Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khảo sát tính toán tháp chưng cất trong dây chuyền sản xuất cồn, rượu tại Phú Thọ

Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khảo sát tính toán tháp chưng cất trong dây chuyền sản xuất cồn, rượu tại Phú ThọLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khảo sát tính toán tháp chưng cất trong dây chuyền sản xuất cồn, rượu tại Phú ThọLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khảo sát tính toán tháp chưng cất trong dây chuyền sản xuất cồn, rượu tại Phú ThọLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khảo sát tính toán tháp chưng cất trong dây chuyền sản xuất cồn, rượu tại Phú ThọLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khảo sát tính toán tháp chưng cất trong dây chuyền sản xuất cồn, rượu tại Phú ThọLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khảo sát tính toán tháp chưng cất trong dây chuyền sản xuất cồn, rượu tại Phú ThọLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khảo sát tính toán tháp chưng cất trong dây chuyền sản xuất cồn, rượu tại Phú ThọLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khảo sát tính toán tháp chưng cất trong dây chuyền sản xuất cồn, rượu tại Phú ThọLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khảo sát tính toán tháp chưng cất trong dây chuyền sản xuất cồn, rượu tại Phú ThọLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khảo sát tính toán tháp chưng cất trong dây chuyền sản xuất cồn, rượu tại Phú ThọLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khảo sát tính toán tháp chưng cất trong dây chuyền sản xuất cồn, rượu tại Phú ThọLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khảo sát tính toán tháp chưng cất trong dây chuyền sản xuất cồn, rượu tại Phú ThọLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khảo sát tính toán tháp chưng cất trong dây chuyền sản xuất cồn, rượu tại Phú ThọLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khảo sát tính toán tháp chưng cất trong dây chuyền sản xuất cồn, rượu tại Phú ThọLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khảo sát tính toán tháp chưng cất trong dây chuyền sản xuất cồn, rượu tại Phú ThọLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khảo sát tính toán tháp chưng cất trong dây chuyền sản xuất cồn, rượu tại Phú ThọLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khảo sát tính toán tháp chưng cất trong dây chuyền sản xuất cồn, rượu tại Phú ThọLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khảo sát tính toán tháp chưng cất trong dây chuyền sản xuất cồn, rượu tại Phú ThọLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khảo sát tính toán tháp chưng cất trong dây chuyền sản xuất cồn, rượu tại Phú ThọLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khảo sát tính toán tháp chưng cất trong dây chuyền sản xuất cồn, rượu tại Phú ThọLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khảo sát tính toán tháp chưng cất trong dây chuyền sản xuất cồn, rượu tại Phú ThọLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khảo sát tính toán tháp chưng cất trong dây chuyền sản xuất cồn, rượu tại Phú ThọLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khảo sát tính toán tháp chưng cất trong dây chuyền sản xuất cồn, rượu tại Phú ThọLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khảo sát tính toán tháp chưng cất trong dây chuyền sản xuất cồn, rượu tại Phú ThọLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khảo sát tính toán tháp chưng cất trong dây chuyền sản xuất cồn, rượu tại Phú ThọLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khảo sát tính toán tháp chưng cất trong dây chuyền sản xuất cồn, rượu tại Phú ThọLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khảo sát tính toán tháp chưng cất trong dây chuyền sản xuất cồn, rượu tại Phú ThọLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khảo sát tính toán tháp chưng cất trong dây chuyền sản xuất cồn, rượu tại Phú Thọ

i ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP HỌ VÀ TÊN TÁC GIẢ : VŨ HẢI NAM TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN NGHIÊN CỨU KHẢO SÁT TÍNH TỐN THÁP CHƢNG CẤT TRONG DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT CỒN, RƢỢU TẠI PHƯ THỌ Chun ngành: TỰ ĐỘNG HĨA Mã số: 60.52.02.16 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT PHÕNG QUẢN LÝ ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC TS VÕ QUANG LẠP KHOA ĐIỆN TRƢỞNG KHOA Thái nguyên - 2014 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ii LỜI CẢM ƠN Lời em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo PGS.TS Võ Quang Lạp hƣớng dẫn bảo tận tình để bắt đầu hoàn tất luận văn này, em xin gửi lời cảm ơn đến Thầy Cô giáo Khoa Điện nhƣ Thầy Cơ chƣơng trình đào tạo sau Đại học Trƣờng Đại học Kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên Xin cảm ơn Ban giám đốc… bạn khóa giúp đỡ để tơi hồn thành luận văn Cuối xin cảm ơn tồn thể thành viên gia đình ủng hộ, động viên nhƣ tạo điều kiện để hồn thành luận văn Do thời gian có hạn, trình độ cịn nhiều hạn chế, trang thiết bị dụng cụ phục vụ nghiên cứu thiếu vận hành mẻ nên trình làm luận văn cịn có nhiều thiếu sót, mong đƣợc dạy quý Thầy, Cô, bạn bè đồng nghiệp Xin chân thành cảm ơn! Ngƣời thực Vũ Hải Nam Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ iii LỜI CAM ĐOAN Tên là: Vũ Hải Nam Sinh ngày: 26 tháng 06 năm 1984 Nơi sinh: Thanh Ba - Phú Thọ Học viên lớp cao học: K14 - Tự động hóa - Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - Thái Nguyên Hiện công tác Trường Cao đẳng nghề Phú Thọ Tôi xin cam đoan đề tài: "Ngun cứu khảo sát tính tốn tháp chƣng cất dây chuyền sản xuất cồn, rƣợu Phú Thọ" cơng trình nghiên cứu riêng tơi thực hướng dẫn PGS.TS Võ Quang Lạp Kết nghiên cứu luận văn hoàn tồn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tơi hồn tồn chịu trách nhiệm với nội dung luận văn khơng có chép từ luận văn khác Thái Nguyên, ngày tháng năm 2013 Học viên Vũ Hải Nam Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ iv MỤC LỤC LỜI CÁM ƠN i LỜI CAM ĐOAN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC BẢN BIỂU, HÌNH ẢNH, HÌNH VẼ MINH HỌA v MỞ ĐẦU CHƢƠNG I: TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CỦA NHÀ MÁY 1.1 Giới thiệu nhà máy: 1.2 Quy trình sản xuất nhà máy: 1.2.1 Sắn: 1.2.2 Tách tạp chất/nghiền: 1.2.3 Nấu nghiên liệu: 1.2.4 Đường hóa: 1.2.5 Lên men: 1.2.6 Chưng cất: 1.2.7 Khử nước: 10 1.2.8 Ethanol (cồn): 11 1.2.9 Xử lý nước thải:……………………………………………… 11 1.3 Giới thiệu thiết bị hệ thống chưng cất 11 1.3.1 Hệ thống chưng cất 11 1.3.2 Nguyên lý làm việc 13 1.4 Công nghệ điều khiển nhà máy: 13 1.4.1 Hệ thống điều khiển DCS CENTUM CS3000 Yokogawa 13 1.4.1.1 Giới thiệu chung 13 1.4.1.2 Cấu trúc hệ thống CENTUM CS3000 15 CHƢƠNG II: KHẢO SÁT, TÍNH TỐN THÁP CHƢNG CẤT CỒN 2.1 Xây dựng mơ hình tốn học 20 2.1.1 Đặt vấn đề 20 2.1.2 Tháp chưng cất 20 2.1.3 Cơ sở lý thuyết xây dựng mơ hình tháp chưng cất 21 2.1.3.1 Kiến thức chưng cất 21 2.1.3.2 Tháp chưng cất liên tục 27 2.1.4 Xây dựng mơ hình tốn học tháp chưng cất 29 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ v CHƢƠNG III ỨNG DỤNG LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TÁCH KÊNH ĐỂ NÂNG CAO CHẤT LƢỢNG THÁP CHƢNG CẤT 3.1 Thiết kế bộ tách kênh cho tháp chưng cất có đầu vào đầu 38 3.2 Thiết kế điều khiển 41 3.3 Mô hệ thống chưa có khối tách kênh 42 3.3.1 Sơ đồ điều khiển tháp chưng cất 42 3.3.2 Tính tốn thông số 43 3.3.2.1 Thông số đối tượng điều khiển 43 3.3.2.2 Tính tốn khối tách kênh 43 3.3.2.3 Khối điều khiển 44 3.3.3 Mô hệ thống 45 3.3.4 So sánh đánh giá hệ thống điều khiển tháp chưng cất 47 CHƢƠNG IV: THỰC NGHIỆM 4.1 Đặt vấn đề 51 4.2 Giới thiệu tổng quan hệ điều khiển mơ hình 51 4.2.1 Hệ thống điều khiển bao 51 4.2.2 Đối tượng điều khiển mơ hình: Điều khiển áp suất 52 4.2.3 Tìm hiểu hệ thống điều khiển lưu lượng 53 4.3 Tiến hành thí nghiệm 54 4.3.1 Trình tự tiến hành thí nghiệm xét ảnh hưởng tham số K P , K I , K D 54 4.3.2 Kết thực mô 56 4.3.3 Nhận xét đánh giá 59 Kết luận, kiến nghị 60 Tài liệu tham khảo 61 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ vi DANH MỤC CÁC BẢN BIỂU, HÌNH ẢNH, HÌNH VẼ MINH HỌA Số hiệu Nội dung Trang Hình 1.1 Sơ đồ cơng nghệ nhà máy Hình 1.2 Sắn củ Hình 1.3 Sơ đồ lên men Hình 1.4 Sơ đồ hệ thống chưng cất 10 Hình 1.5 Sơ đồ điều khiển tháp chưng cất 12 Hình 1.6 Tháp chưng cất thành phần 12 Hình 2.1 Mơ hình đĩa lý thuyết 22 Hình 2.2 Đường cân pha pha lỏng hỗn hợp thành phần lý tưởng 24 Hình 2.3 Phần tháp chưng cất mơ hình hóa 26 Hình 2.4 Tổ hợp cân pha pha lỏng (VLE) với đường thao tác để tính phần mol đĩa tháp 27 Hình 2.5 Tháp chưng cất hai thành phần 28 Hình 2.6 Sơ đồ tháp chưng cất với cấu hình điều khiển LV 30 Hình 2.7 Cấu trúc hệ biến 36 Hình 2.8 Cấu trúc hệ biến hình P 36 Hình 2.9 Cấu trúc hệ biến hình V 37 Hình 3.1 Mơ hình tốn học tín hiệu 38 Hình 3.2 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển tháp chưng cất với biến vào biến 40 Hình 3.3 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển tháp chưng cất với biến vào biến (Vẽ lại) 42 Hình 3.4 Sơ đồ mơ tháp chưng cất 45 Hình 3.5 Sơ đồ mơ điều khiển tách kênh 45 Hình 3.6 Sơ đồ mô điều khiển PI 45 Hình 3.7 Sơ đồ tổng qt mơ điều khiển tháp chưng cất 46 Hình 3.8 Nồng độ sản phẩm đỉnh tháp có tách kênh 46 Hình 3.9 Nồng độ sản phẩm đáy tháp có tách kênh 47 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ vii Hình 3.10 Sơ đồ tổng qt mơ so sánh phương pháp điều khiển tháp điều khiển đa biến phương pháp không sử dụng điều khiển đa biến 47 Hình 3.11 Sự thay đổi sản phẩm đỉnh tháp 48 Hình 3.12 Sự thay đổi sản phẩm đáy tháp 48 Hình 3.13 Sai lệch hai tín hiệu đỉnh 49 Hình 3.14 Sai lệch hai tín hiệu đáy 50 Hình 4.1 Đối tượng điều khiển áp suất 52 Hình 4.2 Những đối tượng điều khiển mức 53 Hình 4.3 Cấu trúc vịng điều khiển 54 Hình 4.4 Bảng điều khiển bơm 54 Hình 4.5 Bảng điều khiển cascade 55 Hình 4.6 Khảo sát hoạt động với tham số PI 56 Hình 4.7 Bảng điều khiển 57 Hình 4.8 Bảng điều khiển mở rộng 57 Hình 4.9 Các tham số PID 58 Hình 4.10 Đặc tính điều khiển van áp suất 58 Hình 4.11 Đặc tính điều khiển van lưu lượng 59 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ MỞ ĐẦU Mục tiêu đề tài - Hiện nước ta có nhiều nhà máy sản xuất cồn, rượu từ sắn Một nhà máy nhà máy sản xuất cồn rượu từ sắn Phú Thọ Thiết bị sản xuất cho công nghệ phức tạp, đặc biệt tháp chưng cất Để hiểu rõ nguyên lý làm việc điều khiển trình làm việc tháp nên đề tài luận văn chọn “ Nghiên cứu khảo sát tính tốn tháp chưng cất dây chuyền sản xuất cồn , rượu Phú Thọ” - Kết đề tài giúp cho nắm nguyên lý làm việc công nghệ thiết bị dây chuyền sản xuất cồn , rượu nhà máy Từ làm cho dễ dàng tiếp cận với sản xuất nhà máy Mục tiêu nghiên cứu - Trên sở tìm hiểu cơng nghệ sản xuất cồn rượu từ sắn Từ sâu khảo sát tính tốn xây dựng phương pháp điều khiển tháp chưng cất cồn - Nghiên cứu lý thuyết tách kênh để ứng dụng vào xây dựng hệ điều khiển tháp chưng cất nhằm nâng cao chất lượng tháp - Về phần thực nghiệm: Ứng dụng hệ điều khiển lưu lượng mơ hình điều khiển q trình nhà máy nhiệt điện phịng thí nghiệm Điện – Điện tử nhà trường Để tiến hành thí nghiệm với chế độ làm việc khác nhằm minh họa nguyên lý làm việc kênh điều khiển tháp chưng cất cồn mà luận án nghiên cứu nguyên lý làm việc hai hệ điều khiển tương tự giống Nội dung luận văn Với mục tiêu đặt ra, nội dung luận văn bao gồm chương sau: - Chương 1: Tổng quan công nghệ sản xuất nhà máy - Chương 2: Khảo sát, tính tốn tháp chưng cất cồn - Chương 3: Ứng dụng lý thuyết điều khiển tách kênh để nâng cao chất lượng tháp chưng cất - Chương 4: Thực nghiệm - Kết luận kiến nghị Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ CHƢƠNG I TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CỦA NHÀ MÁY 1.1 Giới thiệu nhà máy: cồn đ - - , Tây ban nha, Italia cồn Whisky, Napoleon… - 15% V - số nơi - Số hóa Trung tâm Học liệu - http://www.lrc-tnu.edu.vn/ cồn ( Ethanol) Điển hình nhà máy sản xuất Ethanol khu vực phía bắc Tập đồn dầu khí Quốc gia làm chủ đầu tư xây dựng * Nhà máy tọa lạc ở: Xã Cổ Triết huyện Tam Nông tỉnh Phú Thọ * Dự án xây dựng Nhà máy sản xuất Bio-ethanol khu vực phía Bắc PVB làm chủ đầu tư năm đề án phát triển nhiên liệu sinh học Việt Nam đến năm 2015, tầm nhìn đến năm 2025 Thủ tướng Chính Phủ phê duyệt Quyết định số 177/2007/QĐ - Ttg ngày 20/11/2007 * Đây nhà máy sản xuất nhiên liệu sinh học xây dựng miền Bắc Việt Nam có quy mô đầu tư lớn, công nghệ tiên tiến, thiết bị đại Nhà máy có tổng vốn đầu tư 80 triệu USD, xây dựng huyện Tam Nông tỉnh Phú Thọ diện tích 50ha, với cơng suất thiết kế 100 nghìn m3/ năm Nhà máy sản xuất cồn ethanol (C2H5OH) tuyết đối (nồng độ ≥99,7%) Nguyên liệu cung cấp cho nhà máy sắn khơ mía, canh tác diện tích 35.000ha giải công ăn việc làm cho khoảng 23.000 lao động nông nghiệp địa phương * Ethanol nhiên liệu dạng cồn, sản xuất phương pháp lên men chưng cất nguyên liệu từ nước mía, mật rỉ đường loại ngũ cốc chứa tinh bột sắn… ethanol phải làm khan để đạt độ cồn 99,7% * Sự đời Nhà máy sản xuất Bio-ethanol khu vực phía Bắc góp phần tăng thu nhập cho người nông dân, thúc đẩy tăng trưởng kinh tế địa phương, chuyển hướng tích cực từ trồng khác sang nguyên liệu, tạo nhiều công ăn việc làm cho người lao động công nghiệp nông nghiệp, tạo hiệu ứng dây truyền phát triển kinh tế, góp phần xây dựng xóa đói giảm nghèo, cơng nghiệp hóa, đại hóa nơng nghiệp nơng thơn Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 47 Hình 3.9 Nồng độ sản phẩm đáy tháp có tách kênh 3.3.4 So sánh đánh giá hệ thống điều khiển tháp chƣng cất Sơ đồ tổng quát mô so sánh hai phương pháp điều khiển tháp điều khiển đa biến phương pháp điều khiển tháp không sử dụng điều khiển đa biến Sự thay đổi nồng độ sản phẩm đỉnh tháp có tách kênh (đường màu xanh cây) khơng có tách kênh (đường màu xanh nước biển) Chưa có khối tách kênh có khối tách kênh Hình 3.10 Sơ đồ tổng qt mô so sánh hai phƣơng pháp điều khiển tháp điều khiển đa biến phƣơng pháp điều khiển tháp không sử dụng điều khiển đa biến Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 48 Kết mô thay đổi sản phẩm đỉnh đáy tháp thể hai khối scope2 scope3 Hình 3.11 Sự thay đổi sản phẩm đỉnh tháp (đƣờng xanh cây: có tách kênh, đƣờng màu xanh nƣớc biển: chƣa có tách kênh) Hình 3.12 Sự thay đổi sản phẩm đáy tháp (đƣờng màu xanh cây: có tách kênh, đƣờng màu xanh nƣớc biển: chƣa có tách kênh) Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 49 Nhận xét Với kết thu từ sơ đồ mơ ta thấy hệ thống chưa sử dụng tách kênh có q trình q độ lớn, thời gian q độ lên đến 10s, độ điều chỉnh cao xấp xỉ 9%, đặc tính đầu ln dao động Khi có tách kênh chất lượng đầu nâng cao, dao động giảm đáng kể, thời gian đạt trạng thái ổn định nhanh 10s, độ q điều chỉnh khơng cịn đạt u cầu đặt Kết mơ sai lệch hai tín hiệu đỉnh đáy tháp thề hai khối scope4 scope5 Hình 3.13 Sai lệch hai tín hiệu đỉnh Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 50 Hình 3.14 Sai lệch hai tín hiệu đáy Nhận xét: So sánh hai tín hiệu có tách kênh chưa có tách kênh, hai tín hiệu sai lệch 1% Kết luận: Từ kết mô ta thấy sơ đồ chưa có tách kênh đặc tính dao động mạnh khơng ổn định, có tách kênh chất lượng đầu nâng cao, dao động giảm đáng kể, thời gian đạt trạng thái ổn định nhanh hơn, độ điều chỉnh nhỏ đạt yêu cầu đặt Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 51 CHƢƠNG IV THỰC NGHIỆM 4.1 Đặt vấn đề: Tháp chưng cất có kênh điều khiển đáy đỉnh Trong thực tế phịng thí nghiệm trường khơng có tháp chưng cất Sau nghiên cứu mơ hình điều khiển q trình nhà máy nhiệt điện phịng thí nghiệm Điện – Điện tử nhà trường Trong mơ hình có q trình hệ thống điều khiển bao hơi, hệ thống điều khiển áp suất hệ thống điều khiển lưu lượng Trong hệ thống điều khiển nói hệ thống điều khiển lưu lượng mơ hình sát với điều khiển kênh đỉnh đáy tháp chưng cất Vì tơi sử dụng hệ thống điều khiển lưu lượng để tiến hành mô để làm sáng tỏ việc tính tốn khảo sát tháp chưng cất cồn.Và cụ thể trình bày nội dung 4.2 Giới thiệu tổng quan hệ điều khiển mơ hình 4.2.1 Hệ thống điều khiển bao Hơi nước môi chất truyền nượng, để đảm bảo hiệu suất biến đổi lượng tốt cần phải quan tâm tới thông số nước là: lưu lượng hơi, nhiệt độ áp suất sinh Áp suất hơi: Áp suất thông số hệ điều khiển, với giá trị yêu cầu tải áp suất điều chỉnh giá trị ổn đinh Giữa áp suất lưu lượng có mối quan hệ qua lại với Khi lưu lượng tăng áp suất giảm từ bao chưa cung cấp kịp cho thay đổi yêu cầu Vì thay đổi áp suất có yêu cầu thay đổi tải lị cịn dùng làm tín hiệu tính tốn u cầu nhiên liệu Khi áp suất ổn định chứng tỏ lượg tiêu thụ lượng sinh cân Áp suất giảm tức tiêu thụ nhiều tăng lên, nên cần phải tăng thêm nhiêu liệu để tăng sản lượng hơi, áp suất tăng lên trình xảy ngược lại, Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 52 Tóm lại nhiệt độ, lưu lượng áp suất nhiệt trước vào tuabin thông số quan trọng hệ thống điều khiển Việc tối ưu hoá giá trị giải pháp nâng cao hiệu suất nhà máy chất lượng điện phát Hệ thống điều khiển có hai hệ điều khiển phân ly: hệ điều khiển nhiệt độ hệ điều khiển áp suất – lưu lượng Hệ điều khiển áp suất hơi: Đại lượng yêu cầu điều khiển áp suất phải giữ không đổi với giá trị tải yêu cầu, lưu lượng lại ln thay đổi phụ thuộc vào công suất tải yêu cầu Để thực điều khiển hai đại lượng phải điều khiển tới yêu cầu nhiên liệu 4.2.2 Đối tƣợng điều khiển mơ hình: Điều khiển áp suất Hơi nước cấp từ bình gia nhiệt Bình gia nhiệt Van điều khiển (Thay đổi tải) Van xa tay Bao Van điều khiển đưa nóng đến gia nhiệt nước cấp Bộ gia nhiệt Phân tích tốn điều khiển ổn định áp suất bao hơi: Hình 4.1 Đối tƣợng điều khiển áp suất - Đầu vào (tăng áp suất bao hơi): Lượng cấp từ bình gia nhiệt, phụ thuộc vào mức nước bình gia nhiệt nhiệt lượng cấp từ gia nhiệt - Đầu (tiêu thụ áp suất làm giảm áp suất bao hơi): o Van điều khiển CV03: Thay đổi góc mở tương ứng với thay đổi tải (van điều khiển, lập trình) o Van điều khiển CV02: Cấp nóng đến gia nhiệt để gia nhiệt nước cấp o Van điều khiển tay: Thay đổi góc mở tay tương ứng với nhiễu tác động vào hệ thống Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 53 Như ta thấy tất tham số q trình điều khiển mơ hình nhà máy nhiệt điện tác động đến áp suất bao cơng suất phát điện nhà máy nhiệt điện (trên thực tế) 4.2.3 Tìm hiểu hệ thống điều khiển lƣu lƣợng Bình gia nhiệt CB mức Bình nước cấp CB mức Bơm cấp nước Hình 4.2: Những đối tƣợng điều khiển mức Các thiết bị tham gia trình điều khiển: - Các thiết bị cảm biến mức: Cảm biến siêu âm, cảm biến chênh áp,… phản hồi mức nước thực tế bình - Các thiết bị cấp nước vào bình: Bơm nước (P01, P02) Phân tích tốn ổn định lƣu lƣợng cấp nƣớc: Ổn định lưu lượng: - Điều khiển biến tần để điều khiển bơm 01 - Tín hiệu phản hồi: Cảm biến lưu lượng thực tế cấp nước vào bình nước cấp  Cấu trúc điều khiển lưu lượng: Ổn định lưu lượng trình ổn đinh lưu lượng nước cấp vào bình nước cấp TK01 nhằm đảm bảo đủ nước cấp vào bình gia nhiệt Để ổn định lưu lượng ta điều khiển tốc độ bơm BP01 thông qua biến tần theo giá trị lưu lượng đặt trước Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 54 Cấu trúc vòng điều khiển: SL eF Pump_01 PID PvL Cảm biết lưu lượng Hình 4.3 Cấu trúc vịng điều khiển 4.3 Tiến hành thí nghiệm: Như phần 4.1 có nhận xét hệ điều khiển lưu lượng gần giống kênh điều khiển tháp chưng cất cồn mà luận văn nghiên cứu tính tốn khảo sát Vậy phần tiến hành kiểm nghiệm mô để so sánh với phần lý thuyết thực 4.3.1 Trình tự tiến hành thí nghiệm xét ảnh hƣởng tham số KP, KI, KD * Cài đặt thơng số vận hành hệ thống Trên hình giám sát: Bật bơm 01: Click Click trái chuột vào biểu tượng bơm Bảng điều khiển bơm 01 sau: Chế độ tay Chế độ tự động Tắt bơm Bật bơm Hình 4.4 Bảng điều khiển bơm Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 55 Chọn chế độ: Bằng tay bật bơm, sau chuyển sang chế độ tự động Bật khung điều khiển Cascade mức bình cấp: Click trái chuột vào biểu tượng khung hiển thị số bơm 01 Click Bảng điều khiển Cascade xuất sau: Chế độ thường Chế độ mở rộng Tap hiển thị đồ thị tham số điều khiển PID: Pv, Sp, Out Bộ tham số PID vịng ngồi Chọn vịng điều khiển vòng Bộ tham số PID vòng Chế độ tay Click chọn chế độ mở rộng Chọn vòng điều khiển vịng ngồi Hình 4.5 Bảng điều khiển Cascade Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Chế độ tự động 56 * Thay đổi thông số trình quan sát kết Tham khảo hoạt động với tham số PID nhƣ sau: Hình 4.6 Khảo sát hoạt động với tham số PI 4.3.2 Kết thực mô Khi tiến hành dùng mô hình thí nghiệm để mơ với thơng số PID cho ta thấy đường đặc tính điều khiển lưu lượng cho ta thấy q trình đóng mở van áp suất sau: Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 57 * Các bảng điều khiển Hình 4.7 Bảng điều khiển Hình 4.8 Bảng điều khiển mở rộng Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 58 Hình 4.9 Các thơng số PID Hình 4.10 Đặc tính điều khiển van áp suất Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 59 Hình 4.11 Đặc tính điều khiển lƣu lƣợng 4.3.3 Nhận xét dánh giá Mặc dù chưa phải thiết bị thí nghiệm chưng cất Nhưng thơng qua hệ thống thiết bị thí nghiệm, sơ đồ cấu trúc điều khiển, q trình thí nghiệm, thay đổi thông số điều khiển kết nhận dạng đường cong mơ hồn tồn tương tự giống đường cong đỉnh đáy tháp chưng cất Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 60 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Với đề tài “ Nghiên cứu khảo sát tính tốn tháp chưng cất dây chuyền sản xuất cồn, rượu Phú Thọ” Bản luận văn trình bày đầy đủ nội dung viết thành chương kèm theo phần mở đầu kết luận kiến nghị Nội dung luận văn chứa đựng đầy đủ yêu cầu mục tiêu đề tài mục tiêu nghiên cứu Những kết thể cụ thể sau: - Trên sở nghiên cứu tháp chưng cất cồn nhà máy sản xuất Ethanol Phú Thọ vận dụng lý thuyết điều khiển q trình xây dựng mơ hình tốn học tháp chưng cất cồn Giúp cho việc khảo sát tính tốn hệ điều khiển - Ứng dụng lý thuyết điều khiển tách kênh để nâng cao chất lượng hệ điều khiển tháp chưng cất Sau mô cho ta thấy việc tách kênh tốt hẳn khơng có tách kênh - Đã thí nghiệm thành công hệ điều khiển lưu lượng mô hình điều khiển trình nhà máy nhiệt điện phịng thí nghiệm Điện – Điện tử Trường Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên giúp cho việc kiểm chứng, so sánh đánh giá với lý thuyết Với kết khẳng định luận văn hoàn thành tốt nội dung đề tài Và đề tài vừa có tính lý thuyết tính thực nghiệm Tuy hạn chế luận văn nghiên cứu mô tương tự tháp chưng cất tháp chưng cất cụ thể chưa đánh giá cụ thể chất lượng tháp tính tốn Kiến nghị Để hồn thiện đề tài cần phải tiếp tục nghiên cứu thí nghiệm mơ hình cụ thể tháp chưng cất cồn Từ ứng dụng vào sản xuất Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Cơ sở điều khiển q trình – Hồng Minh Sơn Hệ thống điều khiển q trình Phan Chí Chính - NXB KHKT - 2010 Lý thuyết điều khiển tự động – Phạm Công Ngô ( nhà xuất khoa học kỹ thuật) Lý thuyết điều khiển tuyến tính – Nguyễn Doãn Phƣớc ( Nhà xuất khoa học kỹ thuật) Một số tài liệu, sơ đồ nhà máy Đồ án tốt nghiệp - Đào Văn Tiệp - K34KSCLC07I -TĐH- 2012 Tiếng Anh Centum CS3000 Engineering course Yokogawa Electric corporation Centum CS3000 manuals Online Manua l Yokogawa Các trang wed 10 http:/ www Yokogawa.com 11 http:/ www.ABB.com 12 http./www.Simens.com Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ... việc tháp nên đề tài luận văn chọn “ Nghiên cứu khảo sát tính tốn tháp chưng cất dây chuyền sản xuất cồn , rượu Phú Thọ” - Kết đề tài giúp cho nắm nguyên lý làm việc công nghệ thiết bị dây chuyền. .. nước ta có nhiều nhà máy sản xuất cồn, rượu từ sắn Một nhà máy nhà máy sản xuất cồn rượu từ sắn Phú Thọ Thiết bị sản xuất cho công nghệ phức tạp, đặc biệt tháp chưng cất Để hiểu rõ nguyên lý... dây chuyền sản xuất cồn , rượu nhà máy Từ làm cho tơi dễ dàng tiếp cận với sản xuất nhà máy Mục tiêu nghiên cứu - Trên sở tìm hiểu công nghệ sản xuất cồn rượu từ sắn Từ sâu khảo sát tính tốn xây