Giai phap dieu khien cap dien tu dong cho nha may 219732

Mở đầu Trong năm gần đây, với ph¸t triĨn cđa khoa häc kÜ tht, viƯc øng dơng thành tựu công nghệ vào thực tiến sản xuất diễn mạnh mẽ có bớc đột phá Đối với công nghệ sản xuất xi măng, lĩnh vực đòi hỏi mức độ xác an toàn cao, giải pháp tự động hoá coi tất yếu việc giải yêu cầu công nghệ nh đảm bảo an toàn vận hành liên tục nhà máy Hiện ngành sản xuất xi măng nớc ta phát triển mạnh mẽ Đây ngành sản xuất công nghiệp chịu chi phối lớn công nghệ nh thiết bị nớc Tuy nhiên, việc phân phối điện số nhà máy cha đợc tự động hoá Việc điều phối điện xử lí phơng án cấp điện thiết bị điều khiển khả trình mở tiềm lín cho viƯc tèi u hƯ thèng cung cÊp ®iƯn Nhà máy xi măng Bút Sơn số nhà máy đại Việt nam Toàn nhà máy đợc nối mạng theo tiêu chuẩn mạng công nghiệp Ethernet, điều khiển PLC S5 Siemen Đức Việc cấp điện cho toàn nhà máy đợc điều khiển chỗ liên động tự động Đồ án thực nghiên cứu giải pháp điều khiển cấp điện tự động cho nhà máy từ trạm 110KV Đồ án gồm có chơng: Chơng 1: Mô tả công nghệ Chơng 2:Giới thiệu trạm 110kv nhà máy xi măng Bút Sơn Chơng 3:Tính chọn trị số bảo vệ cho trạm 110kv Phân tích hệ thống điều khiển Xác định tín hiệu vào Chơng 4: Giới thiệu điều khiểnkhả lập trình PLC S7-200 Chơng 5: Thiết kế điều khiển trạm 110kv PLC S7-200 Mô Tả Công Nghệ 1.1 Giới thiệu nhà máy xi măng Bút Sơn Công ty xi măng Bút Sơn đợc khởi công xây dựng từ ngày 27 - 08 1995, cã c«ng suÊt 4000 tÊn clinker/ ngày đêm (tơng đơng 1.4 triệu xi măng/ngày đêm), với số vốn đầu t 195.832 triệu USD Đây dây truyền sản xuất xi măng đại đợc đầu t hoàn toàn vốn nớc Nhà máy đặt xà Thanh Sơn, huyện Kim Bảng, tỉnh Hà nam, gần quốc lộ 1, cách Hà nội 60 km vỊ phÝa nam nªn rÊt thn tiƯn cho viƯc giao thông vận tải Dây chuyền sản xuất công ty kiểu lò quay, phơng pháp khô, bao gồm trang thiết bị đại nớc Tây Âu chế tạo thuộc loại tiên tiến Toàn dây chuyền sản xuất, từ khâu tiếp nhận nguyên, nhiên vật liệu đến khâu xuất sản phẩm cho khách đợc điều khiển hoàn toàn tự động từ phòng điều khiển trung tâm thông qua hệ thống máy tính tủ PLC hÃng Siemens (Cộng hoà liên bang Đức) Việc thiết kế cung cấp thiết bị giám sát, lắp đặt trợ giúp kĩ thuật hÃng TC CHNIP_dc (Cộng hoà Pháp) thực Ngoài công ty đợc trang bị thiết bị lọc bụi, xư lÝ níc th¶i, chèng ån tèt nhÊt phï hợp với tiêu chuẩn Châu Âu (EC) góp phần bảo vệ cảnh quan môi trờng sinh thái Công ty có nguồn nguyên liệu phong phú với chất lợng cao ổn định phù hợp cho việc sản xuất xi măng Kết hợp với dây chuyền thiết bị đại, hệ thống phân tích nhanh Xquang, chơng trình tối u hoá thành phần phối liệu hệ thống điều khiển tự động với hàng nghìn điểm đo, đảm bảo việc giám sát điều khiển liên tục toàn trình sản xuất, trì ổn định chất lợng sản phẩm mức cao Các loại sản phẩm công ty xi măng porland PC 40, PC 50, xi măng hỗn hợp PCB 30 loại xi măng đặc biệt khác theo tiêu chuẩn Việt nam (TCVN), tiêu chuẩn khác theo yêu cầu khách hàng Sản phẩm xi măng công ty đợc đóng bao phức hợp KPK, đảm bảo chất lợng xi măng tốt đến tay ngời tiêu dùng Ngoài công ty xuất xi măng rời theo yêu cầu khách hàng cách nhanh chóng tiện lợi Xi măng Bút Sơn sử dụng công trình thủy lợi, thủy điện Với mục tiêu nâng cao chất lợng sản phẩm hạ giá thành sản xuất, công ty áp dụng hệ thống quản lí chất lợng theo tiêu chuẩn ISO 9002 đà đợc chứng nhận QUACERT DVN (Na Uy) Trong tơng lai công ty đẩy mạnh việc xuất sản phẩm nớc Đồng thời đầu t mở rộng xây dựng thêm dây truyền sản xuất phục vụ ngời tiêu dùng 1.2 Những nét dây chuyền công nghệ công ty xi măng Bút Sơn 1.2.1 Chuẩn bị nguyên liệu Các nguyên liệu dùng để sản xuất xi măng đá vôi đất sét ngời ta sử dụng quặng sắt, bô xít đá silíc làm nguyên liệu điều chỉnh Đá vôi khai thác mỏ hồng Sơn cách nhà máy 0.6 Km phơng pháp khoan nổ mìn, đợc bốc xúc lên ô tô có tải trọng lớn (3.2 tấn/xe) để vận chuyển tới máy đập đá vôi Máy đập đá vôi loại IM PACTAPPR 1822 có suất trung bình 600 tấn/giờ Loại máy đập đợc cục đá vôi có kích thớc tới m cho sản phẩm có kích thóc 70 mm Sau đập nhỏ, đá vôi đợc cân vận chuyển tải cao su để kho đồng sơ đợc rải thành hai đống, đống 16 000 theo phơng pháp rải đống CHEURON có mức độ đồng 8:1 Trong kho đồng sơ có máy đánh đống loại BAH 17,3 - 1.0 600 với suất rải 600 tấn/ hệ thống băng cào loại BKA 30.01.600 có suất từ 35 - 350 tấn/giờ Đất sét khai thác mỏ Khả Phong cách nhà máy 9.5 Km, đợc vận chuyển ô tô (20 tấn/xe) tới máy cán hai trục có suất 250 tấn/giờ Loại máy cho phép cán đợc cục ®Êt sÐt cã kÝch thíc ®Õn 800 mm ®é Èm tới 15% cho sản phẩm có kích thớc 70 mm Sau đất sét đợc cân vận chuyển tới kho đồng sơ rải thành đống, đống 000 tấn, theo phơng pháp rải WINDROW với mức độ đồng 8:1 Hệ thống cầu rải BEDECHI kho có suất rải 250 tấn/giờ hệ thống cầu xúc loại BEL C150/14 có suất từ 15 150 tấn/giờ Quắng sắt khai thác từ Thanh Hoá Hòa Bình Thạch cao mua từ Lào, Thái Lan Trung Quốc 1.2.2 Nghiền nguyên liệu đồng Các cầu xúc đá vôi, đất sét, quặng sắt, bô xít đá silíc có nhiệm vụ cấp liệu vào két chứa máy nghiền Từ qua hệ thống cân định lợng liệu đợc cấp vào máy nghiền Máy nghiền nguyên liệu loại máy nghiền lăn trục đứng đại PFEIFFER MPS 4750, có suất 320 tấn/giờ Bột liệu đạt yêu cầu đợc vận chuyển tới si lô ®ång nhÊt bét liÖu, cã søc chøa 20000 tÊn, b»ng hệ thống máng khí động gàu nâng Si lô đồng bột liệu làm việc theo nguyên tắc đồng tháo liên tục Việc đồng bột liệu đợc thực trình tháo bột khỏi si lô Mức độ đồng silô 10:1 Đá vôi Máy đập Kho đồng sơ Két chứa Định lợng Đất sét Máy cán Kho đồng sơ Két chứa Định lợng Phụ gia Máy đập Két chứa Định lợng Két chứa Định lợng xi sắt Than Nghiền sấy than Dầu Máy nghiền + sấy Hâm sấy dầu Thiết bị đồng Lò nung Clinker Thạch cao Máy đập Thiết bị làm lạnh Clinker Máy nghiền Máy đập Clinker Xi lô chứa ủ Clinker Phụ gia Máy đóng bao Xi lô chứa Xi măng 1.2.3 Hệ thống lò nung thiết bị làm lạnh Clinker Xuất xi măng rời Xuất xi măng bao Hình Quá trình công nghệ sản xuất xi măng Porland Lò nung công ty xi măng Bút Sơn có đờng kÝnh 4.5 m, chiỊu dµi 72 m, víi hƯ thèng sấy sơ nhánh tầng hệ thống calciner buồng trộn Năng suất lò 4000tấn Clinker/ngày đêm Lò đợc thiết kế sử dụng vòi đốt than ®a kªnh ROTAFLAM ®èt 100% than antraxit ®ã ®èt Calciner 60% phần lại đốt lò Clinker sau khỏi lò đợc đổ vào thiết bị làm nguội kiểu ghi MBH- SA đợc làm lạnh Đập sơ clinker thu đợc sau thiết bị làm lạnh vận chuyển tới si lô để chứa đ clinker Cã tỉng søc chøa lµ 220 000tÊn Bét toả clinker phế phẩm đợc đổ vào si lô bét to¶ cã søc chøa 000 tÊn cã thĨ rút 1.2.4 Nhiên liệu Lò đợc thiết kế chạy 100% than antra xít, đầu MFO sử dụng trình sấy lò chạy ban đầu Than đợc sử dụng lò hỗn hợp 40% than cám 3a 60% than cám 4a Máy nghiền than loại máy nghiền lăn trục đứng PFEIFFER suất 30 tấn/giờ Bột than đợc chứa két than min, két để dùng cho lò, két dùng cho calciner Than mịn đợc cấp vào lò calciner qua hệ thống cân định lợng SCHENSK 1.2.5 Nghiền sơ clinker nghiền xi măng Clinker, thạch cao phụ gia (nếu có) đợc chuyển lên két máy nghiền hệ thống băng tải gầu nâng Từ két máy nghiền, clinker phụ gia đợc đa qua máy nghiền sơ CKP 200 nhằm làm giảm kích thớc làm nứt vỡ cấu trúc để phù hợp với điều kiện làm việc máy nghiền bi xi măng (kích thớc bi lớn máy nghiền bi 70 mm) Sau clinker, phụ gia (đà qua nghiền sơ bộ) thạch cao đợc cấp vào máy nghiền xi măng để nghiền mịn Máy nghiền xi măng loại máy nghiền bi ngăn làm việc theo chu trình kín có phân ly trung gian kiểu SEPA Xi măng bột đợc vận chuyển tới bốn xi lô chứa có tổng sức chứa 4x10000 tấn, hệ thống máng khí động gầu nâng 1.2.6 Đóng bao xuất xi măng Từ đáy si lô chứa, phải qua hệ thống cửa tháo xi măng đợc vận chuyển tới két chứa máy đóng bao hệ thống xuất xi măng rời Một hệ thống xuất xi măng rời gồm hai vòi xuất cho ô tô, suất 100 tấn/giờ vòi xuất cho tầu hoả suất 150tấn /giờ Hệ thống máy đóng bao gồm bốn máy đóng bao HAVER kiểu quay hệ thống cân điện tử suất 100tấn/giờ Các bao xi măng qua hệ thống băng tải đợc vận chuyển tới máng xuất xi măng bao xuống tàu hoả ô tô Công ty xi măng Bút Sơn bắt đầu vào sản xuất thử từ 29/8/1998 đến đầu tháng 11/1998 công ty đà đa dây chuyền sản xuất vào vận hành ổn định Đến tháng 4/1999, sau giai đoạn chạy thử để hiệu chỉnh thông số cơ, điện, công nghệ hoàn thành, công ty đà bớc vào sản xuất thức Cũng kể từ lực lợng cán kỹ thuật công nhân nhà máy đà tự đứng đảm nhận toàn việc vận hành nhà máy mà không cần có giúp đỡ chuyên gia nớc Sản xuất nhà máy liên tục ổn định qua năm, 100% sản phẩm nhà máy xuất đạt TCVN Sản phẩm xi măng Bút Sơn ngày đợc tín nhiệm thị trờng đợc khách hàng a dùng Sản lợng xuất tiêu thụ qua năm cụ thể nh sau: Năm 1998: - Sản xuất 74.594,20 T clinker 41.314,00 T xi măng - Tiêu thụ 13.218,50 T xi măng Năm 1999: - S¶n xuÊt 793.525,12 T Clinker 452.307,30 T Xi măng - Tiêu thụ 296.676,85 T Clinker 457.848,60 T xi măng Năm 2000: 11 tháng đầu năm 2000 - Sản lợng clinker sản xuất: 955.216,21 đạt 100,02% kế hoạch năm - Sản lợng xi măng xuất : 688.946,54 đạt 105,99% kế hoạch năm - Tiêu thụ : 496.311 Clinker 646.586 xi măng Năm 2001 sản xuất 1.175.850,1 Clinker 800.000 xi măng 1.3 Hệ thống cân nhà máy 1.3.1 Hệ cân cấp liệu cho máy nghiền thô - Cấp đá vôi: ITEN 1214 Mức cân 35 350 T/h - Cấp đá sÐt: ITEN 1206 Møc c©n 10 – 100 T/h - Cấp quặng sắt: ITEN 1211 Mức cân 10 T/h - CÊp silicat: ITEN 1207 Møc c©n 20 T/h 1.3.2 Cân cấp liệu cho lò Có cân sử dụng để cấp liệu cho lò ITEN 318, møc c©n 35 – 350 T/h (HASLER) 1.3.3 C©n cÊp liƯu cho nghiỊn than: gåm hai c©n - 1504A: Møc c©n tõ 3.5 – 35 T/h (HASLER) - 1504B 1.3.4 C©n cÊp than min: gåm hai c©n - CÊp cho PRECALCINER: 1533, møc c©n 10 – 100 T/h - Cấp cho lò nung: 1523, mức cân 11 T/h Do SHENCK chế tạo 1.3.5 Cân cấp liệu cho máy nghiền xi măng: gồm cân - Cấp đá vôi: 1626 Mức cân 10 100 T/h - Cấp thạch cao: 1625 Mức cân 20 T/h - CÊp Clinker: 1622 Møc c©n 30 – 300 T/h Do HASLER sản xuất 1.4 Hệ thống cung cấp điện nhà máy xi măng Bút Sơn Nhà máy đợc cấp điện qua hai lộ 110 kV không từ Ninh Bình, qua dao cách ly 110KV - qua hai máy cắt 110KV,50Hz dùng khí SF6 cấp cho hai máy biến áp MS-TR-12-1 MS-TR-12-2 Hai máy biến áp có công suất 16MVAx2 điện áp 110 Điện áp đợc cÊp sau m¸y biÕn ¸p cung cÊp cho hai phụ tải dùng sợi cáp 1x240mm (6/10KV) tới hai máy cắt pha ( 2000A,6KV) Điện áp qua hai máy cắt đợc cấp xuống qua hai BusA BusB, chúng đợc liên lạc với máy cắt 6KV- 2000A Từ 6KV trạm 110m, nguồn đợc phân phối tới 10 trạm biến áp phân xởng từ LS1 đến LS10 10 máy cắt hợp Các máy cắt có dòng định mức 1200A, dùng khí SF6 Các máy cắt đợc tác động hệ thống bảo vệ Sepam Tại phân xởng nguồn 6KV đợc cấp cho động cao áp(6KV) máy biến áp 6/0.4KV Điện áp 0.4 KV đợc cấp cho tủ MCC AUX cấp cho phụ tải Hệ thống chiếu sáng nhà máy đợc cấp từ MBA 50KVA phân xởng đợc đấu móc vòng với Ngoài nhà máy dùng máy phát điện dự phòng Diezel có công suất 630KVA cung cấp cho số tải quan trọng nh lò, giàn ghi, điện lới Hệ thống điều khiển PLC CCR điện đợc dự phòng nguồn UPS Để bảo đảm cos đạt 0.9, nhà máy đặt hai tụ bù 6kV, thuộc trạm 110kV, có công suất 810 kVar 77 A bốn tụ bù đặt tủ MVSW trạm LS1, công suất 540 kVar – 48A, LS6 cã c«ng suÊt 1000 kVar – 96A, LS4 c«ng suÊt 3150 kVar – 377A, LS7 c«ng suÊt 3000 kVar – 289A HƯ thèng bï cos cđa nhµ máy làm việc tự động 1.5 Một số liệu pháp nhằm ổn định chất lợng giữ vững thị trờng Giám sát chặt chẽ trì ổn định chất lợng từ khâu nguyên liệu đầu vào toàn dây chuyền làm sở cho việc trì ổn định nâng cao chất lợng sản phẩm - Củng cố hoàn thiện hệ thống quản lý chất lợng toàn dây chuyền áp dụng có hiệu hệ thống quản lý chất lợng theo tiêu chuẩn ISO9002 vừa đợc chứng nhận QUACERT DNV (Na Uy) - Thực tốt công tác bảo dỡng sửa chữa thiết bị để đảm bảo toàn thiết bị dây chuyền hoạt động ổn định đồng với suất cao chất lợng tốt - Không ngừng nâng cao trình độ, tay nghề cho CBCNV Đặc biệt đội ngũ cán quản lý, cán kỹ thuật công nhân vận hành cách tổ chức khoá đào tạo công ty, liên kết đào tạo với trờng đại học, trung tâm đào tạo chuyên ngành, tổ thăm quan, thực tập nớc tổ chức buổi báo cáo chuyên đề - Đẩy mạnh công tác pha phụ gia vào xi măng để tăng hiệu sản xuất, hạ giá thành sản phẩm Phấn đấu đến năm 2000 đặt tỉ lệ pha phụ gia từ 20 - 25% Rà soát lại toàn định mức vật t cho sản xuất quản lý chặt chẽ việc sử dụng vật t sản xuất, phấn đấu giảm mức tiêu hao nguyên, nhiên vật liệu cho đơn vị sản phẩm, góp phần hạ giá thành sản phẩm tăng tính cạnh tranh thơng trờng Trạm biến áp 110 KV nhà máy xi măng Bút Sơn Trạm biến áp 110 KV, công ty xi măng Bút Sơn đặt đầu dây chuyền sản xuất khu vực nhà máy Trạm có hai máy làm việc độc lập, hai lộ dây có công suất máy 16 MA Toàn thiết bị trạm GECLASTHOM, cộng hoà Pháp, cung cấp Nhiệm vụ trạm hạ điện áp tõ 110 KV xuèng cÊp KV cung cÊp cho toàn dây chuyền sản xuất nhà máy 2.1 Sơ đồ cung cấp điện Từ lới điện quốc gia qua hai lộ đờng dây không 110 kV, điện áp đa qua thiết bị truyền dẫn đóng cắt tới hai máy biến áp (MBA) 110 kV Hai MBA hoạt động đồng thời độc lập với để đa điện áp kV thứ cấp MBA 110 kV nhà máy loại biến áp tự động điều chỉnh điện áp dới tải có dải điều chỉnh điện áp từ 96.8 kV 123.3 kV chia làm nấc điều chỉnh Điện áp kV từ MBA đa qua thiết bị truyền dẫn đóng cắt đến cái, đợc chia làm hai lộ, có đặt máy cắt liên lạc để đóng mạch có cố hai MBA Từ điện áp kV qua 10 máy cắt hợp có Iđm 1250 A 2500A cung cấp điện cho trạm LS Các máy cắt 110 kV máy cắt kV ®Ịu dïng khÝ SF6 ®Ĩ dËp hå quang 2.2 Thut minh nguyên lý cấp điện 2.2.1 Nguyên lí cấp điện Nhà máy ximăng Bút sơn đợc cấp điện từ Ninh Bình hai lộ 175 176 có điện áp 110kV Hai lộ cấp điện cho hai máy biến áp độc lập T1, T2 có công suất 16MVA x Trên lộ 110kV, hệ thống bảo vệ chống cố gồm có biến áp đo lờng T6-1, T6-2, biến dòng T5-1, T5-2 chống sét van V1, V2 Ngoài cột có hệ thống chống sét thu lôi để bảo vệ cột đờng dây Các thiết bị TU, TI đợc sử dụng nhằm phát cố chạm đất, đứt pha, đoản mạch đồng thời báo ổn định đờng dây Trên lộ trớc vào biến áp, hệ thống dao cách li tiếp địa đợc liên ®éng cøng víi vµ sù vËn hµnh phơ thc chặt chẽ vào trạng thái đóng cắt máy cắt Q 50 Dao cách li đóng mở dòng tải dây nhỏ (hoặc = 0) dao tiếp địa hoạt động dao cách li thay đổi trạng thái Nếu dao cách li mở dao tiếp địa liên quan đóng lại để nối đất an toàn Trên sơ đồ hệ thống thấy cặp dao cách li tiếp địa liên động với là: Q28-Q38, Q25-Q35, Q24-Q34 Cặp Q28-Q38 nhằm bảo đảm an toàn sửa chữa bảo dỡng 110KV, máy cắt Q50 Trong Q27 dao cách li liên hệ hai 110kv cấp cho hai máy biến áp độc lập Trên máy biến áp bố trí hệ thống bảo vệ hơi, áp suất, nhiệt độ, chạm vỏ Đầu MBA tự động diều chỉnh mức điện áp kV Bình thờng cố , hai MBA làm việc độc lập với phía sơ cấp lẫn thứ cấp Có nghĩa dao cách li Q27 mở máy cắt phân đoạn600 mở.Mỗi MBA cung cấp cho số phụ tải riêng nhà máy Tuy nhiên cố xảy lộ 175, 176 dao cách li Q27 đợc nối lại để lộ cấp cho MBA, tất nhiên Q27 thực Q50 MBA có lộ cố cắt tải khỏi hệ thống sau đóng lại Còn hai MBA bị hỏng lộ hoạt động bình thờng nhng máy cắt phân đoạn 600 đóng lại để cấp điện cho toàn nhà máy Một số phụ tải quan trọng bị cắt tạm thời để tránh tải cho MBA