Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 87 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
87
Dung lượng
875,57 KB
Nội dung
Đề tài
Nâng cấphệthốngđo
lường vàđiềukhiểnmáy
nén khíUK135/8T nhà máy
xi măng Bỉm Sơn
1
Với đề tài "Nâng cấphệthốngđolườngvàđiềukhiển
máy nénkhíUK135/8T nhà máy xi măng Bỉm Sơn"
Phần I: TÌM HIỂU HỆĐOLƯỜNGĐIỀUKHIỂNMÁYNÉN
KHÍ UK135/8T
CHƯƠNG 1 Tìm hiểu tổng quan về máynénkhí
1.1. Vai trò và chức năng của máynénkhí trong nhà máy
Nhiệm vụ của máynén là nâng áp suất cho một chất khí nào đóvàcấp
đủ lưu lượng cho các quá trình công nghệ khác, tạo ra sự tuần hoàn của lưu
thể trong chu trình hoặc duy trì áp suất chân không ( cô chân không, sấy
thăng hoa) cho các thiết bị khác.
Trong nhà máy xi măng nó có nhiệm vụ cụ thể là:
-Ổn định dòng chuyển động của liệu.
-Xử lý trường hợp liệu bị ùn tắc trong các ống dẫn.
-Trộ
n hay đồng nhất liệu trong quá trình cuối giữa Clanhke và các phụ gia.
1.2. Phân loại máynénkhíMáynén có thể phân loại như sau:
9 Máynén làm việc theo nguyên lý thể tích gồm có máynén pitông,
máy nén rôto cánh trượt, máynén trục vít…
9 Máynén ly tâm.
2
9 Máynén làm việc theo nguyên lý cánh nâng.
9 Máynén tuye.
9 Máynén một hoặc nhiều cấp.
9 Theo đối tượng nén: máynén không khí, máynénkhí CO
2
, máynén
hơi NH
3
, máynén hơi Freon…
Theo đặc điểm cấu tạo: máynén kín, nửa kín và nưa hở (đối với động
cơ ).
1.3. Tổng quan về nguyên lý hoạt động của máynénkhí
Nguyên lý hoạt động:
Máynén là nhóm máy công tác trong các loại máy thuỷ lực.Khi đi qua
máy công tác, lưu thể thu nhận năng lượng. Ngược lại khi đi qua máy động
lực thì lưu thể cho năng lượng. Trong quá trình nhận hay cho nănglượng
của lưu thể đều tuân theo định lu
ật Becnuli.
Các máy công tác làm việc theo nguyên lý chính sau đây :
9 Nguyên lý thể tích.
9 Nguyên lý cánh nâng.
9 Nguyên lý ly tâm.
9 Nguyên lý phun tia.
1.3.1 Nguyên lý thể tích
Nguyên lý thể tích được ứng dụng và thiết kế để chế tạo máy nén. Ở
các máynén thì lưu thể là các chất khí hay hơi. Nguyên lý chính của máy là
tạo ra một dung tích thay đổi từ nhỏ đến lớn và ngược lại, khi dung tích của
máy tăng từ giá trị bằng không đến giá trị lớn nhất được gọi là quá trình hút
lưu thể, khi dung tích giảm về không được gọi là quá trình nénvà đẩy lưu
thể. Cứ mỗi lần hút và đẩ
y máy vận chuyển một lượng lưu thể nhất định,
3
dung tích này phụ thuộc vào cấu tạo và vòng quay của máy cũng như tính
chất và áp lực của lưu thể. Trong quá trình máy hoạt động sự thay đổi trạng
thái của lưu thể luôn tuân theo định luật sau đây:
PV = const và PV
K
= const.
Trong đó:
P-là áp suất lưu thể;
V-là thể tích lưu thể;
k- hệ số ; k = 1,4;
Khi máy làm việc với lưu thể không co dãn ( V = const ) cần tránh tăng hay
giảm quá nhanh thể tích làm việc của máy để không làm hư hỏng máy hoặc
cháy động cơ do quá tải. Muốn thế cần chú ý:
- Trước khi cho máy chạy cần mở van phía cửa đẩy.
- Lắp van an toàn để xả nhanh lưu thể từ không gian nén sang không gian
hút của máy.
1.3.2 Nguyên lý ly tâm
Nguyên lý này giúp ta ngiên cứu chuyển
động của chất lỏng chứa đầy
trong kênh.
1.3.3 Nguyên lý cánh nâng
Đây là nguyên lý thể hiện chiều chuyển động của lưu thể cùng các lực
tác dụng lên cánh, nguyên lý này được ứng dụng trong các máynén hướng
trục.
1.3.4 Nguyên lý phun tia
Nguyên lý này dựa trên định luật bảo toàn nănglượng của dòng lưu
thể, khi áp suất tăng lên thì vận tốc giảm đi hoặc ngược lại, năng suất và áp
suất của máy tuỳ thuộc vào v
ận tốc chất lưu.
4
1.4. Vai trò chức năng của hệthốngđo lường, điềukhiểnmáynén
Để đảm bảo hoạt động của máynén cũng như năng suất hoạt động của
máy cần phải có hệthốngđo giám sát các thông số chất lưu, các thông số đó
là: nhiệt độ, áp suất, lưu lượng, từ các thông số đo được gửi về người vận
hành sẽ dựa vào đ
ó để điều chỉnh sao cho máy luôn hoạt động ở chế độ an
toàn, đúng các thông số kỹ thuật cho phép, hoặc các thông số đo sẽ được
chuyển thành các tín hiệu điện áp hoặc dòng điện bằng các bộ chuyển đổi để
đưa vào các đầu vào của PLC.
Hệ thốngđiềukhiểnmáynénkhí nhằm thay đổi các thông số chất lưu
ở giới hạn cho phép, ổn định hoạ
t động của máy, giúp cho việc khởi động và
dừng máy. Mạch điềukhiển là các mạch điện gồm các rơle, rơle thời gian,
các công tắc tơ, áptômát, khởi động từ, các khoá điềukhiển tạo thành các
mạch dừng, mạch khởi động, mạch bảo vệ lắp trên các tủ điều khiển.
5
CHƯƠNG 2 Tìm hiểu cấu tạo và vận hành của máynénkhí
UK135/8T do Nga chế tạo
2.1. Cấu tạo của máynénkhíUK135/8T
-Gồm các động cơ bơm dầu phụ, bơm hút, đẩy, nguồn cung cấp cho
động cơ là nguồn 380/220v, tần số công nghiệp f = 50hz.
-Hệ thống bao gồm các ống hút và ống xả, các tuabin.
-Hệ thống van bao gồm:
9 Van tiết lưu.
9 Van nhánh.
9 Van dầu đẩy.
9 Van cấp nước.
9 Van thoát nước.
Xét cấu tạo của các van:
Van có ảnh hưởng r
ất lớn đến hệ số cấp của máynén khí. Nhiệm vụ
của chúng là phải đóng mở đúng lúc, khi đóng phải kín, khi mở phải ít gây
tổn thất trở lực, tuổi thọ cao, dễ chế tạo, dễ thay thế, không tạo ra nhiều
không gian chết. Các bộ phận chính trong mỗi van là: đĩa van, lá van, lò xo,
chụp dẫn hướng.
6
Đĩa van được khoan và tạo ra các lỗ van. Kích thước đĩa van, kích thước lỗ
van phụ thuộc vào độ lớn máynén khí. Vật liệu chế tạo đĩa van là: gang thép
45 hay thép 40X. Lợi tì cho lá van phải có độ bóng ▼9 hoặc ▼10, các bề
mặt còn lại của đĩa van chỉ cần có độ bóng ▼7 là được.
Lá van làm việc ở chế độnặng tải, tần số chu kỳ của nó đúng bằng số vòng
quay của trục máy. Vì v
ậy vật liệu chế tạo lá van phải là thép lò xo như 70C
2
XA, hoặc Y10A, hoặc 30XГCA. Độ cứng của lá van là HRC48-54. Lá van
hình tròn hoặc vành khăn có chiều dày từ 1,5÷2mm.
-Thùng dầu.
-Máy lọc không khí.
-Cơ cấu truyền động điều chỉnh tốc độ động cơ.
-Hệ thống bảo vệ bao gồm:
9 Các đèn báo khi xảy ra sự cố.
9 Các chuông báo tín hiệu âm thanh khi có sự cố.
-Hệ thốngđovà giám sát các thông số bao gồm: nhiệt độ, áp suất, lưu l
ượng
các thông số trên được đovà kiểm tra bằng các thiết bị đo
Dòng điện trong các động cơ máynén được đo bằng Ampemet.
-Hệ thống khởi động và dừng động cơ được điềukhiển tại tủ điềukhiển bao
gồm các công tắc tơ, rơle, aptomat, khởi động từ và các khoá điềukhiển tạo
thành các mạch dừng và các mạch khởi động.
2.2. Đặc tính kỹ thuật của máynénkhíUK135/8T
-Nguồn nănglượngcấp cho hệthống tự động là nguồn 380/220v,tần số
f=50hz.
- Công suất định mức của mạng điềukhiểnva dòng không quá 4kw.
- Điều chỉnh áp suất được thực hiện bằng cách thay đổi năng suất của máy
nén khí từ 100% đến 0%.
7
Giới hạn điều chỉnh áp suất tuyệt đối :
UK-100/6,5 2.5 – 6.5 Kg/cm
2
UK- 135/8 3.0 – 7.8 Kg/cm
2
- Dừng sự cố máynénkhí đồng thời phát ra tín hiệu âm thanh, ánh sáng theo
các thông số sau đây :
9 Khi nhiệt độ ổ đỡvà nhiệt độ dầu ra khỏi ổ đỡ lên đến 80
0
C
9 Khi nhiệt độkhí trên đường ống chính lên đến 40
0
C .
9 Khi áp suất dầu trong ống chính giảm đến 0,5 Kg/cm
2
.
9 Khi lưu lượng nước giảm đến 60 m
3
/ h.
Kiểm tra trực quan :
9 Áp suất khí trên đường ống xả.
9 Áp suất khí trên đường ống hút.
9 Áp suất dầu trong ống góp.
9 Lưu lượngkhí cần thiết so với nguồn cấp.
9 Dòng điện của động cơ điện của máynén khí.
- Bộ phận điều chỉnh có thể thực hiện điềukhiển tự động từ xa hoặ
c bằng
tay.
- Kích thước tủ điềukhiển 2.200 x 1.200 x 600 mm.
Tủ phân phối 1.920 x 900 x 435 mm.
2.3. Sơ đồ nguyên lý điện
2.3.1. Sơ đồ nguyên lý điện đolườngvàđiều khiển, bảo vệ máynénkhí
UK135/8T (hệ thốngđiều khiển)
8
2.3.2. Hệthống rơle mạch điềukhiển
• 1P và 2P là cặp rơle trung gian tự duy trì cùng với công tắc cuối
KBO-III: sẵn sàng, chuẩn bị khởi động ở chế độ tự động.
• 3P: là rơle trung gian cho phép khởi động.
• 4P: báo hiệu động cơ đã được đóng điện qua cặp tiếp điểm БKC.
• 6P: rơle đ
iều khiển bơm dầu khởi động.
• 7P: rơle bảo vệ áp lực dầu.
• 8P: rơle chuẩn bị khởi động van nhánh.
• 9P: rơle chuẩn bị khởi động van tiết lưu.
• 10P: rơle bảo vệ áp lực nước qua cặp tiếp điểm PKC.
• 11P: rơle bảo vệ lưu lượng khí. Tác động khi lưu lượngkhí giảm dưới
60 m
3
/p.
• 12P: rơle bảo vệ nhiệt độ dầu.
• 13P: rơle bảo vệ nhiệt độ khí.
• 14P: rơle trung gian.
• 15P: rơle sự cố máynén khí.
• 16P: rơle kiểm tra tín hiệu đèn.
• 20P: rơle bảo vệ nhiệt độ gối đỡ.
• PB: rơle thời gian,
• TC1: đèn báo tủ đã được đóng điện.
9
• TC2: đèn báo cho phép khởi động.
• TC3: đèn báo động cơ đã đóng điện.
• TC4: đèn báo áp lực dầu thấp hơn định mức.
• TC5: đèn báo áp lực nước thấp hơn định mức.
• TC6: đèn báo bơm dầu phụ đã được đóng điện.
• TC7: đèn báo nhiệt độ dầu tăng quá định mức.
• TC8:
đèn báo nhiệt độkhí tăng quá định mức.
• TC12: đèn báo nhiệt độ gối đỡ tăng quá định mức.
• TC13: đèn báo rơle bảo vệ động cơ điện tác động,
• K1: nút ấn đưa máy làm việc ở chế độ tự động.
• K2: nút ấn dừng sự cố.
• K3: nút ấn thử tín hiệu đèn.
• A1: aptomat đóng điệ
n van tiết lưu.
• A2: aptomat đóng điện van nhánh.
• A3: aptomat đóng điện van đẩy.
• A4: aptomat đóng điện van nước vào.
• A5: aptomat đóng điện van nước ra.
• A6: aptomat đóng điện bơm dầu khởi động.
• A7: aptomat tổng.
• A8: aptomat tủ điều khiển.
• MП1: khởi động từ van tiết lưu.
• MП2: khở
i động từ van nhánh.
• MП3: khởi động từ van dầu đẩy.
• MП4: khởi động từ van nước vào.
• MП5: khởi động từ van nước ra.
• MП6: khởi động từ bơm dầu khởi động.
[...]... hệ thốngđo chưa được số hoá, các đầu ra của thiết bị đo là các tín hiệu chưa được chuẩn hoá để đưa đi điềukhiển chỉ dừng lại ở mức độđo để kiểm tra các thông số và sau đóđiềukhiển hoàn toàn bằng cơ khí, chưa tự động hoá được quá trình đo vàđiềukhiểnhệthống 4.2 Ý tưởng nângcấphệthốngvà các phuơng án nângcấp 4.2.1 Các phương án nângcấphệthống Dựa vào yêu cầu điềukhiển của bài toán và. .. với trọng lượnghệthống phao thì phao ngừng chuyển động và lõi ferit sẽ có một vị trí xác định trong biến áp vi sai Điện áp Ur là đại lượng biểu thị lưu lượng của dòng chảy trong đường ống Cấp chính xác của Rôtamét là 1,5 và 2,5 26 27 CHƯƠNG 4 Những hạn chế trong đo lườngvàđiềukhiển máy nénkhíUK135/8Tvà phương hướng nângcấphệthống 4.1 Những hạn chế Về mặt điềukhiển toàn bộ hệthống hoạt động... chương trình điềukhiển -Hoạt động của hệthống chưa được tối ưu hoá -Không thể tiến hành điềukhiển trực tiếp trên một màn hình máy tính vì không có phần mềm tích hợp các chương trình điều khiển giám sát hệthống 2.Phương án 2: Sử dụng PLCS7-200 để viết chương trình và điềukhiểnhệthống theo đúng yêu cầu đặt ra vì số đầu vào và đầu ra của hệthống không quá lớn và chương trình điềukhiển cũng không... theo dõi hoạt động của máy đồng thời có thể điềukhiểnmáy tại một trung tâm điềukhiển xa hiện trường ,bao quát toàn bộ hoạt động của máy tại một máy tính trung tâm 31 Phần II NÂNGCẤPHỆTHỐNG DÙNG PLCS7-300 CHƯƠNG 1 1.1 Xây dựng mô hình hệthống Mô hình hệthống Hoạt động của hệthống được mô tả như sau: Tín hiệu đầu vào của PLC được lấy từ thiết bị hiện trường là máynén khí: bao gồm tín hiệu của... điểm của phương án: -Giá thành nângcấp khá rẻ -Chương trình điềukhiển linh hoạt khắc phục được các lỗi điềukhiểnvà các sự cố được khắc phục và cảnh báo hoàn toàn -Có phần mềm theo dõi và giám sát hoạt động hệthống trực tiếp được trên một máy tính trung tâm +)Nhược điểm của hệ thống: -Chỉ ứng dụng được trong các hệthốngđiềukhiển nhỏ không đáp ứng được cho các hệthống lớn 3.Phương án 3: Sử dụng... thuật đặt ra, dựa vào số đầu vào điềukhiểnvà số đầu ra điềukhiển em xin đưa ra các phương án có thể thực hiện nhiệm vụ đặt ra như sau: 1.Phương án 1: Sử dụng LOGO230RLC để viết chương trình vàđiềukhiểnmáynénkhí đảm bảo đúng yêu cầu kỹ thuật của hệ thống, sử dụng một Screen để theo dõi hoạt động hệthống bằng chương trình riêng 28 +)Ưu điểm của phương án : -Giá thành nângcấp rẻ -Ngôn ngữ lập... các bộ phận kiểm soát vàđiều chỉnh được điềukhiển bằng các nút bấm của điềukhiển từ xa, khởi động bơm dầu được đóng khi quay khoá sang vị trí điềukhiển tù xa 2.4.2 Khởi động máynénkhíKhi khởi động máynénkhí cần phải quay khóa KY sang bên phải,sau đó : - Đóng điện động cơ máynénkhívà đèn “động cơ đã đóng điện” sáng lên - Vì cùng đồng thời làm việc nên áp suất dầu của máy bơm dầu cơ học (bơm... chương trình điềukhiển cho máy nén, toàn bộ quá trình giám sát vàđiềukhiển có thể được tiến hành trên máy tính trung tâm bằng phần mềm công nghiệp tích hợp cho hệthống PCS7 29 +)Ưu điểm của phương án: -Thoả mãn hoàn toàn yêu cầu của bài toán -Linh hoạt trong điềukhiển -Có thể ứng dụng cho một hệthống lớn cho nhiều máynén -PLCS7-300 được ứng dụng rộng rãi và phổ biến trong các nhà máy hiện nay... học tập và sử dụng nó cho người điềukhiển dễ dàng +)Nhược điểm hệ thống: -Giá thành đắt hơn các phương án trên 4.2.2 Lựa chọn phương án nângcấp Dựa vào các phân tích và yêu cầu đặt ra em chọn phương án 3 để nângcấphệthống bởi các lý do sau: -Bài toán được giải quyết một cách tối ưu -Tiện lợi trong sử dụng vì các lệnh lập trình không phức tạp, hệthống đơn giản -Sử dụng cho một máynénkhí thì... một máynénkhí thì giá thành nângcấp đắt nhưng cho nhiều máynén thì giá thành lại rẻ -Để giúp cho việc nghiên cứu và sử dụng nó trong điềukhiển bởi nó rất phổ biến hiện nay -Và mục đích chính là cho việc học tập và tìm hiểu nó trong đề tài tốt nghiệp của em 4.3 Tổng hợp lại yêu cầu bài toán và các công việc nângcấp Số đầu vào điềukhiển là 22 đầu vào, số đầu ra điềukhiển là 31 đầu ra, các công .
Nâng cấp hệ thống đo
lường và điều khiển máy
nén khí UK135/8T nhà máy
xi măng Bỉm Sơn
1
Với đề tài " ;Nâng cấp hệ thống đo. thống đo lường và điều khiển
máy nén khí UK135/8T nhà máy xi măng Bỉm Sơn"
Phần I: TÌM HIỂU HỆ ĐO LƯỜNG ĐIỀU KHIỂN MÁY NÉN
KHÍ UK135/8T