Đồ án tốt nghiệp điện tự động công nghiệp nghiên cứu hệ thống điều khiển nồi hơi boiler hankook nhà máy xơ sợi đình vũ vnpoly

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP Sinh viên Tô Minh Cẩn Giảng viên hướng dẫn ThS Phạm Đức Thuận Hải Phòng – 2022 BỘ G[.]

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 : Tô Minh Cẩn Giảng viên hướng dẫn :ThS Phạm Đức Thuận Hải Phòng – 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CƠNG NGHỆ HẢI PHỊNG - NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN NỒI HƠI BOILER HANKOOK NHÀ MÁY XƠ SỢI ĐÌNH VŨ - VNPOLY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP Sinh viên thực : Tô Minh Cẩn Giảng viên hướng dẫn: ThS Phạm Đức Thuận Hải Phòng - 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên : Tô Minh Cẩn MSV : 2013102004 Lớp : DC 2104 Ngành: Điện Tự Động Công Nghiệp Tên đề tài : Nghiên cứu hệ thống điều khiển nồi BoilerHanKook Nhà máy Xơ Sợi Đình Vũ - VNPOLY NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI Nội dung yêu cầu cần giải nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp ( lý luận, thực tiễn, số liệu cần tính tốn vẽ) ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Các số liệu cần thiết để tính tốn ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… 3.Địa điểm thực tập tốt nghiệp ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… CÁC CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Họ tên : Phạm Đức Thuận Học hàm, học vị : Thạc sĩ Cơ quan công tác : Trường Đại học quản lý cơng nghệ Hải Phịng Nội dung hướng dẫn: ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… Đề tài tốt nghiệp giao ngày 04 tháng năm 2022 Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày 24 tháng năm 2022 Đã nhận nhiệm vụ ĐTTN Đã giao nhiệm vụ ĐTTN Giảng viên hướng dẫn Sinh viên Phạm Đức Thuận Tô Minh Cẩn Hải Phịng, ngày tháng TRƯỞNG KHOA TS Đồn Hữu Chức năm 2022 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: Phạm Đức Thận Đơn vị công tác: Trường Đại học Quản lý Cơng nghệ Hải Phịng Họ tên sinh viên: Tô Minh Cẩn Chuyên ngành: Điện Tự Động Cơng Nghiệp Nội dung hướng dẫn : Tồn 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 Không bảo vệ Điểm hướng dẫn Hải Phòng, ngày tháng năm 2022 Giảng viên hướng dẫn ( ký ghi rõ họ tên) Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam 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 Không bảo vệ Hải Phòng, ngày tháng năm 2022 Điểm hướng dẫn Giảng viên chấm phản biện ( ký ghi rõ họ tên) MỤC LỤC Lời nói đầu CHƯƠNG I GIỚI THIỆU NHÀ MÁY VNPOLY VÀ HỆ THỐNG NỒI HƠI CƠNG NGHIỆP NĨI CHUNG 1.1 Tổng quan nhà máy 1.1.1 Các phân xưởng nhà máy 1.1.1.1 Phân xưởng Trùng ngưng 1.1.1.2 Phân xưởng sản xuất xơ PSF 1.1.1.3 Phân xưởng sợi Filament 1.1.2.1 Hệ thống khí nhiên liệu (63) 1.1.2.2 Hệ thống tháp làm mát (69) 1.1.2.3 Hệ thống nước lạnh (70) 1.1.2.4 Hệ thống nito (75) 1.1.2.5 Hệ thống khí nén (72) 1.1.2.6 Hệ thống xử lý nước (68) 1.1.2.7 Hệ thống xử lý nước thải (66) 10 1.1.2.8 Hệ thống cứu hỏa 10 1.1.2.9 Hệ thống nước 11 1.2 Tổng quan hệ thống nồi nói chung 11 1.2.1 Hệ thống lị cơng nghiệp gì? 11 1.2.2 Nguyên lý hoạt động hệ thống lị cơng nghiệp 11 1.2.3 Ưu điểm hệ thống nồi công nghiệp 12 1.2.4 Ứng dụng hệ thống lò công nghiệp 13 1.2.5 Phân loại nồi 13 1.2.5.1 Nồi ống nước 13 1.2.5.2 Nồi ống lò 15 1.2.5.3 Nồi ống lửa 16 CHƯƠNG II 18 HỆ THỐNG PLC ROCWELL VÀ CÁC THIẾT BỊ NGOẠI VI 18 2.1 Hệ thống PLC Rocwell 18 2.1.1 Tìm hiểu PLC Rockwell 18 2.1.2 Studio 5000, công cụ phần mềm cần sử dụng 18 2.1.3 Giới thiệu Controllogix 19 2.1.4 Giới thiệu PAC Compactlogix 21 2.2 Tìm hiểu thiết bị điều khiển ngoại vi 24 2.2.1 Van điều khiển 24 2.2.2 Thiết bị đo áp suất 25 2.2.3 Thiết bị đo lưu lượng 27 2.2.4 Thiết bị đo mức 29 2.2.5 Thiết bị đo nhiệt độ 33 CHƯƠNG III 35 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN NỒI HƠI BOILER HANKOOK NHÀ MÁY XƠ SỢI ĐÌNH VŨ – VNPOLY 35 3.1 Hệ thống nước 35 3.2 Thông số kỹ thuật nồi 36 3.3 Hệ thống điều khiển 37 3.3.1 Điều khiển trì mực nước nồi 40 3.3.1.1 Sơ đồ điều khiển 40 3.3.1.2 Nguên lý điều khiển 41 3.3.2 Điều khiển nguyên liệu khí đốt 42 3.3.2.1 Sơ đồ điều khiển 42 3.3.2.2 Nguên lý điều khiển 43 3.3.3 Điều khiển lưu lượng khí đầu vào 44 3.3.3.1 Sơ đồ điều khiển 44 3.3.3.2 Nguên lý điều khiển 45 3.3.4 Điều khiển lưu lượng nước đầu 46 3.3.4.1 Sơ đồ điều khiển 46 3.3.4.2 Nguên lý điều khiển 47 3.3.5 Sơ đồ đấu nối tủ PLC 48 3.3.5.1 Sơ đồ tủ PLC 48 3.3.5.2 Sơ đồ kết nối .50 Kết luận 59 Tài liệu tham khảo 60 Phụ lục : PLC LADDER DIAGRAM FOR STEAM BOILER 61 Lời nói đầu Như ta biết, lượng động lực trình phát triển nhân loại quốc gia Ở nước ta vòng nhiều năm qua, đặc biệt 5,6 năm trở lại ngành lượng nhà nước trọng đầu tư phát triển có bước tiến đáng kể Tốc độ tiêu thụ lượng 8.6 %/1 năm từ năm 1996-2000 12% vào năm 2003 Riêng lượng điện 12%/1 năm 14 % vào năm 2003, góp phần quan trọng công đổi phát triển đất nước Hiện nước ta hầu giới, lượng điện nhà máy nhiệt điện sản xuất chiếm tỉ lệ lớn tổng số điện sản xuất tồn quốc.Trong q trình sản xuất điện nhà máy nhiệt điện, lò khâu quan trọng đầu tiên, có nhiệm vụ biến đổi lượng tàng trữ nhiên liệu thành nhiệt lò Lò ứng dụng rộng rãi khâu quan trọng việc cung cấp nhiệt cho ngành cơng nghiệp: Luyện kim, hóa chất, cơng nghiệp nhẹ dân dụng… Việc nghiên cứu nồi có sẵn cơng nghiệp vấn đề quan trọng quan tâm ý nhằm hiểu sâu cơng nghệ đưa thiết kế nồi có hiệu suất cao, tiết kiệm nguyên vật liệu, có chất lượng sản phẩm cao gây nhiễm mơi trường Với ứng dụng rộng rãi tầm quan trọng lò nên em chọn đề tài : Nghiên cứu hệ thống điều khiển nồi Boiler HanKook Nhà máy Xơ Sợi Đình Vũ - VNPOLY Đồ án bao gồm chương: Chương I: Giới thiệu nhà máy Vnpoly hệ thống nồi cơng nghiệp nói chung Chương II: Hệ thống PLC Rockwell thiết bị ngoại vi Chương III: Hệ thống điều khiển nồi Boiler HanKooK Nhà máy Xơ Sợi Đình Vũ – VNPOLY CHƯƠNG I GIỚI THIỆU NHÀ MÁY VNPOLY VÀ HỆ THỐNG NỒI HƠI CƠNG NGHIỆP NĨI CHUNG 1.1 Tổng quan nhà máy Hình 1.1: Hình ảnh nhà máy Vnpoly Chủ đầu tư: Khởi công: Nạp liệu: Chạy Nghiệm thu: Công suất: Vị trí: Diện tích: Tổng mức đầu tư: Sản phẩm: Cơng ty CP Hóa dầu xơ sợi Dầu khí (VNPOLY ) Tháng 5/2009 Tháng 11/2011 Tháng 5/2013 (Hồn thành) 500 sản phẩm/ngày Lô 5.1 Khu công nghiệp Đình Vũ 15 325 triệu USD Xơ ngắn PSF Sợi dài DTY/POY Hạt nhựa PET chip Hình 1.2: Mặt tổng nhà máy 1.1.1 Các phân xưởng nhà máy - Phân xưởng trùng ngưng (Polycondensation Unit) - Phân xưởng sản xuất xơ PSF (PSF Unit) - Phân xưởng sản xuất sợi Filament (Filament Unit) - Khu vực phụ trợ & ngoại vi (UT&OS area) 1.1.1.1 Phân xưởng Trùng ngưng - Nhà cung cấp quyền: UIF (Thụy Sỹ) - Nhiệm vụ chính: Tiến hành phản ứng este hóa trùng ngưng để tạo Polymer dạng nóng chảy (Polymer melt) từ nguyên liệu ban đầu PTA (rắn) MEG (lỏng) - Công suất: 500 melt/ngày 1.1.1.2 Phân xưởng sản xuất xơ PSF - Nhà cung cấp thiết bị: Neumag (Đức) - Nhiệm vụ chính: Tạo tow từ Polymer melt, sau qua trình xử lý cơ-nhiệt để ổn định chất lượng cắt tạo thành xơ PSF - Công suất: x 200 PSF/ngày Hình1.3: cơng nghệ xưởng PSF 1.1.1.3 Phân xưởng sợi Filament - Nhà cung cấp thiết bị: Barmag (Đức) - Nhiệm vụ chính: Tạo sợi POY từ Polymer melt, sau qua q trình xử lý cơ-nhiệt đánh ống tạo thành sợi DTY - Công suất: 100 DTY/ngày Hình 1.4: máy DTY xưởng Fila 1.1.2 Tổng quan phân xưởng phụ trợ ngoại vi nhà máy UT/OS cung cấp phụ trợ cho nhà máy Có hệ thống xưởng UT/OS 1.1.2.1 Hệ thống khí nhiên liệu (63) Hình 1.5: Hệ thống nhiên liệu LPG 1.1.2.2 Hệ thống tháp làm mát (69) Hình 1.6: Hệ thống tháp làm mát 1.1.2.3 Hệ thống nước lạnh (70) Hình 1.7: Hệ thống nước lạnh 1.1.2.4 Hệ thống nito (75) Hình 1.8: Hệ thống Nito 1.1.2.5 Hệ thống khí nén (72) Hình 1.9: Hệ thống khí 1.1.2.6 Hệ thống xử lý nước (68) Hình 1.10: Hệ thống xử lý nước sinh hoạt 1.1.2.7 Hệ thống xử lý nước thải (66) Hình 1.11: Hệ thống xử lý nước thải 1.1.2.8 Hệ thống cứu hỏa Hình 1.12: Hệ thống bơm cứu hỏa 10 1.1.2.9 Hệ thống nước Hình 1.13: Hệ thống nước 1.2 Tổng quan hệ thống nồi nói chung 1.2.1 Hệ thống lị cơng nghiệp gì? Nồi cơng nghiệp hay cịn gọi lị (Tiếng Anh Steam Boiler) Thông thường loại nguyên liệu mà hệ thống lị cơng nghiệp sử dụng than, củi, trấu, dầu, gas… Dùng để đun sôi nước tạo nước nóng nhiệt độ cao áp suất lớn Tùy vào ngành sản suất tiêu thụ lượng nhiệt khác Có thể chủ động điều chỉnh nhiệt độ áp suất hệ thống lò Tùy vào nhu cầu sử dụng nhà máy mà điều chỉnh cho phù hợp Các ống chịu nhiệt đóng vai trị quan trọng q trình vận chuyển Sự đời hệ thống lò công nghiệp bước tiến quan trọng ngành sản xuất Hệ thống lò hoạt động tạo nguồn lượng sạch; mà lại không gây ảnh hướng đến khu vực cấm lửa hay cấm dầu 1.2.2 Nguyên lý hoạt động hệ thống lị cơng nghiệp Nguyên liệu sử dụng phổ biến hệ thống lò nước Nước có giá thành rẻ, phổ biến lại hữu dụng Khi nước chuyển thành hơi, lực mạnh tương đương với thuốc súng Thoạt nhìn hệ thống nồi công nghiệp phức tạp, nhiều thiết bị mạng lưới ống, chi tiết Nhưng lại trái lại, nguyên lý hoạt động đơn giản Nhiệt tạo từ việc đốt nhiên liệu hoạt động Nhiệt cung cấp nhiệt lượng cho nước nóng biến thành nhiệt nước Nước hệ thống lò di chuyển tuần hoàn liên tục qua bể chứa nhờ bơm hút 11 Hình 1.14: Lị công nghiệp Sử dụng nhiên liệu đốt thường đốt nguồn nhiệt lò chạm ngưỡng 1600 – 2000oC Ở giai đoạn này, nước chuyển hóa thành mang nhiệt nóng đưa phận khác để sử dụng Hơi chuyển đến phận, q trình sản xuất cơng nghiệp doanh nghiệp cần sử dụng Hơi từ hệ thống lị cơng nghiệp thường sử dụng để gia nhiệt cho khí, rửa thiết bị… Có thể dung lượng nhiệt cho hoạt động sản xuất khác nhà máy để chế biến sản xuất Chẳng hạn chế biến đường, hóa chất, rượu bia nước giải khát loại Hơi nước bão hịa dùng ngành cơng nghiệp Trong nhà máy nhiệt điện, người ta dung nước nhiệt cho tua-bin để chạy máy phát điện 1.2.3 Ưu điểm hệ thống nồi công nghiệp Hiệu suất cao, lên đến ~90% Với hiệu suất nêu khả vận hành nồi cơng nghiệp đáp ứng yêu cầu quy trình sản xuất, thúc đẩy trình sản xuất nhanh chóng đạt hiệu cao Hệ thống vận hành hoàn toàn tự động, an toàn: Giảm công việc sử dụng sức lực, giảm thiểu hoạt động sản xuất thủ công Đáp ứng đủ nguồn cần sử dụng: Mỗi loại quy trình sản xuất cần lượng nhât định, tùy thuộc vào mà sử dụng loại lị cơng suất khác Khơng tạo khói bụi tiếng ồn hoạt động: Nồi công nghiệp đạt tiêu chuẩn vận hành khơng tạo khói, bụi, tiếng ồn Ngày nay, loại lò cải tiến so với trước Mọi quy trình hoạt động lị diễn êm ái, nhịp nhàng, khơng tạo tiếng động làm ảnh hưởng không gian xung quanh 12 Tiết kiệm chi phí nhiên liệu: Lị vận dụng tối đa nguồn nguyên liệu dồi sẵn có, giá thành rẻ than, củi, gỗ, trấu… để phục vụ trình tạo nhiệt sinh hơi, tạo Nhờ mà tiết kiệm chi phí sản xuất Thiết kế hệ thống nhỏ gọn: Thu gọn hệ thống bước tiến bật mặt kỹ thuật lò đại so với truyền thống Trước đây, nồi to, cồng kềnh, nhiều chi tiết hệ thống khó vận chuyển Ngày cải tiến nhỏ gọn, nhẹ nhiều Thuận tiện vận chuyển tiết kiệm diện tích xưởng sản xuất 1.2.4 Ứng dụng hệ thống lị cơng nghiệp Lị cơng nghiệp thiết bị công nghiệp dùng rộng rãi nhà máy; xí nghiệp nhờ khả sinh dẫn nguồn nhiệt (hơi) nguồn cung cấp nhiệt đến thiết bị; máy móc cần sử dụng nhiệt: Lị cơng nghiệp sử dụng rộng rãi số nhà máy như: Sản xuất bánh kẹo; nhà máy sản xuất thức ăn cho gia súc.… Ngoài lò sử dụng để đun nấu trùng thực phẩm nước mắm, nước tương; dầu thực vật, nước giải khát… Lị đóng vai trị tiệt trùng quy trình số ngành y tế, xử lý mơi trường, in ấn, hóa chất, dệt may, sản xuất cao su; nhựa chất dẻo… Cũng ngành công nghiệp; nồi sử dụng nguồn cung cấp nhiệt để vận hành số thiết bị máy móc 1.2.5 Phân loại nồi 1.2.5.1 Nồi ống nước a) Nguyên lý hoạt động Ở nồi ống nước, nước cấp qua ống vào tang lị nước đun nóng khí cháy chuyển thành khu vực đọng tang nồi 13 ... CƠNG NGHỆ HẢI PHỊNG - NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN NỒI HƠI BOILER HANKOOK NHÀ MÁY XƠ SỢI ĐÌNH VŨ - VNPOLY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP... : Nghiên cứu hệ thống điều khiển nồi Boiler HanKook Nhà máy Xơ Sợi Đình Vũ - VNPOLY Đồ án bao gồm chương: Chương I: Giới thiệu nhà máy Vnpoly hệ thống nồi công nghiệp nói chung Chương II: Hệ thống. .. III: Hệ thống điều khiển nồi Boiler HanKooK Nhà máy Xơ Sợi Đình Vũ – VNPOLY CHƯƠNG I GIỚI THIỆU NHÀ MÁY VNPOLY VÀ HỆ THỐNG NỒI HƠI CƠNG NGHIỆP NĨI CHUNG 1.1 Tổng quan nhà máy Hình 1.1: Hình ảnh nhà