Báo cáo thực tập nhà máy nhiệt điện uông bí

[BÁO CÁO THỰC TẬP NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN UÔNG BÍ]

LỜI MỞ ĐẦU
Trong công cuộc xây dựng và phát triển của đất nước, ngành điện lực Việt Nam là
một ngành có vị trí rất quan trọng. Cung cấp năng lượng và thúc đẩy quá trình sản xuất,
kinh doanh của tất cả các ngành kinh tế khác trong nền kinh tế quốc dân. Sự phát triển
của ngành điện lực cũng đánh giá sự phát triển, tiến bộ của toàn xã hội. Với những đặc
trưng riêng của mình là sản xuất và tiêu thụ phải đi đôi với nhau. Do đó để đáp ứng tốt
giữa cung và cầu thì đòi hỏi ngành điện phải có sự phát triển hợp lý: Vừa có khả năng
đáp ứng những nhu cầu hiện tại vừa phải có sự chuẩn bị cho tương lai. Vì vậy không
những ngành điện là động lực cho các ngành kinh tế khác mà chính ngành điện cũng
phải hiện đại hoá quá trình sản xuất sớm nhất để kịp thời cung cấp cho đất nước những
nguồn điện năng có chất lượng cao. Nhà máy nhiệt điện Uông Bí một là nhà máy có công
suất lớn do Nga giúp đỡ xây dựng, qua 40 năm sản xuất, nhà máy đã cung cấp cho lưới
điện quốc gia gần 4 tỉ KWh điện và cũng đang trong quá trình hiện đại hoá sản xuất từng
khâu, từng khu vực của dây truyền sản xuất điện. Đã đóng góp một phần không nhỏ vào
công cuộc hiện đại hóa đất nước.
Sau thời gian 5 tuần thực tập tại nhà máy nhiệt điện Uông Bí, bằng những kiến
thức được trang bị trên lớp và sự hướng dẫn của anh Đào Văn Trọng – kỹ thuật viên Nhà
máy, chúng em đã có cơ hội tiếp xúc, làm quen với công việc của nhà máy nhiệt điện Uông
Bí theo đề cương hướng dẫn của khoa Công nghệ tự động.
Tuy nhiên do thời gian có hạn và khả năng kiến thức của bản thân còn hạn chế, vì
vậy bản báo cáo thực tập của em không tránh khỏi những thiếu sót, chúng em rất mong
nhận được những góp ý của thầy cô trong khoa và các bạn khác.
Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 15 tháng 09 năm 2015
Sinh viên
Dương Thị Hằng

SV DƯƠNG THỊ HẰNG – Đ6CNTĐ

Page 1


[BÁO CÁO THỰC TẬP NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN UÔNG BÍ]

MỤC LỤC

CHƯƠNG I. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN UÔNG BÍ

SV DƯƠNG THỊ HẰNG – Đ6CNTĐ

Page 2


[BÁO CÁO THỰC TẬP NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN UÔNG BÍ]

1.1 Tổng quan về nhà máy nhiệt điện Uông Bí
Trong giai đoạn hiện nay, đất nước ta đang thực hiện công nghiệp hóa hiện đại
hóa đất nước. Chính vì vậy cần rất nhiều năng lượng để phục vụ cho công cuộc đó, đặc
biệt là năng lượng điện.
Nhà máy nhiệt điện Uông bí cách thủ đô Hà nội khoảng 130km về hướng đông.
Nhà máy điện được thành lập từ những năm 70 của thế kỷ XX. Tổng diện tích của nhà
máy là 320.342m2 trong đó 111.300m2 là dành cho nhà máy nhiệt điện Uông Bí mở rộng
và các khu vực thi công. Nhà máy kết nối với lưới điện tại sân phân phối 220/110KV và
đấu với trạm biến áp Bạc đằng tràng bạch. Nguồn nguyên liệu chính cho nhà máy là than
cám 5, than cám 6 được lấy từ mỏ Vàng Danh, dầu FO được vận chuyển bằng thuyền đi
qua sông Uông cấp cho nhà máy tại trạm bơm dầu đặt tại Uông Bí.
Giai đoạn thành lập, xây dựng, sản xuất và chiến đấu từ 1961-1975: nhà máy nhiệt
điện Uông bí được khởi công xây dựng ngày 19/5/1961 vào dịp kỷ niệm sinh nhật lần

thứ 71 của Chủ tịch Hồ Chí Minh với tổng công suất đặt ban đầu là 48MW.
Giai đoạn mở rộng sản xuất đợt III & IV từ 1975-2000: nhà máy mở rộng sản xuất
với công suất 110MW.
Giai đoạn mở rộng sản xuất từ năm 2000 đến nay: trước tình hình thực tế là thiết
năng lượng cũng như sự lạc hậu của một số nhà máy điện xây dựng từ thập niên 60.
Chính vì vậy Chính phủ đã giao cho Tổng công ty LILAMA làm tổng thầu EPC dự án nhà
máy nhiệt điện Uông Bí mở rộng với công suất 300MW với hình thức chìa khóa trao tay
và đây là doanh nghiệp đầu tiên của Việt Nam thực hiện theo hình thức này.
Sau một thời gian chuẩn bị và xây dựng (2001-2006) nhà máy đã được hoàn
thành trong niềm vui sướng của tập thể cán bộ công nhân viên công ty LILAMA cũng như
nhân dân cả nước.
Công ty nhiệt điện Uông bí đã tiếp quản, vận hành tổ máy mở rộng 1-300MW từ
ngày 07/11/2009.
Ngày 23/05/2008, gói thầu EPC dự án mở rộng 2-330MW do tổng thầu Chengda Trung Quốc được khởi công. Đến cuối năm 2011 nhà thầu Chengda đã bàn giao thương
mại cho Công ty nhiệt điện Uông Bí.
Nhiệt điện Uông Bí thành tổ hợp ba nhà máy với công suất là 740MW.
Đầu năm 2015, tổ máy 110MW của Nhà máy đã dừng hoạt động. Hiện tại nhà máy
chỉ hoạt động 2 tổ máy 300MW và 330MW với tổng công suất là 630MW.

SV DƯƠNG THỊ HẰNG – Đ6CNTĐ

Page 3


[BÁO CÁO THỰC TẬP NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN UÔNG BÍ]

1.2 Các hệ thống chính trong nhà máy

Nhà máy nhiệt điện hoạt động trên nguyên lý chuyển hóa năng lượng nhiệt năng
từ đốt cháy các nhiên liệu hữu cơ thành cơ năng quay tuabin, chuyển cơ năng thành

năng lượng điện. Nhiệt năng được dẫn tới tuabin qua môi trường dẫn nhiệt là hơi nước.
Nhiệt năng cung cấp càng nhiều thì năng lượng điện phát ra càng lớn và ngược lại. Điện
áp phát ra ở mỗi đầu cực máy phát được đưa qua hệ thống trạm biến áp nâng áp tới cấp
điện áp thích hợp trước khi hòa vào lưới điện quốc gia.
Các thành phần chính trong quá trình chuyển hóa năng lượng trong nhà máy
nhiệt điện bao gồm:
Lò hơi: thực hiện chuyển đổi năng lượng sơ cấp (than, dầu) thành nhiệt
năng, chuyển nước thành hơi nước.
 Tuabin: tuabin thực hiện chuyển đổi năng lượng từ nhiệt năng sang cơ
năng.
 Máy phát: máy phát thực hiển chuyển đổi năng lượng từ cơ năng sang điện
năng.
 Trạm biến áp: trạm biến áp thực hiện nâng điện áp từ đầu cực máy phát lên
điện áp cao để đáp ứng truyền tải điện năng.


Ngoài các thành phần chính, nhà máy nhiệt điện chứa các hệ thống phụ trợ cho
các thành phần chính như:

SV DƯƠNG THỊ HẰNG – Đ6CNTĐ

Page 4


[BÁO CÁO THỰC TẬP NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN UÔNG BÍ]















Hệ thống chế biến và cung cấp nhiên liệu: Nhiên liệu là than được nghiền
mịn (R90) rồi được gió nóng thổi vào lò thực hiện quá trình cháy sinh ra
nhiệt.
Trạm bơm tuần hoàn: Trạm bơm tuần hoàn làm nhiệm vụ cung cấp nước
làm mát bình ngưng với lưu lượng nước làm mát bình ngưng là 38580
m3/h.
Trạm bơm nước ngọt: Cung cấp nước ngọt cho quá trình vận hành và làm
mát, chèn…
Hệ thống xử lý nước: Xử lý nước ngọt (nước thô) trước khi cung cấp cho
quá trình vận hành.
Hệ thống khử bụi – Khử lưu huỳnh: Đây là hai hệ thống quan trọng đảm
bảo môi trường được sạch – Hệ thống khử tro bụi và chất độc hại lưu
huỳnh trong khói trước khi thải ra môi trường.
Hệ thống thải xỉ: Thải xỉ lò ra khỏi nhà máy.
Hệ thống cung cấp dầu đốt lò, dầu bôi trơn làm mát gối trục.
Hệ thống sản xuất Hydrô: Cung cấp Hydro có chất lượng cao làm mát máy
phát điện.
Hệ thống cung cấp khí: Cung cấp khí cho các van khí nén.
Hệ thống điều khiển, đo lường...

Các thành phần trong nhà máy hoạt động thông qua hệ thống tích hợp hoạt động

của các thành phần với nhau, hệ thống đó là hệ thống điều khiển và giám sát tích hợp
(ICMS) trong nhà máy. Mỗi hệ thống đều có các trạm điều khiển riêng và được tích hợp
trong hệ thống ICMS.
1.3 Quy trình chuyển hóa năng lượng và chu trình nhiệt của nhà máy
Quá trình chuyển hóa năng lượng trong nhà máy nhiệt điện
Nguyên lý sản xuất điện của nhà máy nhiệt điện là chuyển hóa nhiệt năng từ việc
đốt cháy các loại nhiên liệu trong lò hơi thành cơ năng quay tuabin, chuyển cơ năng
thành năng lượng điện trong máy phát điện. Nhiệt năng được dẫn đến tuabin qua một
môi trường dẫn nhiệt là hơi nước. Hơi nước chỉ là môi trường truyền tải nhiệt năng đi,
nhưng hơi vẫn phải đảm bảo chất lượng (như phải đủ áp suất, đủ độ khô) trước khi đi
vào tuabin để sinh công. Nhiệt năng cung cấp càng nhiều thì năng lượng điện phát ra
càng lớn và ngược lại. Điện áp phát ra ở đầu cực máy phát điện sẽ được đưa qua hệ
thống trạm biến áp nâng lên cấp điện áp thích hợp trước khi hòa vào mạng lưới điện
quốc gia.
1.3.1

Tóm lại, quá trình chuyển hóa năng lượng là từ năng lượng hóa năng chứa trong
nhiên liệu thành nhiệt năng bởi quá trình đốt cháy nhiên liệu. Hơi nước bão hòa là môi
trường truyền nhiệt năng từ lò đến tuabin. Tại tuabin nhiệt năng biến đổi thành cơ năng,

SV DƯƠNG THỊ HẰNG – Đ6CNTĐ

Page 5


[BÁO CÁO THỰC TẬP NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN UÔNG BÍ]

sau đó từ cơ năng biến đổi thành điện năng. Quá trình chuyển hóa năng lượng đó được
thể hiện trong hình sau:
Nhiệt năng

Hóa năng

Cơ năng

Hình 1-1. Quy trình chuyển hóa năng lượng
Chu trình nhiệt của nhà máy nhiệt điện Uông Bí tổ máy 330MW
Nước từ bình ngưng có nhiệt độ gần bằng nhiệt độ môi trường, được bơm ngưng
bơm qua bộ gia nhiệt hơi chèn tới các bộ gia nhiệt hạ áp số 1→2→3→4. Tại đây, nước sẽ
được làm nóng lên bơi hơi trích ra từ tuabin hạ áp. Sau khi ra khỏi các bình gia nhiệt hạ
áp nước được đưa tời bình khử khí để khử hết các bọt khí có lẫn trong nước.
1.3.2

Nước từ bình khử khí được các bơm tăng áp và bơm cấp A,B,C đưa lần lượt tới các
bình gia nhiệt cao áp số 6, bình gia nhiệt cao áp số 7 và bình làm mát hơi của bình gia
nhiệt số 6. Các bình gia nhiệt cao áp này sẽ tiếp tục nâng nhiệt độ của nước nhờ hơi trích
từ tuabin cao áp. Tiếp đó, nước được đưa vào bộ hâm để làm nóng thêm nhờ khói thoát
ra từ lò. Nước ra khỏi bộ hâm có áp suất khoảng 170 bar và nhiệt độ khoảng 450.
Khi đã đạt được nhiệt độ thích hợp, nước được đưa vào bao hơi. Nước từ bao hơi
đi xuống các đường ống được bố trí xung quanh thành lò hay còn gọi là các giàn ống sinh
hơi. Tại đây, nước sẽ nhận nhiệt năng từ quá trình đốt cháy nhiên liệu trong lò và trở
thành hơi bão hòa. Hơi nước bão hòa được tách ẩm nhờ các xyclon và màng chắn ẩm.
Hơi ra khỏi bao hơi gần đạt trạng thái khô hoàn toàn, được đưa vào các bộ quá nhiệt cấp
1, bộ quá nhiệt màng, bộ quá nhiệt cấp 2, trở thành hơi quá nhiệt có áp suất khoảng 170
bar và nhiệt độ khoảng 540. Hơi này sẽ được phun vào xylanh cao áp của tuabin, sinh
công lần thứ nhất. Ra khỏi xylanh cao áp, hơi bị mất nhiệt (còn khoảng 400), đi qua
đường tái lạnh vào bộ tái nhiệt để nâng nhiệt độ của hơi gần với nhiệt độ hơi mới
(khoảng 540), theo đường tái nóng đi tới xylanh trung áp, giãn nở sinh công trong xy
lanh trung áp. Hơi ra khỏi xy lanh trung áp tiếp tục được đưa vào xy lanh hạ áp để sinh
công lần cuối. Hơi ra khỏi xylanh hạ áp sau khi sinh công sẽ được đưa tới bình ngưng để

ngưng trở lại thành nước. Bình ngưng có hệ thống nước làm mát tuần hoàn và hệ thống
hút chân không làm cho hơi nước được ngưng tụ nhanh hơn. Nước sau khi được ngưng
tụ trong bình ngưng sẽ tiếp tục được bơm ngưng bơm đi theo chu trình khép kín của hơi
và nước.
SV DƯƠNG THỊ HẰNG – Đ6CNTĐ

Page 6


[BÁO CÁO THỰC TẬP NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN UÔNG BÍ]

SV DƯƠNG THỊ HẰNG – Đ6CNTĐ

Page 7


1.4 Hệ thống điều khiển nhà máy nhiệt điện
Dây truyền công nghệ trong nhà máy Nhiệt điện Uông Bí được điều khiển bởi hệ
thống điều khiển phân tán DCS. Hệ thống DCS tại nhà máy Nhiệt điện Uông Bí sử dụng
cho hai tổ máy là khác nhau:
-

Hệ thống DCS của ABB điều khiển toàn bộ quá trình hoạt động của tổ máy 330MW.
Hệ thống DCS của EMERSON điều khiển tất cả các dây truyền công nghệ của tổ
máy 330MW.

Ở đây, ta chỉ tìm hiểu tổng quan về bộ điều khiển DCS của tổ máy 330MW.
1.1.1. Mô hình phân cấp tổng quát của một hệ thống DCS

SV DƯƠNG THỊ HẰNG – Đ6CNTĐ

Page 8


1.1.2.Mô tả sơ bộ về hệ thống DCS Ovation EMERSON tổ máy 330MW

Hệ thống DCS tổ máy 330MW là hệ thống giám sát và điều khiển tích hợp (ICMS)
bao gồm hai hệ thống: Hệ thống giám sát và điều khiển tổ máy (UCMS) và hệ thống giám
sát và điều khiển các trạm (SCMS).Tất cả hệ thống được kết nối mạng LAN theo cấu trúc
thẳng (hình sao) thông qua các Switch.
 Hệ thống UCMS có 12 bộ Controller (CTRL) như sau:
- Controller 1/51: hệ thống khói, gió mặt A
- Controller 2/52: hệ thống khói, gió mặt B
- Controller 3/53: hệ thống nghiền than A,B
- Controller 4/54: hệ thống nghiền than C,D
- Controller 5/55: hệ thống dầu FO
- Controller 6/56: hệ thống giám sát an toàn buồng lửa FSSS
- Controller 7/57: hệ thống xả lò
- Controller 8/58: hệ thống hơi chính, tái nhiệt và bypass
- Controller 9/59: hệ thống hơi trích
- Controller 10/60: hệ thống nước cấp
- Controller 11/61: hệ thống nước ngưng và hệ thống nước bổ sung
- Controller 12/62: hệ thống tuabin và máy phát
- Controller 13/63: hệ thống điện ECS-1
- Controller 14/64: hệ thống điện ECS-2
- Controller 41/91 và 42/92: hệ thống điều khiển tuabin DEH
 Hệ thống SCMS có 4 bộ Controller là:
- Controller 1/51: trạm dầu nhiên liệu, báo cháy, khí nén
- Controller 2/52: hệ thống điện
SV DƯƠNG THỊ HẰNG – Đ6CNTĐ

Page 9


- Controller 3/53: hệ thống khử lưu huỳnh FGD
- Controller 4/54: điện cho hệ thống nghiền đá vôi
 Switch gồm 5 loại chính là:
- IP Switch: kết nối Root Switch với các máy in
- Root Switch (gồm cả Backup Switch): kết nối các máy vận hành, lịch sử, lập trình
- Core Switch (cả Backup Switch): kết nối hai hệ thống UCMS và SCMS
- Fanout Switch (cả Backup Switch): kết nối với Root Switch để mở rộng ra các
-

Controller
DMZ Switch : kết nối dữ liệu từ các máy WAVE201 đến các máy Admin (giám sát,
quản lý)

SV DƯƠNG THỊ HẰNG – Đ6CNTĐ

Page 10


Hình 1-2. Sơ đồ DCS của nhà máy nhiệt điện Uông Bí
CHƯƠNG II. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG LÒ HƠI CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN
UÔNG BÍ TỔ MÁY 330MW
2.1.

Tổng quan hệ thống điều khiển lò hơi

Hệ thống điều khiển lò hơi nhà máy nhiệt điện Uông Bí là một hệ thống điều khiển

phức tạp, giám sát và điều khiển hàng trăm tham số. Hệ thống có cấu trúc phức tạp với
hàng trăm mạch vòng điều khiển khác nhau. Trong lò hơi các quá trình điều khiển gió,
không khí vào lò, nhiên liệu, quá trình cháy, hơi, nước cấp,… đều có tác động và qua lại
SV DƯƠNG THỊ HẰNG – Đ6CNTĐ

Page 11


lẫn nhau, để đạt được hiệu suất tối đa, đáp ứng yêu cầu về tải thì cùng lúc phải phối hợp
điều khiển nhiều đối tượng với nhiều thông số. Điều này yêu cầu phải có một hệ thống
điều khiển tổng thể, điều khiển giám sát và làm giảm được sự xen kênh giữa các hệ điều
khiển của các đại lượng trong hệ thống. Có thể chia hệ thống thành các hệ điều khiển
chính sau:
-

-

2.2.

Hệ điều khiển phụ tải nhiệt: điều khiển quá trình cấp nhiên liệu, nghiền và phun
than vào trong buồng đốt cháy sinh nhiệt năng.
Hệ điều khiển chân không buồng đốt: điều khiển luồng gió cấp không khí và khói
thoát, đảm bảo điều kiện cháy tối ưu trong buồng đốt.
Hệ điều khiển mức nước bao hơi: điều khiển quá trình cấp nước cho bao hơi, đảm
bảo sự cân bằng giữa lượng hơi sinh ra, lưu lượng nước cấp và nước đi xuống
giàn sinh hơi.
Hệ điều khiển hơi: đảm bảo các chất lượng hơi trước khi phun vào tuabin với các
thông số như độ khô, nhiệt độ, áp suất, lưu lượng hơi,…
Cấu tạo chung và nguyên lý hoạt động của lò hơi tổ máy 330MW
Mô tả chung lò hơi B&W-1020/18.34-M

Lò hơi được chế tạo bởi BWBC cho dự án UBEX2 1x330MW theo công nghệ của
B&W. Lò hơi kiểu một bao hơi, tuần hoàn tự nhiên, buồng lửa đơn, gió cân bằng và bộ tái
nhiệt đơn, thải xỉ khô. Lò được thiết kế để đốt than Antraxit Việt Nam, cùng với hệ thống
máy nghiền bi. Việc cấp gió nóng và ngọn lửa chữ “W”, đốt kiểu downshot sử dụng các vòi
đốt than bột dòng đặc với hàm lượng NOx thấp kiểu EI-XCL (tăng cường đánh lửa – điều
khiển hướng tâm – Nox thấp). Các vòi đốt này được thiết kế để đốt than có hàm lượng
chất bốc thấp. Lò hơi lắp đặt kiểu đứng ngoài trời có mái che với đầy đủ cấu trúc thép. Có
hai bộ sấy không khí kiểu quay cho một lò hơi.
Cấu tạo chung
Lò hơi đốt phun gồm các bộ phận chính sau: bao hơi, van hơi chính, đường nước
cấp, vòi phun nhiên liệu, buồng lửa là không gian để đốt cháy tất cả nhiên liệu phun vào
lò, phễu tro lạnh để làm nguội các hạt tro xỉ trước khi thải ra ngoài trong trường hợp
thải xỉ khô, giếng xỉ để hứng tất cả xỉ ra ngoài, bơm nước cấp, ống khói, bộ sấy không khí,
quạt gió, bộ hâm nước, dàn ống nước xuống, dàn ống nước lên, dãy feston-dàn ống sinh
hơi và bộ quá nhiệt, bộ lọc bụi để chống mài mòn cánh quạt khói.
Nguyên lý hoạt động
Bột nguyên liệu được gió cấp một thổi qua vòi phun được đưa vào buồng lửa,
nhận nhiệt từ buồng lửa và sản phẩm cháy, được sấy nóng, sấy khô, tách chất bốc, tạo cốc
và bắt đầu cháy. Mặt khác dưới tác dụng của quạt gió, quạt khói, không khí được đưa
SV DƯƠNG THỊ HẰNG – Đ6CNTĐ

Page 12


vào đầy đủ, cháy kiệt các chất bốc và cốc, tạo thành sản phẩm cháy và tro xỉ ở nhiệt độ
cao. Tro xỉ bị cháy bỏng, một bộ phận kết lại tạo thành hạt lớn rơi xuống đáy buồng lửa,
tro xỉ được làm nguội bằng phễu tro lạnh, đông đặc lại rồi thải ra ngoài. Những hạt tro xỉ
bị dòng sản phẩm cháy cuốn theo, nguội dần do truyền nhiệt cho môi chất qua các dàn
ống, đông đặc lại trước khi ra khỏi buồng lửa rồi theo sản phẩm cháy đi qua bộ khử bụi

bị tách ra hoặc thải ra ngoài qua ống khói. Tuy nhiên vẫn còn một bộ phận bám lại trên
các bề mặt truyền nhiệt hoặc trên các đường ống dẫn khói. Sản phẩm cháy khi ở trong
buồng lửa có nhiệt độ khá cao, khoảng 1200 đến 1600, qua các bề mặt truyền nhiệt cho
môi chất, nhiệt độ giảm xuống 120 -180 trước khi thải ra ngoài.
Nước từ hệ thống nước cấp được đưa tới ống góp dưới của bộ hâm. Nước đi lên
trên qua các dàn ống của bộ hâm và được đưa tới ống góp phía trên của bộ hâm. Nước
đã được gia nhiệt từ ống góp đầu ra bộ hâm theo ống dẫn đi vào bao hơi. Nước cấp được
gia nhiệt (nhưng vẫn quá lạnh) hỗn hợp với nước bão hòa trong bao hơi. Các dòng hỗn
hợp này đi vào các ống nước xuống (4 đường nước xuống) và được phân phối tới các ống
góp dưới của buồng đốt bằng các ống liên thông. Nước được đưa lên trên bởi sự tuần
hoàn tự nhiên thông qua các ống sinh hơi tới các ống góp phía trên của các mảng ống
sinh hơi. Hỗn hợp hơi/nước bão hòa từ các ống góp trên của các mảng ống sinh hơi được
đưa tới bao hơi nhờ các ống liên thông. Hỗn hợp hơi/nước bão hòa đi qua các tấm chắn
phía dưới của buồng phân phối trong bao hơi, dòng hỗn hợp này nằm giữa các tấm chắn
và thành bao hơi sẽ đi vào các xyclone tách hơi và nước trong bao hơi, tại đây hơi được
tách ra khỏi nước. Nước bão hòa được thoát ra qua phần dưới của xylone và kết hợp với
nước cấp. Dòng hỗn hợp này đi qua bộ khử xoáy và đi vào các ống nước xuống để tiếp tục
một vòng tuần hoàn mới. Hơi sau khi ra khỏi các xyclone đi qua bộ phân phối hơi tới ống
góp đầu vào quá nhiệt tầng trần, sau khi qua quá nhiệt tầng trần, hơi tiếp tục được gia
nhiệt bởi quá nhiệt cấp 1, quá nhiệt mành, quá nhiệt cấp 2 và cuối cùng đi vào tuabin cao
áp. Có hai bộ phận giảm ôn phun giữa mỗi bộ quá nhiệt để điều chỉnh nhiệt độ hơi quá
nhiệt đảm bảo nhiệt độ hơi quá nhiệt nằm trong dải điều chỉnh tại các điều kiện tải thay
đổi.
Hơi thoát từ tuabin cao áp sẽ được đưa tới bộ tái nhiệt thông qua đường tái nhiệt
lạnh, sau khi nhận nhiệt tại bộ quá nhiệt trung gian, hơi sẽ đi vào tuabin trung áp thông
qua đường tái nhiệt nóng, một bộ giảm ôn được lắp đặt trên đường tái nhiệt lạnh.
2.3.
Các thông số kỹ thuật của lò hơi trong nhà máy
2.3.1. Các thông số thiết kế

Lò hơi được thiết kế dựa trên công suất liên tục lớn nhất của lò hơi (BMCR) giống
như tải của tuabin khi các van điều chỉnh được mở hết (VWO). Công suất hơi tại tải định
mức lò hơi (BRL) giống tải định mức RO của tuabin.
Các thông số
SV DƯƠNG THỊ HẰNG – Đ6CNTĐ

VWO
Page 13

RO


(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
(10)
(11)
(12)
(13)
(14)
(15)

Lưu lượng hơi mới (t/h)
Áp suất hơi mới tại đầu ra lò hơi (Mpa)

Nhiệt độ hơi mới tại đầu ra của lò hơi ()
Lưu lượng hơi tái nhiệt (t/h)
Áp suất hơi tái nhiệt tại đầu vào (MPa)
Áp suất hơi tái nhiệt tại đầu ra lò hơi (MPa)
Nhiệt độ hơi tái nhiệt tại đầu vào ()
Nhiệt độ hơi tái nhiệt tại đầu ra ()
Nhiệt độ nước cấp ()
Nhiệt độ nước phun ()
Áp suất thiết kế cho lò hơi (MPa)
Áp suất thiết kế cho bộ hâm nước (MPa)
Áp suất thiết kế cho bộ tái nhiệt (MPa)
Áp suất tại đầu ra tuabin (MPa)
Hiệu suất tính toán của lò hơi

1020
18,34
543
925
4,407
4,217
345
543
258
182
20,5
20,9
5,34
17,75
88,8%

952
18,25
543
865
4,121
3,943
366
543
254
179
20,5
20,9
5,34
17,75
89,03%

Cân bằng nghiệt lò hơi (theo than thiết kế, ở tải 100% RO)
STT

Tên thông số

1

Tổn thất nhiệt do thoát khói
Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về mặt
hóa học
Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về mặt
cơ học
Tổn thất nhiệt do bức xạ
Tổn thất nhiệt do thải xỉ

Hiệu suất lò hơi
Tổng lượng nhiên liệu tính toán
Lượng không khí lý thuyết (tại điều kiện tiêu
chuẩn)
Hệ số không khí thừa đầu ra buồng đốt

2
3
4
5
6
7
8
9

Kí
hiệu
q2

Đơn vị

Thông số

%

4.516

q3

%

3.07

q4

%

2.79

q5
q6
B

%
%
%
t/h

0.21
0.25
89.164
116.07

Vo

Nm3/kg

5.56

-------

1.3

Các thông số chính của lò hơi tại tải định mức RO (than thiết kế):
Loại

Mô tả

Đặc
tính
chính

Lưu lượng hơi quá
nhiệt
Áp suất hơi quá nhiệt

Đơn vị

Thông số

t/h

952

Mpa.g

18.25

SV DƯƠNG THỊ HẰNG – Đ6CNTĐ

Page 14

Loại

Mô tả

Nước
giảm
ôn

Lưu lượng nước giảm
ôn quá nhiệt cấp 1
Lưu lượng nước giảm
ôn quá nhiệt cấp 2

Đơn vị

Thông
số

t/h

39.1

t/h

0.0


Nhiệt độ hơi quá nhiệt

Lưu lượng hơi tái
nhiệt
Áp suất hơi tái nhiệt
(vào/ra)
Nhiệt độ hơi tái nhiệt
(vào/ra)

t/h

865

Mpa.g

4.121/3.9
43

Xả liên tục

%

336/543
?1

Nhiệt độ nước cấp
Hiệu suất lò
Cân
bằng
nhiệt

Tổn

thất
nhiệt

Lưu lượng nước giảm
ôn tái nhiệt
Nhiệt độ nước giảm ôn
quá nhiệt/tái nhiệt

543

254
%

91.08

Nhiệt độ khói thoát
(không hiệu chỉnh)

140

Tiêu thụ nhiên liệu

t/h

140

Tổn thất do khói thải

%

4.65

Tổn thất do H2 và H2O
trong nhiên liệu

%

0.18

Tổn thất do gió ấm

%

0.24

%

3.40

%

0.20

%

0.25

Tổn thất do cháy
không hết
Tổn thất do bức xạ

Tổn thất khác

Hệ
thống
khói
gió

Tro xỉ
Nhiệt độ môi trường
Môi
trườn
g

Mô tả
Nhiệt
độ
khói
đầu
vào
Nhiệt
độ
khói
đầu ra

32

Áp suất khí quyển

MPa

0.1013

Độ ẩm tương đối

%

95

Đơ
n vị

Hệ
thống
chế
biến
than

Hệ số không khí thừa
đầu vào/ra bộ sấy
Lưu lượng khói vào/ra
bộ sấy
Nhiệt độ khói vào/ra
bộ sấy (tính cả lọt gió)
Nhiệt độ gió cấp 1
vào/ra bộ sấy
Nhiệt độ gió cấp 2
vào/ra bộ sấy
Lưu lượng gió cấp 1
vào/ra bộ sấy
Lưu lượng gió cấp 2

vào/ra bộ sấy
Lưu lượng gió đi điều
chỉnh nhiệt độ máy
nghiền
Lưu lượng gió tái tuần
hoàn cấp 1/cấp 2
Hàm lượng tro của
khói tại đầu ra bộ sấy
Mật độ của khói thải
Tỷ lệ tro bay/Bụi
phóng xạ/Xỉ
Lượng tro bay/Bụi
phóng xạ/Xỉ
Số lượng máy
nghiền/vòi đốt

t/h

/
179/179

1.25/1.3
4
1341/14
30

t/h

399/137
36/386

34/366
t/h

251/188

t/h

958/932

t/h

0

t/h

0/0

g/Nm3

31.5

kg/Nm3

1.330
0.8/0.05
/0.15
33.7/2.1
/6.3

t/h

Độ mịn than bột R90

/

4/16

%

4.0

Quá
nhiệt
mành
tầng 1

Quá
nhiệt
mành
tầng 2

Quá
nhiệt
cấp 2

Bộ tái
nhiệt đặt
đứng

Bộ tái

nhiệt
chuyển
tiếp

Bộ tái
nhiệt
đặt
ngang

Sau
quá
nhiệt
cấp 1

Trước
quá
nhiệt
cấp 1

Trước
bộ hâm
nước

Sau
bộ
hâm
nước

1323

1127

995

918

783

757

744

698

/

464

1127

1030

937

817

771

429

731

467

/

385

2.3.2. Các thông số khác
a. Than Atraxit Việt Nam

Thành phần
Độ ẩm (M)
SV DƯƠNG THỊ HẰNG – Đ6CNTĐ

Đơn vị
%
Page 15

Giá trị
9.40

Dải
8.0 - 12.0


Độ tro (A)
Các bon (C)
Hydro (H)
Oxy (O)

Nito (N)
Lưu huỳnh (S)
Nhiệt trị thấp Qt

%
%
%
%
%
%
Kcal/kg

27.69
58.98
1.09
1.14
0.85
0.85
4961

25.44 - 30.96
57.00 - 66.82
0.85 - 2.12
0.97 - 2.09
0.6 - 2.35
0.76

b. Dầu FO

Dầu được sử dụng cho tổ máy là dầu FO số 2B. Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN

6329-2002:
Độ nhớt (50 )
180cst
Lưu huỳnh (Max)
3.5%
Thành phần nước (Max)
1.0%
Tổng năng suất tỏa nhiệt (Min)
9800 kcal/kg
Theo các yêu cầu kỹ thuật và tiêu chuẩn thiết kế của B&W, lò hơi được thiết kế tính
toán tuổi thọ 30 năm với giới hạn các lần khởi động như sau:
-

-

Khởi động trạng thái lạnh 6-8 giờ: > 2000 lần
Khởi động trạng thái ấm 3-4 giờ: > 1170 lần
Khởi động trạng thái nóng 1,5-2 giờ: > 4680 lần

2.4.
Giới thiệu sơ lược về tuabin của nhà máy tổ máy 330MW
2.4.1. Mô hình chung và đặc tính kỹ thuật của tuabin N330-17.75/540/540
 Kiểu: tuabin xung lực, có quá nhiệt trung gian, 3 thân, có trích hơi và ngưng hơi,

phần hạ áp dòng chảy kép.
 Cấu tạo của tuabin gồm 3 phần riêng rẽ: tổng cộng 33 tầng cánh
- Xylanh cao áp (20MAA10): 1 tầng điều chỉnh + 10 tầng xung lực, hơi đi trong
xylanh được bố trí đi từ phía gối đỡ số 2 về phía gối đỡ số 1.
- Xylanh trung áp (20MAB10): 12 tầng xung lực, hơi đi trong xylanh từ phía xylanh
HP về phía xylanh LP.

- Xylanh hạ áp (10MAC10): 25 tầng xung lực, hơi đi về hai phía.
 Roto cao áo, trung áp, hạ áp chúng được kết nối với nhau bằng khớp nối cứng.

2.4.2. Cấu tạo chung

SV DƯƠNG THỊ HẰNG – Đ6CNTĐ

Page 16


Đây là một tuabin trục ngang. Dòng nước chảy qua van nạp, mối hàn lắp, vỏ xoắn
ốc, đẩy roto quay. Để tiện lắp đặt và đại tu, thiết bị này có một cấu trúc hai trụ bản
lề lỗ hút thẳng đứng. Bộ phận phối tuabin gồm những bộ phận sau:
- Bộ ống nạp:
Bộ ống nạp gồm có ống, van nạp, mối hàn lắp, ống dạng nón và ống khuỷu, …Đó là
phần đầu tiên của tuabin. Van nạp ngắt dòng chảy khi tuabin xảy ra sự cố khẩn
cấp hoặc ngừng đại tu. Ống nạp có bộ phần hàn với áp suất chịu đựng và hiệu suất
thủy lực thuận lợi.
- Bộ phận chính:
Cánh dẫn hướng, làm bằng thép không rỉ, là một kết cấu có hai trụ đỡ. Nắp cột áp
và vòng đai, đáy có vỏ bằng thép ZG230-450. Bộ phận phối có cấu trúc lá trượt
đơn giản, để tiện lắp đặt và đại tu. Có các chốt trượt bảo vệ giữa thanh chắn dòng
và thanh chắn dòng tự động.
- Bộ phận quay:
Roto được lắp đặt trên phần mở rộng của trục bộ phận điều chỉnh chêm và côn
roto. Vỏ roto làm bằng thép không rỉ, chống xâm thực tốt và có đặc tính mài mòn.
- Bộ ống hút:
Bộ ống hút gồm có một thiết bị nạp khí, một ống khuỷu và một ống hình nón. Thiết
bị nạp khí được lắp giữa vòng đai đáy và ống khuỷu. Để giảm độ rung thủy lực và
ảnh hưởng đến xâm thực, cần phải có thiết bị nạp khí và khí bổ sung tự nhiên ở

ngoài vùng đích danh của thiết bị.
2.4.3. Các thông số kỹ thuật của tuabin tổ máy 330MW

Các thông số

Đơn vị

Vận hành
an toàn

Làm việc
an toàn

Pđm=330M
W

P=330MW

17.75
540
540
952
6.5
0

17.75
540
540
971
8

3

Van đ/c
tuabin mở
max
Pmax=343M
W

(1) Các thông số hơi mới và hơi tái

nhiệt
- Áp suất hơi mới
- Nhiệt độ hơi mới
- Nhiệt độ hơi tái nhiệt
- Lưu lượng hơi mới
(2) Áp suất hơi thoát xylanh hạ áp
(3) Tỷ lệ nước bổ sung
SV DƯƠNG THỊ HẰNG – Đ6CNTĐ

Mpa.a
t/h
Kpa.a
%
Page 17

17.75
540
540
1020
8.3

3


(4) Nhiệt độ nước cấp sang lò
(5) Tất cả các hệ thống gia nhiệt

làm việc bình thường, không có
hơi tự dùng
(6) Hai bơm nước cấp đang làm
việc
(7) Hiệu suất máy phát
(8) Hệ số công suất
(9) Áp suất Hydrogen
(10) Công suất tiêu hao tính toán
được
(11) Nhiệt độ nước làm mát
(12) Dải tần số thiết kế

255.29

256.19

259

-

Có

Có

Có

-

Có

Có

Có

%
Mpa.a

98.88
0.85
0.3

98.88
0.85
0.3

98.88
0.85
0.3

kJ/kW.h

7831.57

7960.03

7974.68

Hz

26
47-52

30
47-52

30.5
47-52

CHƯƠNG III. GIỚI THIỆU HỆ THỐNG ĐIỀU CHỈNH MỨC NƯỚC BAO TỔ MÁY
330MW NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN UÔNG BÍ

SV DƯƠNG THỊ HẰNG – Đ6CNTĐ

Page 18


3.1.

Giới thiệu về hệ thống điều khiển mức nước bao hơi trong lò hơi nhà máy
nhiệt điện.
3.1.1. Đặt vấn đề
Hệ thống điều chỉnh mức nước bao hơi là một trong những khâu quan trọng của
hệ thống điều chỉnh lò hơi. Nhiệm vụ của hệ thống này là đảm bảo tương quan lượng
nước đưa vào lò hơi và lượng hơi sinh ra. Khi tương quan này bị phá vỡ thì mức nước

trong bao hơi sẽ không cố định. Mức nước thay đổi sẽ dẫn tới sự cố ở tuabin hay lò hơi.
Nếu mức nước bao hơi lớn quá giá trị cho phép sẽ làm giảm năng suất bốc hơi của bao
hơi, giảm nhiệt độ hơi quá nhiệt ảnh hưởng tới sự vận hành của tuabin. Nếu mức nước
bao hơi quá thấp so với giá trị cho phép làm tăng nhiệt độ hơi quá nhiệt, có thể gây nổ hệ
thống ống sinh hơi.
Tương quan giữ lưu lượng hơi và nước cấp bị phá vỡ do nhiều nguyên nhân gây
ra như lưu lượng hơi, lưu lượng nước cấp, nhiệt độ nước cấp, nhiệt lượng than toả ra
trong buồng đốt ...
-

Lưu lượng hơi: khi lượng hơi sang tuabin tăng thì mức nước trong bao hơi giảm
và ngược lại.
Lưu lượng nước cấp: khi lưu lượng nước cấp vào lò tăng thì mức nước trong bao
hơi cũng tăng.
Quá trình cháy: khi lượng nhiệt cấp cho lò thay đổi thì mức nước trong bao hơi
cũng thay đổi theo.

Khi lò đang vận hành bình thường, nếu lượng nhiệt cấp cho lò tăng lên (tăng
lượng nhiên liệu cho quá trình cháy) thì trong một khoảng thời gian khoảng 30s, mức
nước sẽ tăng lên đột ngột do hàm lượng hơi trong hệ thống tăng đột ngột, hiện tượng
này gọi 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 lên. Khi giảm
lượng than 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 bao hơi tăng lên.
Áp suất trong bao hơi: khi áp suất trong bao hơi thay đổi thì mức nước bao hơi
thay đổi theo quan hệ nghịch. Nếu áp suất tăng thì mức nước bao hơi giảm và nếu áp
suất giảm thì mức nước bao hơi sẽ tăng.
Khi áp suất tăng, một bộ phận hơi trong hỗn hợp nước sẽ ngưng tụ dẫn đến mức
nước giảm xuống. Đồng thời, khi tăng áp lực hơi thì thể tích hơi của lò cũng giảm, làm
mức nước giảm. Ngược lại khi áp suất giảm thì dẫn đến mức nước trong bao hơi tăng.

Các phương pháp điều chỉnh mức nước bao hơi: việc điều khiển mức nước bao hơi
có thể thực hiện theo nhiều cách khác nhau tuỳ theo loại lò. Thông thường sử dụng ba sơ
đồ là sơ đồ một tín hiệu, hai tín hiệu và ba tín hiệu.
SV DƯƠNG THỊ HẰNG – Đ6CNTĐ

Page 19


3.1.2. Các cấu trúc cơ bản của điều khiển mức nước bao hơi
a. Các ký hiệu trong sơ đồ logic

Input

Khối so sánh

output

Khối OR

Khối tổng

Khối lọc phẳng
tín hiệu ra

Hàm chuyển đổi
Giá trị đặt

Khối chọn chế
độ
Bộ chuyển đổi

Bộ PID

Khối so sánh

b. Sơ đồ điều chỉnh một tín hiệu

Tín hiệu điều chỉnh ở đây là tín hiệu về mức nước tương đối trong bao hơi, tín hiệu
đầu ra của bộ điều chỉnh mức nước được đưa vào cơ cấu chấp hành để điều khiển đóng
mở van nhằm thay đổi lưu lượng nước cấp vào lò theo yêu cầu. Cách điều khiển này chỉ
dùng cho các lò hơi có dung tích nước lớn và sản lượng hơi nhỏ (dưới 30 T/h).

Hình 3-1: sơ đồ điều chỉnh mức nước bao hơi một tín hiệu
c. Sơ đồ điều chỉnh hai tín hiệu

Trong sơ đồ này ngoài tín hiệu về mức nước đo được trong bao hơi còn sử dụng
thêm một tín hiệu thứ hai là tín hiệu lưu lượng hơi. Tín hiệu lưu lượng hơi là tín hiệu
đoán trước được đưa vào bộ điều chỉnh feedforward. Kiểu điều khiển kết hợp feedback và
feedforward này cho phép bộ điều chỉnh dự đoán trước được sự thay đổi lưu lượng nước
SV DƯƠNG THỊ HẰNG – Đ6CNTĐ

Page 20


cấp trước khi mức nước trong bao hơi bị giảm đi. Nhờ đó mà khử bỏ được ảnh hưởng
chậm trễ của nó tới mức nước khi phụ tải thay đổi.
Sơ đồ này thường dùng cho lò hơi loại trung bình và nhỏ có phụ tải ít thay đổi.

Hình 3-2 : sơ đồ điều khiển mức nước bao hơi hai tín hiệu
d. Sơ đồ điều chỉnh ba tín hiệu

Trong sơ đồ này người ta sử dụng thêm một tín hiệu nữa là tín hiệu lưu lượng
nước cấp, hai bộ điều chỉnh PI được liên kết với nhau theo kiểu cascade. Khi đó tín hiệu ra
của bộ điều chỉnh mức nước sẽ trở thành tín hiệu đặt cho bộ điều chỉnh cấp nước. Còn tín
hiệu lưu lượng hơi cũng giống như ở sơ đồ điều chỉnh hai phần tử nó là tín hiệu đoán
trước sự thay đổi của phụ tải.
Mức nước luôn được giữ trong vùng giới hạn cho phép, khi các quá trình động học
thay đổi bộ điều chỉnh làm việc với ba phần tử với sự bù hiện tượng sôi bồng (Swell)
được sử dụng khi tải lớn hơn 25%.
Các thành phần điều khiển lưu lượng nước cấp sẽ ảnh hưởng tương tác lẫn nhau
nếu không chỉnh định tốt. Một sự thay đổi vị trí van nước cấp sẽ dẫn đến thay đổi chênh
áp, mà nó sẽ dẫn đến việc điều chỉnh tốc độ bơm cấp. Nếu việc chỉnh định không tốt sẽ
dẫn đến quá điều chỉnh hoặc dao động dạng sóng.

SV DƯƠNG THỊ HẰNG – Đ6CNTĐ

Page 21


Hình 3-3. sơ đồ điều khiển mức nước bao hơi ba tín hiệu
Sơ đồ ba tín hiệu đảm bảo được chất lượng điều chỉnh cao, bởi vì nhiễu từ lưu
lượng hơi (nhiễu ngoài) được khử bỏ từ tín hiệu nước cấp, còn các nhiễu khác (nhiễu
trong) xảy ra trong lò như áp suất hơi, nhiệt độ nước cấp, nhiệt lượng toả ra của nhiên
liệu ... được khử bỏ từ tín hiệu mức nước trong bao hơi.
Trong sơ đồ này, tín hiệu mức nước là tín hiệu phản hồi, tín hiệu về lưu lượng hơi
là tín hiệu tiền định nó phản ánh trạng thái của phụ tải hơi. Nhờ tín hiệu này mà có thể
khử bỏ được ảnh hưởng chậm trễ tới mực nước khi phụ tải thay đổi. Có nghĩa là khi lưu
lượng hơi thay đổi tín hiệu này được truyền ngay vào bộ điều chỉnh nước cấp trước khi
mức nước thay đổi và bộ điều chỉnh nước cấp thay đổi lượng nước cấp vào lò để cân
bằng với sản lượng hơi. Tín hiệu về lưu lượng nước cấp sẽ tăng thêm độ chính xác của tín

hiệu tiền định bằng cách loại trừ các ảnh hưởng của lưu lượng cũng như áp suất.
Như vậy ta có hai mạch vòng để điều chỉnh một thiết bị cấp nước (là một van hay
một bơm cấp nước) đó là mạch vòng điều chỉnh lượng nước cấp cho bao hơi và mạch
vòng điều chỉnh mức nước bao hơi. Trong hai mạch vòng này thì tín hiệu về mức nước sẽ
được ưu tiên hơn so với tín hiệu lưu lượng hơi. Tuy nhiên khi mà mức nước trong bao
hơi gần tới điểm đặt (Sensor = 0) thì tín hiệu về sự thay đổi của lưu lượng sẽ tác động
ngay lên mức nước, có nghĩa là tín hiệu điều khiển là tín hiệu về lưu lượng.
Trong trường hợp mức nước trong bao hơi cao, phụ tải nhiệt khá lớn, lúc này bộ
điều khiển mức nước có xu hướng đóng van cấp nước trong khi bộ điều chỉnh lưu lượng
lại có xu hướng điều chỉnh để van này vẫn được mở ra. Do ta muốn mức nước phải giảm
cho nên bộ điều khiển mức nước sẽ được ưu tiên hơn là bộ điều khiển lưu lượng hơi, có
nghĩa là van cấp nước sẽ được đóng lại. Điều này xảy ra khi mà ta Reset lại bộ điều khiển
mức.

SV DƯƠNG THỊ HẰNG – Đ6CNTĐ

Page 22


Cả hai mạch vòng trên đều tác động đến van điều chỉnh một cách độc lập nhau:
-

Khi mức nước gần bằng điểm đặt thì bộ điều chỉnh lưu lượng tác động.
Khi mức nước quá thấp hoặc quá cao thì bộ điều chỉnh mức nước tác động.
Từ sơ đồ cấu trúc ta có thể thấy hoạt động của sơ đồ như sau:

Bình thường khi lưu lượng hơi cần sản xuất ra không thay đổi tức là phụ tải của
nhà máy không thay đổi so với giá trị trước đó, do đó đầu vào của bộ điều chỉnh
lưu lượng cũng không thay đổi và lượng nước cấp vào lò hơi cũng không thay đổi.
• Khi lưu lượng hơi sản xuất ra giảm đi (phụ tải của nhà máy giảm xuống) thì mức

nước trong bao hơi sẽ tăng lên, đầu vào của bộ điều chỉnh mức nước là ∆L giảm,
đầu vào của bộ điều chỉnh lưu lượng hơi giảm theo, tín hiệu điều chỉnh độ mở của
van cấp giảm, lưu lượng nước cấp vào bao hơi sẽ giảm đi và do đó mức nước
trong bao hơi sẽ giảm xuống trở về trạng thái ổn định ban đầu.
• Ngược lại, khi lưu lượng hơi sản xuất ra tăng, nghĩa là phụ tải của nhà máy tăng
thì mức nước trong bao hơi sẽ bị giảm xuống, tín hiệu vào bộ điều chỉnh mức nước
là ∆L tăng lên, tín hiệu vào của bộ điều chỉnh lưu lượng theo đó cũng tăng lên, độ
mở của van sẽ được tăng làm cho lượng nước cấp vào lò nhiều hơn, do đó mà mức
nước lại tăng lên trở về mức nước ổn định ban đầu
•

3.2.

Điều chỉnh mức nước bao hơi và các phương pháp điều chỉnh
3.2.1. Vai trò, nhiệm vụ của bộ điều khiển mức nước bao hơi
Hệ thống điều chỉnh cấp nước vào lò hơi đóng vai trò rất quan trọng trong các hệ
thống điều chỉnh của lò hơi. Nhiệm vụ của hệ thống tự động điều chỉnh cấp nước vào lò
hơi là đảm bảo sự cân bằng vật chất giữa lưu lượng hơi ra khỏi lò hơi và lưu lượng nước
cấp vào lò. Trong quá trình hoạt động của lò hơi, sự cân bằng vật chất giữa lưu lượng
hơi ra khỏi lò và lưu lượng nước cấp vào lò bị phá vỡ do nhiều nguyên nhân. Một trong
những nguyên nhân chính như sau: sự thay đổi lưu lượng hơi cấp vào TuaBin, sự thay
đổi nước cấp vào lò, sự thay đổi áp suất bao hơi, sự thay đổi lượng nhiệt sinh ra trong
buồng lửa, v.v…Những lý do trên dẫn đến làm thay đổi mức nước trong bao hơi. Mức
nước tăng hoặc giảm quá mức quy định sẽ ảnh hưởng đến chất lượng hơi hoặc sự cố lò
hơi. Khi mức nước bao hơi tăng quá mức quy định sẽ ảnh hưởng đến chất lượng hơi. Vì
khi đó ảnh hưởng tới quá trình phân ly hơi trong bao hơi, các giọt ẩm sẽ theo hơi tràn
sang bộ quá nhiệt, làm giảm quá trình truyền nhiệt giữa hơi và khói, dẫn đến những tầ
ng cuối của TuaBin sẽ có độ ẩm cao sẽ làm hỏng tầng cánh TuaBin. Còn khi mức nước
bao hơi thấp hơn mức yêu cầu làm mất sự tuần hoàn tự nhiên của nước trong hệ thống.
Trong khi đó lượng nhiệt sinh ra trong buồng lửa vẫn không đổi dẫn đến có thể làm biến

dạn g hoặc phình nổ các ống sinh hơi. Chính vì vậy, hệ thống điều chỉnh tự động cấp nước
bao hơi có vai trò rất quan trọng trong hệ thống điều chỉnh của lò hơi. Có nhiệm vụ đảm
bảo mức nước bao hơi thay đổi trong một giới hạn cho phép hay nói cách khác là đảm
bảo sự cân bằng vật chất giữa lưu lượng hơi ra khỏi lò và lưu lượng nước cấp vào lò.
SV DƯƠNG THỊ HẰNG – Đ6CNTĐ

Page 23


3.2.2. Các yếu tố ảnh hưởng tới sự thay đổi mức nước bao hơi

Quá trình thay đổi mức nước trong lò có bao hơi là một quá trình rất phức tạp.
Không những bị thay đổi do cân bằng vật chất bị phá vỡ (ảnh hưởng của sự thay đổi lưu
lượng hơi ra khỏi lò, của sự thay đổi lưu lượng nước cấp vào lò…) mà còn bị thay đổi do
ảnh hưởng của sự thay đổi áp suất trong bao hơi, ảnh hưởng của hiện tượng sôi bồng…
Những ảnh hưởng này lại có tác động tương hỗ lẫn nhau và làm cho quá trình thay đổi
mức nước càng trở nên phức tạp.
a. Ảnh hưởng của sự thay đổi lưu lượng nước cấp vào lò

Khi thay đổi lưu lượng nước cấp vào lò nhưng vẫn không thay đổi lượng nhiệt sinh
ra trong lò thì lưu lượng hơi ra khỏi lò không thay đổi và các thông số của nó cũng không
thay đổi mà chỉ thay đổi mức nước trong bao hơi. Khi lưu lượng nước cấp vào lò tăng thì
mức nước trong bao hơi tăng và ngược lại, khi lưu lượng nước cấp vào lò giảm thì mức
nước trong bao hơi giảm. Về lý thuyết thì quan hệ này là tuyến tính nhưng thực tế do ảnh
hưởng của chiều dài đường ống từ van điều chỉnh tới bao hơi nên bị chậm trễ một
khoảng thời gian τ nào đó và đặc điểm của đối tượng nhiệt là quán tính lớn nên đặc tính
động của lò hơi khi đại lượng điều chỉnh là mức nước thường là một khâu tích phân
quán tính có trễ.
b. Ảnh hưởng của lượng nhiệt sinh ra trong buồng lửa
Sự thay đổi lượng nhiệt sinh ra trong buồng lửa trong điều kiện lưu lượng nước

cấp vào lò không thay đổi cũng làm thay đổi mức nước trong bao hơi.
Ta thấy, khi lượng nhiệt sinh ra trong buồng lửa tăng lên thì mức nước trong bao
hơi tăng lên do khi lượng nhiệt sinh ra trong buồng lửa tăng trong khi đó áp suất lò vẫn
không thay đổi tương ứng nhiệt độ bão hoà của nước không thay đổi đẫn đến lượng hơi
sinh ra trong hệ thống tăng lên, dẫn đến việc tách tương ứng một lượng nước đưa vào
bao hơi dẫn tới mức nước bao hơi tăng.
Như vậy, khi lượng sinh ra trong lò thay đổi đột ngột trong điều kiện giữ lưu
lượng nước cấp không thay đổi thì nó ảnh hưởng tới thành phần sôi bồng làm tăng mức
nước đồng thời chúng lại ảnh hưởng tới sự phá vỡ cân bằng vật chất làm giảm mức
nước. Người ta chứng minh được rằng, ảnh hưởng tổng hợp của hai hiện tượng như sau:
lúc đầu mức nước tăng (khoảng 30 giây) sau đó giảm dần.
c. Ảnh hưởng của sự thay đổi áp suất
Khi áp suất thay đổi thì mức nước bao hơi cũng thay đổi theo. Khi áp suất bao hơi
tăng lên thì mức nước bao hơi giảm, vì khi áp suất bao hơi tăng thì đồng thời nhiệt độ
nước bão hoà trong lò tăng trong khi đó nhiệt lượng sinh ra trong buồng lửa vẫn không
thay đổi dẫn đến lượng hơi sinh ra trong hệ thống giảm, điều này dẫn đến mức nước
trong bao hơi sẽ giảm. Còn khi áp suất bao hơi giảm thì hiện tượng xảy ra nguợc lại làm
SV DƯƠNG THỊ HẰNG – Đ6CNTĐ

Page 24


cho mức nước bao hơi tăng lên. Khi áp suất thay đổi thì không những ngoài chính bản
thân nó làm thay đổi mức nước nó còn gây ra hiện tượng sôi bồng làm thay đổi mức
nước.
d. Ảnh hưởng của sự thay đổi lưu lượng hơi ra khỏi lò

Khi thay đổi sản lượng hơi ra khỏi lò tốc độ quy dẫn của hơi và tốc độ tuần hoàn
trong vòng tuần hoàn sẽ thay đổi dẫn đến ảnh hưởng tới chế độ tuần hoàn của môi chất
trong hệ thống lò.

Khi tăng đột ngột sản lượng hơi ra khỏi lò áp suất bao hơi sẽ giảm, điều này dẫn
đến xảy ra hiện tượng sôi bồng làm tăng mức nước bao hơi.
3.3.

Phương thức điều khiển
Để điều chỉnh mức nước bao hơi người ta có các phương thức điều khiển là:

-

Điều khiển tốc độ bơm cấp
Điều khiển độ mở van cấp nước bao hơi.

Ở nhà máy nhiệt điện Uông Bí tổ máy 330MW người ta sử dụng phương án điều
khiển là điều khiển mức nước bao hơi thông qua điều khiển tốc độ bơm cấp (hay chính là
điều chỉnh lưu lượng nước cấp vào bao hơi).
Phương pháp vận hành
-

Bộ cấp nước bao hơi là tổ hợp của 3 bơm điện, hoạt động phối hợp với nhau để
điều khiển lượng nước cấp cho bao hơi.
Tổng lượng nước cấp được điều chỉnh bởi lưu lượng ra của mỗi bơm do các bộ
điều chỉnh tốc độ của mỗi bơm điều khiển.
Sử dụng vòng điều khiển đơn để khởi động mỗi bơm cho tới khi đạt được lưu
lượng hơi vượt quá 30%RO, sau đó hệ thống sẽ chuyển sang chế độ điều khiển 1
phần tử hoặc chế độ ba phần tử.
Cụ thế, để tối ưu hóa việc điều chỉnh người ta chia thành các chế độ điều khiển là:
(1) Chế độ điều khiển theo độ chênh áp giữa hai đầu van điều khiển nước cấp
(2) Chế độ điều khiển một phần tử với tín hiệu phản hồi là mức nước bao hơi
(3) Để nâng cao tính năng thời gian thực và khả năng tác động nhanh người ta sử

dụng chế độ điều khiển 3 phần tử với sự tham gia của 3 tín hiệu:
•
Tín hiệu phản hồi: mức nước bao hơi
•
Tín hiệu chỉnh: lưu lượng nước cấp
•
Tín hiệu đón trước: lưu lượng hơi mới
Hệ thống này kiểm soát chặt chẽ trong suốt điều kiện thoáng qua của hệ thống.
Bởi vì dùng hai bộ điều khiển nên giảm thiểu các pha tương tác tồn tại trong phương
SV DƯƠNG THỊ HẰNG – Đ6CNTĐ

Page 25