Hệ thống điều khiển mức nước bao hơi

ĐIỀUCHỈNHMỨCNƯỚCBAOHƠI
MỤCLỤC
Trang
LỜIMỞĐẦU
PHẦN I: GIỚITHIỆUCHUNGVỀNHÀMÁYĐIỆN PHẢLẠI
I. Giới thiệu chung
II. Các thông số kỹ thuật của nhà máy và một tổ máy
III. Giới thiệu chung về sơđồ 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 : KHẢOSÁTHỆTHỐNGVÀCÁCBỘĐIỀUCHỈNH
HIỆNCÓĐỂĐIỀUCHỈNHLÒHƠI
§I. Vai trò nhiệm vụ của bộđiều chỉnh mức nước bao lò hơi
§II . Các yếu tốảnh hưởng tới mức nước bao hơi
§III. Điều khiển lò hơi
§IV. Hệ thống điều khiển mức nước bao hơi
I. Sơđồ cấu trúc hệ thống
II. Phân tích nguyên lý làm việc đặc tính của các thiết bịđo
III. Nguyên lý làm việc các khối chức năng có trong sơđồ
§V. Các bộ tựđộng hiện cóđểđiều khiển lò hơi
1
ĐIỀUCHỈNHMỨCNƯỚCBAOHƠI
PHẦN I
GIỚITHIỆUCHUNGVỀNHÀMÁYĐIỆNPHẢLẠI
PHẦN I: GIỚITHIỆUCHUNGVỀNHÀMÁYĐIỆNPHẢLẠI
I. GIỚITHIỆUCHUNG
Nhà máy điện Phả Lại được xây dựng tại Thị trấn Phả Lại - Huyện Chí Linh -
Tỉnh Hải Dương, cách Thủđô 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
ĐIỀUCHỈNHMỨCNƯỚCBAOHƠI
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 kếđợt 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 hoáđất 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 đáđược 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 vàđường 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 đểđưa về lò hoặc kho dự
trữ.
- Đường sắt :Than đực vận chuyển về nhà máy bằng đường tàu hoả vàđược
quang lật toa rót vào hệ thống băng tải đểđưa 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 vàđể duy trì quá trình cháy của lò, dầu này được nhập ngoại ở cảng vật cách
3
ĐIỀUCHỈNHMỨCNƯỚCBAOHƠI
vàđưa về nhà máy bằng đường thuỷ. Lượng dầu FOtiêu 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 từđầu 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, HàĐông, Đồng Hoà, Sóc Sơn, Bắc Giang.
II . CÁCTHÔNGSỐKỸTHUẬTCỦANHÀMÁYVÀ 1 TỔMÁY
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
ĐIỀUCHỈNHMỨCNƯỚCBAOHƠI
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. GIỚITHIỆUCHUNGVỀSƠĐỒNHIỆTMỘTTỔMÁY
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 đóđược 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 ởđây nước được khử hết các bọt khí có
trong nước để chống ăn mòn kim loại.
Nước sau khi khử khíđược 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 ởđuôi lòđể 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 hoàẩm, phía dưới là nước ngưng.
5
ĐIỀUCHỈNHMỨCNƯỚCBAOHƠI
Hơi bão hoàẩm trong bao hơi không được đưa ngay vào tua bin màđược đưa qua
các bộ xấy hơi, tại đây hơi được xấy khô thành hơi quá nhiệt có nhiệt độ 540
o
C vàáp
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 đáđã biến đổi thành cơ năng vàđiện năng, còn hơi nước là môi chất được biến
đổi theo một vòng tuần hoàn kín. Nước ởđây là môi chất trung gian để chuyển nhiệt
năng của than đá, dầu thành cơ năng vàđiện 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
CƠNĂNG
MÁYFÁT
HƠINƯỚC
Điện năng
Nhiệt năng
Hình I.1
ĐIỀUCHỈNHMỨCNƯỚCBAOHƠI
7
ĐIỀUCHỈNHMỨCNƯỚCBAOHƠI
IV. GIỚITHIỆULÒHƠIVÀCÁCTHIẾTBỊCỦALÒ
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 cóđặt 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
ĐIỀUCHỈNHMỨCNƯỚCBAOHƠI
Buồng đốt được lắp đặt bốn vòi đốt chính kiểu xoáy lắp tại 2 vách bên của lòởđộ
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 vàđược 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 cóđược hơi với chất lượng cao lò sử dụng sơđồ 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 cóđường kính trong là 1600 mm, chiều dài là 12.7
m vàđộ 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 lòđược 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 lòđể chống đóng cáu cặn.
Sự tuần hoàn của lòđược phân chia theo các giàn ống, thành 14 vòng tuần hoàn
nhỏđộc 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 phụđặt trên đỉnh lò
khi khởi động lò dùng nước cấp đểđi 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

cóáp 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
ĐIỀUCHỈNHMỨCNƯỚCBAOHƠI
Ở phía đuôi lò có lắp đặt bộ thải xỉ liên tục đãđược 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
ĐIỀUCHỈNHMỨCNƯỚCBAOHƠI
11
ĐIỀUCHỈNHMỨCNƯỚCBAOHƠI
V. GIỚITHIỆUVỀTUABIN
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 hạáp.
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 hạáp được chế tạo kiểu thoát hơi về hai phía mỗi phía có 5 tầng cánh, cánh
động hạáp được chế tạo riêng rẽ và lắp ép vào trục, xi lanh hạáp 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 hạáp 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 ởđây hơi sẽ theo hai ống liên thông sang xi lanh hạáp, từ xi lanh hạáp 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
ĐIỀUCHỈNHMỨCNƯỚCBAOHƠI
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
P
dư
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
VI. GIỚITHIỆUHỆTHỐNGCHẾBIẾNTHAN

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 vàđường 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 khíởđuôi 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
ĐIỀUCHỈNHMỨCNƯỚCBAOHƠI
đưa trở lại máy nghiền để nghiền lại, những hạt than nhỏđủ tiêu chuẩn được đưa lên
phân ly than mịn (xyclon). Xyclon có nhiệm vụ tách than ra khỏi hỗn hợp than và
không khí, từđây than bột được đưa vào kho chứa than bột hoặc được đưa vào vít
truyền than bột đểđưa 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 lòđể 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 chếđộ 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
ĐIỀUCHỈNHMỨCNƯỚCBAOHƠI
Điện áp: U
đm
= 6KV
Tốc độ: n
đm
= 1480 vòng / phút
+ Động cơ máy cấp than nguyên làđộng cơđiện 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 độđịnh mức: n
đm
= 300 ÷ 1500 vòng / phút
+Động cơ máy cấp than bột làđộng cơđiện 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 độđịnh 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 %
Độẩm 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
ĐIỀUCHỈNHMỨCNƯỚCBAOHƠI
16
ĐIỀUCHỈNHMỨCNƯỚCBAOHƠI
PHẦN II
Khảo sát hệ thống và các bộđiều chỉnh hiện cóđểđiều chỉnh lò
hơi

PHẦN II:
KHẢOSÁTHỆTHỐNGVÀCÁCBỘĐIỀUCHỈNHHIỆNCÓĐỂĐIỀUCHỈNHLÒH
ƠI
17
ĐIỀUCHỈNHMỨCNƯỚCBAOHƠI
§I. VAITRÒVÀNHIỆMVỤCỦABỘĐIỀUCHỈNHMỨCNƯỚCBAOHƠI
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 lòđồng 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 vàđiều chỉnh cho nên người
công nhân vận hành không thểđiều chỉnh kịp thời và liên tục mức nước trong bao hơi ổn
định được.
Chính vì những lý do trên người ta thiết kế bộđiều chỉnh tựđộng cấp nước cho lòđểổn 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. CÁCYẾUTỐẢNHHƯỞNGTỚIMỨCNƯỚCBAOHƠI
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.
18
ĐIỀUCHỈNHMỨCNƯỚCBAOHƠI
-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
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. ĐIỀUKHIỂNLÒHƠI
a) Khái niệm chung
Điều khiển lò hơi về cơ bản là các hệ thông điều chỉnh tựđộng 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
- Bộđiều chỉnh xả liên tục

- Điều chỉnh áp lực hơi đi thổi bụi
19
ĐIỀUCHỈNHMỨCNƯỚCBAOHƠI
- Điều chỉnh mức nước trong bao hơi
Tất cả các quá trình điều khiển trên đều liên quan chặt chẽ với nhau vàảnh hưởng lẫn nhau.
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 đảmbảo cân bằngnhu 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) Sơđồđiều 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 sơđồ sau:
20
∼
W
PT
Đặt chếđộ làm việc
f(t)
f(t)
BÙTĂNGÁPSUẤTHƠI
Bù tổn thất hơi
Điều khiển áp suất hơi và
lưu lượng nước cấp
Đ/c P
Lò hơi
Nước cấp
Không khí
Nhiênliệu
D
E

A
B
C
Hơi quá nhiệt
Hình II.1: Sơđồđiều khiển lò hơi
ĐIỀUCHỈNHMỨCNƯỚCBAOHƠI
Trong sơđồ:
A - là thiết bịđặt 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 phụđưa tới bộđiều khiển năng lượng, cùng với thiết bị phụ D thiết lập
sựổn 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 đểđáp ứng được những thay đổi bất ngờ của hệ thống
điện.
§IV. HỆTHỐNGĐIỀUCHỈNHMỨCNƯỚCBAOHƠI
I. SƠĐỒCẤUTRÚCHỆTHỐNG
21
Bộđiều chỉnh
mức nước H
SS
2
Cơ cấuchấp
hành ( 7)
Đo G
s
(4)
ĐTĐC
(8)

SS
1
Bộđiều chỉnh
lưu lượng GW
Đo G
w
(5)
Đo H
(6)
Đặt H
+
-
+
+
+
+
-
Q
s
H
s
Hình II.2:Sơđồ cấu trúc
(3)
(2)
(2)
ĐIỀUCHỈNHMỨCNƯỚCBAOHƠI
1. Bộđặt mức.
2. Bộ so sánh SS
1
, SS

2
.
3. Bộđiều chỉnh mức “H”, bộđiều 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 . PHÂNTÍCHNGUYÊNLÝLÀMVIỆC, ĐẶCTÍNHCỦACÁCTHIẾTBỊĐO
Các thiết bịđo 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 tựđộng.
1.Đát trích do mức nước trong bao hơi ДMЭ-630
Sơđồ nguyên lý của đát trích được thể hiện trên hình vẽ(Hình II.3)
- Sơđồ 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.
22
ĐIỀUCHỈNHMỨCNƯỚCBAOHƠI
Ởđường 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.
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. Ởđiện 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. Đểđảm 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 cóđiện trởđầu vào là R
3
và R
4
. Phản hồi dương được đấu vào đầu ra
của vi mạch qua điện trở R
11
, ởđầu 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
cóđấu cầu chỉnh đối lưu ЭM4 , tụ lọc C
4
cuôn cảm ДP vàổn áp Д
4
, Д
5
, Д
6
.
- Ở cuộn thứ cấp W
3
cóđấu cầu chỉnh lưu ЭM5 tụ lọc C
5
, R
17
vàổn 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
. Bộphận
cảm ứng từ biến đổi sự khác nhau của từ thông điều khiển và từ thông phản hồi ngược,
23
ĐIỀUCHỈNHMỨCNƯỚCBAOHƠI
thành tín hiệu mất tương ứng ở dạng điện áp vàđưa đến bộ khuếch đại. Tại đây nóđược
khuếch đại và biến đổi thành tín hiệu dòng một chiều chuẩn từ 0 ÷5mA ởđầu 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 bịđo = 630 KG/cm
2
Trong sơđồ 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 cốđịnh.

h
1
= 415mm; h
2
= 215mm.
24
ρ
,,
ρ
,
TIMBAOHƠI
BẢOÔN
Hình II.3:Sơđồ lấy mẫu đo mức nước bao hơi
ĐIỀUCHỈNHMỨCNƯỚCBAOHƠI
(hình II.4)
25