Đồ án Tìm hiểu về khu công nghiệp Đình Vũ, đi sâu thiết kế cung cấp điện cho phân xƣởng Acid Photphoric
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Tìm hiểu về khu công nghiệp Đình Vũ, đi sâu thiết kế cung cấp điện cho phân xƣởng Acid Photphoric", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Tài liệu đính kèm:
- do_an_tim_hieu_ve_khu_cong_nghiep_dinh_vu_di_sau_thiet_ke_cu.pdf
Nội dung text: Đồ án Tìm hiểu về khu công nghiệp Đình Vũ, đi sâu thiết kế cung cấp điện cho phân xƣởng Acid Photphoric
- LỜI NÓI ĐẦU Điện năng là một dạng năng lƣợng đặc biệt, nó có thể chuyển hoá dễ dàng thành các dạng năng lƣợng khác nhƣ: nhiệt năng, cơ năng , hoá năng. Mặt khác điện năng lại có thể dễ dàng truyền tải, phân phối đi xa Điện có mặt trong tất cả các lĩnh vực kinh tế cũng nhƣ trong sinh hoạt đời thƣờng. Đặc biệt là trong các ngành công nghiệp và dịch vụ thì càng không thể thiếu đƣợc vì nó quyết định lỗ lãi của xí nghiệp, quyết định đến giá cả cạnh tranh. Đặc biệt trong những năm gần đây do chính sách mở cửa của nhà nƣớc, vốn nƣớc ngoài vào nƣớc ta ngày càng tăng do đó nhiều các nhà máy xí nghiệp, các khu công nghiệp càng cần có một hệ thống cung cấp điện an toàn, tin cậy để sản xuất và sinh hoạt. Để thực hiện đƣợc điều này cần phải có một đội ngũ cán bộ, kỹ sƣ điện để đƣa những công nghệ mới, hiện đại vào thiết kế, áp dụng vào trong các ngành công nghiệp cũng nhƣ trong cuộc sống theo chủ trƣơng của nhà nƣớc ta đó là đi trƣớc đón đầu . Qua thời gian học tập và thực tập tại Công Ty DAP – VINACHEM Hải Phòng. Em đƣợc giao đề tài tốt nghiệp " Tìm hiểu về khu công nghiệp Đình Vũ, đi sâu thiết kế cung cấp điện cho phân xƣởng Acid Photphoric " do cô giáo Thạc Sĩ Đỗ Thị Hồng Lý hƣớng dẫn. Đồ án gồm các chƣơng sau: Chƣơng 1: Giới thiệu chung về khu công nghiệp Đình Vũ. Chƣơng 2: Xác định phụ tải tính toán phân xƣởng Acid Photphoric (PA). Chƣơng 3: Lựa chọn các thiết bị điện hạ áp cho phân xƣởng PA. Chƣơng 4: Thiết kế hệ thống tự động bù cosφ cho phân xƣởng PA. - 1 -
- CHƢƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KHU CÔNG NGHIỆP ĐÌNH VŨ 1.1.VỊ TRÍ KHU CÔNG NGHIỆP VÀ GIAO THÔNG. Địa điểm nằm ở lô đất GI-7 gần cuối bán đảo Đình Vũ và hạ lƣu sông Bạch Đằng từ Hải Phòng ra biển. Địa điểm cách trung tâm thành phố Hải Phòng 7 km, cách cảng Hải Phòng 5 km và cách sân bay Cát Bi 3 km. Bán đảo Đình Vũ đƣợc nối với đƣờng cao tốc số 5 Hải Phòng - Hà Nội. Liên doanh khu công nghiệp Đình Vũ đã thiết kế qui hoạch tổng thể cùng với mạng lƣới thông tin cho toàn khu. Có trục đƣờng dọc bán đảo tới địa điểm GI-7. Trục đƣờng này đƣợc nối với các nhánh đƣờng ngang tới các nhà máy đƣợc đầu tƣ trong khu. Trục đƣờng chính tại khu công nghiệp Đình Vũ từ điểm đầu của bán đảo tới đƣờng cao tốc số 5 dài 3 km. Trục đƣờng này đƣợc mở rộng lên 23 m với 4 làn xe chạy nhƣ đƣờng cao tốc số 5 hiện nay. Bán đảo Đình Vũ đã đƣợc phép của chính phủ Việt Nam xây dựng thành khu kinh tế tổng hợp với tên gọi khu kinh tế Đình Vũ để tận dụng địa điểm và các điều kiện về kinh tế, văn hoá và du lịch. Tổng diện tích của dự án: 71,875 ha. Diện tích nhà máy: 27,9862 ha. Diện tích hành lang băng tải tới cảng và diện tích cảng: 1,9646 ha. Diện tích bãi thải gip tạm thời: 11,9243 ha. Diện tích bải thải gip lâu dài: 30 ha. - 2 -
- 1.2.NHỮNG ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT VÀ THỦY VĂN. Địa điểm xây dựng nằm trên khu đất GI-7. Mặt đất tự nhiên có độ cao khoảng 1,5 m. Khu vực này đã đƣợc san lấp một phần và có độ cao mới là 4,95m, phần còn lại là vùng ngập mặn. Theo các tài liệu điều tra địa chất, địa điểm xây dựng nhà máy có cấu tạo địa tầng nhƣ sau: Dƣới lớp đất mới đƣợc san lấp (cát hạt nhỏ mầu xám vân , xám xanh) dày trung bình 4 m là lớp đất tự nhiên cát mịn với độ dày trung bình 5 m, sau đó đến lớp bùn sét mầu xám xanh ở trạng thải dẻo chảy có độ dày trung bình 12 m. Tiếp đến là lớp đất sét mầu xám trắng vân đỏ trạng thái dẻo cứng. Vì vậy các hạng mục công trình có tải trọng lớn cần phải có giải pháp xử lý nền móng cho phù hợp. Các số liệu về nƣớc ngầm chỉ ra rằng đây là vùng ngập mặn với độ mặn rất cao (hàm lƣợng ion clorua từ 600 mg/l đến 800 mg/l). Bán đảo Đình Vũ nằm ở vùng cửa biển Nam Triệu của 3 con sông lớn (Sông Cấm, Sông Bạch Đằng và Sông Lạch Tray) chảy ra biển. Sông Bạch Đằng: Nằm ở phần đông nam Thành phố Hải Phòng và là con sông chính ở khu vực này. Sông Cấm là đoạn cuối của Sông Kim Môn. Sông Cấm chảy trong vùng phía Bắc Hải Phòng, có một nhánh nối với Sông Bạch Đằng. Chiều rộng của sông chảy qua khu vực Đình Vũ rộng 120 150m, chiều sâu là 6 8m. Lƣu lƣợng cao nhất là 1860 m3/giây, lƣu lƣợng thấp nhất là 187 m3/giây. Sông Lạch Tray là một nhánh của Sông Vạn Úc. Sông Lạch Tray nằm ở phía nam trung tâm thành phố. Sông Lạch Tray có chiều rộng 100 200m và độ sâu 4 7 m. Mức nƣớc của hạ lƣu Sông Bạch Đằng: Mức nƣớc trung bình (trong 30 năm liên tục gần đây): 212 cm. Mức nƣớc cao nhất đặc biệt: 452 cm. Mức nƣớc cao nhất trung bình: 408 cm. - 3 -
- Mức nƣớc thấp nhất đặc biệt: 20 cm. Mức nƣớc thấp nhất trung bình: 44 cm. 1.3.NHỮNG ĐẶC ĐIỂM VỀ KHÍ HẬU. Hải Phòng nằm ở vĩ độ 20o5 N và kinh độ 106 o E, do đó chịu ảnh hƣởng của khí hậu gió mùa và của biển. Khí hậu hàng năm có thể chia thành 2 mùa đó là mùa mƣa và mùa khô. Mùa mƣa kéo dài từ tháng 5 tới tháng 10, nhiệt độ trung bình là 25 oC. Các tháng nóng nhất là tháng 6 và tháng 7, có nhiều mƣa và giông bão. Hƣớng gió chủ yếu là hƣớng Đông Nam. Mùa khô kéo dài từ tháng 12 tới tháng 3, nhiệt độ trung bình dƣới 20o C. Hƣớng gió chủ yếu là hƣớng Đông Bắc. Tháng 4 và tháng 11 là tháng chuyển mùa. Lƣợng mƣa trung bình là 1600 1800 mm/năm và chủ yếu vào mùa hè, chiếm tới 80 90% tổng lƣợng mƣa. Nhiệt độ: Nhiệt độ trung bình trong mùa hè khoảng 25 o C, nhiệt độ trung bình trong mùa đông thƣờng thấp hơn 20 o C. Gió: Hƣớng gió biến đổi theo mùa: vào mùa đông (từ tháng 11 tới tháng 3 năm sau) gió Đông Bắc và gió Bắc chiếm ƣu thế. Vào tháng 4 là giai đoạn của gió Đông Nam và gió Nam. Gió Nam có tần số lớn nhất vào tháng 7, trong khi gió Bắc và gió Đông Bắc có tần suất lớn nhất vào tháng 10. Hải Phòng nằm trong khu vực chịu ảnh hƣởng mạnh của các cơn bão nhiệt đới. Vận tốc gió đo đƣợc ở các trạm khí tƣợng lên tới 40m/giây, áp lực lên tới 100 kg/cm2. Tốc độ gió trung bình ghi đƣợc ở trạm Hòn Dáu là 5,1 m/giây, trạm Phủ Liễn là 3,7 m/giây và trạm Cát Bi là 2,8 m/giây. Chế độ mƣa: Tại bán đảo Đình Vũ, hàng năm có 100-150 ngày mƣa. Mùa mƣa bắt đầu từ tháng 4 và kết thúc vào tháng 10. Lƣợng mƣa vào mùa này chiếm hơn 80% lƣợng mƣa cả năm. - 4 -
- Bức xạ nhiệt: tổng lƣợng bức xạ nhiệt ở khu vực Hải Phòng là khá cao, khoảng 220-230 kcal/cm2 hàng năm. Bức xạ nhiệt lớn nhất vào tháng 7 và thấp nhất vào tháng 12. Độ ẩm: Bán đảo Đình Vũ là một trong các khu vực có độ ẩm cao với mức trung bình là 80-85%. Bão: Bão xuất hiện chủ yếu từ tháng 7 tới tháng 9. Trong một số năm bão đến sớm ngay từ tháng 6 và kết thúc trong tháng 10. Trung bình hàng năm có từ 1-2 trận bão đổ trực tiếp vào bán đảo Đình Vũ. Nói tóm lại, các số liệu thống kê đã chỉ ra rằng Hải Phòng nằm trong vùng có khí hậu nhiệt đới nóng ẩm và thuộc khu vực gió mùa của Đông Nam Châu Á. Thời tiết đƣợc chia thành 2 mùa rõ rệt: Mùa đông: mƣa ít, kéo dài trong 5 tháng (từ tháng 11 tới tháng 3 năm sau) với số ngày nắng tƣơng đối ít. Thời tiết mùa đông tƣơng đối ổn định. Mùa hè: Khí hậu nóng ẩm, nhiều gió và nắng, đôi khi có sƣơng mù. Vào mùa này thƣờng có nhiều bão, sấm và áp thấp nhiệt đới. Điều đó có thể gây ra lũ lụt bất ngờ trong khu vực. 1.4.CƠ CẤU TỔ CHỨC CỦA KHU CÔNG NGHIỆP. Khu công ngiệp Đình Vũ đƣợc chia làm 3 khu vực sản xuất chính đó là: * Khu hành chính: có nhiệm vụ tổ chức, quản lý sản xuất và kinh doanh. * Khu sản xuất chính: gồm các xƣởng sản xuất chính ( xƣởng H2SO4, xƣởng H3PO4, xƣởng Na2SiF6, xƣởng DAP). * Khu phục vụ sản xuất: gồm các kho nguyên liệu, kho sản phẩm, kho tổng hợp, trạm phát điện, xƣởng cơ khí, trạm làm lạnh nƣớc tuần hoàn, kĩ thuật và thí nghiệm, xử lý nƣớc thải, trạm xử lý nƣớc, bãi thải gip, trạm cứu hỏa. - 5 -
- Giám đốc điều hành Phó giám đốc Kế toán Kế Phòng P.xƣởng P.xƣởng P.x SA tài chính hoạch kỹ thuật PA DAP Hình 1.1.Sơ đồ tổ chức của khu công nghiệp. Trong các phân xƣởng của khu công nghiệp có quản đốc, phó quản đốc và các tổ trƣởng. Quản đốc PQĐ1 PQĐ Tổ trƣởng Tổ trƣởng 2 1 2 Thợ cơ khí Thợ điện Công nhân Công nhân Hình 1.2. Sơ đồ tổ chức của các phân xưởng. - 6 -
- 1.5.THỐNG KÊ PHỤ TẢI CỦA KHU CÔNG NGHIỆP. Bảng 1.1.Danh sách phụ tải điện trong khu công nghiệp và công suất đặt Số Tổng công STT Tên phụ tải Công suất lƣợng suất 1 Trạm biến áp SA và nhiệt điện 2 1250kVA 2500kVA 2 Trạm biến áp DAP 2 2000kVA 4000kVA Trạm biến áp tuần hoàn nƣớc 3 1 1600kVA 1600kVA nhiễm axit 4 Trạm biến áp PA 2 2000kVA 4000kVA Trạm biến áp tuần hoàn nƣớc 5 2 630kVA 1260kVA sạch 6 Trạm biến áp khu hành chính 2 500kVA 1000kVA 7 Trạm biến áp cảng 1 800kVA 800kVA 8 Trạm biến áp kho lƣu huỳnh 1 1250kVA 1250kVA Động cơ Common acid pump 9 1 220 kW 220kW (P0141) Động cơ Feeder water pump 10 1 315kW 351kW (P0408b) Động cơ Induced draft fan 11 1 200kW 200kW (C0403) Động cơ Primary air fan 12 1 220kW 220kW (C0401) Dự kiến trong tƣơng lai khu công nghiệp mở rộng quy mô sản xuất lắp đặt thêm các thiết bị hiện đại vì vậy việc thiết kế cung cấp điện phải đảm bảo sự gia tăng phụ tải trong tƣơng lai. Về mặt kinh tế và kỹ thuật phải đề ra phƣơng án cấp điện sao cho không gây quá tải sau vài năm sản xuất, cũng nhƣ không quá dƣ thừa không khai thác hết công suất dự trữ gây lãng phí. Vì vậy việc thiết kế, lựa chọn các thiết bị cần phải đảm bảo cả về mặt kinh tế cũng nhƣ kỹ thuật. - 7 -
- 1.6. CÔNG ĐOẠN SẢN XUẤT CỦA CÁC PHÂN XƢỞNG TRONG KCN. 1.6.1. Sản xuất của phân xƣởng Axit Sunphuric. Gồm các công đoạn: * Công đoạn nguyên liệu và làm nóng chảy lƣu huỳnh. * Công đoạn đốt và chuyển hoá lƣu huỳnh. * Công đoạn sấy và hấp thụ. 1.6.2. Sản xuất của phân xƣởng Axit Photphoric. Gồm các công đoạn: * Nạp liệu. * Phản ứng và phân huỷ. * Lọc bao gồm. 1.6.3. Sản xuất của phân xƣởng DAP. Gồm các công đoạn: * Nạp liệu. * Tạo hạt. * Sấy. * Sàng, nghiền và bột hồi lƣu. * Làm lạnh. * Xử lý khí thoát 1.6.4. Sản xuất của phân xƣởng natri foxilicat. - 8 -
- CHƢƠNG 2. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN PHÂN XƢỞNG ACID PHOTPHORIC (PA) 2.1.KHÁI QUÁT CHUNG. Mục đích thiết kế phân xƣởng acid photphoric bắt đầu từ khâu chuyển apatit và acid sunphuric vào trong khuôn viên phân xƣởng tới lúc kết thúc phân phối acid photphoric đã cô đặc, acid floxilixic (18%) và bùn ra ngoài khuôn viên phân xƣởng, bao gồm bộ phận phản ứng, bộ phận lọc. Phân xƣởng bao gồm các bộ phận sau: Phản ứng và phân huỷ. Lọc. Cô đặc acid. Quá trình dihydrat đƣợc sử dụng cho sản xuất acid photphoric. Dây chuyền sản xuất đơn đƣợc sử dụng cho bộ phận lọc, trái lại bộ phận cô đặc acid dùng dây chuyền sản xuất kép. 2.2.QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ. 2.2.1.Lựa chọn quy trình công nghệ. Trong công nghệ ƣớt sản xuất acid photphoric, acid sunphuric tác dụng với apatit thu đƣợc acid photphoric lỏng và canxi sunphat (gip), và sau đó acid photphoric bị tách khỏi gip bằng quy trình lọc. Phản ứng chính đƣợc mô tả nhƣ sau: 3Ca3(PO4)CaF2 + 10H2SO4 6H3PO4 + 10CaSO4.nH2O + 2HF (2.1) Giá trị n trong công thức trên có thể là 0, 1/2 hoặc 2 tuỳ thuộc vào dạng tinh thể canxi sunphat, đó là vữa chết, vữa hemidydrat hoặc gip hydrat. Quá - 9 -
- trình dihydrate là quá trình sản xuất chiếm ƣu thế trên thế giới, 80% các nhà máy sản xuất acid photphoric trên thế giới đã và đang áp dụng quy trình dihydrate, sản lƣợng acid photphoric đƣợc sản xuất theo quy trình này chiếm tới 85% tổng sản phẩm acid photphoric trên thế giới sản xuất theo quy trình ƣớt. Do là một quy trình sản xuất có ƣu thế, quy trình dihydrate có những đặc điểm sau: * Thu hồi P2O5 trong apatit cao Quy trình công nghệ hoàn thiện, ổn định và đáng tin cậy. Phạm vi áp dụng cho apatit rộng và hoạt động linh hoạt. Hiệu suất hoạt động cao và bảo dƣỡng ít. Dây chuyền sản xuất đơn có quy mô lớn. Kinh nghiệm vận hành đƣợc tích lũy thời gian dài trong lựa chọn vật liệu và cấu trúc thiết bị, không cần chọn các "hợp kim phức tạp". 2.2.2.Đặc tính quy trình công nghệ. Bao gồm các bộ phận chính: *Bộ phận phản ứng và lọc. * Bộ phận cô đặc acid. 2.3.MÔ TẢ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ. 2.3.1.Bộ phận nạp liệu. Bùn quặng photphat chứa 65% rắn đƣợc chuyển tới thùng phản ứng trong phân xƣởng acid photphoric từ bộ phận thùng chứa bùn thuộc khu vực kho chứa apatit bơm sang. Acid sunfuric nồng độ 98% đƣợc bơm từ thùng chứa acid trong khu kho acid đến thùng phản ứng và thùng rửa của bộ phận bốc hơi và cô đặc. Phụ gia chống bọt trong thùng phi đƣợc chuyển vào phân xƣởng và đổ bằng tay vào thùng chứa phụ gia chống bọt. Sau khi đun nóng bằng hơi, phụ gia đƣợc bơm đến bộ phận phản ứng và bộ phận cô đặc. - 10 -
- 2.3.2.Phản ứng và phân huỷ. Bộ phận này đƣợc thiết kế để sản xuất acid photphoric có nồng độ tối thiểu là 26% P2O5. a.Bộ phận phản ứng Bùn quặng apatit chứa 65% rắn đƣợc chuyển tới một ngăn của thùng phản ứng qua đƣờng ống. Trƣớc khi vào thùng phản ứng, bùn đƣợc đo bằng đồng hồ đo lƣu lƣợng và đồng hồ đo tỷ trọng để duy trì nạp liệu ổn định. Nồng độ sunphat trong ngăn 3, qua lấy mẫu phân tích đƣợc duy trì ở mức thông thƣờng là 25~30 g/l SO3, có thể đƣợc điều chỉnh bằng cách thay đổi tỷ lệ giữa dòng bùn photphat và tổng số ion sunphat đƣa vào thùng phản ứng. Tổng số ion sunphat đƣa vào có thể tính qua phân tích bằng tay lƣợng SO3 và đo lƣu lƣợng acid hồi lƣu qua bơm acid hồi lƣu cùng với lƣợng acid sunfuric nạp trực tiếp vào thùng phản ứng. Giá trị tổng số đƣợc kiểm tra bằng cách thay đổi tổng lƣu lƣợng acid sunphuric nạp vào ngăn 1 và 2. Acid sunphuric tiếp nhận vào khuôn viên này đƣợc trộn sơ bộ trƣớc khi đƣa vào thùng phản ứng với axit hồi lƣu từ bộ phận lọc trong đƣờng ống đƣợc thiết kế đặc biệt dạng chữ "T". Acid hồi lƣu có thể xem xét gồm 3 thành phần: ion sunphat, acid sản phẩm và nƣớc. Tác động của ion sunphat đã đƣợc nêu trong tính toán của toàn bộ sunphat nạp vào thiết bị phản ứng và việc kiểm tra lƣợng sunphat này. Các điểm đặt của lƣu lƣợng và tỷ trọng của acid hồi lƣu đƣợc thay đổi để điều chỉnh số lƣợng tƣơng đối axit sản phẩm. Việc đó sẽ điều chỉnh hàm lƣợng chất rắn tới mức 33~35% trọng lƣợng và hàm lƣợng nƣớc sẽ điều chỉnh độ đậm đặc của acid sản phẩm tới mức trên 27% P2O5. Lƣu lƣợng acid hồi lƣu đƣợc điều chỉnh bằng cách điều chỉnh rút acid loãng đƣa vào acid hồi lƣu và tỷ trọng bằng lƣợng nƣớc rửa cặn đóng bánh. - 11 -
- Phụ gia chống bọt trong thùng phuy đƣợc đổ vào thùng chứa phụ gia chống bọt. Nhiệt độ trong thùng đƣợc duy trì bằng ống xoắn hơi thấp áp. Có lắp một máy đo mức để giúp cho công nhân vận hành kiểm tra duy trì mức chất lỏng trong thùng. Bơm phụ gia chống bọt là một bơm định lƣợng, cấp liệu cho thiết bị làm lạnh nhanh mức độ thấp. Phản ứng hoá học xảy ra trong thùng phản ứng là phản ứng toả nhiệt, cùng với nhiệt của việc pha loãng acid sunphuric bổ sung, điều đó có nghĩa là để duy trì nhiệt độ phản ứng nhƣ mong muốn 71~76 C bảo đảm cho việc sản xuất đƣợc tinh thể dihydrate thì bùn phản ứng phải đƣợc làm lạnh. Việc làm lạnh này bị tác động trong thiết bị làm lạnh nhanh mức độ thấp. Bình này giữ đƣợc chân không nhờ bơm chân không của thiết bị làm lạnh và áp suất đƣợc điều chỉnh bằng rút không khí ngay lập tức trƣớc bơm chân không. Bùn phản ứng đƣợc hồi lƣu qua bình này bằng bơm thiết bị làm lạnh nhanh đặt ở phần kéo dài của ngăn 4 của thùng phản ứng, hồi lƣu bằng trọng lực đến đầu của hệ thống phản ứng, ngăn 1. Việc bốc hơi nƣớc từ bùn gây nên hiệu quả làm lạnh trong bùn và do tỷ lệ hồi lƣu rất cao, chênh lệch nhiệt độ chỉ có 2~3 C. Do đó sự bão hoà quá mức và sự đóng cặn đƣợc giảm thiểu trong thân của thiết bị làm lạnh. Một máy đo tổn thất DCS đƣợc lắp để chỉ dẫn lƣợng bốc hơi. Tỷ lệ hồi lƣu cao quanh thiết bị phản ứng đƣợc cấp bởi bơm nạp của thiết bị làm lạnh đồng thời cung cấp axit và sunphat đƣa vào đầu hệ thống phản ứng, ở đó bùn photphat đƣợc cấp tạo điều kiện tốt cho hoà tan và kết tinh. Hơi nƣớc thoát ra từ thiết bị làm lạnh đi qua thiết bị ngƣng tụ sơ bộ của thiết bị làm lạnh, ở đó nhiệt thừa trong hơi quá nhiệt đƣợc dùng để làm nóng nƣớc gip hồi lƣu là loại nƣớc nóng dùng cho việc rửa cặn đóng trên thiết bị lọc gip. Hơi sau đó đƣợc đƣa qua thiết bị ngƣng tụ của thiết bị làm lạnh. Ở đây, việc ngƣng tụ đƣợc thực hiện hoàn toàn nhờ có nƣớc làm lạnh hồi lƣu từ tháp làm lạnh. Nƣớc làm lạnh bị nhiễm đƣợc thải vào thùng ngƣng kín của - 12 -
- thiết bị làm lạnh bằng nƣớc, chảy tràn nhờ trọng lực tới mƣơng hồi lƣu nƣớc làm lạnh. b.Bộ phận phân huỷ Bùn từ ngăn 4 của thùng phản ứng chảy tràn nhờ trọng lực xuống thùng phân huỷ gồm 2 ngăn. Sự duy trì thêm trong bùn khử bão hoà bảo đảm cho sự kết tinh của gip và flo silicat đƣợc hoàn thiện tới mức cao nhất. Thời gian lƣu để hoàn thành sự phát triển của tinh thể và giảm độ quá bão hoà. Giảm độ quá bão hoà có nghĩa là bùn đã hoàn thiện đƣợc cấp cho thiết bị lọc gip sẽ giảm đƣợc ảnh hƣởng đóng cặn và giảm hậu quả kết tinh ở bồn chứa acid loãng. Sự sắp xếp phản ứng và phân huỷ bảo đảm ngăn đƣợc sự ngƣng trệ của quặng không phản ứng từ hệ thống phản ứng đến thiết bị lọc. Dự trữ để bổ sung acid sunphuric vào ngăn đầu tiên của thùng phân huỷ (2.2202) cho phép có thể độc lập kiểm soát mức sun phát trong bộ phận phản ứng và phân huỷ. Thùng phân huỷ có một van nhiều chiều đặt trên tuyến dẫn tới thiết bị rửa khí nhằm duy trì một sự giảm áp nhẹ trong các thùng phân huỷ tránh khí tạo thành thoát ra ngoài. Bùn hoàn thiện từ ngăn thứ hai đƣợc bơm đến thiết bị lọc bằng bơm nạp thiết bị lọc, do một máy truyền thay đổi tốc độ điều chỉnh lƣu lƣợng. c.Bộ phận lọc Bùn đƣợc chuyển tới thiết bị lọc băng lắp cùng một hộp chân không và một thiết bị tách lọc bên ngoài. Mọi dòng chảy từ thiết bị tách đƣợc đƣa đến thùng chứa dịch lọc hồi lƣu. Hơi nƣớc chân không từ thiết bị tách lọc chuyển tới thiết bị lọc ngƣng tụ, ở đây khí đƣợc rửa và hơi nƣớc đƣợc ngƣng tụ bằng nƣớc làm lạnh. Thùng kín của thiết bị ngƣng tụ lọc thu nhận nƣớc từ thiết bị ngƣng tụ. Nƣớc này sau đó tràn vào máng nƣớc làm lạnh hồi lƣu. Một bơm chân không của thiết bị lọc đƣợc thông với khí quyển qua ống giảm thanh hoàn toàn riêng biệt. Nó đƣợc dùng để duy trì hệ thống dƣới áp - 13 -
- suất âm và dùng một ống rút hơi để kiểm soát chân không. Máy lọc này đƣợc lắp cùng một tủ hút khí của máy lọc, thông với hệ rửa khí và cũng có một máng lát gạch chịu acid dƣới thiết bị lọc (5.2105) để hứng các giọt chảy. Sau khi nạp bùn vào máy lọc có một phần tiết diện nhỏ ban đầu không có chân không cho phép tinh thể gip lớn hơn đọng lại và tạo thành một lớp lót tự nhiên giúp lọc những chất rắn nhỏ hơn và đồng thời giảm tắc vải lọc. Bộ phận tiếp theo là phần lọc sơ bộ hoặc cửa mù, ở đây tạo phần dung dịch lọc đầu tiên của sản phẩm acid, đôi khi mù có chất rắn và nó luôn luôn đƣợc pha loãng bằng nƣớc và đƣợc lấy ra trong các lỗ và kẽ vải sao cho dung dịch lọc ban đầu này không ảnh hƣởng tới chất lƣợng acid sản phẩm, dung dịch này hồi lƣu đƣợc thải vào bộ phận acid hồi lƣu qua đƣờng hút của bơm acid. Lƣợng acid loãng sản xuất ra đƣợc bơm acid của máy lọc bơm sang thùng chứa acid của máy lọc qua máy đo lƣu lƣợng và tỷ trọng, trong khi lƣợng dƣ acid sản phẩm cần thiết cho việc điều chỉnh chất rắn trong thiết bị phản ứng đƣợc đƣa vào ống hút của bơm acid hồi lƣu van van điều chỉnh mức. Sau khi tách nƣớc cái, gip đóng bánh đƣợc rửa ngƣợc chiều trong 2 giai đoạn. Giai đoạn cuối trƣớc khi gip thải đƣợc dùng nƣớc từ bình ngƣng tụ sơ bộ thiết bị làm lạnh mức độ thấp qua thùng chứa nƣớc hồi lƣu bằng bơm của thùng nƣớc hồi lƣu ở bộ phận phản ứng. Lƣu lƣợng nƣớc rửa cặn đóng bánh có thể điều chỉnh bằng tay nhờ máy đo tỷ trọng kiểm tra định lƣợng đặt trên đƣờng acid hồi lƣu để điều chỉnh nồng độ acid sản phẩm. Dung dịch lọc từ rửa bã lọc cuối cùng đƣợc tháo từ bộ phận phân phối đến ống hút của máy bơm lọc số 1 để bơm rửa bã lọc thứ hai. Dung dịch lọc từ rửa bã lọc thứ hai này dẫn từ bộ phân phối tới ống hút bơm lọc số hai để bơm rửa bã lọc thứ nhất. Dịch lọc từ việc rửa này chảy từ bộ phân phối lọc đến ống hút của bơm acid hồi lƣu. Để nhanh chóng trở lại từ trạng thái lật ngƣợc trong quá trình lọc gây ngập máy lọc, một bộ điều chỉnh bằng tay đƣợc - 14 -
- lắp trên sàn máy lọc để phân dòng một phần rửa axit loãng trực tiếp đến bơm axit hồi lƣu. Gip sau 3 giai đoạn rửa đƣợc rửa bằng nƣớc gip hồi lƣu từ hồ chứa bó thải gip tới bồn chứa bựn gip, và sau đó đƣợc bơm ra bói thải gip tạm thời. Sau khi thải bã lọc, vải lọc đƣợc rửa bằng nƣớc ấm. Nƣớc này chứa chất rắn đƣợc thu lại trong thùng rửa bã lọc. d.Bộ phận cô đặc acid Lƣợng acid photphoric loãng đã cân từ khu vực kho chứa acid photphoric đƣợc bổ sung vào vòng hồi lƣu cƣỡng bức và bốc hơi chân không trong bộ phận cô đặc. Sau khi trộn với acid hồi lƣu đã đƣợc đun nóng, sẽ đƣợc đƣa vào buồng hoá hơi nhanh, ở đây nƣớc bốc hơi một cách nhanh chóng. Sau đó một phần acid photphoric đã cô đặc đƣợc bơm ra ngoài nhƣ sản phẩm. Phần còn lại đƣợc bơm vào trao đổi nhiệt grafit bằng bơm tuần hoàn acid photphoric đặc nhƣ là acid hồi lƣu. Và sau đó đƣợc đun nóng bằng hơi thấp áp và tiếp tục giữ cho vòng này tuần hoàn. Phần nƣớc ngƣng từ trao đổi nhiệt grafit đƣợc trở lại hệ thống nồi hơi để tiết kiệm nƣớc mềm và năng lƣợng. Hơi nƣớc thoát ra từ phòng hoá hơi bao gồm flo và bột P2O5 , đƣợc đƣa vào tháp hấp thụ flo sau khi bột P2O5 đƣợc tách nhờ thiết bị tách sƣơng xoáy tụ. Dung dịch rửa là dung dịch rửa khí đuôi từ bộ phận phản ứng và lọc. Chức năng của thiết bị tách sƣơng xoáy tụ là nhằm cải thiện thu hồi P2O5 và bảo đảm chất lƣợng sản phẩm phụ acid floxilixic. Bên cạnh tháp hấp thụ khí flo có một bộ ngƣng tụ khí áp, ở đây nƣớc sẽ tiếp xúc trực tiếp với nƣớc làm lạnh hồi lƣu acid và sẽ đƣợc ngƣng tụ. Khí không ngƣng tụ sẽ đƣợc thoát ra không khí qua vòi phun hơi để tạo chân không cho hệ thống. Nƣớc làm lạnh hồi lƣu acid từ bộ ngƣng tụ khí áp và bộ ngƣng tụ giữa của vòi phun hơi sẽ chảy vào thùng nƣớc hồi lƣu và sau đó trở - 15 -
- lại trạm nƣớc hồi lƣu. Trong quá trình này có một thùng rửa của thiết bị bốc hơi đặt ở khu kho acid photphoric. Trong thùng 5% acid sunphuric đƣợc dùng để rửa định kỳ hệ tuần hoàn cô đặc. 2.4. CÁCH BỐ TRÍ. 2.4.1.Bộ phận lọc phản ứng và tháp lọc khí. Phân xƣởng acid photphoric đƣợc chia thành : bộ phận phản ứng, bộ phận lọc và bộ phận cô đặc acid. Bố trí thiết bị điện, đo lƣờng trong 3 bộ phận này là tập trung. Cách bố trí ngoài trời sẽ đƣợc lựa chọn đối với bộ phận phản ứng. Thùng phản ứng, thùng phân huỷ và tháp lọc khí đƣợc định vị trên sàn ngoài (EL 0.300). Hệ làm lạnh nhanh mức độ thấp và ống khói đặt trên khung bên cạnh thùng phản ứng. Chiều rộng của khung là 15m, chiều cao khung trong một số diện tích là EL23.000. Các bơm và thùng kín đƣợc đặt trên tầng trệt (EL0.000). Buồng làm lạnh nhanh mức độ thấp đƣợc đặt trên tầng hai (EL7.000). Bộ ngƣng tụ sơ bộ và bộ ngƣng tụ đƣợc đặt trên tầng 3 (EL16.000). Quạt khí và ống khói đƣợc đặt ở tầng 4 (EL23.000). Đối với bộ phận lọc, sẽ sử dụng nhiều tầng để bố trí thiết bị . Chiều dài của toàn bộ toà nhà là 45m, chiều rộng là 10m. Bơm và máy đánh nhão gip đặt trên tầng trệt (EL0.000). Quạt đệm không khí đƣợc đặt ở tần 2 (EL7.000), máy lọc đƣợc bố trí trên tầng 3 (EL10.800), một sàn thao tác đƣợc lắp xoay quanh máy lọc, trên đó đặt thiết bị tách dung dịch-khí, bộ tách sƣơng, bộ ngƣng tụ để việc vận hành và bảo dƣỡng đƣợc thuận tiện. 2.4.2.Bộ phận cô đặc acid. Toàn bộ bố trí của bộ phận này đƣợc gắn kết lại, phòng kiểm tra và vận hành của bộ phận này đƣợc đặt cùng với phòng kiểm tra và vận hành của bộ phận phản ứng và lọc. Có 2 dây chuyền sản xuất cho cô đặc và đƣợc đặt ngoài - 16 -
- trời theo cách song song, nhƣ vậy sẽ thuận tiện cho quản lý vận hành và an toàn cho sản xuất. Chiều dài của khung là 36m, chiều rộng của mỗi dây chuyền là 9m, và chiều cao của khung trong một số khu vực là EL25.800. Có 6 tầng bao gồm EL 0.000, EL8.700, EL14.000, EL18.400, EL22.500 và EL25.800 tƣơng ứng mỗi tầng. Trong bộ phận cô đặc này, đa số thiết bị là thùng đứng và bơm đƣợc đặt ở mặt đất, nhƣ thùng hồi lƣu của tháp hấp thụ flo, thùng nƣớc hồi lƣu, bơm hồi lƣu acid photphoric đã cô đặc, v.v Một số thùng đứng ví dụ nhƣ buồng làm lạnh, bộ khử mù cyclon, bộ ngƣng tụ khí áp, đƣợc lắp đặt trên nhiều tầng. Để lắp đặt và bảo dƣỡng thuận tiện thì trao đổi nhiệt grafit đƣợc đặt ở cuối trục A của thiết bị đó. 2.5.CÁC YÊU CẦU VỀ CUNG CẤP ĐIỆN CỦA KHU CÔNG NGHIỆP. Các yêu cầu về cung cấp điện phải đảm bảo 4 yêu cầu cơ bản đó là: Độ tin cậy cấp điện, chất lƣợng điện, an toàn điện và tính kinh tế. Ngoài ra cần lƣu ý sao cho cấp điện thật đơn giản, dễ thi công, dễ vận hành, dễ sử dụng, dễ phát triển Dựa vào phạm vi và mức độ quan trọng của các thiết bị để từ đó vạch ra phƣơng thức cấp điện cho từng thiết bị và các phân xƣởng. Đánh giá tổng thể khu công nghiệp ta thấy: phụ tải chủ yếu của khu công nghiệp là các động cơ điện có công suất lớn, trung bình, nhỏ và các thiết bị chiếu sáng. Nếu mất điện sẽ gây ra nhiều phế phẩm, gây lãng phí sức lao động rất nhiều đồng thời gây thiệt hại lớn về kinh tế. Vì vậy khu công nghiệp đƣợc đánh giá là hộ tiêu thụ loại I, vì vậy yêu cầu về cung cấp điện phải đƣợc đảm bảo liên tục. 2.6.THỐNG KÊ PHỤ TẢI CỦA PHÂN XƢỞNG PA. - 17 -
- Bảng 2.1.Danh sách phụ tải điện phân xưởng PA. Công suất STT Tên phụ tải Số lƣợng (kW) 1 Defoamer pump 1 0,25 2 Dihydrate filter slurry feed pump 1 30 3 Phosphate slurry transfer pump to attack 1 37 4 Digestion tank agitator 1 55 5 Attack tank agitator 2 132 6 Vacuum pump 1 160 7 Cake wash agitor 1 3 8 Weak acid product pump 1 30 9 Condenser seal tank pump 1 30 10 Filter cloth wash pump 1 45 11 Fast emtying pump 1 45 12 Product acid transfer pump 2 11 13 Concentrated acid sump pump 1 15 14 Acid sump pump 1 15 15 Condensate pump 2 15 16 Filter blowing fan 1 4 17 Filter drying fan 1 4 18 Cake wash water pump 1 22 19 Fluosilic acid producttion pump 2 11 20 Weak filtrate wash pump 1 22 21 Fume scrubber pump to precondenser 2 22 22 Hoist for M0211 1 8,3 23 Fume scrubber transfer pump 1 30 24 Flash cooler circulator 1 90 25 Digestion tank agitator 1 55 26 Attack tank agitator 2 132 27 Scrubber fan 1 110 28 Acid sump agitator 1 5,5 29 Concentrated acid sump agitator 1 5,5 30 Recycle acid pump 1 37 31 Fluorine scrubber recirculation pump 2 37 32 1#Belt conveyor 1 7,5 33 Condenser seal tank pump 1 200 34 Filter drying fan 1 250 35 Evaporator circulation pump 2 400 36 Condenser seal tank pump 3 280 - 18 -
- 2.7.CÁC PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN (PTTT). 2.7.1.Xác định PTTT theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích. Thƣờng dùng phƣơng pháp này khi thông tin mà ta biết đƣợc là diện tích F ( m2 ) của khu chế xuất và ngành công nghiệp ( nặng hay nhẹ ) của khu chế xuất đó. Mục đích là dự báo phụ tải để chuẩn bị nguồn ( nhƣ nhà máy điện, đƣờng dây không, trạm biến áp ). Từ các thông tin trên ta xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất. Ptt=P0.F (2.2) Trong đó: 2 P0 [kW/ m ] – suất phụ tải trên một đơn vị diện tích. F[ m2 ]– diện tích sản xuất có bố trí các thiết bị dùng điện. Để xác định (P0) ta dựa vào kinh nghiệm: - Đối với các ngành công nghiệp nhẹ ( dệt, may, giầy dép, bánh 2 kẹo, ) ta lấy P0= ( 100 200 ) kVA/ m - Đối với các ngành công nghiệp nặng ( cơ khí, hoá chất, dầu khí, 2 luyện kim, xi măng, ) ta lấy P0= ( 300 400 ) kVA/ m . Phƣơng pháp này cho kết quả gần đúng. Nó đƣợc dùng cho những phân xƣởng có mật độ máy móc phân bố tƣơng đối đều nhƣ: phân xƣởng dệt, sản xuất vòng bi, gia công cơ khí v.v. Nó đƣợc dùng để tính toán thiết kế chiếu sáng. 2.7.2.Xác định PTTT theo suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm. Nếu khu chế xuất đó là một xí nghiệp và biết đƣợc sản lƣợng thì ta xác định phụ tải tính toán cho khu chế xuất theo suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm và tổng sản lƣợng. M . 0 Ptt (2.3 ) Tmax - 19 -
- Qtt Ptt .tg (2.4) Trong đó: W0: Điện năng cần thiết để sản xuất 1 sản phẩm( kWh/ 1sp ): M: Tổng sản phẩm sản xuất trong 1 năm(sp). Tmax( h ):Thời gian sử dụng công suất lớn nhất. 2.7.3.Xác định PTTT theo công suất đặt và hệ số nhu cầu knc Thông tin mà ta biết đƣợc là diện tích nhà xƣởng F ( m2 ) và công suất đặt Pđ ( kW ) của các phân xƣởng và phòng ban của nhà máy. Mục đích là: Xác định phụ tải tính toán cho các phân xƣởng. Chọn biến áp cho phân xƣởng. Chọn dây dẫn về phân xƣởng. Chọn các thiết bị đóng cắt cho phân xƣởng. n Ptt= Pđl= knc. Pđi=knc. Pđmi (2.5) i Pcs= P0.F (2.6) Qtt= Qđl= Ptt. tg (2.7) Từ đó ta xác định đƣợc phụ tải tính toán của phân xƣởng ( px ) nhƣ sau: Pttpx= Pđl+ Pcs (2.8) Qttpx= Qđl+ Qcs (2.9) Vì phân xƣởng dùng đèn sợi đốt nên đối với phụ tải chiếu sáng thì = 0 ( cos = 1 ), ta có Qcs= Pcs.tg = 0. Chú ý nếu dùng đèn tuýp hoặc quạt thì ta có cos = 0,8, nếu dùng 2 quạt ( cos = 0,8 ) và 1 đèn sợi đốt ( cos =1 ) thì ta lấy chung cos = 0,9 Nếu hệ số công suất cos của các thiết bị trong nhóm khác nhau thì ta tính hệ số công suất cos trung bình: - 20 -
- p .cos p .cos p .cos 3 pn.cos n 1 1 2 2 3 cos tb= p p p p 1 2 3 n (2.10) Trong các công thức trên: knc - hệ số nhu cầu Pđ - công suất đặt. n - số động cơ 2 P0 ( W/m ) – suất phụ tải chiếu sáng Pđl , Qđl – các phụ tải động lực của phân xƣởng. Pcs , Qcs – các phụ tải chiếu sáng của phân xƣởng. 2 2 Từ đó ta có: Sttpx Pttpx Qttpx (2.11) Vậy phụ tải tính toán của cả nhà máy(xí nghiệp) là: m PttXN kdt . Pttpxi (2.12) i 1 m QttXN kdt . Qttpxi (2.13) i 1 2 2 Từ đó ta có: SttXN PttXN QttXN (2.14) PttXN cos ttXN (2.15) SttXN Trong đó: kđt – hệ số đồng thời ( thƣờng có giá trị từ 0,85 1 ). m – số phân xƣởng và phòng ban,nhóm thiết bị. - 21 -
- Phƣơng án này có ƣu điểm là đơn giản, tiện lợi nên đƣợc ứng dụng rộng rãi trong tính toán. Nhƣng có nhƣợc điểm kém chính xác vì knc tra trong bảng số liệu tra cứu nó không phụ thuộc vào chế độ vận hành và số thiết bị trong nhóm nhƣng thực tế knc=ksd.kmax vì vậy nếu chế độ vận hành và số thiết bị trong nhóm thay đổi nhiều thì kết quả kém chính xác. Phƣơng pháp này thƣờng dùng trong giai đoạn xây dựng nhà xƣởng. 2.7.4.Xác định PTTT theo hệ số cực đại kmax công suất trung bình Ptb Thông tin mà ta biết đƣợc là khá chi tiết, ta bắt đầu thực hiện việc phân nhóm các thiết bị máy móc ( từ 8 12 máy/ 1 nhóm ). Sau đó ta xác định phụ tải tính toán của một nhóm n máy theo công suất trung bình Ptb và hệ số cực đại kmax theo các công thức sau: n Ptt kmax .Ptb kmax .ksd . Pdmi (2.16) i 1 Qtt Ptt .tg (2.17) Stt Itt (2.18) 3.Udm Trong đó: n – số máy trong một nhóm. Ptb - công suất trung bình của nhóm phụ tải trong ca máy tải lớn nhất Pđm ( kW ) – công suất định mức của máy, nhà chế tạo cho. Uđm - điện áp dây định mức của lƣới (Uđm = 380 V ). ksd – hệ số sử dụng công suất hữu công của nhóm thiết bị kmax – hệ số cực đại công suất hữu công của nhóm thiết bị ( hệ số này đƣợc xác định theo hệ số sử dụng ksd và số thiết bị dùng điện hiệu quả nhq ) - 22 -
- nhq - số thiết bị dùng điện hiệu quả: là số thiết bị có công suất bằng nhau, có cùng chế độ làm việc gây ra một phụ tải tính toán đúng bằng phụ tải tính toán do nhóm thiết bị điện thực tế có công suất và chế độ làm việc khác nhau gây ra. Từ đó ta tính đƣợc phụ tải tính toán của cả phân xƣởng theo các công thức sau: nm Pdl kdt . Ptti (2.19) i 1 Pcs P0 .D (2.20) nm Qdl kdt . Qtti (2.21) i 1 Qcs Pcs .tg cs (2.22) Các phân xƣởng của các nhà máy trong thực tế thƣờng dùng đèn sợi đốt nên Qcs 0 Vậy ta tính đƣợc: Ppx Pdl Pcs (2.23) Qpx Qdl Qcs (2.24) Qpx Qdl ( do Qcs= 0 ) (2.25) 2 2 Spx Ppx Qpx (2.26) Ppx cos px (2.27) Spx Spx Ittpx (2.28) 3.Udm - 23 -
- Trong đó: n, m: Số nhóm máy của phân xƣởng mà ta đã phân ở trên. kđt: Hệ số đồng thời ( thƣờng có giá trị từ 0,85 1 ). Phƣơng pháp này thƣờng đƣợc dùng để tính phụ tải tính toán cho một nhóm thiết bị, cho các tủ động lực trong toàn bộ phân xƣởng. Nó cho một kết quả khá chính xác, nhƣng phƣơng pháp này đòi hỏi một lƣợng thông tin đầy đủ về các phụ tải nhƣ: chế độ làm việc của từng phụ tải, công suất đặt của từng phụ tải, số lƣợng các thiết bị trong nhóm ( ksdi, Pdmi, cos i, ). 2.7.5.Phƣơng pháp xác định phụ tải trong tƣơng lai của nhà máy. Trong tƣơng lai dự kiến nhà máy sẽ đƣợc mở rộng và thay thế, lắp đặt các máy móc hiện đại hơn. Công thức tính toán: SNM(t)= SttNM(1+ t) (2.29) Với 0<t<T Trong đó: SNM(t): Là phụ tải tính toán của nhà máy sau t năm. SttNM : Là phụ tải tính toán của nhà máy ở thời điểm khởi động. : Hệ số phát triển hàng năm của phụ tải cực đại. t – thời gian dự kiến trong tƣơng lai. 2.8.PHÂN NHÓM PHỤ TẢI CHO PHÂN XƢỞNG PA. Để phân nhóm phụ tải ta dựa vào các nguyên tắc sau: Các thiết bị trong nhóm nên có cùng một chế độ làm việc. Các thiết bị trong nhóm nên đƣợc đặt gần nhau, tránh chồng chéo khi đi dây và sẽ giảm đƣợc tổn thất. Tổng công suất các thiết bị trong nhóm cũng nên cân đối để khỏi quá - 24 -
- chênh lệch giữa các nhóm nhằm tạo tính đồng loại cho các trang thiết bị cung cấp điện. Số lƣợng các thiết bị trong cùng một nhóm không nên quá nhiều vì số lộ ra của các tủ động lực cũng bị hạn chế và nếu đặt nhiều quá sẽ làm phức tạp trong vận hành và sửa chữa, cũng nhƣ làm giảm độ tin cậy cung cấp điện cho từng thiết bị. Dựa vào công suất và tính chất của phụ tải ta chia làm 3 nhóm ứng với công suất đặt nhƣ sau: Bảng 2.3.Bảng công suất đặt tổng của các nhóm Nhóm phụ tải 1 2 3 Tổng công suất P(kW) 1347,25 438,3 1890,5 Bảng 2.4.Số liệu nhóm 1 Số Công suất STT Tên phụ tải lƣợng đặt(kW) 1 Defoamer pump 1 0,25 2 Dihydrate filter slurry feed pump 1 30 3 Digestion tank agitator 1 55 4 Attack tank agitator 2 132 5 Vacuum pump 1 160 6 Filter cloth wash pump 1 45 7 Fume scrubber pump to precondenser 2 22 8 Fume scrubber transfer pump 1 30 9 Flash cooler circulator 1 90 10 Digestion tank agitator 1 55 11 Attack tank agitator 2 132 12 Scrubber fan 1 110 13 Condenser seal tank pump 1 200 - 25 -
- 2.8.1.Xác định PTTT khu lọc Tra tài liệu [1, trang 253]: Ksd=0,6; cosφ=0,7 Các thiết bị đều làm việc ở chế độ dài hạn nên ta không phải quy đổi. Số thiết bị trong nhóm là n = 16 Tổng công suất P = 1347,25 (kW) Công suất lớn nhất của thiết bị là Pđmax = 200 kW Số thiết bị có công suất ≥ Pđmax.0,5 là n1 = 7 Suy ra P1 = 2.132+160+2.132+110+200 = 998 (kW) n* = ; p* = Tra bảng tài liệu [1, trang 255] nhq* ( n* , P* ) ta đƣợc nhq* = 0,7; số thiết bị dùng điện hiệu quả của nhóm 1 là : nhq = n.nhq* =16.0,7 = 11,2 = 11 ; Tra bảng kmax theo ksd và nhq ta đƣợc kmax = 1,23 ; PTTT của nhóm 1 là: 13 Ptt1 kmax.ksd . Pđmi 1,23.0,6.1347 ,25 994,27 (kW) i 1 Qtt1 Ptt1.tg 994,27.1,02 1014 ,15(kVAr) Ptt1 994,27 Stt1 1420 ,38(kVA) cos 0,7 Dòng điện tính toán của cả nhóm : Stt1 1420 ,38 Itt1 2158 (A) 3.U 3.0,38 dm - 26 -
- 2.8.2.Xác định PTTT cho khu phản ứng. Tra tài liệu [1, trang 253]: Ksd=0,6; cosφ=0,7 Các thiết bị đều làm việc ở chế độ dài hạn nên ta không cần phải qui đổi. Số thiết bị trong nhóm là n = 13 ; Tổng công suất Pđ= 438,3 kW. Trong nhóm này chỉ có một động cơ Filter drying fan có công suất lớn hơn nhiều các động cơ còn lại nên không tính đƣợc công suất tính toán theo cách trên ta dùng phƣơng pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu kncở phần c, mục 2.4.2. Bảng 2.5.Số liệu nhóm 2 Công suất STT Tên phụ tải Số lƣợng (kW) 1 Cake wash agitor 1 3 2 Weak acid product pump 1 30 3 Condenser seal tank pump 1 30 4 Acid sump pump 1 15 5 Filter blowing fan 1 4 6 Filter drying fan 1 4 7 Cake wash water pump 1 22 8 Weak filtrate wash pump 1 22 9 Hoist for M0211 1 8,3 10 Acid sump agitator 1 5,5 11 Recycle acid pump 1 37 12 1#Belt conveyor 1 7,5 13 Filter drying fan 1 250 Thay vào công thức (2.5) ta đƣợc: Phụ tải tác dụng: - 27 -
- Ptt2 = 0,6.438,3 = 262,98 (kW) Thay vào (2.7) ta đƣợc: Phụ tải phản kháng: Qtt2 = 262,98.1,02 = 268,24 (kVAr) Thay vào (2.11) ta có: Phụ tải tính toán toàn phần: Dòng điện tính toán của cả nhóm 2 : S 375 ,64 I tt 2 570 (A) tt 2 3.U 3.0,38 đm 2.8.3.Xác định PTTT cho khu cô đặc acid. Tra tài liệu [1, trang 253]: Ksd=0,6; cosφ=0,7 Bảng 2.6.Số liệu nhóm 3 Số Công suất STT Tên phụ tải lƣợng (kW) 1 Phosphate slurry transfer pump to attack 1 37 2 Fast emtying pump 1 45 3 Product acid transfer pump 2 11 4 Concentrated acid sump pump 1 15 5 Condensate pump 2 15 6 Fluosilic acid producttion pump 2 11 7 Concentrated acid sump agitator 1 5,5 8 Fluorine scrubber recirculation pump 2 37 9 Evaporator circulation pump 2 400 10 Condenser seal tank pump 3 280 Các thiết bị đều làm việc ở chế độ dài hạn nên ta không phải quy đổi. Số thiết bị trong nhóm là n = 17 Tổng công suất P = 1890,5 kW - 28 -
- Công suất lớn nhất của thiết bị là Pđmax = 400 (kW) Số thiết bị có công suất ≥ Pđmax.0,5 là n1 = 5 Suy ra P1 = 2.400+3.280 = 1640 (kW) n* = p* = Tra bảng tài liệu [1, trang 255] nhq* ( n* , P* ) ta đƣợc nhq* = 0,39; số thiết bị dùng điện hiệu quả của nhóm 3 là : nhq = n.nhq* =17. 0,39 = 6,6 = 6 ; Tra bảng kmax theo ksd và nhq ta đƣợc kmax = 1,37 ; PTTT của nhóm 3 là: 13 Ptt 3 kmax.ksd . Pđmi 1,37.0,6.1890 ,5 1554 (kW) i 1 Qtt 3 Ptt1.tg 1554 .1,02 1585 (kVAr) Ptt1 1554 Stt 3 2220 (kVA) cos 0,7 Dòng điện tính toán của cả nhóm : Stt 3 2220 Itt 3 3373 (A) 3.U 3.0,38 dm - 29 -
- Bảng 2.7.Tổng phụ tải của phân xưởng PA Công suất STT Tên phụ tải cosφ Itt Ptt(kW) Qtt(kVAr) Stt(kVA) 1 Khu lọc 994,27 1014,15 1420,38 0,7 2158 2 Khu phản ứng 262,98 268,24 375,64 0,7 570 3 Khu cô đặc acid 1554 1585 2220 0,7 3373 Tổng 2811,25 2867,39 4016 6101 2.9.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƢỞNG PA. Xác định phụ tải chiếu sáng theo phƣơng pháp suất phụ tải trên một đơn vị diện tích (F) sản xuất ở phần a, mục 2.7.2 Áp dụng các công thức (2.20) và (2.22) ta có: Pcs P0 .D Qcs Pcs.tg cs Tra tài liệu [1, trang253] ta đƣợc: * Khu lọc Chiếu sáng bằng đèn sợi đốt ta có: 2 P0 = 15 W/m ; cos = 1 => tg = 0; D =S = 965 m2. Thay P0; S vào công thức (2.23) và (2.25)ta có: Phụ tải tác dụng: Ptt = P0.S = 15.965 = 14475 (W) = 14,475 (kW) Phụ tải phản kháng: Qtt = Ptt. tg = 0 Phụ tải tính toán toàn phần: - 30 -
- 2 2 2 Stt Ptt Qtt 14,475 0 = 14,4775 (kVA) Dòng điện tính toán chiếu sáng của khu lọc: Stt 14,475 Itt 22(A) 3.U đm 3.0,38 * Khu phản ứng Chiếu sáng bằng đèn sợi đốt ta có: 2 P0 = 15 W/m ; cos = 1 => tg = 0; D =S = 992 m2. Thay P0; S vào công thức (2.23) và (2.25)ta có: Phụ tải tác dụng: Ptt = P0.S = 15.992 = 14880 (W) = 14,88 (kW) Phụ tải phản kháng: Qtt = Ptt. tg = 0 Phụ tải tính toán toàn phần: 14,882 0 = 14,88 (kVA) Dòng điện tính toán chiếu sáng của khu phản ứng: Stt 14,88 Itt 22,6(A) 3.U đm 3.0,38 * Khu cô đặc acid Chiếu sáng bằng đèn sợi đốt ta có: 2 P0 = 10 W/m ; cos = 1 => tg = 0; D =S = 672 m2. Thay P0; S vào công thức (2.23) và (2.25)ta có: Phụ tải tác dụng: Ptt = P0.S = 10.672 = 6720 (W) = 6,72 (kW) Phụ tải phản kháng: Qtt = Ptt. tg = 0 - 31 -
- Phụ tải tính toán toàn phần: 2 2 2 Stt Ptt Qtt 6,72 0 = 6,72 (kVA) Dòng điện tính toán chiếu sáng của khu cô đặc acid: S 6,72 I tt 10,2(A) tt 3.U 3.0,38 đm - 32 -
- CHƢƠNG 3. LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN HẠ ÁP CHO PHÂN XƢỞNG PA 3.1.KHÁI QUÁT CHUNG. Hệ thống điện của khu công nghiệp đƣợc cung cấp bởi 2 nguồn: nguồn thứ nhất lấy từ lƣới điện quốc gia đƣợc cung cấp từ trạm 220 kV Đình Vũ về qua cột điện C1 có dao cách ly và đƣa vào máy cắt 22kV của Trạm biến áp chính. Sau đó đƣợc đƣa ra máy biến áp 22/6 kV công suất 12500 kVA để chuyển đổi điện 22 kV sang điện áp 6,3 kV và cấp đến giàn thanh cái số 2 thông qua máy cắt tổng 6kV ( 6-MV-04). Nguồn thứ 2 đƣợc lấy từ máy phát tua bin của phân xƣởng nhiệt điện thuộc khu công nghiệp. Máy phát này phát ra điện 6,3 kV, công suất 12000 kW là nguồn cấp điện chính cho khu công nghiệp hoạt động. Lƣợng điện máy phát tuabin phát ra đƣợc đƣa ra máy cắt đầu cực 6,3 kV và vào giàn thanh cái số 1. Trong trạm biến áp chính, từ phân đoạn thanh cái 1 và 2 cấp điện cho các động cơ 6 kV và tất cả các máy biến áp 6/0,4 trong hệ thống điện toàn khu công nghiệp. Từ trạm biến áp chính, điện đƣợc cấp đến 8 trạm biến áp 6/0,4 kV khác bao gồm: Trạm biến áp phân xƣởng nhiệt điện và SA. Trạm biến áp phân xƣởng PA. Trạm biến áp phân xƣởng DAP. Trạm biến áp khu Hành chính . Trạm biến áp Tuần hoàn nƣớc sạch . Trạm biến áp Tuần hoàn nƣớc nhiễm axit. Trạm biến áp Kho lƣu huỳnh. - 33 -
- Trạm biến áp Cảng. Phân xƣởng PA đƣợc cấp điện từ 2 lộ giàn thanh cái số 1 và giàn thanh cái số 2. Điện áp 6,3kV đƣợc cấp đến các động cơ 6kV và máy biến áp của phân xƣởng. 3.2.LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN. 3.2.1.Chọn máy biến áp phân xƣởng. Dựa trên tổng công suất của phân xƣởng PA của khu công nghiệp ta sẽ chọn đƣợc máy biến áp phân xƣởng. Máy biến áp của phân xƣởng sẽ lấy nguồn từ mạng cao áp của khu công nghiệp xuống để cung cấp cho các phụ tải 380V, đặc biệt là các động cơ hạ thế và cung cấp chiếu sáng cho phân xƣởng. Do tổng công suất của phân xƣởng là 3676,05 kW và phân xƣởng thuộc hộ tiêu thụ loại 1 nên ta phải đặt 2 máy biến áp. Công suất tính toán của phân xƣởng tính theo công thức (2.6): Ptt=Knc .Pđ=0,7.3676,05=2573,235 (kW) Trong đó: Knc=0,7 [tài liệu 1, trang 254] Cosφ=0,7 Vậy công suất tính toán toàn phần là: Công suất máy biến áp đƣợc chọn theo công thức: (3.1) Trong đó: – công suất định mức của máy biến áp, nhà chế tạo cho – công suất tính toán toàn phần 1,4 – hệ số quá tải Suy ra công suất máy biến áp là : - 34 -
- Vậy ta chọn hai máy biến áp 2 x 2500 kVA do Công ty thiết bị điện Đông Anh chế tạo điện áp 6,3/0,4 không phải hiệu chỉnh nhiệt độ. Tra bảng trong tài liệu 2 – 29 ta có thông số kỹ thuật của máy biến áp nhƣ sau: Bảng 3.1.Thông số kỹ thuật của máy biến áp Tổn hao Dòng điện Công suất (kW) Dòng điện ngắn Trọng định mức Uđm(kV) không tải mạch UN Không Có lƣợng (kg) (kVA) I0 (%) (%) tải tải 2500 6,3/0,4 3,25 20 0,8 6 6710 3.2.2.Các phƣơng pháp lựa chọn cáp trong mạng điện. a.Lựa chọn theo điều kiện phát nóng Khi có dòng điện chạy qua dây dẫn và cáp, vật dẫn bị nóng lên. Nếu nhiệt độ dây dẫn và cáp quá cao có thể làm cho chúng bị hƣ hỏng, hoặc giảm tuổi thọ. Mặt khác độ bền cơ học của kim loại dẫn điện cũng bị giảm xuống. Do đó nhà chế tạo quy định nhiệt độ cho phép đối với mỗi loại dây, dây cáp. Ví dụ: dây trần có nhiệt độ cho phép là 750C, dây bọc cao su có nhiệt độ cho phép là 550C Đối với mỗi loại dây, cáp nhà chế tạo cho trƣớc giá trị dòng điện cho phép Icp dòng Icp ứng với nhiệt độ tiêu chuẩn của môi trƣờng là không khí, + 250C, đất 150C. Nếu nhiệt độ của môi trƣờng nơi lắp đặt dây dẫn và cáp khác với nhiệt độ tiêu chuẩn nêu trên thì dòng điện cho phép phải đƣợc hiệu chỉnh: Icp (hiệu chỉnh) = k.Icp (3.2) Trong đó Icp: Dòng điện cho phép của dây dẫn, cáp ứng với điều kiện nhiệt độ tiêu chuẩn của môi trƣờng, A. - 35 -
- k: hệ số hiệu chỉnh, tra trong sổ tay. Vậy điều kiện phát nóng là : Ilv max Icp (3.3) Trong đó: Ilv max: Dòng điện làm việc lâu dài lớn nhất. Icp: Dòng điện cho phép (đã hiệu chỉnh) của dây dẫn. b.Lựa chọn theo điều kiện tổn thất cho phép Tổn thất điện áp trên đƣờng dây đƣợc tính theo công thức: PR QX U = .V (3.4) U đm Trong đó P;Q: Công suất tác dụng phản kháng chạy trên đƣờng dây, kW; kVAr R;X: Điện trở, điện kháng của đƣờng dây, Uđm: Điện áp định mức của dây, kV Để dễ so sánh ngƣời ta thƣờng tính theo trị số phần trăm: Khi đƣờng dây có nhiều phụ tải tập trung, tổn thất điện áp có thể tính: PR QX 100 U = . (3.5) U 2 1000 đm Tổn thất điện áp đƣợc tính theo công thức sau: n Piri Qixi U = i 1 .V (3.6) U đm Điều kiện U < Ucp; Ucp = 5% Uđm 3.2.3.Tính chọn cáp cho phân xƣởng. Để chọn tiết diện dây dẫn ta dựa vào bảng 3.2. Jkt: Mật độ dòng kinh tế. X: Sử dụng phƣơng pháp chọn tiết diện theo mật độ dòng kinh tế - Không sử dụng phƣơng pháp chọn tiết diện theo mật độ dòng kinh tế - 36 -
- Bảng 3.2 .Tiêu chuẩn chọn cáp U=6,10,22,35kV U=0,4kV U Đô thị, Đô thị, Đối tƣợng Nông Nông Mọi đối tƣợng xí xí thôn thôn nghiệp nghiệp Jkt X X - - - - - X - X Icp - - - X - Tra tài liệu [1, trang 254] ta có thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax, 2 tra bảng sau sẽ có Jkt= 1.1 A/ mm . Bảng 3.3.Mật độ dòng kinh tế theo Tmax Loại dây dẫn Tmax 3000h Tmax=3000 5000h Tmax 5000h A và AC 1,3 1,1 1 Cáp lõi đồng 3,5 3,1 2,7 Cáp lõi nhôm 1,6 1,4 1,2 Cáp đƣợc chọn theo điều kiện phát nóng: k1.k2.Icp Itt Trong đó: - 37 -
- Itt: Dòng điện tính toán Icp: Dòng điện cho phép của cáp ứng với tiết diện cáp k1: Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ ứng với môi trƣờng đặt cáp k2: Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ ứng với số lƣợng cáp đi chung một rãnh a.Tính chọn cáp từ trạm biến áp trung gian đến thanh cái 6kV Chọn theo điều kiện phát nóng ta có: k1.k2.Icp Itt Do cáp chôn dƣới đất nên k1 =1 và 2 cáp đi riêng nên k2 =1 vậy ta có: k1.k2 =1 Suy ra: Icp 359 (A). Chọn cáp đồng 3 lõi cách điện XLPE, đai thép, vỏ PVC 2 do hãng FURUKAWA chế tạo có tiết diện 3x150 mm và Icp = 365 A Tính chọn máy cắt đầu nguồn 6kV Chọn máy cắt do ABB chế tạo có thông số kĩ thuật nhƣ sau: Bảng 3.4.Thông số kĩ thuật của máy cắt đầu nguồn 6kV Điện áp chịu Loại Điện áp Uđm đựng tần số IN INmax IN3s Iđm máy chịu xung (kV) công nghiệp (kA) (kA) (kA) (A) cắt xét (kV) (kV) 3AF 6,3 60 20 25 63 25 630 104-4 Kiểm tra cáp theo điều kiện kết hợp với máy cắt ta có: 2 Vậy chọn lại cáp có Icp = 530 A có tiết diện 3x300 mm Chọn tủ máy cắt đầu nguồn 6kV Chọn tủ máy cắt do SIEMENS chế tạo có thông số kĩ thuật thể hiện ở bảng 3.5. - 38 -
- Bảng 3.5.Thông số kĩ thuật của tủ máy cắt đầu nguồn 6kV Iđm của Iđm của Loại tủ Cách điện thanh cái các nhánh INmax (A) IN1-3s (kA) (A) (A) 8DB10 SF6 3150 2500 110 40 b.Tính chọn cáp từ thanh cái 6kV tới 2 máy biến áp phân xưởng 6/0,4 kV có công suất 2500 kVA Dòng điện tính toán để chọn cáp là dòng quá tải của biến áp khi một máy sự cố : Do cáp chôn dƣới đất nên k1 =1 và 2 cáp đi riêng nên k2 =1 vậy ta có: k1.k2=1. Suy ra: Icp ≥ 336 (A). Chọn cáp đồng 3 lõi cách điện XLPE, đai thép, 2 vỏ PVC do hãng FURUKAWA chế tạo có tiết diện 3x150 mm và Icp = 360 A. Tính chọn máy cắt đầu vào và đầu ra máy biến áp Chọn máy cắt do ABB chế tạo có thông số kĩ thuật nhƣ sau: Bảng 3.6.Thông số kĩ thuật của máy cắt đầu vào (ra) MBA Điện áp chịu Loại Điện áp Uđm đựng tần số IN INmax IN3s Iđm máy chịu xung (kV) công nghiệp (kA) (kA) (kA) (A) cắt xét (kV) (kV) 3AF 6,3 60 20 31,5 80 31,5 630 104-5 Vậy kiểm tra cáp theo điều kiện kết hợp với máy cắt ta có: - 39 -
- 2 Chọn lại cáp có Icp = 530 và tiết diện 3x300 mm Chọn tủ máy cắt đầu vào (ra) máy biến áp Chọn tủ do SIEMENS chế tạo có thông số kĩ thuật nhƣ sau: Bảng 3.7.Thông số kĩ thuật tủ máy cắt đầu vào MBA Cách Uđm Iđm (A) Iđm (A) IN 1s INmax Loại tủ điện (kV) lộ cáp lộ MBA (kV) (A) 8DJ10 SF6 6,3 630 200 25 63 c.Tính chọn cáp từ thanh cái 6kV đến động cơ 400kW Do cáp đi ngầm dƣới đất nên k1.k2=1 , suy ra : Icp ≥ 48 (A). Chọn cáp 2 đồng 3 lõi cách điện PVC do LENS chế tạo loại 3 G 4 mm có Icp = 53 (A). d.Tính chọn cáp từ thanh cái 6kV đến động cơ 280kW Do cáp đi ngầm dƣới đất nên k1.k2=1 , suy ra : Icp ≥ 33 (A). Chọn cáp đồng 3 2 lõi cách điện PVC do LENS chế tạo loại 3 G 2,5 mm dòng cho phép Icp = 41 (A). e.Tính chọn cáp từ thanh cái 6kV đến động cơ 250kW và 200kW Động cơ 250kW : Do cáp đi ngầm dƣới đất nên k1.k2=1 , suy ra : Icp ≥ 30 (A) Động cơ 200kW : - 40 -
- Do cáp đi ngầm dƣới đất nên k1.k2=1 , suy ra : Icp ≥ 24 (A). Cả 2 động cơ đều chọn cáp đồng 3 lõi cách điện PVC do LENS chế tạo loại 3 G 1,5 2 mm dòng cho phép Icp = 31 (A) Tính chọn aptomat cho các động cơ 6kV Chọn aptomat do Merlin Gerin chế tạo có thông số kĩ thuật sau: Bảng 3.8.Kết quả chọn aptomat cho các động cơ 6kV Động cơ Loại Số cực Uđm (V) Iđm (A) INmax (kA) 400 kW C6OH 4 440 63 10 280 kW DPNN 1 + N 440 40 6 250 DPNa 1 + N 440 32 4,5 f.Tính chọn cáp từ thanh cái 0,4kV tới các tủ động lực số 1 Do cáp đi ngầm dƣới đất nên k1.k2=1 , suy ra : Icp ≥ 1000 (A). Chọn cáp đồng hạ áp 3 lõi cách điện PVC do LENS chế tạo loại 3 G 240 mm2, mỗi pha chọn 2 dây có thông số kĩ thuật nhƣ sau: Icp = 501.2 = 1002 (A). Cáp từ thanh cái 0,4kV tới các tủ động lực khác tính tƣơng tự, kết quả ghi trong bảng. - 41 -
- Bảng 3.9.Kết quả chọn cáp từ thanh cái 0,4kV tới các tủ động lực 2 Tuyến cáp Itt, A Fcap, mm Icp, A Số dây một pha TC 0,4kV÷ĐL1 1000 240 501 2 TC 0,4kV÷ĐL2 1069 150 387 3 TC 0,4kV÷ĐL3 155 35 174 1 TC 0,4kV÷ĐL4 184 50 206 1 TC 0,4kV÷ĐL5 224 70 254 1 TC 0,4kV÷ĐL6 227 70 254 1 Chọn aptomat bảo vệ các tủ động lực Chọn aptomat do Merlin Gerin chế tạo có thông số kĩ thuật nhƣ sau: Bảng 3.10.Kết quả chọn aptomat cho các tủ động lực INmax Tủ ĐL Loại Số cực Uđm (V) Iđm (A) (kA) ĐL1 C1001N 4 690 1000 25 ĐL2 C1251N 4 690 1250 25 ĐL3 NS160N 4 690 160 8 ĐL4 NS250N 4 690 250 8 ĐL5 NS400N 4 690 400 10 ĐL6 NS400N 4 690 400 10 Chọn tủ hạ áp do SIEMENS chế tạo cho các tủ động lực có kích thƣớc là : 2200x1000x600 g.Tính chọn cáp và cầu chì bảo về cho các động cơ hạ áp Chọn cầu chì cho tủ động lực 1 Các cầu chì bảo vệ động cơ chọn loại cầu chì hạ áp loại 3NA3 do SIMENS chế tạo - 42 -
- - Chọn cầu chị bảo vệ Defoamer pump 0,25 kW Chọn cầu chì có Idc = 16 (A) - Chọn cầu chì bảo vệ Dihydrate filter slurry feed pump 30 kW Chọn cầu chì có Idc = 125 (A) - Chọn cầu chì bảo vệ Digestion tank agitator 55 kW Chọn cầu chì có Idc = 224 (A) - Chọn cầu chì bảo vệ Attack tank agitator 132 kW Chọn cầu chì có Idc = 630 (A) - Chọn cầu chì bảo vệ Vacuum pump 160 kW Chọn cầu chì có Idc = 630 (A) - 43 -
- - Chọn cầu chì bảo vệ Filter cloth wash pump 45 kW Chọn cầu chì có Idc = 200 (A) - Chọn cầu chì tổng cho tủ động lực 1: Chọn cầu chì có Idc = 1000 A Các tủ động lực khác cũng chọn tƣơng tự, kết quả ghi ở bảng 3.12. Chọn dây dẫn từ tủ động lực đến từng động cơ Các dây dẫn chọn loại cáp nhôm hạ áp cách điện PVC do hãng LENS chế tạo.Chọn khc = 0,95. Chọn dây cho tủ ĐL1 - Chọn dây từ ĐL1 đến Defoamer pump 0,25 kW 2 Chọn dây dẫn 16 mm có Icp = 87 A Kiểm tra theo điều kiện: khcIcp Itt và khcIcp ta có: 0,95.87 0,5 và 0,95.87 - Chọn dây từ ĐL1 đến Dihydrate filter slurry feed pump 30kW 2 Chọn dây dẫn 16 mm có Icp = 87 A Kiểm tra : 0,95.87 57 và 0,95.87 - Chọn dây từ ĐL1 đến Digestion tank agitator 55 kW 2 Chọn dây dẫn 35 mm có Icp = 134 A - 44 -
- Kiểm tra : 0,95.134 104 và 0,95.134 - Chọn dây từ ĐL1 đến Attack tank agitator 132 kW 2 Chọn dây dẫn 120 mm có Icp = 266 A Kiểm tra : 0,95.266 250 và 0,95.266 - Chọn dây từ ĐL1 đến Vacuum pump 160 kw 2 Chọn dây dẫn 185 mm có Icp = 337 A Kiểm tra : 0,95.337 303 và 0,95.337 - Chọn dây từ ĐL1 đến Filter cloth wash pump 45 kW 2 Chọn dây dẫn 25 mm có Icp = 111 A Kiểm tra : 0,95.111 85 và 0,95.111 Các dây dẫn khác chọn tƣơng tự và đƣợc ghi trong bảng 3.11 - 45 -
- Bảng 3.11.Kết quả chọn dây dẫn và cầu chì cho các tủ động lực Phụ tải Dây dẫn Cầu chì Tên máy P , Tiết u I A I , A Mã hiệu I /I ,A kW u , diện,mm2 cp vỏ dc Tủ ĐL1 Defoamer pump 0,25 0,5 16 87 20/15 Dihydrate filter slurry feed 30 57 16 87 160/125 pump Digestion tank 55 104 35 134 250/224 agitator Attack tank 132 250 120 266 800/630 agitator Vacuum pump 160 303 185 337 800/630 Filter cloth 45 85 25 111 224/200 wash pump Tủ ĐL2 Fume scrubber pump to 22 42 16 87 125/100 precondenser Fume scrubber 30 57 16 87 160/125 transfer pump Flash cooler 90 171 70 197 400/355 circulator Digestion tank 55 104 25 111 250/224 agitator Attack tank 132 250 120 266 800/630 agitator Scrubber fan 110 209 95 234 800/630 Tủ ĐL3 Cake wash 3 6 16 87 20/16 agitor Weak acid 30 57 16 87 160/125 product pump Condenser seal 30 57 16 87 160/125 tank pump Acid sump 15 28 16 87 80/63 pump Filter blowing 4 8 16 87 20/16 fan - 46 -
- Filter drying fan 4 8 16 87 20/16 Tủ ĐL4 Cake wash 22 42 16 87 125/100 water pump Weak filtrate 22 42 16 87 125/100 wash pump Hoist for 8,3 16 16 87 40/35 M0211 Acid sump 5,5 10 16 87 25/20 agitator Recycle acid 37 70 16 87 200/160 pump 1#Belt 7,5 14 16 87 40/35 conveyor Tủ ĐL5 Phosphate slurry transfer 37 70 16 87 200/160 pump to attack Fast emtying 45 85 25 111 224/200 pump Product acid 11 21 16 87 63/50 transfer pump Concentrated acid sump 15 28 16 87 80/63 pump Concentrated acid sump 5,5 10 16 87 25/20 agitator Tủ ĐL6 Condensate 15 28 16 87 80/63 pump Fluosilic acid producttion 11 21 16 87 80/63 pump Fluorine scrubber 37 70 16 87 200/160 recirculation pump - 47 -
- 3.3.THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƢỞNG. 3.3.1.Thiết kế chiếu sáng cho khu lọc. Diện tích của khu là 24.40,2 = 965 m2. 3.3.1.1.Xác định số lƣợng, công suất bóng đèn. Ta sử dụng bóng đèn sợi đốt. Chọn độ rọi E = 30 lx. Căn cứ vào trần nhà cao h = 5 m, mặt công tác h2 = 0,85 m, độ cao treo đèn cách trần h1 = 0,7 m.Vậy độ cao treo đèn H = h – h1 – h2 H = 5 – 0,7 – 0,85 = 3,45 m Tra bảng 5.1 tài liệu [ 1, trang 134 ] với đèn sợi đốt, bóng vạn năng có L/H = 1,8, từ đây ta xác định đƣợc khoảng cách của các đèn là: L = 1,8H = 1,8.3,45 = 6,21 m Căn cứ vào bề rộng của phòng ( 24m ) chọn L = 6 m. Đèn sẽ đƣợc bố trí làm dãy, cách nhau 6 m, cách tƣờng 3 m tổng cộng 28 bóng, mỗi dãy 7 bóng. Xác định chỉ số phòng: Lấy hệ số phản xạ của tƣờng 50%, của trần là 30% ( tra bảng tài liệu [ 1, trang 324]), tìm đƣợc hệ số sử dụng ksd = 0,47 Lấy hệ số dự trữ k = 1,3 ( tra bảng 5.1 tài liệu [1, trang 134]), hệ số tính toán Z = 1,1, xác định đƣợc quang thông mỗi đèn là : Tra bảng 5.5 tài liệu [1, trang 135] chọn bóng 300W có F = 4224 lumen Ngoài chiếu sáng trong phòng sản xuất còn đặt thêm 4 bóng cho 2 phòng thay quần áo và phòng WC.Tổng cộng toàn khu cần : 28.300 + 4.100 = 8,8 (kW) - 48 -
- 3.3.1.2.Thiết kế mạng điện chiếu sáng. Đặt riêng một tủ chiếu sáng cạnh cửa ra vào lấy điện từ tủ phân phối của phân xƣởng. Tủ gồm một aptomat tổng 3 pha và 8 aptomat nhánh 1 pha, mỗi aptomat nhanh cấp điện cho 4 bóng đèn. a.Chọn cáp từ tủ phân phối tới tủ chiếu sáng Chọn cáp đồng hạ áp 4 lõi cách điện PVC do LENS chế tạo, tiết diện 2 2,5 mm có Icp = 41 A PVC(3x2,5 + 1x1,5) b.Chọn aptomat tổng Chọn aptomat tổng 40 A , 3 pha, do Merlin Gerin chế tạo DPNN c.Chọn các aptomat nhánh Các aptomat nhánh chọn giống nhau, mỗi aptomat cấp điện cho 4 bóng. Dòng qua aptomat ( 1 pha): Chọn 8 aptomat 1 pha, Iđm = 32 A, do Merlin Gerin chế tạo DPNa d.Chọn dây dẫn từ aptomat nhánh đến cụm 4 bóng đèn 2 Chọn dây đồng bọc, tiết diện 1,5 mm PVC(2x1,5) có Icp = 37 A e.Kiểm tra điều kiện chọn dây kết hợp với aptomat - kiểm tra cáp PVC(3x2,5 + 1x1,5) hệ số hiệu chỉnh k = 1 - kiểm tra dây 1,5 mm2 - 49 -
- 40.2 WC 2 Thayáo qu?n 24 L=6m L=6m 2 1 Thayáo qu?n WC Hình 3.1.Sơ đồ mạng điện chiếu sáng khu lọc 1.Tủ điện chiếu sáng; 2.bảng điện nhà thay quần áo và W 3.3.2.Thiết kế chiếu sáng cho khu phản ứng. Diện tích của khu là 24.41,3 = 992 m2. 3.3.2.1.Xác định số lƣợng, công suất bóng đèn. Ta sử dụng bóng đèn sợi đốt. Chọn độ rọi E = 30 lx. Căn cứ vào trần nhà cao h = 5 m, mặt công tác h2 = 0,85 m, độ cao treo đèn cách trần h1 = 0,7 m.Vậy độ cao treo đèn H = h – h1 – h2 H = 5 – 0,7 – 0,85 = 3,45 m Tra bảng 5.1 tài liệu [ 1, trang 134 ] với đèn sợi đốt, bóng vạn năng có L/H = 1,8, từ đây ta xác định đƣợc khoảng cách của các đèn là: L = 1,8H = 1,8.3,45 = 6,21 m Căn cứ vào bề rộng của phòng ( 24m ) chọn L = 6 m. Đèn sẽ đƣợc bố trí làm dãy, cách nhau 6 m, cách tƣờng 3 m tổng cộng 28 bóng, mỗi dãy 7 bóng. Xác định chỉ số phòng: - 50 -
- Lấy hệ số phản xạ của tƣờng 50%, của trần là 30% ( tra bảng tài liệu [ 1, trang 324]), tìm đƣợc hệ số sử dụng ksd = 0,47 Lấy hệ số dự trữ k = 1,3 ( tra bảng 5.1 tài liệu [1, trang 134]), hệ số tính toán Z = 1,1, xác định đƣợc quang thông mỗi đèn là : Tra bảng 5.5 tài liệu [1, trang 135] chọn bóng 300W có F = 4224 lumen Ngoài chiếu sáng trong phòng sản xuất còn đặt thêm 4 bóng cho 2 phòng thay quần áo và phòng WC.Tổng cộng toàn khu cần 28.300 + 4.100 = 8,8 (kW) 3.3.2.2.Thiết kế mạng điện chiếu sáng. Đặt riêng một tủ chiếu sáng cạnh cửa ra vào lấy điện từ tủ phân phối của phân xƣởng. Tủ gồm một aptomat tổng 3 pha và 8 aptomat nhánh 1 pha, mỗi aptomat nhanh cấp điện cho 4 bóng đèn. a.Chọn cáp từ tủ phân phối tới tủ chiếu sáng Chọn cáp đồng hạ áp 4 lõi cách điện PVC do LENS chế tạo, tiết diện 2 2,5 mm có Icp = 41 A PVC(3x2,5 + 1x1,5) b.Chọn aptomat tổng Chọn aptomat tổng 40 A , 3 pha, do Merlin Gerin chế tạo DPNN. c.Chọn các aptomat nhánh Các aptomat nhánh chọn giống nhau, mỗi aptomat cấp điện cho 4 bóng. Dòng qua aptomat ( 1 pha) Chọn 8 aptomat 1 pha, Iđm = 32 A, do Merlin Gerin chế tạo DPNa d.Chọn dây dẫn từ aptomat nhánh đến cụm 4 bóng đèn 2 Chọn dây đồng bọc, tiết diện 1,5 mm PVC(2x1,5) có Icp = 37 A - 51 -
- e.Kiểm tra điều kiện chọn dây kết hợp với aptomat - Kiểm tra cáp PVC(3x2,5 + 1x1,5) hệ số hiệu chỉnh k = 1 - Kiểm tra dây 1,5 mm2 41.3 WC 2 áo qu?n Thay 24 L=6m L=6m 2 1 Thay qu?n áo qu?n Thay WC Hình 3.2.Sơ đồ mạng điện chiếu sáng khu phản ứng 1.Tủ điện chiếu sáng; 2.Bảng điện nhà thay quần áo và WC 3.3.3.Thiết kế chiếu sáng cho khu cô đặc acid. Diện tích của khu là 24.28 = 672 m2. 3.3.3.1.Xác định số lƣợng, công suất bóng đèn. Vì là xƣởng sản xuất nên ta sử dụng bóng đèn sợi đốt. Chọn độ rọi E = 30 lx. Căn cứ vào trần nhà cao h = 5 m, mặt công tác h2 = 0,85 m, độ cao treo đèn cách trần h1 = 0,7 m.Vậy độ cao treo đèn H = h – h1 – h2 H = 4,5 – 0,65 – 0,85 = 3,45 m Tra bảng 5.1 tài liệu [ 1, trang 134 ] với đèn sợi đốt, bóng vạn năng có L/H = 1,8, từ đây ta xác định đƣợc khoảng cách của các đèn là: L = 1,8H = 1,8.3 = 6,21 m - 52 -
- Căn cứ vào bề rộng của phòng ( 24m ) chọn L = 6 m. Đèn sẽ đƣợc bố trí làm dãy, cách nhau 6 m, cách tƣờng 3 m tổng cộng 20 bóng, mỗi dãy 5 bóng. Xác định chỉ số phòng: Lấy hệ số phản xạ của tƣờng 50%, của trần là 30% ( tra bảng tài liệu [ 1, trang 324]), tìm đƣợc hệ số sử dụng ksd = 0,46 Lấy hệ số dự trữ k = 1,3 ( tra bảng 5.1 tài liệu [1, trang 134]), hệ số tính toán Z = 1,1, xác định đƣợc quang thông mỗi đèn là : Tra bảng 5.5 tài liệu [1, trang 135] chọn bóng 300W có F = 4224 lumen Ngoài chiếu sáng trong phòng sản xuất còn đặt thêm 4 bóng cho 2 phòng thay quần áo và phòng WC.Tổng cộng toàn khu cần: 20. 300 + 4 . 100 = 6,4 (kW) 3.3.1.2.Thiết kế mạng điện chiếu sáng. Đặt riêng một tủ chiếu sáng cạnh cửa ra vào lấy điện từ tủ phân phối của phân xƣởng. Tủ gồm một aptomat tổng 3 pha và 6 aptomat nhánh 1 pha, mỗi aptomat nhanh cấp điện cho 4 bóng đèn. a.Chọn cáp từ tủ phân phối tới tủ chiếu sáng Chọn cáp đồng hạ áp 4 lõi cách điện PVC do LENS chế tạo, tiết diện 2 2,5 mm có Icp = 41 A PVC(3x2,5 + 1x1,5) b.Chọn aptomat tổng Chọn aptomat tổng 40 A , 3 pha, do Merlin Gerin chế tạo DPNN. c.Chọn các aptomat nhánh - 53 -
- Các aptomat nhánh chọn giống nhau, mỗi aptomat cấp điện cho 4 bóng. Dòng qua aptomat ( 1 pha) Chọn 6 aptomat 1 pha, Iđm = 32 A, do Merlin Gerin chế tạo DPNa d.Chọn dây dẫn từ aptomat nhánh đến cụm 4 bóng đèn 2 Chọn dây đồng bọc, tiết diện 1,5 mm PVC(2x1,5) có Icp = 37 A e.Kiểm tra điều kiện chọn dây kết hợp với aptomat - Kiểm tra cáp PVC(3x2,5 + 1x1,5) hệ số hiệu chỉnh k = 1 - Kiểm tra dây 1,5 mm2 28 WC 2 áo qu?n Thay 24 L=6m L=6m 2 1 Thay qu?n áo qu?n Thay WC Hình 3.3.Sơ đồ mạng điện chiếu sáng khu cô đặc acid. 1.Tủ chiếu sáng; 2.Bảng điện nhà thay quần áo và WC - 54 -
- TBA TBA XLPE 3x300 XLPE 3x300 XLPE 6 KV MCLL PVC 3G 2.5 3G PVC 4 3G PVC 1.5 3G PVC 4 3G PVC 2.5 3G PVC 2.5 3G PVC 1.5 3G PVC TU TU XLPE 3x300 XLPE DP M M M 3x300 XLPE M M M M 280kW 400kW 250kW 400kW 280kW 280kW 200kW 0.4 KV MCLL DP DP CD CD CD CD CD CD 1000 1000 1000 1000 1000 1000 800 800 800 800 800 800 ÐL1 ÐL2 20 160 250 800 800 800 224 125 125 160 400 250 800 800 800 15 125 224 630 630 630 200 100 100 125 355 224 630 630 630 PVC 16 PVC 16 PVC 35 PVC 120 PVC 120 PVC 185 PVC 25 PVC 16 PVC 16 PVC 16 PVC 70 PVC 25 PVC 120 PVC 120 PVC 95 PVC 1 2 4 5 5 6 10 21 21 23 24 25 26 26 27 ÐL3 ÐL4 20 160 160 80 20 20 125 125 40 25 200 40 16 125 125 63 16 16 100 100 35 20 160 35 PVC 16 PVC 16 PVC 16 PVC 16 PVC 16 PVC 16 PVC 16 PVC 16 PVC 16 PVC 16 PVC 16 PVC 16 PVC 7 8 9 14 16 17 18 20 22 28 30 32 ÐL5 ÐL6 200 224 63 63 80 25 80 80 80 80 200 200 160 200 50 50 63 20 63 63 63 63 160 160 PVC 16 PVC 25 PVC 16 PVC 16 PVC 16 PVC 16 PVC 16 PVC 25 PVC 16 PVC 16 PVC 16 PVC 16 PVC 3 11 12 12 13 29 15 15 19 19 31 31 Hình 3.4.Sơ đồ đi dây mạng điện hạ áp phân xưởng. - 55 -
- CHƢƠNG 4. THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG BÙ COS CHO PHÂN XƢỞNG PA 4.1.ĐẶT VẤN ĐỀ. Điện năng là năng lƣợng chủ yếu của xí nghiệp công nghiệp. Các xí nghiệp này tiêu thụ khoảng trên 70% tổng số điện năng đƣợc sản xuất ra vì thế vấn đề sử dụng hợp lý và tiết kiệm của điện năng trong xí nghiệp trong công nghiệp có ý nghĩa rất lớn. Về mặt sản xuất điện năng vấn đề đặt ra phải tận dụng hết khả năng của các nhà máy phát điện để sản xuất ra đƣợc nhiều điện nhất, đồng thời về mặt dùng điện phải hết sức tiết kiệm điện, giảm tổn thất điện năng đến mức nhỏ nhất, phấn đấu để một kWh điện ngày càng làm ra nhiều sản phẩm hoặc chi phí điện năng cho một đơn vị ngày càng giảm. Bảng 4.1.Phân tích tổn thất điện năng trong hệ thống điện Tổn thất điện áp (%) của Mạng có điện áp Đƣờng dây Máy biến áp Tổng 13,3 12,4 25,7 U=35kV 6,9 3,0 9,9 U=0,1 10kV 47,8 16,6 64,4 Tổng cộng 68,0 32,0 100 - 56 -
- 4.2.CÁC PHƢƠNG PHÁP NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT COSφ. Để nâng cao hệ số công suất cos ngƣời ta thực hiện các phƣơng pháp bù: bù tự nhiên và bù nhân tạo. Ngày nay kỹ thuật vi xử lý phát triển, trên thị trƣờng có bán các loại thiết bị điều khiển PLC, vì vậy ngƣời ta thƣờng dùng PLC làm các thiết bị đóng cắt dung lƣợng bù. Tuỳ theo yêu cầu ngƣơi ta có thể lập trình để PLC tác động đóng cắt các nhóm tụ điện theo tín hiệu áp, theo thời gian hoặc theo cos của mạng. Thiết bị PLC làm việc tin cậy, linh hoạt nên đƣợc dùng rộng rãi để tự động điều chỉnh dung lƣợng bù. Để nâng cao hệ số công suất cos của mạng điện phân xƣởng PA ta dùng tụ điện. Việc điều chỉnh đóng cắt tụ đƣợc thực hiện bằng bộ tự động điều khiển S - 6Q của Nhật. Đây là bộ tự động điều khiển làm việc theo chƣơng trình đƣợc cài đặt sẵn. 4.3.BỘ TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN. 4.3.1.Giới thiệu chung. Đặc điểm: Bộ điều khiển hệ số công suất (cos ) Q-AUTOMAT/IV S-6Q dùng để kiểm tra hệ số công suất trên đƣờng dây và tự động đóng cắt các tụ điện để đạt hệ số cos đã đặt trƣớc.Nó có những đặc điểm nhƣ sau: Tự động chọn tần số(50Hz hoặc 60Hz) Hệ số cos có thể đặt trƣớc ở bất kỳ giá trị nào từ 0,8 0,95 Có 12 bƣớc điều khiển Thời gian đóng (trễ) có thể đặt trƣớc 45s, 3 phút và 9 phút. Hệ số cos đặt trƣớc có thể đạt đƣợc nhanh chóng bằng cách thay đổi thời gian đóng. Sự chuyển mạch đóng ngắt các tụ có thể lựa chọn theo nhiều cách. Có đầu ra báo động (tiếp điểm không điện áp) - 57 -
- 4.3.2. Các tham số đƣợc cài đặt. Khi thiết bị đƣa vào hoạt động cần đặt trƣớc các tham số, các tham số này đƣợc hiển thị trên màn hình chỉ thị hệ số cos của thiết bị điều khiển. Hình 4.1.Màn hình hiển thị của Q-AUTOMAT/IV S-6Q Hệ thống dây nguồn: Q-AUTOMAT có thể nối với nguồn 1 pha hoặc 3 pha.Tuỳ thuộc vào hệ thống dây nguồn mà trên màn hình chỉ thị hiển thị A1 hoặc A2 nhƣ bảng 4.2. Bảng 4.2: Màn hình hiện thị thông số Màn hình Thông số hiển thị trên màn hình 1 pha hoặc 3 pha 4 dây A1 3 pha 3 dây A2 Thời gian trễ: Nếu tụ đƣợc đóng lại trƣớc khi năng lƣợng đƣợc phóng hết, nó sẽ gây ra sự quá điện áp hoặc quá dòng làm giảm tuổi thọ của tụ. Q- AUTOMAT sẽ đóng tụ trong 1 thời gian trễ nhất định để bảo vệ tụ khỏi hiện tƣợng trên. Thời gian trễ này đƣợc lựa chọn tuỳ thuộc vào thiết bị phóng điện - 58 -
- đƣợc lắp trên tụ điện. Ta có bảng 4.3 biểu diễn thông số hiện thị trên màn hình nhƣ sau: Bảng 4.3.Thông số hiển thị trên màn hình Thời gian trễ Thông số hiển thị trên màn hình 45 giây B1 3 phút B2 9 phút B3 Số bƣớc điều khiển: Số bƣớc đƣợc điều khiển của thiết bị S-6Q lớn nhất là 6 bƣớc. Ta có số bƣớc điều khiển đƣợc biểu diễn trên bảng 4.4. Bảng 4.4.Số bước điều khiển hiển thị trên màn hình Số bƣớc điều khiển Thông số hiển thị trên màn hình 0 C0 1 C1 2 C2 3 C3 4 C4 5 C5 6 C6 Khi C0 đƣợc chọn các tiếp điểm đầu ra không đóng lại nhƣng những hoạt động khác vẫn diễn ra bình thƣờng, để kiểm tra dây nối ta đặt ở C0 có các tiếp điểm đầu ra không hoạt động nhằm tránh các nguy hiểm trong suốt quá trình kiểm tra. Các chế độ chuyển mạch: Ta có bảng 4.5 biểu diễn các chế độ chuyển mạch sau: Có 2 chế độ chuyển mạch: - 59 -
- Đóng sau – cắt trƣớc: Tụ đƣợc đóng vào sau sẽ đƣợc cắt ra trƣớc, tụ đƣợc cắt ra sau sẽ đƣợc đóng vào trƣớc. Chế độ vòng tuần hoàn (đóng trƣớc- cắt trƣớc): Các tụ điện đƣợc đóng ngắt 1 cách tuần hoàn. Tụ ngắt ra trƣớc sẽ đƣợc đóng vào trƣớc, tụ đƣợc đóng vào trƣớc sẽ đƣợc ngắt ra trƣớc. Sử dụng chế độ đóng ngắt tuần hoàn sẽ giúp cho thời gian trung bình của tụ, công tắc tơ và rơ le đƣợc đảm bảo. Bảng 4.5.Chế độ chuyển mạch của bộ tụ S-6Q Chế độ chuyển mạch Thông số hiển thị trên màn hình Đóng sau mở trƣớc D1 Vòng tuần hoàn( Mở trƣớc đóng sau) D2 Hệ số cos báo động: khi hệ số cos duy trì dƣới giá trị đặt trong 3 phút hoặc hơn thì đèn ALARM sẽ sáng lên và tiếp điểm ALARM ở mặt sau của panel sẽ đóng lại. Khi hệ số cos quay lại giá trị đặt thì tín hiệu báo động sẽ đƣợc huỷ bỏ. Chú ý rằng công tắc của các tụ sẽ làm việc mặc dù có tín hiệu báo động. Tín hiệu báo động sẽ không đƣa ra khi chọn F0. Bảng 4.6.Hệ số cos báo động Đặt hệ số cos báo động Thông số hiển thị trên màn hình OFF F0 0,95 F1 0,9 F2 0,5 F3 Chế độ hoạt động khi nguồn đƣợc bật: - 60 -
- Bảng 4.7.Chế độ hoạt động Chế độ hoạt động khi bật nguồn Thông số hiển thị trên màn hình Tự động G1 Bằng tay G2 Thƣờng đặt tham số G1 để thiết bị điều khiển hoạt động tự động khi nguồn đƣợc bật lên. Tại vị trí này bộ điều khiển sẽ tiếp tục làm việc khi nguồn mất đƣợc phục hồi. Để kiểm tra bộ điều khiển thì đặt ở G2, tụ sẽ đƣợc đóng bằng tay và bộ điều khiển sẽ không hoạt động trở lại khi nguồn đƣợc phục hồi. Bảng 4.8. Hệ số cos đặt trước Hệ số cos đặt trƣớc Thông số hiển thị trên màn hình Đèn sáng 0,80 80 Đèn IND 1,0 1.0 Không có 0,9 90 Đèn CAP Giá trị hệ số cos hiển thị trên màn hình P/E display sẽ tăng hoặc giảm lần lƣợt. Sau mỗi lần ấn nút + hoặc -. Nếu nhƣ các nút này đƣợc bấm trong vòng lớn hơn 1s thì giá trị hệ số cos sẽ thay đổi theo mỗi giây. Giá trị C/k: Giá trị dòng điện C/k Bảng 4.9.Giá trị dòng điện C/k Giá trị C/k Thông số hiển thị trên màn hình Đèn sáng 0,1A 10 C/k lamp 0,99A 99 C/k lamp 1A 1 C/k lamp 1,4A 1,4 C/k lamp Giá trị C/k đƣợc tính nhƣ sau: c.1000 Đối với hệ thống 3 pha-3 dây hoặc 3 pha-4 dây: C / k ( A) n.v. 3 - 61 -
- c.1000 Đối với hệ thống 1 pha-2 dây:C / k ( A) n.v. Trong đó: c: Công suất của nhóm tụ có công suất nhỏ nhất. v: Điện áp. n: Hệ số tỉ lệ dòng sơ cấp/dòng thứ cấp của biến dòng. Bảng 4.10.Thông số cài đặt Tham số Đặt trƣớc khi Hiển thị thông số trên màn hình 1 pha Hệ thống dây nguồn A1 3 pha-4 dây Thời gian trễ 1/2/3 B2 Số bƣớc điều khiển 0 C0 Vòng tuần Chế độ chuyển mạch D2 hoàn Tỉ lệ đầu ra 1 :1 :1 :1 :1 :1 E1 Hệ số cosφ báo động OF F0 Chế độ hoạt động khi bật Bằng tay G2 nguồn Hệ số cosφ cần đạt đƣợc 95 Giá trị C/k 1 Nhấn nút AUTO/MAN để thay đổi đến chế độ bằng tay. Đèn MANUAL sẽ sáng lên. Nhấn nút MODE và đèn PROGAM sẽ sáng lên và tất cả đầu ra sẽ đƣợc mở ra. Thiết bị điều khiển sẵn sàng hoạt động. Nhấn nút MODE để lựa chọn tham số. Các tham số sẽ dƣợc hiển thị lên P/E display. Nhấn nút + hoặc – để lựa chọn các tham số đặt. Thực hiện bƣớc 3 và 4 nhƣ trên, ghi lại dữ liệu và lựa chọn các tham số tiếp theo.Để kết thúc lập trình nhấn nút AUTO/MAN. Dữ liệu sẽ đƣợc ghi lại trong bộ nhớ để hệ thống họat động tự động. - 62 -
- 4.3.3.Các chế độ hoạt động. * Chế độ tự động: Khi nguồn đƣợc bật lên, bộ điều khiển làm việc ở tự động hay bằng tay tuỳ thuộc vào việc đặt G1 hay G2. Nếu đặt ở G1 thiết bị sẽ làm việc ở chế độ tự động khi bật nguồn. Ngoài ra ở chế độ bằng tay mà nút AUTO/MAN đƣợc nhấn trong suốt quá trình hoạt động thì chế độ bằng tay sẽ chuyển sang chế độ tự động. * Chế độ bằng tay: chế độ bằng tay chủ yếu dùng kiểm tra dây nối. Để chuyển tới chế độ bằng tay nhấn nút AUTO/MAN và đèn MANUAL sẽ sáng lên. Các rơle đầu ra sẽ đóng lại và màn hình sẽ hiển thị cos . Đảm bảo chắc chắn rằng đèn chờ đóng tụ đã tắt thì nhấn nút+. Bƣớc tụ đƣợc đóng thêm vào sẽ theo trình tự chuyển mạch đặt trƣớc và tƣơng ứng với nó đèn closing từ 1 6 sẽ sáng lên. Để mở các rơ le đầu ra nhấn nút “-”, rơ le đầu ra sẽ mở ra theo trình tự chuyển mạch đặt trƣớc. * Chế độ báo động : Sau khi hệ số cos báo động đã đƣợc lựa chọn, chƣơng sẽ hoạt động tùy thuộc vào hệ số cos đƣợc kiểm tra. Trong chế độ tự động báo động hệ số cos sẽ phát tín hiệu nếu hệ số cos đã kiểm tra vƣợt quá giá trị đặt trong khoảng 3 phút. Sau đó đèn ALARM sẽ sáng lên và tiếp điểm ALARM sẽ đƣợc đóng lại. Màn hình hệ số cos hiển thị hệ số cos đã kiểm tra. Nếu chế độ hoạt động đƣợc chuyển từ chế độ bằng tự động sang chế độ bằng tay thì báo động hệ số cos sẽ bị huỷ bỏ, ở chế độ bằng tay hệ thống báo động không phát tín hiệu. * Báo động hệ thống: Trong chế độ tự động màn hình hệ số cos sẽ hiển thị “Er” khi một trong những tình huống đƣợc chỉ ra sau đây xảy ra: Hệ số cos không đo đƣợc do dây nối sai bao gồm nối ngƣợc đầu đấu dây của biến dòng( k và 1) hoặc các tham số đặt trƣớc không phù hợp. Ngoài ra đèn ALARM sẽ sáng và tiếp điểm ALARM sẽ đóng lại. Các đầu ra các rơ le đã đƣợc đóng sẽ mở ra lần lƣợt cách nhau 15s. Trong chế độ bằng tay, màn hình hệ số cos hiển thị ”Er”, tuy nhiên tiếp ALARM không đƣợc đóng lại và đèn ALARM sẽ không - 63 -
- sáng. Vậy màn hình hệ số cos hiển thị “Er”, cần kiểm tra các hệ số đã đặt, dây nối các biến dòng và nguồn cung cấp. 4.4.TÍNH CHỌN TỤ BÙ. Yêu cầu lựa chọn tụ bù để nâng hệ số công suất của phân xƣởng PA lên 0,95. Công suất tính toán của toàn phân xƣởng là: S = 2811,25 + j2867,39kVA. Để lƣợng bù là tối ƣu nhất ta đặt tại thanh cái hạ áp của trạm biến áp phân xƣởng. Máy biến áp phân xƣởng có công suất 2500 kVA do đó dung lƣợng bù là:1785 kVAr. Hệ số cos trƣớc khi đặt tụ bù : do đó cos = 0,7 Hệ số cos sau khi đặt tụ bù: cos = 0,95 = 0,33 Tổng công suất của tụ bù cần đặt: Qb=P( Do đó ta chọn mỗi máy biến áp 1 bộ S-Q6 để thực hiện tự động do bộ S-Q6 có 12 cấp bù bởi vậy dung lƣợng mỗi tụ là 86 kVAr Kiểm tra hệ số công suất của mạng điện phân xƣởng, khi các nhóm tụ đƣợc đóng và lƣới. Khi chỉ có nhóm 1 đƣợc đóng vào thanh cái hạ áp 0,4kV : Khi nhóm 1 và nhóm 2 đƣợc đóng vào thanh cái hạ áp 0,4kV: Khi nhóm 1, 2 và 3 đƣợc đóng vào thanh cái hạ áp 0,4kV: Khi cả 4 nhóm tụ đƣợc đóng vào thanh cái hạ áp 0,4kV: - 64 -
- Khi cả 5 nhóm tụ đƣợc đóng vào thanh cái hạ áp 0,4kV: Khi cả 6 nhóm tụ đƣợc đóng vào thanh cái hạ áp 0,4kV: Khi cả 7 nhóm tụ đƣợc đóng vào thanh cái hạ áp 0,4kV: Khi cả 8 nhóm tụ đƣợc đóng vào thanh cái hạ áp 0,4kV: Khi cả 9 nhóm tụ đƣợc đóng vào thanh cái hạ áp 0,4kV: Khi cả 10 nhóm tụ đƣợc đóng vào thanh cái hạ áp 0,4kV: Khi cả 11 nhóm tụ đƣợc đóng vào thanh cái hạ áp 0,4kV: Khi cả 12 nhóm tụ đƣợc đóng vào thanh cái hạ áp 0,4kV: Nhƣ vậy các nhóm tụ chọn hoàn toàn thỏa mãn. - 65 -
- Hình 4.2.Các tụ bù công suất 4.5.THIẾT KẾ MẠCH. - 66 -
- - 67 -
- Các phần tử trong sơ đồ AB: Aptomat bảo vệ bộ tụ AB1 AB4: Các aptomat bảo vệ từng nhóm tụ 1K 4K: Các contactor thực hiện đóng ngắt tụ có các tiếp điểm thƣờng mở(1K1 1K3, 2K1 2K3, 3K1 3K, 4K1 4K3, ) CM: Contactor chuyển mạch, có 3 vị trí: Vị trí 0, vị trí TĐ(chế độ tự động),vị trí T(chế độ dự phòng bằng tay) K1 K4, Đ1 Đ4: Nút ấn đóng cắt tụ ở chế độ dự phòng bằng tay BI: Biến dòng thực hiện đo đếm đầu nguồn BII: Biến dòng cấp tín hiệu dòng cho sơ bộ S-6Q - 68 -
- CC: Cầu chì bảo vệ sơ bộ S-6Q C1 C6: Các đầu ra của bộ S-6Q, ở đây chỉ sử dụng 4 đầu ra C1 C4 L1,L2: Các đèn chỉ thị chế độ làm việc AUTO/MAN Đ1 Đ4: Các đèn chỉ thị trạng thái đóng ngắt của tụ V, A, kVA, MVAr, cos : Các đồng hồ chỉ thị giá trị điện áp, dòng điện công suất vô công và hệ số cos của mạng điện. Nguyên lý hoạt động : Hệ thống điều khiển bù cos làm việc ở 2 chế độ: Chế độ tự động: Khi công tắc chuyển mạch ở vị trí TĐ đèn L1 sáng lên. Chế độ dự phòng bằng tay: Khi công tắc chuyển mạch ở vị trí T đèn L2 sáng lên. Để hệ thống vào hoạt động: Đóng aptomat AB cấp nguồn cho bộ tụ, đóng aptomat AB1 AB4 chờ đóng tụ vào lƣới, đóng aptomat cấp nguồn cho mạch điều khiển Chế độ tự động: Thực hiện việc đấu dây theo đúng yêu cầu. Cài đặt tham số. Bảng 4.11.Các tham số được cài đặt trước của hệ thống Tham số Hiển thị Hệ thống dây nguồn 1 pha A1 Thời gian trễ 3 phút B2 Số bƣớc điều khiển 4 C4 Chế độ chuyển mạch Đóng trƣớc-mở trƣớc D2 Tỉ lệ các bƣớc điều khiển 1:2:2:2 E2 Hệ số cosφ báo động 0,95 F1 Chế độ làm việc khi bật nguồn Chế độ bằng tay G2 Hệ số cosφ cần đặt trƣớc 95 Giá trị C/k 1.0 - 69 -
- 40.1000 1 Giá trị C/K đƣợc tính theo công thức C/K= 100.400 Bộ điều khiển S-6Q làm việc ở 2 chế độ : Chế độ tự động và chế độ bằng tay. Việc lựa chọn chế độ làm việc của bộ điều khiển S-6Q bằng nút ấn AUTO/MAN. Trong cả 2 chế độ bộ điều khiển S-6Q nhận tín hiệu từ biến dòng thực hiện tính toán, hiển thị hệ số cos lên màn hình hiển thị. Trong chế độ tự động bộ điều khiển sẽ so sánh cos tính toán cos đặt để phát lệnh đóng ngắt tụ. Còn trong chế độ bằng tay việc đóng cắt tụ bằng nút ấn “+”, “-”. Khi hệ số cos của mạng hệ số cos đặt = 0,95, ngƣời vận hành nhấn nút “-“ bộ điều khiển S-6Q phát lệnh mở C1, contactor 1K mất điện và nhóm tụ tƣơng ứng đƣợc cắt ra khỏi lƣới, đèn C1 của bộ S-6Q tắt, đèn Đ1 cũng tắt. Sau khi nhóm tụ 1 đƣợc cắt khỏi lƣới mà hệ số cos vẫn > 0,95 thì ngƣới vận hành sẽ nhấn nút “-“, bộ S-6Q phát lệnh mở tiếp điểm C2 contactor 2K mất điện, tiếp điểm 2K3, mở ra nhóm tụ 2 đƣợc cắt ra khỏi lƣới, đèn C2 của bộ S- 6Q tắt, đèn Đ2 tắt. Nếu cos > 0,95 thì ngƣời vận hành lại nhấn nút “-“, bộ S- 6Q lại phát lệnh mở tiếp điểm C3 hay C4 nhóm tụ 3,4 đƣợc cắt ra khỏi lƣới, đèn C3,C4 của bộ S-6Q tắt, đèn Đ3,Đ4 tắt. Thời gian cắt tụ ra khỏi lƣới cách nhau 15s. - 70 -
- Chế độ này thƣờng đƣợc dùng để kiểm tra dây nối của bộ điều khiển. * Chế độ tự động : Nhấn nút AUTO/MANđể chuyển sang chế độ tự động. Bộ điều khiển sẽ tự động so sánh giá trị cos tính toán với cos đặt và phát lệnh đóng ngăt tụ theo trình tự đóng ngắt tụ, thời gian trễ đặt trƣớc. Khi cos tính toán nhỏ hơn cos đặt bằng 0,95 bộ điều khiển S-6Q phát lệnh đóng tiếp điểm C1, công tắc tơ 1K đƣợc cấp điện đóng các tiếp điểm thƣờng mở nhóm tụ 1 đƣợc đóng vào lƣới, đèn chỉ thị trạng thái C1 tƣơng ứng sẽ sáng lên, đèn Đ1 sáng thời gian trễ đóng tụ đã đặt là 3 phút. Sau khi nhóm tụ 1 đƣợc đóng vào lƣới mà hệ số cos 0,95 thì bộ S-6Q lại phát lệnh mở tiếp điểm C3, C4 nhóm tụ 3,4 đƣợc cắt ra khỏi lƣới đèn C3,C4 của bộ S-6Q tắt thời gian cát tụ ra khỏi lƣới cách nhau 15s. Ngoài ra bộ điều khiển S-6Q còn có chế độ báo động khi hệ số cos vƣợt qua giá trị cos đặt trong khoảng 3 phút ở chế độ tự động, đèn ALARM sáng tiếp điểm thƣờng mở ALARM đóng. Đèn ALARM còn lại sáng lên báo dây nối sai, các tham số đặt trƣớc không thích hợp. - 71 -
- * Chế độ dự phòng bằng tay: Công tắc tơ chuyển mạch ở vị trí T, đèn L1 sáng lên. Lúc mày bộ điều khiển S-6Q bị loại khỏi hệ thống, việc đóng ngắt của tụ thực hiện bằng tay nhờ các nút bấm K1 K4,Đ1 Đ4 ngƣời vận hành sẽ quan sát trên đồng hồ cos . Nhƣ vậy hệ thống điều khiển bù cos sử dụng bộ điều khiển S-6Q của Nhật là loại thiết bị điều khiển PLC hoạt động linh hoạt, có độ tin cậy cao. - 72 -
- KẾT LUẬN Sau 12 tuần thực hiện đề tài " Tìm hiểu về khu công nghiệp Đình Vũ, đi sâu thiết kế cung cấp điện cho phân xƣởng Acid Photphoric " dƣới sự hƣớng dẫn tận tình của cô giáo Thạc Sĩ Đỗ Thị Hồng Lý và sự nỗ lực của bản thân đến nay em đã hoàn thành đồ án của mình với nội dung nhƣ sau: Thống kê phụ tải và tính toán phụ tải của phân xƣởng. Lựa chọn dung lƣợng và số lƣợng máy biến áp. Tính chọn cáp hạ áp và các thiết bị bảo vệ. Thiết kế chiếu sáng cho phân xƣởng. Bù cos cho toàn phân xƣởng. Qua đó em đã thấy đƣợc rằng chất lƣợng điện năng góp phần quyết định tới chất lƣợng và giá thành sản phẩm đƣợc sản xuất ra của nhà máy. Chính vì vậy việc thiết kế cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp nhằm đảm bảo độ tin cậy và nâng cao chất lƣợng điện năng đƣợc đặt lên hàng đầu. Một phƣơng án cấp điện tối ƣu là phải đảm bảo cả về kỹ thuật và mặt kinh tế và để đạt đƣợc điều đó ngƣời thiết kế cần phải tuân theo các quy trình, quy phạm để đảm bảo độ tin cậy cũng nhƣ an toàn khi sử dụng. Do thời gian hạn chế nên đồ án của em còn nhiều thiếu sót. Em rất mong nhận đƣợc sự đóng góp từ thầy cô và các bạn đồng nghiệp để đồ án đƣợc hoàn thiện hơn. Cuối cùng em xin cảm ơn đến các thầy cô trong Khoa Điện - Điện Tử đặc biệt là cô giáo Thạc Sĩ Đỗ Thị Hồng Lý đã hƣớng dẫn tận tình em rất nhiều trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp vừa qua. Em xin trân trọng cảm ơn! - 73 -
- TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Ngô Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm (2001), Thiết kế cấp điện, Nhà xuất bản khoa học và kĩ thuật Hà Nội. 2. Nguyễn Công Hiền – Nguyễn Mạch Hoạch (2001), Hệ thống cung cấp điện xí nghiệp công nghiệp, đô thị và nhà cao tầng, Nhà xuất bản khoa học và kĩ thuật Hà Nội. 3. Nguyễn Xuân Phú – Nguyễn Công Hiền – Nguyễn Bội Khuê (1998), Cung cấp điện, Nhà xuất bản khoa học và kĩ thuật. 4. Ngô Hồng Quang (2002), Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500 kV, Nhà xuất bản khoa học và kĩ thuật Hà Nội. 5. Nguyễn Tiến Mạnh – Vũ Quang Hồi (2001), Trang bị điện – Điện tử, Nhà xuất bản giáo dục Việt Nam. 6. Lê Thành Bắc (2001), Giáo trình thiết bị điện, Nhà xuất bản khoa học và kĩ thuật Hà Nội. 7. PGS TSKH Thân Ngọc Hoàn (2005), Máy điện, Nhà xuất bản xây dựng. 8. Đặng Ngọc Đinh, Ngô Hồng Quang, Bùi Ngọc Thƣ, Nguyễn Hiền (1970), Quy hoạch và thiết kế mạng điện địa phương, Nhà xuất bản khoa học và kĩ thuật. 9. Patrick Van deplanque – Ngƣời dịch: Lê Văn Doanh – Đặng Văn Đào (2002), Kỹ thuật chiếu sáng, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật. - 74 -
- MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 1 CHƢƠNG 1. 2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KHU CÔNG NGHIỆP ĐÌNH VŨ 2 1.1.VỊ TRÍ KHU CÔNG NGHIỆP VÀ GIAO THÔNG. 2 1.2.NHỮNG ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT VÀ THỦY VĂN. 3 1.3.NHỮNG ĐẶC ĐIỂM VỀ KHÍ HẬU. 4 1.4.CƠ CẤU TỔ CHỨC CỦA KHU CÔNG NGHIỆP. 5 1.5.THỐNG KÊ PHỤ TẢI CỦA KHU CÔNG NGHIỆP. 7 1.6. CÔNG ĐOẠN SẢN XUẤT CỦA CÁC PHÂN XƢỞNG TRONG KCN. 8 CHƢƠNG 2. 9 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN PHÂN XƢỞNG ACID PHOTPHORIC (PA) 9 2.1.KHÁI QUÁT CHUNG. 9 2.2.QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ. 9 2.2.1.Lựa chọn quy trình công nghệ. 9 2.2.2.Đặc tính quy trình công nghệ. 10 2.3.MÔ TẢ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ. 10 2.3.1.Bộ phận nạp liệu 10 2.3.2.Phản ứng và phân huỷ. 11 2.4. CÁCH BỐ TRÍ. 16 2.4.1.Bộ phận lọc phản ứng và tháp lọc khí. 16 2.4.2.Bộ phận cô đặc acid. 16 2.5.CÁC YÊU CẦU VỀ CUNG CẤP ĐIỆN CỦA KHU CÔNG NGHIỆP. 17 2.6.THỐNG KÊ PHỤ TẢI CỦA PHÂN XƢỞNG PA. 17 2.7.CÁC PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN (PTTT).19 2.7.1.Xác định PTTT theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích. 19 2.7.2.Xác định PTTT theo suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm. 19 2.7.3.Xác định PTTT theo công suất đặt và hệ số nhu cầu knc 20 2.7.4.Xác định PTTT theo hệ số cực đại kmax công suất trung bình Ptb 22 2.7.5.Phƣơng pháp xác định phụ tải trong tƣơng lai của nhà máy. 24 2.8.PHÂN NHÓM PHỤ TẢI CHO PHÂN XƢỞNG PA. 24 2.8.1.Xác định PTTT khu lọc 26 2.8.2.Xác định PTTT cho khu phản ứng. 27 2.8.3.Xác định PTTT cho khu cô đặc acid. 28 2.9.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƢỞNG PA 26 - 75 -
- CHƢƠNG 3. 33 LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN HẠ ÁP 33 CHO PHÂN XƢỞNG PA 33 3.1.KHÁI QUÁT CHUNG. 33 3.2.LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN. 34 3.2.1.Chọn máy biến áp phân xƣởng. 34 3.2.2.Các phƣơng pháp lựa chọn cáp trong mạng điện. 35 3.2.3.Tính chọn cáp cho phân xƣởng. 36 3.3.THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƢỞNG. 48 3.3.1.Thiết kế chiếu sáng cho khu lọc. 48 3.3.2.Thiết kế chiếu sáng cho khu phản ứng. 50 3.3.3.Thiết kế chiếu sáng cho khu cô đặc acid. 52 CHƢƠNG 4. 56 THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG BÙ COS 56 CHO PHÂN XƢỞNG PA 56 4.1.ĐẶT VẤN ĐỀ. 56 4.2.CÁC PHƢƠNG PHÁP NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT COSφ. 57 4.3.BỘ TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN. 57 4.3.1.Giới thiệu chung. 57 4.3.2. Các tham số đƣợc cài đặt. 58 4.3.3.Các chế độ hoạt động. 63 4.4.TÍNH CHỌN TỤ BÙ. 64 4.5.THIẾT KẾ MẠCH. 66 KẾT LUẬN 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO 74 - 76 -