›
›

Đồ án Tổng quan về hệ thống điện nhà máy xi măng Hải phòng-Đi sâu hệ thống lọc bụi

pdf 74 trang huongle 2020
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Tổng quan về hệ thống điện nhà máy xi măng Hải phòng-Đi sâu hệ thống lọc bụi", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfdo_an_tong_quan_ve_he_thong_dien_nha_may_xi_mang_hai_phong_d.pdf

Nội dung text: Đồ án Tổng quan về hệ thống điện nhà máy xi măng Hải phòng-Đi sâu hệ thống lọc bụi

  1. Lời nói đầu Trong tiến trình phát triển mạnh mẽ của nền khoa học công nghệ trong các lĩnh vực: Cơ, điện tử, công nghệ thông tin, điện tử viễn thông, công nghệ sinh học, tự động hoá việc liên kết giữa chúng tạo nên những thiết bị tự động, những dây chuyền sản xuất tự động, thay thế cho lao động chân tay của con ng- ời, với năng suất và sản lợng cao. Nhà máy xi măng là lĩnh vực rất cần thiết cho việc xây dựng và phất triển đất nớc. Nhà máy xi măng Hải Phòng là nhà máy có nhiều trang thiết bị hiện đại và đội ngũ kĩ s lành nghề. Mỗi năm nhà máy tiêu thụ đợc một sản lợng xi măng rất lớn đảm bảo việc làm và thu nhập cho ngời công nhân. Tuy nhiên sản xuất xi măng lại tạo ra số lợng bụi gây ảnh hởng đến sức khoẻ của ngời lao động và môi trờng. Để khác phục nhợc điểm đó nhà máy đã sử dụng hệ thống lọc bụi. Trong đó hệ thống lọc bụi tĩnh điện là hệ thống lọc bụi có thể mang lại hiệu quả cao. Dới sự h•ớng dẫn nhiệt tình của Thạc sĩ Đỗ Thị Hồng Lý và các bạn trong lớp em đã thực hiện đồ án: “Tổng quan về hệ thống điện nhà máy xi măng Hải Phòng. Đi sâu hệ thống lọc bụi.” Nội dung cuốn đồ án bao gồm: Chơng 1: Giới thiệu nhà máy xi măng Hải Phòng. Chơng 2: Hệ thống cung cấp điện của nhà máy xi măng Hải Phòng. Chơng 3: Giới thiệu mạng điều khiển nhà máy xi măng Hải Phòng. Chơng 4: Hệ thống lọc bụi nhà máy xi măng Hải Phòng. 1
  2. Ch•ơng 1 Giới thiệu nhà máy xi măng Hải Phòng 1.1. Giới thiệu Chung Công ty Xi Măng Hải Phòng là một trong những nhà máy thuộc Tổng công ty Xi măng Việt Nam đã tồn tại và phát triển trên 100 năm. Nhà máy Xi măng mới đ•ợc xây dựng lại và đ•a vào hoạt động năm 2005, đến nay đã hoạt động ổn định với năng suất thiết kế 1,2 triệu tấn cliker/năm. Nhà máy Xi măng Hải Phòng mới đ•ợc khởi công xây dựng vào năm 2003 và sản xuất mẻ cliker đầu tiên vào ngày 20/11/2005. Nhà máy nằm ở xã Tràng Kênh – thị trấn Minh Đức – huyện Thuỷ Nguyên – Hải Phòng (cách đ•ờng năm khoảng 17 km). Có một vị trí địa lý với một bên các núi đá xanh thuận lợi về mặt khai thác và vận chuyển nguyên liệu, một bên là sông Bạch Đằng tiện lợi cho giao thông, buôn bán. Sau 2 năm hoạt động Nhà máy đã đ•a nhãn hiệu xi măng con Rồng Xanh vào thị tr•ờng xây dựng trên toàn bộ lãnh thổ Việt Nam. Nhà máy xi măng Hải Phòng sản xuất theo ph•ơng pháp khô. Với hệ thống lò nung hiện đại công suất thiét kế 1,2 triệu tấn cliker/năm do hãng FLSmith của Đan Mạch thiết kế và cung cấp thiết bị chủ yếu. Dây chuyền sản xuất đồng bộ, cơ khí hoá và tự động hoá cao. Các thiết bị trong dây chuyền sản xuất đ•ợc điều khiển tự động từ trung tâm điều hành sản xuất chính và các trung tâm phụ thực hiện ở từng công đoạn. Toàn bộ thông số kỹ thuật của dây chuyền đ•ợc giám sát bởi trung tâm điều khiển (hơn 700 điểm đo) nhờ mạng cáp quang. Dây chuyền điều khiển giám sát loại này đ•ợc đánh giá vào loại hiện đại nhất trong các nhà máy xi măng Việt Nam hiện nay. 2
  3. 1.2 Công nghệ sản xuất xi măng Đ Đá sét, T Thạ á vôi quặng han ch cao P hụ gia Đ C N Đập búa ập án sơ ghiền Kho Kho Két đồng bộ đồng bộ than mịn Cân băng định C Nghiền liệu ấp liệu Silô đồng nhất Lò nung Silô clinker D Nghiền đứng ầu FO Nghiền bi Silô 2 lõi Nghiền X P X phụ gia i măng hụ i măng ống sấy gia Két đóng bao Tro P Máy đóng bao bay hụ gia Máng xuất xi măng Hình 1.1. Sơ đồ công nghệ sản xuất xi măng. 3
  4. Các nguyên liệu để sản xuất xi măng 1. Đá vôi 2. Đá sét 3. Quặng sắt 4. Silôco hoặc bỗit 5. Các phụ gia khác: thạch cao, 1.2.1. Công đoạn nguyên liệu a. Đá vôi Một trong những lợi thế của nhà máy là đá vôi đ•ợc khai thác trực tiếp từ những núi đá vôi theo ph•ơng pháp nổ mìn cắt tầng đ•ợc xúc và vận chuyển bằng ô tô tải đổ vào két. Qua hệ thống cấp liệu kiểu đá vôi đ•ợc đ•a vào máy đập búa 136HC100 sử dụng động cơ roto dây quấn 136HC100 M01 sử dụng biến trở dung dịch Na2C03 trong quá trình khởi động với các thông số chính:  Công suất: P = 1180 KW  Điện áp: U = 600 V  Dòng điện: I =151 A  Hệ số cos = 0,79  Khối l•ợng: M = 800kg Năng suất của máy đập búa đạt 750 tấn/h, cỡ hạt nhỏ hơn hoặc bằng 60 mm (th•ờng là 25 mm) và vận chuyển về kho chứa đồng nhất sơ bộ bằng hệ thống băng tải cao su. Trên các băng tải đều có các lọc bụi tay áo, thời gian giữ bụi đ•ợc cài đặt tại panel điều khiển ngay tại chân thiết bị. L•ợng bụi hồi về thông qua van xoay (RF) xuống băng tải. Ngoài ra, trên băng tải có hệ thống dây an toàn khi có sự cố xảy ra có thể sử dụng hệ thống ở bất cứ vị trí nào mà không cần chạy về thiết bị đóng cắt. Qua hệ thống băng cao su nguyên liệu đ•ợc đ•a về kho 151 tới cầu dải liệu di động (ST100) rải đá vôi thành hai đống với khối 4
  5. l•ợng mỗi đống 1100 tấn. Cầu sử dụng hệ thống cảm biến đo chiều cao và góc nghiêng để đánh dấu. Máy cào (RE) đ•a đá vôi vào hệ thống băng tải chuyền tới két chứa của cân băng định l•ợng. Trong kho 151 sử dụng PLC S7-300 để giảm và đ•a thông tin về phòng điều khiển. b. Đất sét. Đất sét đ•ợc khai thác tại mỏ sét núi đá Quảng Ninh sau đó đ•ợc vận chuyển về cảng nhập của nhà máy bằng xà lan, đ•ợc cầu đ•a lên két máy cán. Hệ thống cán trục hai cấp cho kích th•ớc của đất sét nhỏ hơn 60 mm2 . Khi cỡ hạt đạt quy định, đất sét đ•ợc vận chuyển về kho chứa qua hệ thống băng tải cao su, qua máy rải (Tripper) sét thành hai đống với khối l•ợng 2 3200 tấn. Qua băng cào mặt s•ờn đất sét đ•ợc cào vào băng tải vận chuyển đến két chứa của cân băng định l•ợng. c. Quặng sắt và silica. T•ơng tự nh• đất sét, các nguyên liệu silica, quặng sắt đ•ợc đ•a về nhà máy. Tại cảng nhập đất sét đ•ợc luân phiên bốc lên két chứa. Qua hệ thống cán sơ bộ hai cấp, qua hệ thống băng tải và máy rải di động tạo thành đống trong kho 152 cùng với đất sét. Khối l•ợng các đống silica 1 4200 tấn, quặng sắt 1 2400 tấn. Qua hệ thống băng cào mặt s•ờn vào băng tải cao su đ•a lên két chứa của cân băng định l•ợng. Vì vậy trong kho 152 sẽ gồm có các đống theo thứ tự sau:  Đống silica  Đống sét 1  Đống sét 2  Đống quặng 5
  6. Trong kho này có thể chạy theo 2 chế độ:  Chế độ tại chỗ: tức là vận hành luôn tại kho.  Chế độ từ trung tâm: tín hiệu từ phòng điều khiển qua các dăm Các loại liệu trên đ•ợc chuyển qua hệ thống băng tải về két chứa ở đáy mỗi két có gắn các loadcell để đo khối l•ợng, vận tốc của liệu đ•a về điều khiển có cấp liệu tiếp hay không. Kho sử dụng S7-300 để điều khiển tại chỗ. 1.2.2. Nghiền liệu. Từ các két chứa nguyên liệu đ•ợc tháo qua hệ thống cân băng định l•ợng với tỉ lệ đặt tr•ớc. Sau đó liệu đ•ợc trộn với nhau rồi đ•a vào máy nghiền ở băng chuyền trộn nguyên liệu có hệ thống camera quan sát đ•a về trung tâm. Tr•ớc khi đ•a vào máy nghiền có hệ thống băng tải chạy ngang qua băng để tách những vụn sắt (tách từ) và lọc bụi tay áo, hệ thống đối trọng để căng băng. Máy nghiền liệu Atox 45 là loại nghiền đứng 3 con lăn đ•ợc thiết kế cho việc sấy, nghiền liên hợp các nguyên liệu thô. Việc nghiền đ•ợc thực hiện do lực nén ép và trà sát của con lăn lên bàn nghiền. Ba con lăn đ•ợc ép bằng hệ thống thuỷ lực 341HY100 (dầu thủy lực). Những hạt vật liệu đã đ•ợc nghiền mịn sẽ phân tán vào dòng khí và đ•ợc hồi l•u trở lại máy nghiền để nghiền tiếp. Phần hạt mịn đ•a lên phân ly nhờ hệ thống quạt hút máy nghiền đ•a tới các cylon lắng. Sản phẩm thu hồi đ•ợc thu hồi ở đáy cylon qua hệ thốg máng khí động, nhờ hệ thống gầu đổ vào silo chứa bột liệu 361.S1010 để đồng nhất. Khí ra khỏi cylon đ•ợc tuần hoàn lại máy nghiền và một phần d• đ•ợc làm sạch trong lọc bụi tĩnh điện và thải ra ngoài môi tr•ờng. Tốc độ của roto có thể điều chỉnh đ•ợc để thu đ•ợc sản phẩm có độ mịn đạt yêu cầu. Khí thổi qua máy nghiền và vận chuyển nguyên liệu vào phân ly nhờ quạt hút của hệ thống máy nghiền đặt giữa lọc bụi tĩnh điện và hệ thống cylon lắng. Dòng khí đ•ợc điều chỉnh nhờ ống đo áp venturi đặt giữa cylon và quạt hút. Đây là hệ thống sấy nghiền liên hợp hơi nóng sấy đ•ợc lấy từ hệ thống làm mát clinker và lò đốt phụ. 6
  7. Động cơ nghiền liệu 6 kV là động cơ không đồng bộ roto dây quấn, sử dụng biến trở dung dịch Na2CO3 trong quá trình khởi động, có tụ bù 341MD150C01 nối trực tiếp để bù cos . Hệ thống này sử dụng S7-300 có thẻ l•u ch•ơng trình. 1.2.3. Công đoạn nghiền than. Than đ•ợc nhập về, qua cấp liệu rung và đ•ợc băng tải vận chuyển về kho đồng nhất sơ bộ. Tại đây nhờ máy rải đống kiểu Tripper than đ•ợc rải thành hai đống theo nguyên lý hình chữ V. Qua hệ thống máy cào, cào lên băng tải cao su vận chuyển vào két than thô đầu máy nghiền. Máy nghiền than Atox 27.5 là loại máy nghiền đứng 3 con lăn có dòng khí đi qua đ•ợc thiết kế cho việc nghiền sấy liên hợp than Anthracite thô. Tác nhân sấy lấy từ khí nóng của buồng đốt phụ hoặc lấy từ máy làm nguội clinker. Năng suất của máy nghiền đạt 25 tấn/h. Động cơ của máy nghiền là động cơ không đồng bộ roto dây quấn có thông số cơ bản sau: Công suất máy nghiền: P = 750 kW Điện áp định mức: U = 690 V Tốc độ: N = 990 vòng/phút Điều chỉnh tốc độ bằng biến tần. Than đ•ợc cấp vào máy nghiền qua vít tải đôi và đ•ợc rơi xuống tâm bàn nghiền. Than đ•ợc nghiền mịn do lực ép và lực chà xát giữa các con lăn và bàn nghiền. Bột than sau khi nghiền qua hệ thống phân ly lên đỉnh máy nghiền. Các hạt mịn ra khỏi phân ly đ•ợc tách khỏi dòng khí nhờ hệ thống cyclon lắng và lọc bụi tĩnh điện. Sản phẩm thu hồi đ•ợc hệ thống vít tải chuyển tới 2 két chứa than mịn cho lò và tháp sấy 5 tầng. Các hạt to không đạt yêu cầu quay trở lại bàn nghiền. Độ mịn của sản phẩm chủ yếu đ•ợc điều chỉnh bởi tốc độ roto phân ly. Thiết bị phân tích khí CO và hệ thống khí trơ đ•ợc lắp đặt kiểm tra và ngăn ngừa 7
  8. tình trạng bắt cháy của than trong két chứa và lọc bụi. Nhất là trong thời gian ngừng hoạt động. 1.2.4. Công đoạn nung luyện clinker. Các thiết bị chính trong công đoạn bao gồm: 1. Một tháp trao đổi nhiệt 5 tầng cyclon cao 114m (còn gọi là tháp sấy 5 tầng). 2. Lò nung Đ•ờng kính: d = 4,15 m Chiều dài: 1 = 64 m Số bệ đỡ: n = 3 bệ Độ nghiêng: = 40 Để quay lò ng•ời ta sử dụng 2 động cơ là: động cơ chính và động cơ phụ. Động cơ chính là đồng cơ một chiều loại WM5AL 4020 – 678N có thông số sau: Công suất: P = 450 kW Tốc độ: N = 678/942 vòng/phút Điện áp: U = 600 VDC Dòng điện I = 798 A Cấp bảo vệ IP: 55 Động cơ này đ•ợc điều khiển bằng Thyristor. Động cơ phụ là động cơ roto lồng sóc dùng khi lò quay chậm có thông số sau: Công suất: P = 22 kW Điện áp: U = 380 VAC Tốc độ: N = 1480 vòng/phút Hệ thống làm mát clinker bao gồm: 8
  9. Hệ thống làm mát bằng bơm n•ớc khi nhiệt độ cao nhờ các cảm biến đo nhiệt độ lò. Nó làm mát dàn ghi nhờ 1 động cơ và 4 van từ. Hệ thống van này mở hay đóng là do tín hiệu do cảm biến đo nhiệt độ ở trong hệ thống làm lạnh clinker đ•a về điều khiển. Hệ thống làm mát bằng quạt gió chạy liên tục với 6 quạt thổi với công suất là 55 kW, tốc độ 1480 vòng/phút. Máy đập clinker kiểu đập búa Công suất: P = 110 kW Điện áp: U = 380 V Tốc độ: N = 990 vòng/phút Quạt ID ( Quạt hút tạo áp suất âm cho lò) Công suất: P = 1600 kW Điện áp: U = 690 VAC Tốc độ: N = 990 vòng/phút Cos = 0,81 Quạt đ•ợc đặt dọc theo chiều dài lò. Hệ thống nhiên liệu của lò gồm có 2 đầu phun: Một đầu phun than trong quá trình đốt. Một đầu phun dầu dùng khi sấy lò. Ngoài ra động cơ lò đ•ợc điều khiển khởi động qua bộ điện trở dung dịch Na2CO3. Đo nhiệt độ vỏ lò bằng hệ thống Cemscanner từ xa để đánh giá nhanh nhiệt độ vỏ lò. Màn hình của hệ thống giám sát nhiệt độ vỏ lò đ•ợc đặt tại phòng vận hành trung tâm. Quá trình hoạt động 9
  10. Bột liệu từ silo đồng nhất CF qua hệ thống gầu, máng khí động, qua van cấp liệu quay đ•ợc cấp vào hệ thống sấy 5 tầng. Tại đây bột liệu đ•ợc đ•a lên nhiệt độ gần 10000C. Qua hệ thống lò nung bột liệu đ•ợc nung luyện tạo pha lòng có nhiệt độ 14500C ở zone nung. Clinker thu đ•ợc sau quá trình nung luyện đ•ợc đ•a vào hệ thống làm nguội 6 quạt thổi và hệ thống phun n•ớc làm mát đảm bảo nhiệt độ làm nguội ở 650C. Hệ thống dàn ghi vận chuyển, clinker tới silo có sức chứa 30.000 tấn bằng các băng tấm khi chúng đạt tiêu chuẩn còn nếu chúng 30 mm sẽ bị hệ thống băng xích gạt vào máy đập búa. Khí d• từ hệ thống làm nguội clinker đ•ợc tách bụi ở bằng hệ thống lọc tĩnh điện tr•ớc khi tận dụng để cấp cho hệ thống sấy máy nghiền than. Một phần tận dụng cấp nhiệt cho tháp trao đổi nhiệt 5 tầng. 1.2.5. Công đoạn nghiền xi măng Clinker sau quá trình đồng nhất sẽ đ•a vào hệ thống nghiền để tạo ra xi măng. Hệ thống nghiền xi măng bao gồm 2 máy nghiền: Máy nghiền đứng CKP (nghiền sơ bộ): dùng để nghiền thô clinker. Máy nghiền nằm (nghiền bi): dùng để nghiền tinh clinker với phụ gia. Động cơ máy nghiền đứng là động cơ roto dây quấn có thông số nh• sau: Công suất: P = 1400 kW Điện áp: U = 6 kW Tốc độ: n = 960 v/ph Động cơ đ•ợc khởi động qua biến trở dung dịch Na2CO3. Động cơ máy nghiền bi là động cơ roto dây quấn có thông số sau: Công suất: P = 6556 kW Điện áp: U = 6 kW Động cơ cũng đ•ợc khởi động qua biến trở dung dịch Na2CO3. Khi clinker đ•ợc nghiền trực tiếp qua máy nghiền bi thì năng suất của nó chỉ đạt 120  150 tấn/h. Còn nếu clinker đ•ợc nghiền qua nghiền đứng rồi mới đ•ợc đ•a vào nghiền bi thì năng suất đạt đ•ợc lên tới 200  250 tấn/h. Nguyên lý hoạt động: 10
  11. Clinker từ silo chứa đ•ợc tháo xuống qua hệ thống cân băng định l•ợng vào máy nghiền CKP. Sau khi đ•ợc nghiền sơ bộ clinker qua sàng rung đổ xuống băng tải cao su, rồi đ•a vào máy nghiền bi cùng với thạch cao và phụ gia. Tỉ lệ các thành phần clinker, thạch cao, phụ gia đ•ợc điều chỉnh sẵn để có đ•ợc loại xi măng theo yêu cầu. Xi măng sau máy nghiền đ•ợc đổ xuống máng khí động, qua hệ thống giàu đ•a vào hệ thống phân ly. Tại đây những hạt xi măng quá to sẽ đ•ợc hồi l•u trở lại máy nghiền. Những hạt nhỏ đ•ợc thu hồi bởi hệ thống lọc bụi. Những hạt đạt tiêu chuẩn đ•ợc các vít tải vận chuyển đến hệ thống gàu đổ vào silo chứa xi măng. Có 2 silo chứa : Silo nhỏ hay còn gọi là silo đơn để chứa xi măng PC30. Silo to còn gọi là silo 2 lõi: lõi trong là xi măng nguyên chất (PC60), lõi ngoài là xi măng PC40. Công nghệ lúc đầu là lõi trong là phụ gia đ•ợc nghiền mịn còn lõi ngoài là xi măng nguyên chất để có thể sản xuất bất cứ loại xi măng nào theo yêu cầu của nhà tiêu thụ. Chính vì vậy lúc đầu còn có giai đoạn nghiền phụ gia riêng nh•ng bây giờ đã đ•ợc bỏ đi. 1.2.6. Công đoạn nghiền phụ gia. Phụ gia từ két chứa qua hệ thống ống sấy đ•ợc sấy khô qua hệ thống băng phụ gia đ•ợc cấp vào máy nghiền. Sản phẩm ra khỏi máy nghiền qua hệ thống gầu bông nông đ•a sang phân ly. Sản phẩm mịn đ•ợc tách riêng đ•a vào silo phần hạt thô quay lại đầu máy nghiền nhờ hệ thống hồi l•u. Khi bụi sau máy nghiền và sấy đ•ợc xử lý trong hệ thống lọc bụi tĩnh điện. Động cơ máy nghiền có các thông số sau: Công suất: P = 1400 kW Điện áp định mức: U = 6,3 kW Khởi động bằng biến trở dung dịch Na2CO3 Động cơ phân ly có thông số: Công suất: P = 70 kW Điện áp sử dụng: U = 380 V 11
  12. Điều khiển tốc độ bằng biến tần. 1.2.7. Công đoạn đóng bao. Xi măng và phụ gia sau khi nghiền xong đạt độ mịn theo quy định đổ vào silo. Qua hệ thống van xi măng đ•ợc đổ vào máng khí động, gàu vận chuyển đổ vào sàn rung rồi đ•a vào két chứa của cân PFISTER. Từ két chứa xi măng đ•ợc tháo xuống bao qua các van mở. Các van mở này có gắn các cảm biến để nhận biết khối l•ợng bao đang đóng. Có 3 mức là: thấp, bình th•ờng, cao. Khi mà khối l•ợng bao ch•a đủ thì van vẫn đ•ợc mở để xi măng xuống tiếp đến khi đủ thì đóng van. Hệ thống đóng bao gồm 4 máy đóng bao loại quay 8 vòi theo thiết kế của hãng Ventomatic (trong đó có 2 máy tự động). Năng suất 1 máy 100 tấn/h. Bao sau khi đ•ợc đóng qua hrrj thống làm sạch bao bằng khí nén qua hệ thống băng tải cao su đ•a xuống các máng xuất ôtô và tàu (2 máng xuất ô tô, 2 máng xuất xuống tàu). Trên băng tải có gắn các sensor đếm sản phẩm. Khối l•ợng bao xi măng là 50  1 kg. Mỗi máy đóng bao có một hệ thống giám sát sử dụng S7-300 để đ•a thông tin về phòng điều khiển trung tâm. 12
  13. Ch•ơng 2 Hệ thống cung cấp điện của nhà máy xi măng hải phòng 2.1. L•ới điện nhà máy xi măng hải phòng Trạm biến áp 110 kV là trạm cung cấp điện cho nhà máy xi măng Hải Phòng với công suất 1,4 triệu tấn một năm. Trạm có nhiệm vụ chuyển đổi điện năng từ 110 kV xuống 6kV, cung cấp cho 8 trạm công đoạn của nhà máy. Trạm có 2 biến áp chính đặt ngoài trời với tổng dung l•ợng 40 MVA. Máy biến áp T1: S1 = 20 MVA Máy biến áp T2: S2 = 20 MVA Trong trạm có đặt các máy cắt: Phía 110 kV là các máy cắt khí SF6 (3 cái) Phía 6kV là các máy cắt chân không (20 cái) Hệ thống bảo vệ gồm các rơ le đ•ợc cài đặt ch•ơng trình làm việc và có khoá mềm bảo vệ, nguồn nuôi là 110 VDC: 7SJ6225 7SJ60 7UT612 7VK61 Các thiết bị này của hãng SIEMENS cung cấp. Sơ đồ trạm 110 kv/ 6kv nh• hình vẽ. Trạm điện 110 kv/ 6kvcủa nhà máy đ•ợc cung cấp từ hai lộ: + Từ Uông Bí qua trạm trung gian đến Tràng Bạch: 172A53 - 173E5.9. + Từ Uông Bí qua trạm trung gian đến An Lạc (Hải phòng): 172A53 - 172E2.2. Thông qua hai máy cắt 131 và 132, cấp điện cho hai máy biến áp chính T1 và T2. Trên hệ thống cao áp có các thiết bị đo l•ờng TU, T1, bảo vệ chống sét van. Do thiết kế nhà máy chỉ sử dụng 1 lộ còn lộ kia dự phòng nóng nên máy cắt liên lạc 112 luôn đóng. 13
  14. Điện áp 110vK qua hai máy biến áp T1 và T2 hạ xuống 6kV qua hai máy cắt 631 và 632 đóng lên hai thanh cái C61 và C62. Giữa hai thanh cái có một máy cắt liên lạc 612. Máy cắt này luôn mở. Nó chỉ đóng khi một máy biến áp gặp sự cố, hoặc sửa chữa. Từ thanh cái C61 và C62 các máy cắt nhanh chóng điện cung cấp cho 8 trạm công đoạn của nhà máy. 2.1.1. Thiết bị cao áp 110 kV. * Máy biến áp T1 và T2: là loại TSSN 7351 do Bồ Đào Nha sản xuất có thông số sau: Dung l•ợng: S = 20MVA Điện áp : U = 123 kV/6,3kV . Nhiệt độ dầu lớn nhất là 900C. Ph•ơng pháp đấu dây Y/ Phía cao áp đấu Y thì Uf giảm đi do đó giảm bớt chi phí và điều kiện cách điện. Phía hạ áp đấu thì If giảm đi lầm do đó dây quấn có thể nhỏ đi thuận tiện cho chế tạo. Vì MBA đ•ợc đấu theo ph•ơng pháp Y/ . Vậy nên phía hạ áp 6kV không có trung tính. Để các máy cắt làm việc khi có sự cố phải tạo trung tính cho mạng điện bằng cách đấu thêm máy biến áp ZicZắc. * Máy cắt cao áp: Là loại 3AP 1FG của SIEMEN sản xuất có các thông số: •Dòng điện định mức: Iđm= 2500 A • Tần số : f= 50 Hz • Điện áp định mức: Uđm= 123 Kv • Khả năng chịu dòng ngắn mạch : IN= 40 kA trong thời gian Tk= 3s • Dập hồ quang bằng khí SF6 • áp suất khí SF6 để dập hồ quang : PSF6= 6 bar * Chống sét van: loại 3EX5050 * Các Rơle bảo vệ: • Rơle bảo vệ quá dòng: Siprotec 7SJ60 14
  15. • Rơle bảo vệ so lệch điện áp : Siprotec 7UT612 • Rơle bảo vệ đồng bộ cho phép hòa 2 MBA với nhau : Siptotec 7VK61 Các rơle này đ•ợc cài đặt ch•ơng trình làm việc từ máy tính ngoài ra còn có các thiết bị hiển thị I, U, P, Q, cosƒ 2.1.2. Thiết bị phía hạ áp 6kV Phần hạ áp bao gồm 60 máy cắt 6kV loại chân không của Siemens, máy cắt hợp bộ, tủ hợp bộ, máy cắt, TI, TU, rơle bảo vệ, dao cách ly, dao cách điện. Tủ máy cắt : loại NXAIRM của Siemens. Điện áp vận hành : U = 6 kV Điện áp chịu xung sét : 60 kV Khả năng chịu dòng ngắn mạch : I = 31,5 kA trong thời gian 3s Tần số : f = 50 Hz Dòng điện định mức : 2500 , 1250 A, 630 A Rơle bảo vệ : 7SJ62 của Siemens * Máy cắt : loại 3 A7730-OAE40-OLK2ZK80 của Siemens • Điện áp định mức : Uđm = 15 kV • Dòng điện định mức: 2500A, 1250 A, 630 A • Điện áp chịu xung sét: 95 kV • Khả năng chịu dòng ngắn mạch : Inm = 31,5 kA trong 3s • Khả năng cắt lớn nhất : 80 kA * Máy biến áp ZicZắc : là loại ILVN 2050767 của ABB sản xuất năm 2005 • Dung l•ợng : S = 150 kVA • Điện áp : U = 6,3 kV • Dòng điện : Iđm = 13,7 A • Dòng không tải : Io = 300 A • Tần số : f = 50 Hz Trong dây chuyền sản xuất của công ty xi măng Hải Phòng lắp đặt máy phát diezen 819 GE 020 công suất 800 kVA 3Y 380V- 50 Hz để cung cấp cho các thiết bị quan trọng mất điện l•ới. Nguồn điện của máy phát để cung cấp cho 15
  16. lò phát sẽ tự khởi động để cung cấp điện cho các thiết bị duy trì hoạt động và sau khi có điện trở lại thì 20 phút sau sẽ ngừng hoạt động. 2.1.3. Sơ đồ nối dây phía 6 kV * Máy cắt tổng 631 lấy điện từ máy biến áp T1 cấp lên thanh cái C6, thanh cái C61 cấp điện cho các trạm phân phối thông qua các máy cắt • Máy cắt 675 cấp điện cho trạm 191 công đoạn đập và vận chuyển đá vôi • Máy cắt 677 cấp điện cho trạm 291 công đoạn nhập và vận chuyển phụ gia, đá sét, than. • Máy cắt 679 cấp điện cho trạm 691 công đoạn l•u trữ đóng bao và xuất xi măng • Máy cắt 681 cấp điện cho trạm 791 trạm xử lý n•ớc và khí • Máy cắt 683 cấp điện cho trạm 591 công đoạn nghiền xi măng ( 2 lộ đ•ờng dây) và phụ gia • Máy cắt 601 cấp cho tụ bù thanh cái • Máy cắt tổng 632 lấy điện từ máy biến áp T2 cấp lên thanh cái C62 * Máy cắt tổng 632 lấy điện từ máy biến áp T2 cấp lên thanh cái C62, thanh cái C62 cấp điện cho các trạm phân phối thông qua các máy cắt. • Máy cắt 676 cấp cho trạm 391 công đoạn nghiền liệu • Máy cắt 678 cấp cho trạm 391 công đoạn lò • Máy cắt 680 cấp cho trạm 491 công đoạn lò • Máy cắt 674 cấp cho trạm 891 dùng cho khu văn phòng • Máy cắt 602 cấp cho tụ bù thanh cái • Máy cắt 672 cấp điện cho trạm biến áp từ dùng của trạm 110 kV(dùng cho chiếu sáng và hệ thống điều khiển) * Hệ thống bù cos của các trạm đ•ợc bù tự động với thông số các bộ bù tại các trạm bù thanh cái 6kV • Trạm 191. Qb = 150 kVAr • Trạm 391. QB = 50kVAr • Trạm 491. Qb = 250 kVAr 16
  17. • Trạm 591. Qb = 950 kVAr 2.2. vận hành trạm 2.3.1.Tr•ờng hợp trạm làm việc với 1 lộ đ•ờng dây 172A53-173E5.9 (171E2.16) * Khi đóng điện cho MBA T1 cấp điện lên thanh cái C61 của dãy tủ 6 kV trình tự thao tác nh• sau: Kiểm tra toàn bộ các dao cách ly 171-7, 112-2, 131-1, 131-2, 131-3, 112-1, các máy biến áp T1, T2, các TI 171, 172, 131, 132, máy cắt 631, 632, 612 đã đảm bảo đủ điều kiện vận hành ch•a Kiểm tra xem bộ điều áp d•ới tải đã ở vị trí ban đầu ch•a Kiểm tra các dao tiếp địa 131-38, 631-38, 632-38, dao cách ly 172-7 và các máy cắt phụ tải 6 kV ở thanh cái C61, máy cắt 612 chắc chắn ở vị trí cắt ch•a * Đóng dao cách ly 172-7. * Kiểm tra lại máy cắt 631 *Đóng dao cách ly của máy cắt 631 * Đóng dao cách ly 131-1 * Đóng dao cách ly 131-3 * Đóng máy cắt 112 * Đóng máy cắt 131 * Đóng máy cắt 631 * Đ•a máy biến áp T1 vào vận hành Khi thao tác cắt điện máy biến áp T1, vận hành theo trình tự nh• sau: * Cắt hết phụ tải 6 kV từ thanh cái C61 * Cắt máy cắt 631, treo biển cấm đóng điện * Cắt máy cắt 131, cắt dao cách ly 131-1, 131-3 treo biển cấm đóng điện *Khi đóng điện cho MBA T2 cấp điện lên thanh cái C62 trình tự thao tác nh• sau: Kiểm tra toàn bộ dao cách ly 171-7, 131-1, 131-3, 112-1, 112-2, 132-2, 132-3, các máy cắt 131, 112, 132, máy biến áp T1, T2, các TI 171, 172, 131, 132, các máy cắt 631, 632, 612 17
  18. Kiểm tra các dao tiếp địa 112-14, 112-24, 132-38, 632-38, dao cách ly 172-7 và các phụ tải 6kV ở C62, máy cắt 612 chắc chắn ở vị trí cắt. Kiểm tra xem bộ điều áp d•ới tải đã ở bị trí ban đầu ch•a. Kiểm tra lại máy cắt 632. Đóng dao cách ly 112 - 1 Đóng dao cách ly 132 - 2 Đóng dao cách ly 132 - 3 Đóng máy cắt 112 Đóng máy cắt 132 Đóng máy cắt 632 đ•a MBA T2 vào vận hành Khi thao tác cắt điện máy biến áp T2 trình tự thao tác nh• sau: Cắt hết phụ tải 6kV trên thanh cái C62 Cắt máy cắt tủ đầu vào 632, treo biển cấm đóng điện Cắt máy cắt 132, cắt dao cách ly 132 - 1, 132-3, treo biển cấm đóng điện. 2.2.2. Tr•ờng hợp trạm làm việc với 1 bộ đ•ờng dây 171A53 - 171E2.2 (172E2.16). * Khi đóng điện cho MBA T1 cấp điện lên thanh cái C61 của 6 kV trình tự thao tác nh• sau: Kiểm tra toàn bộ các dao cách ly 172-7, 112-2, 112-1, 131-3, 131-1, 132- 2, 132-3, các máy biến áp T1, T2, các TI 171, 172, 131, 132, máy cắt 631, 632, 612 đã đảm bảo đủ điều kiện vận hành ch•a. Kiểm tra xem vị trí bộ điều áp d•ới tải đã ở vị trí ban đầu ch•a. Kiểm tra các dao tiếp địa 131 - 38, 631 - 38, 112 - 14, 112-24, 132-38, 632-38 và các máy cắt phụ tải 6 kV ở thanh cái C61, máy cắt 612 chắc chắn ở vị trí cắt ch•a. Đóng bao cách ly 172 - 7 Kiểm tra lại máy cắt 631 Đóng dao cách ly của máy cắt 631 sang vị trí đóng Đóng dao cách ly 112-2 18
  19. Đóng dao cách ly 112-1 Đóng dao cách ly 131-1 Đóng dao cách ly 131-3 Đóng máy cắt 112 Đóng máy cắt 131 Đóng máy cắt 631 * Khi cắt điện máy biến áp T1, quá vận hành theo trình tự nh• sau: Sa thải hết phụ tải 6 vK từ thanh cái C61. Cắt máy cắt 631, cắt dao cách ly treo biển cấm đóng điện. Cắt máy cắt 131, cắt dao cách ly 131-1, 131-3 treo biển cấm đóng điện. * Khi đóng điện cho MBA T2 cấp điện lên thanh cái C62 trình tự thao tác nh• sau: Kiểm tra toàn bộ dao cách ly 172-7, 132-1, 132-3, 112-1, 112-2, 131-1, 131-3, các máy cắt 131, 121, 132, máy biến áp T1, T2, các TI 171, 172, 131, 132, các máy cắt 631, 632, 612 xem đã đủ điều kiện vận hành ch•a. Kiểm tra các dao tiếp địa 112 - 14, 112 - 24, 131 - 38, 132 - 38, 631 - 38, 632- 38, dao cách ly 171 - 7 và các máy cắt phụ tải 6 kV ở C62, máy cắt 612 chắc chắn ở vị trí cắt. Kiểm tra xem bộ điều áp d•ới tải đã ở vị trí ban đầu ch•a. Đóng dao cách ly 172-7 Đóng dao cách ly máy cắt 632 sang vị trí đóng. Đóng dao cách ly 132-2. Đóng dao cách ly 132-3. Đóng máy cắt 132. Đóng máy cắt 632 đ•a MBA T1 vào vận hành 2.2.3. Tr•ờng hợp trạm làm việc với hai lộ đ•ờng dây độc lập 171E2.16 cung cấp cho MBA T1, 172E2.16 cung cấp cho MBA T2. *Khi đóng điện cho MBA T1 , cấp điện lên thanh cái C61 của 6 kV. Trình tự thao tác nh• sau: 19
  20. Kiểm tra toàn bộ dao cách ly D171 - 7, 131-1, 112-2, 112-1, các máy cắt 131, 112, TI 171, 131, máy biến áp T1 và T2, máy cắt 631, 612, xem đã đủ điều kiện vận hành ch•a. Kiểm tra toàn bộ xem nấc bộ điều áp d•ới tải đã ở vị trị ban đầu ch•a. Kiểm tra dao cách ly 112 - 14, dao tiếp địa 131 - 38, 612-38, máy cắt 631, 612 chắc chắn ở vị trí cắt. Đóng dao cách ly 171 - 7 Đóng dao cách ly máy cắt 631 sang vị trí đóng. Đóng dao cách ly 131-1 Đóng dao cách ly 131-3 Đóng máy cắt 131 Đóng máy cắt 631 đ•a máy biến áp T1 vào vận hành. *Khi cắt điện cho máy biến áp T1 theo trình tự: Cắt hết phụ tải 6 kV ở thanh cí C61. Cắt máy cắt tủ đầu vào 631 treo biển cấm đóng điện. Cắt máy cắt 131 và dao cách ly 131-1, 131-3 treo biển cấm đóng điện. * Khi đóng điện cho máy biến áp T2 cấp điện lên thanh cái C62 của dãy tủ 6 kV. Kiểm tra toàn bộ các dao cách ly 172-7, 132-2, 132-3, 112-2, 112-1, các máy cắt 132, 112, TI 172, 132, máy biến áp T2, máy cắt 632, 612 xem đã đủ điều kiện vận hành ch•a. Kiểm tra dao tiếp địa 112 - 24, 132-38, 632-38 và máy cắt 632, 612 chắc chắn ở vị trí cắt. Đóng dao cách ly 172-7. Đóng dao cách ly của máy cắt 632 sang vị trí đóng. Đóng dao cách ly 132-2 Đóng dao cáhc ly 132-3 Đóng máy cắt 132 Đóng máy cắt 632 đ•a máy biến áp T2 vào vận hành 20
  21. *Khi cắt điện máy biến áp T2 trình tự thao tác nh• sau: Cắt hết phụ tải 6 kV ở thanh cái C62. Cắt máy cắt tủ đầu vào 632 treo biển cấm đóng điện Cắt máy cắt 132, cắt dao cách ly 132-2, 132 -3 treo biển cấm đóng điện 21
  22. Ch•ơng 3 Giới thiệu mạng điều khiển nhà máy xi măng hải phòng 3.1. Cấu hình hệ thống điều khiển Hệ thống điều khiển dây chuyền sản xuất xi măng Hải Phòng là hệ điều khiển chuyên gia (ECS) với giải pháp client/server dựa trên nền Windows 2000. Hệ thống đ•ợc phân làm 3 cấp: 3.1.1 Cấp điều khiển giám sát Đây là cấp cao nhất có chức năng: 22
  23. + Cấu hình, lập trình và sửa đổi hệ thống đ•ợc thực hiện bởi trạm kỹ thuật, trạm lập trình thông minh Smart Station. + Giao diện ng•ời - máy (MMI, HMI) có chức năng hiển thị và hỗ trợ thao tác vận hành. Bao gồm 2 máy tính server và các máy tính Opstation, Puzz, Cemscan, QCXSever chúng đ•ợc kết nối với nhau d•ới dạng kiến trúc mạng hình sao với môi tr•ờng truyền dẫn là cấp đôi dây xoắn và cáp quang qua 2 Switch quang điện thông minh có khả năng định đ•ờng. Theo cấu trúc vật lý Ethernet của nhà máy tại một hạng mục ng•ời ta thiết lập thêm nhiều cơ chế mạng hình sao nhỏ và Lon Worknet khác giúp đảm bảo tính tin cậy và làm giảm sự nghẽn mạng trong truyền thông. Tại trung tâm vận hành có 5 trạm: + 3 trạm vận hành các công đoạn + 1 trạm điều khiển cho lò và máy nghiền + 1 trạm vận hành giám sát vỏ lf Cemscanner. Các trung tâm điều khiển tại chỗ có nhiệm vụ vận hành các công đoạn: + Đập, vận chuyển và đồng nhất sơ bộ đá vôi. + Đập, vận chuyển và đồng nhất sơ bộ đá sét, phụ gia điều chỉnh. + Đập, vận chuyển và đồng nhất phụ gia tổng hợp. + Silo xi măng. Ngoài ra cấp này còn thực hiện các chức năng quan trọng khác: + Thu nhập, l•u trữ và quản lý dữ liệu quá trình, dữ liệu vận hành. + Quản lý các sự kiện và báo động. + Điều khiển chuyên gia + Lập báo cáo tự động. Các trạm làm việc không nắm giữ liệu mà toàn bộ dữ liệu quá trình hầu nh• đ•ợc quản lý bởi 2 server hoạt động với tính năng dự phòng nóng, chúng luôn chạy đồng thời và thực hiện các tác vụ giống hệt nhau. Tất cả các thay đổi với sơ đồ hoặc cơ sở dữ liệu đều có thể thực hiện tuyến mà không cần bất cứ sự dừng hoặc dán đoạn của hệ thống, những thay đổi trên một số server sẽ đ•ợc tự động cập nhật trên server còn lại. Nếu vì lý do nào đó một server bị ngắt khỏi hệ thống thì khi khởi động trở lại nó có thể đồng bộ hoàn toàn với server còn lại. 23
  24. Trong quá trình điều khiển và vận hành, một mệnh lệnh sau khi đ•ợc ng•ời vận hành vào hệ thống sẽ đ•ợc máy xác nhận địa chỉ IP nơi gửi và nơi thực thi mệnh lệnh. Tín hiệu dựa trên cơ sở cấu trúc mạng hình sao (STAR) và ph•ơng pháp truy cập bus ngẫu nhiên CSMA?CD (Carrier Sense Multiple Access With collision Detection) thiết lập 1 leadline nhanh nhất, ngắn nhất bằng các cơ sở có sẵn về cấu trúc vật lý nh• tốc độ truyền, số bít truyền, số khung truyền, khoảng cách truyền. Từ điều hành trung tâm gói dữ liệu bao gồm những thông số đ•ợc máy chủ thiết lập tiêu chuẩn Ethernet đ•ợc gửi xuống phía d•ới thông qua hai giao thức TCP/IP của Microsoft và DLC của Siemens. Quá trình thực thi 1 lệnh trong điều khiển và tự động hoá của nhà máy cho ta thấy cấu trúc Ethernet tiêu biểu. Cấu trúc Ethernet là cấu trúc phân tán theo lớp với tốc độ cao, chính xác tuyệt đối, dễ dàng sửa đổi, nâng cấp, mở rộng. Mặc dù vậy nó cũng đòi hỏi khả năng vận hành và quản trị mạng l•ới chấp nhận đ•ợc. Hệ thống hoạt động 24/24 giờ nhờ chế độ sao l•u (backkup) dữ liệu. Hệ thống có khả năng sửa chữa, cài đặt, thêm bớt, bảo d•ỡng, vận hành tại phòng lập trình và phòng điều khiển trung tâm. 3.1.2. Cấp điều khiển quá trình Có chức năng điều khiển tự động, bảo vệ an toàn, ghi chép và cảnh giới. Cụ thể là: Điều khiển đóng mạch PID. Điều khiển trình tự khởi động Phát hiện lỗi vận hành. Xử lý báo động. Quét tín hiệu t•ơng tự, số. Truyền thông với các trạm vận hành ECS/Opstation Truyền thông với các PLC khác. Trong dây truyền nhà máy, thực hiện nhiệm vụ này là các bộ điều khiển PLC S7 - 400 của Siemens đ•ợc cài đặt tại các trạm điện. Mỗi PLC kiểm soát một quá trình công nghệ riêng. Có 12 bộ PLC t•ơng ứng với các công đoạn: 24
  25. Đập đá vôi (131CS001A01). Đập sét và phụ gia (132CA001A01). Nghiền liệu (341CS001A01). Silo CF (341 KF210A01). Lò nung (431CS001A01) Máy làm lạnh (441CS001A01) Nghiền than (461CS001A01) Nghiền phụ gia (531CS001A01) Nghiền xi măng (541CS001A01) Silo xi măng (621CS001A01) Đóng bao xi măng (641CS001A01) Trạm điện chính (811CS001A01). 3.1.3 Cấp hiện tr•ờng. Có chức năng đo l•ờng, truyền động, chuyển đổi tín hiệu hoặc điều khiển tại chỗ. Cấp này bao gồm: Các thiết bị đo, cảm biến: Sensor: Tín hiệu đầu ra biểu diễn gián tiếp đại l•ợng cần đo. Bộ biến đổi transducer: Biến đổi tín hiệu chuẩn (dòng, áp ) Bộ phát transmiter: biến đổi cho đầu ra 4-20 mA. Các cơ cấu chấp hành: động cơ, rơ le, máy bơm, van điều khiển (có thể bao gồm các phần điều khiển chỉnh và chuyển động). Các bộ điều khiển tại chỗ: biến tần, bộ điều chỉnh số, bộ điều khiển chuyên dụng 3.2. Kết nối và truyền thông giữa các cấp Cấp hiện tr•ờng kết nối với cấp điều khiển thông qua Bus tr•ờng chuẩn Profibus DP. Bus này đảm bảo đáp ứng thời gian thực trong các cuộc trao đổi thông tin (đặc tr•ng các cuộc trao đổi tin trong cấp tr•ờng là các bản tin th•ờng có chiều dài không lớn nh•ng truyền tải nhanh và chính xác. Kết nối giữa các PLC với nhau và giữa các PLC với cấp điều khiển giám sát thông qua mạng chuẩn Ethenet công nghiệp tốc độ cao (Fast Ethernet) sử 25
  26. dụng cáp quang tốc độ truyền tối đa 100 Mps. Mạng này có tính năng thời gian thực và tốc độ truyền cao vì l•ợng thông tin trao đổi nhiều hơn, thời l•ợng bản tin cũng lớn hơn so với cấp hiện tr•ờng. Giao tiếp giữa các client và server tại cấp điều khiển gián sát cũng thông qua Ethernet ở trên, sử dụng giao thức mạng TCP/IP. 3.3. Các thông số kỹ thuật Máy chủ ECS server và các máy trạm OpStation do hãng DELL sản xuất và chế tạo năm 2001, 2002. Cấu hình cơ bản CPU Pentium II, ổ cứng HDD 17GB (SCSI), SDRAM 128 MB chạy trên hệ điều hành WIN 2000 Profession. Các máy OpStation với màn hình vận hành là màn hình 21 inch. Riêng máy chủ có dung l•ợng bộ nhớ: 2 ổ cứng HDD 17GB (Chuẩn SCSI, với chế độ tự động sao l•u và khả năng dự phòng nóng), RAM 512 MB, 2 card mạng có khả năng dự phòng đ•ờng mạng, màn hình 17 inch, chạy hệ điều hành Win 2000 Server. Máy tính kỹ thuật ( Engineering) phục vụ cho việc lập trình và cấu hình toàn nhà máy gồm 2 máy: 1 máy tính sách tay Pentium III có cấu hình trung bình và 1 máy tính để bàn có cấu hình cao: Pentium IV 2,4 Ghz, DDRAM 256 MB, ổ cứng HDD 17 GB (SCSI), ổ CDRW giúp l•u dữ liệu d•ới dạng đĩa CD. Ch•ơng trình mô phỏng và vận hành LlantGuide, OpStation sử dụng phần mềm ECS_SDR 7.0 Sr3 là phần mềm riêng của hãng FLSmith. 3.3.1. Các yêu cầu kỹ thuật. Nhiệt độ môi tr•ờng: 20 500C. Độ ẩm cho phép 98%. Cấp bảo vệ IP55. Cấp cách điện F. Chống xâm nhập Virut và ch•ơng trình lạ. Bảo mật và an toàn dữ liệu online. Sao l•u (Backup), phục hồi (Restore) dữ liệu tự dộng và định kỳ. Điện áp tiêu chuẩn 220-230V. 26
  27. Tốc độ truyền đạt dữ liệu 10/100Mbps. 3.3.2. Giới thiệu thủ PLC S7-400 Là bộ điều khiển lập trình chính trong nhà máy bao gồm các module: Module nguồn cung cấp PS10A. Bộ xử lý CPU 416 - 2DP Module kết nối mạng Ethernet CP433-1 Module kết nối mạng cấp tr•ờng Profibus CP 443-5 Các Module đầu vào và các Module đầu ra (t•ơng sự, số) sử dụng chủ yếu là các module S7-300. PCL S7-400 đ•ợc đặt trong 11 tủ điều khiển trên các trạm phụ của nhà máy. Cáp nguồn cung cấp đ•ợc nối cố định. Các dây dự phòng trong cáp đều đ•ợc nối đất. Nguồn cung cấp cho các thiết bị trong tủ lấy từ UPS có điện áp định mức 220V tần số 50Hz. Với mỗi tủ bao gồm 1 bộ nguồn Sitop biến đổi 220 VAC sang 24 VDC phục vụ cho mạch điều khiển. Nguồn công suất Sitop 24 VAC - 10A của hãng siemens kiểu 6EP 1334 - 2AA00. Tất cả các module đ•ợc gắn trong các rãnh vị trí lắp đặt theo thứ tự sau: cạnh trái là module vào ra (DI, DO). 1 2 3 4 5 6 Hình 3.2: Rãnh lắp đặt module. Trong mạng Profibus nối tới S7-400 thì có một số quy định sau để phần mềm ECS có thể quản lý đ•ợc các mạng: DP1 của CPU dùng để nối tới các ET200. DP2 của CPU dùng để nối mạng Profibus tới các PLC S7-300. CP443-5 (1) dùng để nối mạng Profibus tới các Suprtec, biến tần, cân 27
  28. CP 443-5 (2,3) sử dụng kết nối tới các bộ Simocode. Bộ xử lý CPU 416- 2Dp của hãng Siemens. Dung l•ợng bộ nhớ: 1756L1 : 64Kb 1756L1M1 : 512Kb 1756L1M2 : 1Kb 1756L1M2 : 1Kb Các bộ nhớ này đều có thể thay đổi đ•ợc. Có thể nối kết tới 4096 điểm vào ra. Module truyền thông. CP443-1 Truyền thông mạng Ethernet. CP443-5 Truyền thông mạng profibus. Module vào ra: là module giao diện chuyển đổi tín hiệu t•ơng tự sang số đầu vào số sang t•ơng tự ở đầu ra Module đầu vào chuyển đổi tín hiệu t•ơng tự nh• V, mV, mA sang tín hiệu số. Module đầu ra chuyển giá trị ra số sang tín hiệu t•ơng tự từ 4mA tới 20mA. 3.3.3. Giới thiệu tủ PLC S7-300. PLC S7-300 là bộ PLC loại nhỏ đ•ợc lắp đặt ở những vị trí nơi có số l•ợng I/O ít và những khu vực phụ trở nh• hệ thống phân tích khí, hệ thống cầu rào, cầu rải đá vôi, đá sét , hệ thống bôi trơn thuỷ lực cho các thiết bị Các bộ PCL S7-300 đ•ợc lắp đặt để điều khiển cục bộ các thiết bị do đó một bộ PLC S7 -300 chỉ bao gồm: Bộ nguồn: PS. Bộ xử lý CPU 315 2DP. Các I/O module giao diện vận hành cho lập trình giám sát. PLC yêu cầu kỹ thuật điều khiển đơn giản, có đặc tính mềm dẻo và thuận lợi hơn bộ điều khiển lập trình khác. Bộ xử lý CPU 315 2DP. Dung l•ợng bộ nhớ ch•ơng trình 16Kb, 32Kb hoặc 64Kb. Tốc độ truyền thông cao 1,5 Kb/ms. Có thể kết nối tới 4096 điểm vào ra. 28
  29. Lập trình trực tuyến, truyền thông với giao diện vận hành qua cổng RS485 có khoá chuyển đổi kênh. Ch•ơng 4: Hệ thống lọc bụi nhà máy xi măng Hải phòng 4.1. Đặt vấn đề Nền kinh tế ngày càng phát triển không ngừng dần đáp ứng đ•ợc nhu cầu của con ng•ời về vật chất và văn hoá, nh•ng mặt trái của nó là kéo theo tình 29
  30. trạng ô nhiễm môi tr•ờng ngày càng trầm trọng. N•ớc ta tại những vùng tập trung công nghiệp tình trạng khói bụi, khí độc hại thải ra môi tr•ờng gây ô nhiễm rất đáng lo ngại. Do đó việc trang bị hệ thống xử lý bụi cho các nhà máy, xí nghiệp là thực sự cần thiết có vai trò quan trọng trong việc đảm bảo sức khoẻ của công nhân, nhân dân và đặc biệt là sự phát triển bền vững của doanh nghiệp. Trong quá trình sản xuất xi măng có nhiều công đoạn gây ô nhiễm do buị nh• công đoạn đập liệu, công đoạn nghiền, công đoạn đóng bao chính vì vậy việc cần thiết là phải có hệ thống lọc bụi 4.2. Nguyên lý lọc bụi tĩnh điện 4.2.1. Giới thiệu chung. Lọc bụi tĩnh điện (gọi tắt là ESP) là giải pháp hiệu quả và là sự lựa chọn hàng đầu trong các hệ thống xử lý bụi, khí thải của các nhà máy công nghiệp. Ưu điểm của hệ thống lọc bụi tĩnh điện là hoạt động với hiệu suất rất cao (có thể đạt tới 99,5%), trong khi chi phí cho vận hành và bảo d•ỡng thấp. Khí thải, bụi bẩn đ•ợc đ•a qua khu vực có lực điện tr•ờng lớn và bị ion hoá. Đa số các hạt bụi bị hút về phía cực lắng (điện thế d•ơng). Khí sạch sẽ theo ống khói ra môi tr•ờng bên ngoài. Một hệ thống búa gõ và tống t•ới đ•ợc cung cấp để đ•a bụi, xỉ về nơi xử lý. 4.2.2. Lý thuyết lọc bụi tĩnh điện ở điều kiện bình th•ờng, các loại khí gas chỉ có rất ít các điện tử tự do. Vì thế chúng là môi tr•ờng cách điện rất tốt. Tuy nhiên, khi ta đặt một điện thế lên 2 cực (1 cực dạng sợi dây mảnh, 1 cực dạng tấm phẳng hoặc ống), đặc tính cách điện môi tr•ờng giữa 2 bản cực sẽ bị thay đổi. 30
  31. Hình 4.2: Thí nghiệm tác dụng của lực từ tr•ờng đối với khí gas. D•ới tác dụng của lực điện tử, các phân tử khí bị phá vỡ, tạo ra các điệu tử tự do và các ion d•ơng. Các điện tử vừa đ•ợc giải phóng mang năng l•ợng và có vận tốc lớn sẽ va chạm với các phân tử khác tạo ra nhiều cặp electron và ion d•ơng. Quá trình đó còn gọi là sự hình thành vầng quang (corona formation) và làm biến đổi trạng thái cách điện của môi tr•ờng thành trạng thái dẫn điện. Có 2 loại corona là corona âm và corona d•ơng Với Corona âm, quá trình tạo ra các electron xảy ra bên trong đ•ờng cong của hình 4.3. Điện áp âm đ•ợc nối với cực phóng, cực lắng nối đất. Để dễ quan sát, vùng corona đ•ợc vẽ phóng đại. Trong thực tế, vùng corona rất nhỏ, chỉ tồn tại xung quanh cực phóng. Một l•ợng lớn các electron di chuyển về phía cực d•ơng, phía bên ngoài vùng corona. Lực điện tr•ờng tác dụng lên các electron không còn đủ mạnh để tạo các electron, ion d•ơng do khi va chạm, mà chỉ đủ để kết hợp với các phân tử khác (hạt bụi) tạo ra các ion âm, các hạt mang điện tích âm và bị hút về phía cực lắng. Trong khi đó, các ion d•ơng di chuyển về phía cực phóng. Để duy trì corona, điều kiện bắt buộc là phải tạo ra đ•ợc các electron tự do. 31
  32. Với corona d•ơng, điện áp d•ơng đ•ợc đặt vào cực phóng. Hiện t•ợng xảy ra gần giống với Corona âm. Tuy nhiên, các electron đ•ợc giải phóng lại di chuyển về phía cực phóng. Do đó nó không tạo ra nhiều electron khác bằng cách va đập, không tạo ra đ•ợc các ion âm. Khi quan sát ta có thể phân biệt đ•ợc corona âm và corona d•ơng. Với corona d•ơng, vầng sáng xung quanh cực phóng đều và ổn định. Ng•ợc lại, với corona âm, vầng sáng xuất hiện chập chờn kèm theo tiếng rít. Trong thực tế, corona đ•ợc sử dụng do 2 nguyên nhân sau: Đa số các khí sinh ra trong công nghiệp là SO2 , CO2 , H2O có khả năng kết hợp các electron tự do để trở thành ion âm Tia lửa điện phát ra trong corona âm lớn hơn corona d•ơng, do đó có khả năng tạo ra nhiều electron tự do hơn. Điện áp 1 chiều đ•ợc sử dụng vì tính ổn định của nó trong quá trình tích điện của các hạt 32
  33. Hình 4.4 thể hiện quan hệ dòng áp trong tr•ờng lọc bụi. Trong công nghệ lọc, phần đường cong parabolic “bc” rất được quan tâm. Đường cong này chính là quan hệ dòng và áp sau khi xảy ra corona tại giá trị điện áp Vo. Khi điện áp tăng đến giá trị Vb, sẽ xuất hiện hồ quang giữa 2 bản cực. Giá trị dòng điện thấp hơn “b” , hiệu quả lọc bụi thấp nhưng lớn hơn “c” sẽ tạo ra hồ quang gây h• hỏng các tấm cực. Một hiệu ứng đặc biệt có thể xảy ra bên trong tr•ờng lọc bụi là hiệu ứng vầng quang ng•ợc (back corona). Nh• chúng ta đã phân tích ở trên, dòng điện bên trong tr•ờng lọc bụi phải có chiều đi từ cực phóng sang cực lắng. Vì thế nó sẽ tạo ra c•ờng độ điện tr•ờng giữa lớp bụi bám và tấm cực lắng. Theo định luật Ôm, c•ờng độ điện tr•ờng đ•ợc xác định bằng công thức sau: E = i Với = điện trở công suất của bụi I = c•ờng độ dòng điện 33
  34. Lực điện từ này cùng cới các lực từ khác đã nói ở trên giữ cho lớp bụi đó bám vào cực lắng. Và khi búa gõ hoạt động làm cho các tảng bụi bám rời ra với mức độ phụ thuộc vào c•ờng độ điện tr•ờng lớn hay nhỏ. Nếu “E” quá lớn, sẽ cản trở việc lấy bụi, còn nếu “E” quá nhỏ bụi sẽ không tạo thành tảng và có thể bị phát tán khi búa gõ hoạt động. Nếu “E” lớn, hiện tượng corona lại xảy ra đối với lớp bụi bám và cực lắng . Nh• vậy các ion âm di chuyển nhanh hơn về phía cực lắng trong khi các ion d•ơng bị đẩy trở lại. Các ion d•ơng và chậm với các hạt mang điện tích âm làm chúng trung hoà về điện cũng nh• giảm số hạt di chuyển về cực lắng. Hiện t•ợng này làm giảm hiệu suất lọc bụi. Có thể xác định hiện t•ợng back corona có xảy ra hay không bằng cách vẽ đồ thị UI. Nếu không xảy ra back corona, ta sẽ quan sát đ•ợc đ•ờng A, và nhận đ•ợc đ•ờng B hoặc C khi có back corona (hình 4.6) 34
  35. 4.3. một số hệ thống lọc bụi điển hình khác Thiết bị lọc bụi có nhiều loại, tuỳ thuộc vào nguyên lý tách bụi, hình thức bên ngoài, chất liệu hút bụi vv mà ng•ời ta chia ra các loại thiết bị lọc bụi nh• sau: Buồng lắng bụi dạng hộp Thiết bị lọc bụi kiểu xiclon Thiết bị lọc bụi kiểu quán tính Thiết bị lọc bụi kiểu túi vải Thiết bị lọc bụi kiểu l•ới lọc Thiết bị lọc bụi kiểu thùng quay Thiết bị lọc bụi kiểu sủi bọt Thiết bị lọc bụi bằng lớp vật liệu rỗng 4.3.1. Các thông số đặc tr•ng của thiết bị lọc bụi. Các thông số đặc tr•ng cho một thiết bị lọc bụi bao gồm: Hiệu quả lọc bụi, Phụ tải không khí và trở lực của thiết bị lọc bụi. Hiệu quả lọc bụi b : Là tỷ lệ phần trăm l•ợng bụi đ•ợc xử lý so với l•ợng bụi có trong không khí ban đầu. 35
  36. L - L•u l•ợng l•u thông không khí {m3/h} F- Diện tích bề mặc lọc bụi {m2} Trở lực thuỷ lực: Một trong những chỉ tiêu quan trọng của thiết bị lọc bụi là trở lực cục bộ do bộ lọc gây ra đối với dòng không khí khi đi qua nó. Trở lực của bộ lọc đ•ợc tính theo công thức. {N/m2} - Tốc độ không khí qua bộ lọc {m/s} 4.3.2. Một số thiết bị lọc bụi. 4.3.2.1. Buồng lắng bụi. Buồng lắng bụi có cấu tạo dạng hộp, không khí vào một đầu và ra đầu kia. Nguyên tắc tách bụi của luồng lắng bụi chủ yếu dựa trên: Giảm tốc độ hỗn hợp không khí và bụi một cách đột ngột khi vào buồng, các hạt bụi mất động năng và rơi xuống d•ới tác dụng của trọng lực. Dùng các vách chắn hoặc vách ngăn đặt trên đ•ờng chuyển động của không khí, khi dòng không khí va đập vào các tấm chắn đó các hạt bụi bị mất động năng và rơi xuống đáy buồng. D•ới đây trình bày cấu tạo một số kiểu buồng lắng bụi 36
  37. * Buồng lắng bụi loại đơn giản: Buồng đơn giản có cấu tạo hình hộp, rỗng ở bên trong, nguyên lý làm việc dựa trên nguyên lý giảm tốc độ đột ngột của dòng không khí đi vào buồng. Buồng có nh•ợc điểm là hiệu quả lọc bụi không cao, chỉ đạt 50 60% và phụ tải không lớn do không thể chế tạo buồng có kích th•ớc quá rộng, tốc độ vào ra buồng đòi hỏi không quá cao. Thực tế ít sử dụng buồng lọc kiểu này. *Buồng lắng bụi nhiều ngăn hoặc một ngăn có tấm chắn khắc phục đ•ợc nh•ợc điểm của buồng lắng bụi loại đơn giản nên hiệu quả cao hơn. Trong các buồng lắng bụi này không khí chuyển động dích dắc hoặc xoáy tròn nên khi và đập vào các tấm chắn và vách ngăn các hạt bụi sẽ mất động năng và rơi xuống. Hiệu quả có thể đạt 85 90%. a) Buồng lắng bụi nhiều ngăn b) Buồng lắng bụi có tấm chắn 37
  38. Hình 4.8: Các loại buồng lắng bụi 4.3.2.2. Bộ lọc bụi kiểu xiclon. Bộ lọc bụi kiểu xiclon là thiết bị lọc bụi đ•ợc sử dụng t•ơng đối phổ biến. Nguyên lý làm việc của thiết bị lọc bụi kiểu xiclon là lợi dụng lực ly tâm khi dòng không khí chuyển động để tách bụi ra khỏi không khí. Nguyên lý làm việc của thiết bị lọc bụi xiclon nh• sau: Không khí có bụi lẫn bị đi qua ống 1 theo ph•ơng tiếp tuyến với ống trụ 2 và chuyển động xoáy tròn đi xuống d•ới phía d•ới, khi gặp phễu 3 dòng không khí bị đẩy ng•ợc lên chuyển động xoáy trong ông 4 và thoát ra ngoài. Trong quá trình chuyển động xoáy ốc lên và xuống trong các ống, các hạt bụi d•ới tác dụng của lực li tâm va vào thành, mất quán tính và rơi xuống d•ới. ở đáy xiclon ng•ời ta có lắp thêm van xả để xả bụi vào thùng chứa. Van xả 5 là van xả kép 2 cửa 5a và 5b không mở đồng thời nhằm đảm bảo luôn cách ly bên trong xiclon với thùng chứa bụi, không cho không khí lọt ra ngoài. 4.3.2.3. Bộ lọc bụi kiểu quán tính. Nguyên lý hoạt động của thiết bị lọc bụi kiểu quán tính là dựa vào lực quán tính của hạt bụi khi thay đổi chiều chuyển động đột ngột. Qua một thời gian lọc, l•ợng bụi bám lại bên trong nhiều, khi đó hiệu quả lọc bụi cao đạt 90 95% nh•ng trở lực khi đó lớn p = 600 800% Pa, nên sau một thời gian làm việc phải định kỳ rũ bụi bằng tay hoặc khí nén để tránh nghẽn dòng gió đi qua thiết bị. Đối với dòng khí ẩm cần sấy khô tr•ớc khi lọc 38
  39. bụi tránh hiện t•ợng bết dính trên bề mặt vải lọc làm tăng trở lực và năng suất lọc. Thiết bị lọc bụi kiểu túi và có năng suất lọc khoảng 150 180 m3/h trên 1 m2 diện tích bề mặt vải lọc. Khi nồng độ bụi khoảng 30 80%. Mg/m3 thì hiệu quả lọc bụi khá cao đạt từ 96 99%. Nếu nồng độ bụi trong không khí cao trên 5000 mg/m3 thì cần sơ bộ bằng thiết bị lọc khác tr•ớc khi đ•a sang bộ lọc túi vải. Bộ lọc kiểu túi vải có nhiều kiểu dạng khác nhau, d•ới đây trình bày kiểu túi vải th•ờng đ•ợc sử dụng. Trên hình 3-5 là cấu tạo của thiết bị lọc bụi kiểu túi vải đơn giản. Hỗn hợp không khí và bụi đi vào cửa 1 và chuyển động xoáy đi xuống các túi vải 2, không khí lọt qua túi vải và đi ra cửa thoát gió 5. Bụi đ•ợc các túi vải ngăn lại và rơi xuống phễu 3 và định kỳ xả nhờ van 4. Để rũ bụi ng•ời ta th•ờng sử dụng các cánh gạt bụi hoặc khí nén chuyển động ng•ợc chiều khi lọc bụi, các lớp bụi bám trên vải sẽ rời khỏi bề mặt bên trong túi vải. Trên hình 4.10 trình bày cấu tạo của thiết bị lọc bụi kiểu quán tính. Cấu tạo gồm nhiều khoang ống hình chóp cụt có đ•ờng kính giảm dần, xếp chồng lên nhau tạo ra các góc hợp với ph•ơng thẳng đứng khoảng 600 và khoảng cách giữa các khoang ống khoảng từ 5 6mm. 39
  40. Không khí có bụi đ•ợc đ•a qua miệng 1 vào phễu thứ nhất, các hạt bụi có quán tính lớn đi thẳng, không khí một phần đi qua khe hở giữa các chóp và thoát ra ống 3. Các hạt bụi đ•ợc dồn vào cuối thiết bị. Thiết bị lọc bụi kiểu quán tính có cấu tạo và nguyên lý hoạt động t•ơng đối đơn giản nh•ng nh•ợc điểm là hiệu quả lọc bụi thấp, để tăng hiệu quả lọc bụi ng•ời ta th•ờng kết hợp các kiểu lọc bụi với nhau, đặc biệt với kiểu lọc bụi xiclon, hiệu quả có thể đạt 80 98%. Phần không khí có nhiều bụi ở cuối thiết bị đ•ợc đ•a vào xiclon để lọc tiếp. 4.3.2.4. Bộ lọc bụi kiểu túi vải. Thiết bị lọc bụi kiểu túi vải đ•ợc sử dụng rất phổ biến cho các loại bụi mịn, khô khó tách khỏi không khí nhờ lực quán tính và ly tâm. Để lọc ng•ời ta cho luồng không khí có nhiễm bụi đi qua các túi vải mịn, túi vải sẽ ngăn các hạt bụi lại và để không khí đi thoát qua. 4.3.2.5. Bộ lọc bụi kiểu l•ới. Bộ lọc bụi kiểu l•ới đ•ợc chế tạo từ nhiều loại vật liệu khác nhau nhằm làm cho dòng không khí đi qua chuyển động dích dắc nhằm loại bỏ các hạt bụi lẫn trong không khí. Loại phổ biến nhất gồm nột khung làm bằng thép, hai mạt có l•ới thép và ở giữa là lớp vật liệu ngăn bụi. Lớp vật liệu này có thể là các mẫu kim loại, sứ, sợi thuỷ tinh, sợi nhựa, v v 40
  41. Kích th•ớc của vật liệu đệm càng bé thì khe hở giữa chúng càng nhỏ và khả năng lọc bụi càng cao. Tuy nhiên đối với các loại lọc bụi kiểu này khi hiệu quả lọc bụi tăng đều kèm theo tăng trở lực. Trên hình 4.12 là tấm l•ới lọc với vật liệu đệm là lõi kim loại hoặc sứ. Kích th•ớc thông th•ờng của tấm lọc là 500 x 500 x (75  80) mm, khâu kim loại có kích th•ớc 13 x 13 x 1 mm. L•ới lọc có trở lực khá bé 30  40 Pa. Hiệu quả lọc bụi có thể đạt 99%, năng suất lọc đạt 4000  5000m3/h cho 1 m2 diện tích bề mặt l•ới lọc. Loại lọc bụi kiểu l•ới này rất thích hợp cho các loại bụi là sợi bông, sợi vải vv Hàm l•ợng bụi sau bộ lọc đạt 6  20 mg/m3 Tuỳ theo l•u l•ợng không khí cần lọc các tấm đ•ợc ghép với nhau trên khung phẳng hoặc ghép nhiều tầng để tăng hiệu quả lọc (hình 4.13) Trong một số tr•ờng hợp vật liệu đệm đ•ợc tẩm dầu để nâng cao hiệu quả lọc bụi. Tuy nhiên dầu sử dụng cần l•u ý đảm bảo không mùi, lâu khô và khó ô xi hoá. Sau một thời gian làm việc hiệu quả khử mùi kém nên định kỳ vệ sinh bộ lọc. 41
  42. 4.3.2.6. Bộ lọc kiểu thùng quay. Bộ lọc bụi thùng quay th•ờng đ•ợc sử dụng trong các nhà máy dệt để lọc bụi bông trong không khí. Trên hình 4.14 trình bày cấu tạo bộ lọc kiểu thùng quay. Cấu tạo gồm một khung hình trống có quấn l•ới thép quay quanh trục với tốc độ 1 2 vòng phút. Tốc độ quay của bộ lọc khá thấp nhờ hộp giảm tốc và có thể điều chỉnh tuỳ thuộc vào l•ợng bụi thực tế. Khi quay càng chậm, l•ợng bụi bám trên bề mặt tang trống càng nhiều, hiệu quả lọc bụi cao nh•ng trở lực của thiết bị lớn. Nguyên lý làm việc của thiết bị nh• sau: Không khí đ•ợc đ•a vào từ phía d•ới và xả lên bề mặt ngoài của trống. Không khí đi vào bên trong tang trống, 42
  43. bụi đ•ợc giữ lại trên bề mặt trống và không khí sạch đi ra hai đầu theo các khe hở 4. Để tách bụi trên bề mặt trống, ng•ời ta sử dụng cơ cấu tách bụi 5, cơ cấu có tác dụng bóc lớp bụi ra khỏi bề mặt và rơi xuống ống 6 về túi gom bụi 7. Ngoài ra ng•ời ta có thể sử dụng hệ thống ống hút bụi có miệng hút tỳ lên bề mặt tang trống và hút sạch bụi đ•a ra ngoài. Trong tr•ờng hợp trong không khí ở đầu ra vẫn còn nhiều bụi mịn thì có thể kết hợp với bộ lọc bụi kiểu túi vải đặt phía sau để lọc tinh. Không khí ra khỏi thiết bị có hàm l•ợng bụi thấp cỡ 0,5 mg/m3, nh•ng trở lực khá lớn, có thể lên đến 1000 Pa, phụ tải có thể tới 7000  8000 m3/h cho mỗi bộ lọc. 4.3.2.7. Bộ lọc bụi kiểu sủi bọt. Thiết bị lọc bụi kiểu sủi bọt nhằm tạo màng n•ớc, không khí có lẫn bụi đi qua, các hạt bụi bị •ớt và đ•ợc màng n•ớc giữ lại và đ•a ra ngoài. Trên hình 4.15 là cấu tạo của bộ lọc kiểu sủi bọt. Không khí đ•ợc đ•a vào thiết bị qua ống 1, sau đó nó đ•ợc thoát lên trên qua tấm thép đục lỗ 5 làm cho lớp n•ớc chảy phía trên sủi bọt. Màng bọt 3 tạo ra sẽ giữ bụi lại. N•ớc sạch đ•ợc đ•a vào từ ống cấp n•ớc 2 và mang bụi thoát ra ngoài theo ống xả 4. Lớp bọt càng dày thị hiệu quả lọc bụi càng lớn, nh•ng tăng trở lực dòng không khí ra khỏi lớp bọt khoảng 2 2,5 m/s là tối •u. Nếu tốc độ quá lớn sẽ làm tăng trở lực và có thể cuốn theo cả n•ớc lẫn bụi theo dòng không khí đi ra. L•u l•ợng n•ớc cấp khoảng 0,2 0,3 lít cho 1m3 không khí. 43
  44. a) Bộ lọc bụi sủi bọt một tầng b) Bộ lọc bụi nhiều tầng sủi bọt Nh•ợc điểm của bộ lọc sủi bọt là tiêu tốn n•ớc khá nhiều. Để khắc phục nh•ợc điểm này ng•ời ta chế tạo thiết bị lục nhiều tầng, n•ớc tầng trên đ•ợc đ•a xuống tầng d•ới. Trong thiết bị này tầng thứ nhất tấm thép đ•ợc đục lỗ d = 6mm và b•ớc s = 12mm, tầng d•ới đục lỗ d = 8mm, b•ớc s = 16 mm. Thiết bị lọc bụi nhiều tầng bọt nh• vậy hiệu quả lọc bụi khá cao, đạt 99,7%, nồng độ bụi trong không khí còn lại khá thấp, d•ới 12mg/m3 . 4 3.2.8. Bộ lọc bụi làm bằng vật liệu rỗng. Có nhiều kiểu thiết bị lọc bụi làm bằng vật liệu rỗng, nh•ng hiệu quả hơn hẳn là thiết bị kết hợp t•ới n•ớc. Trên hình 4.16 là cấu tạo của thiết bị dạng này. Có 02 lớp vật liệu rỗng bằng nhựa. Không khí đi từ d•ới lên, n•ớc đ•ợc phun từ trên xuống. Các vòi phun n•ớc đặt ngay phía bên d•ới lớp vật liệu rỗng phía trên. Lớp vật liệu d•ới có tác dụng lọc bụi, lớp vật liệu trên ngoài tác dụng lọc bụi, còn có nhiệm vụ quan trọng là ngăn cản các giọt n•ớc bị cuốn theo dòng không khí. Thiết bị lọc bụi kiểu vật liệu rỗng có khả năng khử mùi rất tốt đặc biệt khử các mùi và chất độc hại trong khí thải công nghiệp. Các thông số kỹ thuật của bộ lọc bụi bằng vật liệu rỗng nh• sau: 44
  45. - Vận tốc không khí qua tiết diện ngang thiết bị: v = 1,8 2,0 m/s - Kích th•ớc hạt bụi có thể lọc . 4.2.3.9. Bộ lọc bụi kiểu hộp xếp hoặc kiểu túi. Nh•ợc điểm của một số loại thiết bị lọc là khi bụi bám trên bề mặt tuy hiệu quả khử bụi đ•ợc nâng cao nh•ng trở lực tăng lên đáng kể, trong nhiều tr•ờng hợp trở nên quá lớn làm giảm đáng kể l•u l•ợng gió tuần hoàn. Để khắc phục nh•ợc điểm đó ng•ời ta thiết kế bộ lọc kiểu hộp xếp. Bộ phận chính của bộ lọc bụi là một tấm lọc bằng vải, giấy lọc hoặc sợi tổng hợp đ•ợc xấp dích dắc nhờ vậy tăng diện tích thoát gió, đồng thời bụi đựoc ngăn lại trên bề mặt của tấm lọc đ•ợc dồn về các góc ở cuối túi, trả lại bề mặt cho gió thoát. Để nâng cao hiệu quả lọc bụi ng•ời ta ghép nhiều lớp vải lọc có độ mịn khác nhau càng về phía cuối càng mịn. 4.4. Hệ thống lọc bụi công đoạn nghiền phụ gia nhà máy xi măng hải phòng (eps531Ep450) Hệ thống lọc bụi tĩnh điện gồm một bộ điều khiển PIACS DC, một khối biến áp chỉnh l•u cao áp, là một hệ thống lọc bao gồm 3 khoang lọc có cấu tạo t•ơng tự nhau. Trong các khoang này có các điện cực, cơ cấu búa gõ bụi và hệ vận chuyển bụi. 4.4.1. Cấu tạo của thiết bị khử mùi. 45
  46. Chú thích: 1. Buồng của bộ lọc bụi 10. Dầm treo các bản cực phóng HVE. 2. Phiếu thu tro 11. Cơ cấu gõ làm sạch các bản cực 3. Đầu vào của thiết bị phóng HVE. 4. Đầu ra của thiết bị 12. Thiết bị dẫn động cơ cấu gõ HVE. 5. Thiết bị chỉnh l•u 13. Các cửa chui. 6. Cầu thang 14. Sàn vận hành phía đáy. 7. Dầm treo các bản cực lắng (CE) 15. Bệ đỡ bộ khử bụi. 8. Các bản cực lắng (CE) 16. Sàn vận hành phía trên. 9. Thiết bị dẫn động cơ cấu gõ CE. 17. Các lỗ chui. 46
  47. Chú thích: 1. Mặt cắt 1 16. Mặt cắt 2 2. Gân tăng cứng phần nóc. 17. Gân tăng cứng phần nóc 3. Nóc của bộ khử bụi 18. Thiết bị dẫn động máy gõ rung cực HV 4. Trần 19. Sứ cách điện thiết bị gõ rung cực HV 5. Sứ đỡ 20. Thanh móc cẩu 6. Khung treo của các cực SE. 21. ống treo 7. Các ống bảo vệ 22. Vai đỡ 8. Vách phân phối 23. Thiết bị gõ rung các cực HV 9. Phần đầu khói vào 24. Khung đỡ các cực HV 10. Lỗ chui 25. Tấm ngăn các vai đỡ 11. Vỏ kiểu tấm kim loại 26. Khung ngang 12. Sàn phía trong 27. Phần đầu vào 47
  48. 13. Khung đỡ phần đáy 28. Thiết bị gõ rung các cực SE 14. Phần bệ đỡ 29. Phễu thu tro 15. Các cực SE 30. Vỏ kiểu tấm kim loại 31. Các cực HV 4.4.2. Tấm phân tán khí. Để lọc bụi đạt đ•ợc hiệu quả tối •u nhất thì cần thiết phải có đ•ợc sự phân tán khí tốt nhất qua các bản cực. Một lọc bụi tĩnh điện đ•ợc cung cấp 2 tấm phân tán khí ở đầu vào, và một tấm tiêu chuẩn ở đầu ra. Các tấm phân tán khí ở đầu vào cấu tạo từ các tấm chắn có thể điều khiển một cách độc lập với mục đích định h•ớng cho các dòng khí. Ngoài ra nếu cần thiết hoặc khi quá trình yêu cầu thì các tấm phân tán khí này có thể đ•ợc làm rung bằng các cơ cấu gõ, để giảm thiểu sự bám bụi trên các lá chắn. 4.4.5. Hệ thống búa gõ Đây là hệ thống gõ rung các giá đỡ bản cực vì ở môi tr•ờng điện áp cao thì các hạt bụi nhỏ bám vào các bản cực nh• thế sẽ dẫn đến hiện t•ợng không khử hết bụi vì từ tr•ờng bị hạn chế và có thể xảy ra hiện t•ợng phóng điện giữa các bản cực làm h• hỏng rất lớn. 48
  49. Hình 4.20: Thiết bị gõ rung các cực SE. 1. Các cực SE 8. Bệ đỡ 2. Dầm đỡ thiết bị gõ rung 9. Cổ đỡ 3. Thanh chặn 10. Tấm đỡ đặt nghiêng 4. Búa gõ 11. Vỏ chặn kiểu tấm kim loại 5. Khung ngang 12. Sàn thao tác bên trong 6. Tấm ngăn đỡ 13. Khung treo các cực phóng HVE 7. Trục 49
  50. 4.4.3. Hệ thống điện cực phát và điện cực thu. Một hệ thống lọc bụi tĩnh điện đ•ợc chia làm 3 khoang, mỗi khoang có các điện cực phát và điện cực thu riêng biệt. Hệ thống điện cực phát có dạng hình ống bao gồm các xà chống ở trên và d•ới, tất cả đ•ợc kết nối với các xà dọc cố định tạo thành một khung chắc chắn, hệ thống khung này có thể một tầng hoặc nhiều tầng hơn, tuỳ thuộc vào chiều cao của lọc bụi. Các điện cực phát đ•ợc cố định một đầu, đầu kia đ•ợc lắp đặt sao cho có thể dãn nở nhiệt một cách thoải mái và độc lập với nhau. Hệ thống điện cực thu là các tấm kim loại xếp song song và sen kẽ với các điện cực phát, các tấm thu bụi đ•ợc đặt ở các khoảng cách sao cho chúng cũng có thể nở ra một cách độc lập khi bị nóng lên. Cả hai hệ thống điện cực phát và điện cực thu đều có các cơ cấu gõ bụi theo kiểu búa gõ quay. Cơ cấu này sẽ phá huỷ những sự liên kết tảng không mong muốn trên các điện cực. 4.4.4. Hệ thống chỉnh l•u cao áp T/R. Đây là hệ thống dùng để cấp điện cho các thyristor chỉnh l•u để cung cấp tr•ờng điện áp cao cho các bản cực khử bụi. Hệ thống này điều khiển ổn định điện áp bằng cách điều khiển băm điện áp. 50
  51. Hình 4.21: Thiết bị gõ rung các cực HVE 1. Khung treo cực HVE 7. Bệ đỡ CN 17 2. Khung ngang 8. Thanh dẫn động 3. Trục 9. ống treo 4. Búa gõ CN 18 10. ống bảo vệ 5. Đầu đỡ búa 11. Vai đỡ 6. Tay đòn (CN16) 4.4.6. Hệ thống sấy. Đây là hệ thống giữ nhiệt độ để sao cho các giá đỡ bản cực không bị ẩm. Nếu giá đỡ bản cực bị ẩm sẽ xảy ra hiện t•ợng phóng điện chập các bản cực 4.5. Vấn đề điều khiển ePs531ep450 51
  52. Hệ thống lọc bụi tĩnh điện hoạt động dựa vào sức hút của các điện tử đ•ợc tạo ra từ các điện cực. Hệ thống lọc bụi tĩnh điện EP450 đ•ợc sử dụng cho hệ thống nghiền phụ gia gồm 3 khoang lọc có cấu tạo t•ơng tự nhau. Cấu tạo phía bên trong của mỗi khoang tĩnh điện gồm hệ thống các điện cực là điện cực phát và các tấm thu bụi. Ngoài ra còn có điện trở sấy và cơ cấu gõ bụi. Một bộ điều khiển PIACS DC điều chỉnh và cung cấp điện áp cao cho hệ thống điện cực, cho chu kỳ gõ bị của cơ cấu rung, và cho nhiệt độ trong ESP bởi điện trở sấy. Một khối biến áp chỉnh l•u cao áp dùng để tạo ra một điện áp âm một chiều cao khoảng - 45000 V . D•ới điện tr•ờng cao, các electron từ điện cực âm chuyển động về phía các tấm điện cực d•ơng. Không khí cần lọc đi qua các tấm bản cực, các electron bám vào các phần tử bụi và đ•a chúng về các tấm bản cực và tạo thành một lớp bụi bám vào trên các tấm bản cực này. Sau một chu kỳ xác định, cơ cấu búa gõ sẽ làm rơi các lớp bụi này xuống máng vận chuyển và đ•a bụi ra khỏi hệ thống. Bộ điều khiển PIACS DC: Là mạch điều khiển phản hồi. Tín hiệu dòng đầu ra đ•ợc lấy về và so sánh với tín hiệu đặt, khi có sự chênh lệch thì bộ điều khiển sẽ thay đổi góc mở các thyristor t•ơng ứng với sự thay đổi đó. 4.5.1. Mạch điều khiển điện áp cao. Chức năng của một hệ thống lọc bụi tĩnh điện là xử lý khí và các phần từ bụi qua hệ thống các điện cực d•ới một điện tr•ờng thích hợp. Bộ phận quan trọng nhất của một hệ thống lọc bụi là hệ thống mạch điện và thiết bị điện áp cao. 52
  53. Bộ điều khiển điện áp cao bao gồm một module điều khiển tự động và một thùng điện áp cao. Module điều khiển là bộ PIACS DC (Precipitator Integrated Automatic Control System) đây là một module điều khiển tự động kết hhợp với bộ lắng, tự động điều chỉnh dòng trong bộ lắng thông qua góc mở cửa của các Thyristor. Thùng điện áp cao gồm một biến áp cao áp kết hợp với cầu chỉnh l•u cao áp để cung cấp nguồn một chiều đến hệ thống điện cực tạo ra công suất điện. D•ới đây là sơ đồ khối mô tả mạch điều khiển điện áp cao. Trong sơ đồ khối này bao gồm một bộ thyristor mắc song song ng•ợc điều chỉnh dòng tr•ớc khi cung cấp đến cuộn sơ cấp của biến áp thông qua một điện cảm. Điện áp thứ cấp của biến áp cao áp qua cầu chỉnh l•u cao áp cung cấp trực tiếp đến các điện cực. Tín hiệu dòng mA đ•ợc lấy về là một tín hiệu phản hồi, khi đó giá trị trung bình của bộ lắng là một thông số đ•ợc điều chỉnh trong một vòng lặp kín. Bộ điều khiển PIACS DC đóng vai trò là một bộ điều khiển tích phân tỷ lệ PI, trong đó tín hiệu dòng trung bình đ•ợc so sánh với tín hiệu dòng danh định là một hàm của thời gian, theo một chiến l•ợc lập trình, sai lệch đ•a tới bộ PI. Xung mở thyritor biến đổi theo giá trị sai lệch này. Tín hiệu áp kV cũng đ•ợc kết nối về module điều khiển với mục đích chính là phát hiện tia lửa điện và phục hồi điện áp. 53
  54. Hiệu suất thu bụi của ESP có quan hệ mật thiết với năng l•ợng điện hoa tạo ra bởi nguồn điện áp cao, sự phát tán bụi sẽ giảm khi tăng công suất điện hoa, có nghĩa là hiệu suất thu bụi tăng cùng với công suất điện hoa. Khối biến áp chỉnh l•u có thể hoạt động theo hai chế độ: Chế độ kích một chiều truyền thống và chế độ kích gián đoạn. * Bộ chỉnh l•u truyền thống: Với ph•ơng pháp này bộ điều khiển pha thyristor điều chỉnh điện áp tr•ớc khi cung cấp cho cuộn sơ cấp của biến áp cao áp để điều chỉnh công suất điện hoa. Bằng cách chọn hệ số phản hồi thích hợp, điện áp sơ cấp sẽ đ•ợc tăng đến giá trị mà tạo ra điện áp thứ cấp sau chỉnh l•u sẽ đ•ợc cung cấp trực tiếp tới các vùng của ESP mà không cần qua bộ lọc. Điện áp ra có cực tính âm. Bình th•ờng một điện cảm giới hạn dòng đ•ợc mắc nối tiếp với cuộn sơ cấp của biến áp cao áp để tăng trở kháng ngắn mạch trong ESP. Nguyên lý cơ bản của nó là thay đổi góc mở của các thyritor điều khiển mắc ở đầu vào của biến áp. Việc làm trễ góc mở thyristor, qua đó làm giảm giá trị dòng trung bình và điện áp trung bình của bộ lắng. * Bộ kích gián đoạn (I): IE đ•ợc phát triển trên nền tảng bộ kích một chiều truyền thống, sự khác biệt chủ yếu nằm trong module điều khiển tự động. Module này đ•ợc lập trình để khử hoàn toàn một số nửa chu kỳ xác định của dòng sơ cấp biến áp. Quá trình khử này cũng sẽ làm giảm giá trị dòng và áp trung bình trong bộ lắng, bằng ph•ơng pháp không cung cấp góc mở cho các thyristor trong các nửa chu kỳ t•ơng ứng. Kết quả đạt đ•ợc với IE so với bộ kích DC truyền thống là: Giá trị đỉnh của dòng và áp lắng lại thấp hhơn. Giá trị trung bình của dòng lắng giảm là do một số xung dòng bị khử. Quá trình khử xung dòng này đ•ợc biểu hiện theo góc gián đoạn’ Nec. Nec đ•ợc định nghĩa là số nửa chu kỳ trong một chu kỳ kích chia cho số xung dòng trong khoảng thời gian đó. Vì vùng d•ới xung dòng của bộ kích IE và DC là nh• nhau, giả thiết giá trị trung bình đạt đ•ợc với bộ kích DC là Idc, của IE là Die thì ta có: Iie = Idc / Nec 54
  55. 4.5.1.1. Chức năng của các phần tử trong sơ đồ điều khiển điện áp cao. Bản vẽ D10: Là sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển điện áp xoay chiều cấp nguồn cho biến áp. Trong đó: V11: Bộ van thyritor mắc song song ng•ợc A12: Bộ tạo và cấp tín hiệu điều khiển cho các van V11 T12: Biến áp tạo tín hiệu đồng bộ đ•a về bộ điều khiển của các van V11 và cấp nguồn cho các thiết bị cuối. T11: Cảm biến dòng đ•a về A13 từ đó để điều khiển và hiển thị. A13: Khối phân phối và điều khiển. Bản vẽ D11: Là sơ đồ nguyên lý của biến áp cấp điện áp cao cho lọc bụi của tr•ờng 1, tr•ờng 2, tr•ờng 3. A1. Bộ biến đổi tín hieuẹ dòng và áp đ•a về xử lý, điều khiển và hiển thị R2: Điện trở chia điện áp. L1: Cuộn cảm đảm bảo chế độ dòng liên tục. L2: Cuộn lọc sóng hài bậc cao T1: Biến áp 380V/ 100 kV - 300 mA. V1: Cầu chỉnh l•u điện áp cao. Q1: Công tắc tiếp đất B1.1 (P): Tiếp điểm báo động áp suất dầu MBA cao. B1.2: Tiếp điểm báo động nhiệt dầu MBA cao. B1.3: Tiếp điểm báo động nhiệt dầu MBA thấp. S1: Tiếp điểm báo động đầu ra T/R đang nối đất. Bản vẽ D11, D12, D13: Là sơ đồ mạch điều khiển biến áp (T/R). T13: Biến áp (380V/220V) cấp nguồn cho các thiết bị dùng điện áp 220V. K11: Công tắc tơ điều khiển cấp nguồn cho biến áp. M2: Quạt làm mát thyristor. K12: Rơ le nhận tín hiệu điều khiển đóng cắt biến áp từ đầu ra VXL. K13: Rơ le trung gian điều khiển đóng cắt công tắc tơ K11. 55
  56. A13K1: Rơ le báo tín hiệu sẵn sàng tới VXL và cấp nguồn sẵn sàng đến tiếp điển th•ờng mở K12. A13K2: Rơ le cấp tín hiệu khởi động tại chỗ. 4.5.1.2. Nguyên lý hoạt động. Đóng áptômát cấp nguồn xoay chiều 3 pha 380V cho hệ thống lọc bụi. Đóng Q11 sẵn sàng cấp nguồn cho biến áp thông qua công tắc tơ K11 và bộ biến đổi xung áp xoay chiều. Đóng Q12 cấp nguồn cho các thiết bị thứ cấp. T12 đ•ợc cấp điện thứ cấp -> T12 cấp tín hiệu đồng bộ (24V) cho khối điều khiển thyristor (A12). Đồng thời T13 cũng đ•ợc cấp điện thứ cấp. Sau đó A12 cấp tín hiệu điều khiển cho các van V11. T13 cấp điện áp 220V cho các thiết bị thứ cấp dùng điện áp 220V. Nếu không xảy ra các hiện t•ợng áp suất dầu máy biến áp cao, nhiệt độ dầu máy biến áp cao, mức dầu máy biến áp thấp, T/R trạm đất thì rơ le A13K1 có điện. Tiếp điểm th•ờng mở A13K1 (D13/2) đ•a tín hiệu đến VXL báo sẵn sàng cho khởi động máy biến áp. A13K1 (D13.2) sẵn sàng cấp nguồn cho rơle trung gian K13. Khi có lệnh COMAND từ D0 của VXL (cấp 24v cho K 12) K12 có điện K12 (D13/7) cấp điện cho K13 K12 (D13/9) báo hiệu T/R system on. K13 có điện, K13 (D12/10) cấp nguồn cho công tắc tơ K11. K11 (13/10) cấp điện cho quạt làm mát thyristor. K11 (10/3, 10/5) cấp nguồn cho biến áp cao áp. K11(13/4) báo máy biến áp đã đ•ợc cấp nguồn. Hệ thống máy biến áp và chỉnh l•u sẵn sàng hoạt động. Trong quá trình hoạt động khi xảy ra sự cố (một trong các tín hiệu Alarm tác động) thì rơ le A13K1 (13/5) mất điện, dẫn đến K13 cũng mất điện. K13 (12/10) mất điện, dẫn đến K11 cũng mất điện. Máy biến áp đ•ợc cắt khỏi l•ới điện. 4.5.2. Mạch điều khiển búa gõ bụi. 56
  57. Bao gồm module điều khiển PIACS DC điều khiển hoạt động của 2 động cơ truyền động của cơ cấu gõ bụi. Các thông số của động cơ M1 và M2 Động cơ M1 có: I = 0,73A P = 0,15 kW Động cơ M2 có: I = 0,73 A P= 0,15 kV Các báo động của hệ thống gõ bụi: Nếu tất cả các module có báo động thì hệ thống đ•ợc đặt cảnh báo (rơle K4 không tác động). Nếu một hoặc nhiều hơn các module hoặc các nhóm báo động thì rơle K3 không tác động. Các lỗi có thể có của cơ cấu gõ là: Công tắc tơ chính (K22 -K24) hoặc giám sát tốc độ không đáp ứng. Khi đó phải kiểm tra hoạt động của K6 - K8 trên HX 03, hoặc kiểm tra vận hành của trục hoặc băng tải. Quá dòng cho các động cơ hoặc nguồn chính bị ngắt. Liên động an toàn cho các động cơ truyền động tác động 4.5.2.1. Chức năng các phần tử của hệ thống điều khiển cơ cấu gõ bụi. Bản vẽ D14, D15, D16 là sơ đồ mạch điều khiển của cơ cấu gõ bụi. Trong đó: Q22, Q23: là aptômat cấp nguồn cho hai động cơ M1và M2. K22, K23: Là công tắc tơ điều khiển đóng cắt M1, M2. Q1, Q2: là công tắc an toàn. K20: Rơ le trung gian điều khiển cấp nguồn cho công tắc tơ K22, K23 và rơ le K21. K21: Rơ le trung gian bảo vệ hệ thống búa gõ bụi đang hoạt động. A13K3: Rơ le phát tín hiệu cảnh báo. A13K4: Rơ le đ•a tín hiệu sẵn sàng khởi động A13K5: Rơ le đ•a tín hiệu khởi động tại chỗ. A13K6: Rơ le trung gian điều khiển công tắc tơ K22. 57
  58. A13K7: Rơ le trung gian điều khiển công tắc tơ K23. 4.5.2.2. Nguyên lý hoạt động. Đóng aptômat Q1 cấp nguồn xoay chiều 3 pha 380V cho hệ thống lọc bụi Đóng Q12 cấp nguồn cho các thiết bị thứ cấp. T13 đ•ợc cấp điện cuộn thứ cấp T13 cấp điện áp 220V cho các thiết bị thứ cấp. Đóng Q22, Q23, sẵn sàng cấp điện cho động cơ gõ bụi M1, M2. Khi các tín hiệu bảo vệ ch•a xảy ra rơle A13K4 có điện. A13K4 (15/4) đ•a tín hiệu sẵn sàng đến đầu vào VXL sẵn sàng cho việc khởi động. A13K4(15/11) đóng lại sẵn sàng cấp điện cho rơle trung gian K21 khi có lệnh khởi động (COMAND), K20 có điện K20 (15/12) đóng lại rơ le trung gian K21 có điện K21 có điện đóng các tiếp điểm K21 (15/6, 16/11), báo về vi xử lý hệ thống gõ bụi đang hoạt động. Từ ch•ơng trình đặt sẵn thời gian gõ cho búa gõ rũ bụi trong VXL sau những khoảng thời gian nhất định VXL phát hiện điều khiển các rơ le A13K6, A13K7, A13K8 từ đó điều khiển các công tắc tơ K22, K23 đóng cắt các động cơ búa gõ rũ bụi M1, M2, hoạt động. Trong quá trình hoạt động một trong các tín hieuẹ bảo vệ xuất hiện thì rơ le a13K3 mất điện. Báo tín hiệu không sẵn sàng về VXL đồng thời A13K4 cắt điện cấp cho các công tắc tơ K22, K23. Hệ thống búa gõ dừng hoạt động. 4.5.3. Mạch điều khiển hệ thống sấy. Do điều kiện làm việc của ESP trong điều kiện điện áp rất cao nên vấn đề cách điện cho các cơ cấu đ•ợc •u tiên hàng đầu. Ngoài các lớp cách điện, hệ thống sấy đ•ợc sử dụng nh• một thiết bị đảm bảo cho điều kiện môi tr•ờng cách điện là tốt nhất. Module điều khiển PIACS DC điều khiển hoạt động của 3 bộ điều khiển nhiệt độ trong hệ thống sấy. Trong đó bộ sấy E1 sử dụng cho các phần cách điện phụ, E2 cho trục cách điện, và E3 cho việc sấy đáy. Cảm biến nhêt Pt100 lấy tín hiệu phản hồi về bộ điều khiển, bộ điều khiển sẽ đóng cắt dòng cấp cho các điện trở sấy, qua đó điều chỉnh nhiệt độ theo giá trị đặt. 58
  59. Các tham số cài đặt: Giá trị nhiệt độ đặt cho các bộ sấy. Giá trị giới hạn d•ới cảnh báo cho nhiệt độ của các vùng sấy. Nếu tất cả các bộ sấy báo động thì rơ le không tác động. Nếu một hoặc nhiều hơn bộ sấy báo động thì rơ le cũng không tác động. Các báo động có thể có của hệ thống sấy là: Công tắc tơ chính ( K32, K33) giám sát dòng không đáp ứng. Quá dòng nguồn chính của bộ sấy hoặc nguồn chính bị ngắt. Cảm biến nhiệt độ Pt 100 bị ngắn mạch hoặc hở mạch. 4.5.3.1. Chức năng các phần tử của hệ thống sấy. Bản vẽ D17, D18, D19 là sơ đồ mạch điều khiển của hệ thống sấy. Trong đó: Q32, Q33, Q34: áp tô mát cấp nguồn và bảo vệ ngắn mạch K32, K33, K34: Công tắc tơ điều khiển đóng cắt các cuộn sấy. E1, E2: Cuộn sấy đảm bảo cách điện E3: Cuộn sấy phễu lọc bụi. K30, K31, A13K9, A13K10, A13K11, A13K12, A13K13, A13K14: rơ le trung gian. R1, R3: Cảm biến nhiệt độ. 4.4.3.2. Nguyên lý hoạt động. 59
  60. Đóng áptômát Q1 cấp nguồn xoay chiều 3 pha 380V cho hệ thống lọc bụi, đóng Q12 cấp nguồn cho các thiết bị thứ cấp. T13 đ•ợc cấp điện cuộn thứ cấp T13 cấp điện áp 220V cho các thiết bị thứ cấp. Đóng Q32, Q33, Q34 sẵn sàng cấp nguồn cho các cuộn sấy. Khi các tín hiệu bảo vệ không xảy ra thì rơ le A13K10 có điện. A13K10 (18/4) báo tín hiệu sẵn sàng cho khởi động các cuộn sấy. A13K10 (18/11) Báo tín hiệu sẵn sàng cấp nguồn cho rơ le K31 và các công tắc tơ K32, K33, K34. Khi có lệnh khởi động hệ thống sấy (Command) K30 có điện. K30 (18/12) cấp nguồn cho rơ le trung gian K31. Báo hiệu hệ thống sấy đang hoạt động. Khi đó VXL lấy tín hiệu phản hồi nhiệt độ từ R1 và R3 về từ đó so sánh với nhiệt độ đặt. Nếu nhiệt độ thực nhỏ hơn nhiệt độ đặt thì VXL phát lệnh đóng các rơ le trung gian A13K12, A13K13, A13K14, các rơ le này đ•ợc cấp điện, tiếp điểm của nó đóng các công tắc tơ K32, K33, K34, từ đó cấp nguồn cho các cuộn sấy E1, E3. Khi nhiệt độ bên trong lọc bụi bằng nhiệt độ đặt thì VXL phát lệnh cắt tín hiệu cấp cho A13K12, A13K13, A13K14 từ đó kéo theo cắt điện cấp cho cuộn sấy. Đảm bảo nhiệt độ bên trong lọc bụi đ•ợc giữ ở một nhiệt độ nhất định. Trong quá trình vận hành nếu có sự cố (một trong các tín hiệu bảo vệ tác động) A13K10 mất điện, báo mất tín hiệu sẵn sàng đồng thời cũng dẫn đến cắt nguồn cấp cho các cuộn sấy. 60
  61. Kết luận Sau 12 tuần thực hiện đề tài: “Tổng quan về hệ thống điện nhà máy xi măng Hải Phòng. Đi sâu hệ thống lọc bụi.” Được sự chỉ bảo và hướng dẫn tận tình của Thạc sĩ Đỗ Thị Hồng Lý đến nay đồ án của em đã hoàn thành. Đồ án đã giải quyết đ•ợc các vấn đề sau: Giới thiệu tổng quan về nhà máy xi măng Hải Phòng. Tìm hiểu, phân tích về quy trình sản xuất xi măng của nhà máy. Giới thiệu một số hệ thống lọc bụi th•ờng gặp trong thực tế. Đi sâu về cấu tạo, nguyên lý, sơ đồ điện của các cơ cấu trọng lọc bụi tĩnh điện của nhà máy xi măng Hải Phòng. Tuy nhiên đồ án vẫn còn những hạn chế: Ch•a đi sâu phân tích đ•ợc nhiều hệ thống phức tạp của dây chuyền công nghệ nh•: Hệ thống nghiền xi, hệ thống lò Hạn chế về phần điều khiển điện áp cao trong ESP về bộ điều khiển tự động PIACS DC. Đồ án này ch•a đi vào phần lập trình PLC để điều khiển hệ thống lọc bụi. Đây là một h•ớng mở rộng cho đề tài cần phát triển. Em rất mong nhận đ•ợc sự góp ý của các thầy cô để đồ án đ•ợc hoàn thiện tốt hơn. Sinh viên Nguyen Quoc Huy 73
  62. Tài liệu tham khảo 1. Hồ sơ tài liệu kỹ thuật của Công ty xi măng Việt Nam. 2. Tài liệu huấn luyện lọc bụi tĩnh điện. Tổng Công ty xi măng Việt Nam/ 2004. 3. Lý thuyết về lọc bụi tĩnh điện – Tổng Công ty xi măng Việt Nam. 4. Nguyễn Thế C•ờng – Giải pháp thiết kế, chế tạp tủ điều khiển lọc bụi tĩnh điện. ĐH kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên. 5. D•ơng Hồng Đức, Phạm Văn Trí – Kỹ thuật lọc bụi trong công nghiệp. NXB Khoa học kỹ thuật 1989. 6. Hoàng Kim Cơ - Kỹ thuật lọc bụi và làm sạch khí. NXB Giáo dục 1999. 7. Electrostatic Peccipitator (manual for PIACS DC control unit for HV – Supply and rapping system) – FLS miljo 1993. 8. HV Energization and cổntl •ith PIACS DC. 9. Electrostatic Peccipitator user manual PIACS DC mk.control uint vesion 1 (for T/R – set HV – energistation, rapping system, heating system). 10. Trang wed google: “Tiêu âm và lọc bụi”. 74