GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN MÔNG DƯƠNG
QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT ĐIỆN NĂNG VÀ HÒA ĐỘNG MÁY PHÁT VÀO MẠNG TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN MÔNG DƯƠNG
QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT ĐIỆN NĂNG TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN MÔNG DƯƠNG
Sơ đồ nguyên lý sản xuất điện năng tại nhà máy điện Mông Dương cho thấy quy trình từ kho nhiên liệu 1 (than, dầu) đến lò 3, nơi nhiên liệu được sấy khô bằng không khí nóng từ quạt gió 10 Nước đã được xử lý hóa học được đưa vào nồi hơi của lò qua bộ hâm nước 13 Tại đây, phản ứng cháy diễn ra, biến hóa năng thành nhiệt năng Khói sau khi đi qua bộ hâm nước 13 và bộ sấy không khí 12 để tận dụng nhiệt, được thoát ra ngoài qua ống khói nhờ quạt khói 11.
Nước trong nồi hơi hấp thụ nhiệt năng và chuyển hóa thành hơi với áp suất từ 130 đến 240 kG/cm2 và nhiệt độ từ 540 đến 565°C, sau đó được dẫn đến tuabin 4 Tại đây, hơi nước trải qua quá trình giảm áp suất và nhiệt độ, đồng thời biến đổi nhiệt năng thành cơ năng để quay tuabin.
Tuabin quay làm quay máy phát: cơ năng biến thành điện năng
Hơi nước sau khi ra khỏi tuabin có thông số thấp (áp suất P = 0, 03 – 0,
Hơi nước với áp suất 04 kG/cm2 và nhiệt độ 40°C được đưa vào bình ngưng Tại đây, hơi nước sẽ ngưng tụ thành nước nhờ vào hệ thống làm lạnh tuần hoàn Nước làm lạnh, có nhiệt độ từ 5 đến 25°C, có thể được lấy từ sông hoặc hồ thông qua bơm tuần hoàn Để ngăn không khí lọt vào bình ngưng, bơm tuần hoàn được chọn là loại chân không.
Nước ngưng tụ từ bình ngưng 5 được chuyển đến bình gia nhiệt hạ áp 14 và bộ khử khí 15 thông qua bơm ngưng tụ 7, nhằm bù đắp lượng nước thiếu hụt.
Để ngăn ngừa ăn mòn đường ống và thiết bị làm việc với nước ở nhiệt độ cao, nước cấp cần được bổ sung thường xuyên và xử lý tại bộ khử khí 15 trước khi đưa vào lò Quá trình xử lý này chủ yếu nhằm khử O2 và CO2.
Nước ngưng tụ và nước bổ sung được xử lý qua bơm cấp nước 8, sau đó đi qua bình gia nhiệt cao áp 16 và bộ hâm nước 13 trước khi trở về nồi hơi của lò 3 Một phần hơi nước cũng được trích từ một số tầng của tuabin để cung cấp cho các bình gia nhiệt hạ áp 14, cao áp 16 và bộ khử khí 15.
Hình 2.1:Sơ đồ nguyên lý quá trình sản xuất điện năng của nhà máy điện Mông
1 Kho nhiên liệu 11 Quạt khói
2 Hệ thống cấp nhiên liệu 12 Bộ sấy không khí
3 Lò hơi 13 Bộ hâm nước
4 Tuabin 14 Bình gia nhiệt hạ áp
5 Bình ngưng 15 Bộ khử khí
6 Bơm tuần hoàn 16 Bình gia nhiệt cao áp
7 Bơm ngưng tụ 17 Sông, ao, hồ
8.Bơm cấp nước 18 Ống khói
9 Vòi đốt 19 Máy phát điện
CHU TRÌNH RANKIN
Hình 2.2:Chu trình tuần hoàn hơi - nước của Công ty nhiệt điện Mông Dương
Hơi bão hòa được đưa vào bộ quá nhiệt để gia nhiệt và tạo ra hơi quá nhiệt Trong bộ phận này, các bộ giảm ôn được lắp đặt xen kẽ nhằm đảm bảo hơi quá nhiệt có các thông số ổn định, với nhiệt độ đạt 5400C và áp suất phù hợp.
Hơi quá nhiệt được phân phối vào tua bin qua hệ thống 4 van điều chỉnh với thông số 5350C và áp suất 90ata Sau khi sinh công trong tua bin cao áp, hơi sẽ tiếp tục vào tua bin hạ áp qua 2 đường Tua bin hạ áp có cấu tạo loe về 2 phía, cho phép hơi giãn nở và sinh công hiệu quả.
Hơi bão hòa được đưa vào bộ quá nhiệt, nơi nó được gia nhiệt để trở thành hơi quá nhiệt với các thông số ổn định (nhiệt độ 540°C, áp suất 100 ata) Hơi quá nhiệt sau đó đi qua van Stop và được phân phối vào tua bin qua hệ thống 4 van điều chỉnh, với thông số hơi vào tua bin là 535°C và áp suất 90 ata Sau khi sinh công trong tua bin cao áp, hơi sẽ được dẫn vào tua bin hạ áp qua 2 đường, với cấu tạo loe về 2 phía Hơi sau khi giãn nở và sinh công sẽ được dẫn về bình ngưng, đảm bảo thông số hơi là 540°C và áp suất 0,062 ata.
Sau khi qua bình ngưng, hơi nước hoàn toàn chuyển hóa thành nước Nước này sẽ được hai bơm ngưng tạo áp lực để bơm vào đường ống nước sạch Tiếp theo, nước sẽ đi qua bộ gia nhiệt hơi chèn nhằm tận dụng nhiệt từ hơi chèn.
Nước được gia nhiệt bởi 5 bộ gia nhiệt hạ áp, sau đó vào đài khử khí để loại bỏ khí lẫn trong nước Tiếp theo, nước được bơm qua 3 bộ gia nhiệt cao áp và đi vào đài cấp nước, rồi tới bình ngưng phụ Tại đây, nước được phun vào bao hơi từ trên xuống để rửa hơi Sau khi vào bao hơi, nước chuyển thành hơi trong đường ống sinh hơi và đi lên bao hơi qua các phin lọc, tạo thành một chu trình khép kín thông qua bộ quá nhiệt.
CÁC THIẾT BỊ TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN MÔNG DƯƠNG NGHIÊN CỨU CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG CỦA LÒ HƠI
MÁY PHÁT ĐIỆN
Máy phát điện đồng bộ TB - 120 - 3T được thiết kế để hoạt động lâu dài khi kết nối trực tiếp với tua bin và lắp đặt trong nhà có mái che Sản phẩm đã được nhiệt đới hóa (T) để phù hợp với các điều kiện làm việc khác nhau.
Lắp ở độ cao không lớn hơn 1000m so với mặt biển
Nhiệt độ môi trường trong giới hạn :50C ÷ 450C.Trong khu vực không có chất gây nổ
Vỏ Stator được chế tạo liền khối, không thấm khí và có độ bền cơ học cao, giúp bảo vệ Stator khỏi hư hỏng do biến dạng khi H2 nổ Vỏ này được lắp đặt trực tiếp lên bệ máy bằng bu lông.
Lõi stator được cấu tạo từ các lá thép kỹ thuật dày 0,5mm, được quét một lớp sơn cách điện trên bề mặt và có rãnh thông gió dọc theo trục Các lá thép này được ép chặt bằng vòng ép bằng thép không từ tính, trong khi vòng răng của các lá thép ngoài được gia cố bởi những tấm ép có từ tính đặt ở giữa lõi thép và vòng ép.
Hình 3.2: Mặt cắt dọc lõi Stato
Cuộn dây của Stator 3 pha 2 lớp được thiết kế với cách điện loại B, có khả năng chịu nhiệt độ lên đến 130 °C Sơ đồ đấu nối sao kép của cuộn dây này bao gồm 9 đầu ra.
Hình 3.3: Cấu tạo cuộn dây Stato
Rotor được rèn liền khối bằng thép đặc biệt, đảm bảo độ bền cơ học trong mọi chế độ làm việc của máy phát Cuộn dây rotor sử dụng cách điện loại B, và lõi được khoan xuyên tâm để kết nối các dây nối cuộn rotor với chổi than Các vòng dây rotor được quấn trên các gờ rãnh, tạo ra các khe thông gió hiệu quả.
Hình 3.4: Mặt cắt dọc trục Roto
Bộ chèn trục giữ cho H2 không thoát ra ngoài theo chiều dọc trục, với cấu trúc nén chặt bạc và ba bít vào gờ chặn của trục rotor Áp lực dầu nén được điều chỉnh tự động dịch chuyển dọc theo trục khi có sự di chuyển, đảm bảo rằng áp lực dầu chèn luôn lớn hơn áp lực H2 (từ 0,5 đến 0,7 kg/cm2) Dầu được đưa vào hộp áp lực và đi qua các lỗ của vòng bạc, sau đó chảy vào các rãnh và tản ra qua ba bít.
Trong các rãnh tròn, máy quay sẽ tạo ra một màn chắn dày đặc, ngăn chặn sự dò khí H2 từ trong vỏ máy phát điện ra ngoài Áp lực dầu chèn định mức được duy trì ở mức 2,5 kg/cm2.
Gồm 6 bộ làm mát khí H2 bố trí bao bọc phần trên và dọc theo thân máy phát
Thông gió cho máy phát điện sử dụng chu trình tuần hoàn kín và làm mát khí H2 bằng các bộ làm mát trong vỏ Stator Để đáp ứng yêu cầu làm mát khí H2, nhà chế tạo đã lắp đặt 2 quạt ở hai đầu trục của rotor Trong quá trình máy phát hoạt động, cần cấm sử dụng không khí để làm mát.
3.1.2.Các thông số kỹ thuật của máy phát điện
3.1.3 Hệ thống kích thích của máy phát điện
Hệ thống kích thích của tổ máy bao gồm một máy kích thích chính và một máy kích thích phụ, với máy chính cung cấp dòng kích thích cho máy phát và máy phụ hỗ trợ máy chính Cả hai máy kích thích được nối đồng trục với rotor của máy phát Ngoài ra, công ty còn trang bị một hệ thống kích thích dự phòng dùng chung cho cả bốn tổ máy.
Máy phát điện kiểu Д-490-3000T3 là thiết bị phát điện sử dụng công nghệ cảm ứng tần số cao, được trang bị bộ chỉnh lưu bên trong Rotor của máy kích thích được kết nối với trục rotor của máy phát điện, và máy kích thích này có hệ thống gối đỡ trượt được bôi trơn cưỡng bức từ hệ thống dầu chung, đảm bảo hiệu suất hoạt động ổn định.
Thông số kỹ thuật của máy phát điện bao gồm công suất định mức 590 kW, điện áp định mức 310 V, và dòng điện định mức 1930 A Máy có tần số quay 3000 vòng/phút và hệ số công suất 0,8, với tần số hoạt động là 500 Hz Hệ thống làm mát được thiết kế bằng không khí theo chu trình kín Bội số kích thích cường kích tương ứng với các thông số định mức là 2, và thời gian cho phép máy kích thích và rotor có dòng điện tăng gấp đôi là 20 giây Tốc độ tăng điện áp kích thích trong chế độ cường kích không nhỏ hơn mức quy định.
Bảng 3.1:Thông số cường hành kích thích cho phép của máy kích thích chính b,Máy kích thích phụ
Thông số kỹ thuật của máy bao gồm kiểu ДM -30- 400 T3, công suất định mức 30 Kw, điện áp định mức 400 V, và dòng điện định mức 54 A Máy có hệ số công suất 0,8 và tần số hoạt động là 400 Hz Đặc biệt, máy sử dụng kích thích bằng nam châm vĩnh cửu ở rô to và có tần số quay đạt 3000 vòng/phút Ngoài ra, máy còn được trang bị hệ thống kích thích dự phòng.
Máy kích thích dự phòng được sử dụng khi hệ thống kích thích chính gặp sự cố hoặc trong quá trình sửa chữa, nhằm đảm bảo hoạt động liên tục cho cả 4 máy kích thích chính Thiết bị này là một máy phát điện một chiều kết hợp với động cơ không đồng bộ 3 pha.
Máy phát điện một chiều o Kiểu : C -900 - 1000T4 o P = 550 kW o U = 300 V o I = 1850 A Động cơ không đồng bộ 3 pha o Kiểu : A - 1612-6 T3 o P = 800 KW o U = 6 KV o I = 93 A
Khi chuyển sang kích thích dự phòng điện áp được điều chỉnh bằng tay Tuy nhiên Ở chế độ này khả năng cường kích thích vẫn được đảm bảo
4.Hệ thống làm mát của máy phát điện :
Máy phát điện sử dụng khí H2 làm môi chất làm mát, trong đó cuộn dây Stator được làm mát gián tiếp bằng H2, trong khi cuộn dây rotor, rotor và lõi Stator được làm mát trực tiếp bằng H2.
Nhiệt độ định mức của khí H2 : t0 = 350C ÷ 370C Nhiệt độ cho phép nhỏ nhất của H2 Ở đầu vào máy phát điện là 200
C, áp lực định mức của H2 : 2,
5kg/cm2, áp lực cho phép lớn nhất là 3, 7kg/cm2
Khí H2 được làm mát bằng nước thông qua 6 bộ làm mát được lắp dọc theo thân máy Khi một bộ làm mát bị cắt, phụ tải của máy phát giảm xuống dưới 80% so với phụ tải định mức Nhiệt độ định mức của nước làm mát là 230°C, với áp lực định mức đạt 3kg/cm² và lưu lượng nước làm mát qua một bình là 400m³/giờ.
CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG CỦA LÒ HƠI
Lò hơi BKZ-220-100-10C là một loại lò đứng ống nước với hệ thống tuần hoàn tự nhiên, chuyên sử dụng để đốt than ở dạng bột và thải xỉ khô Thiết kế của lò có hình chữ nhật, đảm bảo hiệu suất hoạt động cao và tiết kiệm năng lượng.
Lò được thiết kế để đốt than Ở mỏ Mạo Khê
Buồng đốt chính của lò kiểu hở được cấu tạo từ các giàn ống sinh hơi, với trung tâm là buồng lửa Phần đường khói lên và ngang được bố trí các bộ quá nhiệt, trong khi phần đường khói đi xuống có các bộ hâm nước và bộ sấy không khí xen kẽ Kết cấu buồng đốt được hình thành từ các ống hàn sẵn của giàn ống sinh hơi.
Vách trước và vách sau của buồng đốt tạo thành mặt nghiêng phễu lạnh với góc nghiêng 50° Phía trên, các giàn ống sinh hơi ở vách sau tạo thành phần lồi khí động học, được gọi là dàn ống feston.
Buồng đốt được thiết kế với 4 vòi đốt than chính kiểu xoáy ốc, mỗi bên có hai vòi đặt ở độ cao khác nhau (9850 mm và 12700 mm), cùng với 4 vòi phun ma dút có năng suất 2000 kg/vòi/giờ Ngoài ra, bốn vòi phun gió cấp 3 được bố trí ở 4 góc lò ở độ cao 14100 mm Để tối ưu hóa quá trình cháy, các ống sinh hơi tại vùng vòi đốt chính được phủ một lớp vữa cách nhiệt đặc biệt, tạo thành đai đốt hiệu quả.
Sơ đồ tuần hoàn của lò phân chia theo các giàn ống thành 14 vòng tuần hoàn nhỏ độc lập nhằm tăng độ tin cậy của quá trình tuần hoàn
Xỉ ở phễu lạnh được đưa ra ngoài bằng cách sử dụng vít xỉ, sau đó được nghiền nhỏ và đưa xuống mương, cuối cùng được dòng nước dẫn ra trạm thải xỉ.
Lò được trang bị hai van an toàn kết nối với bao hơi và ống góp của bộ quá nhiệt Để duy trì hiệu suất, các máy thổi bụi được lắp đặt nhằm làm sạch bề mặt đốt, cụ thể là giàn ống sinh hơi.
Hình 3.6: Lò hơi nhà máy nhiệt điện Mông Dương
3.2.2 Các thông số kỹ thuật của lò
3.2.3 Hệ thống đo lường điều chỉnh tự động – điều khiển lò:
Công ty Nhiệt Điện Mông Dương sử dụng các bộ biến đổi tín hiệu không điện thành tín hiệu điện để đo lường và vận hành các thiết bị nhiệt cùng với các tham số kỹ thuật, nhằm kiểm tra và điều khiển hệ thống dây chuyền sản xuất điện.
1 Các cặp pin nhiệt điện, nhiệt điện trỞ với các đồng hồ KCM1, KCM2 2 Các hợp bộ ДM- KПД1, KПД2, KДO- KПД2, MET- KПД1 và các đồng hồ chỉ thị MTП
Để tự động hóa các quá trình như cháy, chế biến than, cấp nước và điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt, lò được trang bị hệ thống điều chỉnh tự động cùng với thiết bị điều khiển từ xa bằng điện.
- Hệ thống điều chỉnh và các cơ cấu điều khiển từ xa nhằm đảm bảo:
1 Các thiết bị của lò làm việc trong chế độ tự động điều chỉnh
2 Tự động duy trì trị số của thông số cho trước
3 Thay đổi bằng tay trị số chỉnh định cho từng bộ điều chỉnh bằng bộ chỉnh định đặt ngoài
4 Điều chỉnh từ xa từng cơ cấu điều chỉnh của hệ điều chỉnh
5 Điều chỉnh bằng tay các cơ cấu điều chỉnh tại chỗ đặt cơ cấu thực hiện
- Để tự động điều chỉnh an toàn sự làm việc của lò có các bộ tự động điều chỉnh sau:
1 Bộ điều chỉnh phụ tải nhiệt
2 Bộ điều chỉnh gió chung
3 Bộ điều chỉnh sức hút buồng đốt
4 Bộ điều chỉnh áp lực gió cấp 1
5 Bộ điều chỉnh phụ tải máy nghiền
6 Bộ điều chỉnh sức hút trước máy nghiền
7 Bộ điều chỉnh cấp nước
8 Bộ điều chỉnh xả liên tục
9 Bộ điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt, giảm ôn cấp 1, cấp 2
3.2.4 Các thiết bị chính của lò
3.2.4.1.Khung lò và tường lò a,Khung lò
Khung lò là cấu trúc kim loại quan trọng, được thiết kế để treo và hỗ trợ tất cả các thành phần của lò Nó bao gồm các cột chính và phụ, được đặt trên hệ thống móng và kết nối với nhau bằng các dầm Bên cạnh đó, khung lò còn có hệ thống treo để đỡ dàn ống quá nhiệt, bộ hâm nước, bộ sấy không khí, cùng với sàn thao tác phục vụ công nhân làm việc ở vị trí cao và kiểm tra, quan sát tro bụi.
Khung lò thường được chế tạo từ các thanh thép chữ I, V, U đơn hoặc các thanh này kết hợp lại với nhau Các kết cấu treo và đỡ cần phải đảm bảo cho phép các phần tử của lò có khả năng dịch chuyển khi bị giãn nở do nhiệt Hình 3.7 minh họa cấu trúc khung lò.
Hình 3.7: Kết cấu khung lò b,Tường lò
Tường lò có vai trò quan trọng trong việc cách ly các phần tử nóng của lò với môi trường bên ngoài, giúp giảm thiểu tổn thất nhiệt và ngăn chặn việc làm nóng quá mức không khí xung quanh, từ đó đảm bảo điều kiện làm việc an toàn cho công nhân Ngoài ra, tường lò còn có nhiệm vụ ngăn chặn gió lạnh từ bên ngoài xâm nhập vào buồng lửa và đường khói.
Để đảm bảo an toàn cho công nhân, nhiệt độ không khí trong khu làm việc phải nhỏ hơn 50°C Do đó, tường lò cần được cách nhiệt tốt để nhiệt độ bề mặt không vượt quá 50°C Tường lò, tiếp xúc trực tiếp với ngọn lửa và khói, phải chịu tác động từ mài mòn tro bay và ăn mòn xỉ, vì vậy được cấu trúc thành 3 lớp Lớp trong cùng là vật liệu chịu lửa, được xây bằng gạch chịu lửa có khả năng chịu nhiệt độ cao và chống ăn mòn Lớp thứ hai là vật liệu cách nhiệt, giúp duy trì nhiệt độ, và lớp ngoài cùng là tôn mỏng, vừa bảo vệ lớp cách nhiệt vừa có tác dụng trang trí.
1 Lá lớp gạch chịu lửa
2 Lá lớp vật liệu cách nhiệt
3 Lá lớp kim loại bảo vệ
Vật liệu chịu lửa là yếu tố quan trọng trong lò hơi, với các loại phổ biến như Samot và Cromit Những yêu cầu chính đối với vật liệu này bao gồm độ chịu lửa cao, độ bền nhiệt tốt và khả năng chịu xỉ hiệu quả.
- Độ chịu lửa: là khả năng chịu được nhiệt độ cao (trên 15000C), tức là vẫn giữ được các tính chất cơ học và vật lý Ở nhiệt độ cao
- Độ bền nhiệt: là khả năng chịu được sự thay đổi nhiệt độ nhiều lần mà không bị thay đổi về cấu tạo và tình chất
Độ chịu xỉ đề cập đến khả năng chống lại sự mài mòn và ăn mòn hóa học của xỉ Samốt, một loại vật liệu phổ biến, có sẵn trong tự nhiên và có chi phí thấp, có thể chịu được nhiệt độ lên đến 1730°C Loại vật liệu này thường được sản xuất dưới dạng bột hoặc gạch với kích thước tiêu chuẩn.
Cromit có khả năng chịu nhiệt độ lên đến 2000°C và thường được sử dụng trong lò hơi, thường ở dạng bột để tạo vữa trát lên dàn ống của buồng lửa, nhằm hình thành đai cháy của lò Đối với những khu vực có nhiệt độ vượt quá 2000°C, cần sử dụng zirconi, loại vật liệu này có độ chịu lửa cao nhưng giá thành cũng rất đắt.