Khảo sát hệ thống và các bộ điều chỉnh hiện có để điều chỉnh lò hơi

ĐIỀU CHỈNH MỨC NƯỚC BAO HƠI
MỤC LỤC
Trang
LỜI MỞ ĐẦU
PHẦN I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY ĐIỆN PHẢ LẠI
I. Giới thiệu chung
II. Các thông số kỹ thuật của nhà máy và một tổ máy
III. Giới thiệu chung về sơ đồ nhiệt một tổ máy
IV. Giới thiệu lò hơi và các thiết bị của lò
V. Giới thiệu về tua bin
VI. Giới thiệu hệ thống chế biến than
PHẦN II : KHẢO SÁT HỆ THỐNG VÀ CÁC BỘ ĐIỀU CHỈNH
HIỆN CÓ ĐỂ ĐIỀU CHỈNH LÒ HƠI
§I. Vai trò nhiệm vụ của bộ điều chỉnh mức nước bao lò hơi
§II . Các yếu tố ảnh hưởng tới mức nước bao hơi
§III. Điều khiển lò hơi
§IV. Hệ thống điều khiển mức nước bao hơi
I. Sơ đồ cấu trúc hệ thống
II. Phân tích nguyên lý làm việc đặc tính của các thiết bị đo
III. Nguyên lý làm việc các khối chức năng có trong sơ đồ
§V. Các bộ tự động hiện có để điều khiển lò hơi
1
ĐIỀU CHỈNH MỨC NƯỚC BAO HƠI
PHẦN I
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY ĐIỆN PHẢ LẠI
PHẦN I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY ĐIỆN PHẢ LẠI
I. GIỚI THIỆU CHUNG
Nhà máy điện Phả Lại được xây dựng tại Thị trấn Phả Lại - Huyện Chí Linh -
Tỉnh Hải Dương, cách Thủ đô Hà Nội 60 Km về phía Đông Bắc, phía Tây và phía
Bắc nhà máy là sông Lục Đầu Giang nơi hội tụ của 6 con sông rất thuận tiện cho
việc chuyên chở than bằng đường thuỷ cũng như việc cung cấp nguồn nước tuần

hoàn cho nhà máy, phía Đông rất gần với các mỏ than Đông Triều, Mạo Khê của
2
ĐIỀU CHỈNH MỨC NƯỚC BAO HƠI
tỉnh Quảng Ninh. Nhiệm vụ chính của nhà máy là sản xuất điện năng từ nguyên liệu
chính là than đá.
Nhà máy Nhiệt điện Phả Lại là nhà máy Nhiệt điện lớn nhất nước ta xây dựng
với tổng công suất thiết kế đợt một là 440 MW. Từ tháng 10- 1983 đến nay nhà
máy đã sản xuất và hoà vào lưới điện quốc gia hơn 20 tỷ KWh điện. Hiện nhà
máy đang được mở rộng với hai tổ máy có công suất 300MW/1tổ. Đưa Phả Lại
thành trung tâm nhiệt điện lớn có công suất trên 1000MW.
Nhà máy đã góp phần đáng kể vào công cuộc điện khí hoá toàn quốc và cùng với
quá trình công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước. Gián tiếp góp phần thúc đẩy
nghành than phát triển tạo thêm công ăn việc làm cho công nhân.
Nhà máy điện Phả Lại hiện tại cũng như trong tưong lai cùng với hai tổ máy Phả
Lại II đáp ứng nhu cầu phụ tải của khu vực phía Đông Bắc Bộ và tham gia vào lưới
điện quốc gia.
Với quy mô và tầm vóc to lớn như vậy hiện nay nhà máy với gần 2400 công nhân
viên chức được biên chế thành hơn 30 Phòng, Ban, Phân xưởng và 5 kíp vận hành
theo 3 ca liên tục 24/24h trong ngày.
*Hiện nay nhà máy có hơn 200 kỹ sư và gần 500 cán bộ có trình độ trung cấp
cao đẳng kỹ thuật. Nhà máy Điện Phả Lại có 4 tổ máy vận hành theo khối độc lập
với nhau, mỗi khối gồm có 2 lò hơi và một tua bin máy phát với công suất 110 MW.
*Nhiên liệu chủ yếu của nhà máy là than đá được khai thác từ các mỏ than ở
Hòn Gai, Cẩm Phả, Mạo Khê. Từ các mỏ than được vận chuyển về nhà máy bằng
hai đường, đường sông và đường sắt.
- Đường sông : Than được trở về nhà máy bằng các xà lan có trọn tải lớn được
hệ thống cẩu cảng bốc lên thông qua các hệ thống băng tải để đưa về lò hoặc kho
dự trữ.
- Đường sắt :Than đực vận chuyển về nhà máy bằng đường tàu hoả và được
quang lật toa rót vào hệ thống băng tải để đưa vào lò hoặc kho than kín.

Ngoài nguyên liệu chính là than đá còn có dầu nhiên liệu (FO) được sử dụng khi đốt
lò và để duy trì quá trình cháy của lò, dầu này được nhập ngoại ở cảng vật cách và
3
ĐIỀU CHỈNH MỨC NƯỚC BAO HƠI
đưa về nhà máy bằng đường thuỷ. Lượng dầu FO

tiêu thụ hàng năm khoảng
150.000 tấn .
*Về phần điện nhà máy có 3 trạm phân phối: 1 trạm 110 KV và 2 trạm 220
KV(trạm 220KV của Phả Lại I và II được liên lạc với nhau qua hệ thống thanh
góp), các tổ máy số I và II được nối với cả hai hệ thống thanh góp qua các máy biến
áp tự ngẫu 3 pha, các máy phát của tổ máy số III và IV được nối vào thanh cái 220
KV qua các máy biến áp 3 pha 3 dây quấn, tổ máy số V và VI (thuộc Phả Lại II)
được nối lên thanh cái 220KV qua 2 máy biến áp 3 pha 2 dây quấn. Mỗi một tổ máy
được bố trí một máy biến áp tự dùng lấy điện từ đầu cực máy phát và cấp cho thanh
cái 6 KV tự dùng.
- Các phụ tải 110KV: Phả Lại, Bắc Giang, Uông Bí, Hải Dương, Đông Anh.
- Các phụ tải 220KV: Mai Động, Hà Đông, Đồng Hoà, Sóc Sơn, Bắc Giang.
II . CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA NHÀ MÁY VÀ 1 TỔ MÁY
Bảng I-1
Công suất thiết kế
Sản lượng điện trong một năm
Tỷ lệ tự dùng
Hiệu suất khử bụi
440MW
2.86 Tỷ KWh
10.15 %
99%
Lò hơi
Kiểu

Năng suất hơi
Nhiệt độ hơi quá nhiệt
áp suất hơi
БKZ-220-100-10C
220 T/h
540
o
C
100 ata
4
ĐIỀU CHỈNH MỨC NƯỚC BAO HƠI
Hiệu suất thô của lò 86.05 %
Tua bin
Kiểu
Công suất định mức
áp suất hơi vào tua bin
Nhiệt độ hơi vào tua bin
TBΦ-120-2T3
110 MW
90 ata
535
o
C
Máy phát
Kiểu
Công suất
Tốc độ
Điện áp đầu cực máy phát
T- 120
120 MW

3000 vòng / phút
10.5 KV
III. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ SƠ ĐỒ NHIỆT MỘT TỔ MÁY
Nhà máy điện phả lại có 4 tổ máy, mỗi tổ máy gồm 2 lò hơi và một tua bin các lò
hơi vận hành độc lập với nhau.
Nước ngưng từ bình ngưng tụ A và B được hai bơm ngưng bơm qua qua 2 ejectơ
chính I và II sau đó được đưa qua các bình gia nhiệt từ số 1 đến số 5 tại đây nước
ngưng được gia nhiệt bởi hơi nước trích ra từ các cửa trích hơi của tua bin.
Các bình từ số 1 ÷5 được gọi là các bình gia nhiệt hạ. Sau khi đi qua gia nhiệt hạ
nước ngưng được đưa lên bình khử khí 6 ata ở đây nước được khử hết các bọt khí
có trong nước để chống ăn mòn kim loại.
Nước sau khi khử khí được các bơm cấp nước bơm qua thiết bị bình gia nhiệt cao từ
số 6÷8 tại đây nước ngưng tiếp tục được gia nhiệt bởi hơi nước trích ra từ các cửa
trích hơi ở xi lanh cao áp của tuabin. Sau khi được gia nhiệt bởi gia nhiệt cao nước
được đưa qua hai bộ hâm nước ở đuôi lò để hâm nóng thêm trước khi vào bao hơi.
Nước ở bao hơi theo vòng tuần hoàn tự nhiên, nước chảy xuống các giàn ống
sinh hơi, nhận nhiệt năng từ buồng đốt của lò biến thành hơi nước và trở về bao hơi.
Trong bao hơi phần trên là hơi bão hoà ẩm, phía dưới là nước ngưng.
5
ĐIỀU CHỈNH MỨC NƯỚC BAO HƠI
Hơi bão hoà ẩm trong bao hơi không được đưa ngay vào tua bin mà được đưa qua
các bộ xấy hơi, tại đây hơi được xấy khô thành hơi quá nhiệt có nhiệt độ 540
o
C và
áp suất P =100 ata.
Hơi quá nhiệt được đưa vào tua bin, tại tua bin động năng của dòng hơi được biến
thành cơ năng quay tua bin máy phát để sản xuất ra điện năng.
Hơi sau khi sinh công ở các tầng cánh của tuabin được ngưng tụ thành nước ở bình
ngưng tụ. Công do tua bin sinh ra làm quay máy phát điện. Như vậy nhiệt năng của
than đá đã biến đổi thành cơ năng và điện năng, còn hơi nước là môi chất được biến

đổi theo một vòng tuần hoàn kín. Nước ở đây là môi chất trung gian để chuyển nhiệt
năng của than đá, dầu thành cơ năng và điện năng.

Nước dùng để làm mát bình ngưng được lấy từ trạm bơm nước tuần hoàn gồm 4
máy bơm loại trục đứng, nước làm mát sau khi ra khỏi bình ngưng được đưa ra hệ
thống kênh thải và thải ra sông. Một phần nước thải được đưa đi phục vụ cho nông
nghiệp.
Bình ngưng của tua bin gồm có 2 ngăn A và B mỗi ngăn có tới 1570 ống đồng cho
cho nước làm mát chảy qua. Hơi nước ở ngoài ống và bị nước làm mát lấy nhiệt và
ngưng tụ lại thành nước
6
CƠ NĂNG
MÁY FÁT
HƠINƯỚC
Điện năng
Nhiệt năng
Hình I.1
ĐIỀU CHỈNH MỨC NƯỚC BAO HƠI
7
ĐIỀU CHỈNH MỨC NƯỚC BAO HƠI
IV. GIỚI THIỆU LÒ HƠI VÀ CÁC THIẾT BỊ CỦA LÒ
1. Giới thiệu cấu tạo và nguyên lý làm việc của lò hơi :
Mỗi tổ máy của nhà máy gồm có hai lò và một tua bin. Lò hơi loại БKZ-110-
220-10C do Liên Xô chế tạo. Là loại lò hơi một bao hơi, ống nước đứng, tuần hoàn
tự nhiên, nguyên liệu cung cấp cho lò là than đá lấy từ các mỏ than Mạo Khê, Hòn
Gai, Cẩm Phả, Quảng Ninh.
Lò có cấu tạo hình “Π”. Buồng đốt chính là nhánh đi lên đầu tiên, tại đây nước
được gia nhiệt thành hơi.Trên đường khói nằm ngang trên lò có đặt các bộ quá nhiệt
để xấy khô hơi trước khi đưa sang tua bin. Trên đường khói thoát người ta đặt xen
kẽ các bộ hâm nước và bộ xấy không khí nhằm tận dụng lượng nhiệt của khói thoát

để tăng hiệu suất của lò.
Buồng đốt của lò kiểu hở cấu tạo bởi các đường ống sinh hơi hàn sẵn, các giàn ống
sinh hơi ở vách trước và vách sau phía dưới tạo với nhau thành mặt nghiêng của
phễu lạnh với góc nghiêng là 50°.
8
ĐIỀU CHỈNH MỨC NƯỚC BAO HƠI
Buồng đốt được lắp đặt bốn vòi đốt chính kiểu xoáy lắp tại 2 vách bên của lò ở độ
cao 9.85m và 12.7 m, có 4 vòi đốt gió cấp 3 đặt ở 4 góc lò, vòi đốt này tận dụng gió
sau khi than mịn được phân ly và được đẩy vào lò qua quạt tải bột máy nghiền.
Để khởi động và duy trì sự cháy cho lò hơi người ta lắp đặt một vòi phun dầu mazut
bên cạnh vòi đốt chính có công suất 2 tấn/ giờ.
Nhằm có được hơi với chất lượng cao lò sử dụng sơ đồ bốc hơi 2 cấp, cấp bốc hơi
thứ nhất đặt ngay trong bao hơi, gồm tổ hợp các xyclon trong thiết bị rửa hơi, cửa
chớp và mặt sàng cấp bốc hơi thứ 2 là 4 xyclon ngoài, đặt thành từng khối ở bên
phải và bên trái lò.
Bao hơi của lò có cấu tạo hình trụ có đường kính trong là 1600 mm, chiều dài là
12.7 m và độ dầy là 88 mm. Mức nước trung bình ở trong bao hơi thấp hơn trục
hình học của bao hơi là 200 mm trong quá trình vận hành lò mức nước trong bao
hơi có thể cho phép giao động ± 50 mm so với mức trung bình 0.
Trong quá trình khởi động lò bao hơi của lò được sấy nóng bằng hơi bão hoà lấy từ
các lò khác, ngoài ra trong bao hơi còn đặt các đường ống xả sự cố, ống đưa phốt
phát vào lò để chống đóng cáu cặn.
Sự tuần hoàn của lò được phân chia theo các giàn ống, thành 14 vòng tuần hoàn nhỏ
độc lập nhằm tăng độ tin cậy của quá trình tuần hoàn.
Bộ quá nhiệt của lò là bộ quá nhiệt hỗn hợp nửa bức xạ, nửa đối lưu, dọc theo
đường hơi gồm 4 bộ quá nhiệt từ bộ quá nhiệt cấp I ÷ IV. Việc điều chỉnh nhiệt độ
của hơi quá nhiệt được thực hiện nhờ bộ phun giảm ôn cấp I và cấp II. Nước đi
phun giảm ôn "Làm mát hơi" là nước ngưng lấy từ bình ngưng phụ đặt trên đỉnh lò
khi khởi động lò dùng nước cấp để đi phun. Để làm sạch khói thoát trước khi thải ra
ngoài trời, khói được đưa qua bộ lọc bụi tĩnh điện, tại đây 99% lượng bụi bay theo

khói được giữ lại.
Trong quá trình vận hành các bề mặt trao đổi nhiệt của lò thường xuyên bị bám
bẩn, để làm sạch ống sinh hơi người ta bố trí các vòi thổi bụi. Dùng hơi bão hoà có
áp lực 30 ÷ 40 KG/cm
2
. Để làm sạch ống sinh hơi, sử dụng các máy thổi nông OM -
35, với bộ quá nhiệt dùng các máy thổi sâu OΓ.
9
ĐIỀU CHỈNH MỨC NƯỚC BAO HƠI
Ở phía đuôi lò có lắp đặt bộ thải xỉ liên tục đã được cơ giới hoá.
2. Các thông số kỹ thuật chính của lò hơi
Kiểu lò : БKZ-220-100-10C
Năng suất hơi của lò : D
x
= 220 T/h
Nhiệt độ hơi quá nhiệt : t
qn
= 540
o
C
Áp suất hơi quá nhiệt : P
qm
= 100 ata
Áp suất bao hơi : P
bh
= 112.6 ata
Nhiệt độ nước cấp : t
o
= 230
o

C
Nhiệt độ khói thoát : t
o
KT
= 133
o
C
Hiệu suất thô của lò
: η
thô
= 86.05%
Tổn thất do khói thoát : q
2
= 5.4%
Tổn thất do toả ra môi trường : q
5
= 0.54%
Tổn thất do cơ giới : q
4
= 8%
Tổn thất do xỉ mang đi :q
6
= 0.06%
3. Các thiết bị phụ của lò
a) Quạt gió
Để cung cấp không khí cho quá trình cháy của lò và quá trình chế biến than, vận
chuyển than bột người ta lắp đặt một động cơ và quạt gió có các thông số như sau:
- Quạt gió kiểu ДA -30-2-17-44-8T1
- Động cơ: P
đm

= 630 KW: I
đm
=73,5 A: η= 0.93: U
đm
=6KV: cosϕ = 0,88
b) Quạt khói :
Để tạo chân không trong buồng đốt và thải khói ra ngoài trời người ta lắp đặt
một quạt khói có các thông số :
- Quạt gió kiểu ДA -30-2-17-64-10T1
- Động cơ
P
đm
= 630 KW: I
đm
=77 A: η= 94%: U
đm
=6 KV: cosϕ = 0.88
10
ĐIỀU CHỈNH MỨC NƯỚC BAO HƠI
11
ĐIỀU CHỈNH MỨC NƯỚC BAO HƠI
V. GIỚI THIỆU VỀ TUA BIN
1. Cấu tạo của tua bin
Tua bin của nhà máy là loại tua bin hơi kiểu K-100-90-7 được chế tạo tại Liên
Xô với công suất là 110 MW dùng để quay máy phát điện ΤΒΦ-120-250 là một tổ
máy một trục được cấu tạo từ hai xi lanh: cao áp hạ áp.
Roto cao áp được đúc kiêủ khối bằng thép chịu nhiệt gồm 20 tầng cánh động trong
đó có một tầng điều chỉnh và 19 tầng áp lực, các tầng cánh động được rèn liền khối
với trục.Trên xi lanh cao áp có 5 cửa trích hơi từ số 1 đến số 5. Hơi trích được đưa
đến các hình gia nhiệt cao và khử khí.

Tua bin được trang bị hệ thống phân phối hơi gồm 4 cụm vòi phun gọi là 4 van
điều chỉnh được đặt trong các hộp hơi hàn liền với vỏ xi lanh cao áp hai van đặt phía
trên, hai van đặt phía dưới.
Roto hạ áp được chế tạo kiểu thoát hơi về hai phía mỗi phía có 5 tầng cánh, cánh
động hạ áp được chế tạo riêng rẽ và lắp ép vào trục, xi lanh hạ áp có hai đường thoát
hơi nối với hai bình ngưng A và B kiểu bề mặt “nước làm mát đi bên trong hơi đi
bên ngoài”. Trên xi lanh hạ áp có 3 cửa trích hơi từ số 6 đến số 8, trích hơi đi gia
nhiệt nước cấp ở các hình gia nhiệt hạ.
Hơi quá nhiệt được đưa từ hai lò sang bằng hai nhánh qua van STOP vào hộp hơi
sau đó và 4 ống chuyển tiếp vào van điều chỉnh vào xi lanh cao áp, sau khi sinh
công ở đây hơi sẽ theo hai ống liên thông sang xi lanh hạ áp, từ xi lanh hạ áp dòng
hơi đi xuống bình ngưng tụ A và B.
2. Các thông số kỹ thuật của tua bin
Kiểu : K100-90-7
Áp suất hơi trước van STOP : 90 ata
Nhiệt độ hơi vào tua bin : 535
o
C
Lưu lượng nước làm mát : 16000 m
3
/h : t
o
= 23
o
C
12
ĐIỀU CHỈNH MỨC NƯỚC BAO HƠI
Nhiệt độ nước làm mát : t
o
= 23

o
C
Chân không bình ngưng : P
CK
=- 0.062 ata
3. Thông số của các cửa trích hơi
Bảng I-2
Số cửa
trích
Tên gia nhiệt cấp
hơi từ cửa trích
Thông số hơi cửa
trích
Lưu
lượng
hơi(T/h)
P
dư
KG/cm2
T
o
hơi
o
C
1 Gia nhiệt cao số 8 31.9 400 30
2 Gia nhiệt cao số 7 19.7 343 20
3 Gia nhiệt cao số 6 11 280 15
4 Gia nhiệt hạ số 5 3.1 170 14
5 Gia nhiệt hạ số 4 1.2 120 9
6 Gia nhiệt hạ số 3 - 0.29 90 8

7 Gia nhiệt hạ số 2 - 0.6 75 7
8 Gia nhiệt hạ số 1 - 0.82 57 6
VI. GIỚI THIỆU HỆ THỐNG CHẾ BIẾN THAN
Nhiên liệu chính của nhà máy điện Phả Lại là than đá, được vận chuyển từ các
mỏ than ở Quảng ninh về nhà máy bằng đường sông và đường sắt. Than từ kho
than, từ cảng sông, đường sắt, được chuyển vào lò bằng hệ thống băng tải đưa tới
các máy nghiền than thông qua các máy cấp than nguyên.
Việc xấy than được thực hiện trong các máy nghiền than bằng gió nóng có nhiệt độ
400
o
C . Gió này được lấy từ quạt gió thổi qua hai bộ xấy không khí ở đuôi lò.Trên
đường gió nóng đến máy nghiền có lắp một lá chắn không khí lạnh thông với khí
quyển.
Trong thùng nghiền, than được nghiền nhỏ, hỗn hợp than và không khí nóng được
quạt tải bột hút về bộ phân ly than thô, tại đây những hạt to trọng lượng lớn được
13
ĐIỀU CHỈNH MỨC NƯỚC BAO HƠI
đưa trở lại máy nghiền để nghiền lại, những hạt than nhỏ đủ tiêu chuẩn được đưa lên
phân ly than mịn (xyclon). Xyclon có nhiệm vụ tách than ra khỏi hỗn hợp than và
không khí, từ đây than bột được đưa vào kho chứa than bột hoặc được đưa vào vít
truyền than bột để đưa đến lò khác.
Không khí nóng được tách ra sau khi phân ly vẫn còn lẫn một lượng khoảng 10
% than nhỏ mịn được quạt tải bột đưa vào các vòi gió cấp 3 ở 4 góc lò để tiết kiệm
lượng than này.
Than bột trong kho than bột được đưa vào ống dẫn than nhỏ nhờ các máy cấp than
bột, mỗi ống cấp than bột dùng hai máy cấp than bột. Việc vận chuyển than bột từ
kho than bột đến các vòi đốt chính bằng đường không khí cấp I Có nhiệt độ tới
400
0
C.

* Các chế độ và thông số kỹ thuật của hệ thống chế biến than
+ Máy nghiền than:
Kiểu : ЩБM – 370/850
Đường kính thùng nghiền : d= 3.7 m
Chiều dài thùng nghiền : l=8.5 m
Năng suất nghiền than : D
th
= 33.1 tấn / giờ
Trọng lượng bi : M
b
= 65.5 tấn
Tốc độ của thùng nghiền : n
tn
=17.62 vòng /phút
+ Động cơ máy nghiền :
Kiểu : CД3-2-22-41-60TB2
Công suất : P
đm
= 1600KW
Tốc độ : n = 100 vòng / phút
Điện áp đính mức : U
đm
= 6KV
Dòng điện kích từ : I
KT
= 265 A
Điện áp kích từ : U
KT
=165 V
Hiệu suất

: η = 93.8 %
+ Động cơ quạt tải bột :
Kiểu: ДА-30-13-50-4T2
Công suất: P
đm
= 395KW
14
ĐIỀU CHỈNH MỨC NƯỚC BAO HƠI
Điện áp: U
đm
= 6KV
Tốc độ: n
đm
= 1480 vòng / phút
+ Động cơ máy cấp than nguyên là động cơ điện một chiều kích từ song song có các
thông số sau :
Kiểu: 2Π-6225-04
Công suất định mức: P
đm
= 9KW
Điện áp định mức: U
đm
= 220V
Tốc độ định mức: n
đm
= 300 ÷ 1500 vòng / phút
+Động cơ máy cấp than bột là động cơ điện một chiều kích từ song song có các
thông số sau:
Kiểu: Π -52-72
Công suất định mức: P

đm
=1.9KW
Điện áp định mức: U
đm
= 220VDC
Tốc độ định mức: n
đm
= 300 ÷ 1500 vòng / phút
+ Thành phần hoá học của than
Nhiệt trị của than Q
tb
lv
=5.035 Kcal/Kg
Độ tro A= 28.3 %
Độ ẩm W=9.65%
Hàm lượng ô xy O
2
= 2.22 %
Hàm lượng hiđrô H
2
= 2.32%
Hàm lượng lưu huỳnh S = 0.73%
Ni tơ N
2
= 0.4 %
Hàm lượng các bon C= 56.3%
15
ĐIỀU CHỈNH MỨC NƯỚC BAO HƠI
16
ĐIỀU CHỈNH MỨC NƯỚC BAO HƠI

PHẦN II
Khảo sát hệ thống và các bộ điều chỉnh hiện có để điều chỉnh lò
hơi
PHẦN II: KHẢO SÁT HỆ THỐNG VÀ CÁC BỘ ĐIỀU CHỈNH HIỆN CÓ ĐỂ
ĐIỀU CHỈNH LÒ HƠI
§I. VAI TRÒ VÀ NHIỆM VỤ CỦA BỘ ĐIỀU CHỈNH MỨC NƯỚC BAO HƠI
17
ĐIỀU CHỈNH MỨC NƯỚC BAO HƠI
Mức nước bao hơi là một trong những thông số quan trọng trong quá trình vận hành lò
hơi, nó phản ánh sự cân bằng của vòng tuần hoàn tự nhiên của lò hơi.
Nếu mức nước trong bao hơi tăng cao dẫn đến thể tích chứa hơi trong bao hơi giảm, làm
giảm năng suất hơi của lò, dẫn đến làm giảm hiệu suất của lò đồng thời làm giảm nhiệt độ
hơi quá nhiệt. Nếu mức nước trong bao hơi tang quá mức cho phép sẽ làm thay đổi nhiệt độ
của bộ quá nhiệt đột ngột. Hơi ẩm sẽ tràn sang tua bin gây ra hiện tượng biến dạng và làm rỗ
cánh tua bin.
Nếu mức nước trong bao hơi giảm sẽ làm mất đi sự tuần hoàn tự nhiên của lò, các đường
ống sinh hơi không được làm mát có thể dần đến biến dạng hoặc phồng nổ.
Trong quá trình vận hành lò hơi mức nước bao hơi luôn thay đổi và dao động lớn, đòi hỏi
người công nhân vận hành phải điều chỉnh mức nước bao hơi kịp thời và luôn ổn định ở một
giá trị cho phép. song vì lò hơi có nhiều thông số cần theo dõi và điều chỉnh cho nên người
công nhân vận hành không thể điều chỉnh kịp thời và liên tục mức nước trong bao hơi ổn
định được.
Chính vì những lý do trên người ta thiết kế bộ điều chỉnh tự động cấp nước cho lò để ổn
định mức nước trong bao hơi nhằm làm giảm cường độ lao động của người công nhân vận
hành, đồng thời đảm bảo an toàn cho thiết bị, tăng hiệu suất của lò hơi.
§II. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI MỨC NƯỚC BAO HƠI
1. Lưu lượng nước cấp và lò vào lưu lượng hơi sang tua bin chênh lệch nhau
- Khi lưu lượng hơi sang tua bin tăng lên thì lượng nước trong bao hơi bay hơi càng
nhiều nó làm cho mức nước trong bao hơi giảm đi, và ngược lại khi lưu lượng hơi sang tua
bin giảm đi thì lượng nước hoá hơi cũng giảm làm cho nước trong bao hơi tăng lên.

- Khi lưu lượng nước cấp vào lò tăng lên thì mức nước trong bao hơi tăng lên và ngược
lại khi lưu lượng nước cấp vào lò giảm thì mức nước cũng giảm.
2. Khi thay đổi lượng nhiệt cấp cho lò hơi
Khi lượng nhiệt cấp cho lò hơi thay đổi thì mức nước trong bao hơi cũng
thay đổi theo.
-Khi lò hơi đang vận hành bình thường vì một lý do nào đó mà lượng nhiệt
cấp cho lò tăng lên, cụ thể là tăng lượng than và không khí vào lò thời gian đầu
18
ĐIỀU CHỈNH MỨC NƯỚC BAO HƠI
trong khoảng 1430 giây mức nước sẽ tăng vọt lên do tăng hàm lượng hơi trong
hệ thống đột ngột đó 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.
-Khi giảm lượng than và không khí 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
trong bao hơi tăng lên.
3. Áp suất trong bao hơi thay đổi
- Khi áp suất trong bao hơi thay đổi thì mức nước trong bao hơi thay đổi theo quan hệ :
khi áp suất (P) tăng thì mức nước(H) giảm và P↓ thì H↑. Quan hệ này được giải thích như
sau:
+ Khi áp suất tăng thì mức nước trong bao hơi giảm xuống do áp suất hơi
nén nước xuống.
+Ngược lại khi áp suất hơi giảm thì dẫn đến mức nước trong bao hơi tăng.
§III. ĐIỀU KHIỂN LÒ HƠI
a) Khái niệm chung
Điều khiển lò hơi về cơ bản là các hệ thông điều chỉnh tự động nhằm duy trì các thông
số làm việc của lò hơi trong một giới hạn cho phép, đáp ứng các thay đổi phụ tải và các
nhiễu loạn khác bao gồm :
- Điều khiển chân không buồng đốt
- Điều khiển nhiệt độ hơi quá nhiệt

- Điều khiển quá trình cháy của nhiên liệu trong buồng đốt của lò
- Bộ điều chỉnh xả liên tục
- Điều chỉnh áp lực hơi đi thổi bụi
- Điều chỉnh mức nước trong bao hơi
Tất cả các quá trình điều khiển trên đều liên quan chặt chẽ với nhau và ảnh hưởng lẫn nhau.
19
ĐIỀU CHỈNH MỨC NƯỚC BAO HƠI
Như chúng ta đã biết lò hơi có nhiệm vụ biến nhiệt lượng của than thành năng lượng quay
tua bin và máy phát điện. Việc cung cấp năng lượng này phải đảm bảo cân bằng nhu cầu
năng lượng của lưới điện vốn luôn luôn thay đổi. Ngoài ra các hệ thông điều khiển lò hơi
còn phải thoả mãn các yêu cầu về hiệu quả kinh tế, an toàn, môi trường.
b) Sơ đồ điều khiển lò hơi
Trong quá trình vận hành các quá trình xảy ra có liên quan mật thiết với nhau ta mô tả hệ
thống như sơ đồ sau:
20
∼
W
PT
Đặt chế độ làm việc
f(t)
f(t)
BÙ TĂNG ÁP SUẤT HƠI
Bù tổn thất hơi
Điều khiển áp suất hơi và
lưu lượng nước cấp
Đ/c P
Lò hơi
Nước cấp
Không khí
Nhiên liệu

D
E
A
B
C
Hơi quá nhiệt
Hình II.1: Sơ đồ điều khiển lò hơi
ĐIỀU CHỈNH MỨC NƯỚC BAO HƠI
Trong sơ đồ:
A - là thiết bị đặt các thông số kỹ thuật chính.
B - được tạo nên để thích ứng với đặc tính thời gian của quá trình sinh hơi và các bề mặt
tiếp xúc với nhiệt độ buồng đốt của lò.
C - mô phỏng thời gian chậm trễ của qúa trình.
F - hệ thống phụ so sánh áp suất hơi cấp cho tua bin và năng lượng điện đang được sản
sinh tạo một tín hiệu phụ đưa tới bộ điều khiển năng lượng, cùng với thiết bị phụ D thiết lập
sự ổn định cho toàn bộ hệ thống, tránh những “xung lực áp suất” xuất hiện khi năng lượng
tích trữ trong hệ thống bị thay đổi để đáp ứng được những thay đổi bất ngờ của hệ thống
điện.
§IV. HỆ THỐNG ĐIỀU CHỈNH MỨC NƯỚC BAO HƠI
I. SƠ ĐỒ CẤU TRÚC HỆ THỐNG
21
Bộ điều chỉnh
mức nước H
SS
2
Cơ cấu chấp
hành ( 7)
Đo G
s
(4)

ĐTĐC
(8)
SS
1
Bộ điều chỉnh
lưu lượng GW
Đo G
w
(5)
Đo H
(6)
Đặt H
+
-
+
+
+
+
-
Q
s
H
s
Hình II.2: Sơ đồ cấu trúc
(3)
(2)
(2)
ĐIỀU CHỈNH MỨC NƯỚC BAO HƠI
1. Bộ đặt mức.
2. Bộ so sánh SS

1
, SS
2
.
3. Bộ điều chỉnh mức “H”, bộ điều chỉnh “G
W
”.
4. Khối đo lưu lượng hơi “G
S
”.
5. Khối đo lưu lượng nước “G
W
”.
6. Khối đo mức nước trong bao hơi “đo H”.
7. Cơ cấu chấp hành.
8. Đối tượng điều chỉnh “DTDC”.

II . PHÂN TÍCH NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC, ĐẶC TÍNH CỦA CÁC THIẾT BỊ ĐO
Các thiết bị đo lưu lượng hơi, lưu lượng nước và mức nước trong bao hơi còn
được gọi là các “Đát trích”. Nó có nhiệm vụ cảm nhận các tín hiệu không điện là
các tín hiệu mức nước trong bao hơi lưu lượng nước cấp vào lò và lưu lượng hơi ra
khỏi lò sang tua bin, thành các tín hiệu điện một chiều chuẩn từ 0 ÷5mA. Đưa đến
khối so sánh U04 của bộ tự động.
1. Đát trích do mức nước trong bao hơi ДMЭ-630
Sơ đồ nguyên lý của đát trích được thể hiện trên hình vẽ (Hình II.3)
- Sơ đồ gồm mạch đầu vào của cầu đo, khuếch đại một chiều, khuyếch đại công suất,
máy phat cung cấp cho cầu từ trường
ΜΜΠ
và khối nguồn cấp.
- Mạch đầu vào tạo bởi điện trở R

1
và R
2
đi ốt chỉnh lưu ЭM1 và tụ lọc C
1
cùng với cuộn
kích thích
ΜΜΠ
tạo thành cầu đo. Ở một đường chéo của cầu được cung cấp điện áp dạng
xung tam giác tần số 400 Hz do máy phát xung đặc biệt cấu tạo bởi vi mạch tích phân ЭМ3 .
Ở đường chéo kia lấy ra tín hiệu không cân bằng dưới dạng điện áp một chiều. Tín hiệu này
được đưa đến đầu vào của bộ khuyếch đại một chiều tạo bởi vi mạch tích phân ЭM2.
22
ĐIỀU CHỈNH MỨC NƯỚC BAO HƠI
Tín hiệu khuyếch đại dòng một chiều qua điện trở hạn chế R
12
đưa đến khuyếch đại công
suất T. Tín hiệu ra của mạch khuyếch đại công suất đưa đến đầu 13, 14 nối với tải.
- Trong mạch cực phát của bóng T có dấu hiệu trở phản hồi âm R
14
, trong mạch cực góp
có dấu hiệu trở gánh R
13
để hiệu chỉnh dải đo của thiết bị. Ở điện trở gánh R
13
một phần
dòng ra điện trở R
6
đưa đến cuộn phản hồi âm
ΜΜΠ

được nối tới đầu 5,6. Để đảm bảo cho
thiết bị
ΜΜΠ
đồng thời được khuếch đại và giảm nhỏ xung động tín hiệu ra, trong mạch
khuếch đại có thiết kế mạch liên hệ ngược động tạo bởi C
3
, R
1
,R
2
.
- Máy phát xung để cung cấp cho
ΜΜΠ
các xung tam giác tần số 400 Hz tạo thành bởi
vi mạch tích phân ЭM3 có điện trở đầu vào là R
3
và R
4
. Phản hồi dương được đấu vào đầu
ra của vi mạch qua điện trở R
11
, ở đầu vào không đảo chiều của vi mạch, còn phản hồi âm
qua điện trở R
9
và R
10
tụ C
2
, các phần tử C
2

và R
10
xác định tần số của máy phát xung.
- Nguồn cung cấp của thiết bị khuếch đại tạo thành từ biến áp lực TP có hai cuộn thứ
cấp W
2
và W
3
để cung cấp nguồn cho khuếch đại và máy phát.
- Ở cuộn W
2
có đấu cầu chỉnh đối lưu ЭM4 , tụ lọc C
4
cuôn cảm ДP và ổn áp Д
4
, Д
5
,
Д
6
.
- Ở cuộn thứ cấp W
3
có đấu cầu chỉnh lưu ЭM5 tụ lọc C
5
, R
17
và ổn áp Д
2
, Д

3

- Các ổn áp dùng để nâng cao chất lượng điện áp Д
2
, Д
3
cho nguồn cấp ЭM3, Д
4
, Д
5
cho
ЭM2 và Д
5
, Д
6
cho T. Điện trở R
15
đảm nhận được đặc tính của bộ khuếch đại chạy qua
điểm 0.
- Để bù cho sự không tuyến tính của đát trích trong bộ khuếch đại có thể có
thêm một số mạch không tuyến tính sau:
- Để bù sự không tuyến tính âm có mạch diot Д
1
và R
7
.
- Để bù cho sự không tuyến tính dương có mạch Д
1
và R
8

- Điện trở R
7
và R
8
xác định khi hiệu chỉnh đát trích.
- Điện trở R
5
để bù sai số nhiệt độ của đát trích, điện trở R
16
để giảm nhỏ nhiễu loạn do
thay đổi điện trở tải.
* Nguyên lý hoạt động của đát trích :
Thông số cần đo mức "L" được biến đổi bằng phần trở cảm hoá thành sự dịch chuyển tỷ
lệ của nam châm vĩnh cửu để tạo lên tác động điều khiển dưới dạng từ thông Φ
m
. Bộ phận
cảm ứng từ biến đổi sự khác nhau của từ thông điều khiển và từ thông phản hồi ngược,
thành tín hiệu mất tương ứng ở dạng điện áp và đưa đến bộ khuếch đại. Tại đây nó được
23
ĐIỀU CHỈNH MỨC NƯỚC BAO HƠI
khuếch đại và biến đổi thành tín hiệu dòng một chiều chuẩn từ 0 ÷5mA ở đầu ra của đát
trích đo mức nước.
Tín hiệu ra của đát trích có quan hệ tuyến tính với chênh áp
max
max
P
P
II
∆
∆

=
Trong đó:
I
max
: là giá trị lớn nhất của tín hiệu ra = 5mA
∆P : Chênh áp đo
∆P
max
: Chênh áp lớn nhất của thiết bị đo = 630 KG/cm
2
Trong sơ đồ thiết bị lấy mẫu đo mức nước bao hơi ta có:
∆P =[(H-h)(ρ
,
-ρ
,,
)+h
1
(ρ-ρ
,
)] Kg/cm
2
ρ: tỉ trọng của nước.
ρ
,
: tỉ trọng của nưốc trong bao hơi.
ρ
,,
: tỉ trọng của hỗn hợp hơi.
H: giới hạn mức nước lấy mẫu =630mm.
h: mức nước cần đo.

h
1
, h
2
: các mức nước cố định.
h
1
= 415mm; h
2
= 215mm.

24
ρ
,,
ρ

,
TIM BAO HƠI
BẢO ÔN
Hình II.3: Sơ đồ lấy mẫu đo mức nước bao hơi
ĐIỀU CHỈNH MỨC NƯỚC BAO HƠI
(hình II.4)
25