Tài liệu vận hành Tuabin 270T - 422/423

Chia sẻ: Mãi Hoài Say | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:103

Thêm vào BST

Báo xấu

479
lượt xem 163
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tua bin- máy phát là một tổ máy hợp bộ có quá nhiệt trung gian với phần hạ áp dòng chảy kép, được đặt trên cùng một trục do hãng GE của Mỹ chế tạo. Tua bin hơi nước với công suất đúng định mức sẽ dùng để trực tiếp quay máy phát điện được làm máy bằng hydro với thiết bị kích thích tĩnh.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tài liệu vận hành Tuabin 270T - 422/423

CÔNG TY CP NHIỆT ĐIỆN PHẢ LẠI PHÂN XƯỞNG VẬN HÀNH 2 TÀI LIỆU ĐÀO TẠO VẬN HÀNH TUABIN 270T-422/423 Biên soạn: Đinh Văn Chờ Hiệu đính: Lê Duy Hạnh Phả Lại, Năm 2008
2
CHƯƠNG I MÔ TẢ CHUNG VÀ ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA TUA BIN 270T 422/423. 1. Tua bin- máy phát là một tổ máy hợp bộ có quá nhiệt trung gian với phần hạ áp dòng chảy kép, được đặt trên cùng một trục do hãng GE của Mỹ chế tạo. 2. Tua bin hơi nước kiểu 270T 422/423 với công suất định mức 300 MW dùng để trực tiếp quay máy phát điện kiểu 290T 422/423 được làm mát bằng hydro với thiết bị kích thích tĩnh. 3. Cấu tạo tua bin gồm 3 phần: cao áp, trung áp và hạ áp. Phần cao áp gồm 8 tầng cánh, trung áp: 7 tầng cánh và hạ áp: 12 t ầng cánh đ ối x ứng v ề 2 phía (mỗi phía 6 tầng). Phần cao áp và trung áp được ch ế tạo chung một thân, rô to cao áp và trung áp được thiết kế chung một trục. Rô to và thân tua bin phần hạ áp được chế tạo riêng. Rô to phần trung áp và h ạ áp được nối với nhau bằng khớp nối cứng. 4. Các tầng cao áp được đặt ở vùng có kết cấu thân kép mà ứng l ực và ứng suất nhiệt trong vùng này là nhỏ nhất. Phần thân bên ngoài tua bin cao- trung áp được đúc liền khối bằng thép hợp kim chịu nhiệt. Thân tua bin được đỡ tại đường tâm nằm ngang của nó để tránh sự lệch tâm giữa thân và rô to khi thân tua bin được sấy nóng và giãn n ở. Thân tua bin được chốt tại 2 đầu theo đường tâm thẳng đứng để định tâm theo phương hướng kính. Thân phía trong phần cao- trung áp được đỡ trong phần thân ngoài trên 4 tấm đệm và được định vị dọc trục bằng cách lắp mộng. Các nêm chèn được sử dụng trên các tấm đệm đỡ để đảm bảo sự căn chỉnh chính xác theo phương thẳng đứng và có bề mặt cứng để loại trừ sự mài mòn gây ra do sự di chuyển tương đối của thân bên trong khi nó giãn n ở ho ặc co lại. Thân bên trong được chốt với thân bên ngoài theo các đường tâm thẳng đứng phía trên và phía dưới để định vị nó theo ph ương hướng kính. 5. Vỏ bọc hơi thoát phần hạ áp được chế tạo bằng thép kết cấu dùng phương pháp hàn. Vỏ hơi thoát bên trong tách riêng với vỏ bên ngoài và được đỡ trong vỏ bọc bên ngoài bằng 4 tấm đệm đỡ. Vỏ bên trong được chốt với vỏ bọc bên ngoài để định vị hướng trục và hướng tâm. 3
Tuy nhiên nó có thể giãn nở tự do khi có sự thay đổi nhiệt. Vỏ bọc phần hơi thoát được định vị với nền gần tâm cửa thoát để tránh di chuyển dọc trục và hướng kính. Vỏ bọc phần hơi thoát gồm gối đỡ 2,3,4, nối giữa rô to cao và h ạ áp, nối giữa rô to hạ áp và máy phát có kèm theo thiết bị quay trục. Ống liên thông giữa phần trung áp và hạ áp gồm các mối nối giãn nở đ ể h ấp th ụ sự giãn nở nhiệt của đường ống, tránh gây ra các ứng lực trên các bộ phận của tua bin. 6. Tua bin có 2 rô to (cao-trung áp và hạ áp), m ỗi rô to đ ược đ ỡ b ởi 2 ổ đ ỡ cổ trục riêng. Hai rô to được nối với nhau bằng khớp nối cứng bắt bằng bu lông và được định vị dọc trục bởi ổ đỡ chặn đặt ở bệ đỡ trước của tua bin (gối 1). Bệ đỡ trước được dẫn hướng theo đường tâm trên tấm bệ của nó sao cho nó được cố định theo phương hướng kính nhưng có th ể trượt t ự do theo hướng dọc trục. Thân rô to được chế tạo bằng thép hợp kim dùng ph ương pháp rèn. Nó được gia công để tạo thành một khối gồm trục, đĩa động, cổ trục và bích khớp nối. 7. Các cánh động tua bin được chế tạo từ thép cán (hợp kim sắt-crôm) để chống lại sự ăn mòn và mài mòn của dòng hơi. Các cánh đ ộng được l ắp chặt bằng mộng đuôi én được gia công trên đĩa động. Đai bảo vệ bằng kim loại được sử dụng để nối giằng các đầu cánh với nhau bằng cách ghép mộng trên đỉnh cánh. Trên các cánh tầng cuối cùng, các cánh động được trang bị lớp bảo vệ cứng để chống mài mòn do hơi ẩm. Các vách ngăn vòi phun được chế tạo từ thép hợp kim sắt - crôm và được lắp ráp thành cánh tĩnh b ằng cách hàn hoặc đúc. 8. Tua bin có hệ thống phân phối hơi gồm 4 cụm vòi phun, 4 van điều khiển phần cao áp. Hai van đặt ở nửa trên và hai van đặt ở nửa dưới thân ngoài tua bin cao áp. Cách bố trí này tạo ra việc s ấy thân tua bin được đồng đều hơn và giảm thiểu sự biến dạng nhiệt. Đầu vào van điều khiển được trang bị các mối nối giãn nở kiểu vòng trượt để cho phép chuyển động tương đối theo bất kỳ h ướng nào mà vẫn duy trì được độ kín khít. Đầu vào phần trung áp có 2 van tái nhiệt kết hợp được đặt ở phần thân phía dưới tua bin trung áp (van stop và van chặn chung một thân van). 4
9. Hơi áp suất cao từ lò đi qua 2 van stop chính và 4 van đi ều khi ển vào tua bin cao áp và chảy dọc về phía đầu tua bin c ủa t ổ máy. Sau khi sinh công ở phần cáo áp, dòng hơi được đưa qua hệ thống tái nhiệt lạnh tới bộ quá nhiệt trung gian của lò hơi. Hơi được quá nhiệt trung gian qua hệ thống tái nhiệt nóng và 2 van tái nhiệt kết h ợp đi vào ph ần tua bin trung áp và chảy dọc hướng về phía máy phát. Sau khi qua tua bin trung áp, dòng hơi đi qua ống chuyển tiếp đơn tới tua bin hạ áp, ở đây dòng hơi được chia làm hai phần: một nửa chảy dọc về phía máy phát và n ửa còn lại chảy dọc về phía đầu tua bin của tổ máy, sau đó đi vào bình ngưng kiểu bề mặt được đặt ở ngay dưới tua bin hạ áp. Việc bố trí hướng của dòng hơi trong tua bin đi ngược chi ều nhau m ục đích là để khử lực dọc trục rô to do dòng hơi gây ra. 10. Tua bin được tính toán để làm việc với các thông số định mức sau: - Ap lực hơi mới trước van stop chính: 169 kg/cm2. - Nhiệt độ hơi mới trước van stop chính: 5380C. - Lưu lượng hơi mới: 921.763 kg/h. - Ap lực hơi trước van stop tái nhiệt: 43 kg/cm2. - Nhiệt độ hơi trước van stop tái nhiệt: 5380C. - Lưu lượng hơi tái nhiệt: 817.543 kg/h. - Chân không bình ngưng: 51 mmHg. 11. Mỗi tổ máy có một hệ thống hơi chính tương tự như nhau để cung cấp hơi cho tua bin. Hệ thống hơi chính đưa hơi quá nhiệt từ lò hơi tới 2 van stop chính, sau đó qua các van điều chỉnh vào tua bin cao áp. Hệ thống hơi chính còn cho phép đi tắt tới 60% lưu lượng hơi chính (hệ thống đi tắt cao áp có kèm theo thiết bị giảm ôn) tới hệ thống tái nhiệt lạnh ở điều kiện mở hết các van tua bin (van stop và van điều ch ỉnh) khi sa thải phụ tải, ngừng sự cố tua bin hoặc khởi động và dừng tổ máy. Ngoài ra, hệ thống hơi chính còn cung cấp hơi dự phòng cho hệ thống hơi tự dùng. Các thông số của hệ thống hơi chính: - Ap lực: 169 kg/cm2. - Nhiệt độ: 5380C. 5
- Lưu lượng: 921.763 kg/h. Các thông số của hệ thống hơi đi tắt cao áp: - Ap lực: 169 kg/cm2. - Nhiệt độ: 5380C. - Lưu lượng: 553.058 kg/h. 12. Mỗi tổ máy có một hệ thống tái nhiệt lạnh tương tự như nhau đ ể cung cấp hơi cho bộ quá nhiệt trung gian của lò hơi. H ệ th ống tái nhi ệt lạnh dẫn hơi trực tiếp từ đầu ra của tua bin cao áp tới đầu vào bộ quá nhiệt trung gian. Nó cũng trực tiếp đưa hơi cao áp đi t ắt từ h ệ th ống h ơi chính tới bộ quá nhiệt trung gian. Hệ thống tái nhiệt lạnh có b ố trí thi ết bị giảm ôn hơi để điểu chỉnh nhiệt độ hơi đầu ra bộ quá nhi ệt trung gian. Hệ thống tái nhiệt lạnh còn cung cấp hơi cho cho bình gia nhi ệt cao số 6 và hệ thống hơi tự dùng. Các thông số của hệ thống tái nhiệt lạnh: - Ap lực: 46 kg/cm2. - Nhiệt độ: 3470C. - Lưu lượng: 817.543 kg/h. 13. Mỗi tổ máy có một hệ thống tái nhiệt nóng tương tự nhau để cung cấp hơi cho phần tua bin trung áp. Hệ thống tái nhiệt nóng dẫn hơi t ừ đầu ra bộ quá nhiệt trung gian qua 2 van tái nhiệt kết hợp t ới tua bin trung áp. Hệ thống tái nhiệt nóng còn cho phép hơi đi tắt 60% lưu lượng hơi tái nhiệt (hệ thống đi tắt hạ áp có kèm theo thiết bị giảm ôn) qua tua bin trung áp tới bình ngưng ở điều kiện mở hết các van tua bin khi sa thải phụ tải, ngừng sự cố tua bin hoặc khởi động và dừng tổ máy. Các thông số của hệ thống tái nhiệt nóng: - Ap lực: 43 kg/cm2. - Nhiệt độ: 5380C. - Lưu lượng: 817.543 kg/h. 14. Mỗi tổ máy có một hệ thống hơi trích tương tự như nhau để cung cấp hơi trích từ tua bin cho các bình gia nhiệt. Hệ thống h ơi trích cung 6
cấp hơi từ các cửa trích tua bin và từ hệ thống tái nhi ệt lạnh cho các bình gia nhiệt để làm tăng nhiệt độ nước cấp cho lò hơi, làm tăng hiệu suất chu trình nhiệt. - Cửa trích số 1 lấy hơi từ đường tái nhiệt lạnh (đầu ra tua của bin cao áp) cấp cho bình gia nhiệt cao số 6. - Cửa trích số 2 từ tầng 11 tua bin trung áp cấp h ơi cho bình gia nhi ệt cao số 7 (hơi trích này tiếp tục cấp cho bình gia nhiệt cao s ố 5 sau khi ra khỏi bình gia nhiệt số 7) và cấp cho hệ thống hơi tự dùng. - Cửa trích số 3 từ tầng 15 tua bin trung áp cấp hơi cho bình khử khí. - Cửa trích số 4 từ tầng 16 tua bin hạ áp (cửa trích kép) cấp h ơi cho bình gia nhiệt hạ 3. - Cửa trích số 5 từ tầng 18 tua bin hạ áp (cửa trích kép) cấp h ơi cho bình gia nhiệt hạ 2. - Cửa trích số 6 từ tầng 19 tua bin hạ áp (gồm 4 c ửa trích riêng r ẽ không có van chặn) cấp hơi cho bình gia nhiệt hạ 1. Các thông số cửa trích tua bin: - Cửa trích số 1: 48,7 kg/cm2, 3490C. - Cửa trích số 2: 22,7 kg/cm2, 4380C, 71.952 kg/h. - Cửa trích số 3: 7,8 kg/cm2, 3060C, 33.938 kg/h. - Cửa trích số 4: 4,1 kg/cm2, 2450C, 31.058 x2 kg/h. - Cửa trích số 5: 0,5 kg/cm2, 1240C, 15.797 x2 kg/h. - Cửa trích số 6: - 0,323 kg/cm2, 900C, 18.365 x 4 kg/h. 15. Tua bin được trang bị hệ thống dầu bôi trơn/dầu chèn và dầu thu ỷ lực (có quy trình riêng). Hệ thống dầu bôi trơn/dầu chèn để cung cấp dầu bôi trơn cho các gối đỡ tua bin-máy phát và để chèn khí hydro trong thân máy phát khỏi phì ra ngoài. Hệ thống dầu thuỷ lực cung cấp dầu áp suất cao kết hợp với hệ thống điều khiển điện-thuỷ lực để điều khi ển sự vận hành của tua bin. 16. Rô to của tua bin quay theo chiều ngược kim đồng h ồ n ếu nhìn t ừ phía bệ đỡ trước (gối 1). 7
17. Tua bin được trang bị thiết bị quay trục dùng để quay chậm rô to tua bin 3-4 vòng/phút khi sấy hoặc làm nguội tua bin trong quá trình kh ởi động hoặc ngừng máy, để tránh cong trục rô to tua bin. Thiết bị quay trục được bố trí tại gối 4 của tua bin, bao g ồm h ộp gi ảm tốc, cơ cấu cài khớp điện- khí nén, một mô tơ dẫn động chính đặt thẳng đứng và một mô tơ cài khớp đặt trên đỉnh mô tơ chính và được nối đồng trục. Dầu bôi trơn cho thiết bị quay trục được cấp từ h ệ thống d ầu bôi trơn tua bin. Thiết bị quay trục có thể được cài khớp bằng tay hoặc thông qua c ơ cấu cài khớp từ xa bằng điện- khí nén. Thiết bị quay trục luôn vận hành ở chế độ được cài khớp hoàn toàn trước khi mô tơ chính làm việc (mô tơ cài khớp chạy trước, sau 10 giây mô tơ chính sẽ chạy và ngừng mô tơ cài khớp). 18. Tua bin được thiết kế các hộp hơi chèn trục rô to với vỏ tua bin. Mục đích của nó là để hạn chế dòng hơi lọt qua khe h ở giữa tr ục và v ỏ tua bin, và để chèn các khe hở này ngăn ngừa sự rò rỉ hơi từ ph ần cao áp ra khí quyển và tránh không khí lọt vào phần hạ áp tua bin. Hộp chèn là thiết bị tiết lưu hơi bao gồm các răng tĩnh và động đ ược b ố trí đồng tâm với các khe hở hướng kính nhỏ. Hộp chèn làm việc bằng nguồn hơi chèn lấy từ hệ thống hơi tự dùng của tổ máy. Các thông số của hơi chèn như sau: áp suất 0,25 kg/cm2, nhiệt độ:150-2600C. Hơi sau khi chèn trục được đưa về hệ thống hút hơi chèn nh ờ các qu ạt hút. Hệ thống chèn trục tua bin được thi ết k ế có kh ả năng t ự chèn ở tải 50%. 19. Phía dưới tua bin hạ áp có bố trí bình ngưng hơi kiểu bề mặt. Mục đích chính của nó là để tạo áp suất thấp tầng cuối tua bin, làm tăng hi ệu suất chu trình nhiệt và ngưng đọng lượng hơi thoát tạo ra nước ngưng sạch cung cấp cho lò hơi, tạo thành chu trình kín. 20. Ngoài ra, để phục vụ cho vận hành tua bin còn có các h ệ th ống thiết bị phụ khác mà không đề cập ở quy trình này. Hãy tham khảo các Quy trình về thiết bị phụ tua bin (có quy trình riêng). 8
9
CHƯƠNG II GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUA BIN MARK V. 1. Tua bin được trang bị hệ thống giám sát và điều khiển Mark V. Đó là h ệ thống điều khiển điện-thuỷ lực có độ tin cậy cao, th ế h ệ m ới nh ất c ủa hãng GE áp dụng cho tua bin hơi. Các chức năng chủ yếu của nó là: - Điều khiển tốc độ và tăng tốc trong quá trình khởi động. - Khởi tạo kích thích cho máy phát điện. - Hoà đồng bộ và đáp ứng tải theo yêu cầu của đi ều độ vùng hoặc miền. - Điều khiển áp suất hơi đầu vào, hơi trích, hơi thoát... - Giảm tải và bảo vệ tua bin. - Xử lý tuần tự các chức năng trên với sự khống chế ứng suất nhiệt. - Bảo vệ vượt tốc trong khi sa thải phụ tải và ngừng khẩn cấp. - Bảo vệ tránh các hư hại nghiêm trọng đối với tua bin nh ư: mất áp lực dầu bôi trơn, nhiệt độ hơi thoát cao, rung động gối đỡ cao.... - Thử nghiệm các van hơi và các chức năng bảo vệ quan trọng khác. Ngoài ra, còn có các chức năng giám sát và điều khiển quan trọng nữa là: - Kiểm tra và giám sát các thông số áp suất và nhi ệt đ ộ...đ ể đ ưa ra hướng dẫn và báo động cho người vận hành. - Khởi động và giám sát các thiết bị phụ của tua bin- máy phát như là hệ thống hơi chèn, dầu thuỷ lực và dầu bôi trơn... - Hiển thị, báo động và ghi các chức năng và dữ liệu trên. - Chuẩn đoán các sự cố tua bin hoặc máy phát. - Chuẩn đoán và kiểm tra tình trạng hệ thống điện. 2. Có hai chế độ điều khiển Mark V: 10
- Mark V ở chế độ tự động: Chức năng khởi động tua bin tự động (ATS) sẽ tạo ra các điểm đặt để tăng tốc và mang t ải đ ược s ử d ụng trực tiếp bằng những chức năng điều khiển chính của MarkV. Người vận hành chỉ cần lựa chọn các điểm đặt và giới hạn tải. Những điểm đặt như vậy được tạo ra trên cơ sở ứng suất rô to được tính toán theo thời gian thực và các thông số khác của tua bin. Ch ế đ ộ t ự đ ộng bị loại bỏ nếu phương thức điều khiển áp suất đầu vào được lựa chọn. - MarkV ở chế độ bằng tay: Chức năng khởi động tua bin tự động ATS sẽ cung cấp những thông báo hướng dẫn tới người vận hành trong đó những điểm đặt sẽ được lựa chọn để vận hành đúng. 3. Điều khiển và giám sát: Tua bin sẽ được điều khiển và giám sát bởi Mark V. Việc kh ởi đ ộng và vận hành bình thường sẽ là chế độ vận hành tự động của Mark V, bởi vì nó tạo ra thời gian vận hành hiệu quả nhất. Chế độ bằng tay của Mark V được áp dụng khi mà người vận hành muốn tác động lên sự lựa chọn điểm đặt, sử dụng các thông báo h ướng dẫn trên màn hình (CRT) của Mark V. Sự vận hành đi tắt có khả năng áp dụng trong chế độ bằng tay và tự động. Khi vận hành trong chế độ bằng tay, những thông báo sẽ được hi ển th ị trên màn hình (CRT) và được tạo ra bằng thuật toán có liên quan t ới ứng suất của tua bin. 4. Hệ thống điều khiển phụ: Để vận hành với đường đi tắt của tua bin, xem phụ lục. Để vận hành tự động trong chế độ điều khiển ứng suất tua bin, xem h ướng dẫn điều khiển ứng suất tua bin. 4.1 Điều khiển tốc độ : Những đầu dò (sen sơ) kiểu từ tính được sử dụng kết hợp v ới các bánh răng trên trục tua bin để nhạy cảm tốc độ quay. Tốc đ ộ 0 tới t ốc đ ộ định mức tương ứng với giá trị 0 - 100%. Điểm đặt tốc độ đ ược đ ặt t ại bàn điều khiển của người vận hành. Tín hiệu sai số tốc độ là hiệu c ủa tốc độ đặt và tốc độ thực. Khi tăng điểm đặt tốc độ sẽ có xu hướng làm tăng sai số. Độ lệch toàn bộ là giá trị dương cần thiết để đưa ra m ột lệnh tác động mở van được yêu cầu để tạo ra đủ tốc độ với dòng hơi không tải. 11
Chú ý : Điểm đặt tốc độ phải được giữ tại 100% trước khi đồng bộ. Điều này sẽ bảo đảm sự bảo vệ vượt tốc chính xác. Khi máy phát-tua bin không được hoà đồng bộ với lưới điện (máy cắt đầu cực máy phát mở) thì chỉ có sự điều khiển t ốc đ ộ là thích h ợp. Tua bin bình thường tách ra khỏi quay trục và nâng tới tốc độ định mức bằng điểm đặt tốc độ. Điểm đặt tải sẽ là 0%. Khi vận hành, bất kỳ sự tồn tại sai số tốc độ giữa tốc độ định mức và tốc độ đồng bộ (t ần s ố c ủa lưới) được loại trừ bằng việc điều chỉnh điểm đặt tải. Tại tốc độ đồng bộ và trước khi máy cắt được đóng thì sai số tốc độ và điểm đặt tải sẽ = 0. 4.2 Điều khiển tải : Điểm đặt tải bình thường là lệnh của vòng điều khiển h ở mà nó t ạo ra nhu cầu lưu lượng hơi. Khi tổ máy đang đồng bộ, điểm đặt t ải đóng vai trò điều chỉnh tốc độ tinh. Phạm vi điểm đặt tải từ -100% đến +128%, ở đây 100% tương ứng với khả năng lưu lượng lớn nhất. Chú ý rằng, vài % của phạm vi điểm đặt tải (không phải là phạm vi tải) có thể được dùng để bù sự sai khác giữa tốc độ đồng bộ và tốc độ định mức. Giá trị này sẽ rất nhỏ hoặc bằng 0. 4.3 Điều khiển áp suất đầu vào : Điều khiển áp suất đầu vào là điều khiển vòng kín đối với lưu l ượng đầu vào. Hiệu của điểm đặt áp suất với tín hi ệu áp su ất đ ầu vào và sai số thực được nhân với hệ số khuyếch đại thích hợp, một hàm điều chỉnh và phạm vi điều khiển áp suất, để tạo ra tín hiệu điều khiển. Việc điều khiển áp suất đầu vào được thực hiện với thuật toán t ỷ l ệ có trễ. Việc giảm điểm đặt sẽ có xu hướng làm tăng lưu lượng đầu vào để giảm áp suất đầu vào. Khi điều khiển áp suất đầu vào là có kh ả năng, điểm đặt của nó sẽ được dịch chuyển tới một giá trị mà nó duy trì áp suất đầu vào đang tồn tại. Giá trị nhỏ nhất của tín hiệu điều khiển sẽ tương ứng với lưu lượng không tải. Điều khiển áp suất đ ầu vào có th ể có khả năng tại bất kỳ thời điểm nào bởi yêu cầu của DCS ho ặc nh ư là chức năng của người vận hành. Cả 2 phương pháp yêu cầu máy cắt đầu cực máy phát được đóng và tua bin ở chế độ dòng thuận. Khi ch ế độ điều khiển áp suất đầu vào không có khả năng thì điểm đặt của nó và tín hiệu điều khiển sẽ không có hiệu lực. 5. Những bộ giới hạn điều khiển độc lập . 5.1 Giới hạn tải. Điểm đặt giới hạn tải là lệnh của vòng điều khiển hở mà sẽ giới hạn tải được tạo ra tới một giá trị cố định (%) bằng cách giảm lưu lượng 12
hơi của tua bin. Giới hạn của dòng hơi phụ thuộc vào chế độ vận hành. Bộ giới hạn tải là độc lập với bộ điều khiển tải, nó là ch ức năng trong các chế độ điều khiển tải. Tuy nhiên, tác động giới hạn tải s ẽ không ảnh hưởng tới sự hoạt động điều khiển bình thường nếu điểm đặt được đặt tại giá trị lớn nhất của nó (>100%). 5.2 Giới hạn áp suất đầu vào : Giới hạn áp suất đầu vào có 1 trong 2 dạng : gi ới h ạn t ỷ l ệ và gi ới h ạn cố định. Cả hai dạng tạo ra vòng điều khiển kín đối với áp suất đ ầu vào, việc giảm lưu lượng đầu vào liên quan với việc giảm bất thường áp suất đầu vào. Giới hạn áp suất đầu vào là độc lập với điều khiển áp suất đầu vào. Tuy nhiên, vì giá trị điểm đặt cao hơn điểm đặt của bộ điều khi ển áp suất đầu vào, nên tác động giới hạn áp suất đầu vào là kém hiệu qu ả trong khi điều khiển áp suất đầu vào là có khả năng. 6. Vận hành tua bin với hệ thống đi tắt tua bin (TBS). Việc thiết kế các nhà máy hiện nay, tua bin có thể được vận hành với TBS. Khi vận hành không có TBS thì tua bin s ẽ đ ược kh ởi đ ộng qua các van điều chỉnh đầu vào tua bin (CV) và các van chặn mở hoàn toàn (IVs). Khi vận hành với TBS thì tua bin sẽ được khởi đ ộng qua các van chặn của tua bin (IVs) với các van điều chỉnh đầu vào tua bin được đóng. Hệ thống đi tắt tua bin (TBS) không phải là một phần của phạm vi tua bin hơi và không được điều khiển bằng MarkV. MarkV kết h ợp các van điều chỉnh và các van phụ của tua bin để cho phép vận hành tua bin trong khi TBS đang làm việc. TBS cung cấp đường dẫn h ơi đ ộc lập v ới tua bin. Đường dẫn hơi này bao gồm : 1. Hệ thống đi tắt cao áp (HP) từ đầu ra của bộ quá nhiệt tới đầu vào bộ quá nhiệt trung gian. 2. Hệ thống đi tắt hạ áp (LP) từ đầu ra của bộ quá nhiệt trung gian tới bình ngưng. Tham khảo bản vẽ P & ID. Tua bin sẽ được khởi động theo chế độ khác nhau phụ thuộc vào hệ thống TBS vận hành hoặc không. *) Theo dòng ngược : TBS đang vận hành tạo ra áp suất hơi tái nhiệt 10-25% giá trị đ ịnh mức. Trên MarkV, chế độ đi tắt phải được lựa chọn bởi người vận hành 13
hoặc qua hệ thống DCS. Sau khi lựa chọn điểm đặt t ốc đ ộ đầu tiên, thì MarkV sẽ giữ các van điều khiển V1s đóng và tăng tốc, hoà đồng bộ, nâng tải qua các van chặn IVs. Khi tốc độ >75% tốc độ định mức, khi đang khởi động nóng hoặc ấm, van dòng ngược RFV được mở tự động để nạp hơi qua phần tua bin cao áp theo kiểu dòng ngược. Dòng ngược này tạo ra trường nhiệt độ thích hợp trong tua bin cao áp (HP) để sau đó chuy ển sang ch ế đ ộ dòng thuận mà sẽ xảy ra sau khi yêu cầu lưu lượng của van IV là > 50%. *) Dòng thuận : Việc vận hành hệ thống TBS không được áp dụng đối với kh ởi động lạnh và việc khởi động được thực hiện qua các van điều ch ỉnh đầu vào tua bin (V1) với sự mở hết các van chặn (IVs) . 6.1 Đặc điểm tua bin khi vận hành đi tắt. Tua bin của tổ máy này được trang bị với đặc điểm sau đây cho vi ệc vận hành với hệ thống đi tắt tua bin. - Các van chặn : Trong chế độ đi tắt ở chế độ dòng ngược, các van chặn tua bin (IVs) được dùng khi tăng tốc và vận hành ở tải th ấp đ ể nạp hơi tới tua bin trong khi các van điều khi ển (V1s) v ẫn đ ược đóng. Sau khi tất cả lượng hơi tái nhiệt đã được chuyển tới tua bin trung áp (IP) và đường đi tắt hạ áp (LP) được đóng, các van IVs sẽ đ ược m ở hoàn toàn bằng các bộ điều khiển tua bin và không tham vào việc đi ều khiển tải tua bin nữa. Việc lựa chọn chế độ điều khiển tua bin theo đường đi tắt tại Mark V xác định vị trí của van IVs được mô tả ở trên. Chế độ này phải được lựa chọn khi tua bin còn đang quay trục cho đến khi các van IV được mở hoàn toàn. Tại thời điểm này, chế độ điều khiển tua bin không ở chế độ đi tắt có thể được lựa chọn trên bàn điều khiển tua bin, n ếu muốn. Khi khởi động không có sự vận hành của hệ thống đi tắt (điều khi ển tua bin không ở chế độ đi tắt), các van IVs sẽ được định vị nh ư th ường lệ đối với tổ máy tái nhiệt, tức là chúng s ẽ bắt đầu m ở ngay tr ước khi hơi được nạp qua các van V1s và vẫn mở trong suốt quá trình v ận hành bình thường. Trong khi tua bin vận hành với chế độ điều khiển tua bin không đi tắt thì sự thay đổi tới chế độ đi tắt chỉ có th ể đ ược th ực hi ện sau khi tổ máy đạt được mức tải cao hơn điểm chuy ển sang ch ế độ dòng thuận. 14
- Van thoát (VV) và van dòng ngược (RFV) : van thoát (VV) nối vùng đầu vào tua bin cao áp (HP) tới bình ngưng được định v ị bằng b ộ điều khiển tua bin để duy trì áp suất rất thấp trong tua bin cao áp trong giai đoạn tăng tốc khi khởi động với sự vận hành c ủa đường đi t ắt. Trước khi đạt được tốc độ định mức, sự thoát hơi sẽ được tăng cường bằng cách mở RFV để nạp hơi đã được giảm ôn từ chiều ngược của đường tắt HP qua tua bin HP. Cả 2 van VV và RFV được m ở b ằng bộ điều khiển tua bin ở thời gian chính xác và được đóng lại khi chuy ển sang chế độ dòng thuận. Khi vận hành không có đường đi tắt, thì RFV sẽ vẫn đóng và van VV sẽ được định vị như thường lệ của tổ máy có tái nhiệt, tuân theo s ự sa thải phụ tải. - Bảo vệ và điều khiển tua bin : Điều khiển tua bin gồm những nét phác hoạ bình thường dựa trên tua bin tái nhiệt cùng với chế độ lô gic vận hành có và không có đường đi tắt, định vị hệ th ống phụ đối với các van IVs, VV và RFV được mô tả ở trên, bao gồm logic chuyển đ ổi gi ữa chế độ dòng ngược và dòng thuận cũng như thêm cả sự bảo vệ liên quan tới vận hành tua bin với đường đi tắt. Sau đây bao gồm s ự giám sát sau : + Vị trí của RFV hoặc VV không chính xác. + Nhiệt độ kim loại đầu xả và kim loại tầng cánh đầu HP cao. + Nhiệt độ kim loại tầng cuối của LP cao. 6.2 Khởi động với sự vận hành đi tắt của tua bin. Việc khởi động với đường đi tắt sẽ được hướng dẫn trong chế độ dòng ngược của tua bin như sau : Lò hơi sẽ được vận hành để sinh hơi trong phạm vi 10-20% của MCR (công suất liên tục lớn nhất) ở chế độ áp suất h ơi chính trong ph ạm vi 600-1000 psig hoặc cao hơn và áp suất hơi tái nhiệt không l ớn h ơn 2 lần mức tương ứng với áp suất tại % của MCR mà ở đó tua bin s ẽ quay. Trước khi quay tua bin, nhiệt độ hơi sẽ được tương thích với nhiệt độ kim loại tua bin. Tua bin sẽ được quay bằng chương trình ATS hoặc từ người vận hành bằng việc lựa chọn tốc độ và tăng tốc một cách thích h ợp. B ộ đi ều khiển tua bin sẽ chỉ mở các van IVs để tăng tốc tổ máy, đi ều ch ỉnh t ốc độ và mang tải thấp. Trong giai đoạn này, hơi cung cấp cho tua bin sẽ 15
chỉ là lượng hơi qua tua bin IP và LP. Van thoát (VV) sẽ được mở khi quay tua bin và giữ tua bin cao áp (HP) ở gần chân không trong khi tăng tốc. Khi tốc độ đạt tới khoảng 75% tốc độ định mức, trong chế độ kh ởi động nóng và ấm van RFV sẽ được mở để cung cấp dòng ng ược thích hợp, từ van RFV qua van (VV) tới bình ngưng để sấy và đồng thời cũng ngăn ngừa sự quá nhiệt của tua bin cao áp (HP). Khi khởi động lạnh van RFV sẽ được đóng. Khởi động lạnh được định rõ nhiệt độ bề mặt kim loại tầng đầu của tua bin cao áp (HP) nhỏ hơn 149 0C trước khi quay tua bin. Tốc độ tổ máy tương thích với tần số lưới bằng b ộ đi ều khi ển tua bin vẫn chỉ dùng các van IVs để nạp hơi và sau khi hoà đồng bộ, một lượng tải trong phạm vi 8-10% được áp dụng chỉ với lượng hơi tái nhiệt, tất cả ở một tỷ lệ được xác định bằng ATS hoặc bằng người vận hành, phụ thuộc vào chế độ được lựa chọn. Tại tải này bộ điều khiển tua bin kiểm tra xem có đủ điều kiện để sẵn sàng chuyển sang chế độ dòng thuận trong tua bin (HP) hay không. Điều kiện để đáp ứng vi ệc chuy ển là lưu lượng của van IV là phải > 50% và ứng lực rô to tại lúc đó ph ải thoả mãn. Giữ tải cho đến khi các điều kiện được thoả mãn. Việc chuyển sang chế độ dòng thuận sau đó sẽ được bắt đầu bằng ATS hoặc bởi người vận hành. Các van V1s sẽ được mở trong thời gian khá ngắn để nạp vài % lưu lượng hơi định mức qua các van IV và các van VV và RFV sẽ được đóng đồng thời. Một lượng tải nh ỏ tăng khoảng 2-5% tại thời điểm này. Sau đó tải của tổ máy sẽ tiếp tục trong chế độ thông thường. Đường đi tắt HP và LP sẽ được đóng bằng bộ điều khiển áp suất tương ứng để hơi được chuyển từ đường đi tắt tới tua bin. Việc giảm tải trong chế độ đi tắt tới một tải tại đó hoặc cao h ơn đi ểm chuyển chế độ dòng ngược- dòng thuận có thể được thực hiện bằng việc tuân theo các thủ tục ở trên trong chế độ dòng ngược. Nếu mục đích tách tổ máy ra khỏi lưới, nó sẽ được ngắt ngay l ập t ức khi t ải cao hơn điểm chuyển chế độ này. Khi sa thải phụ tải, trong chế độ đi tắt, bộ điều khi ển tua bin ngay l ập tức chuyển tổ máy sang chế độ dòng ngược và sau đó hoà đồng bộ lại nếu có khả năng. 16
17
CHƯƠNG III GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG BẢO VỆ TUA BIN 1. Mục đích của hệ thống bảo vệ là để phát hiện tình trạng v ận hành nguy hiểm hoặc ngoài ý muốn của tua bin- máy phát, để đưa ra các tác động ngừng thích hợp và cung cấp thông tin cho người vận hành v ề nh ững tình trạng đã được phát hiện và hậu quả xảy ra. Hệ thống bảo vệ bao gồm các bộ cảm biến, các mô đun đầu vào, x ử lý tín hiệu, logic phần mềm, các mô đun đầu ra, các đầu ra c ủa r ơ le, thi ết bị ngắt bằng điện (ETD) trong hệ thống dầu thuỷ lực. Các bộ ph ận này có thể thử nghiệm trực tuyến hoặc ngoại tuyến. Tác động ngừng được thực hiện bằng việc ngắt dòng điện tới ETDs mà nó sẽ xả dầu từ các cơ cấu thừa hành của van STOP làm chúng đóng lại. Tác động điều khiển được đưa ra để đóng các van điều khiển và tất cả các điểm đặt được đặt lại về 0. Tác động ngắt s ẽ thông báo nguyên nhân của việc ngắt tại mô đun giao diện vận hành. 2. Hệ thống bảo vệ tua bin: Những tín hiệu đầu vào được kết hợp với những chức năng b ảo v ệ và điều khiển tới hạn được dẫn tới các đầu nối vào/ ra (I/O). Nh ững tín hiệu này được xử lý đối với giá trị analog hoặc logic hoặc cả hai, đầu ra tới các rơ le, và cuối cùng điều khiển các rơ le mà các r ơ le này ng ắt dòng điện tới ETDs. Sự vượt tốc khẩn cấp bản thân nó được dành riêng mạch xử lý tín hiệu. Khi bị ngắt, hệ thống vẫn trong trạng thái được ngắt cho đến khi hệ thống được đặt lại bởi người vận hành. Đầu ra được xử lý qua rơ le logic để th ực hiện tác đ ộng ngắt c ủa kênh vượt tốc khẩn cấp để ngắt tua bin. Rơ le đi tắt được dùng cho vi ệc kiểm tra trực tuyến để cho phép thử các kênh vượt tốc và các rơ le ngắt khẩn cấp và những rơ le ngắt chính. Các công tắc phụ được dùng để xác định sự hoạt động chính xác của các rơ le này và bảo đ ảm r ằng những rơ le đi tắt đã được xoá cho phép vận hành bình thường hệ thống bảo vệ. 3. Các thiết bị đo lường và giám sát được lắp đặt cho tua bin: - Đầu dò tốc độ. 18
- Đầu dò độ rung. - Đầu dò di trục rô to. - Đầu dò đảo trục rô to. - Đầu dò giãn nở rô to, vỏ tua bin và giãn nở tương đối. - Đầu dò mòn ổ trục. - Đầu dò Keyphasor (đo góc pha dao động). - Thiết bị giám sát dòng điện, điện áp trục. - Cặp nhiệt đo nhiệt độ kim loại gối đỡ và dầu bôi trơn. - Cặp nhiệt phát hiện lọt nước vào tua bin. - Các thiết bị đo nhiệt độ và áp suất hơi vào tua bin. - Và các thiết bị đo lường liên quan khác. Bảng A liệt kê việc ngắt và báo động đặc trưng đối với hệ th ống này. Báo động và việc ngắt là được liệt kê bằng thông báo mà s ẽ xu ất hi ện trên màn hình vận hành khi xuất hiện sự cố. Bảng A: Các báo động và ngừng sự cố: 1. Chuẩn đoán báo động, kiểm tra sự hiển thị chuẩn đoán báo động. 2. Báo động mức dầu bôi trơn thấp. 3. Ngắt mức dầu bôi trơn thấp. 4. Báo động áp suất dầu bôi trơn thấp. 5. Ngắt áp suất dầu bôi trơn thấp. 6. Báo động áp suất dầu của van Servo thấp. 7. Ngắt khẩn cấp bằng tay. 8. Ngắt khoá của máy phát (86 G1). 9. Máy cắt đầu cực máy phát bị ngắt. 19
10. Ngắt bằng tay từ bệ phía trước của Tua bin. 11. Báo động độ chênh lệch tốc độ với điểm đặt. 12. Ngắt hệ thống vượt tốc chính. 13. Ngắt bằng tay từ panel điều khiển từ xa. 14. Báo động lưu lượng hơi trích bị hạn chế. 15. Báo động lưu lượng hơi nạp cho tua bin bị hạn chế. 16. Báo động mức dầu bôi trơn cao. 17. Báo động bảo vệ chân không bình ngưng không làm việc. 18. Báo động chân không bình ngưng thấp. 19. Ngắt trước khi chân không bình ngưng thấp. 20. Ngắt chân không bình ngưng thấp 21. Ngắt do sai sót tăng tốc độ. 22. Báo động áp suất dầu thuỷ lực thấp. 23. Ngắt áp suất dầu thuỷ lực thấp. 24. Báo động mức dầu thuỷ lực thấp. 25. Báo động áp suất hơi chèn thấp. 26. Báo động áp suất hơi chèn cao. 27. Báo động sự cố XDCR áp suất đầu vào. 28. Báo động độ chênh áp suất đầu vào với điểm đặt. 29. Báo động giới hạn áp suất đầu vào. 30. Báo động van điều chỉnh dưới lưu lượng nhỏ nhất. 31. Báo động hư hỏng đầu đo độ rung của trục. 32. Báo động độ rung trục cao. 33. Ngắt độ rung của trục cao. 20