Download miễn phí Luận văn Nghiên cứu thiết kế mô hình điều khiển Turbine hơi trong dự án tận dụng nhiệt dư tại nhà máy xi măng Sông Gianh
TRANG PHỤ BÌA
LỜI CAM ĐOAN
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 4
1.1. CÁC NGUỒN NHIỆT DƯ TẠI CÁC NHÀ MÁY SẢN XUẤT XI MĂNG 4
1.1.1. Nhiệt dư thải ra môi trường của nhà máy xi măng Sông Gianh 5
1.1.2. Nhiệt dư thải ra môi trường sau tháp trao đổi nhiệt 5
1.1.3. Nhiệt dư thải ra môi trường sau giàn làm lạnh clanhke 5
1.2. VẤN ĐỀ THIẾU HỤT NĂNG LƯỢNG, Ô NHIỂM MÔI TRƯỜNG VÀ PHƯƠNG HƯỚNG XỬ LÝ 6
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 8
1.3.1. Định nghĩa và đặc điểm cơ bản 8
1.3.1.1. Định nghĩa 8
1.3.1.2. Đặc điểm cơ bản 8
1.3.2. Các điểm trọng yếu của công nghệ và cấu trúc hệ thống nhiệt động 8
1.3.2.1. Các điểm trọng yếu của công nghệ 8
1.3.2.2. Cấu trúc hệ thống nhiệt động 9
1.3.3. Các đặc trưng của công nghệ 11
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 12
1.4.1. Định nghĩa và đặc trưng 12
1.4.1.1. Định nghĩa 12
1.4.1.2. Đặc trưng 12
1.4.2. Các điểm trọng yếu của công nghệ 13
1.4.3. Đặc trưng của công nghệ 13
1.5. NHẬN XÉT 14
CHƯƠNG 2: CÁC THIẾT BỊ CHÍNH TRONG DÂY CHUYỀN THU HỒI NHIỆT DƯ 15
2.1. NỒI HƠI 15
2.1.1. Khái niệm cơ bản 15
2.1.2. Các loại nồi hơi 15
2.2. TURBINE HƠI 22
2.2.1. Lịch sử phát triển 22
2.2.2. Khái niệm 23
2.2.3. Phân loại 24
2.2.4. Cách nâng cao hiệu suất của chu trình 27
2.3. DÒNG CHẢY TRONG CÁC LOẠI ỐNG 33
2.3.1. Dòng chảy trong ống phun lý tưởng 33
2.3.2. Ống tăng tốc 34
2.4. NHẬN XÉT 36
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ CỦA TURBINE HƠI 37
3.1. KHÁI NIỆM VỀ ĐIỀU CHỈNH TURBINE HƠI 37
3.2. MÔ HÌNH CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU TỐC TURBINE HƠI 39
3.2.1. Cụm van servo - xylanh điều khiển van hơi 41
3.2.2. Cụm turbine – máy phát 43
3.2.3. Xấp xỉ hàm truyền của quá trình điều tốc 45
3.3. THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN PID 46
3.3.1. Giới thiệu 46
3.3.2. Tối ưu hoá bộ điều khiển PID 47
3.3.2.1. Phương pháp thứ nhất 48
3.3.2.2. Phương pháp thứ hai 50
3.3.3. Phân tích thiết kế bộ điều khiển theo phương pháp cổ điển 55
3.4. CHỈNH ĐỊNH MỜ THAM SỐ PID CHO BỘ ĐIỀU TỐC TURBINE HƠI 58
3.4.1. Chỉnh định mờ tham số PID cho bộ điều tốc 58
3.4.2. Kết quả mô phỏng 63
3.5. NHẬN XÉT 64
CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG BẰNG windows CC PHỤC VỤ CHO CÔNG TÁC ĐÀO TẠO 65
4.1. GIỚI THIỆU 65
4.1.1. Soạn thảo projec WINCC 65
4.1.2. Chọn PLC hay Drivers từ Tag Management 66
4.1.3. Hiệu chỉnh hình ảnh qúa trình (Process Picture) 69
4.1.3.1. Tạo hình ảnh quá trình 69
4.1.3.2. Cửa sổ Graphic Desiger 70
4.1.3.3. Tạo nút nhấn 71
4.1.3.4. Thiết lập thuộc tính chạy thực. 71
4.2. GIỚI THIỆU GIAO DIỆN CỦA HỆ THỐNG THU HỒI NHIỆT DƯ 72
4.3. GIỚI THIỆU CHI TIẾT CÁC MÀN HÌNH GIAO DIỆN 74
4.3.1. Nồi hơi SP, AQC 74
4.3.2. Hệ thống WHB Wind 76
4.3.3. Hệ thống RAC WATER 77
4.3.4. Hệ thống ST STATE 80
4.3.5. Hệ thống ST SYSTEM 81
4.3.6. Hệ thống điện cao áp và hạ áp 83
4.4. NHẬN XÉT 86
KẾT LUẬN 87
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 88
QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
uyên lý này tức là trong tuabin quá trình bành trương hơi chỉ xảy ra trong dãy cánh tĩnh được gọi là tuabib xung lực.Vào năm 1884 kỹ sư người Anh Chalé Parsons đã chể tạo ra tuabin nhiều tầng. Mỗi tầng gồm một dãy ống phun và một dãy cánh động , trong đò hơi bành trướng từ tầng này tới tầng khác. Tuabin loại này hơi không chỉ bành trướng trong dãy cánh động mà còn bành trướng trong dãy cánh tĩnh gọi là tuabin phản lực.
Năm 1912 tuabin hướng trục đầu tiên do hai anh em người Thụy Điển chế tạo.
Vào thế kỷ XIX nghành chế tạo tuabin phát triển với nhịp độ cao: 1924 người ta chế tạo ra tuabin ngưng hơi với công suất 200MW và thông số hơi ban đầu 1,1MPa, 300oC. Năm 1928 sản xuất được tuabin 200MW, 12,8Mpa, 565oC. Vào thập niên 70-80 cho ra đời loại tuabin sử dụng trong nhà máy điện nguyên tử với công suất 70MW, 225MW, 500MW, 1030 MW, với tần số 25 vòng.s-1, 50 vòng.s-1
Trong nền công nghiệp hóa hiện đại hóa hiện nay nhu cầu sử dụng năng lượng ngày một quan trọng và không thể thiếu trong cuộc sống cũng như trong quá trình sản xuất.
Trong những năm gần đây, các nhà máy thủy điện ở nước ta đã và đang được phát triển một cách nhanh chóng như: nhiệt điện Phả Lại II, Uông Bí, Phú Mỹ…
Nước ta hiện nay các khu công nghiệp đang phát triển mạnh và nhằm phục vụ cho đời sống nhân dân ngày càng tốt hơn. Vì thế nươc ta đang phát triển nhiều nhà máy nhiệt điện có công suất ngày càng lớn hơn,công nghệ ngày càng tiên tiến hơn.
2.2.2. Khái niệm
Tuabin hơi nước hay còn gọi là động cơ hơi nước, trong đó thế năng của hơi ban đầu sẽ chuyển hóa thành động năng, sau đó chuyển thành cơ năng làm quay bánh công tác.
Hình 2.4. Mặt cắt của turbine hơi
Turbine áp suất cao
Hơi vào
Turbine áp suất
trung bình
Dòng hơi
Dòng hơi
Hơi thoát ra
+ Cấu tạo
Turbine
áp suất thấp
Đây là một tua bin trục ngang.
- Bộ phận chính:
Cánh dẫn hướng, làm bằng thép không rỉ, là một kết cấu có hai trụ đỡ. Nắp cột áp và vòng đai, đáy có vỏ bằng thép ZG230-450. Bộ phân phối có cấu trúc lá trượt đơn giản, để tiện lắp đặt và đại tu. Có các chốt trượt bảo vệ giữa thanh chắn dòng và thanh chắn dòng tự động.
- Bộ phận quay
Rôto được lắp đặt trên phần mở rộng của trục bộ phận điều chỉnh với chêm, và côn rôto. Vỏ rôto làm bằng thép không gỉ, chống xâm thực tốt và có đặc tính mài mòn.
- Bộ ống hút
Bộ ống hút gồm có một thiết bị nạp khí, một ống khuỷu, và một ống hình nón. Thiết bị nạp khí được lắp giữa vòng đai đáy và ống khuỷu. Để giảm độ rung thuỷ lực và ảnh hưởng đến khí xâm thực, cần có thiết bị nạp khí và khí bổ sung tự nhiên ở ngoài vùng định danh của thiết bị.
Hình 2.5. Sơ đồ nguyên lý đơn giản nhất của turbine hơi
+ Nguyên lý hoạt động
1. Bình khử khí; 2. Bơm nước cấp; 3. Bình gia nhiệt cao áp; 4. Lò hơi; 5. Bộ quá nhiệt;
6. Turbine hơi nước; 7. Máy phát điện; 8. Bình ngưng; 9. Bơm nước ngưng;
10. Bình gia nhiệt hạ áp.
2.2.3. Phân loại
tuỳ từng trường hợp vào tính chất của quá trình nhiệt có thể phân biệt các loại tua bin hơi nước chủ yếu như sau:
Theo tầng số công tác:
- Tuabin một tầng (Single- stage turbines). Công suất đạt nhỏ. Thường dùng để cho máy nén ly tâm, bơm, quạt…
- Tuabin nhiều tầng (Multistage turbines). Có nhiều tầng công tác (xung lực hay phản lực) nối tiếp nhau, công suất lớn.
Theo hướng chuyển động của dòng hơi
- Tuabin dọc trục (Axial turbines ). Dòng hơi chuyển gần như song song với trục.
- Tuabin hướng kính (Radial turbines). Dòng có hướng vuông góc với trục, có thể là ly tâm hay hướng tâm .
Theo nguyên lý tác dụng của dòng hơi
- Tuabin xung lực (Impulse turbines). Hơi nước chỉ giản nở để tăng tốc trong ống phun hay trong rãnh cánh tĩnh, nhiệt năng của hơi chuyển thành động năng của dòng, trong dãy cánh tĩnh chỉ xảy ra sự biến đổi động năng thành cơ năng. Ngày nay người ta chế tạo tầng xing lực có độ phản lực nhất định để tăng hiệu suất của nó.
- Tuabin phản lực (Reaction turbines). Sự giản nở của hơi nước xảy ra trong rảnh cánh tĩnh và rãnh cánh động với mức gần như nhau.
Theo đặc điểm của quá trình nhiệt
- Tuabin ngưng hơi:
Trong đó toàn bộ lưu lượng hơi mới, lưu lượng hơi trích gia nhiệt, đều đi qua phần chuyền hơi, bành trướng đến áp suất bé hơn áp suất khí quyển, rồi vào bình ngưng. Trong đó nhiệt của hơi thoát ra truyền cho nước làm mát và mất đi một cách vô ích.
Dùng để kéo máy phát điện và sản xuất điện năng. Hiệu suất nhiệt tương đối thấp.
- Tuabin đối áp:
Trong loại tua bin này hơi bành trướng tới áp suất dưới áp suất khí quyển, còn nhiệt của nước làm mát bình ngưng thì được dùng cho các nhu cầu sinh hoạt, cho ngành nông nghiệp,…
Trong loại tuabin này, áp suất hơi sau tấng cuối cũng thường lớn hơn áp suất khí quyển.
- Tuabin ngưng hơi có trích hơi điều chỉnh:
Loại tuabin này ngoài việc trích hơi gia nhiệt hồi nhiệt (không điều chỉnh) còn bố trí một hay hai cửa trích hơi có điều chỉnh áp suất theo nhu cầu để dùng cho mục đích công nghệ và sưởi ấm.
Hơi trích được điều chỉnh có lưu lượng lớn hơn so với loại chỉ có trích hơi gia nhiệt và không phụ thuộc vào phụ tải của tuabin, còn áp suất trong cửa trích hơi thì giữ không đổi. Lưu lượng hơi còn lại sẽ đi vào phần hạ áp rồi thoát về bình ngưng hơi.
Hiệu suất tại gian máy có thể đạt tới 42 – 45 %.Tuabin hơi có trích hơi điều chỉnh rất phù hợp với việc phối hợp sản suất điện năng và nhiệt năng.
Hình 2.6. Sơ đồ của turbine ngưng hơi có trích hơi điều chỉnh
Hơi mới
Xupap hơi
Bình ngưng hơi
Bơm
Máy phát điện
Bình gia nhiệt
Hộ dùng nhiệt
Trích hơi hồi nhiệt
Rút hơi hồi nhiệt
Xupap điều chỉnh
Turbine cao áp
Turbine hạ áp
- Tuabin ngưng hơi có cữa trích điều chỉnh trung gian:
Trong tuabin này hơi trích từ tầng trung gian được dẫn về hộp tiêu thụ nhiệt, lượng hơi còn lại tiếp tục làm việc trong các tầng khác và đi vào bình ngưng. Áp suất hơi trích được tự động duy trí ở mức không đổi.
- Tuabin có cửa trích hơi điều chỉnh và đối áp:
Để phục vụ các hộ tiêu thụ nhiệt có nhu cầu với áp suất khác nhau, có thể dùng tuabin có cửa trích hơi điều chỉnh và đối áp, trong đó một phần hơi với áp suất không đổi được trích từ tầng trung gian. Phần hơi còn lại, sau khi đi qua các tầng tiếp theo sẽ dẫn về hộ tiêu thụ nhiệt với áp suất thấp hơn.
tuỳ từng trường hợp vào áp suất của hơi dẫn vào tuabin mà chia ra:
- Tuabin thấp áp, với áp suất hơi mới từ 1,2 đến 2 bar.
- Tuabin trung áp, với ap suất hơi mới không quá 40 bar.
- Tuabin cao áp với áp suất hơi mới từ 60 đến 140 bar.
- Tuabin trên cao áp, vói áp suất trên 140 bar.
2.2.4. Cách nâng cao hiệu suất của chu trình
- Hiệu suất của chu trình
h=W/p = 1-(q2/q1) (2.1)
Trong đó: W: Công sinh ra của chu trình, kJ/kg.
q1: Nhiệt lượng cấp vào chu trình, kJ/kg .
Q2: Nhiệt lượng thải ra, kJ/kg.
Công sinh ra của tuabin
Wt =i1-i2, kJ/kg. (2.2)
Công tiêu hao của trong quá trình nén của bơm WP:
WP=i3, - i3 = v*(p3, -p3) = v*(p1-p3 ) (2.3)
Công sinh ra của chu trình W
W=Wt-Wp =i1-i2-(i3-i3) (2.4)
Nhiệt lượng cấp vào của chu trình
h=W/q1=(i1-i2)/(i1-i3) (2.5)
Suất tiêu hao hơi d là lượng hơi cần thiết để sản xu...