302996

LỜI CAM ĐOAN
Em xin cam đoan bản đồ án tốt nghiệp: “Xây dựng giao diện và mô hình hóa
mô phỏng hệ điều khiển khói gió nhà máy nhiệt điện Na Dương” do em tự thiết
kế dưới sự hướng dẫn của thầy giáo PGS.TS. BÙI QUỐC KHÁNH. Các số liệu sử
dụng trong quá trình thiết kế đồ án được lấy từ tài liệu tại nhà máy nhiệt điện Na
Dương.
Trong quá trình thiết kế đồ án, em chỉ sử dụng những tài liệu đã được liệt kê
trong phần tài liệu tham khảo. Nếu phát hiện có sử dụng các nguồn tài liệu khác em
xin hoàn toàn chịu trách nhiệm.
Sinh viên
Trần Tuấn Anh
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU..........................................................................................................................................................3
CHƯƠNG 1..............................................................................................................................................................1
NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN NA DƯƠNG...............................................................................................................1
1.1.GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY...........................................................................................................1
1.2.QUY TRÌNH SẢN XUẤT NHIỆT ĐIỆN.......................................................................................................8
1.3.LÒ HƠI TẦNG SÔI TUẦN HOÀN..............................................................................................................12
CHƯƠNG 2............................................................................................................................................................24
HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN..................................................................................................................................24
2.1.HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PHÂN TÁN......................................................................................................24
2.2.HỆ THỐNG DCS CS 3000 CỦA YOKOGAWA.........................................................................................30
CHƯƠNG 3............................................................................................................................................................35
PHƯƠNG PHÁP MÔ PHỎNG............................................................................................................................35
3.1. ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH.........................................................................................................................35
3.2. SÁCH LƯỢC ĐIỀU CHỈNH.......................................................................................................................42
3.3. PHƯƠNG PHÁP CHỈNH ĐỊNH.................................................................................................................49
3.4. CÔNG CỤ THỰC HIỆN – PHẦN MỀM CS 3000 ....................................................................................52
CHƯƠNG 4............................................................................................................................................................60
XÂY DỰNG GIAO DIỆN VÀ MÔ PHỎNG .....................................................................................................60
HỆ THỐNG KHÓI GIÓ.......................................................................................................................................60

4.1.CÁC VÒNG ĐIỀU CHỈNH TRONG HỆ THỐNG KHÓI GIÓ...............................................................60
4.2.XÂY DỰNG GIAO DIỆN ĐỒ HỌA.............................................................................................................69
4.3.LẬP TRÌNH MÔ PHỎNG.............................................................................................................................70
LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của nền công nghiệp,
nhu cầu sử dụng điện ngày càng tăng, kéo theo tình trạng thiếu điện ngày càng trầm
trọng. Với những ưu điểm về nguồn nguyên liệu sẵn có, về thời gian xây dựng nhanh,
hàng loạt các nhà máy nhiệt điện đã được xây dựng trong những năm gần đây. Các
nhà máy này sử dụng các nguồn nguyên liệu đa dạng như: than, khí gas,…
Hiện nay, trong các nhà máy nhiệt điện, mức độ tự động hóa ngày càng được nâng
cao. Với việc sử dụng hệ DCS điều khiển cho nhà máy điện, có thể chỉ cần hơn 10
người cho một ca vận hành nhà máy. Các quá trình có thể được giám sát và điều
khiển hoàn toàn từ xa tại phòng điều khiển trung tâm. Xuất phát từ thực tế đó, sau
thời gian thực tập tại nhà máy Nhiệt điện Na Dương, được tiếp xúc, tìm hiểu quy
trình sản xuất nhiệt điện, các quá trình công nghệ và hệ thống điều khiển DCS, em đã
xin tiến hành thiết kế đồ án tốt nghiệp với đề tài : “Xây dựng giao diện và mô hình
hóa mô phỏng hệ điều khiển khói gió nhà máy nhiệt điện Na Dương”. Mục đích
của đồ án là xây dựng công cụ đào tạo cho các kĩ sư làm việc trong nhà máy nhiệt
điện, giúp quá trình đào tạo được rút ngắn. Các kĩ sư nhà máy có điều kiện thực tập
điều khiển các quá trình công nghệ ngay trên phần mềm của hệ thống điều khiển nhà
máy, giảm bớt bỡ ngỡ khi đi vào làm việc với hệ thống thực. Với mục đích đó, đồ án
được thực hiện bao gồm các nội dung sau:
- Giới thiệu về nhà máy nhiệt điện Na Dương và công nghệ lò hơi tầng sôi tuần
hoàn sử dụng tại nhà máy.
- Hệ thống điều khiển nhà máy.
- Phương pháp mô phỏng.
- Xây dựng giao diện và mô phỏng hệ thống khói gió.
Trong thời gian thiết kế đồ án, em đã được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo
PGS.TS. Bùi Quốc Khánh - Giám đốc trung tâm Hitech, KS. Phạm Hồng Sơn –
Cán bộ nghiên cứu và các anh chị làm việc tại trung tâm Hitech. Em xin gửi lời cảm

ơn sâu sắc tới thầy cùng các anh chị ở trung tâm. Do kinh nghiệm hạn chế, giới hạn
về mặt thời gian và kiến thức, đồ án này chắc chắn còn nhiều thiếu thiếu sót. Em rất
mong nhận được sự góp ý của các thầy cô giáo để đồ án của em được hoàn thiện hơn.
Chương 1: Nhà máy nhiệt điện Na Dương
CHƯƠNG 1
NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN NA DƯƠNG
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY
1.1.1.Giới thiệu về nhà máy
Công ty nhiệt điện Na Dương đặt tại thị trấn Na Dương, huyện Lộc Bình, tỉnh
Lạng Sơn là doanh nghiệp nhà nước hoạch toán phụ thuộc Tập đoàn than – khoáng
sản Việt Nam. Nhiệm vụ của công ty là đầu tư xây dựng, quản lý, vận hành nhà máy
nhiệt điện Na Dương và bán điện cho Tổng công ty điện lực Việt Nam.
Nhà máy nhiệt điện Na Dương được thành lập theo quyết định số 172/2003/QĐ-
BCN, ngày 24 tháng 10 năm 2003 của Bộ trưởng Bộ Công nghiệp. Sau thời gian thi
công, chạy thử nghiệm, ngày 01/11/2005, nhà máy chính thức được nghiệm thu và
đưa vào vận hành thương mại vào ngày 1/11/2005.
Nhà máy sử dụng than khai thác tại mỏ than Na Dương cung cấp cho 2 tổ máy với
công suất phát thô mỗi tổ là 55,6MW/1 tổ. Điện sản xuất ra từ nhà máy được hòa vào
lưới điện quốc gia theo 3 tuyến: Lạng Sơn 1, Lạng Sơn 2, Tiên Yên (Quảng Ninh),
một phần điện sản xuất ra được sử dụng làm điện tự dùng.
1.1.2.Thông số kĩ thuật nhà máy
Nhà máy gồm 2 tổ máy, với thông số kĩ thuật chính mỗi tổ như sau:
Thông số Tuabin
- Kiểu Ngưng hơi một thân
- Công suất định mức 55,6 MW
- Áp lực hơi tại đầu vào 126 kg/cm
2
- Nhiệt độ hơi tại đầu vào 535
0
C

- Tốc độ 3000 vòng/phút
- Chiều quay Theo chiều kim đồng hồ (nhìn từ phía máy
phát).
- Số tầng cánh 40 tầng cánh phản lực.
- Lượng nước làm mát đi qua bình ngưng là 8100 m
3
/h với nhiệt độ đầu
vào 23÷33
0
C.
1
Chương 1: Nhà máy nhiệt điện Na Dương
Turbin gồm 5 cửa trích để gia nhiệt nước ngưng, nước cấp qua các bình
gia nhiệt hạ áp, khử khí và các bình gian nhiệt cao áp. Các thông số hơi
của các cửa trích:
+ Cửa trích số 1 27,4 kg/cm
2
.
+ Cửa trích số 2 15,4 kg/cm
2
.
+ Cửa trích số 3 6,5 kg/cm
2
.
+ Cửa trích số 4 2,8 kg/cm
2
.
+ Cửa trích số 5 1,0 kg/cm
2
.

+ Áp suất hơi thoát 0,09 kg/cm
2
.
Thông số máy phát
- Kiểu GTLRI494/58-2.
- Công suất toàn phần 65420kVA
- Công suất hữu công 55600kW
- Điện áp đầu cực Stato
11000V ± 5%
- Dòng điện Stato 3434A
- Điện áp kích thích (Roto) 290V
- Dòng điện kích thích (Roto) 935A
- Cấp cách điện F
- Số pha 3
- Hệ số công suất (cosΦ)
0.85
- Tần số (Hz) 50Hz
- Tốc độ quay 3000 vòng/phút
- Mô men bánh đà 4600kgm
2
(giá trị thiết kế)
- Số cực 2
- Nhiệt độ khí làm mát 48
0
C
- Nhiệt độ nước làm mát 40
0
C
- Độ tăng nhiệt độ Stato 77 K do ETD
2

Chương 1: Nhà máy nhiệt điện Na Dương
- Độ tăng nhiệt độ Roto 72 K do R
- Bộ cấp nhiệt 10.8kW (400V, 3 pha, 50Hz)
Thông số kĩ thuật của lò
- Kiểu Tầng sôi tuần hoàn, tuần hoàn tự nhiên
- Số lượng 02
- Hơi sau hệ thống quá nhiệt
+ Áp suất
+ Lưu lượng hơi
+ Nhiệt độ
130 kg/cm
2
g
540
0
C
205 t/H
-Nhiệt độ nước cấp đầu vào
Economizer
230
0
C
- Nhiệt độ nước phun giảm ôn 230
0
C
- Nhiệt ra 141.5 MWth
- Áp suất thiết kế 152 kg/cm2g
- Nhiệt độ khói ra 145
0
C

- Hệ thống gió lò Cân bằng khói gió
3
Thông số về hơi
CÔNG SUẤT
BMCR 55.6MW
(100%)
41.7MW
(75%)
33.36MW
(60%)
22.24MW
(40%)
Lưu lượng hơi chính – t/h 205.0 201.5 151.0 123.0 87.67
Áp suất - kg/cm2G 130.0 129.9 127.7 126.8 125.9
Nhiệt độ -
o
C 540.0 540.0 540.0 530.0 500.0
Áp suất nước cấp - kg/cm2G 147.5 147.0 139.1 135.7 132.4
Nhiệt độ nước cấp -
o
C 223.5 222.7 209.5 200.0 184.3
Lưu lượng nước giảm ôn – t/h 9.23 9.10 6.82 5.56 3.95
Áp suất nước giảm ôn - kg/cm2G 150.9 150.4 142.5 139.1 135.8
Nhiệt độ nước giảm ôn -
o
C 223.5 222.7 209.5 200.0 184.3
Thông số về nhiệt độ
CÔNG SUẤT
BMCR 55.6MW
(100%)

41.7MW
(75%)
33.36MW
(60%)
22.24MW
(40%)
KHÓI
Nhiệt độ khói ra khỏi lò - oC 880 880 840 805 730
Ra khỏi Cyclone - oC 865 865 815 775 690
Qua bộ quá nhiệt cấp III - oC 670 670 625 595 540
Qua bộ quá nhiệt cấp II - oC 470 470 440 420 400
Sau bộ Economizer - oC 280 275 255 240 220
Sau khi qua bộ sấy khí - oC 145 140 130 125 125
HƠI
Trong nồi hơi - oC 337 337 333 331 330
Đầu ra bộ quá nhiệt sơ cấp - oC 420 420 412 405 400
Primary De-Superheater Outlet - oC 400 400 395 390 380
Đầu ra bộ quá nhiệt thứ cấp - oC 480 480 485 480 465
Secondary De-Superheater Outlet - oC 465 465 470 465 445
Đầu ra bộ quá nhiệt cấp III - oC 540 540 540 530 500
NƯỚC CẤP
Trước bộ Economizer - oC 223 223 210 200 184
Sau bộ economizer - oC 290 290 275 264 255
GIÓ SƠ CẤP
Sau bộ sấy khí - oC 220 215 205 195 185
GIÓ THỨ CẤP
Sau bộ sấy khí - oC 220 215 205 195 185
Thông số về lưu lượng mong muốn
CÔNG SUẤT
BMCR 55.6MW

(100%)
41.7MW
(75%)
33.36MW
(60%)
22.24MW
(40%)
Nhiên liệu t/h 36.4 35.7 27.5 22.7 16.9
Đá vôi t/h 14.8 13.9 11.2 10.5 9.7
Bụi t/h 23.3 22.5 17.7 15.4 12.6
Gió đốt kNm3/h 181.6 178.3 136.6 112.3 93.6
Chương 1: Nhà máy nhiệt điện Na Dương
Thông số về quạt sơ cấp, thứ cấp, quạt khói
Quạt gió sơ cấp
Nhà chế tạo EBARA HAMADA BLOWER CO.,LTD.
Số hiệu thiết bị 1/2HLB10AN001
Nhiệt độ khí vào 27÷37
0
C.
Độ ẩm 80%.
Áp suất đầu vào -50mmAg.
Áp suất đầu ra 2200mmAg.
Lưu lượng khí vào 2350 m3/phút.
Tốc độ 1480 v/phút.
Hiệu suất 77,5%.
Động cơ 1150kW-4P-50Hz.
Dầu bôi trơn gối trục ISO VG32
Nước làm mát gối trục 20l/phút/quạt.
Áp lực nước làm mát 4÷5kg/cm2
Nhiệt độ nước làm mát <35

0
C
Quạt gió thứ cấp
Nhà chế tạo EBARA HAMADA BLOWER CO.,LTD
Số hiệu thiết bị 1/2HLB20AN001
Nhiệt độ khí vào 27÷37
0
C.
Độ ẩm 80%.
Áp suất đầu vào -50mmAg.
Áp suất đầu ra 1250mmAg.
Lưu lượng khí vào 1920 m3/phút.
Tốc độ 1480 v/phút.
Hiệu suất 79,1%.
Động cơ 550kW-4P-50Hz.
Dầu bôi trơn gối trục ISO VG32
Nước làm mát gối trục 20l/phút/quạt.
7
Chương 1: Nhà máy nhiệt điện Na Dương
Áp lực nước làm mát 4 ÷ 5kg/cm2
Nhiệt độ nước làm mát <35
0
C
Quạt khói
Nhà chế tạo EBARA HAMADA BLOWER CO.,LTD.
Số thiết bị 1/2HCL10AN001
Nhiệt độ khí vào 145÷155
0
C.
Độ ẩm 0%.

Áp suất đầu vào -390mmAg.
Áp suất đầu ra 30mmAg.
Lưu lượng khí vào 6810 m
3
/phút.
Tốc độ 1480 v/phút.
Động cơ 680kW-4P-50Hz.
Dầu bôi trơn gối trục ISO VG32
Nước làm mát gối trục 20l/phút/quạt.
Áp lực nước làm mát 4 ÷ 5kg/cm
2
Nhiệt độ nước làm mát <35
0
C
1.2. QUY TRÌNH SẢN XUẤT NHIỆT ĐIỆN
Hiện nay, nguồn điện năng của nước ta chủ yếu được sản xuất từ 2 nguồn: Thủy
điện và nhiệt điện, trong đó công suất phát của thủy điện chiếm tỷ lệ lớn hơn. Tuy
nhiên, với tốc độ phát triển ngày nhanh của nền kinh tế nước ta kéo theo tình trạng
thiếu điện ngày càng trầm trọng thì việc xây dựng các nhà máy nhiệt điện là một giải
pháp hợp lý. Thời gian xây dựng các nhà máy nhiệt điện nhanh, không ảnh hưởng
nhiều tới dân cư khu vực xây dựng nhà máy và hệ thống thủy lợi như các nhà máy
thủy điện.
Nhà máy nhiệt điện hoạt động trên nguyên lý chuyển đổi từ nhiệt năng có được từ
quá trình đốt cháy nhiên liệu sang cơ năng quay của tuabin và từ cơ năng quay
chuyển thành điện năng phát lên lưới.
Nhiên liệu
8