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 của nhà máy điện Mông Dương cho thấy quy trình từ kho nhiên liệu 1 (than, dầu) qua hệ thống cấp nhiên liệu 2, đưa vào lò 3 Nhiên liệu được sấy khô bằng không khí nóng từ quạt gió 10 và bộ sấy không khí 12 Nước đã được xử lý hóa học sẽ qua bộ hâm nước 13 để vào nồi hơi Trong lò, phản ứng cháy diễn ra, chuyển hóa hóa năng thành nhiệt năng Khói sau khi qua bộ hâm nước 13 và bộ sấy không khí 12 để tận dụng nhiệt sẽ 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 tuabin, hơi nước giảm áp suất và nhiệt độ trong quá trình chuyển đổi nhiệt năng thành cơ năng, giúp 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 Trong bình ngưng, hơi nước ngưng tụ thành nước nhờ 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, cần sử dụng bơm tuần hoàn chân không.
Từ bình ngưng 5, nước ngưng tụ 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 trong quá trình.
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 qua bộ khử khí 15 Trước khi đưa vào lò, nước này phải được xử lý, chủ yếu là khử O2 và CO2, tại bộ khử khí 15.
Nước ngưng tụ và nước bổ sung sau khi xử lý được bơm qua bình gia nhiệt cao áp 16 và bộ hâm nước 13, sau đó 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, nơi nó được gia nhiệt để trở thành hơi quá nhiệt Bộ quá nhiệt này có cấu trúc xen kẽ các bộ giảm ôn, giúp duy trì các thông số ổn định cho hơi quá nhiệt với nhiệt độ đạt 5400C và áp suất thích hợp.
Hơi quá nhiệt với áp suất 100ata được phân phối vào tua bin qua van Stop và hệ thống 4 van điều chỉnh, với nhiệt độ 5350C và áp suất 90ata Sau khi thực hiện công việc trong tua bin cao áp, hơi sẽ được chuyển đến tua bin hạ áp qua 2 đường Tua bin hạ áp có cấu trúc loe về 2 phía, và sau khi giãn nở, hơi sẽ hoàn thành quá trình sinh công.
Hơi bão hòa được đưa vào bộ quá nhiệt để gia nhiệt, tạo thành hơi quá nhiệt với thông số ổn định là 540°C và áp suất 100 ata Hơi quá nhiệt sau đó đi qua van Stop và được phân phối vào tua bin thông qua hệ thống 4 van điều chỉnh, với thông số vào tua bin là 535°C và áp suất 90 ata Sau khi sinh công trong tua bin cao áp, hơi sẽ chuyển sang tua bin hạ áp qua 2 đường, nơi hơi giãn nở và sinh công trước khi được dẫn về bình ngưng Hơi về bình ngưng cần đảm bảo thông số là 540°C và áp suất 0,062 ata.
Sau khi qua bình ngưng, hơi nước hoàn toàn chuyển đổi thành nước Nước này sau đó được hai bơm ngưng tạo áp lực bơm vào đường ống nước sạch Tiếp theo, nước sẽ đi qua bộ gia nhiệt hơi chèn để 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 qua 3 bơm cấp và vào gia nhiệt cao áp Sau khi đi qua 3 bộ gia nhiệt cao áp, nước được đưa vào đài cấp nước và tới bình ngưng phụ Nước được phun vào bao hơi từ trên xuống để rửa hơi, sau đó theo đường nước xuống và biến thành hơi trong ống sinh hơi, đi lên bao hơi qua các phin lọc Hơi tiếp tục lên bộ quá nhiệt, tạo thành một chu trình khép kín.
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 hoạt động hiệu quả trong chế độ dài hạn khi kết nối trực tiếp với tua bin và được lắp đặt trong nhà có mái che Sản phẩm đã được nhiệt đới hóa (T) để phù hợp với các điều kiện làm việc cụ thể.
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, có khả năng chống thấm khí và 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 của Stator được chế tạo từ các lá thép kỹ thuật dày 0,5mm, được quét một lớp sơn cách điện trên bề mặt Các lá thép này có rãnh thông gió dọc theo trục, và được ép chặt bằng các vòng ép bằng thép không từ tính Vòng răng của các lá thép ngoài cũng được cố định chắc chắn bằng những tấm ép có từ tính đặt giữa lõi thép và vòng ép.
Hình 3.2: Mặt cắt dọc lõi Stato
Cuộn dây stator 3 pha 2 lớp được thiết kế với cách điện loại B, cho phép 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, trong khi lõi rotor được khoan xuyên tâm để lắp đặt các dây nối đến chổi than Các vòng dây rotor được quấn trên các gờ rãnh, tạo ra các khe thông gió giúp tối ưu hóa hiệu suất làm việc.
Hình 3.4: Mặt cắt dọc trục Roto
Bộ chèn trục có chức năng ngăn chặn H2 thoát ra ngoài theo chiều dọc trục, với cấu trúc đảm bảo nén chặt bạc và ba bít vào gờ chặn của trục rotor Áp lực dầu nén được điều chỉnh tự động, cho phép dịch chuyển dọc theo trục khi có sự di chuyển Áp lực dầu chèn luôn lớn hơn áp lực H2 (từ 0,5 đến 0,7 kg/cm2) được đưa vào hộp áp lực, sau đó đi qua các lỗ của vòng bạc và tản ra qua các rãnh vào ba bít.
Máy quay trong các rãnh tròn tạo ra một màn chắn dày đặc, ngăn chặn sự dò khí H2 từ vỏ máy phát điện ra ngoài, với áp lực dầu chèn định mức là 2,5 kg/cm2.
Gồm 6 bộ làm mát khí H2 bố trí bao bọc phần trên và dọc theo thân máy phát
Hệ thống thông gió cho máy phát điện hoạt động theo chu trình tuần hoàn kín, kết hợp với việc làm mát khí H2 thông qua các bộ làm mát bên trong vỏ Stator Để đáp ứng yêu cầu làm mát khí H2, nhà chế tạo đã lắp đặt hai quạt ở hai đầu trục của rotor máy phát điện Trong quá trình máy phát hoạt động, tuyệt đối không 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, cung cấp dòng kích thích cho máy phát, và một máy kích thích phụ, cung cấp dòng kích thích cho máy kích thích chính Cả hai máy kích thích này được nối đồng trục với rotor của máy phát Ngoài ra, công ty còn trang bị hệ thống kích thích dự phòng, phục vụ chung cho cả bốn tổ máy.
Máy phát điện kiểu Д-490-3000T3 là thiết bị phát điện cảm ứng tần số cao, tích hợp bộ chỉnh lưu bên trong Rotor của máy kích thích được kết nối trên cùng một trục với rotor của máy phát điện, và máy kích thích sử dụng các gối đỡ trượt được bôi trơn cưỡng bức từ hệ thống dầu chung.
Máy phát điện có công suất định mức 590 kW, điện áp định mức 310 V và dòng điện định mức 1930 A, hoạt động với tần số 3000 vòng/phút và hệ số công suất 0,8 Thiết bị sử dụng làm mát bằng không khí theo chu trình kín, với tần số 500 Hz Bội số kích thích cường kích theo điện áp và dòng điện là 2, trong khi thời gian cho phép máy kích thích và rotor có dòng điện gấp 2 lần dòng điện kích thích định mức 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 với công suất định mức 30 Kw, điện áp định mức 400 V và dòng điện định mức 54 A Hệ số công suất là 0,8, tần số hoạt động là 400 Hz, và máy được kích thích bằng nam châm vĩnh cửu ở rô to Tần số quay đạt 3000 vòng/phút, kèm theo máy kích thích dự phòng.
Máy kích thích dự phòng được sử dụng khi hệ thống kích thích chính gặp sự cố hoặc đang trong quá trình sửa chữa, nhằm đảm bảo hoạt động liên tục cho cả bốn máy kích thích chính Thiết bị này là một máy phát điện một chiều kết hợp với động cơ không đồng bộ ba 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 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 23°C, với áp lực định mức đạt 3kg/cm² Lưu lượng nước làm mát qua một bình đạt 400m³/giờ.
CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG CỦA LÒ HƠI
Lò hơi BKZ-220-100-10C là một loại lò đứng tuần hoàn tự nhiên với cấu trúc ống nước Lò này sử dụng than dạng bột và có khả năng xử lý xỉ khô, được thiết kế theo hình chữ.
Lò được thiết kế để đốt than Ở mỏ Mạo Khê
Buồng đốt chính của lò kiểu hở được thiết kế với các giàn ống sinh hơi, tạo thành trung tâm buồng lửa Phần đường khói lên có các bộ quá nhiệt, trong khi phần đường khói ngang được bố trí các bộ hâm nước và bộ sấy không khí Kết cấu của buồng đốt bao gồm các ống hàn sẵn, giúp tối ưu hóa hiệu suất hoạt động của lò.
Vách trước và vách sau của buồng đốt tạo thành mặt nghiêng phễu lạnh với góc nghiêng 50° Ở phía trên, các giàn ống sinh hơi của vách sau hình thành phần lồi khí động học, được gọi là dàn ống feston.
Buồng đốt được thiết kế với bốn vòi đốt than chính kiểu xoáy ốc, mỗi bên có hai vòi ở độ cao khác nhau (9850 mm và 12700 mm), cùng với bốn vòi phun ma dút có năng suất 2000 kg/vòi/giờ Bốn vòi phun gió cấp 3 được bố trí ở bốn góc lò tại độ cao 14100 mm Để tối ưu hóa quá trình cháy, các ống sinh hơi tại vùng vòi đốt chính được bọc bằng 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 thông qua vít xỉ, sau đó được nghiền nhỏ và đưa xuống mương, nơi dòng nước sẽ cuốn xỉ ra trạm thải xỉ.
Lò được trang bị hai van an toàn, lấy tín hiệu từ bao hơi và ống góp của bộ quá nhiệt Để duy trì sự sạch sẽ cho bề mặt đốt (giàn ống sinh hơi), lò còn được lắp đặt các máy thổi bụi.
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 thiết bị nhiệt cũng như các tham số kỹ thuật, nhằm kiểm tra và quản lý hiệu quả 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
Lò được trang bị hệ thống điều chỉnh tự động để tự động hóa các quá trình cháy, chế biến than, cấp nước và kiểm soát nhiệt độ hơi quá nhiệt Thiết bị điều chỉnh cho phép điều khiển các cơ cấu từ xa bằng điện, đảm bảo hiệu quả và chính xác trong quá trình vận hành.
- 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 thiết yếu để treo và hỗ trợ các thành phần của lò, bao gồm các cột chính và phụ được đặt trên hệ thống móng và kết nối với nhau bằng dầm Nó còn bao gồm các hệ thống treo hỗ trợ dàn ống quá nhiệt, bộ hâm nước, bộ sấy không khí, cùng với toàn bộ sàn thao tác, giúp công nhân làm việc ở vị trí cao và thực hiện việc kiểm tra, theo dõi, quan sát bụi hiệu quả.
Khung lò được chế tạo từ các thanh thép chữ I, V, U đơn hoặc ghép lại, đảm bảo tính linh hoạt cho các phần tử khi bị dãn nở nhiệt Các kết cấu treo và đỡ cần thiết phải cho phép sự dịch chuyển này Hình 3.7 minh họa rõ cấu trúc khung lò.
Hình 3.7: Kết cấu khung lò b,Tường lò
Tường lò có vai trò quan trọng trong việc ngăn cách các bộ phận nóng của lò với môi trường xung quanh, giúp giảm thiểu tổn thất nhiệt và ngăn chặn sự quá nhiệt của không khí xung quanh, 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 vực làm việc phải dưới 50°C Do đó, tường lò cần được cách nhiệt tốt, với nhiệt độ bề mặt không vượt quá 50°C Tường lò thường phải chịu tác động từ ngọn lửa, dòng khói, cũng như mài mòn và ăn mòn từ tro bay và xỉ Vì vậy, tường lò được cấu trúc gồm ba lớp: lớp trong cùng là vật liệu chịu lửa, xây bằng gạch chịu nhiệt, lớp giữa là vật liệu cách nhiệt, và lớp ngoài cùng là tôn mỏng, vừa bảo vệ lớp cách nhiệt vừa có tính 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 thành phần quan trọng trong lò hơi, thường bao gồm các loại như Samot và Cromit Để đảm bảo hiệu quả sử dụng, vật liệu này cần có độ chịu lửa cao, độ bền nhiệt tốt và khả năng chịu xỉ mạnh mẽ.
- 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, được ưa chuộng nhờ tính sẵn có trong tự nhiên, giá thành rẻ và khả năng chịu nhiệt lên đến 1730 độ C 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 dưới dạng bột để làm vữa trát lên dàn ống của buồng lửa, tạo thành đai cháy cho lò Tuy nhiên, ở những khu vực có nhiệt độ vượt quá 2000°C, cần sử dụng zirconi, một loại vật liệu có độ chịu lửa cao nhưng có giá thành đắt đỏ.
