Quy trình công nghệ, lò hơi, hệ thống điều khiển DCS của nhà máy

i hiện đại hoá quá trình sản xuất sớm nhất để kịp thời cung cấp cho đất nước những nguồn điện năng có chất lượng cao. Nhà máy nhiệt điện Uông Bí là nhà máy có công suất lớn do Nga giúp đỡ xây dựng, qua 40 năm sản xuất, nhà máy đã cung cấp cho lưới điện quốc gia gần 4 tỉ KWh điện và cũng đang trong quá trình hiện đại hoá sản xuất từng khâu, từng khu vực của dây truyền sản xuất điện. Và cùng toàn Đảng, toàn dân thực hiện mục tiêu “Dân giàu nước mạnh, xã hội công bằng dân chủ văn minh”. Để đáp ứng được những nhu cầu đó, sau thời gian học tập trau dồi kiến thức khoa học của trường. Em tìm hiểu đề tài: Sau thời gian 7 thực tập tại nhà máy nhiệt điện Uông Bí . Em được Thầy giáo Vũ Duy Thuận cùng với sự giúp đỡ của các Thầy Cô giáo khóa Công Nghệ Tự Động , và sự giúp đỡ của các bạn đồng nghiệp đến nay báo cáo thực tập tốt nghiệp của em đã hoàn thành với đầy đủ nội dung yêu cầu và đúng thời hạn. Tuy nhiên do thời gian có hạn và khả năng kiến thức của bản thân còn hạn chế, vì vậy bản báo cáo tốt nghiệp của em không tránh khỏi những thiếu sót. Em kính mong được sự chỉ dẫn, giúp đỡ của các Thầy Cô giáo trong khoa Công Nghệ Tự động, các bạn học và phòng kỹ thuật nhà máy điện Uông Bí. Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của Thầy giáo Vũ Duy Thuận và các Thầy các Cô trong khoa Công Nghệ Tự Động Trường Đại học Điện Lực . NỘI DUNG BÁO CÁO THỰC TẬP Chương 1: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN UÔNG BÍ 1.1 Tổng quan về nhà máy nhiệt điện Uông Bí. 1.2 An toàn lao động trong công ty nhiệt điện Uông Bí 1.3 Chức năng và nhiệm vụ của nhà máy. 1.4 Cơ cấu tổ chức và quản lý của nhà máy. 1.5 Điều kiện sản xuất của nhà máy. 1.6 Quy trình công nghệ sản xuất điện Chương 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CỦA NHÀ MÁY NĐ UÔNG BÍ 2.1 Giới thiệu chung về công nghệ sản xuất điện năng. 2.2 Quy trình công nghệ sản xuất điện năng của nhà máy nhiệt điện Uông bí. 2.3 Các hệ thống và thiết bị chính của nhà máy. 2.4 Hệ thống điều khiển và giám sát trong nhà máy nhiệt điện Uông bí. 2.5 Hệ thống điều khiển Turbine của nhà máy. 2.5.1 Thành phần điều khiển. 2.5.2 Hệ thống trao đổi tín hiệu của các chi tiết động. Chương 3: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ LÒ HƠI TRONG NHÀ MÁY 3.1 Cấu tạo và đặc tính kỹ thuật của lò hơi. 3.1.1 Các thông số kỹ thuật của lò hơi. 3.2 Hệ thống cấp nước cho lò hơi 3.2.1 Chức năng của hệ thống 3.2.2 Thiết bị và đối tượng điều khiển 3.2.3 Vận hành của hệ thống Chương 4: GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN DCS CỦA NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN UÔNG BÍ 4.1 Giới thiệu phần cứng của DCS nhiệt điện Uông Bí 4.2 Phần mềm điều khiển- control software Chương 1: TỔNG QUAN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN UÔNG BÍ Giới thiệu tổng quan nhà máy. Trong giai đoạn hiện nay đất nước ta đang thực hiện công cuộc công nghiệp hoá-hiện đại hoá đât nước.Chính vì vậy cần rất nhiều năng lượng để phục vu cho công cuộc đó, đặc biệt là năng lượng điện Giai đoạn thành lập, xây dựng, sản xuất và chiến đấu từ 1961-1975: Nhà máy nhiệt điện Uông Bí được khởi công xây dựng ngày 19/5/1961 vào dịp kỷ niệm sinh nhật lần thứ 71 của Chủ tịch Hồ Chí Minh, với tổng công suất đặt ban đầu là 48MW. Giai đoạn mở rộng sản xuất đợt III & IV từ 1976-2000: Nhà máy mở rộng sản xuất với công suất 110MW. Giai đoạn mở rộng sản xuất từ năm 2000 đến nay :Trước tình hình thưc tế là thiếu năng lượng cũng như sư lac hậu của một số nhà máy điên được xây dưng từ thập niên 60.Chính vì vậy Chính phủ đã giao cho Tổng công ty LILAMA làm tổng thầu EPC dự án nhà máy nhiệt điên UÔNG BÍ mở rộng với công suất 300 MW với hình thức chìa khoá trao tay và đây là doanh nghiêp đầu tiên của VIỆT NAM thực hiện theo hinh thức này . Sau môt thời gian chuẩn bị và xây dựng (từ 2001-2006) nhà máy đã được hoàn thành trong niền vui sướng của tâp thể cán bộ công nhân viên tổng công ty LILAMA cũng như nhân dân cả nước. Với thành tích này đánh giá sự phát triển vượt bậc của ngành lắp máy Việt Nam. Nó có sự biến đổi về chất đưa Lilama từ người làm thuê đã đứng lên làm chủ và lợi nhuận( tiền và kinh nghiệm tri thức) đã ở lại VN. Công ty nhiệt điện Uông Bí đã tiếp quản, vận hành tổ máy mở rộng 1-300MW từ ngày 27/11/2009. Ngày 23/5/2008 gói thầu EPC Dự án Uông Bí mở rộng 2-330MW do tổng thầu Chengda Trung Quốc được khởi công. Theo dự kiến, đến tháng cuối năm 2011 Nhà thầu Chengda sẽ bàn giao thương mại cho Công ty Nhiệt điện Uông Bí. Nhiệt điện Uông Bí sẽ thành tổ hợp 3 Nhà máy với tổng công suất phát điện là 740MW Về tổ chức quản lý: Từ năm 1961 Công ty mang tên Nhà máy điện Uông Bí. Đến năm 2005 Nhà máy nhiệt điện Uông Bí đổi tên thành Công ty nhiệt điện Uông Bí hạch toán độc lập trực thuộc Tập đoàn điện lực Việt Nam. Tháng 7/2010, Công ty chuyển đổi mô hình sản xuất và quản lý thành Công ty TNHH MTV Nhiệt điện Uông Bí trực thuộc Tập đoàn điện lực Việt Nam Nhà máy nhiệt điện Uông bí cách thủ đô Hà nội khoảng 130km về hướng đông. Nhà máy điện được thành lập từ những năm 70 của thế kỷ XX. Tổng diện tích của nhà máy là 320.342m2 trong đó 111.300m2 là dành cho nhà máy nhiệt điện Uông Bí mở rộng và các khu vực thi công. Nhà máy kết nối với lưới điện tại sân phân phối 220/110KV và đấu với trạm biến áp Bạc đằng tràng bạch. Nguồn nguyên liệu chính cho nhà máy là than cám 5, than cám 6 được lấy từ mỏ Vàng Danh, dầu FO được vận chuyển bằng thuyền đi qua sông Uông cấp cho nhà máy tại trạm bơm dầu đặt tại uông Bí. Dự án được thực hiện theo hình thức hợp đồng EPC. + Đại diện chủ đầu tư: Ban quản lý dự án nhiệt điện 1(EVN) + Tư vấn cho chủ đầu tư: Công ty cổ phần tư vấn xây dựng điện 1. + Tổng thầu EPC: Công ty LILAMA Việt Nam. + Tư vấn tổng thầu: nhà thầu Electrowwatekono Để thực hiện dự án này và được sự hỗ trợ của nhà thầu EE thì nhà thấu LILAMA đã tiến hành phân chia dự án thành các gói thầu sau: CÁC HỆ THỐNG CỦA TỔ MÁY 300MW STT Hệ thống Tên gói thầu Nhà thầu Xuất xứ 1 Lò hơi và các thiết bị phụ M1 Powermachine Nga 2 Turbine-máy phát và các thiết bị M2 Powermachine Nga 3 Hệ thống điều khiển giám sát tích hợp I1 ABB Singapore 4 Hệ thống nước khử khoáng, xử lý nước thải. M4, 5, 6 Gósukoshan Thái lan 5 Hệ thống cấp và dỡ than đường sắt M7 FAM Đức 6 Trạm bơm nước tuần hoàn và hệ thống sx clorine M8 Torshima Nhật bản 7 Trạm khí nén M9 Atlascopco Việt nam- Mỹ 8 Hệ thống xử lý nước tro xỉ M10 CPC Việt nam 9 Hệ thống khử lưu huỳnh M11 Kawasaki Nhật bản 10 Hệ thống cứu hỏa M12 Công ty thăng long Việt nam Việt nam 11 Hệ thống sản xuất hidro M13 Stuard energy Canada 12 Hệ thống đường ống và hệ thống dầu nhiên liệu M3&14 Thaitory Thái lan 13 Hệ thống cấp hơi khởi động M18 Viện nhiệt lạnh ĐHBKHN-VN 14 Sân phân phối 220/110KV E1 AVERA Singapore 15 Máy biến áp chính 353 E2 Sumitomo Nhật bản 16 Hệ thống điện thuộc phần cân bằng nhà máy EB01 ABB Singapore 17 Hệ thống TTLL HTI Việt nam Chức năng và nhiệm vụ của nhà máy. ● Nhà máy nhiệt điện Uông Bí là một đơn vị thành viên thuộc tập đoàn điện lực Việt Nam (EVN). ● Thực hiện nghị quyết Đại hội lần thứ III của Đảng về xây dựng công nghiệp nặng. Nhà máy nhiệt điện Uông Bí đã được cố thủ tướng Phạm Văn Đồng bổ nhát quốc đầu tiên khởi công xây dựng 19/05/1961, đúng vào dịp kỷ niệm 71 năm sinh nhật Bác. Với tinh thần đó, chỉ sau một thời gian ngắn các tổ máy đã được đưa vào vận hành. 18/01/1964 khánh thành đợt 1 và tiếp đó khánh thành đợt 2. Nhà máy nhiệt điện Uông bí đã trở thành nhà máy điện chủ lực của hệ thống điện miền Bắc XHCN. ● Nhà máy nhiệt điện Uông bí được giao nhiệm vụ quản lý khai thác, vận hành thương mại nhà máy nhiệt điện 1 & 2 và thực hiện các dịch vụ kỹ thuật. ● Nhà máy nhiệt điện Uông bí mở rộng 300MW(giai đoạn 1 ) đã đưa vào vận hành và công trình nhà máy nhiệt điện Uông bí mở rộng 300MW(giai đoạn 2) đang được gấp rút xây dựng. Như vậy Uông bí sẽ trở thành trung tâm nhiệt điện với tổng công suất là 710MW, trong một ngày gần đây, góp phần bảo đảm cung cấp điện ổn định cho vùng tam giác kinh tế Hà nội – Hải phòng – Quảng ninh. SƠ ĐỒ CHUNG MẶT BẰNG CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN UÔNG BÍ MỞ RỘNG Hình 1.1 Sơ đồ mặt bằng chung nhà máy nhiệt điện Cơ cấu tổ chức của nhà máy Phân xưởng Nhiên liệu Phân xưởng Lò - Máy PGD KỸ THUẬT KẾ TOÁN TRƯỞNG PGD CHUẨN BỊ SX UBMR1 PGD QLDA UBMR2 Trưởng ca Giám đốc Văn phòng Phòng Kế hoạch Phân xưởng Điện – kiểm nhiệt Phòng kỹ thuật Phân xưởng Hóa Phân xưởng Cơ nhiệt Phòng tổng hợp CBSX Phân xưởng SX VL- DV Phòng tài chính kế toán Phòng Vật tư Phòng bảo vệ Phân xưởng Vận hành 1 Phân xưởng Tự động - ĐK Phòng Kỹ thuật- GS QLDA Phân xưởng Vận hanh 2 Phòng Kinh tế- kê hoạch QLDA Phòng Tổ chức- LĐ xưởng Hình 1.2: Cơ cấu tổ chức và quản lý của nhà máy ● Khối hành chính nghiệp vụ, gồm: phòng giám đốc, phòng tổ chức hành chính, phòng tài chính kế toán, phòng kế hoạch, phòng vật tư, phòng kỹ thuật, ● Khối sản xuất, gồm: phân xưởng nhiên liệu, phân xưởng vận hành 1 & 2, phân xưởng lò máy, phân xưởng sản xuất vật liệu và dịch vụ, phân xưởng cơ nhiệt, Chức năng của các phòng ban ● Ban giám đốc. Giám đốc lãnh đạo chung nhà máy, chịu trách nhiệm trước Tập đoàn điện lực Việt Nam về kết quả hoạt động và sản xuất kinh doanh. Phó giám đốc kỹ thuật: giúp cho giám đốc tổ chức điều hành sản xuất, chỉ đạo trực tiếp đến các phân xưởng, phòng ban liên quan trực tiếp để sản xuất điện. ● Phòng tổ chức lao động Có nhiệm vụ tham mưu cho giám đốc xây dựng phương án tổ chức , quản lý, tuyển chọn lao động, kiểm tra và thực hiện tốt định mức lao động, các chế độ tiền lương, tiền thưởng. ● Phòng kế hoạch Có nhiệm vụ giúp giám đốc xây dựng và quản lý kế hoạch sản xuất, triển khai hợp đồng trong và ngoài nhà máy. Tham gia lập kế hoạch nhu cầu vật tư, quản lý cung cấp đầy đủ vật tư thiết bị trong và ngoài nước theo đúng yêu cầu kỹ thuật cung cấp vật tư đầy đủ và kịp thời. ● Phòng tài chính kế toán. Phòng tài chính kế toán có nhiệm vụ giúp giám đốc về quản lý tài chính, đảm bảo được yêu cầu hoạch toán kế toán tập trung theo yêu cầu của Tập đoàn. ● Phòng kỹ thuật. Xây dựng kế hoạch, phương thức vận hành cho phù hợp với nhiệm vụ và tình hình thiết bị, lao động đảm bảo kinh tế ổn định, chất lượng, yêu cầu. chịu trách nhiệm vận hành sửa chữa, nghiên cứu và tìm hiểu các biện pháp an toàn thiết bị. ● Phòng tổng hợp. Phòng tổng hợp có nhiệm vụ giúp giám đốc quản lý và giải quyết các thủ tục công văn, giấy tờ hành chính, văn thư lưu trữ, đánh máy, in ấn tài liệu. Quản lý toàn bộ hoạt động ăn uống phục vụ cán bộ công nhân viên, các hoạt dộng về nhà ở, đất đai, công tác tuyên truyền.v.v… ● Phòng bảo vệ. Có nhiệm vụ giúp giám đôc tỏ chức các phương án kiểm tra, bảo vệ kinh tế, chính trị trong toàn nhà máy để cho sản xuất được an toàn và phòng chống cháy nổ. khối sản xuất điện: Phân xưởng vận hành 1: vận hành các lò hơi và tổ họp máy phát điện thuộc dây truyền sản xuất 1. Phân xưởng vận hành 2: có nhiệm vụ vận hành và quản lý tổ hợp máy phát điện thuộc dây truyên sản xuất 2. Phân xưởng điện- kiểm nhiệt: quản lý vận hành các thiết bị điện, tự động và đo lường trong dây truyền 1 Phân xưởng nhiên liệu: có nhiệm vụ tiếp nhận than theo tuyến đường sông, đường sắt từ các mỏ vào kho để dự trữ và cung cấp than lên lò. Điều kiện sản xuất ( thuận lợi, khó khăn) ● Thuận lợi. - Đội ngũ nhân viên trẻ tuổi, nhiệt huyết. - Công nghệ sản xuật hiện đại. - Nhà máy nằm tại khu vực có vị trí địa lý thuận lợi đẻ phát triển. - Nguồn nguyên liệu dồi dào. ● Khó khăn. - Công tác bảo dưỡng sửa chữa khó khăn. - khó thu hút đươc nhân tài. Chương 2: CÁC THIẾT BỊ CHÍNH CỦA NHÀ MÁY UÔNG BÍ 2.1 Các hệ thống và thiết bị chính trong nhà máy. - Lò hơi và các thiết bị phụ - Hệ thống điện nhà máy. - Hệ thông đo lường điều khiển. - Turbine – máy phát và các thiết bị phụ - Hệ thống xử lý và vận chuyển than. - Hệ thống xử lý và vận chuyển đá vôi. - Hệ thống xử lý và vận chuyển tro xỉ. - Hệ thống cấp nước và xử lý nước. - Hệ thông dầu đốt. - Hệ thống nước thải. 2.2 Quy trình công nghệ sản xuất điện năng của nhà máy nhiệt điện Uông bí. 5 1 2 3 4 13 10 14 16 Không khí Tíi èng khãi 17 12 11 9 6 7 8 H×nh 2.2 S¬ ®å khèi qu¸ tr×nh s¶n xuÊt ®iÖn n¨ng cña nhà máy 15 Kho nhiên liệu dùng để dự trữ và pha trộn than trước khi cấp lên lò. Hệ thống cung cấp nhiên liệu cho lò. Thiết kế hệ thống băng tải cung cấp cho lò, hai hệ thống này làm việc độc lâp kể cả phần cung cấp điện để đảm bảo luôn luôn cung cấp đủ than cho lò trong trường hợp sự cố băng tải hoặc sự cố mất điện. Hệ thống nghiền than : được thiết kế kiểu lò hơi đốt than trực tiếp ( không có than bột trung gian). Mỗi lò bao gồm 4 máy nghiền than bằng bi, than cấp vào máy nghiền qua máy cấp than nguyên và nó được sấp nóng bởi gió cấp 1và sau đó dược thổi thẳng vào lò. Lò hơi của dây truyền là lò hơi kiểu tuần hoàn tự nhiên, có kết cấu xung quanh là các giàn ống sinh hơi, trong lò than được đốt cháy sinh nhiệt trao đổi với nước ngưng trong các giàn ống sinh hơi để tạo ra hơi bão hòa tích tụ trong bao hơi, sau đó hơi này được đua qua các phân ly dạng xyclon và được đưa qua các giàn quá nhiệt để tạo ra hơi quá nhiệt khô có nhiệt độ và áp suất yêu cầu của Turbine. Turbine được thiết kế gồm 3 cấp áp lực. Hơi từ lò được đưa vào Turbine cao áp, sau khi giãn nở sinh công ở cao áp nó lại được đưa qua giàn quá nhiệt trung gian để nâng nhiệt độ đẳng áp, sau đó được đưa vào Turbine trung áp và sang Turbine hạ áp về bình ngưng. Công sinh ra trên trục Turbine quay máy phát điện, máy phát điện sẽ biến năng lượng cơ đó thành năng lượng điện phát lên lưới. Bình ngưng : có nhiệm vụ ngưng hơi thoát từ Turbine hạ áp thành nước ngưng Bơm tuần hoàn: dùng để cung cấp nước làm mát từ sông cho bình ngưng, nước làm mát đầu ra bình ngưng một phần cung cấp cho hệ thống xử lý nước, còn lại đổ ra kênh thải ra sông. Bơm ngưng: Bơm ngưng dùng để cung cấp nước ngưng cho khử khí. Hệ thống gia nhiệt hạ áp: dùng để nâng nhiệt độ nước ngưng trước khi vào khử khí. Bình khử khí: sẽ nhận hơi trích từ Turbine trung áp để gia nhiệt nước ngưng tới trạng thái gần bão hòa để tách khí không ngưng. Bơm cấp: dùng để cung cấp nước cho bao hơi. Hệ thống gia nhiệt cao: dùng để nâng nhiệt độ nước cấp. Bộ hâm: bộ hâm có tác dụng nhận nhiệt trong khói thoát sau các giàn quá nhiệt để nâng nhiệt độ nước cấp gần bằng nước trong nhiệt độ bao hơi Bộ sấy không khí kiểu quay: bộ sấy không khí kiểu quay dùng để sáy không khí từ các quạt gió trước khi vào lò. Quạt gió cấp 1: dùng để cung cấp gió đi sấy than và vận chuyển than vào lò. Quạt gió chính: để cung cấp gió cho quạt gió cấp 1 và cung cấp oxi cho lò. Quạt khói: dùng để hút khói thoát của lò và để duy trì chân không buồng lửa. Nguyên lý hoạt động Từ kho nhiên liệu (than, dầu, đá vôi), qua hệ thống cung cấp nhiên liệu 2 được đưa và lò 3. Nhiên liệu than từ kho nhiên liệu (1) qua hệ thống cung cấp nhiên liệu (2), sau đó được đưa vào hệ thống nghiền than (3). Tại đây than được sấy bởi gió nóng cấp 1 từ quạt gió cấp 1(15), qua bộ sấy không khí(14) và thổi trực tiếp vào lò (4). Nước được xr lý hóa học, qua bộ hâm 13 đưa vào bao hơi của lò. Trong lò xảy ra phản ứng cháy tạo ra nhiệt năng. Khói thoát ra có nhiệt độ cao được qua các dàn quá nhiệt, qua bộ hâm và bộ sấy không khí để tận dụng nhiệt sau đó thoát ra ngoài ống khói nhờ quạt khói (17). Nước trong bao hơi được cấp xuống các giàn ống sinh hơi xung quanh lò, trao đổi nhận nhiệt của lò biến thành hơi có thông số cao và được dẫn đến Turbine (5). Tại đây hơi giãn nở sinh công quay Turbine_ máy phát. Máy phát điện sẽ biến công suất cơ nhận trên trục Turbine thành công suất điện phát lên lưới. Hơi sau khi sinh công có thông số thấp thoát về bình ngưng (6). Trong bình ngưng hơi nước động thành nước nhờ hệ thống nước làm mát tuần hoàn lấy từ sông. Trong bình ngưng(6), nước ngưng được qua các bình gia nhiệt hạ (9) sau đó được đưa đến bình khử khí (!0) nhờ bơm ngưng (8). Nước sau khi được khử khí sẽ được bơm cấp (11) bơm qua các bình gia nhiệt cao(12), qua bộ hâm sau đó đưa vào bao hơi. Người ta dùng hơi trích từ Turbine để cung cấp cho các bình gia nhiệt cao, gia nhiệt hạ và bình khử khí. Chương 3: LÒ HƠI NHIỆT ĐIỆN UÔNG BÍ 3.1 Các thiết bị chính và thiết bị phụ của lò Đường khói thoát Đường khói thoát Bộ hâm H2O từ gia nhiệt cao đến Bao hơi bộ quá nhiệt VÒI ĐỐT DẦU VÀ VÒI ĐỐT THAN từ turbine cao áp đến đến turbine trung áp hơi Hình 3.1 hình vẽ mô phỏng lò hơi Lò hơi En-920-17,6-543 kiểu AT được cấp để đốt than anthracite của Việt Nam với hàm lượng chất cháy là 20770 kJ/Kg, hàm lượng tro 27,7%, độ ẩm 9,4% chất bốc ở đầu ra 3,11%. Thông số về vận hành lò hơi : Công suất định mức đầu ra, t/h 920 Các thông số danh định của hơi: Áp suất, Mpa 17.6 Nhiệt độ của hơi chính và hơi quá nhiệt trung gian, 543 Nhiệt độ của nước cấp, 254 Luồng nhiên liệu rắn vào lò, t/h 137,6 Áp suất bao hơi , kgf/cm2 194,7 Nhiệt độ hơi hạ áp ở đầu vào của lò hơi, 337 Nhiệt độ không khí ra ngoài, 122 Nhân tố khí thừa của luồng khí ra ngoài 1,3 Hiệu suất lò hơi thô % 87,7 Kích thước buồng đốt là 21,8x12,8x58m, dung tích buồng đốt là 11806 m. Cao độ của bao hơi là 68 m. Ứng suất nhiệt của dung tích buồng đốt là 60000 kcal/mh. Buồng đốt dạng kín khí với thiết bị vận chuyển tro khô ở phía dưới . Ở phần trên của buồng đốt (từ bên ngoài), các ống góp hơi quá nhiệt và các ống liên thông được bao che bằng các hộp nhiệt. Không khí đi vào các hộp này bị hút qua các lỗ trong các hộp nhiệt do áp suất âm của không khí tạo ra từ hộp nhiệt đi vào giữa các ống gió ở đầu vào của lọc bụi. Ở đáy của buồng đốt, vách lò trước và vách lò sau tạo thành một phễu nghiêng. Ở khoang đốt được bao quanh bằng các tấm vách lò kín khí, có sự bố trí của các ống và có 16 vòi đốt được bố trí ở vách truớc và vách sau tạo thành 2 lớp ở cao độ 18,7 m và 22,47 m. Ở trên đỉnh của mỗi vòi đốt bên trên ở cao độ 25,87m có bố trí các vòi xả, tạo thành một góc 450 nghiêng so với đường nằm ngang. Có bố trí các cửa nhỏ và các lỗ thăm. Các vòi đốt có cấu hình xoắn với hai khoang ở đường khí thứ cấp. Khoang giữa được cấp để chuẩn bị cho việc đốt dầu nhiên liệu với các trục xoáy và các cánh quạt thẳng. Hỗn hợp không khí được cuộn vào ở đầu vào của vòi đốt bằng các đường xoắn. Các ống được lắp đặt ở khoang khí trung tâm. Để lắp đặt vòi dầu nhiên liệu, cảm ứng điều khiển ngọn lửa của dầu nhiên liệu, thiết bị đánh lửa và vòi đốt. Ống để lắp cảm ứng điều khiển ngọn lửa đốt than mịn của vòi đốt than đuợc gắn trong khu vực miệng vòi đốt than. Vòi đốt bao gồm thiết bị giám sát ngọn lửa đốt than và thiết bị phun mù cơ khí số 6 của vòi đốt được cấp để đánh lửa phần nhiên liệu chính. Buồng đốt có hình lăng trụ với các cạnh có kiểu dáng khí động học theo hướng đi lên ở phần vách lò sau. Có một khu vực gồm các ống tạo thành vách lò bao quanh chu vi của buồng đốt từ cao độ 10,470 m (Phần trên của phễu tro) lên đến cao độ đáy của phần tái nhiệt nóng. Trong khu vực này có rất nhiều các ống ở cao độ đặt các vòi đốt giữa mức 10,670 m và 24,670 m buồng đốt được lát gạch chịu lửa ở xung quanh. Bộ quá nhiệt bức xạ cao áp được bố trí giữa cao độ 31,720 và 42,760 m dọc theo vách lò sau của buồng đốt cũng như phần bên phải và trái của vách lò, phần mà tiếp giáp với vách lò sau của buồng đốt. Bộ quá nhiệt bức xạ được treo trên vách lò của buồng đốt bằng các thanh treo đặc biệt và các kẹp. Bộ quá nhiệt bức xạ hạ áp đuợc bố trí giữa cao độ 38,200 m và 60,940m dọc theo vách trước của buồng đốt cũng như phần bên phải và trái của vách lò nơi tiếp giáp với vách trước của buồng đốt. Có 16 bộ đặt ở vách trước và 5 bộ đặt ở vách cạnh của buồng đốt. Loại thép sử dụng là thép hợp kim . Dọc theo vách trước và bên cạnh có sự phân bổ của các ống đến các thiết bị thổi bụi. Bộ quá nhiệt mành được bố trí ở đầu ra của buồng đốt và bao gồm 32 hàng thẳng đứng với khoảng cách cách nhau 642mm. Cách ống thép được gia công chế tạo bằng ống thép Dn 42x7 mm. Phần đáy buồng đốt được làm sạch bằng cách phun nước rửa lên đến cao độ 35,7m. Hệ thống phun nước rửa gồm 8 thiết bị làm sạch bằng nước chuyên dùng. Các bề mặt gia nhiệt của buồng đốt được đặt ở cao độ 44 m ở phần ống gió và phần phía sau được làm sạch bằng các thiết bị thổi bụi co rút có hành trình ngắn. Các màng và các bề mặt gia nhiệt đối lưu ở phần ống gió được làm sạch bằng các thiết bị thổi bụi co rút có hành trình dài với mức co rút 10,6m. Bộ hâm nước được làm sạch bằng các thiết bị thổi bụi với chiều sâu co rút 2,5 m. Ở các chỗ ngoặt của ống gió dọc theo các bức vách lò có bộ quá nhiệt trần. Dọc theo đường khói ở chỗ ngoặt của ống gió có các thiết bị được lắp như sau: Bộ quá nhiệt đối lưu cao áp II, kiểu chuyển động trực lưu. Bộ quá nhiệt đối lưu cao áp III, kiểu chuyển động trực lưu. Bộ quá nhiệt đối lưu hạ áp II, kiểu chuyển động dòng ngược. Bộ quá nhiệt đối lưu hạ áp I, kiểu chuyển động dòng ngược. Dòng khí ở phía sau được chia ra làm hai dòng khác nhau và đi qua đầu ra của bộ sấy không khí kiểu ống, bộ hâm nước và tầng thứ nhất của bộ sấy không khí kiểu ống. Tại đầu ra của bộ sấy không khí các dòng khí được kết hợp vào ống khói ngang. Hai luồng khói từ đường gió ngang này sẽ cấp khí cho lọc bụi tĩnh điện. Các van lá được lắp đặt trên các đường gió ở đầu ra và đầu vào của lọc bụi. Sau đó, gió được kết hợp vào trong ống gió ngang và từ đây khói sẽ được xả theo các đường ống gió và quạt ID. Tại đầu vào của quạt ID mỗi ống gió được chia làm hai, các van và các nắp bịt sẽ được lắp đặt ở các đường gió này. Cánh dẫn hướng sẽ được lắp trực tiếp vào quạt ID. Công suất của quạt ID được điều khiển bằng các khớp nối thủy lực ở các trục giữa motor, hộp số và cánh dẫn hướng. Các nắp bịt sửa chữa và các van được bố trí theo dãy trên các đường gió ở đầu ra của quạt ID. Sau đó các luồng khói được cấp thông qua hệ thống FGD ra ống khói . 3.2. Chu trình gió Hình 3.2 Chu trình gió Gió lạnh được hai quạt FD hút từ không khí thông qua ống hút gió. Các cánh dẫn hướng được lắp trực tiếp ở phần hút gió, các van được lắp đặt ở đầu thổi của quạt. Luồng gió sau quạt được kết hợp lại ở ống gió ngang với hai luồng song song từ một quạt khác nữa. Có sự trích khí từ ống gió ngang thông qua các van đến các thiết bị chuyển hướng (4 đường), việc trích gió cho máy nghiền cũng được chia làm 4 đường vào 4 máy nghiền tuơng ứng. Từ ống gió ngang đường gió chính sẽ được cấp vào bộ sấy không khí và mỗi nhánh đi qua một tầng riêng biệt của bộ sấy không khí. Ở đầu ra của bộ sấy không khí luồng gió nóng sẽ được chia về phía lò hơi. Phần gió nhỏ hơn sẽ được cấp qua van và thiết bị đo đến các vòi dẫn gió. Tại đầu vào của lò hơi gió sẽ được chia và cấp vào hai ống góp. Một phần lớn gió được cấp vào các vòi đốt thông qua thiết bị đo, luồng gió này được chia làm hai đường. Đường gió thứ nhất sẽ có nhiệm vụ cấp khí thứ cấp vào hai vòi đốt ở bên dưới và các phần ở trên đỉnh của vách trước lò hơi, đường gió thứ hai cấp khí cho các vòi đốt ở phần sau của lò hơi. Trong cùng các ống gió sẽ có các phần chèn, hai đường chèn cho quạt gió sơ cấp và một cho đường gió nóng đến các máy nghiền. Mỗi quạt gió sẽ có nhiệm vụ cấp gió cho 4 vòi đốt, một hàng của phần trước lò hoặc sau lò. 3.3.Chu trình nhiên liệu Hình 3.3 Chu trình nhiên liệu Lò hơi bao gồm 4 hệ thống nghiền than (khép kín, đơn) với hai bunker chứa than mịn. Than được sấy và nghiền than trong máy nghiền kiểu 370/ 850, máy nghiền than chứa khoảng 82,9 tấn bi thép. Hai hệ thống nghiền cấp than cho 1 bunker than mịn, để vận hành ổn định các máy cấp than mịn thì mức than mịn trong bunker ít nhất phải là 4 m. Ở mỗi đầu ra của bunker có bố trí 8 máy cấp than. Độ mịn của than theo thiết kế là R90═5%. Năng suất của máy cấp than mịn được điều khiển bằng cách thay đổi diện tích của cổ van điều khiển ở các mức từ 1,8 đến 8,5 (t/h), tương ứng với việc mở van từ 20 đến 100%. Phương tiện vận chuyển than mịn có độ đậm đặc cao là sử dụng không khí ngoài trời, không khí này được hút qua đường hút khí của tuabin nén khí của lò hơi. Hệ thống cấp gió vận chuyển than vào hệ thống cấp than mịn có độ đậm đặc cao gồm hai tuabin nén khí kiểu TB-80-1,8 một chiếc vận hành và một chiếc dự phòng. Công suất của tuabin nén khí là 8x10/h, áp suất là 7500 kpa, tiêu thụ điện năng 150 kW, tốc độ vòng quay n ═ 3000 vòng/phút. Các ống gió từ tuabin nén khí được kết hợp vào một đường gió loại với các thiết bị đo lưu lượng, áp suất và nhiệt độ của gió. Không khí được phun từ ống gió này vào một hệ thống bao gồm 6 ống góp được bố trí bên dưới hai bunker than mịn. Từ một trong các ống góp khí được cấp vào các máy cấp than mịn qua các van tương ứng và các thiết bị đo lưu lượng đến mỗi máy cấp than mịn. Từ hai ống góp còn lại không khí được cấp vào bộ phận trộn gió để vận chuyển than mịn có độ đậm đặc cao thông qua các van và thiết bị đo lưu lượng lên đến thiết bị trộn tiếp theo ở đầu ra của vòi đốt với luồng gió nóng sơ cấp. Ở phần trộn cuối cùng than mịn có độ đậm đặc cao sẽ được trộn thêm với dòng khí sơ bộ sau đó được làm nóng lên và thông qua ống cấp than mịn nó sẽ dần dần được nóng hơn, sau đó được cấp vào phần xoắn của vòi đốt với nhiệt độ lúc này khoảng 300. Trạm bơm dầu nhiên liệu là kiểu trạm bơm truyền thống với các bơm kiểu trục tải thứ nhất và thứ hai cùng với các bộ gia nhiệt và có các bộ lọc dầu nhiên liệu giữa chúng. Dầu nhiên liệu được cấp vào lò hơi từ ống góp áp suất chung của các bơm kiểu trục tải thứ nhất thông qua ống có đường kính Dn = 100mm, ở đây phải có thiết bị đo lưu lượng dầu và chúng phải có các van cổng vận hành bằng tay để cách ly khi tiến hành sửa chữa. Các van lá vận hành bằng motor, các nắp bịt, các thiết bị đo lưu lượng dầu vào lò hơi, các van cách ly đường dầu nhiên liệu và các van điều khiển lưu lượng dầu vào lò hơi sẽ được lắp đặt dọc theo đường ống dầu nhiên liệu ở gần lò hơi. Đường hồi dầu nhiên liệu từ các vòi đốt của lò hơi sẽ được thực hiện qua đường ống có đường kính Dn = 50 mm, chúng có lắp đặt các van và các thiết bị đo lưu lượng dầu. Đường hồi dầu nhiên liệu sẽ được đưa trực tiếp vào các bồn dầu nhiên liệu và vào các bơm hút thứ hai. Nguồn hơi được cấp đến các bộ gia nhiệt, dầu nhiên liệu sẽ được lấy từ ống góp hơi tự dùng của tổ máy với các thông số hơi là p = 14 kgf/cmvà t = 250 3.4 Hệ thống cấp nước cho lò hơi Hình 3.4 Hệ thống cấp nước Chức năng của hệ thống Cấp nước vào bao hơi đồng thời cấp nước vào hệ thống giảm ôn để điều chỉnh nhiệt độ của hơi. Chương 4: TUABIN CỦA NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN UÔNG BÍ 4.1.Hệ thống Turnine. Theo sơ đồ của nhà máy 300MW, tuabin kiểu K-300-170-1P sẽ được lắp đặt để phục vụ cho việc chuyển động máy phát điện ACTBB-320-3T3. Tuabin có 3 cylinders, kiểu trục đơn và ngưng tụ với một bộ gia nhiệt hơi, công suất danh định là 303 MW và tốc độ quay là 3000v/ph. Các thông số chính của tuabin để cấp điện năng danh định (không trích hơi để tái tuần hoàn). Lưu lượng hơi chính: 848,2 t/h Nhiệt độ hơi chính: 538 Áp suất tuyệt đối: 171kgf/cm Các thông số ở đầu ra của xilanh cao áp: Áp suất tuyệt đối: 41 kgf/cm Nhiệt độ: 329,7 Các thông số đầu vào của xilanh cao áp: Áp suất tuyệt đối: 37,8 kgf/cm Nhiệt độ: 538 Áp suất tuyệt đối ở bình ngưng: 0,065kgf/cm Hơi chính từ lò hơi với các thông số đã được xác định sẽ được cấp vào hai khối van cao áp. Mỗi khối bao gồm 1 van chặn và hai van điều khiển. Từ các khối van, hơi sẽ được phân phối đến phần trên và phần dưới của xi lanh cao áp thông qua 4 ống liên thông cao áp. Việc phân phối hơi ở tuabin sẽ do các vòi phun thực hiện, các thành phần của vòi phun được bố trí ở các hộp chứa vòi phun nằm trong phần thân bên trong của xilanh cao áp. Xilanh cao áp gồm hai phần, phần thân ngoài và phần thân trong. Lưu lượng hơi ở xilanh cao áp là kiểu dòng ngược. Đường hơi của xilanh cao áp có tầng điều khiển chủ động và 17 tầng phản hồi. Từ đó tầng điều khiển và 9 tầng áp suất được bố trí ở phần thân trong và tạo thành dòng hơi bên trái của xilanh cao áp, 8 tầng hơi ở bên phải được bố trí ở phần thân ngoài của xilanh cao áp. Xilanh cao áp không có trích hơi để tái tuần hoàn. Hình 4.1 Hệ thống điều khiển TURBINE Hơi ở đầu ra của xilanh cao áp được cấp đến phần tái nhiệt của lò hơi. Sau tái nhiệt, hơi được cấp vào hai khối van trung áp, mỗi khối van gồm một van chặn và một van điều khiển. Hơi ở xilanh trung áp được phân phối thông qua van tiết lưu. Các van điều khiển xilanh trung áp ở chế độ vận hành bình thường của tuabin sẽ được mở hoàn toàn và không tham gia vào việc điều chỉnh mức điện năng. Xilanh trung áp là kiểu xilanh trực lưu, đường hơi của nó có 15 tầng chủ động. Xilanh trung áp cũng có 3 đường trích hơi để gia nhiệt nước ngưng và nước cấp lò hơi. Tại đầu ra của xilanh trung áp, hơi qua hai ống liên thông cấp đến phần giữa của xilanh hạ áp. Xilanh hạ áp được chế tạo theo kiểu xilanh hai dòng, mỗi đường ống bao gồm hai tầng. Xilanh hạ áp có hai đường trích hơi để gia nhiệt nước ngưng, tại đầu ra của xilanh hạ áp hơi được cấp vào bình ngưng. Tất cả các rotor của tuabin được làm bằng thép rèn từ loại thép hợp kim chịu nhiệt, các rotor cao và trung áp có lỗ khoan ở giữa còn rotor hạ áp được chế tạo mà không có lỗ khoan ở giữa. Tất cá các khớp nối của tuabin được làm theo kiểu khớp nối cứng, nửa khớp nối được rèn cùng với trục. Các gioăng cuối của Tuabin và các gioăng giữa của xilanh cao áp, xilanh trung và hạ áp được làm theo kiểu gioăng hơi labirinth. Tại xilanh cao và trung áp có sử dụng loại gioăng labirinth thoải. Mỗi rotor của tuabin được đỡ trên hai ổ đỡ, các phần chèn của ổ đỡ trước được gia công chế tạo như là các miếng chèn (ổ đỡ có 6 miếng chèn). Các thân của ổ đỡ Tuabin được đặt trên và gắn cố định vào các khung móng. Phần xả của xilanh hạ áp cũng được đặt trên các khung móng. Trên thân của tất cả các ổ đỡ Tuabin có các điểm neo riêng. Các phần dãn nở do nhiệt được thực hiện theo cách đó là gia nhiệt phần thân của xilanh cao áp đẩy theo hướng của ổ đỡ trước và các phần của xilanh trung và hạ áp. Phần thân của ổ đỡ được neo vào các điểm neo của rotor. Tuabin còn được cấp kèm với hộp số, nó được lắp ở vỏ hộp số số 4 và hệ thống thủy lực nâng rôtor. Hộp số này được cấp để quay trục bằng tay và để vận hành hệ thống thủy lực nâng rotor. Tại tuabin còn được cấp các bích xilanh cao áp và trung áp. Hơi gia nhiệt được cấp từ đường ống tái nhiệt nóng. 4.2. Bình ngưng Hình 4.2 Hệ thống bình ngưng Theo sơ đồ của hệ thống Tuabin có một bình ngưng kiểu 300K-18200 - 4. Bình ngưng là kiểu hai dòng lớp đơn ở phía trước và là loại phù hợp với việc vận hành bằng nước biến. Diện tích bề mặt làm mát của bình ngưng là 17900mvà được tạo thành bởi các ống titanium với chiều dài là 14000m và đường kính ngoài là 19,05mm. Bình ngưng là thiết bị chân không, áp suất thiết kế bên trong lớp vỏ khí sẽ được duy trì dựa vào dòng hơi cấp đến bình ngưng, nhiệt độ và lưu lượng nước làm mát đi qua các ống cũng như các điều kiện vận hành và các thiết bị của hệ thống tuabin: Hệ thống làm sạch ống bình ngưng, hệ thống chân không kín khí và các thiết bị xả khí bình ngưng. Vỏ bình ngưng được gia công chế tạo và hàn từ các tấm thép cacbon, phía tiếp xúc với nước của các giàn ống được phủ một lớp titanium. Các ống bình ngưng được kết hợp thành các dàn ống lớn bằng cách hàn các đầu ống vào các bảng titanium. Nhánh nối của bình ngưng được hàn vào các đầu vòi xả của xilanh hạ áp của tuabin. Để giải quyết việc dãn nở do nhiệt vỏ bình ngưng được lắp đặt trên các giá cân bằng, chúng được thiết kế để tự cân bằng tải trọng của bình ngưng khi không có nước. Nước đưa vào bình ngưng trong quá trình vận hành Tuabin sẽ được thông qua các phần xả của xilanh hạ áp và tải trọng của lượng nước này được chuyển đến khung móng của xilanh hạ áp. Nước làm mát sẽ đi qua bình ngưng bằng hai đường. Ở mỗi đường trước tiên nó sẽ cấp nước vào khoang nước có áp của bình ngưng, đi qua các ống vào khoang xả nước của bình ngưng và từ đó sẽ được đưa vào ông xả. Việc này cũng tạo điều kiện cho phép dừng và làm vệ sinh bất cứ dàn ống nào trong khi đang vận hành Tuabin. Tại phần bên trên của bình ngưng có bố trí các thiết bị nhận hơi để nhận hơi từ đường rẽ nhánh hạ áp. Hơi này sẽ được làm mát bằng việc phun nước ngưng vào các thiết bị nhận hơi thông qua các bơm nước ngưng và các tuyến ống. Bình ngưng cũng là một bộ phận nhận hơi và nước để tạo sự vận hành bình thường cho hệ thống Tuabin ở thời điểm khởi động tổ máy, ngừng tổ máy và vận hành tổ máy. 4.3 Các bình gia nhiệt hạ áp Để phục vụ cho việc gia nhiệt tái tuần hoàn cho nước ngưng chính của Tuabin thì trong sơ đồ của hệ thống có ba bình gia nhiệt hạ áp. Tất cả các bình gia nhiệt hạ áp đều có kiểu nằm ngang. Hình 4.3 Gia nhiệt hạ áp Các đặc tính vận hành của bình gia nhiệt : Bình gia nhiệt hạ áp số 1 : Kiểu Bề mặt trao trao đổi nhiệt 400m Áp suất thiết kế nước ngưng 25 kgf/cm Áp suất thiết kế hơi 3,0 kgf/cm Bình gia nhiệt hạ áp số 2 : Kiểu Bề mặt trao đổi nhiệt 500m Áp suất thiết kế nước ngưng 25kgf/cm Áp suất thiết kế hơi 6,0 kgf/cm Bình gia nhiệt hạ áp số 3 : Kiểu Bề mặt trao đổi nhiệt 600m Áp suất thiết kế nước ngưng và áp suất thiết kế hơi tương tự bình gia nhiệt hạ áp số 2 Các thành phần cơ bản của bình gia nhiệt là vỏ bình và hệ thống ống. Vỏ bình được chế tạo từ thép Cacbon và hệ thống ống được làm bằng thép không rỉ. Bề mặt trao đổi nhiệt của bình gia nhiệt trông giống như các bó ống nó được tạo bởi các ống hình chữ U đường kính Dn = 16mm với chiều dày của thành ống là 0,8 mm. Các ống được gắn vào các tấm thép và nghiêng về phía vách ngăn trung gian. Việc sử dụng các ống hình chữ U tạo điều kiện mở rộng tương đối diện tích trao đổi nhiệt. Bình gia nhiệt hạ áp số 2 và số 3 có các bình ngưng hơi gia nhiệt từ xa kiểu nằm ngang. Thể tích của bình nước ngưng của bình gia nhiệt số 3 khoảng 1và bình gia nhiệt hạ áp số 2 là 5,5 . Hơi gia nhiệt cho bình gia nhiệt hạ áp được trích từ hơi của Tuabin. Hơi có áp suất tuyệt đối 0,26 kgf/và độ ẩm là 5% sẽ được cấp vào bình gia nhiệt số 1. Hơi được cấp vào bình gia nhiệt số 2 có áp suất 1 kgf/ và nhiệt độ 100 và hơi được cấp vào bình gia nhiệt số 3 có áp suất 4,3 kgf/ và nhiệt độ 243. 4.4 Các bình gia nhiệt cao áp Hình 4.4 Gia nhiệt cao áp Hai bình gia nhiệt cao áp sẽ được lắp đặt theo sơ đồ tái tuần hoàn cao áp (bình gia nhiệt cao áp số 5 và số 6). Bình gia nhiệt số 5 có bộ khử quá nhiệt từ xa. Bình gia nhiệt cao áp là kiểu ЛBД-К2Г-100-24-2,0 T3 và bộ khử quá nhiệt hơi kiểu OЛ-2КГ-200-24-2,0 T3 là các thiết bị kiểu khoang nằm ngang được gia công bằng phương pháp hàn. Mỗi thiết bị có một khoang nước và các vỏ bố trí ngang được nối vào khoang này. Nước cấp cấp vào phần dưới của bình gia nhiệt và hơi gia nhiệt được cấp vào phần trên của bình gia nhiệt. Các bộ phận cơ bản của các bình gia nhiệt là vỏ và hệ thống ống. Bề mặt trao đổi nhiệt là các đoạn ống hình chữ U được gia công chế tạo từ các ống có đường kính Dn = 16mm và chiều dày thành ống là 1,4 – 2mm. Vật liệu chế tạo ống là thép không gỉ, thép Austenit. Tất cả các bộ khử quá nhiệt của bình gia nhiệt cao áp số 5 và số 6 đều được thiết kế để có thể ngừng hoạt động và có các thiết bị bảo vệ kích hoạt nhanh, mục đích là để ngừng hệ thống và rẽ nhánh đường nước cấp trong trường hợp mức nước ngưng tăng lên một cách khẩn cấp ở một trong các bình gia nhiệt cao áp. Hơi gia nhiệt của bình gia nhiệt cao áp được lấy từ đường hơi trích của Tuabin. Hơi vào bình gia nhiệt cao áp số 6 được cấp từ các đường tái nhiệt lạnh với các thông số như sau : Áp suất tuyệt đối 40,8kgf/cm Nhiệt độ 328,2 Hơi vào bình gia nhiệt cao áp số 5 được trích từ đường trích số 2 của Tuabin với các thông số như sau : Áp suất tuyệt đối 17,8 kgf/cm Nhiệt độ 426,5 Khí ngưng tụ và không ngưng tụ của phần hơi gia nhiệt trong bình gia nhiệt hạ áp được xả từ thân vỏ bình sẽ được thực hiện theo sơ đồ công nghệ đã được chấp nhận. Để bảo vệ bình gia nhiệt cao áp số 5 không bị tăng áp đến mức quá cao sẽ có các van an toàn được lắp để đảm bảo an toàn. Chương 5: GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN DCS CỦA NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN UÔNG BÍ Các quá trình công nghệ trong nhà máy được điều khiển bởi hệ thống điều khiển phân tán DCS (gồm lò hơi và các thiết bị phụ như bơm cấp, máy nghiền...), hệ thống điều khiển PLC (gồm hệ thống xử lý nước, nước thải, than, lọc bụi, khử lưu huỳnh...) và hệ thống điều khiển MarkV để điều khiển Tuabin, máy phát. Tất cả các hệ thống này đều được nối với hệ thống DCS qua các đường truyền dữ liệu tốc độ cao, tạo thành 1 mạng điều khiển phân cấp. Người vận hành sẽ vận hành nhà máy thông qua các giao diện vận hành Người - Máy (HIS) của hệ thống DCS đặt tại phòng điều khiển trung tâm, hoặc thông qua các màn hình máy tính PC hay Panel điều khiển tại chỗ. Hệ thống điều khiển DCS dây chuyền 2 nhà máy điện Uông Bí là hệ thống điều khiển DCS: Điều khiển tổ máy của ABB: Symphony harmony sản xuất ở Singapore 5.1 Giới thiệu phần cứng của DCS nhiệt điện Uông Bí 5.1.1.Giới thiệu chung về AC 800M AC 800M có thể được hiểu như một cấu trúc phần cứng mà ở đó các đơn vị phần cứng (hardware units) riêng lẻ được nối với nhau phụ thuộc vào cấu trúc của các unit và hệ điều hành được chọn có thể lập trình để thực hiện nhiều chức năng khác nhau. Một khi cấu trúc phần cứng được xác định thì nó trở thành một AC 800M Controller. - Các Processor unit (PM851/PM856/PM860/PM861/PM864/PM865). - Bộxửlýchínhxáccao(HighIntegrityProcessorunit)(PM865/SM801). - Các giao tiếp truyền thông cho các phương thức khác nhau (CI851/CI852/CI853/CI854/CI854A/CI855/CI856/CI857/CI858/CI80) - Đơn vị kết nối CEX-Bus (BC810). - Các đơn vị cung cấp các mức năng lượng khác nhau. (SD821/SD822/SD823/SS822/SS823). - Nguồn dự phòng (SB821). Một khi có thêm phần mềm điều khiển (Control Software) thì AC 800M Controller sẽ hoạt động hoặc như một bộ chu trình điều khiển đứng một mình, hoặc như một Controller thực hiện những nhiệm vụ điều khiển tại một mạng điều hành bao gồm nhiều Controller nối với nhau, các trạm vận hành (Operator Station) và các Server. Các hệ thống vào/ra có thể được nối với AC 800M Controller, trực tiếp với (S800I/O) hoặc qua PROFIBUS DP hoặc bus trường FOUNDATION Fieldbus. AC 800M Controller thì được cấp phát không có Control Software. Để tạo ra Controller và Control Software thì trước hết cần thiết phải tải phần sụn (Filmware) và tạo ra những ứng dụng đặc biệt làm công cụ thiết kế Control Builder M. AC 800M Controller là sự tổ hợp nhiều phần tử (unit) được gắn trên các thanh ray nằm ngang (DIN-rail). Bộ điều khiển AC 800M được thiết kế để tạo ra những ứng dụng mang lại hiệu quả cao, bảo dưỡng thuận lợi cho những giải pháp ứng dụng từ các bộ điều khiển khả trình (PLC) cỡ nhỏ đến những ứng dụng để điều khiển phân tán DCS (Distributed Control System), tổ hợp các điều khiển phân tán DCS và những ứng dụng điều khiển các hệ thống có tính toàn vẹn cao (High Integrity Hình 5.1 Ví dụ về một AC 800M Controller và một đơn vị S800 I/O Hình 5.2 Cấu tạo bên ngoài của một đơn vị bộ xử lý (PM861) Hệ thống DCS được phân thành 4 cấp: - Cấp quản lý, giám sát - Cấp giao diện vận hành - Cấp điều khiển - Cấp chấp hành Cấp quản lý giám sát:Giám sát toàn bộ quá trình hoạt động của nhà máy, gồm: - SUPERVISORS PC : Giám sát chung. - HISTORIAN : Là các máy tính có dung lượng lớn dùng để lưu trữ các thông tin vận hành của nhà máy, sử dụng phần mềm quản lý dữ liệu PI (Plant Information). Các HISTORIAN lấy thông tin từ các FCS thông qua các OPC SERVER, từ bộ ghi tuần tự SOE. - OPC SERVER là các máy tính quản lý truyền dữ liệu qua các giao thức mạng khác nhau, từ FCS qua VNET đến OPC SERVER rồi qua mạng ETHERNET và đưa đến HISTORIAN. ở mỗi phần có 2 máy OPC SERVER , một cho thu nhập tín hiệu tương tự , một cho tín hiệu số. - EWS (Engineering WorkStation): Trạm thực hiện các công việc kỹ thuật như : + Phân quyền cho các trạm giao diện. + Lập và sửa đổi chương trình cho các trạm điều khiển khu vực. + Backup/Restore Cấp giao diện vận hành (HIS): - Gồm 10 trạm giao diện HIS kiểu màn hình kép cho khối 1 và khối 2 mỗi khối 5 trạm - Phần chung có 2 trạm giao diện. Giao diện HIS thực chất là các máy tính với bàn phím được thiết kế riêng cho việc điều khiển nhà máy. Các máy tính này chạy trên hệ điều hành WindowsNT trên đó có cài đặt phần mềm điều khiển CENTUM CS3000. Trên màn hình vận hành sẽ cung cấp tất cả các sơ đồ công nghệ, thông số vận hành, cửa sổ điều khiển, các điểm đặt, đồ thị, báo động... Cấp điều khiển: Thực hiện điều khiển các quá trình của nhà máy, mỗi khối có 12 trạm điều khiển LFCS và 2 trạm PFCS. Phần chung có 3 trạm điều khiển kiểu LFCS và 6 trạm PFCS. Việc xử lý tính toán của hệ thống DCS được thực hiện thông qua các FCS. Trên FCS có các khối vi xử lý, khối thông tin liên lạc, khối nguồn và các khối vào/ra. Tín hiệu liên lạc giữa bộ vi xử lý và các khối vào/ra được thực hiện thông qua đường truyền dữ liệu RIO BUS có tốc độ truyền tin là 1Mb/s. Cấp chấp hành: Bao gồm toàn bộ các thiết bị của hai khối và các hệ thống điều khiển khác như: - Hệ thống điều khiển Mark V. - Các trạm điều khiển PLC - Các trạm điều khiển tại chỗ - Các cơ cấu chấp hành khác. Hệ thống DCS gồm có 2 mạng : - Mạng Ethernet - Mạng Vnet Mạng Ethernet : Hệ thống mạng Ethernet dùng để kết nối thông tin giữa các thiết bị của cấp giám sát và cấp giao diện vận hành sử dụng giao thức truyền tin TCP/IP. Các hệ thống điều khiển PLC cũng được nối với hệ thống DCS thông qua mạng Ether net sử dụng cáp đồng trục hoặc cáp quang. Mạng Vnet : Mạng Vnet sử dụng để kết nối giữa các trạm điều khiển FCS với nhau và giữa các FCS với các giao diện HIS. Mạng này sử dụng giao thức truyền tin Token passing với thời gian truyền tin là 100m/s và tốc độ truyền tin là 10Mb/s. Các phần tử của hệ thống : - SOE (Sequence of Event): Là hệ thống thu thập số liệu trình tự của các sự kiện, sau đó được gửi về hệ thống PI cứ 1 ms quét một lần. Mỗi khối có 1 bộ ghi tuần tự. - YNT511D-V là các bộ khuyếch đại tín hiệu dùng cáp quang, được sử dụng để truyền thông tin đi xa. Việc sử dụng bộ lặp này có thể truyền thông tin qua cáp quang với khoảng cách lớn. Với bộ YNT511D-V thì khoảng cách lớn nhất có thể truyền là 4Km. - Dual RS422/485 Modbus là hệ thống liên lạc nối tiếp dự phòng kép thông qua cổng RS422/485 giữa hệ thống DCS với các hệ thống điều khiển phụ trợ khác như Mark V, PLC. - HUB hoặc System HUB ghép nối mạng Ethernet theo kiểu hình sao. Hệ thống điều khiển DCS được trang bị với độ tin cậy cao bởi hệ thống dự phòng kép cho tất cả các bộ phận xử lý, thông tin liên lạc, nguồn cung cấp. - Master Clock là đồng hồ thời gian chuẩn lấy tín hiệu từ vệ tinh để đặt thời gian chuẩn cho hệ thống điều khiển. Tại phòng điều khiển trung tâm người vận hành có thể lựa chọn chế độ điều khiển AUT hoặc MAN. Với bất kỳ chế độ điều khiển nào thì mọi thông số và tình trạng hiện thời của thiết bị đều có thể truy cập từ cả 2 nơi: Giao diện vận hành HIS tại phòng điều khiển trung tâm và giao diện vận hành tại chỗ. 5.2 Phần mềm điều khiển- control software Phần mềm sử dụng trong AC 800M Controller có tên là Control Software. Tên này không được dùng để thay thế cho một bộ phần mềm ứng dụng đặc biệt là một tên chung cho phạm vi của những chức năng được dùng trong bộ điều khiển. Các chức năng này thì được cung cấp bởi: - chức năng phần cứng (sự giám sát, các Bus truyền thông, I/O Bus). - Những chức năng phần sụn (Firmware Function) được tải vào Controller (hệ thống chấp hành thời gian thực, đồng hồ thời gian thực, truyền thông dự phòng). - Các chương trình ứng dụng được tải vào trong bộ điều khiển (thư viện chức năng, nghi thức giao tiếp truyền thông). Để tạo ra một ứng dụng, thì nó cần thiết phải sử công cụ Control Builder M. Công cụ này có nhiều chức năng hữu ích thêm vào trong cấu hình hệ thống. Địa chỉ Ethernet: Mỗi TP830 Baseplate được cung cấp với cùng một địa chỉ Ethernet duy nhất mà cung cấp mỗi CPU một sự nhận biết phần cứng. Theo chức năng này cần mẫu của hai địa chỉ nhận dạng thường trực trong bộ nhớ không bay hơi (Nonvolatile Memory) của TP830 BasePlate. Địa chỉ thấp nhất (một mã Hex đặc tính 12) thì được định vị trên một nhãn dính được gắn trên TP830 Baseplate. Địa chỉ còn lại là thấp nhất +1. Unit Station Common 3 x System Cab 5 x Term Cab 3 x Marsh Cab BOILER APC HCU #1~#4 4 x System Cab 7 x Term Cab 4 x Marsh Cab BOILER BSQC HCU #5~#8 HCU #18~#22 5 x System Cab 8 x Termination Cab 4 x Marshalling Cab TURBINE AUXILIARY 1 x System Cab 2 x Term. Cab 1 x Marsh. Cab LIMESTONE CRUSHING MILLING & FEED PUMPS HCU #28 5 x System Cab 8 x Term Cab 4 x Marsh Cab 1 x MFT Cab BOILER BMS HCU #9~#12 MFT Cabinet HCU #25 1 x System Cab 1 x Termination Cab 1 x Marshalling Cab CW PUMPING STATION HCU #26/#27 2 x System Cab 3 x Term. Cab 2 x Marsh. Cab SWITCHYARD 1 x System Cab 2 x Term. Cab 1 x Marsh. Cab FLY ASH BLOWERS 1 x System Cab 2 x Term. Cab 1 x Marsh. Cab FGD PUMPHOUSE & OXIDATION BLOWERS HCU #1~#6 HCU #8 HCU #9 HCU #10 2 x System Cab 2 x Termination Cab 1 x Marshalling Cab TURBINE CONTROL HCU #13~#17 2 x Red. Serial Modbus Interface HCU #29 HCU #30 9 x Red. Serial Modbus Interface 1 x System Cab 1 x Termination Cab PROCESS PACKAGE INTERFACE 1 x Sys. Cab 1 x Term. Cab 1 x Marsh. Cab 1 x System / Term. Cab 1 x Marsh. Cab DIESEL GENERATOR 1 x System Cab 1 x Term. Cab 1 x Marsh. Cab FIRE PROTECTION PUMPING SYSTEM C-Net to C-Net Local Interface B&W LaserJet Printer RTDS Redundant Server Engineering Workstation - Composer Station Long Term Data Storage Color LaserJet Printer B&W LaserJet Printer B&W LaserJet Printer SWITCHYARD CONTROL BUILDING EP AND FGD CONTROL HOUSE COAL FEED CONTROL HOUSE STATION ASH DISCHARGE PUMPING STATION Redundant Ethernet Admin LAN Personal Computer Supervision PC Redundant Ethernet Administration Building EQUIPMENT SHADED IN GRAY WILL BE MOUNTED REMOTELY HCU #11 1 x System Cab 2 x Term. Cab 1 x Marsh. Cab CHLORINE PLANT Unit C-Net Station C-Net Operator Workstation (Console Type) WATER TREATMENT PLANT WASTE WATER TREATMENT PLANT HYDROGEN PLANT EQUIPMENT SHADED IN GRAY WILL BE MOUNTED REMOTELY Redundant Fibre Optics Ethernet Cable (For Ethernet Laid Outside Building) Redundant Fibre Optics Ethernet Cable (For Ethernet Laid Outside Building) ** Layout Design for MMI and Boiler / Turbine Hardwired Panels will be provided as per attached Drawing No: UBEX-BD-CI-0001 rev 1. Operator Workstation ** ** Layout Design for MMI and Station / Common Hardwired Panel will be provided as per attached Drawing No: UBEX-BD-CI-0001 rev 1. COAL RAIL UNLOADING STATION Remote I/O Remote I/O Link, 1000 mtrs Operator Workstation (Console Type) Operator Workstation (Console Type) Operator Workstation (Console Type) Operator Workstation (Console Type) Operator Workstation (Console Type) Operator Workstation (Console Type) Operator Workstation (Console Type) 1xRemote Cab HEAVY FUEL OIL UNLOADING & PUMPING Redundant Ethernet RTDS Redundant Server Unit Long Term Data Storage Color LaserJet Printer B&W LaserJet Printer Performance Calculation Station Engineering Workstation - Composer Operator Workstation ** HCU #7 1 x System Cab 2 x Term. Cab 1 x Marsh. Cab COMMON ELECTRICAL 2 x System Cab 2 x Term Cab 1 x Marsh Cab UNIT ELECTRICAL HCU #23~#24 Hình 5.3 Hệ thống DCS Nhà máy được trang bị một hệ thống điều khiển và giám sát tích hợp (ICMS) để thực hiện các chức năng :điều khiển và giám sát quá trình vânh hánh của lò hơi tua bin và các thiết bị phụ ,điều khiển phối hợp lò hơi tua bin ,bảo vệ lò hơi tua bin máy phát …điều khiển và giám sát các hệ thống phụ trợ thuộc phần cân bằng nhà máy Cấu trúc của hệ thống điều khiển và giám sát tích hợp bao gồm các trạm điều khiển được bố trí phân tán dựa trên cơ sở các bộ điều khiển loại vi xử lý do hãng ABB cấp và các hệ thống điều khiển độc lập và sử dụng bộ điều khiển logic khả trình Hệ thống điều khiển giám sát (ICMS-intergrated control monitoring system) hệ thống này bao gồm + hệ thống điều khiển giám sát khối tổ máy được gọi là (UCMS- unit control monitoring system) + hệ thống điều khiển giám sát phần chung của nhà máy được gọi là (SCMS-station control monitor system) Các hệ thống hoạt động độc lập với khối tổ máy được điều khiển và giám sát độc lập hoàn toàn từ các tủ điều khiển độc lập sử dụng bộ điều khiển logic khả trình PLC cụ thể như sau hệ thống xử lý nước và khử khoáng và xử lý nước thải ,hệ thôngs cấp than ,hệ thống xử lý tro xỉ ,hệ thống xử lý hidro trạm khí nén ,hệ thống thổi bụi lò . Toàn bộ việc điều khiển và giám sát quá trình vận hành nhà máy được thực hiện từ phòng điều khiển chính đặt tại nhà điều khiển trung tâm .Trong phòng điều khiển chính này được bố trí các thiết bị chính sau : + 5 trạm làm việc vận hành với màn hình đôi để điều khiển và giám sát các hệ thống thiết bị thuộc khối tổ máy + 2 trạm làm việc vận hành với màn hình đôi để điều khiển và giám sát quá trình vận hành các hệ thống thuộc phần chung của nhà máy để dừng thiết bị chính khi hệ thống điều khiển hệ thống + hệ thống truyền hình mạch kín để theo dõi ngọn lửa buồng đốt và quá trình vận hành các hệ thống Các bảng điều khiển phụ :ngoài ra tại một số nhà máy có bố trí một trạm làm việc vận hành với màn hình đơn đặt tại phòng điều khiển tại chỗ việc điều khiển và giám sát quá trình vận hành của hệ thống công nghệ này được thực hiện từ màn hình MMI của các trạm vận hành ,chi tiết cụ thể như sau : stt Tên hệ thống Số lượng trạm làm việc 1 Hệ thống xử lý nước ,khử khoáng ,xử lý nước thải 4 trạm (2 màn hình đơn ) 2 Hệ thống cấp than 3 trạm (3 màn hình đơn ) 3 Hệ thống dỡ than đường sắt 2 trạm (2 màn hình đơn) 4 Hệ thống khử lưu huỳnh và khử bụi tĩnh điện 2 trạm (2 màn hình đơn) 5 6 Hệ thống xử lý tro xỉ Hệ thống sản xuất hidro 2 trạm (hai màn hình đơn) 2 trạm (hai màn hình đơn) Hình 5.4 Giám sát tổng quan của nhà máy Hình 5.5 Hệ thống chế biến than Hình 5.6 Hệ thống dầu nhiên liệu Hình 5.7 Hệ thống gió