Với nhu cầu nâng cao chất lượng điều khiển quá trình công nghệ, các
hệ điều khiển nhiều vòng được áp dụng rộng rãi. Chất lượng điều chỉnh của
hệ nhiều vòng đã đem đến kết quả rất khả quan trong điều chỉnh công nghiệp
đặc biệt là trong các quá trình nhiệt, khi đối tượng điều khiển có quán tính lớn
và chịu ảnh hưởng mạnh của tác động nhiễu. Từ khi kỹ thuật vi xử lý và điều
khiển số ra đời người ta càng quan tâm nhiều hơn đến việc tổng hợp hệ thống
điều khiển số nhiều vòng, song vì tính phức tạp của đối tượng (nhất là đối
tượng nhiệt) cho nên lời giải nhận được của hệ thống không đem lại kết quả
mong muốn hoặc kết quả không tối ưu do đó khi đặt tham số hệ thống người
ta phần lớn dựa trên kinh nghiệm là chính. Trong bối cảnh đó quan điểm tổng
hợp cấu trúc bền vững cao [1] ra đời là cơ sở lý luận để tổng hợp hệ thống
điều chỉnh liên tục. Theo phương pháp này cho phép thiết kế bộ điều chỉnh có
độ ổn định rất cao, sai số điều chỉnh nhỏ, quá trình quá độ đảm bảo hệ số tắt
cao trong trường hợp đối tượng có sự thay đổi. Đối với bộ điều chỉnh số,
chúng ta cũng có thể áp dụng được quan điểm trên, song chúng ta cần phát
triển một số vấn đề cho phù hợp với đặc điểm của bộ điều khiển số.
96 trang |
Chia sẻ: lvbuiluyen | Lượt xem: 2342 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Phương pháp tổng hợp bộ điều khiển nước bao hơi trong nhà máy nhiệt điện, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Lê Phấn Dũng Lớp KTNL2 – K46 -1-
Đồ án:
Phương pháp tổng hợp bộ điều khiển
nước bao hơi trong nhà máy nhiệt điện
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Lê Phấn Dũng Lớp KTNL2 – K46 -2-
LỜI NÓI ĐẦU
Với nhu cầu nâng cao chất lượng điều khiển quá trình công nghệ, các
hệ điều khiển nhiều vòng được áp dụng rộng rãi. Chất lượng điều chỉnh của
hệ nhiều vòng đã đem đến kết quả rất khả quan trong điều chỉnh công nghiệp
đặc biệt là trong các quá trình nhiệt, khi đối tượng điều khiển có quán tính lớn
và chịu ảnh hưởng mạnh của tác động nhiễu. Từ khi kỹ thuật vi xử lý và điều
khiển số ra đời người ta càng quan tâm nhiều hơn đến việc tổng hợp hệ thống
điều khiển số nhiều vòng, song vì tính phức tạp của đối tượng (nhất là đối
tượng nhiệt) cho nên lời giải nhận được của hệ thống không đem lại kết quả
mong muốn hoặc kết quả không tối ưu do đó khi đặt tham số hệ thống người
ta phần lớn dựa trên kinh nghiệm là chính. Trong bối cảnh đó quan điểm tổng
hợp cấu trúc bền vững cao [1] ra đời là cơ sở lý luận để tổng hợp hệ thống
điều chỉnh liên tục. Theo phương pháp này cho phép thiết kế bộ điều chỉnh có
độ ổn định rất cao, sai số điều chỉnh nhỏ, quá trình quá độ đảm bảo hệ số tắt
cao trong trường hợp đối tượng có sự thay đổi. Đối với bộ điều chỉnh số,
chúng ta cũng có thể áp dụng được quan điểm trên, song chúng ta cần phát
triển một số vấn đề cho phù hợp với đặc điểm của bộ điều khiển số.
Xuất phát từ thực tế quá trình điều khiển mức nước bao hơi của nhà
máy nhiệt điện Phả Lại 2 không tốt. Biên độ dao động lớn, thời gian điều
chỉnh kéo dài nhất là khi có sự thay đổi về phụ tải. Độ quá điều chỉnh lớn dẫn
đến mức nước bao hơi vượt ngoài khoảng cho phép, do đó hệ thống bảo vệ
tác động có khi phải dừng cả tổ máy đem lại thiệt hại lớn về kinh tế. Mặt khác
thời gian điều chỉnh kéo dài làm hư hỏng thiết bị. Một trong những nguyên
nhân chính đó là quá trình hiệu chỉnh tham số điều chỉnh không tốt. Hệ thống
hiệu chỉnh mức nước bao hơi ở nhà máy nhiệt điện Phả Lại 2 sử dụng phương
pháp truyền thống mà chủ yếu sử dụng phương pháp Ziegle – Nichols có đôi
chỗ sử dụng thuật toán thích nghi nhưng kết quả mức nước vẫn dao động lớn.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Lê Phấn Dũng Lớp KTNL2 – K46 -3-
Trong đồ án này sẽ trình bày phương pháp phân tích và tổng hợp hệ thống
điều khiển số mức nước trong nhà máy nhịêt điện, cụ thể chọn nhà máy nhiệt
điện Phả Lại 2. Phương pháp này, dựa trên quan điểm tổng hợp bền vững tối
ưu chất lượng cao. Đề tài “Phương pháp tổng hợp bộ điều khiển nước bao hơi
trong nhà máy nhiệt điện” giải quyết những vấn đề sau:
- Chương 1: Tổng quan về phương pháp điều chỉnh.
- Chương 2: Phương pháp hiệu chỉnh hệ thống đang làm việc.
- Chương 3: Tổng hợp bộ điều chỉnh.
- Chương 4: Thí nghiệm trên mô hình vật lý.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Lê Phấn Dũng Lớp KTNL2 – K46 -4-
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH.
1.1. ĐIỀU CHỈNH MỨC VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP HIỆU CHỈNH.
1.1.1 Vai trò và nhiệm vụ của hệ thống tự động điều chỉnh cấp nước lò
hơi.
Hệ thống điều chỉnh cấp nước vào lò hơi đóng vai trò rất quan trọng
trong các hệ thống điều chỉnh của lò hơi. Nhiệm vụ của hệ thống tự động điều
chỉnh cấp nước vào lò hơi là đảm bảo sự cân bằng vật chất giữa lưu lượng hơi
ra khỏi lò hơi và lưu lượng nước cấp vào lò.
Trong quá trình hoạt động của lò hơi, sự cân bằng vật chất giữa lưu
lượng hơi ra khỏi lò và lưu lượng nước cấp vào lò bị phá vỡ do nhiều nguyên
nhân. Một trong những nguyên nhân chính như sau: sự thay đổi lưu lượng hơi
cấp vào TuaBin; sự thay đổi nước cấp vào lò; sự thay đổi áp suất bao hơi; sự
thay đổi lượng nhiệt sinh ra trong buồng lửa, v.v…Những lý do trên dẫn đến
làm thay đổi mức nước trong bao hơi. Mức nước tăng hoặc giảm quá mức quy
định sẽ ảnh hưởng đến chất lượng hơi hoặc sự cố lò hơi.
Khi mức nước bao hơi tăng quá mức quy định sẽ ảnh hưởng đến chất
lượng hơi. Vì khi đó ảnh hưởng tới quá trình phân ly hơi trong bao hơi, các
giọt ẩm sẽ theo hơi tràn sang bộ quá nhiệt, làm giảm quá trình truyền nhiệt
giữa hơi và khói, dẫn đến những tầng cuối của TuaBin sẽ có độ ẩm cao sẽ làm
hỏng tầng cánh TuaBin. Còn khi mức nước bao hơi thấp hơn mức yêu cầu
làm mất sự tuần hoàn tự nhiên của nước trong hệ thống. Trong khi đó lượng
nhiệt sinh ra trong buồng lửa vẫn không đổi dẫn đến có thể làm biến dạng
hoặc phình nổ các ống sinh hơi.
Chính vì vậy, hệ thống điều chỉnh tự động cấp nước bao hơi có vai trò
rất quan trọng trong hệ thống điều chỉnh của lò hơi. Có nhiệm vụ đảm bảo
mức nước bao hơi thay đổi trong một giới hạn cho phép hay nói cách khác là
đảm bảo sự cân bằng vật chất giữa lưu lượng hơi ra khỏi lò và lưu lượng nước
cấp vào lò.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Lê Phấn Dũng Lớp KTNL2 – K46 -5-
1.1.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự thay đổi mức nước bao hơi.
Quá trình thay đổi mức nước trong lò có bao hơi là một quá trình rất
phức tạp. Không những bị thay đổi do cân bằng vật chất bị phá vỡ (ảnh hưởng
của sự thay đổi lưu lượng hơi ra khỏi lò, của sự thay đổi lưu lượng nước cấp
vào lò…) mà còn bị thay đổi do ảnh hưởng của sự thay đổi áp suất trong bao
hơi, ảnh hưởng của hiện tượng sôi bồng…Những ảnh hưởng này lại có tác
động tương hỗ lẫn nhau và làm cho quá trình thay đổi mức nước càng trở nên
phức tạp.
Sự ảnh hưởng đó có thể được biểu diễn bằng phương trình sau:
d
dV
d
dV
F
1
p
'V
p
")VV(
F)"'(
1
F)"'(
DW
d
dH hbh0h
nn
bhbh
(1.1)
Trong đó:
W, D: Lưu lượng nước cấp và sản lượng của lò, kg/s.
Vn, Vh: Thể tích phần chứa nước và hơi của lò, m3.
’, ”: Mật độ của nước và hơi trong lò,
Vh0: Thể tích hơi trong hệ thống ống lò, m3.
Vhbh: Thể tích hơi trong bao hơi, m3.
V = Vh + Vn: Tổng thể tích chứa môi chất trong lò, m3.
Fbh: Diện tích mặt bốc hơi trong bao hơi, m2.
Thành phần thứ nhất vế phải phương trình (1.1) thể hiện ảnh hưởng của
việc phá huỷ cân bằng vật chất; thành phần thứ hai là ảnh hưởng của sự thay
đổi áp suất còn thành phần thứ ba kể đến ảnh hưởng của sôi bồng mức nước.
Phương trình (1.1) còn có thể viết dưới dạng sau:
d
dV.
F
1DaWaQa
d
dH 0h
bh
321 (1.2)
Trong đó:
p
")VV(
p
'V
QT)"'(F
1a nn
bh
1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Lê Phấn Dũng Lớp KTNL2 – K46 -6-
p
tCG
p
')i"i(
p
"i'VV
p
'i
p
'i'V
QT)"'(F
1a klklklncnn
bh
2
p
tCG
p
"i")VV(
p
'r
p
'i'V
QT)"'(F
1a klklklnn
bh
3
Q: Lượng nhiệt sinh ra trong buồng lửa, J.
Hoặc công thức (1.2) cũng có thể biểu diễn dưới dạng sau:
d
dp.
p
V
d
dD.
D
V
F
1DaWaQa
d
dH 0h0h
bh
321 (1.3)
Những ảnh hưởng cụ thể của các yếu tố tới mức nước bao hơi sẽ được
trình bày dưới đây:
1.1.2.1. Ảnh hưởng của sự thay đổi lưu lượng nước cấp vào lò.
Từ phương trình (1.2) ta thấy, khi thay đổi lưu lượng nước cấp vào lò
nhưng vẫn không thay đổi lượng nhiệt sinh ra trong lò thì lưu lượng hơi ra
khỏi lò không thay đổi và các thông số của nó cũng không thay đổi mà chỉ
thay đổi mức nước trong bao hơi. Khi lưu lượng nước cấp vào lò tăng thì mức
nước trong bao hơi tăng và ngược lại, khi lưu lượng nước cấp vào lò giảm thì
mức nước trong bao hơi giảm. Về lý thuyết thì quan hệ này là tuyến tính
nhưng thực tế do ảnh hưởng của chiều dài đường ống từ van điều chỉnh tới
bao hơi nên bị chậm trễ một khoảng thời gian nào đó và đặc điểm của đối
tượng nhiệt là quán tính lớn nên đặc tính động của lò hơi khi đại lượng điều
chỉnh là mức nước thường là một khâu tích phân quán tính có trễ.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Lê Phấn Dũng Lớp KTNL2 – K46 -7-
1.1.2.2. Ảnh hưởng của lượng nhiệt sinh ra trong buồng lửa.
Sự thay đổi lượng nhiệt sinh ra trong buồng lửa trong điều kiện lưu
lượng nước cấp vào lò không thay đổi cũng làm thay đổi mức nước trong bao
hơi. Thực vậy theo phương trình (1.2):
d
dV.
F
1DaWaQa
d
dH 0h
bh
321
Ta thấy, khi lượng nhiệt sinh ra trong buồng lửa tăng lên thì mức nước
trong bao hơi tăng lên do khi lượng nhiệt sinh ra trong buồng lửa tăng trong
khi đó áp suất lò vẫn không thay đổi tương ứng nhiệt độ bão hoà của nước
không thay đổi đẫn đến lượng hơi sinh ra trong hệ thống tăng lên, dẫn đến
việc tách tương ứng một lượng nước đưa vào bao hơi dẫn tới mức nước bao
hơi tăng. Mặt khác theo phương trình tốc độ thay đổi áp suất:
kl5h4n3
2nchh1
GVV
DQD).i(
d
dp
(1.4)
Ta lại thấy khi Q tăng thì áp suất bao hơi sẽ tăng, để áp suất bao hơi
không đổi thì sản lượng hơi ra khỏi lò phải tăng (tức D tăng). Ta lại thấy khi
D tăng trong điều kiện lưu lượng nước cấp vào lò không đổi dẫn đến cân bằng
vật chất bị phá vỡ làm giảm mức nước bao hơi.
Như vậy, khi lượng sinh ra trong lò thay đổi đột ngột trong điều kiện
giữ lưu lượng nước cấp không thay đổi thì nó ảnh hưởng tới thành phần sôi
bồng làm tăng mức nước đồng thời chúng lại ảnh hưởng tới sự phá vỡ cân
bằng vật chất làm giảm mức nước. Người ta chứng minh được rằng, ảnh
hưởng tổng hợp của hai hiện tượng như sau: lúc đầu mức nước tăng (khoảng
30 giây) sau đó giảm dần.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Lê Phấn Dũng Lớp KTNL2 – K46 -8-
1.1.2.3. Ảnh hưởng của sự thay đổi áp suất.
Khi áp suất thay đổi thì mức nước bao hơi cũng thay đổi theo. Từ
phương trình (1.2) ta thấy rằng: khi áp suất bao hơi tăng lên thì mức nước bao
hơi giảm, vì khi áp suất bao hơi tăng thì đồng thời nhiệt độ nước bão hoà
trong lò tăng trong khi đó nhiệt lượng sinh ra trong buồng lửa vẫn không thay
đổi dẫn đến lượng hơi sinh ra trong hệ thống giảm, điều này dẫn đến mức
nước trong bao hơi sẽ giảm. Còn khi áp suất bao hơi giảm thì hiện tượng xảy
ra nguợc lại làm cho mức nước bao hơi tăng lên. Khi áp suất thay đổi thì
không những ngoài chính bản thân nó làm thay đổi mức nước nó còn gây ra
hiện tượng sôi bồng làm thay đổi mức nước.
1.1.2.4. Ảnh hưởng của sự thay đổi lưu lượng hơi ra khỏi lò.
Khi thay đổi sản lượng hơi ra khỏi lò tốc độ quy dẫn của hơi và tốc độ
tuần hoàn trong vòng tuần hoàn (0”,0) sẽ thay đổi dẫn đến ảnh hưởng tới
chế độ tuần hoàn của môi chất trong hệ thống lò.
Theo phương trình (1.4) ta thấy: khi tăng đột ngột sản lượng hơi ra khỏi
lò áp suất bao hơi sẽ giảm, điều này dẫn đến xảy ra hiện tượng sôi bồng làm
tăng mức nước bao hơi. Mặt khác theo phương trình (1.2) thì khi tăng sản
lượng hơi ra khỏi lò lại làm cân bằng vật chất bị phá huỷ về phía sản lượng
hơi. Do đó làm giảm mức nước. Đặc tính động của lò hơi khi sản lượng hơi
thay đổi đột ngột được biểu diễn như hình 1.1 sau:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Lê Phấn Dũng Lớp KTNL2 – K46 -9-
Trong đó: H1 - đường nước giảm; H2 - đường sôi bồng; H3 - đường thực tế,
H3=H1+H2
Ta thấy lúc đầu mức nước tăng do hiện tượng sôi bồng (khoảng 30
giây) sau giảm tuyến tính do ảnh hưởng của hiện tượng sôi bồng tạo mức
nước giả.
1.1.3. Các sơ đồ tự động điều chỉnh mức nước bao hơi.
Quá trình thay đổi mức nước trong bao hơi là một quá trình rất phức
tạp. Trong thực có thể sử dụng các loại sơ đồ điều chỉnh khác nhau, tuỳ theo
năng suất lò hơi cũng như yêu cầu công nghệ mà người sử dụng đặt ra. Người
ta có thể chia các sơ đồ điều khiển mức nước bao hơi thành ba dạng cơ bản
sau:
H
t
D
T
t
H2
H1
H3 = H1+H2
Hình 1.1: Sơ đồ biểu diễn mức trong hiện tượng sôi bồng
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Lê Phấn Dũng Lớp KTNL2 – K46 -10-
1.1.3.1. Hệ thống điều chỉnh một xung.
Sơ đồ nguyên lý được thể hiện ở hình 1.2 sau:
Trong đó: BH – bao hơi; BQN - bộ quá nhiệt; BĐC - bộ điều chỉnh; BHN - bộ
hâm nước;
Hệ thống điều chỉnh này có một tín hiệu vào bộ điều chỉnh, đó là mức
nước bao hơi (H), nó phụ thuộc vào giá trị đặt và dấu của độ sai lệch mức
nước bao hơi, bộ điều chỉnh sẽ thay đổi độ mở của van cấp nước để thay đổi
lưu lượng nước cấp vào lò.
Từ đường đặc tính tĩnh biểu diễn trên hình 1.3 cho ta thấy quan hệ giữa
mức nước bao hơi với độ không đồng đều dương của phụ tải hơi D. Phụ tải
hơi D tăng thì mức nước bao hơi ở trạng thái ổn định giảm.
Ở hình dưới đây biểu diễn các đồ thị của quá trình quá độ quá trình
điều chỉnh được xây dựng không kể đến chậm trễ trong hệ thống và sự dao
động của quá trình.
Quá trình điều chỉnh như sau:
D
H
Hình 1.3. Đặc tính tĩnh hệ 1 xung
H
BQN
Hình 1.2. Hệ thống điều chỉnh 1 xung
Nước cấp
Định trị
BĐC
BHN
BH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Lê Phấn Dũng Lớp KTNL2 – K46 -11-
Trước thời điểm t1 là đang vận hành bình thường ở phụ tải giữ không
đổi, D1 tương ứng lưu lượng nước cấp W1 và mức nước ổn định trong bao hơi
H1.
Tại thời điểm t1 vì một lý do nào đó phụ tải hơi giảm đột ngột tới giá trị
D2, điều này dẫn đến giảm mức nước bao hơi từ H1 xuống Ha do giảm thể tích
hỗn hợp hơi và nước chứa trong bao hơi và hệ thống dàn ống sinh hơi trong
buồng lửa của lò. Nhận được tín hiệu về sự giảm mức nước bao hơi, bộ điều
chỉnh bắt đầu tác động tăng độ mở của van nước cấp và từ đó tăng lưu lượng
nước cấp từ W1 đến Wa.
Sự tăng lưu lượng nước cấp vượt hơn sự tăng của lưu lượng hơi dẫn
đến cân bằng vật chất bị phá vỡ và từ đó làm tăng mức nước. Theo độ tăng
dần của mức nước mà bộ điều chỉnh giảm dần độ mở của van nước cấp tương
ứng giảm lưu lượng nước cấp vào lò từ giá trị Wa xuống W2, tương với phụ
D3
W3
Wb
D2
W2
D1
W1
Wa
t(s)
W, D
t(s)
H3
Hb
H2
Ha
H1
H
Hình 1.4. Đặc tính động quá trình điều chỉnh hệ 1 xung
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Lê Phấn Dũng Lớp KTNL2 – K46 -12-
tải hơi mới ra D2. Khi này phương trình cân bằng vật chất lại được xác lập và
từ đó mức nước bao hơi lại ổn định tại vị trí mới là H2. Giá trị H2 này thường
lớn hơn giá trị mức nước ổn định ở chế độ xác lập trước H1.
Và ngược lại, giả sử khi lò đang làm việc ổn định ở chế độ xác lập mới
ứng với phụ tải hơi không đổi D2, tương ứng với lưu lượng nước cấp vào lò
W2 và mức nước ổn định H2. Thì ở tại thời điểm t2 vì một lý do nào đó phụ tải
hơi lại tăng đột ngột từ giá trị D2 lên giá trị D3. Do đó dẫn đến sự giảm áp suất
bao hơi, làm tăng thể tích hỗn hợp hơi và nước trong bao hơi và hệ thống dàn
ống sinh hơi, làm tăng mức nước trong bao hơi từ H2 lên H3. Tín hiệu thay đổi
mức nước này được đưa về bộ điều chỉnh, từ đó bộ điều chỉnh cho tín hiệu
đóng bớt độ mở van nước cấp giảm lưu lượng nước cấp vào lò từ giá trị W3
xuống Wb. Sự không tương úng giữa lưu lượng nước cấp vào lò và lưu lượng
hơi ra khỏi lò sẽ dẫn đến làm giảm mức nước trong bao hơi. Tín hiệu hiệu
giảm mức nước bao hơi này lại được truyền đến bộ điều chỉnh và từ đó bộ
điều chỉnh cho tín hiệu ra tăng dần độ mở của van nước cấp và tương ứng
tăng lưu lượng nước cấp vào lò cân bằng với lưu lượng hơi lấy ra. Kết quả
của quá trình điều chỉnh là: lò lại làm việc ổn định ở chế độ làm việc mới ứng
với phụ tải hơi được giữ không đổi D3 ứng với lưu lượng nước cấp W3 và
mức nước ổn định H3. Giá trị H3 này thường khác với H1 và H2.
Như vậy, quá trình phân tích ở trên ta có thể kết luận rằng: Quá trình
điều chỉnh của hệ thống một xung luôn kèm theo dao động rất lớn của mức
nước bao hơi khi phụ tải hơi ra khỏi lò thay đổi đột ngột, do đó hệ thống điều
chỉnh một xung chỉ được sử dụng với các lò hơi có sản lượng hơi nhỏ.
Thường dùng cho các lò trung áp và hạ áp.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Lê Phấn Dũng Lớp KTNL2 – K46 -13-
1.1.3.2. Hệ thống điều chỉnh hai xung: H, D.
Sơ đồ nguyên lý được thể hiện ở hình 1.5. Đặc tính tĩnh hệ điều chỉnh
hai xung thể hiệ ở hình 1.6.
Bộ điều chỉnh nước cấp có hai xung lượng có hai tín hiệu vào đó là tín
hiệu mức nước H và tín hiệu hơi ra khỏi lò D.
Đặc tính tĩnh của hệ thống điều chỉnh hai xung lượng được biễu diễn
trên hình1.6 nhận được bằng cách cộng tổng các đặc tính điều chỉnh tĩnh của
bộ điều chỉnh có độ không đồng đều với đặc tính của tín hiệu theo lưu lượng
hơi. Tín hiệu theo mức nước bao hơi có quan hệ bậc hai với phụ tải hơi của lò
do đó đặc tính tĩnh của quá trình điều chỉnh có dạng như trên.
Trong đó: BH – bao hơi; BQN - bộ quá nhiệt; BĐC - bộ điều chỉnh; BHN - bộ
hâm nước;
Bộ điều chỉnh hai xung lượng nhận được sự thay đổi về lưu lượng nước
chỉ qua sự thay đổi về mức nước trong bao hơi, vị trí mức nước trong bao hơi
chủ yếu phụ thuộc vào phụ tải, nhưng nó còn chịu ảnh hưởng của lưu lượng
H
D
D
BQN
Hình 1.5. Hệ thống điều chỉnh hai xung
Nước
cấp
Định trị
BĐC
BHN
BH
Pmin
D
Pmax
H
Hình 1.6. Đặc tính tĩnh hệ hai xung
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Lê Phấn Dũng Lớp KTNL2 – K46 -14-
nước cấp vào lò được xác định bằng độ chênh lệch áp suất trên van điều chỉnh
nước cấp.
Do đó, trong những điều kiện như sau vị trí của mức nước phụ thuộc
vào giáng áp trên van điều chỉnh trên hình 1.6 biểu thị hai đường đặc tính ứng
với giáng áp Pmax và Pmin. Vùng mà vị trí mức nước có thể rơi vào nằm
giữa hai đường đặc tính này.
Như vậy, khi lưu lượng hơi từ lò thay đổi bộ điều chỉnh trên sẽ tác động
trước khi mức nước trong bao hơi thay đổi, vì vậy nâng cao được chất lượng
của quá trình điều chỉnh.
Đặc tính động của hệ thống điều chỉnh hai xung được biểu diễn như
hình 1.7 sau:
Quá trình điều chỉnh như sau: Khi phụ tải của lò hơi thay đổi tăng đột
ngột, tín hiệu thay đổi lưu lượng hơi được truyền đến bộ điều chỉnh và từ đó
tín hiệu ra tăng độ mở của van nước cấp, tăng lưu lượng nước cấp vào lò.
Điều này dẫn đến làm tăng mức nước bao hơi vì ảnh hưởng của hiện tượng
sôi bồng mức nước (khi lưu lượng hơi tăng thì áp suất bao hơi giảm) và do
lưu lượng nước cấp tăng. Mặt khác khi tín hiệu mức nước tăng lên sẽ truyền
t
t
Hình 1.7. Đặc tính động của hệ thống
điều chỉnh hai xung
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Lê Phấn Dũng Lớp KTNL2 – K46 -15-
đến bộ điều chỉnh, từ đó cho tín hiệu ra giảm lưu lưọng nước cấp vào lò. Sự
giảm lưu lượng nước cấp so với lưu lượng hơi ra khỏi lò sẽ làm phá vỡ cân
bằng vật chất càng làm giảm mức nước, tín hiệu giảm mức nước này lại được
truyền đến bộ điều chỉnh tăng lưu lượng nước cấp vào lò tương ứng với sản
lượng hơi ra khỏi lò và mức nước trong bao hơi lại ổn định ở vị trí ban đầu.
Quá trình điều chỉnh kết thúc.
Hệ thống điều chỉnh hai xung lượng có nhược điểm là: nó chỉ có thể
nhân biết được sự thay đổi lưu lượng nước cấp vào lò thông qua sự thay đổi
mức nước trong bao hơi nên quá trình điều chỉnh có sự dao động mức nước.
Nhưng hệ thống này lại khắc phục được sự dao động mức nước về phía thay
đổi phụ tải hơi.
Bộ điều chỉnh hai xung này được sử dụng với các lò hơi mà trong đó sự
thay đổi mức nước xảy ra rõ rệt, còn dao động áp suất trong đường ống cấp
nước là không lớn (ít sử dụng trong các lò có bộ giảm ôn bề mặt).
1.1.3.3. Hệ thống điều chỉnh ba xung.
Sơ đồ nguyên lý được thể hiện ở hình 1.8 sau:
Hình 1.8. Hệ thống điều chỉnh ba xung
D
H
W
D
BQN
Định trị
BĐC
BHN
BH
Nước cấp
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Lê Phấn Dũng Lớp KTNL2 – K46 -16-
Trong đó: BH – bao hơi; BQN - bộ quá nhiệt; BĐC - bộ điều chỉnh; BHN - bộ
hâm nước;
Bộ điều chỉnh ba xung lượng có ba tín hiệu vào đó là: tín hiệu mức
nước bao hơi H, tín hiệu lưu lượng hơi D, tín hiệu lưu lượng nước cấp vào
lò W.
Đây là bộ điều chỉnh tổng hợp có ba xung lượng đưa đến bộ điều chỉnh
đó là mức nước trong bao hơi (H), lưu lượng hơi ra khỏi lò (D), lưu lượng
nước cấp vào lò hơi (W).
Sơ đồ này khác với sơ đồ hai tín hiệu ở chỗ nó có thêm tín hiệu lưu
lượng nước cấp đưa trực tiếp vào bộ điều chỉnh, do đó khi lưu lượng nước cấp
vào lò thay đổi nó sẽ truyền tới bộ điều chỉnh tác động trước khi mức nước
thay đổi, như vậy sơ đồ điều chỉnh ba xung lượng đã khắc phục được nhược
điểm