với công suất lớn nhưng do yêu cầu phát điện hoặc do sự cố mà công suất phải giảm xuống 50% lúc đó lưu lượng hơi sang tua bin sẽ giảm xuống, thiết bị đo đưa tín hiệu về so sánh với tín hiệu của lưu lượng nước. Lúc đó hai tín hiệu sẽ mất cân bằng dẫn đến có sai lệch e lúc đó RF sẽ tạo tín hiệu đi đóng bớt van cấp nước vào lò do động cơ đảm nhiệm. 2. Mạch vòng 2 Là mạch vòng ổn định mức nước trong bao hơi, lượng đặt đầu vào là yêu cầu ổn định mức nước trong bao hơi tương ứng vơi 600mm là mức “0” quy ước, tín hiệu phảm hồi là mức nước thực tế mà thiết bị đo “đát trích” đo được. - Khi có sự thay đổi tải đột ngột, mức nước trong bao hơi sẽ nhanh chóng tăng hoặc giảm lúc đó thiết bị đo sẽ đo được và đưa tín hiệu ra qua khâu hiệu chỉnh tín hiệu ra U1 hoặc U2 có chiều tương ứng để điều chỉnh động cơ đi đóng hoặc mở van cấp nước đến khi mức nước ở điểm “0” thì dừng lại. 3. Các khối chức năng trong sơ đồ Rqh : Khâu hiệu chỉnh mạch lưu lượng hơi RH : Là khối hiệu chỉnh P (khâu tỉ lệ) của mạch vòng ổn định mức nước RF : Là khâu hiệu chỉnh PI của mạch vòng ổn định lưu lượng Rh : Là hàm truyền của khâu đo lưu lượng hơi RN : Là hàm truyền của khâu đo lưu lượng nước RM : Là hàm truyền của khâu đo mức nước trong bao hơi Bộ điều chỉnh H Bộ điều chỉnh QN Van cấp nước Bao hơi Đo QN Đo H Đo Qh Qh WB H Rqh Rh Rv RN RF(PI) RH RM _ + + e u _ + e1 Rbh Coi hàm truyền của cơ cấu chấp hành và khâu tạo đặc tính đóng mở là một khâu (Rv) ta có hình vẽ sau: HÌNH III.1: SƠ ĐỒ KHỐI CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU CHỈNH TỰ ĐỘNG III. TÍNH TOÁN CÁC THAM SỐ CỦA BỘ ĐIỀU CHỈNH 1. Hàm truyền của khâu đo mức nước trong bao hơi a) Đát trích đo mức nước Lấy mức “0” tiêu chuẩn của mức nước bao hơi làm chuẩn thì: - Khi mức nước trong bao hơi tăng đến mức đầy +315mm so với mức “0” lúc đó đầu ra của đát trích sẽ có dòng điện là 0mA. - Khi mức nước cạn dần xuống qua “0” và xuống đến mức –315mm so với “0” lúc đó đầu ra của đát trích sẽ có dòng điện là 5mA. Có nghĩa là khi ở mức “0” đát trích sẽ có tín hiệu ra là 2.5 mA. Đường đặc tính của đát trích đo mức nước trong bao hơi cũng là một đường thẳng tuyến tính với mực nước từ +315mm qua “0” rồi xuống –315mm tương ứng với đầu ra của đát trích từ 0 ¸ 5mA. Khi mức nước trong bao hơi vận hành bình thường thì đát trích có tín hiệu ra là 2.5 mA. L(mm) +315 -315 I(mA) 0 1 2 3 4 5 Hình III.2: Đặc tính của đát trích đo mức nước trong bao hơi. b) Hàm truyền của khâu đo mức nước trong bao hơi RM - Khi mức nước đầy tới 315 mm thì tín hiệu ra của cảm biến là 0mA. - Khi mức nước cạn xuống còn –315 mm thì tín hiệu ra là 5mAÞ Hàm truyền của cảm biến mức nước trong bao hơi là một khâu khuếch đại có hàm truyền : Trong đó : - Hệ số khuếch đại của thiết bị đo mức nước(chọn dòng quy chuẩn là 045mA) = Tf : Thời gian trễ của khâu đo lường thường lấy Tf = 0.005s Vậy hàm truyền của khâu đo mức nước là: 2. Tính toán hàm truyền của khâu đo lưu lượng hơi và lưu lượng nước a) Đặc tính của đát trích đo lưu lượng nước cấp và lưu lượng hơi sau lò Tấn/giờ I(mA) 0 1 2 3 4 5 50 100 150 200 250 Đường đặc tính của đát trích đo lưu lượng nước và lưu lượng hơi là một đường thẳng tuyến tính giữa lưu lượng nước và dòng điện do chênh áp sinh ra. Khi lưu lượng hơi hoặc lưu lượng nước là 0 thì không có dòng điện sinh ra khi lưu lượng đạt tới giới hạn lớn nhất là 250T/ h thì lúc đó đầu ra của đát trích sẽ có tác dòng điện cực đại là 5mA. Hình III.3: Đặc tính đát trích đo lưu lượng hơi và nước b) Hàm truyền của khâu đo lưu lượng hơi sau lò và khâu đo lưu lượng nước cấp vào lò (Chọn dòng quy chuẩn 0¸5mA) Trong đó coi Qh = QN ta có: Vậy hàm truyền của khâu đo lưu lượng là: 3. Tính toán hàm truyền của van nước cấp a) Đặc tính của van điều chỉnh cấp nước vào trong bao hơi Lưu lượng lớn nhất qua van là 250 T/ h Lưu lượng nhỏ nhất qua van = 0 Trong thực tế van có độ kín khít khi làm việc nên người ta đã chế tạo để van vận hành có độ chính xác cao độ an toàn lớn, cho nên khi van mở đến 80% thì lưu lượng nước qua van là 250 T/ h và khi van đóng đến 15% thì lưu lượng nước qua van = 0 , thời gian để van đi hết hành trình từ 0 ¸100% là 40s. Độ mở van (%) Tấn/giờ 0 50 100 150 200 250 20 40 60 80 1000 240 Hình III.4: Đặc tính của van điều chỉnh nước cấp b) Hàm truyền của van nước cấp Hàm truyền của van nước cấp, cấp nước vào lò hơi gần đúng là một khâu quán tính có hàm truyền: Trong đó : K: Là hệ số khuếch đại của van Tv : Là thời gian trễ *Xác định hệ số khuếch đại K: Thực tế khi van mở đến 80% thì lưu lượng nước là 250 (T/h) và khi van đóng đến 15 % thì lưu lượng nước qua van = 0 khoảng thời gian mở van từ 15% đến 80% là 18s. Dựa vào đặc tính van nước cấp ta có: *Xác định thời gian trễ Tv Vận tốc cấp nước vào lò: Trong đó : Qn- Lưu lượng nước cấp vào lò, Qn=220 T/h d- Đường kính ống dẫn nước vào lò, có d=175mm Þ Xác định thời gian quá độ Tqđ: Trong đó : S - Chiều dài đường ống từ van nước đến thiết bị lấy mẫu S = 20m. v - Vận tốc nước cấp vào bao hơi Tqđ Tv Þ HÌNH III.5 Thông thường thời gian Tv được tính: Như vậy: Vậy hàm truyền của van cấp nước là (lò hơi có hệ số tích phân T=20s) Suy ra 4. Tính toán tham số của mạch vòng điều chỉnh lưu lượng nước RF(p) _ Sơ đồ cấu trúc mạch vòng lưu lượng nước HÌNH III.6 *Hàm truyền hệ hở là : Trong đó: K1=Kv.Kđqn =3.86*0.072 = 0.278 (mA/s) Theo tiêu chuẩn mô đun hàm chuẩn có dạng: Để hàm truyền hệ kín Nếu chọn bộ điều chỉnh PI: Có thể bù hằng số thời gian lớn bằng cách chọn: 1+Tp =1+Tvp Hàm truyền hệ trở bây giờ là: *Hàm truyền hệ kín: Để thì Như vậy theo tiêu chuẩn mô đun tối ưu và bộ điều chỉnh có cấu trúc PI thì hàm truyền sẽ là: 5. Tính toán tham số của mạch vòng mức nước bao hơi RH(p) _ Rv Rbh Rn Hđ BỎ QUA THÀNH PHẦN BẬC CAO COI TA CÓ: HÌNH III.7: SƠ ĐỒ CẤU TRÚC MẠCH VÒNG ĐIỀU CHỈNH MỨC NƯỚC *Hàm truyền hệ hở là (Bỏ qua thành phần bậc cao coi: ) Trong đó: Hàm truyền hệ hở bây giờ là: F02=SO2*RH *Hàm truyền hệ kín là Để hệ kín có hàm truyền: . Chọn RH là khâu hiệu chỉnh tỉ lệ P: Thì hàm truyền hệ hở lúc này sẽ là: Với : ta có Hàm truyền hệ kín là: Để thì : Như vậy theo tiêu chuẩn mô đun tối ưu và bộ điều chỉnh mức nước là bộ điều chỉnh tỷ lệ: 6. Tổng hợp bộ điều chỉnh lưu lượng hơi bằng phương pháp bù nhiễu Hệ thống có hai tín hiệu vào đó là hai đại lượng đặt lưu lượng hơi và lưu lượng hơi qua thiết bị lấy mẫu. Vì đây là hệ tuyến tính ta áp dụng nguyên lý xếp chồng tín hiệu H(t) được chia thành hai thành phần. H(t) khi Qđ= 0 và Qh ¹ 0 + Qđ Qh Rqh(p) _ HÌNH III.8 Hđ(t) khi Qđ(t) ¹ 0 và Qh (t) = 0 Theo nguyên lý xếp chồng thì: Để tín hiệu ra không phụ thuộc vào sự biến thiên của lưu lượng hơi Qh(p) thì biểu thức: = 0 Þ Tf : Là hằng số thời gian nhỏ do vậy đặt Với Hàm truyền bộ điều chỉnh lưu lượng hơi là : ta có bộ điều chỉnh mức nước cấp vào bao hơi như hình vẽ. + _ RH Rqh RF Rv RN RM Hình III.9: Hàm truyền đạt của bộ điều chỉnh mức bao hơi Rh Rbh IV. TÍNH CHỌN MẠCH THAY THẾ CÁC SƠ ĐỒ CŨ 1. Chọn sơ đồ nguyên lý mạch khuếch đại tổng hợp thay thế sơ đồ cũ (U04) Trong sơ đồ nguyên lý của U04 có rất nhiều điện trở, máy phát xung cao tần.. cho nên thiết bị rất cồng kềnh, phức tạp từ đó sẽ rất dễ bị hư hỏng trong quá trình vận hành, đồng thời các thiết bị chi tiết do Liên Xô chế tạo từ lâu nên không có chi tiết để thay thế. Để khắc phục những yếu điểm và từ công nghệ yêu cầu của bộ điều chỉnh phải đảm bảo chất lượng về kỹ thuật, ta có mạch tổng hợp tín hiệu thay thế như sau: - Tín hiệu vào của bộ khuếch đại tổng hợp là tín hiệu ở các đầu ra của thiết bị đo (các thiết bị này là các đát trích của Liên Xô có dòng điện quy chuẩn từ 0¸5mA) - Mạch khuếch đại tổng hợp tín hiệu được chọn như sau: + Khối hiệu chỉnh mạch vòng mức nước: Gồm có các khâu khuếch đại BO5,BO1 và BO2 +Tín hiệu phản hồi sau đo mức nước có dòng quy chuẩn 0¸5mA là Iv3 qua điện trở R14 thành điện áp một chiều Uv3 có điện áp 0¸2.5V, qua khâu khuếch đại đảo BO5 có điện áp ra là Ura3 . Tín hiệu chủ đạo là tín hiệu đặt mức nước được đặt qua chiết áp với mức “0” có Uvo=2.5V. Tín hiệu phản hồi và chủ đạo được tổng hợp ở khâu khuếch đại BO1 qua BO2, tạo ra tín hiệu Ura4= 0¸(±10V) ở đầu ra của BO2 Tín hiệu đo lưu lượng hơi từ đát trích đo lưu lượng hơi sau lò đưa sang Iv1 qua R tạo ra điện áp Uv1=0¸2.5V qua khuếch đại BO3 và BO4 tạo ra Ura1 từ 0¸10V. Là tín hiệu chủ đạo của mạch vòng thứ hai ( Mạch vòng điều khiển lưu lượng) tương ứng với lưu lượng hơi từ 0¸ Qhmax. Tín hiệu đo lưu lượng nước từ đát trích đo lưu lượng vào bao hơi có I= 0¸5mA qua R18 tạo ra điện áp Uv2 có điện áp Uv2= 0¸2.5V qua khuếch đại đảo cho tín hiệu Ura2=0¸10V tương ứng với lưu lượng nước từ 0¸ QNmax đây là tín hiệu phản hồi âm. + Ba tín hiệu là tín hiệu đo mức nước trong bao hơi, tín hiệu đo lưu lượng hơi sang tua bin và tín hiệu đo lưu lượng nước cấp vào bao hơi, được tổng hợp vào chân đảo của khuếch đại thuật toán BO7 cho điện áp Ur6 rồi qua khuếch đại thuật toán BO8 (Đây là khâu hiệu chỉnh PI của mạch vòng trong), tín hiệu ra là tín hiệu điện áp ra “U” dùng để điều khiển đóng mở van cấp nước vào bao hơi có (U=±12V). 2. Xây dựng công thức tính hệ số khuếch đại của khâu U04 - dùng vi mạch IC R3 R2 R1 R Iv1 BO3 R4 BO4 Ura1 R5 Uv1 a) Mạch tổng hợp tín hiệu hơi “Rh” b) Mạch khuếch đại tổng hợp tín hiệu lưu lượng nước R20 BO6 IV2 R19 R18 Ur2 + _ R21 c) Mạch khuếch đại tín hiệu phản hồi mức nước R16 R15 R14 Iv3 BO5 Ur3 + _ d) Mạch khuếch đại tổng hợp tín hiệu mạch vòng mức nước R111 R10 R97 BO1 R12 BO2 Ur4 Ur5 Uv0 _ + _ + R13 R67 R77 R87 đặt Thay giá trị Ur5 , Ur3 vào Ur4 ta có: Đặt: e) Tổng hợp tín hiệu mạch vòng trong R23 R22 BO7 R24 BO8 C2 U Ur6 _ + + _ R13 Ur4 R5 R21 Ur1 Ur2 Đặt: T2 = R23C2 ta có Đặt các hệ số A, B, C ta được Thay các giá trị Ur1, Ur2, Ur4 vào U ta có: Đặt: H=C.E; N=K1.A; L=K2.B; M=C.D ta có Thay các giá trị đặt được: U=Uvo.H+Uv1.N- Uv2.L- Uv3.M Tính hệ số K Tính hệ số N Tính hệ số L Tính hệ số M (Hình III.10) 2. Sơ đồ nguyên lý mạch tạo đặc tính thay thế khối điều chỉnh Rơ le P21 Từ tín hiệu U ở đầu ra của khâu U04, là khâu khuếch đại tổng hợp tín hiệu. Tín hiệu này có giá trị thay đổi từ -Umax¸ +Umax , như sơ đồ đặc tính vào ra U e Hình III.11: Sơ đồ đặc tính vào ra Trong đó : e : Là sai lệch điều chỉnh mạch vòng thứ 2 e(+) : Tương ứng với chiều mở van để tăng thêm mức nước d d -DU +DU UT UN U e(-) : Tương ứng với chiều đóng van để giảm bớt mức nước yêu cầu trong sơ đồ phải có một mạch tương ứng với mạch P21 để tạo ra đặc tính đóng mở như hình vẽ. Hình III.12: Sơ đồ đặc tính đóng mở Trong đó khoảng ± DU là vùng không nhạy của đặc tính điều chỉnh (± DU = 0.2 ¸1.6 %) d : Là khoảng trễ để đảm bảo sự ổn định của hệ thống khi có bước nhảy d tạo ra độ trễ do đó theo yêu cầu của hệ thống cấp nước cho bao hơi nhà máy điện Phả Lại. (d = 0.0240.05%). Hình III.13 Từ các sơ đồ của thiết bị cũ do Liên xô chế tạo và những yêu cầu công nghệ của hệ thống ta chọn ra sơ đồ nguyên lý mạch tạo đặc tính mới cho hệ thống tự động điều chỉnh cấp nước cho bao hơi nhà máy điện Phả Lại như hình III.13 Trong sơ đồ có K1,K2 là hai khâu so sánh tín hiệu vào(Là tín hiệu ra từ mạch khuếch đại tổng hợp có điện áp ±12V) Với tín hiệu U với tín hiệu của vùng không nhạy ± DU. Trong đó nhánh Điôt D1, trở R2 và diot D2, trở R6 là hai đường tín hiệu phản hồi tạo ra vùng trễ d cho hệ thống. + Mạch so sánh K1 :Khi U tương ứng giới hạn U < DU điện áp U1»-12V lúc đó điôt D3 thông UT= 0 (UT : Là tín hiệu điện áp điều khiển động cơ van quay theo chiều mở van). +Mạch so sánh K2: Khi U dương thì điện áp ra U2 luôn luôn dương với giá trị U2»+12V và diôt D4 thông làm cho N = 0 (N là tín hiệu điện áp điều khiển động cơ quay theo chiều đóng van) - Khi U(+): tăng với giá trị UR =U> +DU mà DU=Uss ( U So sánh ) Thì đầu ra của K1 là U1 chuyển trạng thái sang (+) với giá trị U1»+12V khi đó diốt D3 làm việc với chức năng của điôt ổn áp với thông số chọn Uz=5V điện áp ra UT =5V. Dẫn đến điều khiển động cơ van quay theo chiều thuận (Chiều mở van cấp thêm nước vào bao hơi). Ở mạch so sánh K2 :U(+) dẫn đến U2 vẫn dương lúc đó U2» +12V Þ N = 0. Khi mạch K1 có điện áp UR > +DU thì điện áp đầu ra U1 »+12V, điôt D1 thông và đưa tín hiệu phản hồi qua R2 về đầu vào của K1, làm cho điện áp trên UR tăng thêm một lượng d. Khi đó , do đó ở giá trị U=Uo=U (là giá trị ngưỡng) của U để chuyển trạng thái đầu ra K1 từ (-) sang (+). Nếu không có mạch phản hồi diôt D1 và điện trở R2 thì khi U > Uo mạch K1 chuyển từ trạng thái (-) sang (+), ngược lại U< Uo mạch K1 chuyển từ trạng thái (+) sang (-), trong trường hợp này d =0. Với mạch của ta, mạch phản hồi diôt D1 và trở R2 thì khi U tăng từ 0 đến Uo mạch chuyển trạng thái từ (-) sang (+). Khi chuyển sang (+) thì có tín hiệu phản hồi từ đầu ra về đầu vào qua R2 và D1, do đó điện áp rơi trên R là UR tăng một lượng bù cố định là d, vì vậy khi ở trạng thái này khi UR <Uo ( thì trạng thái đầu ra vẫn không thay đổi, cho đến khi UR<Uo+d’ thì đầu ra của K1 mới chuyểntrạng thái). Do đó với mạch này ta đã tạo ra được đoạn trễ là d trên đặc tính điều khiển. - Khi U(-): + Mạch so sánh K1: khi U(-) thì điện áp ra U1 luôn luôn (-) với giá trị U1» -12V và diôt D3 thông làm cho UT =0 (UT là tín hiệu điều khiển động cơ quay theo chiều mở van) + Mạch so sánh K2: khi U(-) với giá trị U(-)<-DU điện áp ra U2» +12V và diốt D4 thông làm cho N = 0. Khi U(-) tăng với giá trị thì đầu ra của K2 là Ud chuyển trạng thái sang (-) với giá trị U2»-12V khi đó diot D4 làm việc với chức năng của diốt ổn áp với thông số chọn UZ=-5V điện áp đầu ra N = -5V dẫn đến điều khiển động cơ quay ngược (chiều đóng bớt van cấp nước vào bao hơi). Còn ở mạch so sánh K1: U(-) dẫn đến U1 vẫn âm khi đó U1»-12V Þ UT =0. Khi mạch K2 có điện áp U2>-DU thì điện áp đầu ra U2»-12V diôt D2 thông và đưa tín hiệu phản hồi qua R6 về đầu vào của K2, làm cho điện áp UR12 tăng thêm một lượng d. Khi đó: . Do đó ở giá trị -U= -Uo= là giá trị ngưỡng của -U để chuyển trạng thái đầu ra của K2 từ (+) sang (-). Nếu không có mạch phản hồi diot D2 và trở R6 thì khi U(-) >-Uo mạch K2 chuyển trạng thái từ (+) sang (-) và ngược lại khi U(-) <-Uo mạch K2 chuyển trạng thái từ (-) sang (+). Trong trường hợp này thì d=0. Với mạch K2, mạch phản hồi Diot D2 và trở R6 thì khi U(-) tăng từ 0 đến -Uo mạch chuyển từ trạng thái (-) sang (+). Khi chuyển sang (-) thì có tín hiệu phản hồi từ đầu ra về đầu vào , qua điện trở R6 và diot D2. Do đó điện áp rơi trên R12 là UR12 tăng thêm một lượng cố định d. Vì vậy ở trạng thái này U(-) <-Uo thì trạng thái đầu ra vẫn không thay đổi, cho đến khi U(-)<-Uo+d thì đầu ra của K2 mới chuyển trạng thái. Do đó đã tạo được đoạn trễ d trên đặc tính điều khiển. 3. Thay thế khởi động từ có tiếp điểm PME-211 bằng khởi động từ phi tiếp điểm Mạch điều khiển mở thyzistor *Nguyên lý làm việc mạch điều khiển mở, khoá Thyzistor +Khi có tín hiệu mở van UT ở trạng thái “1” thì UN ở trạng thái “0”, mạch điều khiển sẽ đưa xung tới để mở các cặp Thyzistor T1,T2,T3,T4,T5, T6 ( Theo chiều thuận là chiều mở van tăng nước cấp vào bao hơi). + Khi có tín hiệu đống van từ khâu đặc tính đưa sang thì UN ở trạng thái “1” và UT ở trạng thái “0” mạch điều khiển đưa xung tới mở các cặp Thyzistor (T5¸ T6) ; (T7¸ T8); (T9¸ T10) cấp điện cho động cơ quay theo chiều ngược đóng bớt van cấp nước vào bao hơi. + Khi UNº 0; UTº 0 lúc đó không có xung điều khiển, động cơ dừng tương ứng với hệ ổn định mức nước ở trạng thái cân bằng và lưu lượng hơi và nước ở tỉ lệ cân bằng. Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển logic mở khoá các Thyzistor (Hình III.14) *Nguyên lý làm việc như sau: Xung chùm để điều khiển mở Thyzistor được tạo ra nhờ mạch phát xung sử dụng IC NE555 với tần số xung được tính chọn có f=10Hz độ rộng của xung mở > 50 ms. Theo công thức: f=1.44/(R1+R2) . C t1=(R1+R2).C.ln2 (Độ rộng xung mở ) t2=R2.C.ln2 t1 t2 Ở trạng thái UT º1 ; UN º 0 là tín hiệu mở van lúc đó X2 =X; X5 =X; X4 =0 Tranzistor Tr1,Tr3 được điều khiển mở bởi xung chùm X gửi xung đến mở các cặp Thyzistor (T1¸ T2) ; (T3¸ T4); (T5¸ T6) cấp điện cho động cơ quay theo chiều thuận lợi để mở thêm van cấp nước cho lò. - Khi UT= 0 , 5N=5V là tín hiệu đóng bớt van có thể nghép nối với tín hiệu logíc 5V ta dùng mạch đảo để tín hiệu 5N có giá trị từ 0¸5V như hình vẽ (Hình III.14) Ở trạng thái UT º0 ; UN º 1 khi đó X2 =0; X5 =X; X4 =X Tranzistor Tr2vàTr3 được điều khiển mở bởi xung chùm X gửi xung chùm đến mở Thyzistor (T5¸ T6); (T7¸ T8); (T9¸ T10) cấp điện cho động cơ quay theo chiều ngược đi đóng bởt nước cấp cho bao hơi đảm bảo mức nước ở vị trí “0” quy ước. Hình III.14 b) Mạch động lực nguyên lý làm việc Trong quá trình vận hành lò hơi, mức nước bao hơi luôn luôn thay đổi quanh mức “0” nên lượng nước cấp vào bao hơi cũng phải thay đổi theo để duy trì mức nước trong bao hơi ở điểm “0”. Chính vì thế độ đóng, mở của van phải luôn thay đổi để lưu lượng nước cấp vào lò thay đổi đảm bảo mức nước trong bao hơi. Do đó các khởi động từ luôn phải làm việc để cấp điện cho động cơ quay thuận hay ngược để mở thêm hoặc đóng bớt van. Trong quá trình đóng mở liên tục và có tải nên các tiếp điểm bị phát nhiệt do ma sát, do hồ quang sinh ra ở hai má của tiếp điểm làm ăn mòn các bề mặt tiếp xúc của tiếp điểm, gây hư hỏng cho các tiếp điểm. Nên khởi động từ có độ tin cậy thấp dẫn đến ha phải thay thế và sửa chữa làm ảnh hưởng tới dây truyền gây thiệt hại về kinh tế. Để khắc phục các nhược điểm của khởi động từ có tiếp điểm ta áp dụng phương án thay thế việc đóng ngắt bằng phi tiếp điểm dùng Thyzistor để cấp điện cho mạch động lực. Nhằm tạo độ tin cậy cao trong dây truyền sản xuất đồng thời giảm thời gian tác động do khâu quám tính ở khởi động từ có tiếp điểm *Phương án thay thế dùng Thyzistor. Động cơ dùng để đóng mở van cấp nước, nước cấp vào bao hơi nhà máy điện Phả Lại là loại động cơ xoay chiều không đồng bộ ba pha Roto lồng sóc có các thông số kỹ thuật sau: Uđm=380V: Iđm=380V: nđm=1480v/p: cosj= 0.82: h=68.5% Động cơ điều chỉnh van nước cấp được đóng cắt điện và đảo chiều quay bởi 5 cặp Thyzistor( Mỗi cặp Thyzistor gồm 2 Thyzistor đấu song song ngược) 1(T1+T2) ; (T3+T4); (T5+T6); (T7+T8), (T9+T10). - Cụ thể là 3 cặp Thyzistor (T1+T2); (T3+T4); (T5+T6) cấp điện cho động cơ quay thuận (Kéo cơ cấu truyền động để mở van nước cấp). Thứ tự pha như sau : A®1;B®2;C®3. - Còn cặp Thyzistor(T5+T6); (T7+T8) ;(T9+T10) cấp điện cho động cơ quay ngược (kéo cơ cấu truyền động để đóng van nước cấp ) Theo thứ tự pha như sau: A®3;B®2;C®1 các cặp Thyzistor được mở bằng các xung chùm X từ máy phat xung IC NE555 đưa sang. Trong đó các cặp (T1+T2 );(T3+T4) được mở khoá bằng Tranzistor Tr1 được điều khiển mở bởi các xung chùm X gửi xung đến mở các cặp Thyzistor. Tranzistor Tr2 được điều khiển bởi xung chùm X gửi xung đến mở các cặp Thyzistor (T7+T8), (T9+T10). Tranzistor Tr3 được điều khiển bởi các xung chùm X gửi xung đến mở cặp Thyzistor (T5+T6). Hình III.15 - Phương pháp mở Thyzistor: Khi đầu 1 được nối vào một pha của lưới điện xoay chiều (380V) còn đầu 2 được nối với một pha của động cơ thì ở hai đầu 1 và 2 sẽ xuất hiện một hiệu điện thế. Muốn mở Thyzistor thì Tranzistor gửi xung đến các cổng G của haivế Thyzistor. Các xung này gọi là xung điều khiển kích mở dưới tác động của các xung điện điều khiển thì các van sẽ mở dòng động lực được dẫn qua 2 điểm 1®2 dễ dàng cả hai chiều dòng điện. Dòng điện điều khiển chỉ có tác động ở đầu các chu kỳ dòng điện động lực, còn khi các van đã thông dòng điện Anot sẽ tự duy trì trong suốt bán kỳ đó. Khi hai van đã thông thì hiệu điện thế giữa hai điểm 1-2 sẽ còn rất nhỏ từ (0.9 ¸ 2 )V. - Phương pháp khoá Thyzistor : Tranzistor ngừng không cấp xung kết thúc bán kỳ động lực, dòng điện Anot của các Thyzistor lần lượt giảm về 0. Các chu kỳ tiếp theo không có các xung điện điều khiển gửi tới các cực G nữa. Mạch động lực được khoá hẳn không có điện chảy qua điểm 1-2. B2 D2 T2 T1 D1 B1 1 2 G G C1 R1 Hình III.16: Sơ đồ nguyên lý mở khoá thyristor PHẦN II KHẢO SÁT HỆ THỐNG VÀ CÁC BỘ ĐIỀU CHỈNH HIỆN CÓ ĐỂ ĐIỀU CHỈNH LÒ HƠI PHẦN II: KHẢO SÁT HỆ THỐNG VÀ CÁC BỘ ĐIỀU CHỈNH HIỆN CÓ ĐỂ ĐIỀU CHỈNH LÒ HƠI §I. VAI TRÒ VÀ NHIỆM VỤ CỦA BỘ ĐIỀU CHỈNH MỨC NƯỚC BAO HƠI Mức nước bao hơi là một trong những thông số quan trọng trong quá trình vận hành lò hơi, nó phản ánh sự cân bằng của vòng tuần hoàn tự nhiên của lò hơi. Nếu mức nước trong bao hơi tăng cao dẫn đến thể tích chứa hơi trong bao hơi giảm, làm giảm năng suất hơi của lò, dẫn đến làm giảm hiệu suất của lò đồng thời làm giảm nhiệt độ hơi quá nhiệt. Nếu mức nước trong bao hơi tang quá mức cho phép sẽ làm thay đổi nhiệt độ của bộ quá nhiệt đột ngột. Hơi ẩm sẽ tràn sang tua bin gây ra hiện tượng biến dạng và làm rỗ cánh tua bin. Nếu mức nước trong bao hơi giảm sẽ làm mất đi sự tuần hoàn tự nhiên của lò, các đường ống sinh hơi không được làm mát có thể dần đến biến dạng hoặc phồng nổ. Trong quá trình vận hành lò hơi mức nước bao hơi luôn thay đổi và dao động lớn, đòi hỏi người công nhân vận hành phải điều chỉnh mức nước bao hơi kịp thời và luôn ổn định ở một giá trị cho phép. song vì lò hơi có nhiều thông số cần theo dõi và điều chỉnh cho nên người công nhân vận hành không thể điều chỉnh kịp thời và liên tục mức nước trong bao hơi ổn định được. Chính vì những lý do trên người ta thiết kế bộ điều chỉnh tự động cấp nước cho lò để ổn định mức nước trong bao hơi nhằm làm giảm cường độ lao động của người công nhân vận hành, đồng thời đảm bảo an toàn cho thiết bị, tăng hiệu suất của lò hơi. §II. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI MỨC NƯỚC BAO HƠI 1. Lưu lượng nước cấp và lò vào lưu lượng hơi sang tua bin chênh lệch nhau - Khi lưu lượng hơi sang tua bin tăng lên thì lượng nước trong bao hơi bay hơi càng nhiều nó làm cho mức nước trong bao hơi giảm đi, và ngược lại khi lưu lượng hơi sang tua bin giảm đi thì lượng nước hoá hơi cũng giảm làm cho nước trong bao hơi tăng lên. - Khi lưu lượng nước cấp vào lò tăng lên thì mức nước trong bao hơi tăng lên và ngược lại khi lưu lượng nước cấp vào lò giảm thì mức nước cũng giảm. 2. Khi thay đổi lượng nhiệt cấp cho lò hơi Khi lượng nhiệt cấp cho lò hơi thay đổi thì mức nước trong bao hơi cũng thay đổi theo. -Khi lò hơi đang vận hành bình thường vì một lý do nào đó mà lượng nhiệt cấp cho lò tăng lên, cụ thể là tăng lượng than và không khí vào lò thời gian đầu trong khoảng 1430 giây mức nước sẽ tăng vọt lên do tăng hàm lượng hơi trong hệ thống đột ngột đó là hiện tượng sôi bồng. Sau thời gian này, nếu lượng nhiệt cấp cho lò vẫn tăng thì mức nước trong bao hơi lại bắt đầu giảm dần do lượng nước hoá hơi tăng. -Khi giảm lượng than và không khí cấp cho lò thì mức nước bao hơi sẽ thay đổi theo chiều ngược lại, lúc này lượng nước hoá hơi ít đi dẫn đến mức nước trong bao hơi tăng lên. 3. Áp suất trong bao hơi thay đổi - Khi áp suất trong bao hơi thay đổi thì mức nước trong bao hơi thay đổi theo quan hệ : khi áp suất (P) tăng thì mức nước(H) giảm và P¯ thì H­. Quan hệ này được giải thích như sau: + Khi áp suất tăng thì mức nước trong bao hơi giảm xuống do áp suất hơi nén nước xuống. +Ngược lại khi áp suất hơi giảm thì dẫn đến mức nước trong bao hơi tăng. §III. ĐIỀU KHIỂN LÒ HƠI a) Khái niệm chung Điều khiển lò hơi về cơ bản là các hệ thông điều chỉnh tự động nhằm duy trì các thông số làm việc của lò hơi trong một giới hạn cho phép, đáp ứng các thay đổi phụ tải và các nhiễu loạn khác bao gồm : - Điều khiển chân không buồng đốt - Điều khiển nhiệt độ hơi quá nhiệt - Điều khiển quá trình cháy của nhiên liệu trong buồng đốt của lò - Bộ điều chỉnh xả liên tục - Điều chỉnh áp lực hơi đi thổi bụi - Điều chỉnh mức nước trong bao hơi Tất cả các quá trình điều khiển trên đều liên quan chặt chẽ với nhau và ảnh hưởng lẫn nhau. Như chúng ta đã biết lò hơi có nhiệm vụ biến nhiệt lượng của than thành năng lượng quay tua bin và máy phát điện. Việc cung cấp năng lượng này phải đảm bảo cân bằng nhu cầu năng lượng của lưới điện vốn luôn luôn thay đổi. Ngoài ra các hệ thông điều khiển lò hơi còn phải thoả mãn các yêu cầu về hiệu quả kinh tế, an toàn, môi trường. b) Sơ đồ điều khiển lò hơi Trong quá trình vận hành các quá trình xảy ra có liên quan mật thiết với nhau ta mô tả hệ thống như sơ đồ sau: ~ W PT Đặt chế độ làm việc f(t) f(t) Bù tăng áp suất hơi Bù tổn thất hơi Điều khiển áp suất hơi và lưu lượng nước cấp Đ/c P Lò hơi Nước cấp Không khí Nhiên liệu D E A B C Hơi quá nhiệt Hình II.1: Sơ đồ điều khiển lò hơi Trong sơ đồ: A - là thiết bị đặt các thông số kỹ thuật chính. B - được tạo nên để thích ứng với đặc