intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE

Thiết kế hệ thống giám sát hệ thống ống áp lực lò hơi

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:12

7
lượt xem
4
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Hệ thống ống áp lực lò hơi trong quá trình vận hành thường xuyên trong điều kiện khắc nghiệt. Bài viết Thiết kế hệ thống giám sát hệ thống ống áp lực lò hơi trình bày tổng quan về hệ thống Lò hơi Nhà máy Nhiệt điện Hải Phòng; Sự cố bục ống áp lực lò hơi.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Thiết kế hệ thống giám sát hệ thống ống áp lực lò hơi

  1. KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TOÀN QUỐC NĂM 2022 THIẾT KẾ HỆ THỐNG GIÁM SÁT HỆ THỐNG ỐNG ÁP LỰC LÒ HƠI DESIGN MONITORING SYSTEM PRESSURE BOILER TUBE 1 2 4 Dương Sơn Bá , Nguyễn Việt Anh , Bùi Trọng Hưng 1 Công ty Cổ phần Nhiệt điện Hải Phòng, 0961268999, duongsonba@gmail.com 2 Công ty Cổ phần Nhiệt điện Hải Phòng, 0989057669, nguyenvietanh10081979@gmail.com 4 Công ty Cổ phần Nhiệt điện Hải Phòng, 0964307222, hungtronghp@gmail.com Tóm tắt: Hệ thống ống áp lực lò hơi trong quá trình vận hành thường xuyên trong điều kiện khắc nghiệt. Trong các trạng thái khởi động và ngừng lò hơi, hoặc khi có sự cố tríp lò, các thông số về tăng giảm nhiệt độ, áp lực của các giàn ống có thể vi phạm giới hạn cho phép của Nhà sản xuất gây suy giảm tuổi thọ của các giàn ống và thậm chí có thể gây bục ống nếu không phát hiện sớm. Trong thực tế đã xảy xa các trường hợp các Tổ máy đang vận hành phải ngừng do sự cố bục ống do việc kiểm soát, đánh giá chất lượng của các giàn ống quá nhiệt chưa hiệu quả. Để có thể kiểm soát được độ suy giảm tuổi thọ của các giàn ống, xây dựng cơ sở dữ liệu kiểm soát lịch sử vận hành của các giàn ống để đưa ra những khuyến cáo về các phương án xử lý phù hợp đối với hệ thống ống áp lực trong các lần ngừng khối nhằm giảm thiểu các hư hỏng có thế xảy ra trong quá trình vận hành. Thiết kế hệ thống giám sát các giàn ống áp lực lò hơi thực hiện giám sát tốc độ tăng nhiệt độ và áp lực của các giàn ống lò hơi, ghi nhận số lần vi phạm, giá trị vi phạm và thời gian vi phạm để từ đó có thể đưa ra cảnh báo cho người vận hành cũng như thống kê lại số lần vi phạm cho các KTV biết tình trạng của hệ thống áp lực. Trên cơ sở những cảnh báo vi phạm giới hạn về nhiệt độ và áp lực, người vận hành sẽ có những điều chỉnh các thông số vận hành để kiểm soát các thông số trong dải giới hạn cho phép của các giàn ống áp lực. Dữ liệu ghi nhận lại về số lần vi phạm giới hạn cảnh báo của các thông số nhiệt độ và áp lực sẽ được tổng hợp lại trong máy Historian của DCS. Từ đó sẽ đánh giá được tình trạng vi phạm của các giàn ống quá nhiệt trong quá trình vận hành, độ suy giảm tuổi thọ của giàn ống áp lực theo tính toán và đưa ra cánh báo về việc thực hiện kế hoạch, phương án kiểm tra, xử lý kịp thời đối với các giàn ống có nguy cơ hư hỏng trong quá trình ngừng lò gần nhất. • Đối tượng nghiên cứu : Hệ thống giàn ống quá nhiệt các lò hơi của Nhà máy Nhiệt điện Hải Phòng. • Phạm vi nghiên cứu: Các tổ máy 300 MW của Nhà máy Nhiệt điện Hải Phòng 1&2. Abstract: Boiler pressure pipe system during regular operation under extreme conditions. In the states of boiler start and stop, or when there is a furnace failure, the parameters of temperature increase and decrease, the pressure of the pipe rigs may violate the manufacturer's permissible limits, causing a deterioration in the life of the pipe rigs and may even cause the tube platform if not detected early. In addition, these pipe rigs are only periodically inspected according to the Mid-overhaul cycle, so the 262
  2. CHUYỂN ĐỔI SỐ VÀ NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN QUỐC GIA control to prevent furnace tube platform failure of the factory is passive and ineffective. In fact, there have been cases where operating units have to stop due to pipe platform problems because the control and quality assessment of overheated pipe rigs has not been carried out continuously and effectively. In order to control the deterioration of the life of the pipe rigs, develop a database to control the operating history of the pipe rigs to make recommendations on appropriate treatment options for the pressure pipe system during block stops to minimize possible damage during operation. Design a monitoring system for boiler pressure pipe rigs to monitor the temperature and pressure increase rate of boiler pipe rigs, record the number of violations, violation value and duration of violations so that a warning can be issued to the operator as well as a statistic of the number of violations to the KTV to know the status of pressure system. On the basis of warnings for violation of temperature and pressure limits, the operator will adjust the operating parameters to control the parameters within the permissible limit range of the pressure pipe rigs. Recorded data on the number of warning limit violations of temperature and pressure parameters will be aggregated in the DCS's Historian machine. From there, it will assess the violation status of overheated pipe rigs during operation, the deterioration of the life of the pressure pipe rig according to calculations and issue a report on the implementation of plans, inspection plans, and timely treatment of pipe rigs at risk of damage during the nearest furnace shutdown. • Research subjects: Superheated pipe trusses. • Research scope: 300 MW units of Hai Phong 1&2 Thermal Power Plant. • Research Methods: Method of representing the algorithm by block diagram and DCS programming technique (Ovation 3.6 system). 1. GIỚI THIỆU 1.1. Tổng quan về hệ thống Lò hơi Nhà máy Nhiệt điện Hải Phòng Lò hơi Nhà máy Nhiệt điện Hải Phòng do Công ty Lò hơi Dong Fang của Trung Quốc chế tạo, Lò hơi có ký hiệu DG996/17,45-II15; thuộc loại Lòhơi với 1 bao hơi, tuần hoàn tự nhiên, thông gió cân bằng và buồng lửa thải xỉ khô; quá nhiệt trung gian 1 cấp và áp lực dưới tới hạn. Lò hơi được thiết kế để đốt than Antraxit có kho than bột trung gian và cung cấp than vào Lò bởi các máy cấp than bột. Dầu FO được sử dụng khi khởi động Lò đốt kèm khi Lò vận hành ở phụ tải thấp hoặc khi than cháy kém (có thể không cần đốt dầu khi tải Lò hơi ≥ 65% BMCR, công suất Lò hơi lớn nhất khi đốt dầu là 30% BMCR). 263
  3. KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TOÀN QUỐC NĂM 2022 1.2. Sự cố bục ống áp lực Lò hơi Thống kê sự cố số lần ngừng Lò do bục hệ thống ống áp lực lò hơi từ năm 2017 đến nay như sau: Năm Lò hơi số 1 Lò hơi số 2 Lò hơi số 3 Lò hơi số 4 2017 0 02 0 03 2018 0 01 0 0 2019 01 02 01 01 2020 0 02 01 01 Tổng cộng 01 06 02 05 264
  4. CHUYỂN ĐỔI SỐ VÀ NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN QUỐC GIA 1.3. Mục tiêu Đề tài Đề tài này Xây dựng được hệ thống giám sát các giàn ống áp lực lò hơi để kiểm soát số lần vi phạm, thời gian vi phạm và giá trị vi phạm về việc tăng giảm nhiệt độ, áp lực vi phạm quy trình trong quá trình vận hành Tổ máy. Cung cấp cho người vận hành và kỹ thuật viên một công cụ để kiểm soát các vi phạm về nhiệt độ và áp lực của các giàn ống quá nhiệt trong quá trình vận hành để từ đó có các giải pháp kỹ thuật phù hợp nhằm hạn chế các rủi ro ngừng lò do bục ống áp lực khi Tổ máy đang vận hành. 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT/PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Tính cấp thiết của Đề tài Hệ thống ống áp lực lò hơi trong quá trình vận hành thường xuyên trong điều kiện khắc nghiệt. Trong các trạng thái khởi động và ngừng lò hơi, hoặc khi có sự cố tríp lò, các thông số về tăng giảm nhiệt độ, áp lực của các giàn ống có thể vi phạm giới hạn cho phép của Nhà sản xuất gây suy giảm tuổi thọ của các giàn ống và thậm chí có thể gây bục ống nếu không phát hiện sớm. Ngoài ra, các giàn ống này chỉ được kiểm tra định kỳ theo chu kỳ Trung đại tu nên việc kiểm soát phòng tránh sự cố bục ống lò của Nhà máy còn bị động và chưa hiệu quả.Trong thực tế đã xảy xa các trường hợp các Tổ máy đang vận hành phải ngừng do sự cố bục ống do việc kiểm soát, đánh giá chất lượng của các giàn ống quá nhiệt chưa được thực hiện liên tục và hiệu quả. Để có thể kiểm soát được độ suy giảm tuổi thọ của các giàn ống, xây dựng cơ sở dữ liệu kiểm soát lịch sử vận hành của các giàn ống để đưa ra những khuyến cáo về các phương án xử lý phù hợp đối với hệ thống ống áp lực trong các lần ngừng khối nhằm giảm thiểu các hư hỏng có thế xảy ra trong quá trình vận hành. Thiết kế hệ thống giám sát các giàn ống áp lực lò hơi thực hiện giám sát tốc độ tăng nhiệt độ và áp lực của các giàn ống lò hơi, ghi nhận số lần vi phạm, giá trị vi phạm và thời gian vi phạm để từ đó có thể đưa ra cảnh báo cho người vận hành cũng như thống kê lại số lần vi phạm cho các KTV biết tình trạng của hệ thống áp lực. Trên cơ sở những cảnh báo vi phạm giới hạn về nhiệt độ và áp lực, người vận hành sẽ có những điều chỉnh các thông số vận hành để kiểm soát các thông số trong dải giới hạn cho phép của các giàn ống áp lực. Xây dựng các graphic trên màn hình DCS mô phỏng các giàn ống quá nhiệt và các điểm đo nhiệt độ tương ứng để người vận hành có thể giám sát, đánh giá được độ tăng nhiệt độ của từng khu vực tương ứng. Dữ liệu ghi nhận lại về số lần vi phạm giới hạn cảnh báo của các thông số nhiệt độ và áp lực sẽ được tổng hợp lại trong máy Historian của DCS. Từ đó sẽ đánh giá được tình trạng vi phạm của các giàn ống quá nhiệt trong quá trình vận hành, độ suy giảm tuổi thọ của giàn ống áp lực theo tính toán và đưa ra cánh báo về việc thực hiện kế hoạch, 265
  5. KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TOÀN QUỐC NĂM 2022 phương án kiểm tra, xử lý kịp thời đối với các giàn ống có nguy cơ hư hỏng trong quá trình ngừng lò gần nhất. Cơ sở dữ liệu được lưu giữ trong Máy Historian được tối thiểu 20 năm. Trong quá trình vận hành, các kỹ thuật viên hoặc người vận hành có thể tham khảo các dữ liệu lưu trữ trong máy Historian để đánh giá và tham khảo thông tin. Từ những luận điểm trên, việc thực hiện đề tài “Thiết kế hệ thống giám sát ống áp lực lò hơi” trong bối cảnh hiện nay là rất cần thiết và cần làm ngay. 2.2. Mục đích nghiên cứu Trên cơ sở đã phân tích ở trên, chúng tôi thấy có một số mục tiêu cần phải đạt được để nâng cao độ tin cậy trong quá trình vận hành của các Tổ máy như sau: Xây dựng được hệ thống giám sát các giàn ống áp lực lò hơi để kiểm soát số lần vi phạm, thời gian vi phạm và giá trị vi phạm về việc tăng giảm nhiệt độ, áp lực vi phạm quy trình trong quá trình vận hành Tổ máy. Giúp người vận hành phát hiện sớm các vi phạm của các giàn ống quá nhiệt trong quá trình vận hành. Từ đó, người vận hành có thể đưa ra phương án xử lý kịp thời để hạn chế thời gian và số lần vi phạm thông số của các giàn ống quá nhiệt. Hệ thống thực hiện thống kê và tính toán thời gian, số lần vi phạm của các giàn ống quá nhiệt để đưa ra các khuyến cáo cho các KTV và đơn vị quản lý kỹ thuật về việc kiểm tra, đánh giá và xử lý kịp thời đối với các giàn ống quá nhiệt lò hơi. 2.3. Đối tượng nghiên cứu/khảo sát Hệ thống giàn ống quá nhiệt cấp 1, cấp 2, cấp 3 và QNTG của Tổ máy số 1 2.4. Nhiệm vụ và phạm vi nghiên cứu thực hiện Để thực hiện hoàn thành mục tiêu chính ở trên, ta cần thực hiện các nhiệm vụ sau:  Thống kê, đánh giá các yếu tố ảnh hưởng đến tuổi thọ của các giàn ống quá nhiệt.  Nghiên cứu hệ thống đo lường của giàn ống quá nhiệt hiện tại để đánh giá sự phù hợp, tính khả thi của hệ thống hiện hữu nhằm thiết lập hệ thống giám sát các giàn ống quá nhiệt trong tổ máy.Xây dựng các file âm thanh cảnh báo bằng giọng nói.  Xây dựng và thiết lập các giao diện giám sát cho các giàn ống quá nhiệt lò hơi.  Xây dựng và thiết lập logic thống kê thời gian vi phạm và giá trị vi phạm về nhiệt độ và áp suất cho các giàn ống quá nhiệt tương ứng.  Xây dựng và thực hiện logic tính toán ảnh hưởng của sự vi phạm về nhiệt độ, áp lực đối với các giàn ống thông qua việc kiểm soát thời gian và giá trị vi phạm.  Xây dựng giao diện và logic kiểm soát tốc độ tăng nhiệt độ và áp lực hơi quá nhiệt và hơi tái nhiệt. 266
  6. CHUYỂN ĐỔI SỐ VÀ NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN QUỐC GIA 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN Nội dung 1: Thống kê, đánh giá các yếu tố ảnh hưởng đến tuổi thọ của các giàn ống quá nhiệt. Nội dung 2: Nghiên cứu hệ thống đo lường của giàn ống quá nhiệt hiện tại để đánh giá sự phù hợp, tính khả thi của hệ thống hiện hữu nhằm thiết lập hệ thống giám sát các giàn ống quá nhiệt trong tổ máy.  Khảo sát các điểm đo nhiệt độ thực tế trong lò của các giàn ống quá nhiệt cấp 1 tương ứng trong Lò hơi (xác định vị trí 32 điểm đo nhiệt độ kim loại tương ứng với các giàn ống quá nhiệt cấp 1 trong lò).  Khảo sát các điểm đo nhiệt độ thực tế trong lò của các giàn ống quá nhiệt cấp 2 tương ứng trong Lò hơi (xác định vị trí 80 điểm đo nhiệt độ kim loại tương ứng với các giàn ống quá nhiệt cấp 2 trong lò).  Khảo sát các điểm đo nhiệt độ thực tế trong lò của các giàn ống quá nhiệt cấp 3 tương ứng trong Lò hơi (xác định vị trí 32 điểm đo nhiệt độ kim loại tương ứng với các giàn ống quá nhiệt cấp 3 trong lò).  Khảo sát các điểm đo nhiệt độ thực tế trong lò của các giàn ống quá nhiệt trung gian tương ứng trong Lò hơi (xác định vị trí 45 điểm đo nhiệt độ kim loại tương ứng với các giàn ống quá nhiệt cấp 1 trong lò).  Khảo sát các điểm đo áp lực hơi của hệ thống quá nhiệt  Đánh giá tác động khi nhiệt độ, áp lực của các giàn ống bị vi phạm trong quá trình vận hành Nội dung 3: Xây dựng và thiết lập các giao diện giám sát cho các giàn ống quá nhiệt lò hơi.  Xây dựng và thiết lập giao diện giám sát nhiệt độ của giàn ống quá nhiệt cấp 1 bao gồm chi tiết như sau: - Giao diện giám sát nhiệt độ kim loại quá nhiệt cấp 1; - Giao diện giám sát tốc độ tăng nhiệt độ kim loại quá nhiệt cấp 1; - Giao diện giám sát thời gian, số lần vi phạm về tốc độ tăng nhiệt độ và nhiệt độ tối đa cho phép đối với kim loại quá nhiệt cấp 1; 267
  7. KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TOÀN QUỐC NĂM 2022  Xây dựng và thiết lập giao diện giám sát nhiệt độ của giàn ống quá nhiệt cấp 2 bao gồm chi tiết như sau: - Giao diện giám sát nhiệt độ kim loại quá nhiệt cấp 2; - Giao diện giám sát tốc độ tăng nhiệt độ kim loại quá nhiệt cấp 2; - Giao diện giám sát thời gian, số lần vi phạm về tốc độ tăng nhiệt độ và nhiệt độ tối đa cho phép đối với kim loại quá nhiệt cấp 2;  Xây dựng và thiết lập giao diện giám sát nhiệt độ của giàn ống quá nhiệt cấp 3 bao gồm chi tiết như sau: 268
  8. CHUYỂN ĐỔI SỐ VÀ NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN QUỐC GIA - Giao diện giám sát nhiệt độ kim loại quá nhiệt cấp 3; - Giao diện giám sát tốc độ tăng nhiệt độ kim loại quá nhiệt cấp 3; - Giao diện giám sát thời gian, số lần vi phạm về tốc độ tăng nhiệt độ và nhiệt độ tối đa cho phép đối với kim loại quá nhiệt cấp 3;  Xây dựng và thiết lập giao diện giám sát nhiệt độ của giàn ống quá nhiệt trung gian bao gồm chi tiết như sau: - Giao diện giám sát nhiệt độ kim loại quá nhiệt trung gian; - Giao diện giám sát tốc độ tăng nhiệt độ kim loại quá nhiệt trung gian; - Giao diện giám sát thời gian, số lần vi phạm về tốc độ tăng nhiệt độ và nhiệt độ tối đa cho phép đối với kim loại quá nhiệt trung gian;  Xây dựng và thiết lập giao diện giám sát tốc độ nhiệt độ và áp lực hơi chính và hơi quá nhiệt trung gian. 269
  9. KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TOÀN QUỐC NĂM 2022 Nội dung 4: Xây dựng và thiết lập logic thống kê thời gian vi phạm và giá trị vi phạm về nhiệt độ và áp suất cho các giàn ống quá nhiệt tương ứng. Nội dung 5: Xây dựng và thực hiện logic tính toán ảnh hưởng của sự vi phạm về nhiệt độ, áp lực đối với các giàn ống thông qua việc kiểm soát thời gian và giá trị vi phạm. 270
  10. CHUYỂN ĐỔI SỐ VÀ NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN QUỐC GIA Nội dung 6: Xây dựng giao diện và logic kiểm soát tốc độ tăng nhiệt độ và áp lực hơi quá nhiệt và hơi tái nhiệt.  Thiết lập logic kiểm soát tốc độ tăng nhiệt độ và áp lực hơi quá nhiệt và tái nhiệt theo trạng thái lạnh.  Thiết lập logic kiểm soát tốc độ tăng nhiệt độ và áp lực hơi quá nhiệt và tái nhiệt theo trạng thái ấm.  Thiết lập logic kiểm soát tốc độ tăng nhiệt độ và áp lực hơi quá nhiệt và tái nhiệt theo trạng thái nóng. 271
  11. KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TOÀN QUỐC NĂM 2022  Thiết lập logic kiểm soát tốc độ tăng nhiệt độ và áp lực hơi quá nhiệt và tái nhiệt theo trạng thái rất nóng. Thông số giám sát Hơi chính Hơi quá nhiệt trung gian Tốc độ tăng nhiệt độ hơi chính và hơi quá ≤1,50C/phút. ≤1,50C/phút. nhiệt trung gian cho phép Tốc độ tăng áp lực đối với trạng thái khởi -
  12. CHUYỂN ĐỔI SỐ VÀ NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN QUỐC GIA Nội dung 9: Thống kê, đánh giá và hiệu chỉnh lại các tham số của hệ thống sau quá trình áp dụng thực tế trên Công trường.  Hoàn thành việc hiệu chỉnh, đánh giá, áp dụng các Tổ máy từ năm 2021. Nội dung 10: Ban hành hướng dẫn vận hành và thực hiện đào tạo đối với các chức danh vận hành liên quan.  Đã thực hiện xong từ năm 2021. 4. KẾT LUẬN Qua quá trình áp dụng Đề tài trên các tổ máy. Các đơn vị vận hành và quản lý kỹ thuật đánh giá hệ thống vận hành ổn định, tin cậy, dễ sử dụng và đạt được các mục tiêu đề ra. Đề tài giúp người vận hành phát hiện sớm tốc độ tăng nhiệt độ, áp lực của hơi quá nhiệt cũng như kiểm soát được tốc độ tăng nhiệt độ kim loại của các giàn ống quá nhiệt trong lò. Từ đó đưa ra những phương án xử lý kịp thời để ngăn ngừa những sự cố chủ quan cũng như hạn chế được những sự cố khách quan . Xây dựng cơ sở dữ liệu về những vi phạm tốc độ tăng nhiệt độ, áp lực ảnh hưởng đến tuổi thọ của các giàn ống quá nhiệt. Giúp các KTV có thể kiểm soát và đưa ra phương án kiểm tra, đánh giá về tuổi thọ của các giàn ống quá nhiệt. Ngày 05/3/2020 Công ty đã chủ trì phối hợp với Ban Kỹ thuật – Sản xuất, ban Chiến lược – Phát triển của Tập đoàn Điện lực (EVN) và EVNGENCO2 kiểm tra, nghiệm thu đề tài. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Quy trình vận hành Lò hơi nhà máy Nhiệt điện hải Phòng, mã tài liệu: QTVH-04-01-02. [2] Quy trình vận hành Tuabin nhà máy Nhiệt điện hải Phòng, mã tài liệu: QTVH-04-01-02. [3] Tài liệu Commissioning Lò hơi nhà máy Nhiệt điện hải Phòng. [4] Tài liệu hệ thống điều khiển DCS Ovation 3.6 – Emerson [5] Tài liệu “Lý thuyết điều khiển hiện đại” Nguyễn Duy Anh (2016), NXB Khoa học & Kỹ thuật. 273
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2