›
›

Đồ án Tìm hiểu quy trình sản xuất điện năng trong các nhà máy nhiệt điện-Đi sâu nghiên cứu hệ thống máy nghiền than trong nhà máy nhiệt điện Uông Bí

pdf 71 trang huongle 2490
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Tìm hiểu quy trình sản xuất điện năng trong các nhà máy nhiệt điện-Đi sâu nghiên cứu hệ thống máy nghiền than trong nhà máy nhiệt điện Uông Bí", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfdo_an_tim_hieu_quy_trinh_san_xuat_dien_nang_trong_cac_nha_ma.pdf

Nội dung text: Đồ án Tìm hiểu quy trình sản xuất điện năng trong các nhà máy nhiệt điện-Đi sâu nghiên cứu hệ thống máy nghiền than trong nhà máy nhiệt điện Uông Bí

  1. MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 1 Chƣơng 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN UÔNG BÍ. 2 1.1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN. 2 1.2. ĐẶC ĐIỂM SẢN XUẤT KINH DOANH. 3 1.3. ĐẶC ĐIỂM TỔ CHỨC SẢN XUẤT. 4 1.4. VAI TRÕ CỦA ĐIỆN NĂNG TRONG HỆ THỐNG LƢỚI ĐIỆN. 7 Chƣơng 2 TÌM HIỂU HỆ THỐNG MÁY NGHIỀN THAN TRONG CÁC NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 9 2.1. QUÁ TRÌNH SẢN SUẨT ĐIỆN NĂNG TRONG CÁC NHÀ MÁY ĐIỆN NÓI CHUNG 9 2.2. CÁC BỘ PHẬN TRONG QUY TRÌNH SẢN XUẤT ĐIỆN NĂNG CỦA NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN UÔNG BÍ 12 2.2.1. Lò hơi. 12 2.2.2. Các dàn ống sinh hơi. 12 2.2.3. Bộ sấy sinh hơi 13 2.2.4. Các bộ giảm ôn. 14 2.2.5. Bộ hâm nƣớc. 15 2.2.6.Bộ sấy không khí. 15 2.2.7.Các vòi đốt. 15 2.2.8.Các van an toàn. 16 2.3. HỆ THỐNG CHẾ BIẾN THAN. 17 2.3.1. Các bộ phận chính cấu thành hệ thống cung cấp than bột 17 2.3.3. Nguyên lý cấp than. 22 2.4. GIỚI THIỆU VỀ MÁY NGHIỀN BI 24 2.5. QUY TRÌNH VẬN HÀNH HỆ THỐNG CHẾ BIẾN THAN. 25 2.5.1.Mô tả phần chung. 25 2.5.2.Chuẩn bị khởi động hệ thống chế biến than cám. 26 2.5.3 Dừng hệ thống chế biến than. 26 2.5.4.Các sự cố thƣờng gặp ở máy nghiền và biện pháp xử lý. 27 2.5.4.1.Hiện tƣợng rung động - động cơ điện. 27 2.5.4.2.Hiện tƣợng va đập trong thân thùng nghiền. 27 2.5.4.3.Hộp giảm tốc nóng, các gối đỡ bị nóng quá. 28
  2. 2.5.4.4. Giảm tốc, bánh chủ bị rung. 28 2.5.4.5. Than bị rơi vãi ra ngoài. 28 2.5.4.6. Rung động các ống dẫn than vào hoặc ra. 28 2.5.5. Đối với các quạt. 28 2.5.5.1. Quạt bị chấn động mạnh quá mức quy định 28 2.5.5.2. Nhiệt độ gối trục nóng quá. 29 2.5.5.3. Động cơ điện nóng quá. 29 2.5.6. Đề phòng sự cố. 29 2.6. QUY TRÌNH VẬN HÀNH HỆ THỐNG MÁY NGHIỀN. 30 2.6.1. Khởi động máy nghiền. 30 2.6.2. Phần vận hành than nguyên và than bột 31 2.6.4. Chạy thử các quạt. 32 2.7. SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ TRANG BỊ ĐIỆN CHO MÁY NGHIỀN 34 2.7.1. Chức năng các phần tử trong sơ đồ 35 2.7.2. Hoạt động của sơ đồ trang bị điện máy nghiền. 40 Chƣơng 3 ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP ĐỂ NÂNG CAO KHẢ NĂNG TỰ ĐỘNG HÓA HỆ THỐNG MÁY NGHIỀN THAN 42 3.1. ĐẶT VẤN ĐỀ 42 3.2. CÁC GIẢI PHÁP 42 3.3. SỬ DỤNG ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ. 42 3.3.1.Khái niệm về máy điện đồng bộ 42 3.3.2.Cấu tạo 43 3.3.3. Nguyên lý hoạt động của động cơ đồng bộ. 44 3.3.4. Khởi động động cơ đồng bộ. 45 3.3.4.1.Khởi động bằng máy ngoài. 46 3.3.4.2.Phƣơng pháp khởi động dị bộ. 46 3.4. SỬ DỤNG ĐỘNG CƠ DỊ BỘ 49 3.4.1.Đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ ba pha. 49 3.4.1.l Khi U1 = var. 51 3.4.1.2. Khi p = var. 51 3.4.1.3. Khi f = var 51 3.4.1.4. Khi R2 = var 52 3.4.1.5. Kết luận. 52 3.4.2. Khởi động động cơ không đồng bộ 53 3.4.2.1.Phƣơng pháp khởi động trực tiếp. 53
  3. 3.4.2.2.Khỏi động dùng phƣơng pháp giảm dòng khởi động 54 3.4.2.3. Giảm điện áp nguồn cung cấp. 54 3.4.2.4.Khởi động bằng phƣơng pháp điều chỉnh điện áp. 56 3.4.2.5.Điều chỉnh động cơ dị bộ bằng phƣơng pháp tần số. 57 3.4.3. Giới thiệu các bộ biến tần. 57 3.5. KẾT LUẬN. 64 KẾT LUẬN 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67
  4. DANH MỤC HÌNH Hình 1.1.Sơ đồ cơ cấu tổ chức quản lý của nhà máy nhiệt điện Uông bí 6 Hình 2.1.Sơ đồ biến đổi năng lƣợng ở nhà máy nhiệt điện 9 Hình 2.2. Biểu đồ quy trình sản xuất điện năng của nhà máy nhiệt điện 10 Hình 2.3 Sơ đồ hệ thống chế biến than 18 Hình 2.4.Sơ đồ cấu tạo thùng nghiền bi 24 Hình 2.5.Tốc độ quay của thùng nghiền. 25 Hình 2.6: Sơ đồ trang bị điện cho máy nghiền 36 Hình 3.1: Lõi thép phần cảm ở stato 43 Hình 3.2: Rôto cực hiện 44 Hình 3.3: Mômen máy đồng bộ khi rôto không quay. 46 Hình 3.4. Đặc tính mômen khi khởi động động cơ bằng phƣơng pháp dị bộ 48 Hình 3.5:Sơ đồ nối dây khởi động động cơ KĐB bằng phƣơng pháp dị bộ. 49 Hình 3.6.Đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ. 50 Hình 3.7: Đặc tính cơ khi u 1 = var. 51 Hình 3.8: Đặc tính cơ khi thay đối số đôi cặp cực 51 Hình 3.9: Đặc tính cơ khi tần số thay đổi. 51 Hình 3.10: Đặc tính cơ khi thay đổi điện trở rôto 52 Hình 3.11: Khởi động trực tiếp động cơ 53 Hình 3.12: Khởi động bằng điện kháng 54 Hình 3.13. Khởi động bằng phƣơng pháp đổi nối sao - tam giác 55 Hình 3.14. Đặc tính cơ và dòng điện khi khởi động Y - 55 Hình 3.15.Sơ đồ khối bộ biến tần 58 Hình 3.16. Bộ biến tần trực tiếp 59 Hình 3.17: Bộ biến tần trực tiếp ba pha 61 Hình 3.18: Xác định góc mở α 61 Hình 3.19. Bộ biến tần ba pha nguồn áp 63 Hình 3.20. Bộ biến tần ba pha nguồn dòng 63
  5. LỜI NÓI ĐẦU Đất nƣớc ta đang trên đà phát triển mạnh mẽ về mọi mặt của đời sống. Để đáp ứng nhu cầu tiêu thụ ngày càng cao của nhân dân, nƣớc ta đã có nhiều nhà máy sản xuất điện lớn đang hoạt động nhƣ: Thuỷ điện Hoà Bình, Thuỷ điện Thác Bà, Nhiệt điện Uông Bí, Nhiệt điện Phả Lại Do đó việc nghiên cứu các hệ thống truyền động điện trong các nhà máy điện cũng là điều cần thiết đối với những đối tƣợng hoạt động trong ngành. Khi ngành công nghiệp phát triển thì vai trò của năng lƣợng đã đƣợc khẳng định: “Muốn phát triển công nghiệp thì năng lƣợng luôn phải đi trƣớc một bƣớc”. Trong đó nhà máy nhiệt điện là một khâu quan trọng trong hệ thống các nhà máy điện.Nhà máy nhiệt điện làm nhiệm vụ sản xuất ra điện năng để truyền tải đi mọi miền tổ quốc.Trong những năm gần đây, nhiều nhà máy nhiệt điện lớn đã và đang đƣợc xây dựng. Việc giải quyết đúng đắn các vấn đề về kinh tế cũng nhƣ kỹ thuật trong quy hoạch, thiết kế, xây dựng và vận hành các nhà máy nhiệt điện sẽ mang lại hiệu quả đáng kể đối với nền kinh tế quốc dân nói chung và đối với nghành điện nói riêng. Với yêu cầu đó đề tài: “Tìm hiểu quy trình sản xuất điện năng trong các nhà máy nhiệt điện. Đi sâu nghiên cứu hệ thống máy nghiền than trong nhà máy nhiệt điện Uông Bí" do Thạc Sĩ Đỗ Thị Hồng Lý hƣớng dẫn đã đƣợc thực hiện. Đề tài gồm các nội dung sau: Chƣơng 1: Giới thiệu chung về nhà máy nhiệt điện Uông Bí Chƣơng 2: Tìm hiểu hệ thống máy nghiền than trong các nhà máy nhiệt điện Chƣơng 3.Đề xuất các giải pháp đê nâng cao quá trình tự động hóa trong dây chuyền của hệ thống máy nghiền than. 1
  6. Chƣơng 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN UÔNG BÍ 1.1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN. Nhà máy nhiệt điện Uông Bí là một doanh nghiệp Nhà nƣớc, trực thuộc Tổng công ty Điện lực Việt Nam - Bộ công nghiệp.Nhà máy nằm giữa lòng thị xã Uông Bí tỉnh Quảng Ninh.Trong tình hình đất nƣớc vừa có hòa bình vừa có chiến tranh, song Đảng và Chính phủ đã quan tâm đặc biệt đến sự phát triển công nghiệp nƣớc nhà.Trong đó công nghiệp năng lƣợng và hơn cả là công nghiệp điện phải đi trƣớc một bƣớc.Để đƣa nhiệm vụ cách mạng đó vào hiện thực cuộc sống.Ngày 19/5/1961 Thủ tƣớng Phạm Văn Đồng đã bổ nhát cuốc đầu tiên khởi công xây dựng nhà máy nhiệt điện Uông Bí.Với sự giúp đỡ về công nghệ, thiết bị, kỹ thuật của nhà nƣớc và nhân dân Liên Xô. Nhà máy nhiệt điện Uông Bí do phân viện LêNin - Grat thiết kế với công suất 153 MW. Gồm 8 lò hơi, 4 lò trung áp và 4 lò cao áp, 6 tổ tua bin, máy phát đƣợc lắp đặt theo giai đoạn. • Giai đoạn 1. Lắp đặt hoàn chỉnh và đƣa vào vận hành 2 lò trung áp (bK3 - 15 - 30 b) hai tua bin (KT235T) hai máy phát (T2 - 12 - 2TB) 14 MW.Đƣợc khánh thành hòa lƣới điện Quốc gia phục vụ nền kinh tế quốc dân vào ngày 18/1/1964. • Giai đoạn 2. Nhà máy vừa sản xuất vừa tiếp tục mở rộng đến ngày 2/9/1965 đã khánh thành 2 lò số 3 và số 4.Hai máy phát điện số 3 và số 4 nâng tổng công suất nhà máy lên 48 MW. • Giai đoạn 3 Trƣớc sự đòi hỏi về điện của quốc gia ngày càng tăng mà các nhà máy điện lúc đó không thể đáp ứng đƣợc. Năm 1974 Đảng và chính phủ đã quyết định mở rộng nhà máy nhiệt điện Uông Bí nhằm giải quyết trƣớc mắt những đòi hỏi cấp bách về điện. Đến ngày 3/2/1975 đã cắt băng khánh thành lò hơi cao áp 2
  7. (HK 20-3 năng suất 110 tấn/giờ) số 5 và số 6, tua bin số 5 (TB 60 2r - 55 Mw) nâng tổng công suất của nhà máy lên 98 MW. • Giai đoạn 4. Tiếp tục mở rộng nhà máy đến ngày 15/12/1977 đã khánh thành giai đoạn 4 đƣa vào vận hành 2 lò cao áp số 7 và số 8 (6HK20 - 3 năng suất 110 tấn/giờ).Tua bin số 6 (K60 90 - 3) máy phát số 6 (TB 60 2T - 55). Nhà máy nhiệt điện Uông Bí giữ vai trò rất quan trọng trong lƣới điện quốc gia và đặc biệt trong hệ thống điện miền Đông Bắc Việt Nam, phục vụ đắc lực cho tam giác kinh tế Hà Nội - Hải Phòng - Quảng Ninh. Với vị trí đó năm 1997 Chính phủ đã quyết định mở rộng nhà máy điện Uông Bí, nâng tổng công suất lên 490 MW, với công nghệ cao nhằm hạn chế tối đa ô nhiễm môi trƣờng. Mọi thủ tục thẩm định dự án đã đi vào hoàn tất. Lãnh đạo ngành điện đang rất cố gắng để sớm đi vào khởi công xây dựng nhà máy mới và hoàn tất dự án vào năm 2009. 1.2. ĐẶC ĐIỂM SẢN XUẤT KINH DOANH. Nhà máy nhiệt điện Uông Bí do nhà nƣớc và chính phủ Liên Xô giúp đỡ về công nghệ, kỹ thuật, vật tƣ và đơn vị trực tiếp thiết kế là phân viện LêNin - Grat. Tất cả các thiết bị đều đồng bộ theo thiết kế, nói chung tỉ lệ thiết bị vật tư của Liên Xô là rất cao kế cả mặt kiến trúc xây dựng. Trongnhững năm gần đây do không đƣợc cấp phát và sửa chữa bổ sung thay thế, thiết bị thì đã qúa già cỗi. Một phần nhỏ thiết bị đã đƣợc thay thế sửa chữa, xong chƣa chiếm tỉ lệ đáng kể. Một số thiết bị đặc chủng đồng bộ theo thiết kế bắt buộc vẫn phải nhập của Nga. Nhỏ nhất là chổi than của máy phát, cho đến tua bin. Một số thiết bị cũ do công nghệ lạc hậu nhƣ thông tin đo lƣờng từ xa đã đƣợc thay thế mới bằng tổng đài điện tử. Thiết bị tự động đã thay thế bằng thiết bị tự động PLC, thiết bị đo lƣờng số, xong chiếm tỉ lệ chƣa đáng kể. Nhiên liệu chủ yếu của quá trình sản xuất là than. Ví dụ năm 1977 một lƣợng than tiêu thụ là 366.327 tấn và có kèm đốt dầu FO khi khởi động và lúc sự cố tắt lò. Tổng dầu đốt trong năm 1977 là 865.013 tấn.Sản phẩm cơ bản và chủ yếu của quá trình sản xuất là điện năng đƣợc báo thông qua lƣới điện Quốc gia. 3
  8. Trong bảng 1.1 cho biết sản lƣợng điện của nhà máy trong 8 năm (1991- 1998). Ta thấy nhà máy nhiệt điện Uông Bí là một khâu quan trọng trong hệ thống, với tổng công suất là 153 MW nó cung cấp điện cho toàn bộ khu vực đông bắc. Từ thanh cái 110 kv của nhà máy nhiệt điện Uông Bí cung cấp điện cho các khu vực: Thành phố Hạ Long, Hà Tu, cẩm Phả, Mông Dƣơng, Tiên Yên, Móng Cái bằng hai đƣờng dây 110 kV là đƣờng 175 và 176 có tổng công suất từ 40÷60 MW. Nhà máy nhiệt điện Uông Bí đƣợc nối với lƣới Quốc gia qua 4 đƣờng dây: Đƣờng 173 và 174 đi Phả Lại. Trong phƣơng thức vận hành bình thƣờng đây là hai đƣờng dây quan trọng, nó thƣờng xuyên lấy điện từ hệ thống (Thanh cái 110 kV của Phả Lại) về thanh cái 110 kv của nhà máy nhiệt điện Uông Bí để cùng với nguồn điện phát của nhà máy nhiệt điện Uông Bí cung cấp cho Xi măng Hoàng Thạch, E2.1 Thủy Nguyên. Thép Hải Phòng, E2.2 An Lạc, E2.6 Hạ Lý và nối với hệ thống (Thanh cái 110 kV trạm E2.1 Đồng Hòa) qua hai đƣờng dây 171 và 172. Bảng 1.1 Năm Sản lƣợng (MWh) Tăng trƣởng % 1991 130.884 45,5 1992 53.111 51,1 1993 52.216 96,4 1994 117.000 228,4 1995 223.574 191,0 1996 357.724 168,0 1997 540.643 143,9 1998 600.600 110,9 1.3. ĐẶC ĐIỂM TỔ CHỨC SẢN XUẤT. Là một doanh nghiệp thành viên trực thuộc Tổng công ty điện Lực Việt Nam với nhiệm vụ chính là sản xuất điện năng cung cấp điện lên lƣới Quốc gia. 4
  9. Hoạt động theo quy chế phân cấp quản lý của Tổng công ty điện lực. Bộ máy quản lý và lực lƣợng công nhân lao động đƣợc cơ cấu tổ chức theo mô hình sau: nhà máy đƣợc cấp trên bổ nhiệmmột Giám đốc và một phó giám đốc kỹ thuật vận hành trực tiếp quản lý 6 phân xƣởng, ba phòng và tổ trƣởng ca, cụ thể là: 1. Phân xƣởng lò. 2. Phân xƣởng máy. 3. Phân xƣởng điện 4. Phân xƣởng kiểm nhiệt 5. Phân xƣởng hóa. 6. Phòng an toàn. 7. Phòng kỹ thuật vận hành. 8. Phòng đào tạo. 9. Tổ trƣởng ca. 5
  10. Hình 1.1.Sơ đồ cơ cấu tổ chức quản lý của nhà máy nhiệt điện Uông bí *Một phó giám đốc sửa chữa trực tiếp quản lý 5 phân xƣởng và haiphòng 1. Phân xƣởng xây dựng. 2. Phân xƣởng cơ nhiệt. 3. Phân xƣởng sản xuất phụ. 4. Phân xƣởng vật liệu xây dựng. 5. Phân xƣởng đúc thép. 6
  11. 6. Phòng kỹ thuật sửa chữa. 7. Phòng quản lý dự án. *Một phó giám đốc vật tƣ trực tiếp quản lý các đơn vị sau: 1. Phòng vật tƣ 2. Phòng giao dịch vật tƣ nhiên liệu. 3 Phòng nhiên liệu. 4. Đội xe. 5. Xƣởng đúc cột ly tâm. 6. Trung tâm xây lắp điện *Một kế toán trƣởng trực tiếp quản lý phòng kế toán tài chính. 1 . Phòng tổ chức. 2. Phòng kế hoạch. 3. Phòng hành chính. 4. Ban bảo vệ. 5. Ngành đời sống. 6. Phòng y tế. 7. Trƣờng mẫu giáo. Các phòng ban phân xƣởng đội ngành đƣợc cơ cấu thành 31 đơn vị, trong đó có 17 phòng ban 11 phân xƣởng. 1.4. VAI TRÕ CỦA ĐIỆN NĂNG TRONG HỆ THỐNG LƢỚI ĐIỆN. Điện năng có một vai trò quan trọng đổi với sự phát triển của con ngƣời. Nó là nguồn năng lƣợng đƣợc con ngƣời tạo ra thông qua các thiết bị máy móc và nguồn năng lƣợng thiên nhiên khác. Tùy theo từng loại năng lƣợng sử dụng mà ngƣời ta chia ra các loại nhà máy chính nhƣ sau: * Nhà máy nhiệt điện. * Nhà máy thủy điện. * Nhà máy điện nguyên tử. Ngoài ra ngƣời ta còn khai thác nguồn năng lƣợng khác để sản xuất điện năng nhƣ: nguồn năng lƣợng mặt trời, sức gió nhƣng với quy mô nhỏ hơn. Hiện nay trên thế giới và cả ở nƣớc ta các nhà máy điện vẫn tiếp tục đƣợc xây dựng 7
  12. và không ngừng đƣợc hiện đại hóa về kỹ thuật công nghệ nhằm khai thác tối đa về công suất vàgiảm tối thiểu sự ô nhiễm môi trường. Các nguồn nhiên liệu đƣợc khai thác từ thiên nhiên nhƣ than đá, dầu mỏ, đƣợc sử dụng để tạo nhiệt năng cho các nhà máy nhiệt điện. Hiện nay có 2 loại hình nhà máy nhiệt điện cơ bản: * Nhà máy nhiệt điện tuabin hơi. * Nhà máy nhiệt điện tuabin khí. Với nhà máy nhiệt điện tuabin hơi, các nhiên liệu hữu cơ chủ yếu là than bột đƣợc đốt trong lò hơi tạo nhiệt làm hóa hơi nƣớc trong các gian ống sinh hơi.Hơi sinh ra đƣợc vận chuyển qua các hệ thống phân ly, quá nhiệt.Để đảm bảo nhiệt độ, áp suất, lƣu lƣợng cần thiết cho việc sinh công tốt nhất phù hợp với yêu cầu kỹ thuật và công suất thiết kế.Sau đó hơi bão hòa đƣợc đƣa vào các tầng cánh tuabin để sinh công tạo mô men quay.Hệ thống máy phát đổi nối đồng trục với tuabin. Sau tuabin hơi nƣớc đƣợc thu hồi tuần hoàn lại. Với các nhà máy nhiệt điện tuabin khí, không khí ngoài trời sau khi đƣợc làm sạch, loại bỏ hơi nƣớc đƣợc hệ thống ống dẫn đƣa vào một máy nén khí để nâng áp suất khí lên. Khi áp suất cao đƣợc đƣa vào hệ thống buồng đốt và đƣợc đốt với nhiên liệu (thƣờng là khí gas ). Chất khí sau khi đốt có nhiệt độ và áp suất cao đƣợc đƣa vào các tầng tuabin khí để sinh công, tuabin quay máy phát điện và ở đầu cực các máy phát ta cũng thu đƣợc năng lƣợng dƣới dạng điện năng. 8
  13. Chƣơng 2. TÌM HIỂU HỆ THỐNG MÁY NGHIỀN THAN TRONG CÁC NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 2.1. QUÁ TRÌNH SẢN SUẤT ĐIỆN NĂNG TRONG CÁC NHÀ MÁY ĐIỆN NÓI CHƢNG Nhà máy điện là cơ sở công nghiệp đặc biệt làm nhiệm vụ sản xuất điện và nhiệt năng của nhiên liệu, thủy năng của nƣớc, năng lƣợng nguyên tử, quang năng của nhiệt mặt trời và thủy năng của gió. Năng lƣợng phát từ các nhà máy điện đƣợc truyền tải bằng một loạt các thiết bị năng lƣợng khác nhau nhƣ máy biến áp tăng và hạ áp, các đƣờng dây trên không và cáp. Đến các hộ tiêu thụ nhƣ xí nghiệp, các thành phố, và các vùng nông thôn Trong các nhà máy nhiệt điện thƣờng sử dụng 3 loại nhiên liệu là: rắn, lỏng, khí. Hóa năng của nhiên liệu đƣợc biến đối thành năng lƣợng nhiệt và điện.Quá trình biến đôi năng lƣợng trong nhà máy nhiệt điện đƣợc mô tả nhƣ sau: Hình 2.1.Sơ đồ biến đổi năng lƣợng ở nhà máy nhiệt điện Các nhà máy nhiệt điện chia thành nhà máy nhiệt điện ngƣng hơi và nhà máy nhiệt điện rút hơi. Năng lƣợng dùng trong nhà máy nhiệt điện là các nhiên liệu rắn: nhƣ than đá, than bùn nhiên liệu lỏng và các loại dầu đốt, nhiên liệu khí đƣợc dùng nhiều là khí tự nhiên, khí lò cao từ các nhà máy luyện kim các lò luyện than cốc. 9
  14. Hình 2.2. Biểu đồ quy trình sản xuất điện năng của nhà máy nhiệt điện 1.Kho chứa nhiên liệu 9. Bơm nƣớc ngƣng tụ 2.Vận chuyển nhiên liệu 10. Bình gia nhiệt hạ áp 3.Bộ sấy nhiên liệu 11. Bình chứa khí 4.Nồi hơi 12. Bơm cấp nƣớc 5.Tua bin 13. Bình gia nhiệt cao áp 6.Máy phát điện 14. Bơm hơi nƣớc 7.Bình ngƣng tụ 15. Bộ sấy nhiên liệu 8.Bình tuần hoàn 16. Quạt khói 17. Quạt gió. 10
  15. Than từ kho chứa nhiên liệu 1 qua hệ thống vận chuyển nhiên liệu để vào bộ sấy 3 rồi sau đó vào lò hơi 4.Trong lò hơi xảy ra qúa trình phản ứng cháy, chuyển nhiên liệu thành nhiệt năng của hơi nƣớc.Khói từ lò hơi qua bộ bơm nƣớc ngƣng tụ 14, bộ sấy không khí 15, quạt khói 16 đẩy khói vào ống khói đẩy ra ngoài. Nƣớc từ bình khí 11 đƣợc bơm cấp nƣớc 12 bơm qua bình gia nhiệt cao áp 13, bộ bơm nƣớc 14 rồi vào lò hơi 4. Trong lò hơi nƣớc nhận nhiệt năng từ nhiên liệu cháy, biến thành hơi nƣớc có áp suất và nhiệt độ cao.(p = 130 240 at, t = 540 665°C) Hơi nƣớc ra lò đƣợc đƣa vào tua bin hơi 5. Tại tua bin nhiệt năng của hơi nƣớc đƣợc biến thành cơ năng, làm quay tua bin, áp suất và nhiệt độ của hơi giảm xuống tua bin làm quay máy phát điện để biến cơ năng thành điện năng và đƣa vào lƣới điện qua máy biến áp tăng áp 6. Hơi nƣớc khi ra khỏi tua bin có áp suất và nhiệt độ thấp ( p = 0,03 0,04 at, t = 30 40°C ). Mang theo một năng lƣợng nhiệt đáng kể vào bình ngƣng 7. Tại bình ngƣng, hơi nƣớc đƣợc ngƣng lại thành nƣớc bởi nƣớc tuần hoàn do bơm tuần hoàn 8 đẩy vào. Nƣớc từ bình ngƣng 7 đƣợc bơm ngƣng 9 đƣa trở lại bình khí 14 qua bình gia nhiệt hạ áp 10. Một phần hơi đƣợc trích từ tua bin để cung cấp cho bình gia nhiệt cao áp 13 bình khử khí 11 và bình gia nhiệt hạ áp 10. ♦ Các đặc điểm chính của nhà máy nhiệt điện: * Công suất lớn, xây dựng gần vùng nhiên liệu. * Phụ tải cung cấp khu vực gần nhà máy rất nhỏ, phần lớn điện năng phát ra đƣợc hòa lƣới. * Có thể làm việc với phụ tải bất kỳ. * Thời gian khởi động lâu, khoảng 3 l0h. * Có hiệu suất thấp khoảng 30 + 35%, các nhà máy hiện đại có hiệu suất cao hơn 40 42%. * Lƣợng điện tự dùng lớn 3 15%. * Vốn xây dựng nhà máy nhỏ và thời gian xây dựng nhanh so với thủy điện. * Mặt hạn chế là vấn đề gây ô nhiễm môi trƣờng xung quanh. 11
  16. 2.2. CÁC BỘ PHẬN TRONG QUY TRÌNH SẢN XUẤT ĐIỆN NĂNG CỦA NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN UÔNG BÍ 2.2.1. Lò hơi. Lò k20-3 dùng để sản sinh ra hơi có áp lực 100kG/cm2 và nhiệt độ 540°C.Năng suất định mức của lò là 110 t/h khi nhiệt độ nƣớc cấp đạt 215°C. Nếu nhiệt độ nƣớc cấp thấp thì năng suất lò cũng giảm theo. Nhiệt độ nƣớc cấp giảm 10°C thì năng suất lò giảm 2t/h. Lò có dạng hình П trong đó phần đi lên là buồng đốt, phần nằm ngang đặt bộ sấy hơi, còn phần đi xuống đặt bộ hâm nƣớc, bộ sấy không khí xen kẽ. Lò có một nồi hơi đƣờng kính trong 1500 mm dày 88mm, bao hơi có 3 ngăn sạch ở giữa và hai ngăn mặn hai bên trong một bao hơi có đặt các thiết bị rửa nƣớc, phân ly, các ống dẫn khói, nƣớc, phốt phát. Bao hơi còn đƣợc nối với xiclon ngoài tạo thành 3 cấp bốc hơi hoàn chỉnh. Than đƣa vào lò để đốt là than bột đƣợc chuẩn bị trong hai hệ thống chế biến than độc lập có chung kho than bột trung gian. Việc vận hành hệ thống chế biến than có quy trình riêng. 2.2.2. Các dàn ống sinh hơi. Lò có 296 ống sinh hơi, có đƣờng kính ống = 75 x6 làm bằng thép 20 các ống sinh hơi đƣợc chia đều thành 4 vách. Mỗi vách 74 ống với bƣớc ống s = 90 mm (trừ các ống ở góc buồng đốt có bƣớc ống lớn hơn).Bốn vách ống nối trên hợp thành buồng đốt.Bên ngoài đƣợc bao bọc bởi lớp gạch chịu lửa và cách nhiệt.Ngoài cùng đƣợc hàn tôn kín vào các khung sƣờn lò.Tại cốt 9m ở hai vách hai bên bố trí 4 vòi phun than (vòi đốt). Hình trụ kiểu VT9 cốt 12m của 4 góc bố trí vòi đốt phụ ( gió từ quạt máy nghiền tới). - Các vòng tuần hoàn: các ống đƣợc chia thành 18 vòng tuần hoàn riêng biệt bố trí nhƣ sau: + Vách trƣớc, vách sau, mỗi vách chia làm 3 khối. + Vách phải, vách trái mỗi vách có 3 khối, mỗi khối chia thành 2 phânđoạn. Các dàn ống sinh hơi cùng với bao hơi và xiclon ngoài tạo thành 3 cấp bốc hơi.Cấp bốc hơi thứ nhất đƣợc thực hiện ở hai ngăn sạch của bao hơi gồm 12
  17. vách trƣớc, vách sau, các khối trƣớc, sau của các vách bên.Hơi của cấp bốc hơi thứ nhất đƣợc đƣa vào khoang hơi của bao hơi.cấp bốc hơi thứ hai đƣợc thực hiện ở hai ngăn mặn, đƣợc thực hiện ở khối sau của các vách bên. Hơi của cấp bốc hơi nƣớc thứ hai đƣợc đƣa vào xiclon trong bao hơi.Cấp bốc hơi thứ ba đƣợc thực hiện ở 2 xiclon ngoài gồm các phân đoạn trƣớc của khối giữa các vách bên.Hơi của cấp bốc hơi nƣớc thứ 3 đƣợc đƣa vào dƣới mặt nƣớc của ngăn sạch.Tại hai xiclon ngoài có bố trí xả liên tục để giữ nồng độ muối trong lò. Toàn bộ 4 vách ống đƣợc treo vào khung lò ở độ cao 18.500 mm. Phần ống phía trên móc treo đƣợc kéo lạnh khi lắp ráp và đƣợc dẫn bù giãn nở nhờ các phân đoạn trong ống cong. Từ điểm treo trở xuống toàn bộ giàn ống cùng các đai xà ống tạo thành giỏ treo có thể tự do giãn nở xuống dƣới khi khởi động lò. Giữa phễu sỉ và thuyền sỉ có màng chắn nƣớc để chống lại gió lạnh vào buồng đốt. Tƣờng lò đã đƣợc cải tiến: Phần từ giá treo xây bằng gạch chịu lửa, gạch diaton. Phần từ giá treo lên nguyên cũ xây dựa vào khung lò.Gồm 3 lớp gạch chịu lửa, diaton và xôvelit tấm. Nóc lò đổ bê tông sa mốt, bê tông nhẹ. Toàn bộ bên ngoài tƣờng đƣợc làm tôn kín nhằm bảo vệ tƣờng lò và tránh ánh nắng của thời tiết. 2.2.3. Bộ sấy sinh hơi. Là một trong những bộ phận chính và quan trọng nhất của lò.Dùng để sấy hơi bão hòa đến nhiệt độ cho trƣớc.Bộ sấy hơi nƣớc kiểu đối lƣu đƣợc đặt ở đoạn đƣờng khói nối bằng buồng đốt với đuôi lò gồm các phần sau. Bộ sấy hơi tầng trần: gồm 76 ống = 38x4.Làm bằng thép 20.Hơi vào là hơi bão hòa từ bao hơi có nhiệt độ 317°C. Hơi ra khỏi tầng trần có nhiệt độ 328,5°C. Đƣợc tích lại trong ống góp thứ nhất (tính theo đƣờng đi của hơi). Ống góp này là bộ giảm ồn bề mặt. Bộ sấy cấp 1: gồm 76 ống = 38x4 làm bằng thép 20. Nhiệt độ hơi khi vào là 328,5°C, khi ra là 374,5°C bộ sấy hơi cấp 1 đƣợc lắp theo sơ đồ hỗn hợp. Có chỗ hơi và khói đi cùng chiều, có chỗ đi ngƣợc chiều.Hơi ra khỏi bộ sấy hơi cấp 1 đƣợc tích lại trong ống góp số 2. Từ đây hơi theo 4 đƣờng trao đổi chéo, 13
  18. có đƣờng kính = 133 x 10 chuyển sang ống góp số 3 rồi vào bộ sấy hơi cấp 2. Bộ sấy hơi cấp 2 đƣợc chia thành nhiều tầng: Tầng thứ 1 có 84 ống = 42 x 3,5 bố trí ở 2 bên hơi vào có nhiệt độ 374,5°C. Hơi ra khỏi tầng 1 vào ống góp số 4.Ống góp số 4 làm giảm ồn kiểu phun từ đƣờng hơi vào tầng 2. Tầng thứ hai có 66 ống = 42 x 4,5 bố trí giữa ống góp số 4. Nhiệt độ vào 460,8°C nhiệt độ ra là 540°C. Hơi ra đƣợc tích lại trong ống góp số 5, ống góp nối với ống dẫn sang tuabin. Đƣờng ống góp số 5 bố trí 2 van an toàn kiểu xung. Ống bộ sấy hơi cấp 2 đều bằng thép hợp kim 12XIM . 2.2.4. Các bộ giảm ôn. Lò k 20 - 3 đƣợc lắp 2 bộ giảm ồn để điều chỉnh nhiệt độ hơi.Một bộ kiểu bề mặt và một bộ kiểu phun.Bộ giảm ồn bề mặt chính là ống góp sổ 1.Bộ gồm 2 chùm ống chữ U lắp từ 2 đầu ống vào hơi đi xen kẽ giữa các ống xoắn còn nƣớc cấp đi trong ống.Hơi truyền nhiệt cho nƣớc và giảm nhiệt độ hơi xuống.Nhiệt độ hơi đƣợc điều chỉnh bằng cách thay đổi lƣu lƣợng nƣớc giảm ồn. Mỗi chùm của giảm ồn có 17 ống chữU. = 25 x 3 làm bằng thép 20, tổng diện tích các ống là 22m2. Bộ giảm ồn kiểu phun chính là ống góp số 4 tính theo đƣờng hơi đi. Bộ giảm ồn có 2 ống phun đặt ở 2 đầu ống để phun nƣớc ngƣng vào hơi.Nƣớc bốc hơi sẽ nhận một phần nhiệt và làm giảm nhiệt độ hơi. Phía trong ống góp ở hai đầu có lắp áo bảo vệ có dạng venturi nhằm hai tác dụng: tăng cƣờng hiệu quả phun và bảo vệ ống không cho những giọt nƣớc còn lạnh rơi thẳng vào thành ống góp. Để phục vụ cho bộ giảm ồn phun, lò có bố trí sơ đồ giàn nƣớc ngƣng tụ dùng gồm có: * Bình ngƣng, bình chứa nƣớc ngƣng và thiết bị trung gian. *Bình ngƣng là một bộ lọc trao đổi nhiệt kiểu bề mặt làm mát bằng nƣớc cấp. Bình ngƣng làm việc với năng suất cố định phụ thuộc vào diện tích bề mặt làm lạnh.Nhiệt độ và lƣu lƣợng nƣớc cấp - môi chất ngƣng tụ lại là hơi bão hòa lấy từ bao hơi.Nƣớc ngƣng tụ đƣợc tích lại trong ống góp rồi đƣa vào bình chứa nƣớc ngƣng tụ. 14
  19. + Bình chứa nƣớc ngƣng tụ là một ống góp đặt đứng. Nƣớc ngƣng đƣợc dẫn đến thiết bị phun. Còn lƣợng nƣớc thừa thì vào bao hơi theo đƣờng nƣớc tràn nhờ chênh lệch mức nƣớc trong bao hơi và bình ngƣng. + Thiết bị phun là hai ống phun đặt ở 2 đầu ống góp số 4. Trong mỗi ống phun có khoan 3 lỗ đƣờng kính 3 5 mm. Nƣớc đƣợc phun vào hơi nhờ chênh lệch áp lực và tác dụng của 2 ống lót bảo vệ dạng venturi. Hiệu áp phun cũng tăng theo năng suất của lò. 2.2.5. Bộ hâm nƣớc. Bộ hâm nƣớc đƣợc đặt xen kẽ với bộ sấy không khí trong buồng đối lƣu phần đuôi lò nhằm tận dụng nhiệt của khói thoát.Bộ hâm nƣớc kiêu không sôi chia làm 2 cấp. * Cấp 1: có 88 ống tách thành 2 tầng để tránh đụng trạm. * Cấp 2: có 75 ống. Các ống bộ hâm là ống trơn. Bằng thép 20 có đƣờng kính = 32 x 3,5 các ống đƣợc sắp xếp chéo nhau theo kiểu ô bàn cờ. Nƣớc cấp vào bộ hâm nƣớc cấp 1 bằng 4 đƣờng ống = 70 x 5. Từ ống góp ra cấp 1 lên ống góp vào cấp 2 bằng 6 ống = 76 x5 từ ống góp ra cấp 2 theo 1 ống = 219 x14 đến gần bao hơi. Từ đây có 8 ống = 76 x 5. Vào máng nƣớc cấp trong ngăn sạch của bao hơi. 2.2.6. Bộ sấy không khí. Bộ sấy không khí chia làm 2 cấp xen kẽ bộ hâm.Ống bộ sấy là ống nhẵn - thép 3 ( CT3 ) = 40 x 1,5 - không khí đi ngoài ống, khói đi trong ống. Không khí đi theo 2 tuyến độc lập. Gồm 6 đoạn không khí nóng đƣợc dùng cho hệ thống chế biến than.Vận chuyển than bột và cung cấp ôxi cho sự cháy. 2.2.7. Các vòi đốt. Có đƣợc trang bị vòi đốt tràn, loại xoáy kiểu YT9 đã đƣợc cải tiến theo phƣơng án của viện năng lƣợng, lắp ở hai vách bên buồng đốt ,độ cao tim vòi đốt 9600 mm để tạo độ xoáy hỗn hợp của gió CI và CII đều đƣợc dẫn tiếp tuyến với vòi đốt. Trên đƣờng gió CII có đặt lá chắn lƣỡi gà để điều chỉnh tốc độ gió CII và nhờ đó để điều chỉnh vị trí ngọn lửa.Đầu vòi đốt (phía trong) có góc loe 60° làm cho dòng chảy loe rộng ngọn lửa tán và dễ cháy. 15
  20. Để tránh ngọn lửa tạt vào vách trƣớc, vách sau hạn chế hiện tƣợng đóng sỉ, các vòi đốt đƣợc bố trí lệch vào tâm phần buồng đốt một góc 5°.Để khởi động lò và hỗ trợ khi lò cháy kém, lò đƣợc trang bị 4 vòi phun mazut -đặt ở giữa các vòi phun than. Ngoài ra, lò có 4 vòi đốt phụ đặt tại cạnh 4 góc 2 vành bên ở độ cao 12500 mm để tiết kiệm lƣợng gió theo hệ thống chế biến than. 2.2.8. Các van an toàn. Lò có 2 van an toàn kiểu xung lực đặt trên ống góp số 5. Tác động khi áp lực hơi mới vƣợt quá 105 KG/Cm2. Van kiểm tra lấy xung tại bao hơi. Tác động khi áp lực trong bao hơi vƣợt quá 118,8 KG/Cm2. Khi áp lực hơi vƣợt quá trị số cho phép, van xung lực tác động mở hơi sang van an toàn chính. Trong van an toàn chính, áp lực hơi ra ngoài, hơi từ van xuống đẩy ngƣợc lại nhờ sự chênh lệch về lực đẩy. Do sự chênh lệch về diện tích mặt chịu áp lực, nên ty van đẩy hơi thoát ra ngoài. Khi van xung lực ngoài tác động cắt hơi sang van chính thì lực đẩy lên cao, hơi mới kết hợp với lò xo kéo đóng chặt van chính lại. Van xung lực tác động theo sơ đồ cơ và sơ đồ điện. * Sơ đồ cơ: Van xung lực đƣợc đóng kín nhờ trọng lƣợng một đối trọng đặt trên tay đòn. Khi lực đẩy của hơi thắng lực đè của đối trọng thì van xung lực mở đƣa hơi sang van an toàn chính. Trị số tác động của van xung đƣợc điều chỉnh bằng vị trí đối trọng trên tay đòn. * Sơ đồ điện: Van xung có hai cuộn từ điều khiển đƣợc từ bảng nhóm khi gạt khóa điều khiển sang vị trí đóng cuộn từ dƣới sẽ hút chặt cánh tay đòn. Van xung sẽ không tác động dƣới áp lực vƣợt trị số cho phép. Khi đó khâu điều khiển ở vị trí tự động van xung làm việc nhƣ sau: khi áp lực bình thƣờng, cuộn từ dƣới đóng chặt van xung. Khi áp lực vƣợt quá trị số cho phép, tiếp điểm trên chập cắt điện cuộn từ dƣới đƣa điện vào cuộn từ trên mở van xung. Tác động đến van an toàn chính. Khi áp lực trở lại bình thƣờng tiếp điểm dƣới chập cắt điện cuộn từ trên đóng điện cuộn từ dƣới, đóng van xung, khi gạt khóa điều khiển sang vị trí mở cuộn từ trên sẽ hút nâng cánh tay đòn mở van xung dù khi áp lực còn thấp. 16
  21. 2.3. HỆ THỐNG CHẾ BIẾN THAN. 2.3.1. Các bộ phận chính cấu thành hệ thống cung cấp than bột.  Kho than nguyên và băng tải than. Kho than nguyên là nơi để chứa than từ các mỏ chuyền đến và băng tải là thiết bị vận chuyến than. Than từ các mỏ đƣợc đƣa về nhà máy bằng hai đƣờng chính là đƣờng thuỷ và đƣờng sắt về bến cảng, ga. Tại đây có các thiết bị bốc dỡ nhƣ gầu trục, lật toa để đƣa than vào băng tải và đƣa về kho than nguyên. Kho than nguyên đƣợc trang bị các máy phá đống để trộn đều các loại than và chuyển than lên băng tải để đƣa vào hệ thống nghiền. 17
  22. Hình 2.3 Sơ đồ hệ thống chế biến than 18
  23.  Máy cấp than. Than từ ống cấp than đƣợc đƣợc chất lên và nằm trên băng tải của máy cấp than chờ đạt đến một chiều cao nhất định tại cửa điều chỉnh bề dày lớp than, từ đó đƣợc vận chuyển đến máy nghiền than nhờ máy cấp băng tải. Tốc độ của máy cấp đƣợc thay đổi và mức độ cấp than đƣợc điều chỉnh tƣơng ứng với lệnh điều động phụ tải (lệnh thay đổi tốc độ cung cấp theo phụ tải). Đồngthời, than trên máy cấp băng tải đƣợc cân bằng một hộp đo tải đặt bên dƣới băng và hộp đo tải sẽ gửi đi tín hiệu phản hồi. Máy cấp than đƣợc nối thẳng tới máy nghiền kiểu có áp lực, luôn luôn mang áp lực dƣơng và do đó, cấu tạo của nó phải đảm bảo chịu đƣợc đến áp lực 0,34 MPa có thể sinh ra bên trong máy cấp.  Máy nghiền than. Sau khi đi qua máy cấp than, than đƣợc đƣa vào máy nghiền. Trong máy nghiền than đƣợc nghiền nhỏ, sấy khô nhờ không khí nóng cấp I. Hỗn hợp bột than và gió cấp I sẽ đƣợc đƣa đến bộ phân ly. Tại đây những hạt than có kích thƣớc lớn hơn yêu cầu sẽ đƣợc đƣa trở lại máy nghiền theo đƣờng tái tuần hoàn. Than bột đạt kích thƣớc yêu cầu sẽ đƣợc cấp cho buồng đốt.  Phân ly than. Thiết bị phân ly than có nhiệm vụ tách các hạt than không đạt tiêu chuẩn để đƣa trở lại thùng nghiền.Phần bột than còn lại đƣợc đƣa tới vòi đốt.Với hệ thống có kho than trung gian thì ngƣời ta phải bố trí thêm phân ly than mịn để tách không khí ra khỏi than bột.  Ống dẫn than bột (Khúc khuỷu). Than bột đi qua ống cấp với tốc độ khoảng 30 m/s và khi qua các khúc cong của ống cấp than bột gây ra mài mòn phần chu vi phía ngoài của ống do lực ly tâm. Vì vậy, bề dày ống phải lớn hơn và gang crome cao đƣợc sử dụng làm vật liệu cho nó.Đồng thời, bán kính cong của khúc khuỷu phai đủ lớn cùng nhƣ đoạn thẳng phía sau khúc khuỷu phải dài ra. Hơn nữa, máy nghiền than nếu không thể sử dụng các khúc cong có bán kính lớn, sẽ phải đặt các khối nan dòng để đối phó với việc mài mòn. 19
  24.  Vòi đốt. Là thiết bị cung cấp than bột và không khí vào buồng đốt.Nó đƣợc gắn ở tƣờng buồng đốt, than và không khí sau khi qua vòi đốt đƣợc trộn đều và đƣợc đốt cháy. 2.3.2. Thiết bị trong dây chuyền cấp than. ♦ Quạt khói. Kiều D20x2 Tốc độ quay n = 592 vòng / phút. Áp suất đầu đấy p = 258 mm H2O. Năng suất Q = 123600 m3 Động cơ điện kiểu DA - 30 -1370 -10T. Công suất p = 260 (kW). Điện thế u = 6000 (V) Cƣờng độ I = 33(A) ♦ Quạt gió. Kiểu BDH 18-11 Tốc độ quay n = 990 (vòng / phút) Áp suất đầu đẩy p = 397mmH2O. Năng suất Q = 123600 (m3). Động cơ điện kiểu: DA - 30 - 13 - 42 -6T. Công suất p= 200 (kW). Điện áp U = 6000 (V). Cƣờng độ I = 27,5 (A). ♦ Máy cấp than nguyên. Kiểu : Băng tải (hai cái). Chiều dài băng 1 = 6000 mm. Chiều rộng băng R = 1000 mm. Điện thế U = 380 V. Động cơ điện kiểu AO - 62 - 8T Tốc độ n =735 v/p. 20
  25. ♦ Máy nghiềnkiểu bi - kí hiệu M- 278 - 410. Số lƣợng : ĐC kiểu DA - 30 - 13 - 70 - 8T. Đƣờng kính trong thùng nghiền d = 2870 mm Công suất p = 380 kW. Điện áp u = 6000 V. Cƣờng độ I = 46 A. Chiều dài thân thùng nghiền 1 = 4100 mm. Tốc độ n = 740 v/p Trọng tải bi mới bồ xung N= 28 tấn Vòng quay của thùng nghiền =18,75 v/p. Năng suất = 7,07 t/h/p. ♦ Quạt máy nghiền kiểu BM - 40/750 - 1T. Số lƣợng 2 cái. Tốc độ n = 1480 v/p Áp suất đầu đẩy P = 680 mm H2O. Năng suất Q = 33100m3. Động cơ điện kiểu AO -114- 4T. Công suất P = 160 kW. Điện áp U = 6000V. Cƣờng độ I = 19,3A. ♦ Máy cấp than bột: kiểu cánh YA Số lƣợng: 4 cái Năng suất 5tấn/h Động cơ một chiều u = 220V. Công suất p = 0,9 kw. Tốc độ quay CO = 450 - 1350 v/p. ♦ Bộ phân ly than thô kiểu CП 2- 3000. Số lƣợng : 2 cái Đƣờng kính chỗ lớn nhất: dmax = 3000 mm Số lƣợng cánh điều chỉnh: 24 cánh 21
  26. ♦Bộ phân ly than bột kiểu HИИOЃEA3 . Số lƣợng: 2 cái. Đƣờng kính trụ ngoài: Dtn = 1860 mm. Đƣờng kính trụ trong: Dtt = 1110 mm. Chiều dài toàn bộ: 1 = 10.450 mm. ♦ Kho than nguyên. Số lƣợng 2 cái. Thể tích mỗi cái V = 200 m3. ♦ Kho than bột: 1 cái. Thể tích v= 140 m3. ♦ Thiết bị khử tro bụi - Ống venturi: số lƣợng 2 cái. Đƣờng kính vào: dv = 1210 mm. Đƣờng kính lỗ thoát dlt= 700 mm. Đƣờng kính ra dr= 1160 mm. Chiều dài toàn bộ 1 = 4200 mm. - Bộ khử tro ƣớt: số lƣợng 2 cái Đƣờng kính d = 2700 mm. Độ sâu của khói 95 - 96 %. ♦ Máy gạt + đập sỉ kiêu vít liên hoàn. Số lƣợng 2 cái. Giảm tốc kiểu KY 2 - 500 - 71 - 43 T2. Điện áp u = 380 V. Công suất p = 420 kW. 2.3.3. Nguyên lý cấp than. Từ kho chính than đƣợc các cần trục sân than bốc dỡ xả đổ xuống kho than, từ đây các băng xiên vận tải than lên cao, qua băng ngang than đƣợc phân phối cho các kho than nguyên, máy cấp than nguyên sẽ cấp than cho máy nghiền than. Tại máy nghiền, than đƣợc nghiền thành than bột do các viên bi làm bằng thép va đập vào các tấm lƣợn sóng khi thùng nghiền quay. 22
  27. Gió nóng cùng bụi than đƣợc quạt tải bột đƣa lên kho than bột, nhờ các máy cấp than bột bụi than đƣợc phun vào buồng lửa của lò hơi K -20 - 3 dàn ống đứng có một bao hơi tuần hoàn tự nhiên, áp lực công tác bao hơi là110 at, nhiệt độ 540°C. Không khí đƣợc quạt gió thổi qua bộ sấy không khí nhờ nó mà không khí đƣợc sấy nóng, không khí nóng sấy khô và tăng nhiệt độ của than bột. Nƣớc đã đƣợc xử lý hóa học qua bộ hâm nƣớc đƣa vào các ống sinh hơi của lò.Trong lò xảy ra phản ứng cháy, hóa năng biến thành nhiệt năng.Khói có nhiệt độ cao sau khi đƣợc đƣa qua bộ hâm nƣớc để lấy bớt nhiệt (hâm nƣớc nóng) tiếp tục qua bộ sấy không khí để tận dụng nhiệt (sấy không khí), qua hệ thống xử lý bụi bằng phƣơng pháp tƣới nƣớc và thoát ra ngoài khói nhờ quạt khói.Nƣớc trong ống sinh hơi nhận nhiệt năng biến thành hơi có thông số áp suất 110at, 540°C. Hơi nƣớc đƣợc dẫn tới tua bin ( K50 - 90 - 3 ), tại đây áp suất và nhiệt độ của hơi nƣớc giảm cùng với quá trình biến đổi nhiệt năng thành cơ năng để quay tua bin. Tua bin làm quay máy phát điện (TB 60 - 2T, p = 55 MW) cơ năng biến thành điện năng, Máy biến áp tăng áp điện năng từ máy phát đƣợc đƣa vào hệ thống qua hệ thống truyền dẫn điện năng đƣợc cung cấp cho các hộ dùng điện. Hơi nƣớc sau khi thoát khỏi tua bin có thông số áp suất và nhiệt độ thấp (áp suất 0,03 0,04 at, nhiệt độ 40°C) đi vào bình ngƣng, trong bình ngƣng hơi nƣớc đọng thành nƣớc nhờ hệ thống làm lạnh tuần hoàn. Nƣớc làm lạnh có nhiệt độ từ 5 25°C đƣợc bơm từ sông Uông do bơm tuần hoàn. Từ bình ngƣng nƣớc ngƣng tụ đƣợc đƣa qua bình gia nhiệt hạ áp để tăng nhiệt độ và lên bộ khử khí nhờ bơm ngƣng tụ. Để bù lƣợng nƣớc trong quá trình làm việc, thƣờng xuyên có lƣợng nƣớc bổ sung nƣớc cấp đƣa vào bộ khử khí nhờ bơm BKZ. Để tránh ăn mòn đƣờng ống và các thiết bị làm việc với hơi nƣớc ở nhiệt độ cao, nƣớc từ hồ nƣớc ngọt trƣớc khi đƣa vào nhà máy phải đƣợc xử lý bằng nhà sử lý nƣớc (Nhà hóa cao cấp) và khử hết khí (chủ yếu là O2 và CO2) tại bộ khử khí. Nƣớc ngƣng tụ và nƣớc bổ sung sau khi đƣợc khử khí đƣợc bơm tiếp nƣớc đƣa qua gia nhiệt cao áp, bộ hâm nƣớc rồi vào ống sinh hơi của lò. Ngƣời 23
  28. ta cũng trích một phần hơi nƣớc của một số tầng của tuabin để cung cấp cho các bình gia nhiệt hạ áp và bộ khử khí.Xỉ than đƣợc làm lạnh và đập nát xuống mƣơng thải sỉ, hòa lẫn với nƣớc và đƣợc bơm ra hồ thái sỉ băng bơm thải xỉ. 2.4. GIỚI THIỆU VỀ MÁY NGHIỀN BI Hình 2.4.Sơ đồ cấu tạo thùng nghiền bi 1- Ống dẫn than vào. 4 - Gối đỡ. 2- Thùng nghiền 5 - Bộ giảm tốc máy nghiền. 3 - Ống dẫn than ra 6 - Động cơ điện. Hầu hết các nhà máy điện đốt than ở Việt Nam đều dùng máy nghiền bi.Máy nghiền bi vận hành ở áp lực âm hoặc áp lực dƣơng.Máy nghiền áp lực âm dùng quạt hút để đƣa than đã nghiền ra khỏi thùng nghiền.Vì thế cánh động, vỏ và lớp lót của quạt hút bị mài mòn rất nhanh.Máy nghiền áp lực dƣơng dùng gió đƣợc cấp bởi quạt gió cấp 1, đây là gió tƣơng đối sạch nên ít gây ra mài mòn.Tuy nhiên, nó lại đòi hỏi thùng nghiền phải đƣợc chèn để tránh lọt than ra ngoài. Để đạt đƣợc dòng tuần hoàn bi và than hợp lý, thùng nghiền phải quay khoảng 70% tốc độ tới hạn Bộ phận chính của thùng nghiền là một thùng hình trụ có đƣờng kính từ 1,5 4,0m dài từ 2m 8m, chiều dày thùng từ 16mm 25mm tuỳ theo công suất thùng nghiền. Chiều dày thùng nghiền ở nhà máy điện Uông Bí 110MW là 16mm, đƣờng kính trong thân thùng nghiền là 2870mm, chiều dày thân thùng nghiền 4100mm. Phía trong thân thùng có gắn những tấm lót hình gợn sóng nhằm nâng bi và than lên đến độ cao nhất định và bảo vệ thành thùng. Giữa lớp lót và thành thùng có lớp cách nhiệt dày từ l0mm 20mm. Bên ngoài thành có 24
  29. lớp cách âm dầy 30mm 60mm, bên ngoài cùng đƣợc bọc bằng tôn. Trong thùng chứa các viênbi bằng gang, đƣờng kính từ 30mm - 60mm ( bi ở nhà máy điện Uông Bí Φ40 hoặc Φ50).Khi thùng quay thì bi đƣợc các tấm lƣợn sóng nâng đến độ cao nhất định rồi rơi xuống làm vỡ than.Hai đầu thùng có cổ trục rỗng, toàn bộ thùng và cổ trục đƣợc đỡ trên các gối đỡ.Cổ trục đƣợc nối với ống dẫn than và ống đƣa than bột ra.Để ngăn không khí lọt vào, ở cổ trục đƣợc chèn kín.Toàn bộ thùng quay đƣợc là nhờ động cơ điện qua hộp giảm tốc. Hiệu quả nghiền của thùng nghiền bi phụ thuộc vào các yếu tố sau:  Đặc tính cấu tạo thùng nghiền: thùng nghiền quá ngắn thì than chƣa nghiền nhỏ đã đƣợc đƣa ra ngoài. Còn thùng quá dài thì ngƣợc lại, than đã nghiền nhỏ vẫn va đập với bi, làm tăng tốn thất kim loại.  Tốc độ quay cửa thùng nghiền: khi thùng quay bi sẽ chịu tác dụng của lực ly tâm. Nếu tốc độ quay nhỏ, bi không nâng lên đƣợc. Nếu tốc độ quá lớn thì bi lại chỉ quay theo thùng mà không rơi, hiệu quả nghiền rất kém. Chỉ khi có tốc độ hợp lý, bi lên đến điểm cao nhất thì rơi xuống, hiệu quả nghiền mới cao.  Lƣợng bi và kích thƣớc bi trong thùng nghiền.  Lƣợng gió và nhiệt độ gió cấp I. Hình 2.5.Tốc độ quay của thùng nghiền. 2.5. QUY TRÌNH VẬN HÀNH HỆ THỐNG CHẾBIẾN THAN. 2.5.1. Mô tả phần chung. * Hệ thống chế biến than cám làm nhiệm vụ sấy và nghiền than nguyên có độ ẩm công tác 5,5% tối đa là 9,6% thành than bột có R90 từ 6 ÷ 8% và độ ẩm nhỏ hơn hoặc bằng 0,5% * Toàn bộ các thiết bị: kho than nguyên, máy cấp than nguyên, máy 25
  30. nghiền, phân ly than thô, phân ly than bột, kho than bột, vít truyền than bột, máy cấp than bột, quạt máy nghiền và các đƣờng ống dẫn than, gió hỗn hợp, các phụ kiện, khóa khí, lƣới lọc v.v hợp thành hệ thống chế biến than. * Hệ thống chế biến than làm việc một cách liên hoàn: tất cả các thiết bị, bộ phận đều có liên quan, ảnh hƣởng hỗ trợ qua lại lẫn nhau nó có ảnhhƣởng đến việc tạo năng suất, các thông số kỹ thuật của toàn hệ thống và ảnh hƣởng trực tiếp đến chế độ đốt cháy, hiệu suất của lò, điện tự dùng * Việc khởi động, vận hành, điều chỉnh hệ thống chế biến than là rất quan trọng. Vì vậy phải chấp hành nghiêm chỉnh các quy tắc, quy trình, các thông số kỹ thuật và thƣờng xuyên theo dõi chặt chẽ để hệ thống làm việc ổn định đạt đƣợc hiệu quả cao nhất. 2.5.2. Chuẩn bị khởi động hệ thống chế biến than cám. * Việc khởi động hệ thống chế biến than cám là nhiệm vụ của lò phó dƣới sự chỉ đạo của lò trƣởng và trƣởng kíp. * Trƣớc khi khởi động phải báo cáo cho ngƣời trực máy nghiền, trực vận hành chế biến than cám kiểm tra toàn bộ hệ thống của mình phụ trách theo quy trình riêng. * Kiểm tra các đồng hồ, tín hiệu, các thiết bị tự động, báo cho kiểm nhiệt biết để họ sẵn sàng cho làm việc. * Thông báo cho các bộ môn liên quan nhƣ chọc xỉ, gạt xỉ biết - Nếu khởi động chế biến than mà đang tiến hành chọc xỉ phải đình lại - Khi ổn định mới tiếp tục chọc xỉ. * Trƣớc khi khởi động máy nghiền các lá chắn gió nóng trên đƣờng vào máy nghiền phải đóng kín - cần kiểm tra song song với việc đốt lò để phòng lá chắn bị hở, gió nóng vào máy nghiền gây giãn nở các thiết bị không đều hoặc cháy bằng than nguyên. 2.5.3 Dừng hệ thống chế biến than. * Lò ngừng lâu sửa chữa theo kế hoạch phải đốt hết than nguyên, than bột trong kho - trƣớc khi nhận đƣợc lệnh phải báo trƣởng ca ngừng cấp than nguyên vào kho. 26
  31. * Khi hết than trên bằng than nguyên phải gõ đập phễu sắt cho đến khi than nguyên xuống hết ngừng máy cấp than nguyên. * Khi ngừng máy cấp than nguyên - đồng thời gió nóng vào máy nghiền đóng hết đầu hút quạt máy nghiền, để máy nghiền chạy 5 ÷ 8 phút rút hết than trong thùng nghiền thì ngừng máy nghiền. * Đóng van gió nóng vào máy nghiền, đóng van tải tuần hoàn và máy nghiền. * Quạt máy nghiền chạy thông gió 3 ÷5 phút sau thì ngừng - đóng van đầu đẩy và đầu hút quạt máy nghiền. * Mở van gió phụ để cấp gió cho lò và làm mát vòi phun - mở van gió lạnh để làm mát máy nghiền. * Sau khi ngừng máy nghiền 15 phút báo trực máy nghiền đóng dấu và nƣớc làm mát vào máy nghiền (nếu ngừng máy nghiền dự phòng lò đang vận hành thì không cần). * Ghi chép nhật ký những thiết bị không bình thƣờng trong khi vận hành để sửa chữa trong khi ngừng. 2.5.4. Các sự cố thƣờng gặp ở máy nghiền và biện pháp xử lý. 2.5.4.1.Hiện tƣợng rung động - động cơ điện. *Nguyên nhân: - Động cơ điện bị hƣ hỏng (thuộc phần điện ) - Qúa tải khi khởi động do bi và than trong thùng nghiền nhiều. - Gối trục động cơ hỏng, ổ bi bị đơ. *Xử lý: - Gọi điện đến kiểm tra phần điện động cơ. - Kiểm tra xác định nếu hỏng gối trục hoặc bị dơ ổ bi không thể vận hành đƣợc nữa, báo cáo cấp trên để có phƣơng án giải quyết. 2.5.4.2. Hiện tƣợng va đập trong thân thùng nghiền. Có tiếng va đập lớn khác thƣờng có thể do những miếng kim loại lớn lẫn trong than vào hoặc các tấm lƣợn sóng bị tuột, cần xác định cụ thể - xin ngừng máy nghiền để kiểm tra khắc phục ngay. 27
  32. 2.5.4.3. Hộp giảm tốc nóng, các gối đỡ bị nóng quá. * Nguyên nhân: do dầu xấu, mất nƣớc làm mát, do mất dầu (vòng vớt dầu bị gãy hoặc méo không làm việc ). *Xử lý: kiểm tra chất lƣợng dầu, nƣớc làm mát - nếu dầu bẩn cần phải thay - có thể xin ngừng máy nghiền hoặc để vừa vận hành vừa thay dầu song cần lƣu ý chuẩn bị lƣợng dầu cần thiết phối hợp sao cho lƣợng bổ sung vào và lƣợng xả ra phải phù hợp. 2.5.4.4. Giảm tốc, bánh chủ bị rung. *Kiểm tra các bu lông bắt các xát xi, nắp giảm tốc nếu lỏng cho xiết lại. * Nếu không hết rung có thể xin ngừng máy nghiền kiểm tra các mối nối vành răng lớn, các bu lông nối trục. Nếu cần kiểm tra lại căn tâm liên tục. 2.5.4.5. Than bị rơi vãi ra ngoài. Do phớt chèn than đầu vào, ra bị mòn, tuột, thủng, do để đẩy than trong thùng nghiền. Các ống dẫn than vào hoặc ra, tuột hoặc lỏng các bu lông thân thùng nghiền báo cáo trƣởng kíp cho sửa chữa khắc phục. 2.5.4.6. Rung động các ống dẫn than vào hoặc ra. Do khe hở giữa thùng nghiền và các ống dẫn nhỏ gây va chạm, do các giá đỡ, giá treo hƣ hỏng, do bi bé bị hút ra ngoài vƣớng vào các khe hở giữa ống dầu và thùng nghiền - cần báo cáo kíp trƣởng tìm biện pháp khắc phục. 2.5.4.7. Dầu xuống các gối trục chính không đều có thể do tắc lƣới lọc hoặc ống dẫn bị lọt khí: cần xử lý ngay bằng cách vệ sinh lƣới lọc và xả khí. 2.5.5. Đối với các quạt. 2 5.5.1. Quạt bị chấn động mạnh quá mức quy định *Nguyên nhân: - Rô to bị mất cân bằng, trục bị cong. - Sai số về căn tâm lớn. - Rôto động cơ bị lệch - Va chạm giữa phần động và phần tĩnh. - Bu lông bắt chân móng quạt và động cơ bị long. - Cánh động quạt bị mòn không đều. 28
  33. - Độ mở đầu hút bị lệch - trở lực hai bên không đều nhau. - Quạt làm việc bị quá tải. 2.5.5.2. Nhiệt độ gối trục nóng quá. * Nguyên nhân: - Phẩm chất dầu mỡ xấu, thiếu dầu, thiếu mỡ. - Vòng vớt dầu mỏng. - Thiếu nƣớc làm mát. - Do vòng bi hỏng hoặc gối đỡ hƣ hỏng. 2.5.5.3. Động cơ điện nóng quá. * Nguyên nhân: - Do động cơ làm việc quá tải. - Cánh quạt mát bị hỏng. - Do cách điện và chất lƣợng động cơ sau sửa chữa xấu. - Ổ bi động cơ thiếu mỡ hoặc mỡ không đúng phẩm chất. *Xử lý: những hiện tƣợng không bình thƣờng nêu trên khi thấy chƣa ảnh hƣởng nghiêm trọng, các thông số không vƣợt quá trị số cho phép thì vẫn để các quạt làm việc đồng thời phải tiến hành ngay các biện pháp xử lý sau: - Báo cáo cho lò trƣởng và trƣởng kíp biết - Xác định đúng đắn các nguyên nhân gây ra để xử lý. Ví dụ: Thiếu dầu cần bổ sung, lỏng bu lông cần xiết lại, thiếu nƣớc làm mát phải tìm cách mở thêm. - Nếu dầu bẩn phải thay, song cần chú ý chuẩn bị lƣợng dầu sạch cần thiết - lƣợng bổ xung vào và lƣợng ra phải phù hợp. - Động cơ nóng cần gọi điện đến kiểm tra 2.5.6. Đề phòng sự cố. * Khi vận hành phải thƣờng xuyên kiểm tra tình trạng làm việc của thiết bị - bảo đảm các chế độ dâu mỡ, nƣớc làm mát đầy đủ - đúng phẩm chất. Theo dõi nhiệt độ, độ rung, các thiết bị điều chỉnh lá chắn phải đồng đều. * Khi sửa chữa phải tham gia nghiệm thu các thiết bị. Khi đƣa vào làm việc phải đảm bảo chất lƣợng. 29
  34. * Các thiết bị dự phòng phải đƣợc chạy thử định kỳ. Khi chạy thử cần kiểm tra các thông số kỹ thuật ghi chép sổ sách nhật ký chính xác trung thực để theo dõi. 2.6. QUY TRÌNH VẬN HÀNH HỆ THỐNG MÁY NGHIỀN. Quy trình dùng cho các nhân viên trông coi và những ngƣời làm công tác sửa chữa, quản lý thiết bị.  Những ngƣời cần phải hiểu về nắm chắc quy trình này:  Nhân viên trông coi máy nghiền.  Lò trƣởng, lò phó và trƣởng kíp.  Cán bộ quản lý phân xƣởng lò. 2.6.1. Khởi động máy nghiền. * Khi nhận đƣợc tín hiệu của ngƣời trực máy nghiền mọi sự chuẩn bị đã tốt, hệ thống chế biến than đã sẵn sàng, đƣợc lệnh của lò trƣởng hoặc trƣởng kíp thì tiến hành nhƣ sau: * Báo cho trƣởng ca biết: -Chạy quạt máy nghiền - kiếm tra sự làm việc của quạt. - Mở 100% van tải tuần hoàn. - Mở 50% van đầu đẩy - đóng van gió phụ cấp 3. - Mở 5 10% lá chắn đầu hút quạt máy nghiền. - Mở van tổng gió vào máy nghiền và 10 15% van gió nóng vào máy nghiền. * Khởi động máy nghiền: khi máy nghiền đã chạy ổn định vòng quay tiến hành kiểm tra sự làm việc của máy nghiền theo quy trình vận hành.Nếu lò đốt bình thƣờng thì sấy hệ thống trong 3 5 phút. Nếu là lò mới đốt thì sấy hệ thống trong 5÷10 phút. * Dùng lá chắn đầu hút, đầu đẩy và lá chắn tái tuần hoàn để điều chỉnh sức hút trƣớc quạt máy nghiền sao cho áp lực gió nóng vào máy nghiền đạt từ 3 10 mm H2O, lƣu ý cƣờng độ máy nghiền không quá 12 (A). * Khi nhiệt độ ra khỏi máy nghiền đạt 100°C tiến hành chạy máy cấp than nguyên. Nếu là mới khởi động nhiệt độ không khí còn thấp để đảm bảo nhiệt độ đầu ra và máy nghiền chạy không tải phải giảm lớp than nguyên hoặc 30
  35. chạy định kỳ (không để máy nghiền chạy không tải quá 10 phút). * Khi hệ thống đã làm việc ổn định: tiến hành cho kiểm tra toàn bộ sự làm việc của các khóa khí, lƣới lọc độ mở phân ly v.v luôn giữ nhiệt độ ra khỏi máy nghiền đạt 100 ÷ 110°C. Hiệu áp máy nghiền 120 ÷ 130 mmH2O, cƣờng độ máy nghiền 42 ÷44 % Ampe. Cƣờng độ quạt từ 12 ÷12,5 Ampe. Sức hút trƣớc quạt máy nghiền đạt 560 580H2O - áp lực gió nóng vào máy nghiền 5÷ 10 mmH2O. * Báo trƣởng ca cho trực nhật hóa lấy mẫu phân tích thành phần than nguyên và than bột, đối với than bột phải đạt các trị số sau: R90 = 6 ÷ 8 % Wp < 0,5 % * Việc điều chỉnh lá chắn phân ly than thô phụ thuộc vào kết quả thí nghiệm năng suất của máy nghiền và độ mịn than bột, song ít nhất mỗi ca phải lấy mẫu phân tích 1 lần, lò trƣởng cần nắm và ghi lại kết quả để theo dõi. * Thƣờng xuyên kiểm tra chế độ của hệ thống chế biến than quan sát các thông số của lò và của hệ thống nhƣ áp lực hơi, nhiệt độ hơi mới, cƣờng độ quạt máy nghiền, cƣờng độ máy nghiền, sự va đập bi trong thùng nghiền để phán đoán và xử lý những hiện tƣợng không bình thƣờng của hệ thống nhƣ: tắc khóa khí, lọt gió, đầy than trong thùng nghiền đảm bảo cho hệ thống làm việc an toàn, kinh tế và đồng bộ. 2.6.2.Phần vận hành than nguyên và than bột * Khi lò đã hòa vào đƣờng hơi chung (hoặc đã mang công suất) và chạy hệ thống nghiền than. Ngƣời trực nhật phải kiểm tra xem băng có bị lệch không, điều chỉnh lƣợng than nguyên bảo đảm xuống liên tục và theo chế độ đốt cháy của lò. * Kiểm tra sự làm việc của các khóa khí, lƣới lọc than bột - nếu khóa khí làm việc tốt đóng kín mở hết nhẹ nhàng và đều đặn. * Độ mở phân li than thô sẽ xác định qua việc lấy mẫu song phải theo dõi kết quả trong tiêu chuẩn: * R90 = 6 ÷ 8%. 31
  36. * Độ ẩm Wp < 0,5%. * Theo dõi hiệu áp máy nghiền và nhiệt độ ra khỏi thùng nghiền để điều chỉnh năng suất của máy nghiền. Nhiệt độ ra không quá 110°C. * Định kỳ kiểm tra than bột trong kho, báo cho lò trƣởng biết để quyết định việc ngừng hay chạy máy nghiền. * Thƣờng xuyên kiểm tra để phòng than tắc trên kho hoặc kẹt đá gây gián đoạn cấp than ảnh hƣởng đến chế độ máy. * Đảm bảo tính an toàn đồng bộ của thiết bị cùng với các chức năng khác duy trì ổn định sự làm việc của dây chuyền sản xuất. 2.6.3. Kiểm tra chạy thử máy nghiền. Máy nghiền sau lắp ráp hoặc sau đại tu cần kiểm tra nhƣ sau (cùng ban nghiệm thu hoặc cán bộ phân xƣởng). Các bu lông bệ móng, xát xi bánh chủ, giảm tốc, mối nối các bánh răng, thân thùng nghiền v.v phải bắt chặt. * Các gối trục động cơ, thùng nghiền, giảm tốc phải đƣợc bổ sung dầu mỡ đầy đủ, đúng chủng loại. * Quay thùng nghiền bằng tời hoặc động cơ phụ để kiểm tra xem có tạp vật gì vƣớng kẹt hay không. * Tháo nối trục giữa giảm tốc và động cơ, giảm tốc với bánh chủ - quay giảm tốc xem có nhẹ nhàng không. * Kiểm tra phần điện: Kiểm tra động cơ đã hoàn chỉnh chƣa. Tiếp địa động cơ, đầu cáp nút sự cố có bảo vệ chắc chắn hay không. * Cho chạy thử động cơ xem chiều quay, độ rung, hiện tƣợng di trục và các vấn đề khác nếu không tốt phải hoàn chỉnh sửa chữa ngay. 2.6.4. Chạy thử các quạt. * Sau khi lắp ráp, sau đại tu công tác kiếm tra cần tiến hành nhƣ sau: - Cùng các bên có liên quan xem lại các hồ sơ, số liệu, tiêu chuẩn lắp ráp các chi tiết. - Kiểm tra bên ngoài các thiết bị phải lắp đầy đủ nhƣ Thiết kế - chắc chắn: cầu thang, sàn, lan can, giá đỡ, vỏ bảo vệ, đƣờng nƣớc vào ra làm mát 32
  37. .xung quanh sạch sẽ. - Mở cửa kiểm tra bên trong phải sạch. Khe hở giữa bánh động và bánh tĩnh phải nằm trong tiêu chuẩn - quay nhẹ nhàng. - Các lá chắn phải đóng kín, mở hết nhẹ nhàng. Bộ truyền động phải chắc chắn. * Kiểm tra dầu mỡ các gối trục - bảo đảm dầu mỡ phải đủ sạch - kính xem dầu rõ ràng có vạch chỉ dẫn mức dầu cao, thấp và trung bình. * Phần bảo ôn, cửa kiểm tra, cửa chui ngƣời phải đƣợc hoàn chỉnh chắcchắn. * Động cơ điện phải đƣợc kiểm tra cách điện, tiếp địa, có nút sự cố ở nơi thuận tiện có lắp bảo vệ - phải có che chắn đầu cáp đề phòng nƣớc bắn vào v.v * Chạy thử riêng động cơ - xác định chiều quay - kiểm tra độ rung, nhiệt độ gối trục - thử nút sự cố xem có ngừng đƣợc không. * Thử động cơ tốt - xin ngừng cắt điện - nối trục xin chạy có tải. * Trƣớc khi chạy các quạt cần phải chú ý những điểm sau: -Không có ngƣời làm việc trong buồng lửa, bộ khử tro ƣớt. -Phải đóng dầu hút trƣớc khi chạy. -Nếu đầu đẩy có lá chắn phải cho tháo ra trƣớc khi chạy thử. * Khởi động các quạt lò trƣởng tiến hành tại bảng điều khiển - ngƣời trông coi phải có mặt tại chỗ trƣớc khi khởi động. * Sau khi khởi động số vòng quay đạt bình thƣờng tiến hành kiểm tra độ rung, vađập - nếu có va đập lớn phải ngừng ngay để tiến hành sửa chữa. * Nếu quạt chạy tốt - chờ mở từ từ lá chắn để quạt mang tải đến mức cần thiết (lò trƣởng theo dõi không để cƣờng độ quá vạch đỏ). * Lực lƣợng vận hành cùng sữa chữa kết hợp theo dõi trong quá trình chạy thử dƣới sự chỉ đạo của phân xƣởng. Thời gian tối thiểu để kết luận chất lƣợng sửa chữa (lắp ráp) từ 4 5 tiếng. * Trong thời gian trên cần kiểm tra độ rung (bằng đồng hồ) so các gối đỡ, nhiệt độ các gối đỡ và ổ bi - nếu cần kiểm tra cả áp lực đẩy và hút của quạt. Trong điều kiện thời tiết bình thƣờng nhiệt độ vỏ ngoài của ổ bi không đƣợc 33
  38. vƣợt quá 70°C. Nhiệt độ các gối đỡ trƣợt không quá 69°C. * Kết thúc việc chạy thử cùng các bên liên quan nhận xét đánh giá chất lƣợng ghi vào biên bản và hồ sơ đểtheo dõi. 2.7. SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ TRANG BỊ ĐIỆN CHO MÁY NGHIỀN Máy nghiền là một thiết bị quan trọng trong quá trình sản xuất điện.Vì vậy để máy nghiền hoạt động đƣợc tốt, cho năng suất cao, đáp ứng đƣợc chất lƣợng than mịn nhƣ mong muốn.Ngoài việc thiết kế một máy nghiền đảm bảo các điều kiện kỹ thuật thì cũng cần quan tâm đến điều kiện để vận hành máy nghiền đƣợc tốt. 34
  39. 2.7.1. Chức năng các phần tử trong sơ đồ 35
  40. Hình 2.6: Sơ đồ trang bị điện cho máy nghiền 36
  41. IIIY: Thanh cái 220V cấp nguồn điều khiển AB2: Áptômát bảo vệ cho mạch. SQ: Tiếp điểm của rơ le trong sơ đồ chuyển động phụ máy nghiền. KLP, KLL1: Tiếp điểm của rơle ở sơ đồ trạm dầu nhờn. PKB: Rơle chỉ huy đóng PK0: Rơle chỉ huy ngắt. KT1: Rơ le thời gian báo tín hiệu chuấn bị đóng. KL11: Rơ le trung gian đóng cho bộ tín hiệu. HP: Còi báo khi máy nghiền hoạt động. HLW: Đèn báo khi máy nghiền hoạt động. M2: Tiếp điểm của rơle trong sơ đồ quạt mát máy nghiền. P O: Rơle báo vị trí cắt của máy cắt. PБM: Rơle chống lặp lại. B: Cuộn đóng. 0: Cuộn điện từ. БKП: Rơle lên dây cót. P B: Rơle đầu ra của bảo vệ dòng điện PП2: Rơle bảo vệ điện áp thấp phía 6kV. P1: Rơle đầu ra của bảo vệ kích từ BI: Khóa chuyển mạch chọn chế độ kích thích điều khiển máy nghiền B2: Áptômát cấp nguồn. B4: Áptômát điều khiển kích từ. B6: Áptômát cấp nguồn lực cho tủ kích từ. KHI: Rơle tín hiệu cắt sự cố kích thích máy nghiền. KH2: Rơle mạch liên động quạt mát truyền động phụ máy nghiền. KH4: Rơle con bài tín hiệu khi áp lực dầu bôi trơn giảm. KL1: Rơle trung gian đầu ra của bảo vệ công nghệ. PY1: Rơle tín hiệu cắt nhanh tác động (dòng). PY2: Rơle tín hiệu bảo vệ quá tải. PY4: Rơle tín hiệu bảo vệ chạm đất. 39
  42. PB: Rơle thời gian bảo vệ quá tải PT3: Nguồn nuôi của bảo vệ chạm đất một pha. ЩM: Thanh cái 220V cấp nguồn cho sự cố. KLP: Rơle trung gian cho phép đóng động cơ khi điều khiển KB1: Rơle lặp lại vị trí đóng máy cắt 6kV. HGW: Đèn tín hiệu báo khi có sự cố (đóng). HLG: Đèn tín hiệu báo khi hết sự cố (cắt). KQ11: Rơle định vị trí đóng máy cắt 6kV (hai vị trí). P2: Rơle cấp nguồn cho phần điều khiển Thyristor. P3: Rơle lặp lại vị trí cắt máy cắt. P4: Rơle dòng khởi động. P5: Rơle lặp lại khi có dòng kích thích. M1: Động cơ lên dây cót. KQ1: Rơle trung gian hai vị trí. KL11, KLP: Rơle trung gian. P8, P9: Rơle dòng điện. 2.7.2. Hoạt động của sơ đồ trang bị điện máy nghiền. Thanh cái ЩY cấp nguồn một chiều 220V điều khiển cho mạch.Nguồn này đi qua áptômát AB2 tới khóa SA.Từ khóa SA nguồn cấp tới cuộn hút của hai rơle PKB và PKO.Hai cuộn hút này có điện làm cho các tiếp điểm thƣờng đóng của nó mở ra và tiếp điểm thƣờng mở đóng lại.Trƣớc đó khóa SQ của sơ đồ truyền động phụ máy nghiền có điện và tiếp điểm KLP, KL11 ở sơ đồ trạm dầu nhờn đã đƣợc đóng lại, sẽ đi tới cuộn hút của rơ le thời gian KT1.Cuộn hút KT1 có điện sau khoảng thời gian báo tín hiệu chuẩn bị đóng, làm cho tiếp điểm thƣờng mở đóng lại và tiếp điểm thƣờng đóng mở ra. Ở đây mạch kiểm tra nhiệt độ ở các ổ đỡ bánh răng máy nghiền. Cuộn hút của rơ le trung gian đóng cho bộ tín hiệu KL11 có điện, làm cho tiếp điểm của nó đóng lại và còi báo HP phát ra, đèn KLW sáng lên báo máy nghiền đã hoạt động. Khóa chuyển mạch B1 có điện cấp nguồn cho mạch kích thích của máy nghiền, trƣớc đó tiếp điểm M2 ở sơ đồ quạt mát máy nghiền đã đƣợc đóng lại 40
  43. cấp điện cho máy cắt 6kV, lúc đó động cơ lên dây cót MI đƣợc hoạt động làm cho lò xo căng lên trong quá trình đóng máy cắt.Các cuộn hút của rơ le lặp lại vị trí đóng máy cắt KB1 và rơ le định vị trí đóng máy cắt KQ11 sẽ tác động. Máy cắt hoạt động đƣợc khi một trong các tiếp điểm của rơ le bảo vệ dòng PП1, rơ le bảo vệ điện áp thấp P 2, rơ le bảo vệ công nghệ KL1 (bảo vệ mức dầu bôi trơn, bảo vệ áp lực và nhiệt độ các ổ đỡ ) Khóa BI có điện sẽ chọn chế độ kích thích điều khiển máy nghiền, khi mạch kích thích vào hoạt động thì các điều kiện nhƣ: Cuộn hút của động cơ quạt tải bột KB1, truyền động phụ máy nghiền SQ đƣợc đƣa vào. Cuộn hút của rơ le KL1 làm nhiệm vụ kiểm tra đầu ra của bảo vệ công nghệ nhƣ: KHI báo tín hiệu cắt sự cố kích thích máy nghiền, KH2 rơ le mạch liên động quạt mát truyền động phụ của máy nghiền, KH4 báo tín hiệu khi áp lực dầu bôi trơn giảm. Các tiếp điểm KLP sẽ cắt ra khi áp lực ổ đỡ giảm, KL3 báo áp lực dầu giảm, KLL2 báo mức dầu thấp ở hố. Cuộn hút của rơ le KH3 sẽ kiểm tra nhiệt độ ở các gối đỡ của bánh răng máy nghiền, kiểm tra nhiệt độ ở các gối đỡ của động cơ máy nghiền, kiểm tra dòng chảy của bộ phận ly xiclon. Khi máy nghiền vào hoạt động thì các rơ le dòng của bảo vệ cắt nhanh PY1, rơ le đầu ra của bảo vệ dòng PП1, rơ le bảo vệ quá tải động cơ PY2 tác động. Khi ngắn mạch một pha chạm đất thì cuộn PT3 tác động cắt mạch ra khỏi nguồn. Thanh cái ЩM là thanh cái nhấp nháy cấp nguồn 220V.Khi sảy ra sự cố máy nghiền thì nguồn đƣợc cấp nhờ thanh cái này.Khi đó đèn HGW sẽ nhấp nháy báo tín hiệu máy nghiền bị sự cố để cho ngƣời vận hành biết.Khi máy nghiền đƣợc hoạt động bình thƣờng thì đèn HLG sẽ đƣợc đƣa vào, còn đèn HGW sẽ bị cắt ra.Máy nghiền trƣớc khi vào hoạt động rơ le KLP sẽ kiểm tra áp lực dầu trƣớc và sau máy nghiền. 41
  44. Chƣơng 3. ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP ĐỂ NÂNG CAO KHẢ NĂNG TỰ ĐỘNG HÓA HỆ THỐNG MÁY NGHIỀN THAN 3.1. ĐẶT VẤN ĐỀ Trƣớc đây, các hệ thống truyền động điện có yêu cầu cao về chất lƣợng điều chỉnh tốc độ động cơ thƣờng dùng động cơ điện một chiều. Hiện nay, với khả năng thiết kế các bộ điều khiển hiện đại, nhờ cải tiến, ứng dụng không ngừng các bộ biến đổi bán dẫn công suất lớn, động cơ xoay chiều đã trở thành đối tƣợng điều khiển có nhiều ƣu thế hơn so với động cơ một chiều. Động cơ không đồng bộ là loại máy điện quay đƣợc dùng phổ biến nhất trong kỹ thuật truyền động điện do có ƣu điểm là khả năng quá tải về mômen lớn, có thể làm việc ở tốc độ rất thấp hoặc cao, đặc biệt động cơ không đồng bộ roto lồng sóc có kết cấu đơn giản, phần quay không có yêu cầu về cách điện và có thể làm việc ở cả môi trƣờng có hoạt tính cao hoặc trong nƣớc. Tốc độ động cơ không đồng bộ đƣợc điều chỉnh bằng các bộ biến tần bán dẫn đã và đang đƣợc hoàn thiện có khả năng cạnh tranh lớn với các hệ truyền động điện một chiều, nhất là ở vùng công suất truyền động lớn hoặc tốc độ làm việc cao. 3.2. CÁC GIẢI PHÁP  Sử dụng động cơ đồng bộ.  Sử dụng động cơ dị bộ. 3.3. SỬ DỤNG ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ. 3.3.1. Khái niệm về máy điện đồng bộ. Máy điện đồng bộ là loại máy điện xoay chiều 3 pha có tốc độ quay của rôto bằng tốc độ của từ trƣờng quay. Hầu hết các máy điện đồng bộ làm việc nhƣ máy phát có tần số 50Hz hoặc 60Hz. Máy điện đồng bộ cũng có thể làm việc nhƣ động cơ công suất lớn. Máy điện đồng bộ còn đƣợc dùng làm máy bù 42
  45. đồng bộ nhằm cải thiện hệ số công suất của lƣới điện một nhà máy hay một xí nghiệp. 3.3.2. Cấu tạo Căn cứ vào chức năng, máy điện đồng bộ có thể chia thành phần tĩnh (Stato), phần cảm (Rôto). Về nguyên tắc Statocó thể là phần ứng, cũng có thể là phần cảm, rôto cũng có thể là phần cảm và phần ứng. Tuy nhiên nếu phần ứng ở rôto thì phải lấy dòng điện xoay chiều ra qua vành trƣợt nên gặp khó khăn trong việc giải quyết tia lửa điện. Vì vậy phần ứng đặt ở rôto chỉ có ở những máy công suất nhỏ hoặc một pha. Các máy còn lại rôto làm nhiệm vụ phần cảm. Cấu tạo phần tĩnh ( Stato ). Nếu phần cảm nằm ở Stato thì lá thép có dạng ( hình 3.1 ), cuộn dây kích từ đƣợc quấn quanh trục cực Hình 3.1: Lõi thép phần cảm ở stato Nếu Stato là phần ứng thì cấu tạo lá thép giống nhƣ lá thép stato của máy điện dị bộ. Ngoài mạch từ là vỏ bằng gang, cấu tạo của máy đồng bộ lúc này giống nhƣ máy điện dị bộ, tuy nhiên vỏ không có các gân tản nhiệt. Nếu rôto là phần cảm thì chia làm hai loại: - Rôto cực ẩn: Lõi thép là một khối thép rèn hình trụ, mặt ngoài phay thành các rãnh đặt cuộn dây kích từ. Cực từ của rôto của máy cực ẩn không lộ ra rõ rệt. Cuộn dây kích từ đặt đều trên 2/3 chu vi rôto. Với cấu tạo nhƣ trên rôto cực ẩn có độ bền cơ học rất cao, dây quấn kích từ cũng rất vững chắc. Do đó các loại máy đồng bộ có tốc độ 43
  46. từ 1500 v/p trở lên đều đƣợc chế tạo với rôto cực ẩn, mặc dù chế tạo phức tạp và khó khăn hơn rôto cực hiện. Rôto cực hiện: Lõi thép gồm những lá thép kỹ thuật điện ghép lại với nhau, các cực từ hiện ra rõ rệt ( hình 3.2). Phía ngoài cực từ là mỏm cực có tác dụng làm cho cƣờng độ từ cảm phân bố dọc theo stato rất gần hình sin. Dây quấn kích từ quấn trên các cực từ hình thành cuộn dây kích từ, hai đầu cuộn dây kích từ nối với vành trƣợt qua hai chổi than tới nguồn điện một chiều bên ngoài. Những máy đồng bộ có tốc độ nhỏ hơn 1000 v/p rôto thƣờng là loại cực lồi Hình 3.2: Rôto cực hiện Vỏ các máy đồng bộ có gắn bảng định mức chứa các thông số sau: - Điện áp định mức ( V, KV ); Dòng định mức ( A, Ka ). - Tần số định mức ( Hz ). - Hệ số công suất định mức cosφdm. - Dòng kích từ định mức . - Điện áp kích từ định mức. - Công suất định mức ( VA, kVA ); - Vòng quay định mức ( v/p ). 3.3.3. Nguyên lý hoạt động của động cơ đồng bộ. Xét động cơ đồng bộ 3 pha cuộn dây phần ứng đặt ở stato còn cuộn dây kích từ đặt ở rồto, cuộn kích từ đƣợc nối với nguồn kích từ (dòng một chiều) qua hệ thống chổi than. Để nhận đƣợc điện áp 3 pha trên chu vi stato ta đặt ba cuộn dây cách nhau 120° và đƣợc nối sao (có thể tam giác). Dòng một chiều tạo ra từ trƣờng không đối.Bây giờ ta gắn vào trục rôto một động cơ lai và quay với tốc độ n, ta đƣợc một từ trƣờng quay tròn có từ thông chính Φ khép kín qua rôto, cực từ và lõi 44
  47. thép stato. Từ thông của cuộn từ trƣờng quay cắt thanh dẫn phần ứng, làm xuất hiện trong 3 cuộn dây 3 sức điện động: eA = Em.sin ωt eB = Em.sin (ωt - 2П/3) eA = Em.sin (ωt + 2П/3) Trong đó tần số biến thiên của các sđđ biểu diễn bằng = 2 f. Nếu cặp cực là p thì tần số biến thiên f của dòng điện sẽ là: np f Hz (3.1) 60 ta nhận thấy tần số biến thiên của dòng điện phụ thuộc vào tốc độ quay của roto và số đôi cực. Nếu bây giờ ta tải 3 pha của máy điện bằng tải đối xứng, ta có dòng ba pha đối xứng. Theo nguyên lý tạo từ trƣờng quay nên trong máy phát đồng bộ lúc này cũng xuất hiện từ trƣờng mà tốc độ xác định bằng biểu thức: 60 f n (3.2) tt p Thay (3.l) vào ( 3.2 ) ta có n = ntt. Nhƣ vậy ở máy đồng bộ tốc độ quay của roto và tốc độ quay của từ trƣờng là bằng nhau hai từ này ở trạng thái nghỉ với nhau. 3.3.4. Khởi động động cơ đồng bộ. Để thuận tiện cho việc nghiên cứu khởi động động cơ đồng bộ, ta xét một máy điện đồng bộ không có một thiết bị phụ đặc biệt nào.Cuộn kích từ đƣợc nối với nguồn một chiều, còn cuộn phần ứng đƣợc nối vào lƣới điện 3pha tạo ra từ 60 f trƣờng quay với tốc độ n .Điều kiện này ở trong máyđồng bộ xuất hiện tt p mômen biến đổi. 45
  48. Hình 3.3: Mômen máy đồng bộ khi rôto không quay. Chu kỳ biến đổi của mômen đƣợc xác định: 1 60 1 TM (3.3) f M p(ntt n) f ntt n ntt Trong đó: n - tốc độ tức thời của rôto. Dấu “ - ” khi nó quay thuận, dấu “ + ” khi nó quay ngƣợc. Khi n = 0 thì fM = f1 = 50Hz, một mômen biến đổi với tần số nhƣ vậy thì do roto có quán tính lớn sẽ không chuyển động. Có thể nói gọn lại là máy điện đồng bộ không có mômen khởi động (Mtb= 0). Do đó ta phải tìm cách khởi động động cơ đồng bộ. 3.3.4.1.Khởi động bằng máy ngoài. Thực chất quá trình này là đồng bộ quá hay tự đồng bộ. Ta dùng một máy lai ngoài (dùng động cơ dị bộ hoặc động cơ một chiều) quay roto động cơ đồng bộ tới tốc độ cần thiết để hòa vào lƣới. Phƣơng pháp này có nhƣợc điểm là cần dùng động cơ ngoài nên rất tốn kém vì vậy ít đƣợc dùng. 3.3.4.2. Phƣơng pháp khởi động dị bộ. Đây là phƣơng pháp giống nhƣ khởi động động cơ dị bộ.Để thực hiện đƣợc phƣơng pháp này ngƣời ta đặt ở mặt cực một cuôn dây ngắn mạch làm bằng các thanh đồng, giống nhƣ cuộn dây của máy điện không đồng bộ roto ngắn mạch. Nếu bỏ qua cuộn kích từ thì khi nối cuộn dây ba pha vào lƣới sẽ có dòng ba pha chạy vào và tạo ra từ trƣờng quay làm roto quay nhƣ máy điện dị bộ. Khi đã đạt đƣợc tốc độ nhất định nếu ta cấp dòng kích từ cho cuộn kích từ thì giữa từ trƣờng một chiều và từ trƣờng quay sẽ tác động lên nhau và tạo ra mômen có biên độ tăng dần. 46
  49. Chu kỳ TM của mômen sinh ra trong máy đồng bộ có thể giúp cho roto tăng tốc để bƣớc vào đồng bộ. Cuộn dây khởi động của máy có thể là bản thân các lá thép cực từ với kích thƣớc nhất định, khi từ trƣờng biến thiên trong nó sẽ xuất hiện dòng xoáy và tạo nên mômen đủ lớn để khởi động máy.Để giảm dòng khởi động ngƣời ta sử dụng các phƣơng pháp nhƣ ở máy dị bộ. Lúc này chúng ta bỏ qua cuộn kích từ. Nếu cuộn kích từ hở mạch thì ở thời kỳ đầu của quá trình khởi động, từ trƣờng quay do stato tạo ra sẽ quay so với roto một tốc độ rất lớn ( ntt - n = sntt) sẽ cảm ứng trong cuộn kích từ hở một sđđ có giá trị rất lớn gây nguy hiểm cách điện cuộn kích từ và cho ngƣời vận hành. Để tránh hiện tƣợng quá điện áp ta nối cuộn dây qua một điện trở thích hợp.Việc nối điện trở này lại tạo ra một hiện tƣợng khác gọi là hiện Gorgesa. Bản chất của hiện tƣợng này nhƣ sau: Từ trƣờng quay của stato làm xuất hiện dòng xoay chiều ở mạch kích từ có tần số: p(n n) f tt f s (3.4) 2 60 1 Dòng biến đổi này tạo ra một từ trƣờng biến đổi mà theonguyên tắc ta có thể tách ra làm hai từ trƣờng bằng nhau có cùng tốc độ nhƣng chiều quay ngƣợc nhau. Một từ trƣờng quay có chiều quay cùng chiều roto còn từ trƣờng kia ngƣợc chiều. Tốc độ của hai từ trƣờng này so với roto nhƣ sau: - Từ trƣờng quay cùng chiều roto: 60 f n 2 (3.5) 2q p - Từ trƣờng ngƣợc: 60 f n' 2 (3.6) 2q p Và so với stato . - Từ trƣờng quay thuận: nqs = n + n2q = ntt (3.7) 47
  50. - Từ trƣờng quay ngƣợc: ' ' nqs n n2q n ntt n 2n ntt (3.8) Ta thấy từ trƣờng thuận có tốc độ so với stato không đổi, vậy nó tạo ra mômen dị bộ có tác động lên roto theo chiều của mômen do cuộn khởi động tạo ra. Từ công thức ta thấy n’qs phụ thuộc vào tốc độ quay của roto, nó có giátrị và n hƣớng thay đổi. Qua phân tích thấy rằng: ở phạm vi 0 hƣớng quay của từ trƣờng ngƣợc so với stato sẽ ngƣợc vớitrƣờng hợp n 0, khi n> thì Mq’s < 0. Hình 3.4. Đặc tính mômen khi khởi động động cơ bằng phƣơng pháp dị bộ a) Mạch kích từ bị nối tắt; b) Mạch kích từ nối qua một điện trở Đặc tính khởi động sẽ là tổng mômen ấy, từ đồ thị ta thấy đặc tính khởi động có vùng yên ngựa.Nếu vùng yêu ngựa lớn (do dòng xoay chiều cuộn kích 48
  51. từ lớn) thì có thể xảy ra hiện tƣợng mômen khởi động nhỏ hơn mô men cản, khởi động không thành công. Để giảm sự tác động của từ trƣờng ngƣợc, ta đƣa vào cuộn kích từ một điện trở phụ có giá trị khoảng 10 lần giá trị điện trở mạch kích từ: Rp ≈ 10 Rkt. Nếu chọn Rp lớn quá sẽ gây xuyên thủng cách điện, còn nếu chọn Rp nhỏ quá thì không giảm đƣợc hiện tƣợng Gorgesa, gây dừng máy không khởi động đƣợc. Nắm đƣợc tính chất này của máy đồng bộ sẽ có lợi cho trƣờng hợp động cơ dị bộ ba pha dây quấn bị đứt một pha ở roto. Khi động cơ dị bộ ba pha dây quấn đứt một pha ở roto có hiện tƣợng giống nhƣ trƣờng hợp vừa xét Hình 3.5:Sơ đồ nối dây khởi động động cơ KĐB bằng phƣơng pháp dị bộ. 3.3.4.3. Khởi động bằng phƣơng pháp tần số. Nấu ta cấp cho stato một nguồn điện có khả năng điều chỉnh tần số, khi tăng dần tần số nguồn điện cung cấp từ 0 đến tần số đồng bộ, nếu mạch kích từ của động cơ đồng bộ đƣợc cấp dòng thì cùng với tăng tần số nguồn cung cấp, tốc độ động cơ cũng tăng đến khi đạt tốc độ đồng bộ ta nối động cơ vào lƣới và ngắt nguồn cung cấp có tần số ra khỏi động cơ. 3.4. SỬ DỤNG ĐỘNG CƠ DỊ BỘ 3.4.1. Đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ ba pha. Đƣợc biểu diễn bằng biểu thức: p.m U2 R ' M 1 . 1 . 2 (3.9) ' 2 w tt R 2 S R 2 X X2 1 S 1 ' Trong đó: R1 - điện trở stato. 49
  52. R2 - điện trở Rôto quy đổi về phía Stato. X1 - trở kháng mạch Stato. X’2- trở kháng mạch Rôto quy đổi về phía Stato. U1 - điện áp pha; m1 - số pha (m1 =3) wtt- tốc độ quay của từ. Từ biểu thức (3.9) ta thấy mối quan hệ giữa mômen và độ trƣợt là mối quan hệ phi tuyến ' R 2 Ở đây Sthlà độ trƣợt có giá trịSth = + .S R1 X1 X 2 Tức là giá trị độ trƣợt ở đó xuất hiện mômen cực đại và cực tiểu. Dấu “ + ” ứng với chế độ động cơ, dấu “ - ” ứng với chế độ máy phát. Thay Sthvào (1.7) ta có giá trị Mmax. 3.q.U 2 M = +. 1 (3.10) max 2 ' 2Wtt . R1 R1 (X1 X 2 ) ' R 2 ' Để dựng đặc tính M = f(s) ta thấy khi s nhỏ thì R1 + X X do S 1 2 đó có bỏ qua X1 + X'2 ta có mối quan hệ tuyến tính, còn khi s lớn hơn thì ' ' R 2 ' R 2 R X X nên nhận R1 + = 0 1 S 1 2 S Hình 3.6.Đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ. * Khi M = 0 thì co ntt = n0( tốc độ không tải). Chế độ này thực tế không có, đây là chế độ không tải lý tƣởng. * Khi n = 0 đây là chế độ khi vừa đƣa động cơ vào lƣới cung cấp hoặc khi động cơ không làm việc, động cơ chƣa kịp quay, đây là chế độ khởi động, 50
  53. ứng với chế độ khởi động có mômen khởi động. 3.4.1.l Khi U1 = var. Hình 3.7: Đặc tính cơ khi u 1 = var. Khi điện áp thay đổi thì mômen của động cơ cũng thay đổi. Ta nhận thấy điện áp cao cấp cho động cơ không thể vƣợt quá giá định mức. 3.4.1.2. Khi p = var. Ta nhận thấy số đổi cực chỉ là số nguyên, khi số đôi cực càng thấp thì mômen cực đại càng lớn. Hình 3.8: Đặc tính cơ khi thay đối số đôi cặp cực 3.4.1.3. Khi f=var(f,<f2<f3). Hình 3.9: Đặc tính cơ khi tần số thay đổi. 51
  54. Khi tần số thay đổi ta có: 60. f 60. f n 1 .n 2 tt1 P tt2 P 60. f n 3 tt3 P Ta nhận thấy khi giảm tần số mômen cực đại cũng giảm. Muốn để mômen cực đại không giảm tần số → ta phải thực hiện điều khiển để giữ cho từ thông U không đổi = const. Điều trên chỉ đúng khi f f (tần số định mức). (ntt1 = f dm n01; ntt2 = n02; ntt3 = n03;) 3.4.1.4. Khi R2 = var :khi thay đổi điện trở sẽ làm đặc tính cơ mềm đi nhƣng mômen cực đại không đổi Hình 3.10: Đặc tính cơ khi thay đổi điện trở rôto 3.4.1.5. Kết luận. Từ nguyên lý làm việc và một số đặc tính cơ cũng nhƣ nhân tạo của động cơ không đồng bộ ta thấy: Với tần số và tốc độ động cơ không đổi thì mômen tỉ lệ với bình phƣơng điện áp stato. Việc điều chỉnh điện áp Stato là không triệt để do mọi đặc tính điều chỉnh đều đi qua điểm không tải lý tƣởng, tổn thất công suất trƣợt của động cơ đều tăng lên nếu giảm tốc độ quay của rotor. Nhƣ vậy truyền động không đồng bộ điều chỉnh điện áp Stato chỉ thích hợp nhất với các loại tải có mômen là hàm tăng tốc độ. Ta thấy rằng động cơ không đồng bộ chỉ làm việc với điện áp định mức nhƣng với tần số thì có thể vƣợt quá định mức mà không gặp trở ngại. Điều này rất cần thiết trong quá trình tìm hiểu về động cơ không đồng bộ Rôto lồng sóc giúp ta tránh đƣợc một số sai sót trong quá trình vận hành, giám 52
  55. sát động cơ. Điều lƣu ý nữa là khe khí của máy điện không đồng bộ lớn hơn của máy biến áp (chỗ tiếp xúc của lá thép).Nhƣ vậy dòng không tải của máy không đồng bộ có giá trị lớn I0 = ( 0,3 0,5) Idm. Do đó để giảm dòng không tải của động cơ không đồng bộ ta phải giảm khe hở không khí tới mức có thể. Khi nghiên cứu về các đặc tính cơ tự nhiên và nhân tạo của động cơ không đồng bộ nói riêng hay động cơ điện nói chung ta thấy nếu đặc tính cơ có độ cứng càng lớn thì tốc độ càng ít thay đổi khi mômen thay đổi. Độ cứngđƣợc biểu diễn bởi M biểu thức: β = N 3.4.2. Khởi động động cơ không đồng bộ 3.4.2.1. Phƣơng pháp khởi động trực tiếp. Khởi động trực tiếp là quá trình đóng động cơ vào lƣới không qua thiết bị phụ nào. Khi khởi động trực tiếp dòng động cơ rất lớn, có thể gấp dòng định mức :Ikd= (4 7) Idm Mô men khởi động nhỏ do hệ số cosφ0 rất nhỏ (cosφ0 = 0,1 0,2). Mặt khác khi khởi động từ thông giảm do điện áp giảm, mômen khởi động càng nhỏ. Hình 3.11: Khởi động trực tiếp động cơ  Ưu - Nhược điểm: Phƣơng pháp khởi động trực tiếp cho hiệu quả nhanh, đơn giản. Tuy nhiên dòng khởi động lớn gây ảnh hƣởng đến các thiết bị khác. Làm cho nhiệt độ máy tăng vì tổn hao lớn, nhiệt lƣợng tỏa ra ở máy nhiều (máy có công suất lớn hoặc máy thƣờng xuyên phải khởi động). Dòng khởi động lớn cũng gây ra sụt áp lƣới điện, gây ra trở ngại lớn cho các phụ tải cùng làm việc với lƣới điện. Tùy dòng khởi động lớn nhƣng mômen khởi động nhỏ mà mômen 53
  56. cản trục động cơ lớn dẫn tới động cơ có thể không quay dễ cháy, hỏng.  Phạmvi sử dụng: Phƣơng pháp khởi động trực tiếp áp dụng cho động cơ có công suất nhỏ, khởi động nhẹ (mômen cản trên trục động cơ nhỏ). 3.4.2.2. Khỏi động dùng phƣơng pháp giảm dòng khởi động. Dòng khởi động của động cơ đƣợc xác định bằng biểu thức: U1 I ngm (3.10) 2 ' 2 R1 R2 X 1 X 2 Từ biểu thức (3.10) trên ta rút ra đƣợc các phƣơng pháp giảm dòng khởi động:  Giảm điện áp nguồn cung cấp.  Đƣa thêm điện trở vào mạch Rôto (áp dụng đối với động cơ không đồng bộ Rôto dây quấn)  Khởi động bằng thay đổi tần số ( khởi động mềm) 3.4.2.3. Giảm điện áp nguồn cung cấp. Hình 3.12: Khởi động bằng điện kháng  Nốiđiện khảng nối tiếp vào mạch điện stato. Khi khởi động trong mạch điện stato đặt nối tiếp một điện kháng.Sau khi khởi động xong đóng cầu dao CD2 thì điện kháng bị nối ngắn mạch. Do có điện áp giáng trên điện kháng nên điện áp khởi động trên đầu cực động cơ điện nhỏ 54
  57. hơn điện áp lƣới U1. Sau khi thêm điện kháng vào, dòng khởi động còn lại: 2 Ikd =K.IL(K < 1); Ukd = k.U1; Mkd = k .Mk (3.11) Ưu - Nhược điểm: thiết bị đơn giản, giảm dòng khởi động thì Mkd giảm xuống bình phƣơng lần, có kích thƣớc và trọng lƣợng lớn. Phạm vi sử dụng: Áp dụng đối với những động cơ yêu cầu mômen khởi động nhỏ. Sử dụng cho động cơ không đồng bộ Rôto ngắn mạch.  Khởi động bằng phƣơng pháp Y/A. Trên hình 3.13 biểu diễn quá trình khi khởi động động cơ bằng phƣơng pháp đổi nối sao - tam giác.Phƣơng pháp này chỉ áp dụng cho động cơ vận hành bình thƣờng đấu tam giác. Khi khởi động trực tiếp, động cơ đƣợc nối sao (cầu dao ở vị trí số 2), điện áp định mức trên cuộn dây stato Uf nhỏ hơn điện áp lƣới Uf = (1/ 3 ).Ud(Y) Hình 3.13. Khởi động bằng phƣơng Hình 3.14. Đặc tính cơ và dòng điện pháp đổi nối sao - tam giác khi khởi động Y - Sau một thời gian ta chuyển cầu dao sang vị trí 1, động cơ đƣợc nối tam giác. Khi đấu tam giác điện áp định mức trên cuộn dây stato bằng điện áp lƣới:Uf=U(∆).Dòng qua cuộn pha mắc kiểu tam giác bằng: I f ( ) I / 3 .Id ( ) Nhƣ vậy, với nguồn điện cho trƣớc, điện áp định mức trên cuộn dây stato sau khi khởi động (đấu sao) nhỏ hơn khi làm việc (đấu tam giác) 3 lần. Do vậy, 55
  58. dòng qua cuộn pha khi đấu sao sẽ nhỏ hơn khi đấu tam giác 3 lần. I f (Y) (1/ 3).I f ( ) 1/ 3 .1/ 3 .Id ( ) (1/ 3).Id ( ) Ưu - Nhược điểm: Phƣơng pháp này tƣơng đối đơn giản nhung mômen giảm 3 lần so với khởi động trực tiếp. Ngoài ra sự thay đổi đột ngột cƣờng độ dòng điện khi chuyến từ đấu sao sang tam giác có thể tác động làm bộ bảo vệ quá tải ngắn mạch. Phạm vi ứng dụng: Để giảm dòng khi khởi động trực tiếp động cơ lớn, ta có thể khởi động ban đầu ở kiểu động cơ nối sao, khi động cơ chạy đạt 75% tốc độ không đồng bộ thì chuyển sang đấu tam giác. Ngoài các phƣơng pháp khởi động kinh điển trên, ngày nay để cải thiện khởi động đối với động cơ không đồng bộ Rôto lồng sóc ngƣời ta còn chế tạo động cơ lồng sóc hai rãnh và động cơ Rôto lồng sóc rãnh sâu. 3.4.2.4. Khởi động bằng phƣơng pháp điều chỉnh điện áp. Hiện nay trên thị trƣờng xuất hiện những bộ khởi động mềm điều chỉnh điện áp, bằng cách giảm điện áp và hạn chế dòng mở máy nhờ thysisto. Bộ khởi động mềm thực chất là điều chỉnh điện áp xoay chiều ba pha. Nó gồm có ba đôi thysisto nối song song ngƣợc. Nhờ góc mởα tạo ra điện áp tăng dần nhờ tần số không đổi. Tốc độ tăng điện áp có thể đƣợc điều khiển bằng:  Độ lớn gia tốc động cơ.  Điều chỉnh dòng hạn chế.  Hoặc cả hai thông số trên. Ƣu điểm: - Khống chế đặc tính vận hành của động cơ khi khởi động hoặc dừng - Bảo vệ cơ học do giảm ứng suất động cơ và dòng ban đầu, dòng điện mở từ (2-5)Idmvà mômen mở ( 0,15 - 1 )Mdm - Khống chế mômen tăng tốc và giảm tốc độ độc lập nhau. - Thích ứng mô men động cơ phù hợp với mô men cản của tải. - Giảm tồn hao công suất động cơ. - Công suất định mức của động cơ từ 2,2 đến 800 kw. 56
  59. 3.4.2.5. Điều chỉnh động cơ dị bộ bằng phƣơng pháp tần số. Trƣớc đây khi công nghiệp điện tử công suất còn chƣa phát triển mạnh việc giảm dòng khởi động động cơ dị bộ lồng sóc thực hiện chủ yếu bằng việc giảm điện áp nguồn. Đây là phƣơng pháp chỉ sử dụng cho các hệ thống có yêu cầu về mômen khởi động không lớn và điều chỉnh đơn giản cũng nhƣ dòng khởi động vẫn lớn hơn giá trị định mức rất nhiều. Ngày nay với sự phát triển của nghành công nghiệp điện tử, đặc biệt là nghành công nghiệp điện tử công suất, việc chế tạo thành công các bộ biến tần tĩnh đó cho phép thực hiện thành công các kỹ thuật điều chỉnh phức tạp đối với động cơ không đồng bộ Rôto lồng sóc. Do vậy hệ thống truyền động điện biến tần động cơ Rôto lồng sóc đang dần ngày một sử dụng phổ biến và rộng rãi. Bộ biến tần tĩnh ngoài việc giúp cho việc điều chỉnh tốc độ động cơ dễ dàng, thuận tiện và tiết kiệm năng lƣợng điện trong hệ thống truyền động thì việc ứng dụng trong quá trình khởi động động cơ cùng tạo ra phƣơng pháp khởi động lý tƣởng. Phƣơng pháp khởi động bằng tần số điều khiển đƣợc dòng khởi động và mômen khởi động của động cơ, thực hiện khởi động không đột ngột, nhằm ngăn ngừa sự cố gây ra cho thiết bị vận hành. Không nhƣ các phƣơng pháp khởi động khác, khởi động bằng tần số cho ta một ƣu điểm vƣợt trội: có thể thay đổi tần số và điện áp nguồn từ không đến giá trị định mức mà từ thông máy không đổi tạo ra mômen khởi động lớn trong khi dòng khởi động lại rất bé có thể bằng dòng điện định mức. 3.4.3. Giới thiệu các bộ biến tần. Bộ biến tần chính là các thiết bị thay đổi tần số.Sự thay đổi tần số này phụ thuộc vào sự đóng mở của các van bán dẫn điện tử.Nói cách khác đây là bộ biến đổi trong các hệ thống điều khiển.Nhiệm vụ của các bộ biến đổi rất khác nhau tùy thuộc vào mục đích sử dụng nhƣ biến tần nguồn dòng, biên tần nguồn áp, biến tần làm nhiệm vụ nghịch lƣu trả năng lƣợng về lƣới. Theo cách phân loại bộ biến tần chia làm 2 loại chính. * BBT độc lập (BBT gián tiếp): trong BBT này, dòng điện xoay chiều 57
  60. đầu vào có tần số f1 đƣợc chỉnh lƣu thành dòng điện một chiều ( f = 0 ), lọc rồi lại biến đổi thành dòng điện xoay chiều có tần số f2. Đây là loại BBT đƣợc sử dụng phổ biến rộng rãi hơn vì tần số f2hoàn toàn không phụ thuộc vào f1 mà chỉ phụ thuộc vào mạch điều khiên. * BBT phụ thuộc (BBT trực tiếp): bộ biến tần loại này biến đối thẳng dòng điện xoay chiều tần số f1 thành f2, không qua khâu chỉnh lƣu nên hiệu suất cao hơn loại trên nhƣng việc thay đổi tần số ra khó khăn và phụ thuộc vào tần số f1. Trên hình 3.15 biểu diễn sơ đồ chức năng của bộ biến tần. * Bộ biến tần trực tiếp Bộ biến tần trực tiếp thực hiện việc biến đổi trực tiếp nguồn điện xoay chiều có tần số f1 sang nguồn có tần số f2 mong muốn bằng cách đóng cắt trực tiếp dòng điện xoay chiều tần số f1. Việc đóng cắt này đƣợc thực hiện bởi hai nhóm biến đổi nối song song và ngƣợc chiều nhau nhƣ hình 3.16 a ở mỗi pha. Hình 3.17 là sơ đồ bộ biến tần trực tiếp 3 pha hình tia gồm có 18 Tiristor và ở mỗi pha đƣợc chia làm hai nhóm. Nhóm anot chung là các thyristo lẻ ( T1 - T3 - T5 ;T7 - T9 - T11; T13- T15 - T17) Có nhiệm vụ tạo ra nửa chu kỳ dƣơng điện áp ra. Còn nhóm catốt chung là các thyristo chẵn gồm ( T2 - T4 - T6 ;T8 - T10- T12; T14 - T16 - T18) thực hiện việc tạo nửa chu kỳ âm điện áp ra. Theo biểu đồ hình 3.16 b trong trƣờng hợp tổng quát ta nhận thấy công suất tức thời trên tải biến thiên theo bốn giai đoạn: Trong khoảng có tích giữa điện áp và dòng điện có giá trị dƣơng thì công suất chạy ra. Các nhóm chuyển mạch làm việc nhƣ những chỉnh lƣu theo chiều dƣơng hay âm điện trong nửa chu kỳ trong hai khoảnh khắc, tích số điện áp và dòng điện có giá trị âm thì công suất đi từ tải vào nguồn. Các nhóm chuyển mạch làm việc ở chế độ nghịch lƣu trong Hình 3.15.Sơ đồ khối bộ biến tần 58
  61. a) Bộ biến tần trực tiếp b) Bộ biến tần gián tiếp Hình 3.16. Bộ biến tần trực tiếp a ) Sơ đô chức năng b) Các dạng sóng lý tƣởng của tải 59
  62. các giai đoạn u và i cùng chiều thì bộ biến tần làm việc ở chế độ chỉnh lƣu, u và i ngƣợc chiều nhau thì bộ biến đổi làm việc ở chế độ nghịch lƣu. Điều khiển biến tần trực tiếp thực chất là việc cung cấp các xung mồi mở các thyristo (điều khiển góc mở α).Để tạo ra điện áp gần hình sin có biên độ mong muốn thì các khoảng dẫn của các nhóm thyristo sẽ không đều nhau do vậy cần điều chỉnh góc mở a khác nhau. Biên độ điện áp của bộ biến tần phụ thuộc vào góc mở α: P P U0 = 2U pha sin cos (p là chỉ số đập mạch) Góc mở a đƣợc tạo ra bằng việc so sánh hai điện áp: điện áp điều khiển và điện áp đồng bộ. Hệ thống điện áp điều khiển 3 pha có thể là xung hình sin Udk, xung hình chữ nhật hoặc xung hình tam giác cân, tất cả các xung này đều biến đổi với tần số f2. Tần số ra f2 có thể thay đổi một cách liên tục từ 0 tới f2max. Còn hệ thống điện áp ba pha đồng bộ là điện áp lệch pha với điện áp lƣới một góc П/2. Mối liên hệ giữa điện áp điều khiên và điện áp ra nhƣ sau: giả thiết điện áp điều khiển có dạng hình sin thì góc mở thyristo a xuất hiện khi điện áp đồng bộ bằng điện áp điều khiển nghĩa là Umdbcosα = Umdksin(2Пf2t) = Umdksinω2t (3.12) Vậy góc mở thyristo đƣợc xác định nhƣ sau: U mdk α = arccos .sin 2t (3.13) U mdb Ƣu điểm: điện áp tải có dạng hình sin, có hiệu suất cao, do đó nó thƣờng đƣợc sử dụng trong các hệ thống công suất lớn nhƣ cung cấp nguồn cho hệ thống tàu hỏa Nhƣợc điểm: việc thay đổi tần số diễn ra khó khăn và tần số ra phụ thuộc vào tần số nguồn. Điện áp ra chứa nhiều sóng dài và dòng điện phía nguồn luôn chậm pha so với điện áp. Do đó đa số trong các hệ thống truyền động điện động cơ ngƣời ta sử dụng bộ biến tần gián tiếp. 60
  63. Hình 3.17: Bộ biến tần trực tiếp ba pha Hình 3.18: Xác định góc mở α  Bộ biến tần gián tiếp. Điện áp xoay chiều tần số ( 50Hz ) đƣợc chỉnh lƣu thành nguồn một chiều 61
  64. nhờ bộ chỉnh lƣu ( BCL ) có điều khiển hoặc bộ chỉnh lƣu không điều khiển, sau đó đƣợc lọc (F) rồi đƣa vào bộ nghịch lƣu (BNL) sẽ biến đổi thành nguồn điện áp xoay chiều ba pha có tần số biến đổi cung cấp cho động cơ. Bộ biến tần phải thỏa mãn các yêu cầu sau: - Có khả năng điều chỉnh tần số theo giá trị tốc độ đặt mong muốn. - Có khả năng điều chỉnh điện áp theo tần số để duy trì từ thông khe hở không đổi trong vùng điều chỉnh mômen không đổi. - Có khả năng cung cấp dòng điện định mức ở mọi tần số. . Bộ biến tần gián tiếp đƣợc chia làm hai loại: biến tần nguồn dòng và biến tần nguồn áp.  Bộ biến tần nguồn áp. BBT nguồn áp có nguồn cấp một chiêu là nguồn áp, điện trở trong rất nhỏ.Dạng điện áp của nguồn áp xác định dạng điện áp ra trên tải, còn dạng dòng điện trên tải thì phụ thuộc vào các thông số của tải. Mạch điện một chiều thƣờng mắc song song với tụ điện có điện dung lớn. Các mạch nghịch lƣu có thể dùng là thyristo (BJT, MOSFEST, IGBT ) để có công suất cao hơn. Nguyên lý hoạt động : cầu gồm hai nhóm van: nhóm anot chung ( T1 - T3 - T5) và nhóm catot chung ( T2- T4 - T6). Giả thiết rằng T1 của nhóm anot và T2 của nhóm catot dang dẫn.Ngắt T1 bằng cách mở T3.Sau khi mở T3 tại thời điểm t1 tụ C1 chuyển nạp giao động trong mạch T3-C1–D1–L1 - DZ1 - T3 còn tụ C5 trong mạch T3 - C3 - C5 – D1 – L1 - DZ1 - T3.Trong trƣờng hợp này, tại thời điểm t1 tụ điện dƣơng 1,5C nhận giá trị dòng chảy bậc từ T1, T1 ngắt vì đặt lên cực anot và catot của nó điện áp âm. Trong khoảng thời gian td là khoảng thời gian cần có để điện áp ngƣợc của T1 tăng giá trị U0C1 tới 0. Thời gian này phải nhỏ hơn thời gian trung hòa các điện tử của T1.Trong khoảng thời gian t1 - t2 dòng chạy qua tụ điện lớn hơn dòng tải qua I0. 62
  65. Hình 3.19. Bộ biến tần ba pha nguồn áp Hình 3.20. Bộ biến tần ba pha nguồn dòng Dòng điện qua IC - I0chạy qua điot phóng DZ1 không qua tải. Tại t1 dòng IC = I0. dòng tụ điện giảm nhảy bậc xuống 0. Từ thời điểm này dòng tải gây lên do năng lƣợng tích lũy trong cảm kháng của tải chạy qua mạch khép kín bởi DZ4. Bây giờ DZ4 đóng vai trò của điot 0. Dòng I0 chạy trong mạch DZ4 – L1 - pha A - pha C - L3 - D2 - T2 - DZ4. Nếu độ cảm kháng của tải đủ lớn, năng lƣợng điện từ trong mạch vừa nói trên có thể không phóng trong khoảng ω2t = П/3. Điều đó có nghĩa là sau một góc П/3 kể từ khi T3 dẫn năng lƣợng kháng 63
  66. đƣợc đƣa về nguồn vì khi T2 ngắt. DZ5 bắt đầu phân cực dẫn, dòng tải bây giờ ( ) ( ) chảy theo mạch sau: DZ4 – L1 - pha A - pha C - L3 - DZ5 - U d = U d - DZ4.1  Bộ biến tần nguồn dòng ba pha. BBT nguồn dòng có nguồn cấp một chiều là nguồn dòng, điện trở trong của nguồn rất lớn.Dạng dòng điện của nguồn dòng xác định dạng dòng điện ra trên tải, còn dạng điện áp trên tải phụ thuộc các thông số của tải.Mạch một chiều thƣờng mắc nối tiếp với một cuộn kháng có độ tự cảm lớn.Hệ thống gồm cầu chỉnh lƣu điều khiển I (hoặc không điều khiển) và cầu biến tần II.Trong cầu biến tần mỗi Ti đƣợc nối thêm một điot.Giả thiết rằng cho tới khi mở T3, T1, D1 ở nhóm anot và T2, D2 ở nhóm catot đang dẫn. Dòng tải Id chạy qua pha A và C. Các tụ điện chuyển mạch Cl, C2, C3. Tại thời điểm t1 ta mở T3, trong thời gian rất ngắn t2 - t1 dòng này đƣợc chuyển từ T1 sang mạch T3 vì C1 và C3 đặt áp ngƣợc lên T1. Tại thời điểm t2 dòng Id từ mạch một chiều chạy qua T3 tụ C1 điot D1 tới pha A của tải. Trong thời gian này điot D3 không dẫn điện vì nó phân cực ngƣợc bởi điện áp các tụ điện và điện áp dây UAB.Với cấu trúc này của mạch dòng điện Id, các tụ C1 C3 sẽ đƣợc chuyển nạp điện bằng dòng Id Tại thời diêm t3 tụ C1 phóng điện, điều đó có nghĩa là kết thúc quá trình ngắt của T1. Điot D3 và D5 còn chƣa dẫn dòng điện, điện áp trên tụ điện tiếp tục biến đồi tuyến tính (Id = const). Tại thời điểm T4 phân cực điot D3 đổi, nó bắt đầu dẫn điện, mạch chuyển mạch bây giờ chứa tụ tƣơng đƣơng (1,5C; 2L; 2R) là một mạch dao động. Bắt đầu giai đoạn thứ 2 trong đó dòng chuyển mạch ik bị cƣỡng bức bởi mạch dao động chạy qua điot D1 theo hƣớng ngƣợc lại với dòng ld. Vậy trong thời gian này qua pha A của tải chạy dòng điện IA = Id - ik còn trong pha B dòng chạy IB = Ik. Giai đoạn chuyển mạch thứ hai kết thúc khi ik(t5) = Id. Tại thời điểm t5 kết thúc quá trình chuyển dòng điện từ pha A sang pha B. 3.5. KẾT LUẬN. Qua xem xét tìm hiểu về một số phƣơng pháp khởi động của động cơ không đồng bộ ta thấy khởi động giữ một vai trò rất quan trọng trong việc vận 64
  67. hành, sản xuất và hiệu quả của động cơ.Theo yêu cầu của sản xuất động cơ không đồng bộ lúc làm việc bình thƣờng phải khởi động và ngừng máy nhiều lần.Có khi yêu cầu mô men khởi động lớn, có khi cần hạn chế dòng khởi động và có khi lại cần cả hai. Tùy theo tính chất của tải và tình hình lƣới điện mà yêu cầu về khởi động đối với động cơ khác nhau. Đối với động cơ không đồng bộ ba pha công suất nhỏ có thể khởi động bằng cách đƣa trực tiếp điện nguồn vào động cơ. Khi khởi động, động cơ đạt mô men quay tối đa và dòng khởi động cao hơn dòng vận hành khoảng 3 5 lần, do đó không ảnh hƣởng nghiêm trọng đến mạng điện cung cấp. Các động cơ không đồng bộ có công suất lớn, khi khởi động sẽ có dòng khởi động lớn.Mặc dù thời gian khởi động ngắn, song cũng đủ để có thể làm hỏng cuộn dâyđộng cơ và làm sụt mạng điện cung cấp, gây ảnh hƣởng đến hoạt động của các thiết bị khác. Nhìn chung đối với một động cơ nói chung hay động cơ không đồng bộ khi khởi động ta cần xét những yếu tố sau: Phải có mô men mở máy đủ lớn để thích ứng với các đặc tính cơ của tải Dòng điện mở máy càng nhỏ càng tốt. Phƣơng pháp mở máy và thiết bị cần dùng đơn giản, rẻ tiền, chắc chắn. Tổn hao công suất trong quá trình mở máy càng thấp càng tốt. Nhƣ vậy các phƣơng pháp khởi động ở trên không đáp ứng đƣợc các yêu cầu đặt ra của động cơ hoặc đáp ứng đƣợc yêu cầu này lại không thỏa mãn yêu cầu kia. Do đó phƣơng pháp khởi động bằng tần số là phƣơng pháp mới.Đây là một phƣơng pháp hiện nay đƣợc nghiên cứu và ứng dụng chủ yếu trong thực tế các ngành công nghiệp. 65
  68. KẾT LUẬN Sau một thời gian tìm hiều thực tế, nghiên cứu về đề tài và đƣợc sự chỉ dạy tận tình của cô giáo Thạc Sỹ Đỗ Thị Hồng Lý em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài:“ Tìm hiểu quy trình sản xuất điện năng trong các nhà máy nhiệt điện. Đi sâu nghiên cứu hệ thống máy nghiền than trong nhà máy nhiệt điện Uông Bí". Trong đề tài này em đã thực hiện đƣợc nhừng nội dung sau:  Nghiên cứu quy trình sản xuất điện năng trong các nhà máy nhiệt điện  Nghiên cứu hệ thống máy nghiền than.  Quy trình vận hành và xử lý sự cố hệ thống máy nghiền.  Các phƣơng pháp khởi động . Tuy nhiên trong thực tế để cải tạo hệ thống máy nghiền trong các nhà máy không đơn giản. Nó ảnh hƣởng trực tiếp tới năng xuất, chất lƣợng điện năng, đề tài cũng mở ra những hƣớng nghiên cứu mới cho những ai quan tâm về lĩnh vực cung cấp điện . Thời gian làm tốt nghiệp đã giúp em nắm vững hơn nhừng kiến thức của chuyên ngành. Qua đó em có thể hiểu rõ hơn về công nghệ trong lĩnh vực tự động: cách lắp đặt, điều khiển,các bảo vệ của hệ thống, thiết bị bảo vệ, cũng nhƣ cung cấp điện. Em xin chân thành cảm ơn Bộ môn Điện Công Nghiệp - Trƣờng ĐHDL Hải Phòng đã tạo mọi điều kiện cho em có thể tiếp cận với thực tế, tự học, tự làm, tự tìm hiểu đế mai này có kiến thức góp phần xây dựng phát triển đất nƣớc. Em xin chân thành cảm ơn Thạc Sỹ Đỗ Thị Hồng Lý đã tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ em trong thời gian làm đề tài tốt nghiệp. 66
  69. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. GS - TSKH Thân Ngọc Hoàn, TS - Nguyễn Tiến Ban (2007), Điều khiên tự động các hệ thống truyền động điện, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật 2. GS - TSKH Thân Ngọc Hoàn (2000), Máy điện, Nhà xuất bản xây dựng Hà Nội 3. Ngô Hồng Quang (2003), Thiết kế cung cấp điện, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật. 4. Nguyễn Bính ( 1996 ), Điện tử công suất, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật. 5. Tài liệu về công ty nhiệt điện ƣông Bí (2004), Nội bộ. 6. Nguyễn Lân Tráng (2005), Quy hoạch phát triển hệ thống điện, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật. 7. Nguyễn Mạnh Tiến, Vũ Quang Hồi (2003), Trang bịđiện - Điện tử máy gia công kim loại, Nhà xuất bản giáo dục. 8. Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Nguyền Thị Hiền (2003), Truyền động điện, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật. 9. Lê Thành Bắc (2001), Giáotrình thiết bị điện, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật. 10. GS - TSKH Thân Ngọc Hoàn (2002), Mô phỏng hệ thống điện từ công suất và truyền động điện, Nhà xuất bản xây dựng. 67