Tài liệu Nghiên cứu nâng cao chất lượng dây truyền cấp than cho lò hơi nhà máy nhiệt điện

.. ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP --------------------------------------- ` LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGHIÊN CỨU NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG DÂY TRUYỀN CẤP THAN CHO LÒ HƠI NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN NGÀNH : TỰ ĐỘNG HÓA HỌC VIÊN : DƯƠNG MẠNH LINH NGƯỜI HD KHOA HỌC: PGS.TS VÕ QUANG LẠP Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn THÁI NGUYÊN 2011 DƯƠNG MẠNH LINH ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP --------------------------------------- LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH: TỰ ĐỘNG HÓA TỰ ĐỘNG HÓA TN 2011 NGHIÊN CỨU NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG DÂY TRUYỀN CẤP THAN CHO LÒ HƠI NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN DƯƠNG MẠNH LINH THÁI NGUYÊN 2011 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn này là công trình do tôi tổng hợp và nghiên cứu. Trong luận văn có sử dụng một số tài liệu tham khảo như đã nêu trong phần tài liệu tham khảo. Tác giả luận văn Dương Mạnh Linh Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT AC Altemating Current DC Direct Current EDM Electrocdischarge machining MCU Machine Control Unit CPU Central processing Unit DAC Digital Analog Convert PM Permanent Motor VR Variable – Reluctance steper motor PWM Pulse Width Modulation PID Proportional Intergal Derivative FLC Fuzzy Logic Control MRAFC Model Reference Adaptive Fuzzy Controller DCS Distributed Control System LCS Local Control Station PS Process Station ES Engineering Station OS Operator Station CPU Central Processing Unit, FCS Field Control Station RAM Random Access Memory Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC HÌNH VẼ Hình vẽ Tên hình vẽ Trang Hình 1.1 Các bước chuần bị trước khi đưa than vào buồng đốt . 1 Hình 1.2 Sơ đồ hệ thống nghiền than và vận chuyển than nghiền 5 Hình 1.3 Máy cấp đo trọng lượng. 6 Hình 1.4 So sánh ảnh hưởng không khí thừa đối với máy cấp thể tích và máy cấp trọng lượng. 7 Hình 1.5 a- Máy nghiền kiểu bi b- Máy nghiền kiểu trục lăn 8 Hình 1.6 ĐKdòng nhiên liệu than với hệ thống sử dụng máy nghiền kiểu trục quay và máng với lượng tích trữ nhiên liệu thấp 12 Hình 1.7 Sơ đồ ĐK dòng than có bù lượng than cấp và điều khiển song song lưu lượng gió cấp một và nhiệt độ hỗn hợp than – gió 14 Hình 1.8 Sơ đồ điều khiển nhiên liệu than dùng máy cấp than thể tích dung lượng lớn 17 Hình 1.9 Hệ thống điều khiển song song than và gió 18 Hình 1.10 Sơ đồ điều khiển tỷ lệ than gió 19 Hình 1.11 Sơ đồ logic bù BTU cho tổng nhiệt năng tỏa ra 20 Hình 1.12 Sơ đồ tổng hợp hệ điều khiển nhiên liệu của lò hơi 22 Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý hệ thống cân băng cảu trạm trộn bê tông 26 Hình 2.2 Sơ đồ đo hệ thống cân băng phối liệu nhiều thành phần 27 Hình 2.3 Sơ đồ khối chức năng của cân băng định lượng 28 Hình 2.4 Sơ đồ nguyên lý đo lường của hệ thống cân băng định lượng 28 Hình 2.5 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống cân than 31 Hình 2.6 Sơ đồ nguyên lý của hệ truyền động cân băng 32 Hình 2.7 Đồ thị công suất và momen cản tĩnh 33 Hình 2.8 Giản đồ phụ tải 34 Hình 2.9 Sơ đồ động học 35 Hình 2.10 Hệ thống điều khiển kín dùng Loadcell 37 Hình 2.11 Hệ thống điêu khiển kín dùng phản hồi số 37 Hình 2.12 Hệ thống điều chỉnh tốc độ có đảo chiều Thyristor - động cơ 39 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Hình 2.13 Sơ đồ cấu trúc trạng thái ổn định hệ thống điều chỉnh tốc độ hai mạch vòng kín 40 Hình 2.14 Đường đặc tĩnh tĩnh của hệ thống điều chỉnh tốc độ hai mạch vòng kín 40 Hình 2.15 Sơ đồ cấu trúc trạng thái động của hệ thống điều chỉnh tốc độ hai mạch vòng kín 41 Hình 2.16 Sơ đồ khối hệ thống truyền động điều chế độ rộng xung một chiều 42 Hình 2.17 Sơ đồ nguyên lý bộ biến đổi PWM dạng H 43 Hình 2.18 Đồ thị điện áp của bộ biến đổi PWM dạng H 43 Hình 2.19 Sơ đồ khối của mạch tạo xung điều khiển 45 Hình 2.20 Sơ đồ nguyên lý hệ thống điều khiển động cơ KĐB bằng thiết bị biến tần 46 Hình 2.21 Sơ đồ cấu tạo của thiết bị cân áp lực theo nguyên tắc hiệu chỉnh bù 48 Hình 2.22 Giới thiệu hình ảnh một số thiết bị đo lực có trong thực tế 48 Hình 3.1 Sơ đồ khối của hệ thống điều khiển cân băng 49 Hình 3.2 Sơ đồ cấu trúc của hệ thống tự động điều khiển cân băng 50 Hình 3.3 Sơ đồ cấu trúc khi từ thông không đổi 50 Hình 3.4 Sơ đồ cấu trúc mạch vòng dòng điện 53 Hình 3.5 Sơ đồ cấu trúc thu gọn mạch vòng dòng điện 54 Hình 3.6 Sơ đồ cấu trúc thu gọn mạch vòng tốc độ 55 Hình 3.7 Sơ đồ cấu trúc thu gọn mạch vòng khối lượng 57 Hình 3.8 Sơ đồ cấu trúc hệ điều chỉnh khối lượng 59 Hình 3.9 Sơ đồ mô phỏng hệ điều khiển bằng bộ điều khiển PID kinh điển 60 Hình 3.10 Kết quả mô phỏng với các chỉ tiêu tốc độ, dòng điện và khối lượng 61 Hình 4.1 Quan hệ giữa  và  Hình 4.2 Cấu trúc phương pháp điều khiển thích nghi trực tiếp 67 Hình 4.3 Cấu trúc của phương pháp điều khiển thích nghi gián tiếp 67 Hình 4.4 Điều khiển thích nghi có mô hình theo dõi 68 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Hình 4.5 Cấu trúc cơ bản của hệ điều khiển mờ hai đầu vào 69 Hình 4.6 Định nghĩa hàm liên thuộc cho các biến vào/ ra 71 Hình 4.7 Luật hợp thành tuyến tính 71 Hình 4.8 Quan hệ vào ra của luật hợp thành tuyến tính 72 Hình 4.9 Sự hình thành ô suy luận từ luật hợp 72 Hình 4.10 Các vùng trong ô suy luận 73 Hình 4.11 Bộ điều khiển mờ với hệ số khuếch đại đầu ra K 76 Hình 4.12 MRAFC điều chỉnh hệ số khuếch đại đầu ra 76 Hình 4.13 MRAFC điều chỉnh hệ số khuyếch đại đầu ra và hệ số tích phân sai lệch đầu vào 78 Hình 4.14 Định nghĩa các biến vào ra của bộ điều khiển mờ thích nghi 79 Hình 4.15 Xây dựng các luật điều khiển cho bộ điều khiển mờ thích nghi 79 Hình 4.16 Bề mặt đặc trưng cho quan hệ vào ra của bộ điều khiển mờ thích nghi 79 Hình 4.17 Quan sát tín hiệu vào ra của bộ mờ thích nghi 80 Hình 4.18 Sơ đồ mô phỏng với khâu tích phân mắc đầu vào bộ điều khiển mờ 80 Hình 4.19 Kết quả mô phỏng với lượng đặt khối lượng là 10 81 Hình 4.20 So sánh khâu khối lượng giữa bộ điều khiển mờ thích nghi và PID với khâu tích phân mắc đầu vào bộ điều khiển mờ 81 Hình 4.21 Kết quả mô phỏng khâu tốc độ ứng với 2 trường hợp sử dụng bộ điều khiển mờ thích nghi và PID 82 Hình 4.22 MRAFC điều chỉnh hệ số khuyếch đại đầu ra và hệ số đạo hàm đầu vào 82 Hình 4.23 Sơ đồ mô phỏng với khâu tích phân mắc đầu vào bộ điều khiển mờ 83 Hình 4.24 Kết quả mô phỏng với lượng đặt khối lượng là 20 83 Hình 4.25 So sánh khâu khối lượng giữa bộ điều khiển mờ thích nghi và PID với khâu đạo hàm mắc đầu vào bộ điều khiển mờ 83 Hình 5.1 Cấu hình cơ bản của một hệ điều khiển phân tán 88 Hình 5.2 Các thành phần chức năng chính của một PLC 91 Hình 5.3 Sơ đồ tổng quan hệ thống điều khiển phân tán DCS CENTUM CS 3000 của nhà máy nhiệt điện Phả Lại 98 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn MỤC LỤC Nội dung Trang Trang phụ bìa Lời cam đoan Danh mục ký hiệu và chữ viết tắt Danh mục hì nh vẽ Mục lục Lời nói đầu CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CẤP LIỆU CHO LÒ HƠI NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 1.1 Các yêu cầu về nhiên liệu 1 1.1.1. Các yêu cầu về nhiên liệu than 1 1.1.2. Sự trộn nhiên liệu than - dầu, than – nước 2 1.1.3. Các loại thiết bị lò đốt 2 1.2. 3 Hệ thống nghiền và vận chuyển than nghiền 1.2.1. Hệ thống cấp và nghiền than 4 1.2.2. Hệ thống vận chuyển và cấp than nghiền 9 1.3. Hệ thống điều khiển nhiên liệu than 9 1.3.1. Hệ thống điều khiển dòng than nghiền 11 1.3.2. Hệ thống điều khiển song song than và gió 16 1.3.3 Hệ thống điều khiển sử dụng hệ thống phụ phân tích O2 trong khói 19 1.3.5 Tổng hợp hệ thống điều khiển nhiên liệu trong lò hơi 20 CHƯƠNG 2: NHỮNG VẤN ĐỀ KỸ THUẬT TRONG CÂN BĂNG ĐỊNH LƯỢNG THAN CUNG CẤP CHO LÒ HƠI NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 2.1 Vai trò của hệ thống cân băng trong dây chuyền nhà máy 24 2.2 Xây dựng nguyên lý làm việc của cân băng định lượng 25 2.2.1 Nguyên lý đo theo năng suất 25 2.2.2 Nguyên lý đo theo khối lượng 25 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2.3 Các yêu cầu kỹ thuật trong hệ thống cân băng định lượng 33 2.3.1 . Cấu trúc của một hệ thống cân băng định lượng 33 2.3.2 . Đặc điểm công nghệ và yêu cầu đối với hệ truyền động băng tải phối liệu 34 2.4 Các phương án thiết kế điều khiển cân băng định lượng 38 2.4.1 Hệ điều khiển tương tự 38 2.4.2. Hệ điều khiển số 39 2.5 Các hệ thống truyền động cho cân băng 40 2.5.1 Hệ thống truyền động chỉnh lưu thyristor - động cơ một chiều 40 2.5.2 Hệ thống truyền động điều chỉnh xung áp –động cơ một chiều (XA-Đ) 44 2.5.3 Hệ thống truyền động vecto biến tần – động cơ KĐB 45 CHƯƠNG 3: TỔNG HỢP HỆ THỐNG 3.1. Sơ đồ khối và sơ đồ cấu trúc của hệ thống 49 3.2. Hàm số truyền các khâu trong sơ đồ 50 3.2.1. Hàm số truyền của động cơ 50 3.2.2. Hàm số truyền của bộ biến đổi PWM 50 3.2.3. Hàm truyền của máy phát tốc một chiều 51 3.2.4. Hàm truyền của thiết bị lấy tín hiệu dòng điện 52 3.2.5. Hàm truyền của cảm biến áp lực 52 3.3. Tổng hợp hệ điều khiển 52 3.3.1. Tổng hợp bộ điều khiển dòng RI 53 3.3.2. Tổng hợp bộ điều chỉnh tốc độ R 55 3.3.3. Tổng hợp mạch vòng khối lượng R 57 3.4. Mô phỏng hệ truyền động cân băng khi sử dụng bộ điều khiển PID 59 3.4.1. Tính toán các thông số hệ truyền động 59 3.4.2. Xây dựng sơ đồ mô phỏng hệ điều khiển cân băng định lượng sử dụng bộ 59 điều khiển PID 3.4.3. Kết quả mô phỏng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 60 http://www.lrc-tnu.edu.vn CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG BỘ ĐK MỜ THÍCH NGHI ĐỂ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG HỆ TRUYỀN ĐỘNG CÂN BĂNG ĐỊNH LƯỢNG 4.1 Tính phi tuyến của bộ điều khiển khối lượng 63 4.2.Tổng hợp hệ thống sử dụng bộ điều khiển mờ thích nghi 4.2.1. Khái niệm 64 4.2.1. Định nghĩa 64 64 66 4.2.2. Phân loại 4.2.3. Các phương pháp điều khiển mờ thích nghi 67 4.3. Thiết kế bộ điều khiển mờ thích nghi theo mô hình mẫu song song. 69 4.3.1. Đặt vấn đề 69 4.3.2. Mô hình toán học của bộ điều khiển mờ 70 4.3.3. Xây dựng bộ điều khiển mờ thích nghi theo mô hình mẫu song song 74 4.4. Ứng dụng bộ điều khiển mờ thích nghi để nâng cao năng suất cho hệ điều 78 khiển cân băng KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 85 PHẦN CHUYÊN ĐỀ: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ DCS VÀ ỨNG DỤNG 86 DCS CHO NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN PHẢ LẠI 5.1. Tổng quan về DCS. 86 5.2. Giới thiệu tổng quan về hệ thống DCS và ứng dụng của DCS tại nhà máy 93 nhiệt điện Phả Lại. 5.3. Ứng dụng của DCS trong nhà máy nhiệt điện phả lại. 98 TÀI LIỆU THAM KHẢO 113 PHỤ LỤC :TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ HỆ TRUYỀN ĐỘNG 115 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI NÓI ĐẦU Trong công cuộc xây dựng đất nước bước vào thời kỳ công nghiệp hoá hiện đại hoá. Nguồn điện năng đóng một vai trò quan trọng. Trong đó nhà máy nhiệt điện cung cấp một lượng điện đáng kể vào lưới điện quốc gia. Trong nhà máy nhiệt điện có nhiều khâu chứa đựng những kỹ thuật mới và phức tạp. Một trong những khâu đó là hệ thống cân băng cấp liệu cho lò hơi. Vì vậy tôi chọn luận văn với đề tài: “Nghiên cứu nâng cao chất lượng dây truyền cấp than cho lò hơi nhà máy nhiệt điện”. Trong phạm vi đề tài này sẽ đi giải quyết 2 vấn đề đó là: - Khảo sát, nâng cao chất lượng điều khiển trong dây truyền cấp than cho nhà máy nhiệt điện nói chung và các nhà máy có dây truyền cấp liệu tương tự bằng bộ điều khiển mờ thích nghi. - Vấn đề điều khiển phân tán DCS và tìm hiểu ứng dụng DCS trong nhà máy nhiệt điện Phả Lại. Trong quá trình hoàn thành luận văn tôi đã có được sự giúp đỡ và chỉ dẫn rất tận tình của các thầy, cô giáo. Qua đây tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy PGS.TS Võ Quang Lạp và các thầy các cô ở khoa sau đại học , khoa điện và khoa điện tử- Trường ĐHKT Công n ghiệp Thái Nguyên . Đã giúp đỡ tôi hoàn thành bản luận văn này. Tuy vậy với kinh nghiệm và trình độ thực tế của tôi còn bị hạn chế nên trong quá trình thiết kế tôi không tránh khỏi những thiếu sót. Nên bản luận văn của tôi vẫn còn có chỗ chưa được hoàn thiện. Tôi rất mong được sự chỉ dẫn chân thành của các thầy cô và các bạn đồng nghiệp để bản luận văn của tôi đạt chất lượng tốt. Tôi xin chân thành cám ơn! Thái nguyên, ngày 30 tháng 08 năm 2011 Tác giả luận văn Dương Mạnh Linh Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sỹ kỹ thuật -1- Chuyên ngành Tự động hoá CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CẤP LIỆU CHO LÒ HƠI NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 1.1 Các yêu cầu về nhiên liệu. 1.1.1 Các yêu cầu về nhiên liệu than. Than là nhiên liệu chính sử dụng cho quá trình cháy trong lò hơi nhà máy nhiệt điện chạy than. Ngoài đốt than người ta còn kèm đốt dầu FO hoặc đốt dầu FO lúc khởi động, ngưng lò hay khi phụ tải thấp. Lượng nhiệt tỏa ra lớn nhất khi chỉ đốt dầu là tương đương với 30% công suất định mức của lò hơi. Lò hơi khi đốt than nếu vận hành ở chế độ lớn hơn 60% công suất định mức thì sẽ không cần đốt dầu hỗ trợ. Than được nghiền trước khi được thổi vào buồng đốt của lò hơi, đặc tính điều khiển thiết bị đốt than của hệ thống than nghiền khác nhau thì cũng khác nhau. Một điều khác nhau cơ bản giữa các thiết bị đốt lò là thời gian lưu giữ than trong buồng đốt cho quá trình cháy. Kho chứa than Làm sạch Kế hoạch chuẩn bị cấp than Nghiền Kho chứa than Phân loại Vận chuyển than Thùng chứa theo kế hoạch đốt Xử lý than nghiền Boongke Boongke Boongke Buồng đốt Buồng đốt Buồng đốt Hình 1.1: Các bước chuần bị trước khi đưa than vào buồng đốt . Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sỹ kỹ thuật -2- Chuyên ngành Tự động hoá Nhiên liệu than trước khi được đưa vào lò hơi phải đảm bảo các yếu tố, tiêu chuẩn đặt ra để quá trình cháy trong lò hơi là tối ưu. Đánh giá chất lượng than bởi các yếu tố: - Độ ẩm của than - Tro chứa trong than - Nhiệt trị của than - Độ mịn của than 1.1.2 Sự trộn nhiên liệu than - dầu, than – nƣớc Ngoài việc sử dụng than khô làm nhiên liệu cháy thì trong một số nhà máy người ta còn dùng nhiên liệu than – dầu và than – nước. Đó là sự kết hợp của các nhiên liệu khác nhau để giảm giá thành của nhiên liệu. Nhiên liệu than – dầu là sự hòa trộn giữa than nghiền và dâù trở thành hỗn hợp keo. Trong hỗn hợp này thì than chứa khoảng xấp xỉ 50%. Hỗn hợp này tạo nên thể vẩn (thể lỏng với những hạt chất rắn bay lơ lửng). Nhiên liệu đốt là than – dầu có giá rẻ hơn giá nhiên liệu đốt chỉ là than. Với cùng một lượng như nhau thì nhiên liệu than – dầu sẽ tỏa ra nhiệt lượng cao hơn nhiên liệu chỉ là than khô. Bên cạnh đó, hỗn hợp than – nước có thể được sử dụng (hỗn hợp gồm 70% than nghiền), hỗn hợp này phải đảm bảo than ở thể vẩn. Ưu điểm của loại nhiên liệu này là khắc phục được giá thành của nhiên liệu dầu. Nhưng nhược điểm lớn là làm giảm hiệu suất lò bởi vì sự tăng lượng ẩn nhiệt mất cần cung cấp cho nước bốc hơi trong khói. Tuy nhiên, cho dù dùng loại nhiên liệu than – dầu hay than – nước đều cần hệ thống nghiền than, hệ thống trộn nhiên liệu, hệ thống trữ nhiên liệu. 1.1.3 Các loại thiết bị lò đốt Các lò đốt được chia làm 3 loại chính - Lò cháy lan - Lò cấp dưới (underfeed) - Lò cấp trên (overfeed) Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sỹ kỹ thuật -3- Chuyên ngành Tự động hoá Các thông số kỹ thuật của lò hơi Nhà máy nhiệt điện Phả Lại. - Kiểu lò : БKZ – 220 – 100 – 10C. - Năng suất hơi quá nhiệt D = 220T/h. - Nhiệt độ hơi quá nhiệt: Tqn = 5400C. - Áp suất hơi quá nhiệt: Pqn = 100 ata. - Áp suất hơi bão hòa: Pbh = 112,6 ata. - Nhiệt độ nước cấp: t0 = 2300C. - Nhiệt độ khói thoát: t0kt = 1330C. - Hiệu suất thô của lò: ηThô = 86,05%. - Tổn thất do khói thoát q2 = 5,4%. - Tổn thất do tỏa ra môi trường q5 = 0,54%. - Tổn thất do cơ giới: q4 = 8%. - Tổn thất do xỉ măng đi: q6 = 0,06%. 1.2 Hệ thống nghiền và vận chuyển than nghiền. Than cấp cho lò hơi được nghiền nhỏ bởi máy nghiền thành các dạng bột rồi được thổi phun vào trong buồng đốt. Đứng trên quan điểm điều khiển thì quá trình đốt bụi than nghiền tương tự như đốt nhiên liệu khí, nhiệt lượng tăng rất nhanh theo sự thay đổi của lưu lượng than cấp. Tùy thuộc vào loại máy nghiền được sử dụng mà dung lượng than chứa trong máy nghiền là nhiều hay ít trước khi được đưa vào buồng đốt. Mỗi hệ thống nghiền than có thể phục vụ cho một hay nhiều lò đốt. Thực hiện được điều đó thì các ống dẫn than chính vào mỗi lò có kích cỡ và các hệ thống lưu thông dòng than tương ứng với từng lò. Hệ thống nghiền than bao gồm có bốn bộ phận cơ bản: (1) Hệ thống cấp than. (2) Hệ thống nghiền và phân loại than. (3) Hệ thống luồng không khí và quạt thổi hút. (4) Hệ thống sấy than nghiền. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sỹ kỹ thuật -4- Chuyên ngành Tự động hoá 1.2.1 Hệ thống cấp và nghiền than. Hệ thống nghiền than cho 1 lò gồm 4 máy nghiền, mỗi máy nghiền gồm 2 boongke than nguyên, 2 máy thứ cấp than nguyên, máy nghiền có cấu tạo đầu ra kép, 2 bộ phận phân ly than thô, hệ thống thông gió cấp 1 và các hệ thống liên quan để sấy và cấp than được nghiền tới 32 rãnh vòi đốt than bột. Các boongke than nguyên liệu liên tục được cấp đầy bằng hệ thống băng tải. Ở máy nghiền, than được nghiền nhỏ với kích cỡ đạt yêu cầu (tới độ mịn yêu cầu). Sau đó than nghiền được hệ thống gió cấp 1 (hỗn hợp gió nóng và gió lạnh) vận chuyển qua bộ phân ly than thô và bộ phân ly xyclone tới các rãnh và vòi đốt. Hệ thống cấp và nghiền than bao gồm: - Máy cấp than nguyên. - Máy nghiền và bộ phận phân li. 1.2.1.1 Máy cấp than nguyên. Than được vận chuyển theo băng tải lên đỉnh boongke than, ở đầu ra của boongke than nguyên được cấp xuống đầu vào máy cấp than nguyên qua ống rót hình nón bởi một van điều khiển. Thông thường mỗi lò hơi được trang bị 8 máy cấp than nguyên (2 máy cấp cho 1 máy nghiền) đặt ở đầu ra của boongke than nguyên. Động cơ dẫn động máy cấp than nguyên có thể thay đổi tốc độ và được điều chỉnh tải theo sự thay đổi của máy nghiền. Khi yêu cầu tải tăng lên thì tốc độ máy cấp phải được điều chỉnh tăng lên để đáp ứng lượng than yêu cầu. Trong máy cấp than nguyên có một hệ thống cân điện tử cung cấp chỉ số lưu lượng than tại chỗ, từ xa và tổng lượng than qua máy nghiền. Hệ thống cấp than được thiết kế để đảm bảo việc cung cấp than từ boongke vào máy nghiền một cách chính xác, tin cậy và không bị gián đoạn. Than từ boongke được cấp ở một tốc độ xác định được điều khiển trên băng chính của máy cấp than nguyên. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sỹ kỹ thuật -5- Chuyên ngành Tự động hoá Hình 1.2: Sơ đồ hệ thống nghiền than và vận chuyển than nghiền Có 2 loại máy cấp: - Máy cấp thể tích - Máy cấp trọng lượng - Máy cấp thể tích: Với loại máy này thì lượng than cấp được xác định bởi thể tích than. Khi tốc độ cấp tăng lên thì thể tích than được cấp tăng lên. Nhưng nhược điểm của loại này là khi trọng lượng than thay đổi với cùng một thể tích xác định thì trọng lượng than cấp vào máy nghiền thay đổi. Vì vậy nó cũng làm thay đổi năng lượng hóa năng đưa vào buồng đốt lò, điều này cũng dẫn đến sai lệch về tỉ lệ than gió do vậy hiệu suất lò giảm. - Máy trọng lượng: Than được cấp tới máy nghiền dựa trên cơ sở khối lượng than cấp. Khối lượng than cấp tới lò tỷ lệ với tín hiệu điều khiển tới máy cấp. Than được vận chuyển trong máy cấp bởi hệ thống dây chuyền. Tốc độ cấp than được thay đổi bởi hệ thống dây chuyền. Khi trọng lượng than thay đổi thì thiết bị trọng lượng sẽ Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sỹ kỹ thuật -6- Chuyên ngành Tự động hoá điều chỉnh vị trí của thanh điều chỉnh mức than (thanh chắn than trên dây chuyền) để duy trì mức than chuẩn. Hình 1.3: Máy cấp đo trọng lượng. Ưu điểm chính của máy cấp đo khối lượng so với máy cấp đo thể tích là nó bù được sự thay đổi về độ ẩm của than, tuy nhiên nó không bù sự thay đổi về nhiệt lượng cấp vào lò do có sự thay đổi về hàm lượng tro trong than. TÍn hiệu điều khiển máy cấp sẽ phụ thuộc tín hiệu yêu cầu lượng than cấp vào lò. Đê than cấp cháy hết thì cần có lượng không khí tương ứng, ảnh hưởng lượng không khó thừa khi sử dụng máy cấp than loại thể tích và máy cấp than loại trọng lượng được biểu diễn trên hình 1.4. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sỹ kỹ thuật -7- Chuyên ngành Tự động hoá Hình 1.4: So sánh ảnh hưởng không khí thừa đối với máy cấp thể tích và máy cấp trọng lượng. 1.2.1.2 Máy nghiền và bộ phận phân li *) Máy nghiền Máy nghiền có nhiệm vụ nghiền than thô từ máy cấp đưa xuống thành than bột với kích thước nhỏ cỡ µm rồi đưa vào buồng đốt. Hỗn hợp than – gió ở đầu ra của máy nghiền được hâm nóng trước khi đưa vào buồng đốt. Có 3 phương pháp nghiền: - Phương pháp va chạm - Phương pháp tiêu hao - Phương pháp ép nhỏ Phân loại máy nghiền: - Máy nghiền kiểu bi - Máy nghiền kiểu trục lăn - Máy nghiền kiểu ống bi Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sỹ kỹ thuật -8- Hình 1.5: a- Máy nghiền kiểu bi Chuyên ngành Tự động hoá b- Máy nghiền kiểu trục lăn *) Bộ phận phân li Than sau khi được nghiền nhỏ được hỗn hợp gió nóng vào gió lạnh vận chuyển ra khỏi máy nghiền tới 2 bộ phân ly thô. Bộ phân ly thô có nhiệm vụ phân ly than thô ra khỏi than mịn. Các hạt than thô không đạt tiêu chuẩn về kích thước sẽ đượcquay trở lại máy nghiền để nghiền lại, còn than mịn được gió cấp 1 thổi trong các đường ống than bột tới các vòi đốt tương ứng. Độ mịn than cũng được xác định bởi bộ phận phân li. Than có độ mịn đạt yêu cầu mới được qua bộ phận để tới các vòi đốt. Bộ phận phân li làm việc theo nguyên tắc li tâm. Sử dụng một bộ phần quay tạo ra lực li tâm lớn, than chịu ảnh hưởng của lực li tâm sẽ đập vào màng lọc bao gồm hơn 200 lỗ nhỏ. Ở đây than có kích thước lớn không qua được các lỗ nhỏ của màng lọc sẽ rơi xuống quay trở laị máy nghiền. Có 2 loại phân li: - Phân li động. - Phân li tĩnh. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn