BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CƠNG NGHIỆP TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: TỰ ĐỘNG HÓA NGHIÊN CỨU NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG DÂY CHUYỀN CẤP THAN CHO LÒ HƠI NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN DƯƠNG MẠNH LINH THÁI NGUYÊN - 2011 Luận văn hoàn thành trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Cán HDKH : PGS.TS Võ Quang Lạp Phản biện : PGS.TS Lại Khắc Lãi Phản biện : PGS.TS Nguyễn Như Hiển Luận văn bảo vệ trước hội đồng chấm luận văn, họp tại: Phòng cao học số 2, trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Vào 13 30 phút ngày 25 tháng 10 năm 2011 Có thể tìm hiển luận văn Trung tâm Học liệu Đại học Thái Nguyên Thư viện trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên MỞ ĐẦU Tại Việt Nam nhà máy nhiệt điện cung cấp lượng điện đáng kể vào lưới điện quốc gia Trong nhà máy nhiệt điện có nhiều khâu chứa đựng kỹ thuật phức tạp.1 khâu hệ thống cân băng cấp liệu cho lị Vì tơi chọn đề tài: “Nghiên cứu nâng cao chất lượng dây truyền cấp than cho lò nhà máy nhiệt điện” Trong phạm vi đề tài giải vấn đề là: - Khảo sát, nâng cao chất lượng điều khiển dây truyền cấp than cho nhà máy nhiệt điện nói chung nhà máy có dây truyền cấp liệu tương tự - Vấn đề điều khiển phân tán DCS tìm hiểu ứng dụng DCS nhà máy nhiệt điện cụ thể Kết đề tài m tài liệu quý giúp cho việc tìm hiểu nghiên cứu ứng dụng để điều khiển thiết bị điện nhà máy nhiệt điện nói riêng nhà máy cơng nghiệp nói chung Tơi xin trân trọng bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy PGS.TS Võ Quang Lạp hướng dẫn tận tình giúp đỡ tơi hồn thành luận văn thạc sỹ Tôi xin chân thành cám ơn Khoa sau Đại học, xin chân thành cám ơn Ban Giám Hiệu Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp tạo điều kiện thuận lợi mặt để tơi hồn thành khóa học Tơi xin chân thành cám ơn! Thái Nguyên, ngày 22 tháng 11 năm 2011 Người thực Dương Mạnh Linh CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CẤP LIỆU CHO LÒ HƠI NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 1.1 Các yêu cầu nhiên liệu 1.1.1 Các yêu cầu nhiên liệu than Than nhiên liệu sử dụng cho q trình cháy lị nhà máy nhiệt điện chạy than Ngoài đốt than người ta kèm đốt dầu FO đốt dầu FO lúc khởi động, ngưng lò hay phụ tải thấp Lượng nhiệt tỏa lớn đốt dầu tương đương với 30% cơng suất định mức lị Lò đốt than vận hành chế độ lớn 60% cơng suất định mức khơng cần đốt dầu hỗ trợ Hình 1.1: Các bước chuần bị trước đưa than vào buồng đốt 1.1.2 Sự trộn nhiên liệu than - dầu, than – nước Ngồi việc sử dụng than khơ làm nhiên liệu cháy số nhà máy người ta dùng nhiên liệu than – dầu than – nước Đó kết hợp nhiên liệu khác để giảm giá thành nhiên liệu Nhiên liệu than – dầu hòa trộn than nghiền dâù trở thành hỗn hợp keo Trong hỗn hợp than chứa khoảng xấp xỉ 50% Hỗn hợp tạo nên thể vẩn (thể lỏng với hạt chất rắn bay lơ lửng) Nhiên liệu đốt than – dầu có giá rẻ giá nhiên liệu đốt than Với lượng nhiên liệu than – dầu tỏa nhiệt lượng cao nhiên liệu than khô 1.1.3 Các loại thiết bị lò đốt Các lò đốt chia làm loại - Lị cháy lan - Lò cấp (underfeed) - Lò cấp (overfeed) 1.2 Hệ thống nghiền vận chuyển than nghiền Than cấp cho lò nghiền nhỏ máy nghiền thành dạng bột thổi phun vào buồng đốt Đứng quan điểm điều khiển trình đốt bụi than nghiền tương tự đốt nhiên liệu khí, nhiệt lượng tăng nhanh theo thay đổi lưu lượng than cấp Tùy thuộc vào loại máy nghiền sử dụng mà dung lượng than chứa máy nghiền nhiều hay trước đưa vào buồng đốt Mỗi hệ thống nghiền than phục vụ cho hay nhiều lò đốt Thực điều ống dẫn than vào lị có kích cỡ hệ thống lưu thơng dịng than tương ứng với lị 1.2.1 Hệ thống cấp nghiền than Hệ thống nghiền than cho lò gồm máy nghiền, máy nghiền gồm boongke than nguyên, máy thứ cấp than nguyên, máy nghiền có cấu tạo đầu kép, phận phân ly than thơ, hệ thống thơng gió cấp hệ thống liên quan để sấy cấp than nghiền tới 32 rãnh vòi đốt than bột Các boongke than nguyên liệu liên tục cấp đầy hệ thống băng tải Ở máy nghiền, than nghiền nhỏ với kích cỡ đạt yêu cầu (tới độ mịn yêu cầu) Sau than nghiền hệ thống gió cấp (hỗn hợp gió nóng gió lạnh) vận chuyển qua phân ly than thơ phân ly xyclone tới rãnh vòi đốt - Hệ thống cấp nghiền than bao gồm: - Máy cấp than nguyên - Máy nghiền phận phân li 1.2.1.1 Máy cấp than nguyên Than vận chuyển theo băng tải lên đỉnh boongke than, đầu boongke than nguyên cấp xuống đầu vào máy cấp than nguyên qua ống rót hình nón van điều khiển Thơng thường lò trang bị máy cấp than nguyên (2 máy cấp cho máy nghiền) đặt đầu boongke than nguyên Động dẫn động máy cấp than nguyên thay đổi tốc độ điều chỉnh tải theo thay đổi máy nghiền Khi yêu cầu tải tăng lên tốc độ máy cấp phải điều chỉnh tăng lên để đáp ứng lượng than yêu cầu Trong máy cấp than nguyên có hệ thống cân điện tử cung cấp số lưu lượng than chỗ, từ xa tổng lượng than qua máy nghiền Hệ thống cấp than thiết kế để đảm bảo việc cung cấp than từ boongke vào máy nghiền cách xác, tin cậy không bị gián đoạn Than từ boongke cấp tốc độ xác định điều khiển băng máy cấp than ngun Có loại máy cấp: - Máy cấp thể tích - Máy cấp trọng lượng 1.2.1.2 Máy nghiền phận phân li *) Máy nghiền Máy nghiền có nhiệm vụ nghiền than thô từ máy cấp đưa xuống thành than bột với kích thước nhỏ cỡ µm đưa vào buồng đốt Hỗn hợp than – gió đầu máy nghiền hâm nóng trước đưa vào buồng đốt Có phương pháp nghiền: - Phương pháp va chạm - Phương pháp tiêu hao - Phương pháp ép nhỏ Phân loại máy nghiền: - Máy nghiền kiểu bi - Máy nghiền kiểu trục lăn - Máy nghiền kiểu ống bi 1.2.2 Hệ thống vận chuyển cấp than nghiền Than sau nghiền đạt độ mịn yêu cầu (than bột) vận chuyền đến buồng đốt để phục vụ cho q trình cháy lị Than bột vận chuyển hệ thống gió cấp liên tục thổi qua máy nghiền, đầu máy nghiền hỗn hợp than gió đưa đến vòi đốt qua đường ống kim loại 1.3 Hệ thống điều khiển nhiên liệu than Hệ thống điều khiển nhiên liệu than hệ thống quan trọng bậc nhất, đảm bảo cân lượng đầu đầu vào Lượng đặt cho hệ điều khiển nhiên liệu tổng lượng điện u cầu (MW) tính tốn quy đổi tổng nhiệt yêu cầu Điều khiển lượng than đồng thời yêu cầu phải điều khiển luồng gió để vận chuyển lượng than hỗn hợp than – khí đưa vào buồng đốt đảm bảo trình cháy Than cấp vào buồng đốt lấy từ đầu máy nghiền Lượng than đầu máy nghiền phụ thuộc vào số yếu tố sau: - Tốc độ cấp than nguyên - Lưu lượng gió cấp - Chất lượng than nghiền 1.3.1 Hệ thống điều khiển dòng than nghiền Với lò cụ thể có khối logic điều chỉnh riêng, khối logic chứa hàm chức năng, tính tốn để điều khiển bao gồm: điều khiển hỗn hợp than – khí, điều khiển than cấp điều khiển gió cấp Đối với loại máy nghiền sử dụng quạt gió sơ cấp trước máy nghiền để vận chuyển than nghiền, người ta điều khiển máy nghiền riêng biệt có tín hiệu giới hạn tốc độ cấp than từ hệ thống gió vận chuyển 1.3.2 Hệ thống điều khiển song song than gió Hệ thống điều khiển song song than gió thường áp dụng hệ thống nghiền than rải nhiên liệu Hệ thống điều khiển mức than có trục liên kết với cấu khí cấp than máy rải 1.3.3 Hệ thống điều khiển sử dụng hệ thống phụ phân tích O2 khói Để q tình cháy lị xảy tối ưu lưu lượng gió đưa vào lị phải phù hợp với lưu lượng than cấp vào Lưu lượng than gió cấp vào lị ln lng xác định theo tỷ lệ định (nằm dải cho phép) 1.3.4 Bù BTU cho than Than đốt tỏa lượng nhiệt nhiều hay tùy thuộc nhiều vào lượng BTU chứa than tro cháy, chúng phụ thuộc vào độ ẩm chất lượng than Chính thay đổi BTU dẫn tới thay đổi lượng nhiệt tỏa với khối lượng nhiên liệu tạo nhiều vấn đề thách thức cho nhà thiết kế hệ thống điều khiển Kết luận: Qua nội dung chương ta thấy lên hai vấn đề: - Vấn đề điều khiển hệ thống cấp liệu cho lò nhà máy nhiệt điện phức tạp Trong nhà máy nhiệt điện đại, người ta thường sử dụng điều khiển DCS để giải tốn đặt Phần tìm hiểu DCS luận văn trình bày phần chuyên đề - Vấn đề cân băng than khâu quan trọng trọng hệ thống cấp liệu cho lò nhà máy nhiệt điện Trong chương đề tài luận văn tìm hiểu sâu vấn đề CHƯƠNG 2: NHỮNG VẤN ĐỀ KỸ THUẬT TRONG CÂN BĂNG ĐỊNH LƯỢNG THAN CUNG CẤP CHO LÒ HƠI NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 2.1 Vai trò hệ thống cân băng dây chuyền nhà máy Vai trò băng tải nhà máy công nghiệp vô quan trọng, điều thể rõ nét nhà máy nhiệt điện, xi măng, nhà máy chế biến thức ăn gia xúc, nhà máy chế biến thực phẩm Các băng tải đóng vai trị vận chuyển nguyên vật liệu, thành phẩm thay cho sức người phương tiện vận chuyển động khác Vấn đề đặt q trình sản xuất địi hỏi tính liên tục, pha trộn ngun liệu có độ xác, phải thấy cân khối lượng nguyên vật liệu vận chuyển theo yêu cầu thành phẩm Để giải vấn đề ta sử dụng cân băng định lượng Hệ thống cân băng định lượng khâu quan trọng giúp cho nhà máy hoạt động cách liên tục Cân băng định lượng khâu dây chuyền công nghệ nhằm cung cấp xác lượng nguyên liệu cần thiết cho nhà máy, lượng nguyên liệu người lập trình cài đặt giá trị trước Khi mà lượng nguyện liêu băng tải địi hỏi phải tăng tốc động lên để băng tải chuyển động nhanh nhằm cung cấp đủ lượng nguyên liệu cần thiết Ngược lại lượng nguyên liệu băng tải vận chuyển với lưu lượng nhiều thiết bị tự động sẻ tự động điều khiển cho động quay với tốc độ chậm lại phù hợp với yêu cầu 2.2 Xây dựng nguyên lý làm việc cân băng định lượng Có cách để xây dựng nguyên lý đo làm việc cân băng - Đo theo suất - Đo theo khối lượng 2.2.1 Nguyên lý đo theo suất Ta có cơng thức: Qt=m.v.t Trong đó: m: khối lượng (kg) v: tốc độ băng tải (m/s) t: thời gian đặt (ms) Với suất Q sau khoảng thời gian t1 (ms) ta tiến hành đo lần so sánh với suất yêu cầu (Qyc) - Nếu Q>Qyc vận tốc băng tải giảm - Nếu Q