Nghiên cứu giải pháp dọn bùn bể chứa nước tháp làm mát xưởng phụ trợ nhà máy đạm cà mau

I H C QU C GIA TP.HCM TR NGă I H C BÁCH KHOA  NGUY N DUY THANH NGHIÊN C U GI I PHÁP D N BÙN B CH AăN THỄPăLẨMăMỄTăX NHẨăMỄYă C NG PH TR M CÀ MAU STUDY OF TAKING UP SLUDGE SOLUTION IN BASIN COOLING TOWER CA MAU FERTILIZER PLANT Chuyên ngành: K Thu tăC ă i n T Mã s : 8520114 LU NăV NăTH CăS TP H CHÍ MINH, tháng 06 n mă2022 Cơngătrìnhăđ Cán b h c hoàn thành t i: Tr ngă i h c Bách Khoa ậ HQG-HCM ng d n khoa h c: PGS TS Nguy n T n Ti n Cán b ch m nh n xét : PGS TS Nguy năThanhăPh ng PGS TS Lê M Hà Lu năv năth căs ăđ c b o v t i Tr ngă i h c Bách Khoa Tp H Chí Minh Ngày 27/06/2022: Thành ph n H iăđ ngăđánhăgiáălu năv năth căs ăg m: Ch t ch: PGS.ăTS.ăVõăT ng Quân 2.ăTh ăkỦμăTS Ngô Hà Quang Th nh Ph n bi n 1: PGS TS Lê M Hà Ph n bi n 2: PGS TS Nguy năThanhăPh ng y viên: TS Tr n Vi t H ng Xác nh n c a Ch t ch H iă đ ngă đánhă giáă lu nă v nă vƠă Tr chuyên ngành sau lu năv năđưăđ c s a ch a CH T CH H Iă PGS.ăTS.ăVõăT NG TR ng Khoa qu n lý NGăKHOAăC ăKHệ ng Quân i I H C QU C GIA TP.HCM TR NGă C NG HÒA Xà H I CH NGH AăVI T NAM I H C BÁCH KHOA c l p - T - H nh phúc NHI MăV ăLU NăV NăTH CăS H ătênăh căviên:ăNGUY NăDUYăTHANHăăăă MSHV: 1870239 NgƠy,ătháng,ăn măsinhμă22/11/1984 N iăsinhμă Chuyên ngành: K thu tăC ăđi n t Mã s : 8520114 I TểNă ng Nai ăTẨI: Nghiên c u gi i pháp d n bùn b ch aăn c tháp làm mát x NhƠămáyă m Cà Mau ng ph tr Study of taking up sludge solution in basin cooling tower Ca Mau Fertilizer Plant II NHI MăV ăVẨăN IăDUNG: - Tìmăhi uăcácăm tăh năch ătrongăcơngătácăd năbùnăb ăbasinăthápălƠmămátăx ngă ph ătr ăNhƠămáyă măCƠăMau.ăTìmăhi uăt ngăquanăcácăthi tăb ăd năbùn,ălƠmăs chă bùnăđáyăb ăđangăđ - căs ăd ngăhi nănay Nghiên c u tìm gi i pháp gi i quy t h n ch c a v năđ d n bùn l ng b ch aăn c tháp lƠmămátăNhƠămáyă m Cà Mau III NGẨYăGIAOăNHI MăV : 26/06/2021 IV NGẨYăHOẨNăTHẨNHăNHI MăV : 10/06/2022 V CỄNăB ăH CỄNăB ăH NGăD N:ăPGS.ăTS.ăNguy năT năTi nă NGăD N Tp H Chí Minh, ngày … ỏháng … n m 2022 CH ăNHI MăB ăMỌN PGS TS.ăNguy năT năTi n TR NGăKHOAăC ăKHệ ii L IăCỄMă N Tơi xin đ khoa C Khí Tr c g i l i c m n đ n quý th y cô b môn C ng i n T , quý th y cô i H c Bách Khoa Thành ph H Chí Minh ỏ n tình gi ng d y cho tơi su t khố h c Xin trân tr ng c m n Th y h Th y h ng d n ỏôi, đ nh h ng d n PGS - TS Nguy n T n Ti n, ng cho trình h c t p c ng nh ỏrong vi c hoàn thành lu n ố n C m n Phịng ỏhí nghi m tr ng m i u n s K thu t H th ng (DCSELab) h tr tơi q trình h c t p th c hi n lu n ố n V i v n ki n th c có h n kh n ng lý lỐ n nhi u h n ch , nên lu n ố n không tránh kh i nh ng thi u sót Kính mong s ch d n ốà đóng góp ý ki n c a q Th y, Cơ đ lu n ố n c a ỏôi đ c hoàn thi n h n Xin chân thành c m n! iii TịMăT TăLU NăV N Công tác thu d n bùn b ch aăn călƠmămátăNhƠămáyă m t nh ng h ng m c quan tr ng c aăcácăđ t b oăd n m.ăV iăkíchăth m Cà Mau ng t ng th nhà máy hàng c b ch a 151.20 x 17.20 m2 l p bùn l ng t 25 ậ 30ăcmăđơyălƠă m t công vi c có kh iăl ng l n c n s l ng nhân s t 12 ậ 15ăng i tham gia th c hi n ph i hoàn thành th i gian d ng máy 10 ậ 12 ngày Lu năv nătìmăraăgi i pháp kh thiăđ gi i quy t v năđ d n bùn l ng tháp làm mát c aăcácănhƠămáyănóiăchungăvƠănhƠămáyăđ m Cà Mau nói riêng B ng vi c thi t k saăđ choărobotădiăđ ng b ngăhaiăbánhăxíchăvƠăđi u n qua b u n b ng tay, t đ ng, k t qu mô hình hóa, mơ ph ng th c nghi m ch ng t tính kh thi c aăđ tƠiăc ngănh ăki m nghi m lu tăđi u n ABSTRACT Taking up sludge in the basin cooling tower of Ca Mau Fertilizer plant is the most important job in overhaul every year With the basin size is 151,20m x 17,20m sludge layer 25 - 35 cm, this is a huge job that requires 12 ậ 15 labor with hand tools, slurry pumps And this work must be complete must be completed within 10 - 12 days of downtime The job contains many risks of electrical accidents and fails This research propose a possible solution to solve these problems for taking up sludge in cooling towers and cleaning the basin bottom The author designed trajectory for mobile tracking robot, built kinematic modeling, made simulation to demonstrate the feasibility of the research iv L IăCAMă OAN Tôi xin cam đoanăLu năv năTh căs ăắNghiên c u gi i pháp d n bùn b basin thápălƠmămátăx cáănhơnătôiăd ng ph tr nhƠămáyă is h măCƠăMau”ălà cơng trình nghiên c u c a ng d n c a PGS TS Nguy n T n Ti n Các n i dung nghiên c u, k t qu trongăđ tài trung th c Nh ng s li u, công th c,ăph ngăphápăđ c thu th p t ngu n khác có ghi rõ ph n tài li u tham kh o Tôi xin ch u trách nhi m hồn tồn v cơng trình nghiên c u c a T.p H Chí Minh, tháng 06 n m 2022 Nguy n Duy Thanh v M CăL C NHI MăV ăLU NăV NăTH CăS ii L IăCỄMă N iii TịMăT TăLU NăV N iv ABSTRACT iv M CăL C vi CH NGă1ăT NGăQUAN 1.ăS ăL CăV ăTHỄPăLĨMăMỄTăVĨăS ăHÌNHăTHĨNHăL PăBỐNăL NG 1.1.ăS ăl căv ăthápălƠmămát 1.2.ăS ăhìnhăthƠnhăl păbùnăl ngătrongăb ăch aăn căthápălƠmămát 2.ăTHỌNGăS ăV NăHĨNHăVĨăTHỌNGăS ăK TăC UăC AăB ăCH AăN THỄPăLĨMăMỄTăNHĨăMỄYă Că MăCĨăMAU 14 2.1.ăThôngăs ăv năhƠnh 14 2.2.ăCácăthi tăb ăchínhăvƠăch ătiêuăcácăngu năn 2.3.ăThôngăs ăk tăc uăb ăch aăn c 15 căthápălƠmămátăNhƠămáyă măCƠăMau 17 2.4.ăNh ngăh năch ăvƠăkhóăkh nătrongăcơngătácăx ălỦăbùnătrong tháp làm mát 21 KH OăSỄTăCỄCăGI IăPHỄPăHI NăT I 23 3.1.ăH ăth ngălƠmăs chăbùnăl păc ăđ nhăd iăđáyăb 23 MRI ậ Ultra Scraper Sludge Collector 23 Submerged Sludge Collector 25 3.2.ăRobotăd năbùn 27 Thi tăb ăZetaăCrezenăK7 27 Thi tăb ăPIROăậ U3 28 3.3.ăTìnhăhìnhănghiênăc uăvƠătri năăkhaiăcác ph ngăphápăd năbùnătrongăn c 29 4.ăK TăLU N 32 CH 1.ă 1.1.ă NGă2ăPH NGăÁN VÀ MƠ HÌNH ROBOT 33 UăBĨIăậ YểUăC U 34 uăbƠi 34 1.2.ăCácăyêuăc u 36 2.ăPH NGăỄN 36 vi 2.1.ăCh năph ngăán 36 2.2 Thi tăb 37 Robot hút bùn thô 37 Robot hút bùn tinh 37 Thơngăs ăchínhăc aărobot 38 Robotăhútăbùnătinhă(robotălƠmăs ch) 40 C ăc uădiăchuy năc aărobot 41 C măhútăc aărobot 42 H ăth ngăđi n 43 2.3.ăGi iăphápăd năbùnăchoăb ăch aăn 2.4.ăSaăđ ăchoăb ăch aăn călƠmămátăNhƠămáyă căthápălƠmămátăNhƠămáyă măCƠăMau 46 măcƠăMau 47 Xơyăd ngăsaăđ ă(qu ăđ o) 47 L uăđ ăth căhi n 48 2.5 Gi iăthíchăcácăb CH cătrongăl uăđ 49 NGă3ăăMỌăHỊNHă NGăH Căă I UăKHI NăROBOT 50 1.ăC ăS ăLụăTHUY T 51 2.ăTHI TăK ăB ă I UăKHI N 51 2.1.ăMơăhìnhăđ ngăh c 51 2.2.ă nhăv ăvƠăđi uăkhi năchoărobotăđiătheoăqu ăđ o 53 2.3.ăGi iăthu tăđi uăkhi năchoărobotăhútăbùn 68 2.4.ăK tăqu ămôăph ng 69 2.5.ăK tălu n 70 CH NGă4ăK TăLU NăVẨăH NGăPHỄTăTRI Nă ăTẨI 71 1.ăK TăLU N 71 2.ăH NăCH ,ăGI IăH Nă 3.ăH ăTĨI 71 NGăPHỄTăTRI NăC Aă ăTĨI 71 DANHăM CăCỄCăCỌNGăTRỊNHăNGHIểNăC UăKHOAăH C 72 TẨIăLI UăTHAMăKH O 73 vii DANHăM CăB NGăBI U B ng 1.1 Tính ch t v t lý c a bùn d ng thù hình 10 B ng 1.2 Các thi t b c a h th ngălƠmămátăNhƠămáyă m Cà Mau 15 B ng 1.3 Ch tiêu ch tăl ngăn căsôngăđ u vào: 15 B ng 1.4 Ch tiêu ch tăl ngăn c sông làm mát: 16 B ng 1.5 Ch tiêu ch tăl ngăn c s ch làm mát: 16 B ng 1.6 Mô t n i dung công vi c d n bùn v sinhăđáyăb ch aăn c làm mát c aăNhƠămáyă m Cà Mau .22 B ng 1.7 Thơng s c a robot hút bùn Zenta Crezen 27 B ng 1.8 Thơng s c a Robot hut bùn PIRO-U3 29 B ng 1.9 Thông s máy hút bùn t hành 30 B ng 2.1 Ph i h păcácăb c công tác d n bùn b ch aăn c làm mát .35 B ngă2.2.ăCácăph ngăánăd n bùn b ch aăn căthápălƠmămátăăNhƠămáyă m Cà Mau 36 B ng 2.3 Thông s thi t b u n .44 B ng 2.4 Ngu n c p cho robot hút bùn 45 B ng 3.1 Các thông s c a thi t b GPS C099-F9P .54 B ng 3.2 Thông s c a c m bi n la bàn s 56 B ng 3.3 Thông s thi t b u n .59 viii DANHăM CăHỊNHă NH Hình 1.1 Tháp làm mát hay tháp gi i nhi tăđi n hình nhà máy Hình 1.2 Tháp làm mát d ngăđ iăl uăt nhiên Hìnhă1.3.ăThápălƠmămátăđ iăl uăc ng b c Hình 1.4 Kh iăđ m d ng phun kh iăđ m d ng màng Hình 1.5 Các ngătraoăđ i nhi t b đóngăcáu .6 Hình 1.6 L p bùn l ngăd iăđáyăthápălƠmămátă NhƠămáyă Hìnhă1.7.ăS ăđ mơ t ph ngăphápăx lý bùn tiêu bi u 11 Hình 1.8 Nguyên lý làm vi c vịng tu n hồn c aăn Hìnhă1.λ.ăCácăb Hìnhă1.10.ăCácăph c d n bùn cho b ch aăn m Cà Mau c làm mát 12 c công nghi p .12 ngăphápăphơnăhu bùn 13 Hình 1.11 Tháp làm mát c aăx ng ph tr NhƠămáyă m Cà Mau 14 Hìnhă1.12.ăKíchăth c th c t c a b ch aăn căthápălƠmămátăăNhƠămáyă m cà Mau m t c t ngang 18 Hìnhă1.13.ăL uăđ h th ng làm mát c aăNhƠămáyă m Cà Mau 19 Hìnhă1.14.ăS ăđ t ng th b ch aăn călƠmămátăx ng ph tr NhƠămáyă m Cà Mau 20 Hình 1.15 Các cơng nhân d n bùn v sinhăđáyăb ch aăn c làm mát Nhà may m Cà Mau .21 Hình 1.16.ăC ăc u v trí l păđ t c a h th ng MRI-Ultra Collector 23 Hình 1.17 Các b ph n c a h th ng làm s ch bùn MRI - Ultra Sludge Collector 24 Hình 1.18 Dịng ch y t ng b s d ng h th ng c o bùn 25 Hình 1.19 C u t o c a h th ng hút bùn Submerged Sludge Collector 25 Hình 1.20 Các b ph n c a thi t b Submerged Sludge Collector 26 Hình 1.21 Robot hút bùn Zeta Crezen .27 Hình 1.22 Robot hút bùn PIRO-U3 28 Hình 1.23 Máy hút bùn mini t hành n o vét bùn, cát 30 Hìnhă1.24.ăCácăc ăc u b ph n c a máy hút bùn mini t hành 31 ix Nghiênăc uăgi iăphápăd năbùn b ăch aăn àđ đ í călƠmămát NhƠămáyă măCƠăMau í Trong thu tătoánătheoă đu i thu nătuỦ,ăđ dƠiă tiêuăđi m l đ căđ tătr c, kho ng cách ngang u (c aărobot)ăđ nătiêuăđi m Kho ngăcáchănƠyăđ c mô t tính tốn hình 3.7 Hình 3.7 Mơ ỏ kho ng cách ngang c a roboỏ đên ỏiêỐ m Áp d ngăph ngătrìnhă i m ậ d c (Point ậ Slope) [15] đ tìm qu đ o robot: ( y − yr ) = tan( ) ( x − xr ) (3.21) Trongăđóμ (xr , yr ): to đ robot  : góc xoay c a robot Chuy năph ngătrìnhăv d ng: ax + by + c = (3.22) Trongăđóμăa = - tan(); b = 1; c = tan() (xr - yr ) Áp d ng công th c kho ngăcáchăđ d= ng th ng, ta có: ax + by + c a −b 2 (3.23) Thay thông s t aăđ c aătiêuăđi m,ătaăđ u= axl + byl + c a +b 2 c: (3.24) Trongăđóμă u: kho ng cách ngang c a robot so v iătiêuăđi m Trang 61 Nghiênăc uăgi iăphápăd năbùn b ăch aăn călƠmămát NhƠămáyă măCƠăMau (xl, yl): t aăđ tiêuăđi m +ăTínhătốnăđ cong c aăcungătrịnăđánhălái + Tính tốn v n t c tham chi u m c tiêu bánh xe trái bánh xe ph i Tr ng tâm c a robot tách r i v m t hình h căvƠăcáchăđi m m c tiêu m tăđo n l i m m c tiêu (x, y)ăđ c ràng bu cătrênăđ ngăđi,ăthu tătốnătínhătốnăđ cong c a cung n iăđi m g c v iăđi m m cătiêuăcóăđ dài dây cung l L uăđ ăđi uăkhi n Hình 3.8 L Ố đ ỏhỐ ỏ ỏoán Ố n robot ỏheo line (qỐ đ o) Di n gi iăl uăđ : b Vi c u n robot bám theo qu đ o cho tr c sau: căđ c th c hi n l năl c - Kh iăt oăqu đ o tham chi u, xácăđ nhăđi măđ u,ăđi măcu iăc aăqu ăđ o Trong b c t to đ tham chi u cho tr c, qu đ o s đ căxácăđ nhăb ngăcáchăn iăcácă măthamăchi uăchoătr c,ăsauăđó ti n hƠnh chia nh vector tham chi u nh h nă t ng ng v i ph n t có qu đ o Xácăđ nhăđi mătrênăqu ăđ oăcóăkho ngăcách g năRobotănh t.ăCácăb căti pătheoălƠăchuy năđi măđ năv ăh ăto ăđ ăc aărobot b ngăGPSăvƠă Compass sensor, tínhătốnăđ ngăcongăđ ăn iăsuyăv năt căgócărobot,ăc pănh tăv ătríăhi năt iă c aărobot.ăNh ăđ ngălineăhayăqu ăđ oăc aărobotăhútăbùnă ăhìnhă3.9 th ăqu đ o đ c Trang 62 Nghiênăc uăgi iăphápăd năbùn b ăch aăn călƠmămát NhƠămáyă măCƠăMau chia thƠnh cácăđi m tham chi u v i kho ng cách gi a cácăđi m lƠ 0.02măt t c tham chi uăs ăb 0.2m/s vƠ bán kính quay 0.5m Hình 3.9 QỐ đ o roboỏ ỏrên h ỏo đ ỏ ngă ng v i v n ng đ i S d ng c m bi n la bàn s xácăđ nh góc l ch c a robot so v iăh ng B c Do tín hi u nh năđ c t c m bi n th c t t aăđ GPS c aărobotă,ăđ xácăđ nhăđúngă kho ng cách v n t c di chuy n c a robot, c n chuy năđ i tín hi u t t aăđ GPS sang h t aăđ Descartes v i góc l chăbanăđ u góc c a la bàn s Trongăđóăcóăcácăthơngăs c năxácăđ nhănh ăsauμ Xácăđ nh kho ng cách c a robot bi t t aăđ đ u cu i d , theo công th c [13]ănh ăsauμ (3.25) or cos for E Trongăđóμă lƠăv ăđ , ălƠăkinhăđ ,ă đ t,ă ă=ălnă(tană( ă/ă4ă+ă q ălƠăđ )ă/ătană( ă/ă4ă+ă W line (3.26) (3.27) ngăđiăng nănh t,ăRălƠăbánăkínhătráiă ))ăchênhăl chăqu ăđ oăd ăki n.ăXácă đ nhăh ăs ăgócă V iμă ă=ălnă(tană( ă/ă4ă+ă atan )ă/ătană( ă/ă4ă+ă (3.28) )) Trang 63 Nghiênăc uăgi iăphápăd năbùn b ăch aăn călƠmămát NhƠămáyă Trongăđóμă ălƠăv ăđ ăe,ă ălƠăkinhăđ ă,ă bánăkínhătráiăđ t măCƠăMau ălƠăđ ngăđiăng nănh tă(