Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho trạm lọc bụi tĩnh điện lò thổi 120 tấn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CƠNG NGHỆ HẢI PHỊNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP Sinh viên : Phan Quang Toàn Giảng viên hướng dẫn : ThS Nguyễn Đồn Phong HẢI PHỊNG - 2021 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VÀ QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG - THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO TRẠM LỌC BỤI TĨNH ĐIỆN LÒ THỔI 120 TẤN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CƠNG NGHIỆP Sinh viên thực hiện: Phan Quang Tồn Giảng viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Đồn Phong HẢI PHỊNG - 2021 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG - NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên : Phan Quang Toàn - MSV : 1612102019 Lớp : DC 2001 Ngành: Điện Tự Động Công Nghiệp Tên đề tài : Thiết Kế Hệ Thống Cung Cấp Điện Cho Trạm Lọc Bụi Tĩnh Điện Lò Thổi 120 Tấn TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI Giới thiệu công nghệ lọc bụi tĩnh điện Tính chọn thiết bị hệ thống Địa điểm thực tập tốt nghiệp TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com CÁC CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Họ tên : Nguyễn Đoàn Phong Học hàm, học vị : Thạc sỹ Cơ quan công tác : Trường Đại học quản lý cơng nghệ Hải Phịng Nội dung hướng dẫn: ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… Đề tài tốt nghiệp giao ngày 10 tháng 10 năm 2021 Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày 30 tháng 12 năm 2021 Đã nhận nhiệm vụ ĐTTN Đã giao nhiệm vụ ĐTTN Sinh viên Giảng viên hướng dẫn Phan Quang Toàn ThS Nguyễn Đoàn Phong Hải Phòng, ngày tháng năm 2021 TRƯỞNG KHOA TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam Độc lập - Tự - Hạnh phúc - PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN TỐT NGHIỆP Họ tên giảng viên: Nguyễn Đồn Phong Đơn vị cơng tác: Trường Đại học Quản lý Cơng nghệ Hải Phịng Họ tên sinh viên: Phan Quang Toàn Chuyên ngành: Điện Tự Động Công Nghiệp Nội dung hướng dẫn : Toàn đề tài Tinh thần thái độ sinh viên trình làm đề tài tốt nghiệp Đánh giá chất lượng đồ án/khóa luận ( so với nội dung yêu cầu đề nhiệm vụ Đ.T.T.N, mặt lý luận, thực tiễn, tính tốn số liệu ) Ý kiến giảng viên hướng dẫn tốt nghiệp Được bảo vệ Khơng bảo vệ Điểm hướng dẫn Hải Phịng, ngày tháng năm 2021 Giảng viên hướng dẫn ( ký ghi rõ họ tên) TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com Độc lập - Tự - Hạnh phúc PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN CHẤM PHẢN BIỆN Họ tên giảng viên: Đơn vị công tác: Họ tên sinh viên: Chuyên ngành: Đề tài tốt nghiệp: Phần nhận xét giảng viên chấm phản biện Những mặt hạn chế Ý kiến giảng viên chấm phản biện Được bảo vệ Điểm hướng dẫn Hải Phòng, ngày tháng năm 2021 Giảng viên chấm phản biện ( ký ghi rõ họ tên) TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com Mục Lục LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG NGHỆ LỌC BỤI 1.1 Giới thiệu chung .2 1.2 Ứng dụng cụ thể thiết bị lọc bụi điện: 1.3 Ưu nhược điểm chung thiết bị lọc bụi điện 1.3.1 Lọc bụi tĩnh điện ướt .3 1.3.2 Lọc bụi tĩnh điện khô: 1.4 Nguyên lý hoạt động lọc bụi tĩnh điện .5 1.5 Cấu tạo lọc bụi tĩnh điện 1.5.1 Vỏ thiết bị lọc bụi 1.5.2 Cơ cấu phân phối khí vào thiết bị 1.5.3 Điện cực lắng 1.5.4 Điện cực quầng sáng 1.5.5 Hệ thống rung gõ 1.5.6 Phễu .8 1.5.7 Thiết bị tạo điện áp cao 1.5.8 Phân bố điện áp cao .9 1.5.9 Hệ thống cài đặt khí Chương 2: HỆ THỐNG LỌC BỤI TĨNH ĐIỆN 10 2.1 TÌM HIỂU VỀ LỌC BỤI TĨNH ĐIỆN 10 2.1.1 Tìm hiểu bụi khí CO: 10 2.1.2 Tính chất bụi: 10 2.1.3 Hệ thống lọc bụi 12 2.1.4 Các phận ảnh hưởng chúng đến lọc bụi tĩnh điện: 13 2.1.5 Lựa chọn phận lọc bụi tĩnh điện: .19 2.2.CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA THIẾT BỊ: 20 2.3.HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN .20 2.3.1 Nguyên lý điều khiển tự động LBTĐ: 20 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com 2.3.2 Bộ nguồn chỉnh lưu cao áp: 21 2.3.3 Bộ điều khiển điện trường: 21 2.4.CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN KHÁC: 24 2.4.1 Thiết bị gia nhiệt 24 2.4.2 Thiết bị bảo vệ áp suất 24 2.5 HỆ THỐNG LỌC BỤI TĨNH ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY LUYỆN THÉP 24 2.5.1.Hệ thống lọc bụi tĩnh điện bao gồm phận: 24 2.5.2 Hệ thống quạt gió: .28 2.5.3 Khái quát cấu tạo nguyên lý hoạt động biến tần trung thế: 31 2.5.4 Máy biến áp: Máy biến áp phần tích hợp quan trọng biến tần tách biệt riêng rẽ 33 2.5.5 Khối nguồn đơn vị (Cell điện áp thấp): .35 CHƯƠNG 3: TÍNH CHỌN THIẾT BỊ LỌC BỤI TĨNH ĐIỆN 38 3.1 Xác định phụ tải Phân xưởng 38 3.1.1 Phương phát xác định phụ tải phân xưởng 38 3.1.2 Xác định phụ tải tính toán phân xưởng 40 3.1.3 Bán kính biểu đồ phụ tải góc phụ tải chiếu sáng 40 3.2 Phương án cấp điện cho phân xưởng 41 3.2.1 Sơ đồ nguyên lí phương án cung cấp điện cho phân xưởng 41 3.2.2 Lựa chọn trạm biến áp sơ đồ dây 41 3.2.3 Lựa chọn đường dây trung áp 43 3.2.4 Lựa chọn dây dẫn hạ áp 43 3.2.5 Tính tốn tổn thất cơng suất tổn thất điện 44 3.3 lựa chọn kiểm tra thiết bị điện 46 3.3.1 Lựa chọn kiểm tra thiết bị trung áp 46 3.3.2 Lựa chọn kiểm tra thiết bị hạ áp .48 3.3.3 Lựa chọn thiết bị khác 50 KẾT LUẬN 53 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com - Trạm biến áp phân xưởng lọc bụi sử dụng hai máy biến áp làm việc độc lập - Phụ tải loại nhà máy: 30% phụ tải nhà máy chọn dung lượng máy biến áp cần lớn nửa dung lượng trạm: S 1MBA => Từ ta lựa chọn máy biến áp hãng ONAN ba pha có thơng số Bảng: Bảng thơng số máy biến áp ONAN Hãng sản xuất Công suất Điện áp Điện áp ngắn mạch Tần số Tổ đấu dây Tổn hao không tải Tổn hảo ngắn mạch 75°C Kích thước máy (mm) Khối lượng dầu Khố lượng tổng c) Sơ đồ dây - Ống dây thứ dây tới trạm→ sử dụng ống xoắn chịu lực có đường kính 200mm - Ống dây thứ hai dây tới trạm→ sử dụng ống xoắn chịu lực có đường kính 200mm2+ 42 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com 3.2.3 Lựa chọn đường dây trung áp Ta có tọa độ điểm đấu điện Q (435;93) tọa độ trạm biến áp (87;84) Suy chiều dài cáp từ điểm đấu điện trạm biến áp: - Chiều dài đoạn dây: L=| đđđ − |+| đđđ − |=|435 − 87|+|93 − 84| = 0.357 (Km) - Điện áp mạng: U = 10 KV Q(435;93) Q(435;93) - Chọn loại dây, cách mắc: Chọn cách mắc dây không: dây đồng đặt cáp cách điện mắc đỉnh tam giác cạnh 1m Dtb = D + Chọn x0 = 0.38 (Ω/km) + ∆ = 5% => ∆ +∆ = + ∆ =∆ = 0.05 × 10000 = 500 ( ) × × = 72,02 × 0.38 ×0.357 = 0,97( ) 10 − ∆ = 500 − 0,97 = 499,3 ( ) Ta sử dụng dây đồng đặt cáp cách điện: = 0.053 ( / Ω 2) Chọn Ftc ≥ Ftt => Chọn dây dẫn loại 16 mm2 điều kiện chọn dây 10 KV tối thiểu 16 mm2 dây đồng tổn thất đường dây q ít, khơng đáng kể ảnh hưởng đến truyền tải -ta có r0 = 1,2 Ω/km, x0 = 0,391 Ω/km 3.2.4 Lựa chọn dây dẫn hạ áp - Điện áp mạng hạ áp: U = 0.38 KV, x0 = 0.35 Ω/km ∆ = 5% => ∆ = 0.05 × 380 = 19 ( ) 43 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com Chọn loại dây lõi đồng đặt ống cách điện PVC - Tính chọn đoạn mạch điện hạ áp + + + ∆ = × ∆ =∆ × = 0,72 × 0,35× 0,357 = 0,23 (V) 0,38 − ∆ = 20 − 0,23 =19,77 (V) Dây đồng: = 0.053 ( /Ω ) 3.2.5 Tính tốn tổn thất cơng suất tổn thất điện A Tính tốn tổn thất công suất tổn thất điện đường dây trung áp * Tổn thất công suất - Ta có: r0 = 1,2 Ω/km, x0 = 0,391 Ω/km - đường dây trung áp: Tổn thất công suất tác dụng đường dây trung áp: ∆ = - Tổn thất công suất phản kháng: ∆ = + = 97,342+72,022.0,324.0,357 102 = 169,59 (VAR) - Tổn thất cơng suất tồn phần đường dây trung áp: ∆ = ∆ + ∆ = 628,11+ 169,59 j (VA) - Thời gian sử dụng công suất cực đại: Tmax = 4000h  = (0,124 + 10−4)2 8760 = 2405,28 (h) 44 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com - Tổn thất điện năm: =628,11.2405,28 ∆ =∆ = 15107,80 (KWh) - Điện tiêu thụ năm: = Ptt.Tmax =97,34.4000 A 3893,60 (KWh) = - Tỷ lệ tổn thất điện năng: ∆ %= B ∆ 100% = 15107,80 3893,60 100% = 3,88 % Tính tốn tổn thất cơng suất tổn thất điện trạm biến áp Trạm biến áp gồm máy biến áp có thơng số nhau: ∆ = 980 W ∆ = 8550 W UK% = 5% Tổn thất công suất tác dụng: ∆ = 2∆ + ∆ ( = 2.0,98 + 8,550.( 1000 ) 121,08 ) = 2,08 (W) Tổn thất điện trạm biến áp: ∆ = 2∆ +∆ ( ) 45 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com = 0,98.4000 + 8,550 ( 1000 121,08 ) 2405,28 =8141,49 (KWh) 3.3 lựa chọn kiểm tra thiết bị điện 3.3.1 Lựa chọn kiểm tra thiết bị trung áp A Tính tốn ngắn mạch trung áp Hệ thống cấp điện trực tiếp từ đường dây trung áp, dây dẫn từ nguồn đến trạm biến áp có chiều dài l = 0,357 (km), điện trở r0 = 0.158 (Ω/km), điện kháng x0 = 0,324 (Ω/km) Công suất máy cắt đầu nguồn điểm đấu điện: SN = 160 (MVA) Điện kháng hệ thống: XHT = Tổng trở đường dây: Zđd = Rđd + j.Xđd = r0.l + j.x0.l = 1,2.0,357 + j.0,391.0,357 = 0,42 + j.0,14 (Ω) (3.2) Tổng trở từ điểm ngắn mạch cuối đường dây trung áp nguồn: Z=√ đ +( đ + )2 = √(0,42)2 +(0,14 + 0,625)2 = 0,970 (Ω) (1.2) Dòng điện ngắn mạch ổn định: IN = √3 Dịng điện ngắn mạch xung kích: = 1,8√2 = 1,8√2.5,95 = 15,14 (kA) 46 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com B Lựa chọn kiểm tra thiết bị trung áp a, Dao cách ly Lựa chọn kiểm tra dao cách ly theo điều kiện bảng 3.1 Bảng 3.1 Điều kiện chọn kiểm tra dao cách ly Đại lượng lựa chọn kiểm tra Điện áp định mức (kV) Dòng điện định mức (A) Dòng điện ổn định lực điện động (kA) Dòng điện ổn định nhiệt thời gian tơđn (A) Từ ta chọn loại dao cách ly 3CJ1561 có thơng số kĩ thuật bảng 3.2 Bảng 3.2 Thông sô kĩ thuật dao cách ly Loại 3CJ1561 b, Máy cắt điện Lựa chọn kiểm tra máy cắt điện theo điều kiện bảng 3.3 Bảng 3.3 Điều kiện lựa chọn kiểm tra máy cắt điện Đại lượng lựa chọn kiểm tra Điện áp định mức (kV) Dòng điện định mức (A) Dòng điện ổn định lực điện động (kA) Dịng điện ổn định nhiệt thời gian tơđn (A) Công suất cắt định mức (MVA) 47 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com Từ ta chọn máy cắt điện BM-24 với thông số sau bảng 3.4: Bảng 3.4 Thông số máy cắt điện Loại BM-24 3.3.2 Lựa chọn kiểm tra thiết bị hạ áp A Tính tốn ngắn mạch hạ áp Điện trở điện kháng máy biến áp quy đổi phía thứ cấp hệ thống: RMBA1 XMBA1 Ta xét điểm ngắn mạch N1 điểm ngắn mạch cuối nguồn đường dây từ MBA1 đến hạ áp Tổng trở tiếp xúc điểm ngắn mạch N1 gồm máy biến áp MBA1, aptomat tổng AT1 Điện trở tiếp xúc Aptomat: ta có: RAT1 = 0,25 (mΩ) = 0,00025 (Ω) Tổng trở ngắn mạch N1: ZN1 = √XMBA12 + (RMBA1 + RAT1)2 = √0,00722 + (0,0012 + 0,00025)2 = 0,0073 (Ω) Dòng điện ngắn mạch ổn định: IN1 = = = 10,96 (kA) 0,38 √3 √3.0,020 Dòng điện ngắn mạch xung kích: ixk1 = 1,3√2 IN1 = 1,3√2 11,54 = 21,21 (kA) 48 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com B Lựa chọn kiểm tra thiết bị hạ áp a) Aptomat tổng: gồm aptomat tổng đóng cắt sau biến áp vào aptomat liên lạc hạ áp + Điện áp định mức: UđmATM ≥ Uđmm = 380 (V) + Dòng điện làm việc định mức: IđmATM ≥ Ilvmax =>I ≥ đmATM => IđmATM ≥ + 121,08 √3.0,38 = 183,96 (A) Dòng điện cắt định mức: IcắtATM ≥ IN1 = 22,42 (kA) Ta chọn aptomat kiểu AB Liên Xô chế tạo có thơng số kỹ thuật bảng 3.5 Bảng 3.5 Thông số kỹ thuật aptomat kiểu AB Kiểu AB-10 b) Aptomat phân xưởng: gồm aptomat đóng cắt sau hạ áp vào đường dây cấp nguồn với phân xưởng aptomat đóng cắt phân xưởng - Dịng điện làm việc bình thường phân xưởng tính tốn theo cơng thức: = 183,96 (A) = √3 49 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com Bảng 3.6 Kết chọn loại aptomat cho Đường dây TBA - Aptomat chọn theo điều kiện: + Điện áp định mức: UđmATM ≥ Uđmm + Dòng điện làm việc định mức: IđmATM ≥ Ilvmax => IđmATM ≥ (A) + Dòng điện cắt định mức: IcắtATM ≥ IN Ta chọn aptomat loại Liên Xơ chế tạo có thông số kỹ thuật bảng 3.7 Bảng 3.7 Kết chọn loại aptomat cho phân xưởng Trạm TBA 3.3.3 Lựa chọn thiết bị khác A Máy biến dòng đo lường hạ áp - Lựa chọn máy biến dòng loại BD20 Bảng 3.8 Thông số kỹ thuật máy biến dòng BD20 Mã hiệu BD20 50 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com + Thanh phía trung áp: Lựa chọn theo mật độ dòng kinh tế: - Tiết diện cái: Tra bảng 2-56[1], ta chọn đồng có kích thước 25x3 - (mm2), tiết diện 75 (mm2) + Thanh phía hạ áp: - Lựa chọn hai phía hạ áp có tiết diện nhau: Dịng làm việc chạy qua hạ áp: Tiết diện cái: - Tra bảng 2-56 tài liệu số 1, ta chọn đồng có kích thước 75x5 (mm2), tiết diện 375 (mm2) B Van chống sét Lựa chọn van chống sét loại GZ – 500 Bảng 3.9 Thông số kỹ thuật van chống sét Mã hiệu GZ-500 Kết luận: Ta có bảng thống kê thiết bị để lên danh sách vật tư bảng 3.10 51 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com Bảng 3.10 Bảng thống kê thiết bị STT Thiết bị Máy cắt điện Dao cách ly Aptomat tổng Aptomat phân xưởng Máy biến dòng đo lường Thanh hạ áp Van chống sét Máy biến áp Tụ điện 10 Đồng hồ Ampemet 11 Đồng hồ Vôn met 13 Đồng hồ đo công suất phản kh 52 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com KẾT LUẬN Sau thời gian thực đề tài, đề tài hoàn thành với nội dung sau : - Giới thiệu lọc bụi tĩnh điện - Tổng quát nội dung cấu tạo lọc bụi tĩnh điện - Tổng quan mạng hệ thống điện lọc bụi tĩnh điện - Đưa phương án cung cấp điện phù hợp cho hệ thống lọc bụi tĩnh điện dựa sở tính tốn phụ tải so sánh theo tiêu kỹ thuật - Lựa chọn thiết bị phân phối bảo vệ đường điện cho lọc bụi tĩnh điện Trong trình thực đề tài, em cố gắng vận dụng tất kiến thức học để thực đề tài, đồng thời em nhận hướng dẫn tận tình thầy đến em hồn thành đồ án thiết kế mơn học Mặc dù cố gắng nhiều kiến thức em cịn hạn chế nên đề tài khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận góp ý nhiệt tình thầy mơn để đồ án em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên Phan Quang Toàn 53 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com ... kiện làm việc cho công nhận Trong hệ thông lọc bụi lọc bụi tĩnh điện dùng chủ yếu, với phạm vi đồ án em giao đề tài: ? ?thiết kế hệ thống cung cấp điện cho lọc bụi tĩnh điện lò thổi 120 tấn? ??, nội dung... VÀ QUẢN LÝ VÀ CƠNG NGHỆ HẢI PHỊNG - THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO TRẠM LỌC BỤI TĨNH ĐIỆN LÒ THỔI 120 TẤN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP... cho phép tự động mở van để giảm áp suất buồng 2.5 HỆ THỐNG LỌC BỤI TĨNH ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY LUYỆN THÉP 2.5.1 .Hệ thống lọc bụi tĩnh điện bao gồm phận: - Lọc bụi trọng lực (lọc bụi bốc hơi) - Bộ lọc