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

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.

NỘI DUNG:

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 WIN 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 hoặc 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

LINK DOWNLOAD