NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN BÌNH NGƯNG NHÀ MÁY ĐIỆN
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.1 MB, 20 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN: ĐIỆN
NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN BÌNH NGƯNG
NHÀ MÁY ĐIỆN
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
Chuyên ngành: Điều khiển và Tự động hóa
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. Nguyễn Huy Phương
HỌC VIÊN: Hà Duy Thái
MỞ ĐẦU
Lý do chọn đề tài:
Số
Số liệu
liệu thống
thống kê
kê của
của tổng
tổng công
công ty
ty điện
điện lực
lực Việt
Việt Nam
Nam
Số liệu dự kiến đến
Số liệu tháng 4/2015
năm 2020
- Thủy điện: 32,27%,- Thủy điện: 26,6%,
- Nhiệt điện than: 33,74%
- Nhiệt điện than: 44,7%
-Nhiệt điện dầu : 0,14%
- Nhiệt điện dầu : 19,6%
- Tuabin khí : 32,67%,
- Nguồn NL tái tạo: 4,8%,
- Nhập khẩu : 1,17%.- Nhập khẩu: 2,8%
Hà Duy Thái
Mục tiêu chính của đề tài
1. Nghiên cứu nguyên lý hoạt động bình ngưng
2. Điều khiển mức nước bình ngưng và áp suất bình ngưng
3. Mô phỏng chế độ hoạt động bình ngưng.
Hà Duy Thái
Chu trình nhiệt của nhà máy nhiệt điện
Tuabin ngưng hơi
Bộ quá nhiệt
trung gian
Tuabin cao áp
III
Tuabin hạ áp
Bộ quá nhiệt
Máy phát điện
II
IV
V
~
Lò hơi
VI
I
Bình ngưng
VII
X
XI
Bình gia nhiệt cao áp
Bình khử khí
IX
VIII
Bơm ngưng
Bơm cấp
Bình gia nhiệt hạ áp
Hà Duy Thái
Nhiệm vụ và cấu tạo bình ngưng
Cấu tạo của bình ngưng dùng nước làm lạnh đi trong ống
Hà Duy Thái
Xây dựng mô hình toán học và thuật toán
điều khiển bình ngưng
Mô hình quá trình đơn giản hóa bình ngưng
Hà Duy Thái
Các phương trình động học của bình ngưng
Phương trình cân bằng năng lượng
1. Phương trình cân bằng hơi vào và nước ngưng.
2. Phương trình mối liên hệ tốc độ truyền nhiệt
3. Phương trình cân bằng lưu lượng nước và nhiệt
4. Phương trình thực nghiệm
Hà Duy Thái
Các phương trình động học của bình ngưng
5. Phương trình cân bằng khối lượng
6. Phương trình quan hệ giữa nước ngưng và áp suất
7. Phương trình mức nước ngưng
Hà Duy Thái
Sơ đồ khối 2 mạch vòng điều khiển lưu lượng
nước ngưng và áp suất của bình ngưng
Hà Duy Thái
Nhận dạng đối tượng theo số liệu vận hành
thực tế của nhà máy
Hà Duy Thái
Hàm truyền bình ngưng
Sử dụng matlab ident tool box để nhận dạng hàm truyền đạt của bình
ngưng. Với dữ liệu từ bảng số liệu trên ta thực hiện các bước nhận dạng và tìm
được hàm truyền như sau:
Hà Duy Thái
Xây dựng tham số cho bộ điều khiển áp suất.
Từ hàm truyền đạt của bình ngưng, ta thấy hàm truyền đạt MH1 = W H(s)
dạng quán tính có bậc không lớn hơn hai, nên ta áp dụng phương pháp tối
ưu modun để tìm ra các thông số cho bộ điều khiển.
Kết luận: Bộ điều chỉnh áp suất là bộ tỷ lệ tích phân (PI) trong đó:
Hệ số tỷ lệ của bộ PI là Kp= 3,35;
Hệ số tích phân của bộ PI là KI = 9,17
Hà Duy Thái
xây dựng tham số cho bộ điều khiển mức nước
Sơ đồ khối mạch vòng mức nước
Trong đó:
W1(s) là hàm truyền đạt của cảm biến đo mức nước
WV(s) là hàm truyền đạt của van nước ra khỏi bình ngưng
Hà Duy Thái
Xây dựng tham số cho bộ điều khiển mức nước
Mạch vòng điều chỉnh mức nước
Áp dụng phương pháp modun tối ưu ta xác định được bộ điều khiển có hàm
truyền đạt như sau:
Kết luận: Bộ điều chỉnh là một khâu tỉ lệ vi phân (PD)
Trong đó: hệ số tỷ lệ là Kp2 =7,24 và hệ số khâu vi phân là KD =
0,072.
Hà Duy Thái
Mô phỏng hệ thống điều khiển áp suất và mức
nước của bình ngưng trên Simulink
Hà Duy Thái
Sơ đồ mô hình hóa bình ngưng trên Simulink
Giá trị đặt cho bộ điều khiển: Mức nước đặt 1000 mm.
Áp suất đặt 10 kPa
Hà Duy Thái
Mô phỏng đặc tính quá độ của áp suất và mức nước bình ngưng
1. Đặc tính quá độ áp suất bình ngưng
Kết luận: Đường đặc tính áp suất bình ngưng có thời gian quá độ là 200s.
Sai lệnh tĩnh St % 10 9,8 .100% 2%
10
Giá trị sai lệch tĩnh này hoàn toàn nằm trong giải cho phép khi thiết
kế bộ điều khiển. Do đó bộ điều khiển đã thiết kế hoàn toàn đáp ứng được
yêu cầu ổn định áp suất cho bình ngưng.
Hà Duy Thái
Mô phỏng đặc tính quá độ của áp suất và mức nước bình ngưng
2. Đặc tính quá độ mức nước bình ngưng
Kết luận: Đường đặc tính mức nước bình ngưng có thời gian quá độ là 100s.
Sai lệnh tĩnh
Bộ điều khiển PD hoàn toàn đáp ứng được yêu cầu ổn định
mức nước cho bình ngưng.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Hà Duy Thái
