Hệ thống điều chỉnh mức nước bao hơi nhà máy nhiệt điện Phả Lại

LỜI NÓI ĐẦU
Trong thời đại ngày nay tự động hoá đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong hầu
hết các ngành sản xuất của nền kinh tế quốc dân. Đặc biệt là công nghiệp và sản xuất
điện năng. Hệ thống điều chỉnh tự động đóng một vai trò then chốt trong việc nâng
cao hiệu quả kinh tế và đảm bảo chất lượng sản phẩm đồng thời giải phóng sức lao
động của con người.
Đối với nhà máy nhiệt điện thì hệ thống điều chỉnh tự động đóng một vai trò
then chốt trong quá trình sản điện năng. Điều chỉnh tự động nhằm nâng cao hiệu suất
của nhà máy bằng cách lựa chọn thông số của bộ điều chỉnh sao cho phù hợp, chế độ
làm việc tối ưu của thiết bị theo thông số đã quy định. Trong nhà máy nhiệt điện thì
quá trình nhiệt đóng một vai trò chủ yếu. Các quá trình nhiệt trong nhà máy nhiệt
điện rất đa dạng và luôn thay đổi do ảnh hưởng của nhiên liệu, của chất lượng nước,
chế độ của không khí, đặc biệt là chế độ làm việc không ổn định của các thiết bị chịu
nhiệt do vận hành lâu dài. Do đó các thông số của công nghệ sẽ thay đổi trong một
dải rộng, làm suy giảm hiệu suất của các thiết bị trong nhà máy so với thiết kế ban
đầu. Gây ra sự cố dẫn đến hỏng hóc và phá huỷ thiết bị, làm cho chu trình nhiệt
không thể thực hiện được ở chế độ bình thường. Do đó vấn đề điều chỉnh các thông
số của quá trình nhiệt trong nhà máy là hết sức quan trọng.
1
Chương 1
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN PHẢ LẠI I
1.1 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 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 tương 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.
2
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 trọng 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 được 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 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.
3
1.2 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
Hiệu suất thô của lò
БKZ-220-100-10C
220 T/h
540

o
C
100 ata
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
1.3 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 á5 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 6á8 tại đây nước ngưng tiếp tục được gia nhiệt bởi hơi nước trích ra từ các
4
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
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 đợc 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.
5

Cơ năng
Máy fát
HơiNước
Điện năng
Nhiệt năng
Hình 1.1: Sơ đồ nhiệt một tổ máy
Bình ngưng của tua bin gồm có 2 ngăn A và B mỗi ngăn có tới 1570 ống đồng
cho nước làm mát chảy qua. Hơi nước ở ngoài ống và bị nước làm mát lấy nhiệt và
ngưng tụ lại thành nước
1.4.Giới thiệu lò hơi và các thiết bị của lò
1.4.1. 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 đờng 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°.
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 lợng 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.
6
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 đa
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 á 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 á 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, ở phía đuôi lò có lắp đặt bộ thải xỉ liên
tục đã được cơ giới hoá.
1.4.2. 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%
1.4.3. Các thiết bị phụ của lò
1.4.3.1. Quạt gió
7
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
1.4.3.2. Quạt khói
Để tạo chân không trong buồng đốt và thải khói ra ngoài trời ngời 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
1.5. Giới thiệu về tua bin
1.5.1. 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
8
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.
1.5.2. 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
Nhiệt độ nước làm mát : t
o
= 23
o
C
Chân không bình ngưng : P
CK
=- 0.062 ata
1.5.3. Thông số của các cửa trích hơi
Số cửa
trích
Tên gia nhiệt cấp hơi
từ cửa trích
Thông số hơi cửa trích
P
d
KG/cm2 T
o
hơi
o
C

Lưu lượng
hơi(T/h)
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
1.6. 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 đa 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.
9
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 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
Điện áp: U
đm
= 6KV
Tốc độ: n
đm
= 1480 vòng / phút
10
+ 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 á 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 á 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%
Chương 2
CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU CHỈNH CHÍNH
TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN PHẢ LẠI I
2.1.CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHÍNH TRONG NHÀ MÁY
Trong chu trình sản xuất điện của dây chuyền I có các hệ thống hệ thống điều
khiển chính trong sau:
11
+ Bộ điều khiển tốc độ quay của Tua bin.
+ Bộ điều khiển điện áp đầu ra của nhà máy.
+ Bộ điều khiển công suất phát của nhà máy.
+ Bộ điều khiển ấp suất hơi đầu lò.
+ Bộ điều khiển áp suất hơi quá nhiệt.
+ Bộ điều khiển mức nước bao hơi.
+ Bộ điều khiển chân không buồng lửa.
+ Bộ điều khiển hệ số không khí thừa.
+ Bộ điều khiển mức nước bình ngưng.
+ Bộ điều khiển mức nước bình gia nhiệt.
+ Bộ điều khiển mức nước bình khử khí.
+ Bộ điều khiển chân không máy nghiền.
+ Bộ điều khiển nhiệt độ hỗn hợp khử bụi.
+ Bộ điều khiển nhiên liệu trong các Bunke.
+ Bộ điều khiển lưu lượng nước xả liên tục.
2.1.1 Điều khiển phụ tải lò (điều khiển áp suất buồng lửa)
Nhiệm vụ.
Thực hiện điều chỉnh lượng nhiên liệu vào lò (điều chỉnh lượng nhiệt sinh ra
trong buồng lửa) sao cho hơi ra khỏi lò hơi sang Tua bin đảm bảo độ ổn định về lưu
lượng hơi, chất lượng hơi (độ khô theo quy định) và đảm bảo được thông số nhiệt độ
và áp suất đã quy định dưới bất kỳ tác động nào. Các thông số cần được giữ ổn định
ở đầu ra của lò hơi là: nhiệt độ, áp suất, chất lượng hơi, lưu lượng hơi trước khi vào

Tua bin.
Trong thực tế vận hành có nhiều tác động về sự thay đổi áp suất của lò hơi do
nhiễu. Do vậy bộ điều khiển phụ tải lò hơi giữ ổn định quá trình cháy có hiệu suất
cao nhất. Để đạt được hiếu suất lò cao nhất thì phải làm giảm các tổn thất năm loại
tổn thất chính (q2,q3,q4,q5,q6) trong lò hơi. Trong quá trình cháy của lò hơi người ta
người ta thường điều chỉnh hệ số không khí thừa và lượng nhiên liệu vào buồng đốt.
Về mặt động lực học: lò hơi là một đối tượng phức tạp, nó gồm nhiều thông
số liên quan chặt chẽ với nhau. Sự liên quan đó được biểu hiện ở các quá trình biến
12
đổi lý, hoá học phức tạp. Từ nhiên liệu sang khói thải sẩy ra đồng thời với quá trình
chuyển hoá năng lượng chuyển môi chất nước thành hơi. Đặc trưng của lò hơi là 2
vấn đề chính:
- Chế độ cháy trong lò hơi.
- Chuyển hoá nước thành hơi.
Như vậy hệ thống điều khiển phụ tải lò không thể thiếu được trong quá trình
sản xuất điện năng, nó giữ một vai trò quan trọng trong quá trình cháy trong buồng
lửa cũng như duy trì được tính thuỷ động của chu trình.
Sơ đồ công nghệ
13
Bao
H¬i
1
2
3
4
8
7
5
6
Lß

H¬i
èng gãp h¬i chÝnh
H¬i tíi Tua bin
Tíi lß h¬i sè 2
Hình 2.1: Sơ đồ lò hơi
Trong đó :
1- khối đo lưu lượng hơi sau lò. 2- khối đo áp suất trong bao hơi.
3- khối vi phân. 4- khối tổng hợp tín hiệu.
5- khối điều chỉnh. 6- phạm vi cấp bột than.
7- khối đo áp suất trong ống góp sinh hơi.
8- khối điều chỉnh hiệu chỉnh( bộ điều chỉnh chính).
Khi lượng nhiệt sinh ra trong buồng lửa tăng lên làm quá trình tạo hơi tăng lên
trong các ống sinh hơi đặt trong buồng lửa, dẫn đến lượng hơi đi vào bao hơi tăng
làm tăng áp suất hơi trong bao hơi khi đó khối 2 sẽ đo được độ chênh áp này và đưa
tới khối 3, khối 4. Khối 4 đưa ra tín hiệu điều chỉnh sang khối 5, khối này sẽ đưa ra
tín hiệu tác động tới khối 6. Tiếp đó khi khối 1 nhận được tín hiệu tăng áp suất thi lại
gửi tín hiệu tới các khối 4,5 thông qua bộ biến đổi 1 và khối 4,5 sẽ đưa ra tín hiệu tác
động tới khối 6 đóng tiếp cửa cấp nhiên liệu vào lò hơi. Nếu có tín hiệu qua áp hay
giảm áp so với áp suất làm việc của Tua bin thì tín hiệu này được khối cảm biến 7
đưa đến khối 8 để chia tín hiệu này đến các lò khác để tác động tới khối điều khiển
4,5 để đưa ra tín hiệu tác động đóng van cấp nhiên liệu vào lò. Nó có thể coi như là
nhiễu do tổn thất áp suất do đường ống góp chỉnh gây ra và được khử băng bộ khử
nhiễu.
Từ sơ đồ công nghệ ta có thể suy ra sơ đồ cấu trúc tương đương của hệ thống
điều chỉnh phụ tải nhiệt.
§C2 §T1 §T2
NhiÔu
§T3
§C1
Y1

-
+
X1
B
Y1
-
+
§Þnh trÞ
Y1
Hình 2.2. Sơ đồ cấu trúc hệ thống điều khiển phụ tải nhiệt
14
Hệ thống điều chỉnh phụ tải lò là hệ thống điều khiển hai vòng điều khiển,
vòng thứ nhất là điều khiển theo tín hiệu đo áp suất trong bao hơi, vòng tác động
chính là vong tín hiệu áp suất đường hơi sau bộ quá nhiệt. Còn tín hiệu trên ống hơi
chính đưa về là tín hiệu nhiễu.
2.1.2 Điều khiển hệ số không khí thừa
Sơ đồ công nghệ
Bé §C
Van giã
Qkk
Bt
O2
Hình 2.3: Sơ đồ điều khiển không khí thừa
Khi có sự thay đổi về lượng không khí cấp vào lò thì tín hiệu được đo thông
qua tín hiệu đo lượng nhiên liệu cấp vào lò và lương gió nóng cấp vào lò đưa tới bộ
điều chỉnh, bộ điều chỉnh đưa ra tín hiệu tác động tơi van cấp gió, sau qua van cấp
gió trên đường vào lò có lấy tín hiệu về lượng Ôxy trên đường cấp gió vào lò đưa về
bộ điều chỉnh đưa ra tín hiệu điều điều chỉnh lượng gió cấp vào lò thông qua van cấp
gió.
Từ sơ đồ công nghệ của quá trình ta có sơ đồ cấu trúc của bộ điều chỉnh hệ số

không khí thừa.
15
Bt
O2
K
§T2
§T1
Bé
§C
-
Bé hiÖu chØnh chuÈn
Hình 2.4: Sơ đồ cấu trúc điều chỉnh không khí thừa
- Đối tượng 1: điều chỉnh không khí.
- Đối tượng 2: điều chỉnh O2.
Hệ thống điều chỉnh hệ số không khí thừa là hệ thống điều chỉnh mạch 2 vòng
bao gồm bộ điều chỉnh chính là vòng K và bộ điều chỉnh lượng không khí là Bộ ĐC.
Hiệu chỉnh ôxy chủ yếu tác động do chất lượng của nhiên liệu, hệ thống điều
chỉnh hệ số không khí thừa là hệ thống điều chỉnh chế độ cháy kinh tế của lò hơi (chế
độ cháy của buồng lửa).
2.1.3 Điều khiển mức nước bao hơi
Hệ thống điều khiển mức nước bao hơi nhà máy nhiệt điện Phả Lại I được
giới thiệu chi tiết trong chương III
2.1.4 Điều khiển nhiệt độ bộ quá nhiệt
Vai trò của nhiệt độ hơi quá nhiệt giữ một vai trò cực kỳ quan trọng, nó đảm
bảo cho đặc tính và hiệu suất của chu trình nhiệt. Nếu nhiệt độ hơi quá nhiệt thấp sẽ
gây làm cho các tầng cánh phía sau của tua bin làm việc với hiệu suất thấp. Nếu thấp
quá so với mức quy định thì các tầng cánh cuối cùng của tua bin sẽ bị làm việc có ẩm
(gây hỏng các tầng cánh của tua bin). Nếu nhiệt độ hơi quá nhiệt tăng cao thì hiệu
suất của chu trình sẽ được tăng cao. Nếu nhiệt độ hơi quá nhiệt tăng cao quá so với
quy định sẽ gây lên các dàn ống sẽ bị suy giảm về độ bền. Do vậy phải có hệ thống

điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt để đảm bảo cho chu trình nhiệt làm việc ổn định,
lâu dài.
Sơ đồ công nghệ.
16
Nước làm mát
θ
qn
=535±5
o
C
θ
qn
vao
D
Bô
ĐC
Hình 2.5: Sơ đồ bộ quá nhiệt
Vì một lý do nào đó nhiệt độ hơi quá nhiệt tăng nên quá mức cho phép 535÷5
o
C thì bộ cảm biến nhiệt độ này và đưa tới bộ điều chỉnh và so sánh với giá trị đặt là
535÷5
o
C thì bộ điều chỉnh đưa ra tín hiệu tác động tới cơ quan điều chỉnh là van cấp
nước giảm ôn, để mở van cấp nước phun vào hơi làm cho nhiệt độ hơi giảm đi, nếu
nhiệt độ hơi sau khi phun nước giảm ôn ở đầu ra đưa tới tua bin vẫn chưa về giá trị
quy định thì thiết bị đo cảm nhận được và chuyển đổi thành tín hiệu điện chuẩn đưa
tới bộ điều khiển để bộ điều khiển so sánh với giá trị đặt và bộ điều chỉnh tiếp tục
tác động vào cơ cấu chấp hành , tới cơ quan điều chỉnh là van để mở tiếp tục cho
nước giảm ôn vào phun hoà trộn với hơi quá nhiệt. Quá trình cứ như vậy đến khi nào
tín hiệu so sánh giữa giá trị đặt và giá trị nhiệt độ của bộ cảm biến đưa về khi chuyển

đổi thành tín hiệu điện quy chuẩn là bằng không thi quá trình điều khiển kết thúc.
Từ sơ đồ khối của hệ thống ta có sơ đồ cấu trúc tương ứng với sơ đồ khối của
hệ thống điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt.
Hình 2.6: Sơ đồ cấu trúc hệ thống điều khiển hơi quá nhiệt
Hệ thống điều khiển nhiệt độ hơi quá nhiệt gồm hai vòng điều chỉnh. Vòng
thư nhất là điều chỉnh độ mở van nước giảm ôn, vòng này là vòng điều chỉnh phụ của
hệ thống. Vòng thứ hai là vòng điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt, đây là vòng điều
chỉnh chính. Trong vòng điều chỉnh van có bộ vi phân để dự báo trước sự thay đổi độ
mở của van.
17
θ
1
θ
qn
ĐT2
ĐT1
Bộ ĐC
D
θ
0
2.1.5 Điều khiển mức nước bình ngưng
Trong bình ngưng gồm có 2 thông số chính cần điều chỉnh:
- Mức nước bình ngưng.
- Chân không bình ngưng.
Mức nước bình ngưng và chân không bình ngưng ảnh hưởng đến chỉ tiêu kinh
tế của Tua bin, nó còn ảnh hưởng đến chế độ làm việc bình thường của thiết bị.
Nếu chân không bình ngưng tăng sẽ làm tăng áp suất bình ngưng và làm giảm
quá trình giãn nở trong tua bin lại đồng thời tăng nhiệt độ ở phần đuôi của Tua bin sẽ
gây nóng gối đỡ và làm thay đổi quá trình giãn nở do nhiệt của Tua bin. Nếu mức
nước trong bình ngưng giảm sẽ làm nóng nước tuần hoàn sẽ làm biến dạng các dàn

ống đồng làm ảnh hưởng đến quá trình trao đổi nhiệt.
Sơ đồ công nghệ
1- Bình ngưng. 2- Bộ điều chỉnh.
3- Van đồng trục. 4- Cơ cấu chấp hành.
18
Giá
trị
đặt
Nước
tuần
hoàn
1
Hb
Hơi
2
5
6
4
3
Tái tuần hoàn
Lò hơi
5- Bm ngng. 6- Lm mỏt.
Hỡnh 2.7: S mc nc bỡnh ngng
i tng nhit chớnh l mc nc bỡnh ngng ch dũng chy khụng cú
tớnh t cõn bng mang tớnh tớch phõn cú tr.
Hb thng gi mc nc trung bỡnh trong khụng gian bỡnh ngng. Trong thc
t khụng gian bỡnh ngng thay i.
B nh tr 2 nhn 2 giỏ tr cho trc s
lm úng hoc m van ng trc 3 v 4 ng
thi lu lng nc i ra bỡnh ngng tng

hoc gim tng ng s tng hay gim ca
mc nc trong bỡnh ngng.
B iu chnh thng dựng l theo
quy lut tớch phõn t l v m bo mc
nc bỡnh ngng khụng cú s sai lch d
hoc bờn liờn h nghch cng s chuyn
sang quy lut iu chnh P.
ch lm vic bỡnh thng van
3, 4 cú m khỏc nhau do ú to ta 2 ch . th lu lng khi van m trong
ch lm vic bỡnh thng van 4 m van 3 úng kớn. Trng hp mc nc bỡnh
ngng gim thỡ van 4 t t úng van 3 bt u m a nc tỏi tun hon v bỡnh
ngng m bo mc nc trung bỡnh ngng ngng n nh. Khi mc nc
bỡnh ngng vn cũn thp thỡ phi b sung thờm nc b sung.
Hỡnh 2.9: S cu trỳc ca h thng iu chnh mc nc bỡnh ngng
2.1.6 iu khin mc nc bỡnh gia nhit
19
Hi trớch t tua
bin
Nc cp vo
Nc cp ra ra
Nc ng dn cp
t
B
C
Van 3 mở
Q = Hb
q1
Bộ ĐC ĐT
Giá trị
đăt

Hỡnh 2.8: S lu lng van
Hỡnh 2.10: S iu khin mc nc bỡnh gia nhit
Mc nc trong bỡnh gia nhit cú ý ngha m bo kinh t v hiu sut ca
chu trỡnh nhit v m bo an ton cho thit b.
B iu chnh mc nc bỡnh gia nhit gi mc nc trong bỡnh trng thỏi
bỡnh thng. m bo cho nc ra khi bỡnh gia nhit v lũ khụng thay i quỏ
nhiu thỡ khong hi chim t 30%-70% khụng gian bỡnh gia nhit cũn li khong
nc chim t 50%-70%.
cao ca mc nc trong bỡnh gia nhit c xỏc nh theo mi chu trỡnh
nhit khoỏc nhau. Nú bin ng ph thuc vo ph ti ca c t mỏy. m bo
cho bỡnh gia nhit lm vic bỡnh thng ta t b iu chnh iu chnh mc nc
v hi trong bỡnh gia nhit. Thng c t b iu chnh thc hin quy lut t l.
Mi bỡnh gia nhit t 2 mc:
- Trng hp cao quỏ s lm gim hiu sut lũ vỡ nc cp cho lũ khụng
c nhn nhit.
- Trng hp mc nc thp quỏ khi ú nc cp cho lũ cú nhit cao
quỏ s gõy sụi bng s lm bin dng cỏc dn ng sinh hi do nhit quỏ
cao. Nu trng hp su cú th dn n ngng lũ.
Cỏch x lý s c phi tỏch bỡnh s c sa cha.
20
Bộ ĐC ĐT
Giá trị
đăt
Hình 2.11: Sơ đồ cấu trúc bộ điều khiển mức nước bình gia nhiệt
2.1.7 Điều khiển mức nước bình khử khí
Thống số mức nước bình khử khí phản ánh hiệu suất khử khí. Trong đó có
ôxy, nó là một loại chất ăn mòn kim loại. Bình khử khí làm việc thường ở chế độ sôi.
Nếu mức nước bình khử khí quá cao thì thì bề mặt sôi giảm làm cho sự thoát khí ôxy
trong nước thoát ra giảm. Mức nước thấp quá dẫn đến làm nóng thiết bị do đó phải có
hệ thống điều chỉnh mức nước bình khử khí.

21
Hỡnh 2.12: S h thng iu chnh mc nc bỡnh kh khớ
1- Bỡnh kh khớ.
2- ỏt trớch.
3- Van iu chnh nc b sung.
4- B iu chnh mc nc bỡnh kh khớ.
5- B iu chnh ỏp sut bỡnh kh khớ.
Hi vo bỡnh kh khớ to khụng gian hi ca bỡnh khụng khớ. Nc i t trờn
xung, hi i t di lờn. Hi v nc c ho trn vi nhau rt u nh cỏc mt
sng ct ho trn. Khi ú nc c hi hõm núng v thnh phn ụxy v khớ CO2
c tỏch ra khi nc v thoỏt ra ngoi.
Nguyờn tc iu chnh bỡnh kh khớ.
Khi nc ngng ca bỡnh kh khớ tng hoc gim khớ ú ỏt trớch 2 tỏc ng
n phn t 4. Khi ú van 3 úng hoc m nc b sung vo bỡnh kh khớ m
bo mc nc bỡnh kh khớ trong phm vi cho phộp.
Hỡnh 2.13: S cu trỳc iu chnh mc nc bỡnh kh khớ
22
Bộ ĐC ĐT
Giá trị
đăt
5
Nc cp
1
Nc b xung
4
3
2
O2
Nc vo lũ
Chương 3

HỆ THỐNG ĐIỀU CHỈNH MỨC NƯỚC BAO HƠI
NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN PHẢ LẠI I
3.1. Chức năng và nhiệm vụ bộ điều khiển mức nước bao hơi
Bao hơi là một thiết bị giữ một vai trò quan trọng nhất của thiết bị lò hơi, quá
trình làm việc của bao hơi rất phức tạp do ảnh hưởng của sự thay đổi của phụ tải lò.
Do đó chế độ làm việc của bao hơi phải luôn luôn giữ ở chế độ làm việc ổn định với
trị số cho phép. Trong bao hơi thì thông số về mức nước bao hơi gắn chặt với quá
trình thuỷ động trong lò hơi. Nếu mức nước tăng quá giới hạn cho phép sẽ làm tê liệt
hệ thống xả liên tục( không xả được váng nước), hơi bão hoà sẽ đi vào bộ quá nhiệt
và mang theo lượng nước đáng kể vào Tua bin, sẽ gây ăn mòn cánh tua bin, làm giảm
độ bền của tua bin. Mức nước bao hơi cao quá sẽ phá vỡ sự cân bằng và các thiết bị
phân ly hơi trong bao hơi mất tác dụng. Nếu mức nước trong bao hơi giảm xuống quá
thấp sẽ phá vỡ sự cân bằng trong bao hơi, phá vỡ vòng tuần hoàn tự nhiên. Quá trình
thuỷ động học trong bao hơi sẽ thay đổi. Khi đó nhiệt độ trong bao hơi sẽ tăng và kéo
theo các dàn ống sinh hơi của vòng tuần hoàn cũng tăng theo. Khi đó tuổi thọ của các
thiết bị trao đổi nhiệt sẽ bị giảm tuổi thọ do sự tăng lên của nhiệt độ.
Mức nước bao hơi thay đổi do tăng hoặc giảm lưu lượng nước cấp hay lưu
lượng hơi, sự thay đổi phụ tải nhiệt của buồng lửa và áp suất trong bao hơi sẽ dẫn
đến sẽ làm thay đổi mức nước trong giới hạn cho phép là thấp hơn tâm hình học của
bao hơi 200 mm. Trong quá trình vận hành cho phép dao động trong khoảng ± 50
mm. Vì vậy nhiệm vụ đặt ra là hệ thống điều khiển mức nước bao hơi phải điều
chỉnh lượng nước cấp và lượng hơi sao cho mức nước trong bao hơi giữ ở trị số cho
phép. Do đó hệ thống điều khiển mức nước trong bao hơi được đặt ra với yêu cầu rất
cao và nghiêm ngặt. Nó đảm bảo sự làm việc ổn định của lò hơi giữ được quá trình
thuỷ động học trong lò hơi và làm tăng tuổi thọ của các thiết bị trao đổi nhiệt trong lò
hơi.
23
3.2. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống điều khiển mức nước bao hơi
Nhiệm vụ của hệ thống điều khiển mức nước bao hơi là giữ và duy trì mức
nước thay đổi trong khoảng giới hạn là ± 50 mm so với tâm hình học của bao hơi

trong suốt quá trình làm việc của nhà máy.
Bao hơi là đối tượng điều chỉnh không có sự cân bằng, mức nước trong bao hơi
luôn thay đổi do phụ tải nhiệt của lò hơi luôn thay đổi.
Phương trình cân bằng vật chất bao hơi tuân theo phương trình:
F.(ơ
’
+ ơ
’’
).
dt
dH
= W – D.
Trong đó : H - là mức nước bao hơi.
D - là lưu lượng hơi.
W - lưu lượng nước cấp.
F - điện tích bề mặt bốc hơi trong bao hơi.
F
’
- mật độ nước.

’’
- mật độ hơi.
Hệ thống điều khiển mức nước bao hơi là một hệ thống điều khiển phức tạp
gồm có 3 xung(3 tín hiệu).
- Xung mức nước là xung chính(tín hiệu điều chỉnh vòng chính).
- Xung lưu lượng hơi là xung thông số đặt.
- Xung lưu lượng nước cấp là xung phản hồi.
Nguyên lý làm việc của hệ thống điều khiển mức nước bao hơi
Bộ điều chỉnh mức nước bao hơi được sử dụng là bộ điều chỉnh tỉ lệ tích phân
có trễ. Do tính phức tạp của các thông số trong bao hơi cũng như sự đòi hỏi thông số

mức nước bao hơi rất cao.
24
B×nh
ng- ng
Tua bin
cao ¸p
Tua bin
h¹ ¸p
Bé qu¸
nhiÖt
Buång ®èt
B×nh khö
khÝ
BÒ mÆt
hÊp thô
nhiÖt
Van ®iÒu
chØnh
Bao H¬i
B¬m
ng- ng
B¬m cÊp
Gia nhiÖt h¹
¸p(3-5)
Gia nhiÖt
cao ¸p(6-8)
P21
N04
GNHGW
Hình 3.1: Sơ đồ hệ thống điều chỉnh mức nước bao hơi.

Quá trình làm việc của chu trình sản xuất điện của nhà máy: Nhiên liệu được
đốt trong buồng đốt sinh ra nhiệt truyền cho các bề mặt đốt(gồm các ống nước đặt sát
nhau tạo thành bề mặt kín) được bao xung quanh buồng đốt. Nước nhận nhiệt sôi và
đi vào bao hơi bao hơi có nhiệm vụ phân tách hơi và nước. Sau đó hơi được đưa tới
bộ quá nhiệt để gia nhiệt cho hơi ở áp suất không đổi tới nhiệt độ yêu cầu. Sau đó hơi
được đưa tới tua bin cao áp, ở đây hơi được giãn nở sinh công làm quay trục tua bin
kéo máy phát điện , sau đó hơi giảm bị giảm áp suất khi đi qua tầng tua bin cao áp và
25
Bình
ngưng
Bơm
ngưng