Đồ án Nghiên cứu thiết kế mô hình điều khiển turbine hơi trong dự án tận dụng nhiệt dư tại nhà máy xi măng Sông Gianh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG HOÀNG TIẾN PHƯỢNG NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN TURBINE HƠI TRONG DỰ ÁN TẬN DỤNG NHIỆT DƯ TẠI NHÀ MÁY XI MĂNG SÔNG GIANH Chuyên ngành: SẢN XUẤT TỰ ĐỘNG Mã số: 60.52.60 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. TRẦN XUÂN TÙY Đà Nẵng –Năm 2011 LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là đề tài nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tác giả luận văn Hoàng Tiến Phượng MỤC LỤC TRANG PHỤ BÌA LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu bảng Tên bảng Trang 3.1 Thông số bộ đi ều khiển P,PI,PID được chọn 50 3.2 Ziegler-Nichols điều chỉnh dựa trên nguyên tắc quan trọng đạt được Kcr va Pcr thời kỳ quan trọng (phương pháp thứ hai). 50 3.3 Bảng tiêu chuẩn ổn định Routh 51 3.4 Chọn các tham số Kp, Ti, Td 52 3.5 Các luật hợp thành mờ 62 4.1 Chức năng và nhiệm vụ của các thiết bị trong sơ đồ hình 4.2. 75 4.2 Chức năng và nhiệm vụ của các thiết bị trong sơ đồ hình 4.3. 77 4.3 Chức năng và nhiệm vụ của các thiết bị trong sơ đồ hình 4.4. 78 4.4 Chức năng và nhiệm vụ của các thiết bị trong sơ đồ hình 4.5. 80 4.5 Chức năng và nhiệm vụ của các thiết bị trong sơ đồ hình 4.6. 82 4.6 Chức năng và nhiệm vụ của các thiết bị trong sơ đồ hình 4.7. và hình 4.8. 85 DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu hình Tên hình Trang 1.1 Sơ đồ khí thải ra môi trường của nhà máy sản xuất xi măng 4 1.2 Sơ đồ vận hành lò nung của nhà máy xi măng Sông Gianh 5 1.3 Mô hình thu hồi nhiệt kiểu không bù hơi đơn áp 9 1.4 Mô hình kiểu bù hơi sử dụng hơi thứ cấp hồi lưu 10 1.5 Mô hình tận dụng nhiệt dư bù hơi đa áp 10 2.1 Nồi hơi ống nước 16 2.2 Nồi hơi sử dụng nhiên liệu phun 20 2.3 Nồi hơi sử dụng nhiệt thải 21 2.4 Mặt cắt của turbine hơi 23 2.5 Sơ đồ nguyên lý đơn giản nhất của turbine hơi 24 2.6 Sơ đồ của turbine ngưng hơi có trích hơi điều chỉnh 26 2.7 So sánh các chu trình lý tưởng với áp suất ban đầu khác nhau trên giản đồ t – s. 29 2.8 Sự thay đổi của nhiệt giáng lý thuyết Ho tùy thuộc vào áp suất ban đầu khi nhiệt độ ban đầu to và áp suất cuối pk 30 2.9 Ảnh hưởng của áp suất ban đầu po đến nhiệt giáng lý thuyết Ho và hiệu suất tuyệt đối lý tưởng ηt với áp suất hơi thoát không đổi pk = 4 kpa 31 2.10 So sánh các chu trình nhiệt lý tưởng có nhiệt độ hơi ban dầu khác nhau trên giãn đồ T-S 31 2.11 So sánh các chu trình nhiệt lý tưởng với các áp suất cuối khác nhau trên giãn đồ T-S 32 2.12 Dòng chảy trong ống phun 33 3.1 Sơ đồ nguyên lý điều khiển tốc độ của turbine-máy phát điện 39 3.2 Sơ đồ khối chức năng của hệ thống điều khiển tốc độ turbine 40 3.3 Sơ đồ khối biến đổi hàm truyền Ω(s)/e(s) 40 3.4 Sơ đồ mạch điều khiển cụm van servo – xylanh điều khiển van hơi 41 3.5 Sơ đồ khối biến đổi hàm truyền x(s)/E(s) a – Sơ đồ dạng tổng quát; b – Sơ đồ dạng thu gọn 42 3.6 Sơ đồ khối của cụm van servo – xylanh điều khiển van hơi 43 3.7 Sơ đồ nguyên lý của cụm turbine – máy phát 43 3.8 Sơ đồ khối của cụm turbine – máy phát 45 3.9 Sơ đồ minh họa mô hình điều khiển PID 47 3.10 Sơ đồ khối bộ điều khiển PID 47 3.11 Độ vọt lố tối đa 25% 48 3.12 Hàm nấc thang 49 3.13 Thời gian dao động ổn định 49 3.14 Hệ thống chu trình kín với bộ điều khiển tỉ lệ 50 3.15 Bộ điều khiển PID điều khiển tốc độ turbine 51 3.16 Sơ đồ điều khiển PID 52 3.17 Sơ đồ khối được thu gọn 53 3.18 Đáp ứng cho hàm nấc thang đơn vị 54 3.19 Đáp ứng của hệ thống được cải thiện 57 3.20 Tối ưu hoá đáp ứng của hệ thống 58 3.21 Sơ đồ điều khiển sử dụng PID mờ điều khiển tốc độ turbine 59 3.22 Khối thiết kế khâu FUZZY 59 3.23 Hàm liên thuộc của e(t) 60 3.24 Hàm liên thuộc của de(t) 61 3.25 Hàm liên thuộc của K’p, K’i v à K’d 62 3.26 Biểu diển luật điều khiển KP’, Ki’, Kd’ trong không gian 63 3.27 Mô hình hóa bộ điều khiển tốc độ trong Matlab-Simulink 63 3.28 Đáp ứng đầu ra với đầu vào là hàm nấc thang đơn vị 64 4.1 Mô phỏng tổng quan hệ thống thu hồi nhiệt 73 4.2 Hệ thống nồi hơi SP, AQC 74 4.3 Hệ thống WHB Wind 76 4.4 Hệ thống RAC WATER 77 4.5 Hệ thống ST STATE 80 4.6 Hệ thống ST SYSTEM 81 4.7 Hệ thống điện cao áp 83 4.8 Hệ thống điện hạ áp 84 MỞ ĐẦU 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Việt Nam hiện nay đang là nước đứng đầu Asian về sản xuất xi măng với sản lượng sản xuất trong năm 2010 đạt 63 triệu tấn và hơn 60 dây chuyền sản xuất xi măng lò khô đã được xây dựng. Tuy nhiên, ngành công nghiệp xi măng Việt Nam nói chung và công ty xi măng COSEVCO Sông Gianh nói riêng hiện đang phải đối mặt với những thách thức lớn như giá điện, than dầu tăng liên tục làm ảnh hưởng tới hiệu quả sản xuất kinh doanh công ty. Bên cạnh đó, tình trạng thiếu điện xẩy ra trong một thời gian dài cũng đã làm ảnh hưởng đến sản lượng sản xuất và tiêu thụ của nhà máy. Đứng trước những thách thức lớn đó, việc tận dụng nhiệt dư thừa trong lò xi măng để phát điện là một việc làm thiết thực và có ý nghĩa rất lớn đối với nhà máy xi mang COSEVCO Sông Ganh, nhất là trong bối cảnh hiện nay khi mà ngành điện trong nước chỉ đảm bảo được 80% năng lượng điện cho ngành xi măng từ nay đến năm 2020, còn lại 20% ngành xi măng phải tự lo. Do đó, việc nghiên cứu, tính toán, thiết kế, đầu tư xây dựng dự án tận dụng nhiệt dư thừa của lò xi măng để phát điện là việc làm bắt buộc đối với nhà máy xi măng COSEVCO Sông Gianh. Các tính toán đã chỉ ra, khi lắp đặt hệ thống này trong nhà máy xi măng có thể tiết kiệm 20% chi phí điện năng hàng năm và giảm đáng kể khí CO2 thải ra môi trường ngoài. Hiện tại các nhà máy xi măng trên thế giới đã đưa vào sử dụng hệ thống sử dụng nhiệt dư để phát điện, trong nước đã có một số nhà máy đưa vào khai thác như: Nhà máy xi măng Hà Tiên 2, nhà máy xi măng Công Thanh…Turbine hơi là thiết bị quan trọng trong dự án thu hồi nhiệt khí thải, việc điều chỉnh ổn định tốc độ turbine hơi quyết định các chỉ tiêu kỹ thuật của hệ thống phát điện, khả năng ổn định tần số của máy phát…Đề tài “Nghiên cứu thiết kế mô hình điều khiển turbine hơi trong dự án tận dụng nhiệt dư tại nhà máy xi măng Sông Gianh” là bước nghiên cứu ban đầu để lập dự án cũng như nắm bắt sơ đồ công nghệ, làm chủ hệ thống khi đầu tư vào sản xuất. 2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Nghiên cứu lý luận tổng quan, phương pháp thiết kế, xây dựng bộ điều tốc turbine hơi trên cơ sở đó ứng dụng cho dự án thu hồi nhiệt khí thải để phát điện phục vụ cho nhà máy xi măng COSEVCO Sông Gianh. 3. PHẠM VI VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu nguyên lý thu hồi nhiệt tối ưu trong nhà máy sản xuất xi măng. - Nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển tốc độ turbine hơi. - Xây dựng sơ đồ công nghệ của hệ thống. - Tính toán, thiết lập các thông số hệ thống để điều khiển tốc độ turbine hơi. - Xây dựng mô hình mô phỏng hệ thống trên máy tính. 4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Tính toán lý thuyết và mô phỏng hệ thống trên máy tính. 5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỂN - Thiết lập mô hình điều khiển tốc độ turbine hơi ứng dụng cho dự án thu hồi nhiệt khí thải để phát điện tại nhà máy xi măng COSEVCO Sông Gianh. 6. DỰ KIẾN KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC & KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG - Xây dựng mô hình điều khiển tốc độ turbine hơi - Tối ưu hóa hệ thống điều khiển turbine hơi - Mô phỏng hệ thống thu hồi nhiệt trên máy tính phục vụ chô công tác đào tạo trước khi đưa dây chuyền vào sử dụng. 7. CẤU TRÚC LUẬN VĂN Ngoài phần mở đầu, kết luận và khả năng ứng dụng của đề tài, danh mục tài liệu tham khảo và các phụ lục, nội dung chính của luận văn được chia thành 4 chương như sau: Chương 1: Tổng quan Giới thiệu các nguồn nhiệt dư thải ra môi trường của các nhà máy xi măng hiện nay. Dựa vào những đặc tính công nghệ để xây dựng lên mô hình thu hồi nhiệt làm máy phát điện phục vụ cho nguồn điện sẽ thiếu hụt của nhà máy trong tương lai. Chương 2: Các thiết bị chính trong dây chuyền thu hồi nhiệt dư Giới thiệu một số thiết bị chính trong dây chuyền. Nguyên lý làm việc của các thiết bị và chu trình nhiệt hóa hơi. Chương 3: Thiết kế mô hình điều khiển tốc độ của turbine hơi Trong phần này giới thiệu về mô hình toán học điều khiển tốc độ turbine hơi, xây dựng mô hình điều khiển tốc độ turbine bằng thuật toán PID cổ điển từ đó chỉnh định các tham số của bộ điều khiển PID bằng bộ điều khiển fuzzy mờ. Chương 4: Mô phỏng hệ thống bằng WINCC phục vụ cho công tác đào tạo Mô phỏng quá trình thu hồi nhiệt bằng wincc, quá trình thiết kế và giới thiệu chức năng của các thiết bị trên mô hình điều khiển. CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1. CÁC NGUỒN NHIỆT DƯ TẠI CÁC NHÀ MÁY SẢN XUẤT XI MĂNG Hình 1.1. Sơ đồ khí thải ra môi trường của nhà máy sản xuất xi măng Hệ thống van điều chỉnh Tháp trao đổi nhiệt Quạt ID Giàn làm lạnh Lọc bụi điện Khí thải T=80-1000C Khí thải T=300-3500C Lò nung Ở các nhà máy xi măng thế hệ thứ hai hiện nay trên thế giới có hai nguồn nhiệt dư được thải ra môi trường đó là nhiệt sau tháp trao đổi nhiệt và nhiệt thải ở sàn làm nguội clanhke như hình 1.1. Tùy theo công suất của từng nhà mà ta có các thông số nhiệt độ, áp suất, lưu lượng, nồng độ bụi… khác nhau. 1.1.1. Nhiệt dư thải ra môi trường của nhà máy xi măng Sông Gianh Ở nhà máy xi măng Sông Gianh cũng có hai nguồn nhiệt dư thải ra môi trường là nhiệt dư sau tháp trao đổi nhiệt và nhiệt dư sau giàn làm lạnh clanhke như hình 1.2. Hình 1.2. Sơ đồ vận hành lò nung của nhà máy xi măng Sông Gianh 1.1.2. Nhiệt dư thải ra môi trường sau tháp trao đổi nhiệt - Lưu lượng khí nóng thải ra môi trường: 230.000 m3/h - Nhiệt độ khí và bụi: 3350C - Áp suất trước quạt ID: -57 mbar 1.1.3. Nhiệt dư thải ra môi trường sau giàn làm lạnh clanhke - Lưu lượng khí nóng thải ra môi trường: 290.000 m3/h - Nhiệt độ khí và bụi thải ra môi trường: 1000C - Áp suất trước quạt khí thải: -10 mbar 1.2. VẤN ĐỀ THIẾU HỤT NĂNG LƯỢNG, Ô NHIỂM MÔI TRƯỜNG VÀ PHƯƠNG HƯỚNG XỬ LÝ Trong quá trình sản xuất, một lượng khí thải và bụi khá lớn với nhiệt độ cao (khoảng 300 độ C) chủ yếu ở tháp sấy sơ bộ PH và ghi làm nguội clanhke thải ra làm ô nhiểm môi trường, lãng phí năng lượng, nguồn tài nguyên và giảm hiệu quả sản xuất kinh doanh. Để tận dụng lượng khí thải ra môi trường và tái tạo thành nguồn năng lượng cung cấp cho sản xuất. Đến năm 2011, ngành sản xuất xi măng có sản lượng clinker là 120.000 tấn/ngày. Điều đó có nghĩa là, sẽ có nguồn nhiệt khí thải lãng phí trong một ngày tương đương với 4.100.000 kWh. Nếu như tất cả các dây chuyền xi măng lò quay hệ khô của Việt Nam được trang bị hệ thống phát điện tận dụng nhiệt khí thải thì công suất tổng các trạm phát điện khoảng 200 MW, tức là phát ra một lượng điện chiếm 25% lượng điện tiêu thụ từ lưới điện. Đây là một sự lãng phí đáng quan tâm, trong lúc nền kinh tế còn khó khăn, nguồn năng lượng thiếu thốn, tình trạng ô nhiễm môi trường đang diễn ra ngày một phức tạp. Đứng trước thực tế đó, Đảng và Nhà nước đã có những đường lối chính sách rất cụ thể và chỉ đạo mạnh mẽ thực hiện chính sách tiết kiệm, sử dụng hiệu quả năng lượng, khai thác hợp lý các nguồn tài nguyên, quan tâm đầu tư cho lĩnh vực môi trường, nhất là các hoạt động thu gom, tái chế, sử dụng lại nguồn nhiệt thải. Chính vì vậy, việc nghiên cứu và áp dụng các giải pháp kỹ thuật sử dụng nguồn nhiệt thải để phát điện trong ngành xi măng là việc làm cần thiết, hiệu quả hơn bao giờ hết. Chính phủ cùng các bộ, ngành và Tổng công ty Công nghiệp xi măng Việt Nam đã có các văn bản chỉ đạo về chương trình tận dụng nhiệt khí thải phát điện trong các nhà máy xi măng. Thực tế trên thế giới đã có nhiều nước lắp đặt trạm phát điện khí thải vào dây chuyền xi măng. Ở châu Á, Nhật Bản đã nghiên cứu và chế tạo các lò hơi tận dụng nhiệt khí thải và các  tuốc bin sử dụng hơi nước. Năm 2000, Tổ chức phát triển nguồn năng lượng mới NEDO của Nhật đã tặng cho Việt Nam một hệ thống thiết bị trạm phát điện nhiệt khí thải công suất 2.950 kW lắp vào dây chuyền xi măng hệ khô lò quay công suất clinker 3.000 tấn/ngày tại Nhà máy xi măng Hà Tiên 2. Sau 7 năm hoạt động, trạm phát điện nhiệt khí thải tại Nhà máy xi măng Hà Tiên 2 đã phát ra 105 triệu kWh, mang lại lợi ích rõ rệt trên các phương diện kinh tế xã hội, tiết kiệm năng lượng, bảo vệ môi trường, làm giảm đáng kể giá thành sản xuất xi măng, hệ thống thiết bị của trạm phát điện làm việc ổn định, không ảnh hưởng tới sản xuất xi măng. Từ chủ trương của Nhà nước và các kết quả nghiên cứu và thực nghiệm trên, có thể nói, việc phải thiết lập hệ thống nhà máy tận dụng nhiệt khí thải để phát điện, nhằm phục vụ cho việc tái sản xuất trong ngành công nghiệp đang gặp khó khăn về vấn đề nguồn điện năng là cần thiết. Vừa qua, trong khuôn khổ của Chương trình mục tiêu quốc gia về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả, Công ty TNHH ABB Thụy Sỹ đã phối hợp với Văn phòng Tiết kiệm Năng lượng - Bộ Công Thương, Ngân hàng phát triển Việt Nam, Công ty cổ phần Năng lượng Môi trường RCEE cùng với đại diện cơ quan các Bộ và Chính phủ đã tổ chức Hội thảo về việc xây dựng một nhà máy thu hồi nhiệt thải trong ngành sản xuất xi măng. Công ty ABB giới thiệu một mô hình nhà máy nhỏ tận dụng nguồn nhiệt thừa thải ra trong quá trình sản xuất xi măng. Các tính toán đã chỉ ra, khi lắp đặt hệ thống này trong nhà máy xi măng có thể tiết kiệm 20% chi phí điện năng hàng năm và giảm đáng kể khí CO2 thải ra ngoài môi trường. Với công nghệ ORC (Organic Rankine Cycle) có thể sử dụng nguồn nhiệt có nhiệt độ thấp để phát điện và thiết kế theo kiểu module tiêu chuẩn, hệ thống thu hồi nhiệt thải của ABB có thể tích hợp vào gần như tất cả các dây chuyền sản xuất công nghiệp. Phương án này được đánh giá là thích hợp và dễ tiến hành đối với các nhà máy xi măng ở Việt Nam. Kinh tế nước ta đang phát triển rất mạnh mẽ, nhu cầu sử dụng năng lượng ngày một cao hơn, nhiều hơn, trong khi đó điện lại thiếu trầm trọng, tốc độ phát triển các nhà máy điện chưa đáp ứng yêu cầu, thường chậm tiến độ, các nguồn nhiên liệu hóa thạch trở nên đắt đỏ, một số nguồn năng lượng đang bị bỏ phí hoặc sử dụng không hiệu quả. Việc xây dựng một tổ hợp, bộ phận  bên cạnh nhà máy thu hồi nhiệt thải công nghiệp nói chung và trong ngành xi măng nói riêng là một lựa chọn mang tính kinh tế và góp phần bảo vệ môi trường trong sạch. Đưa vào thực tế mô hình này là một thành tựu về khoa học công nghệ đột phá về tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường, đưa năng suất xanh vào ngành công nghiệp sản xuất xi măng, giúp ngành xi măng phát triển theo hướng bền vững, an toàn và hiệu quả. 1.3. CÔNG NGHỆ PHÁT ĐIỆN TẬN DỤNG NHIỆT DƯ NHIỆT ĐỘ THẤP THẾ HỆ THỨ NHẤT CHO LÒ QUAY XI MĂNG TRÊN THẾ GIỚI 1.3.1. Định nghĩa và đặc điểm cơ bản 1.3.1.1. Định nghĩa Là công nghệ chuyển đổi nhiệt dư sinh ra từ khí thải từ hệ thống tiền trao đổi nhiệt và phần làm mát clinker của lò quay xi măng kiểu mới (ở đây gọi là lò quay ngắn) thành điện, trong hệ thống sử dụng hơi áp suất 0,69 - 1,27MPa, nhiệt độ 280 - 330 0C, việc phát điện tận dụng nhiệt dư không làm ảnh hưởng tới công suất, chất lượng clinker, không hạ thấp hiệu suất hoạt động của lò, không phải thay đổi thiết bị và quá trình công nghệ sản xuất xi măng, không tăng suất tiêu hao năng lượng điện và nhiệt của sản xuất clinker. 1.3.1.2. Đặc điểm cơ bản Công nghệ phát điện tận dụng nhiệt dư nhiệt độ thấp thế hệ thứ nhất cho là quay xi măng có 2 hoặc nhiều đặc điểm cơ bản ngoài định nghĩa trên như sau: - Chỉ có một đường ống rút khí thải cho phát điện tại phần làm mát clinker. - Nhiệt độ của hơi sơ cấp cấp tới tua bin là không điều chỉnh và nó chỉ thay đổi bởi ảnh hưởng nhiệt độ khí rút ra từ lò quay. - Hệ thống cấp nước cho nồi hơi AQC và SP là hệ thống nối tiếp. - Hệ thống khử ôxy của nước cấp cho nồi hơi sử dụng hóa chất tiêu hao ngoài hoặc điện năng. 1.3.2. Các điểm trọng yếu của công nghệ và cấu trúc hệ thống nhiệt động 1.3.2.1. Các điểm trọng yếu của công nghệ Đặt một nồi hơi sử dụng nhiệt dư của khí thải ra tại hệ thống tiền trao đổi nhiệt của lò quay xi măng (Gọi tắt là nồi hơi SP) và đặt một nồi hơi tại phần làm mát clinker sử dụng toàn bộ khí thải sinh ra từ bộ làm mát clinker như hình 1.3. Nồi hơi này sẽ lấy khí tại phần giữa của sàn làm nguội với nhiệt độ của khí gần 400 0C và như vậy khí thải ra của phần đuôi sàn làm nguội sẽ là khoảng 120 0C và sẽ thải trực tiếp ra ngoài không khí. Trang bị một Tua bin hơi và hệ thống phát điện sử dụng hơi sinh ra từ nồi hơi sử dụng nhiệt dư WHR; thông số của hơi sơ cấp là 0,69 - 1,27 MPa; 280 - 330 0C và công suất phát điện thực tế được tính toán với nhiệt năng tiêu hao 3140kJ/kg clinker cho tấn Clinker là 28 - 35 kwh. 1.3.2.2. Cấu trúc hệ thống nhiệt động Có ba loại mô hình nhiệt động cơ bản cho hệ thống phát điện tận dụng nhiệt dư nhiệt độ thấp đã được áp dụng trên thế giới. - Mô hình cấu trúc hệ thống nhiệt động của công nghệ phát điện tận dụng nhiệt dư nhiệt độ thấp kiểu không bù hơi đơn áp như hình 1.3. Hình 1.3. Mô hình thu hồi nhiệt kiểu không bù hơi đơn áp Hình 1.4. Mô hình kiểu bù hơi sử dụng hơi thứ cấp hồi lưu - Mô hình cấu trúc hệ thống nhiệt động của công nghệ phát điện tận dụng nhiệt dư nhiệt độ thấp kiểu bù hơi sử dụng hơi thứ cấp hồi lưu như hình 1.4. - Mô hình cấu trúc hệ thống nhiệt động của công nghệ phát điện tận dụng nhiệt dư nhiệt độ thấp kiểu bù hơi đa áp như hình 1.5. Hình 1.5. Mô hình tận dụng nhiệt dư bù hơi đa áp 1.3.3. Các đặc trưng của công nghệ Ba mô hình trên của phát điện tận dụng nhiệt dư nhiệt độ thấp thế hệ thứ nhất có một số đặc trưng chung như sau: - Rút toàn bộ khí từ sàn làm nguội và sàn làm nguội được chia thành hai phần, trong đó một điểm lấy khí từ phần giữa sàn làm nguội với nhiệt độ khí thải khoảng 4000C và thông qua nồi hơi AQC sinh ra hơi nước và nước nóng để cấp cho tua bin phát điện, và điểm khác là tại đuôi sàn làm nguội với nhiệt độ khoảng 1200C thải trực tiếp ra môi trường. - Nhiệt dư từ khí thải của hệ thông tiền trao đổi nhiệt sẽ được sử dụng cho nồi hơi SP để sinh ra hơi. Hơi nước sinh ra từ nồi hơi SP sẽ pha trộn với hơi nước và nước nóng sinh ra từ nồi hơi AQC sẽ cấp cho tua bin để phát điện. Nhiệt độ của khí thải sau nồi hơi SP là không điều chỉnh được và không thảo mãn yêu cầu của việc sấy của máy nghiền liệu do vậy khí thải sinh ra từ hệ thống tiền trao đổi nhiệt trước hết sẽ được sử dụng cho việc sấy liệu máy nghiền liệu, phần còn lại mới sử dụng cho hệ thông phát điện tận dụng nhiệt dư. - Một đặc tính quan trọng nhất của ba mô hình là hơi sơ cấp của hệ thống phát điện nằm trong dải là 0,69 - 1,27 MPa; 280 - 3300C. Các đặc điểm khác nhau của ba mô hình trên là: - Trong khi AQC sinh ra hơi nhiệt độ thấp và áp suất thấp tại áp suất 0,69 - 1,27 MPa, nhiệt độ 280 - 3300C, thì tùy thuộc vào từng mô hình nó sẽ được tái sinh thành hơi bão hòa áp suất, nhiệt độ thấp tại 0,1 - 1,27MPa, nhiệt độ khoảng 1600C hoặc nước nóng tại nhiệt độ 105 - 1800C. - Tua bin hơi là loại có sử dụng hay không sử dụng hơi thứ cấp. - Vì cùng tham số của khí thải do vậy trong mô hình thứ nhất công suất phát điện là 100% thì mô hình 1.2 là 101,5 - 102% và mô hình thứ ba là 102 - 103%. - Với mô hình 1.1. vị trí lắp đặt Turbine không quan trọng nhưng với mô hình thứ hai thì turbine lắp cách xa sàn làm nguội, còn mô hình thứ ba turbine hơi càng gần sàn làm nguội càng tốt. 1.4. CÔNG NGHỆ PHÁT ĐIỆN TẬN DỤNG NHIỆT DƯ NHIỆT ĐỘ THẤP CHO LÒ QUAY XI MĂNG THẾ HỆ THỨ HAI TRÊN THẾ GIỚI 1.4.1. Định nghĩa và đặc trưng 1.4.1.1. Định nghĩa Là công nghệ chuyển đổi nhiệt dư sinh ra từ khí thải từ hệ thống tiền trao đổi nhiệt và phần làm mát clinker của lò quay xi măng kiểu mới (ở đây gọi là lò quay ngắn) thành điện, tua bin sử dụng hơi áp suất 1,27 - 3,43 MPa, nhiệt độ 340 - 4350C, việc phát điện không làm ảnh hưởng tới công suất, chất lượng clinker, không hạ thấp hiệu suất hoạt động của lò, không phải thay đổi thiết bị và quá trình công nghệ sản xuất xi măng, không tăng suất tiêu hao điện và nhiệt của sản xuất clinker. 1.4.1.2. Đặc trưng Công nghệ phát điện tận dụng nhiệt dư nhiệt độ thấp thế hệ thứ hai cho lò quay xi măng có hai hoặc nhiều đặc điểm cơ bản ngoài định nghĩa trên như sau: - Tại sàn làm nguội có hai điểm rút k