LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan bản đồ án tốt nghiệp: “Xây dựng giao diện và mô hình hóa mô phỏng hệ điều khiển khói gió nhà máy nhiệt điện Na Dương” do em tự thiết kế dưới sự hướng dẫn của thầy giáo PGS.TS. BÙI QUỐC KHÁNH. Các số liệu sử dụng trong quá trình thiết kế đồ án được lấy từ tài liệu tại nhà máy nhiệt điện Na Dương. Trong quá trình thiết kế đồ án, em chỉ sử dụng những tài liệu đã được liệt kê trong phần tài liệu tham khảo. Nếu phát hiện có sử dụng các nguồn tài liệu khác em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm. Sinh viên Trần Tuấn Anh MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 3 CHƯƠNG 1 1 NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN NA DƯƠNG .1 1.1.GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY .1 1.2.QUY TRÌNH SẢN XUẤT NHIỆT ĐIỆN .8 1.3.LÒ HƠI TẦNG SÔI TUẦN HOÀN 12 CHƯƠNG 2 24 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 24 2.1.HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PHÂN TÁN 24 2.2.HỆ THỐNG DCS CS 3000 CỦA YOKOGAWA .30 CHƯƠNG 3 35 PHƯƠNG PHÁP MÔ PHỎNG 35 3.1. ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH .35 3.2. SÁCH LƯỢC ĐIỀU CHỈNH .42 3.3. PHƯƠNG PHÁP CHỈNH ĐỊNH .49 3.4. CÔNG CỤ THỰC HIỆN – PHẦN MỀM CS 3000 52 CHƯƠNG 4 60 XÂY DỰNG GIAO DIỆN VÀ MÔ PHỎNG .60 HỆ THỐNG KHÓI GIÓ .60 4.1.CÁC VÒNG ĐIỀU CHỈNH TRONG HỆ THỐNG KHÓI GIÓ .60 4.2.XÂY DỰNG GIAO DIỆN ĐỒ HỌA .69 4.3.LẬP TRÌNH MÔ PHỎNG .70 LỜI NÓI ĐẦU Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của nền công nghiệp, nhu cầu sử dụng điện ngày càng tăng, kéo theo tình trạng thiếu điện ngày càng trầm trọng. Với những ưu điểm về nguồn nguyên liệu sẵn có, về thời gian xây dựng nhanh, hàng loạt các nhà máy nhiệt điện đã được xây dựng trong những năm gần đây. Các nhà máy này sử dụng các nguồn nguyên liệu đa dạng như: than, khí gas,… Hiện nay, trong các nhà máy nhiệt điện, mức độ tự động hóa ngày càng được nâng cao. Với việc sử dụng hệ DCS điều khiển cho nhà máy điện, có thể chỉ cần hơn 10 người cho một ca vận hành nhà máy. Các quá trình có thể được giám sát và điều khiển hoàn toàn từ xa tại phòng điều khiển trung tâm. Xuất phát từ thực tế đó, sau thời gian thực tập tại nhà máy Nhiệt điện Na Dương, được tiếp xúc, tìm hiểu quy trình sản xuất nhiệt điện, các quá trình công nghệ và hệ thống điều khiển DCS, em đã xin tiến hành thiết kế đồ án tốt nghiệp với đề tài : “Xây dựng giao diện và mô hình hóa mô phỏng hệ điều khiển khói gió nhà máy nhiệt điện Na Dương”. Mục đích của đồ án là xây dựng công cụ đào tạo cho các kĩ sư làm việc trong nhà máy nhiệt điện, giúp quá trình đào tạo được rút ngắn. Các kĩ sư nhà máy có điều kiện thực tập điều khiển các quá trình công nghệ ngay trên phần mềm của hệ thống điều khiển nhà máy, giảm bớt bỡ ngỡ khi đi vào làm việc với hệ thống thực. Với mục đích đó, đồ án được thực hiện bao gồm các nội dung sau: - Giới thiệu về nhà máy nhiệt điện Na Dương và công nghệ lò hơi tầng sôi tuần hoàn sử dụng tại nhà máy. - Hệ thống điều khiển nhà máy. - Phương pháp mô phỏng. - Xây dựng giao diện và mô phỏng hệ thống khói gió. Trong thời gian thiết kế đồ án, em đã được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo PGS.TS. Bùi Quốc Khánh - Giám đốc trung tâm Hitech, KS. Phạm Hồng Sơn – Cán bộ nghiên cứu và các anh chị làm việc tại trung tâm Hitech. Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy cùng các anh chị ở trung tâm. Do kinh nghiệm hạn chế, giới hạn về mặt thời gian và kiến thức, đồ án này chắc chắn còn nhiều thiếu thiếu sót. Em rất mong nhận được sự góp ý của các thầy cô giáo để đồ án của em được hoàn thiện hơn. Chương 1: Nhà máy nhiệt điện Na Dương CHƯƠNG 1 NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN NA DƯƠNG 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY 1.1.1.Giới thiệu về nhà máy Công ty nhiệt điện Na Dương đặt tại thị trấn Na Dương, huyện Lộc Bình, tỉnh Lạng Sơn là doanh nghiệp nhà nước hoạch toán phụ thuộc Tập đoàn than – khoáng sản Việt Nam. Nhiệm vụ của công ty là đầu tư xây dựng, quản lý, vận hành nhà máy nhiệt điện Na Dương và bán điện cho Tổng công ty điện lực Việt Nam. Nhà máy nhiệt điện Na Dương được thành lập theo quyết định số 172/2003/QĐ- BCN, ngày 24 tháng 10 năm 2003 của Bộ trưởng Bộ Công nghiệp. Sau thời gian thi công, chạy thử nghiệm, ngày 01/11/2005, nhà máy chính thức được nghiệm thu và đưa vào vận hành thương mại vào ngày 1/11/2005. Nhà máy sử dụng than khai thác tại mỏ than Na Dương cung cấp cho 2 tổ máy với công suất phát thô mỗi tổ là 55,6MW/1 tổ. Điện sản xuất ra từ nhà máy được hòa vào lưới điện quốc gia theo 3 tuyến: Lạng Sơn 1, Lạng Sơn 2, Tiên Yên (Quảng Ninh), một phần điện sản xuất ra được sử dụng làm điện tự dùng. 1.1.2.Thông số kĩ thuật nhà máy Nhà máy gồm 2 tổ máy, với thông số kĩ thuật chính mỗi tổ như sau: Thông số Tuabin - Kiểu Ngưng hơi một thân - Công suất định mức 55,6 MW - Áp lực hơi tại đầu vào 126 kg/cm 2 - Nhiệt độ hơi tại đầu vào 535 0 C - Tốc độ 3000 vòng/phút - Chiều quay Theo chiều kim đồng hồ (nhìn từ phía máy phát). - Số tầng cánh 40 tầng cánh phản lực. - Lượng nước làm mát đi qua bình ngưng là 8100 m 3 /h với nhiệt độ đầu vào 23÷33 0 C. 1 Chương 1: Nhà máy nhiệt điện Na Dương Turbin gồm 5 cửa trích để gia nhiệt nước ngưng, nước cấp qua các bình gia nhiệt hạ áp, khử khí và các bình gian nhiệt cao áp. Các thông số hơi của các cửa trích: + Cửa trích số 1 27,4 kg/cm 2 . + Cửa trích số 2 15,4 kg/cm 2 . + Cửa trích số 3 6,5 kg/cm 2 . + Cửa trích số 4 2,8 kg/cm 2 . + Cửa trích số 5 1,0 kg/cm 2 . + Áp suất hơi thoát 0,09 kg/cm 2 . Thông số máy phát - Kiểu GTLRI494/58-2. - Công suất toàn phần 65420kVA - Công suất hữu công 55600kW - Điện áp đầu cực Stato 11000V ± 5% - Dòng điện Stato 3434A - Điện áp kích thích (Roto) 290V - Dòng điện kích thích (Roto) 935A - Cấp cách điện F - Số pha 3 - Hệ số công suất (cosΦ) 0.85 - Tần số (Hz) 50Hz - Tốc độ quay 3000 vòng/phút - Mô men bánh đà 4600kgm 2 (giá trị thiết kế) - Số cực 2 - Nhiệt độ khí làm mát 48 0 C - Nhiệt độ nước làm mát 40 0 C - Độ tăng nhiệt độ Stato 77 K do ETD 2 Chương 1: Nhà máy nhiệt điện Na Dương - Độ tăng nhiệt độ Roto 72 K do R - Bộ cấp nhiệt 10.8kW (400V, 3 pha, 50Hz) Thông số kĩ thuật của lò - Kiểu Tầng sôi tuần hoàn, tuần hoàn tự nhiên - Số lượng 02 - Hơi sau hệ thống quá nhiệt + Áp suất + Lưu lượng hơi + Nhiệt độ 130 kg/cm 2 g 540 0 C 205 t/H -Nhiệt độ nước cấp đầu vào Economizer 230 0 C - Nhiệt độ nước phun giảm ôn 230 0 C - Nhiệt ra 141.5 MWth - Áp suất thiết kế 152 kg/cm2g - Nhiệt độ khói ra 145 0 C - Hệ thống gió lò Cân bằng khói gió 3 Thông số về hơi CÔNG SUẤT BMCR 55.6MW (100%) 41.7MW (75%) 33.36MW (60%) 22.24MW (40%) Lưu lượng hơi chính – t/h 205.0 201.5 151.0 123.0 87.67 Áp suất - kg/cm2G 130.0 129.9 127.7 126.8 125.9 Nhiệt độ - o C 540.0 540.0 540.0 530.0 500.0 Áp suất nước cấp - kg/cm2G 147.5 147.0 139.1 135.7 132.4 Nhiệt độ nước cấp - o C 223.5 222.7 209.5 200.0 184.3 Lưu lượng nước giảm ôn – t/h 9.23 9.10 6.82 5.56 3.95 Áp suất nước giảm ôn - kg/cm2G 150.9 150.4 142.5 139.1 135.8 Nhiệt độ nước giảm ôn - o C 223.5 222.7 209.5 200.0 184.3 Thông số về nhiệt độ CÔNG SUẤT BMCR 55.6MW (100%) 41.7MW (75%) 33.36MW (60%) 22.24MW (40%) KHÓI Nhiệt độ khói ra khỏi lò - oC 880 880 840 805 730 Ra khỏi Cyclone - oC 865 865 815 775 690 Qua bộ quá nhiệt cấp III - oC 670 670 625 595 540 Qua bộ quá nhiệt cấp II - oC 470 470 440 420 400 Sau bộ Economizer - oC 280 275 255 240 220 Sau khi qua bộ sấy khí - oC 145 140 130 125 125 HƠI Trong nồi hơi - oC 337 337 333 331 330 Đầu ra bộ quá nhiệt sơ cấp - oC 420 420 412 405 400 Primary De-Superheater Outlet - oC 400 400 395 390 380 Đầu ra bộ quá nhiệt thứ cấp - oC 480 480 485 480 465 Secondary De-Superheater Outlet - oC 465 465 470 465 445 Đầu ra bộ quá nhiệt cấp III - oC 540 540 540 530 500 NƯỚC CẤP Trước bộ Economizer - oC 223 223 210 200 184 Sau bộ economizer - oC 290 290 275 264 255 GIÓ SƠ CẤP Sau bộ sấy khí - oC 220 215 205 195 185 GIÓ THỨ CẤP Sau bộ sấy khí - oC 220 215 205 195 185 Thông số về lưu lượng mong muốn CÔNG SUẤT BMCR 55.6MW (100%) 41.7MW (75%) 33.36MW (60%) 22.24MW (40%) Nhiên liệu t/h 36.4 35.7 27.5 22.7 16.9 Đá vôi t/h 14.8 13.9 11.2 10.5 9.7 Bụi t/h 23.3 22.5 17.7 15.4 12.6 Gió đốt kNm3/h 181.6 178.3 136.6 112.3 93.6 Chương 1: Nhà máy nhiệt điện Na Dương Thông số về quạt sơ cấp, thứ cấp, quạt khói Quạt gió sơ cấp Nhà chế tạo EBARA HAMADA BLOWER CO.,LTD. Số hiệu thiết bị 1/2HLB10AN001 Nhiệt độ khí vào 27÷37 0 C. Độ ẩm 80%. Áp suất đầu vào -50mmAg. Áp suất đầu ra 2200mmAg. Lưu lượng khí vào 2350 m3/phút. Tốc độ 1480 v/phút. Hiệu suất 77,5%. Động cơ 1150kW-4P-50Hz. Dầu bôi trơn gối trục ISO VG32 Nước làm mát gối trục 20l/phút/quạt. Áp lực nước làm mát 4÷5kg/cm2 Nhiệt độ nước làm mát <35 0 C Quạt gió thứ cấp Nhà chế tạo EBARA HAMADA BLOWER CO.,LTD Số hiệu thiết bị 1/2HLB20AN001 Nhiệt độ khí vào 27÷37 0 C. Độ ẩm 80%. Áp suất đầu vào -50mmAg. Áp suất đầu ra 1250mmAg. Lưu lượng khí vào 1920 m3/phút. Tốc độ 1480 v/phút. Hiệu suất 79,1%. Động cơ 550kW-4P-50Hz. Dầu bôi trơn gối trục ISO VG32 Nước làm mát gối trục 20l/phút/quạt. 7 . máy nhiệt điện Na Dương CHƯƠNG 1 NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN NA DƯƠNG 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY 1.1.1.Giới thiệu về nhà máy Công ty nhiệt điện Na Dương đặt. quản lý, vận hành nhà máy nhiệt điện Na Dương và bán điện cho Tổng công ty điện lực Việt Nam. Nhà máy nhiệt điện Na Dương được thành lập theo quyết định