NHỮNG ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT VÀ THỦY VĂN
Địa điểm xây dựng nằm trên khu đất GI-7, với độ cao tự nhiên khoảng 1,5 m, đã được san lấp một phần lên 4,95 m, trong khi phần còn lại là vùng ngập mặn Theo tài liệu địa chất, dưới lớp đất san lấp dày khoảng 4 m là lớp cát mịn tự nhiên dày 5 m, tiếp theo là lớp bùn sét màu xám xanh dày 12 m, và cuối cùng là lớp đất sét màu xám trắng Đinh Khắc Tùng _ DC1301 vân đỏ trạng thái dẻo cứng Do đó, các hạng mục công trình có tải trọng lớn cần giải pháp xử lý nền móng phù hợp.
Các số liệu về nước ngầm cho thấy khu vực này có độ mặn rất cao, với hàm lượng ion clorua dao động từ 600 mg/l đến 800 mg/l Bán đảo Đình Vũ nằm tại cửa biển Nam Triệu, nơi có sự giao thoa của ba con sông lớn: Sông Cấm, Sông Bạch Đằng và Sông Lạch Tray, chảy ra biển.
* Sông Bạch Đằng: Nằm ở phần đông nam Thành phố Hải Phòng và là con sông chính ở khu vực này
Sông Cấm, đoạn cuối của Sông Kim Môn, nằm ở phía Bắc Hải Phòng và có một nhánh kết nối với Sông Bạch Đằng Tại khu vực Đình Vũ, sông có chiều rộng từ 120 đến 150 mét và độ sâu từ 6 đến 8 mét Lưu lượng nước của sông dao động, với lưu lượng cao nhất đạt 1860 m³/giây và lưu lượng thấp nhất là 187 m³/giây.
Sông Lạch Tray, một nhánh của Sông Vạn Úc, nằm ở phía nam trung tâm thành phố Với chiều rộng từ 100 đến 200 mét và độ sâu từ 4 đến 7 mét, sông này có vai trò quan trọng trong hệ thống thủy văn địa phương Mức nước của hạ lưu Sông Bạch Đằng cũng ảnh hưởng đến dòng chảy của Sông Lạch Tray.
Mức nước trung bình (trong 30 năm liên tục gần đây): 212 cm
Mức nước cao nhất đặc biệt: 452 cm
Mức nước cao nhất trung bình: 408 cm
Mức nước thấp nhất đặc biệt: 20 cm
Mức nước thấp nhất trung bình: 44 cm
1.3.NHỮNG ĐẶC ĐIỂM VỀ KHÍ HẬU
Hải Phòng, tọa độ 20°05'N và 106°E, chịu ảnh hưởng của khí hậu gió mùa và biển, với hai mùa chính là mùa mưa và mùa khô Mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10, nhiệt độ trung bình khoảng 25°C, trong đó tháng 6 và tháng 7 là những tháng nóng nhất với nhiều mưa và giông bão, gió chủ yếu từ hướng Đông Nam Ngược lại, mùa khô từ tháng 12 đến tháng 3, nhiệt độ trung bình dưới 20°C, gió chủ yếu từ hướng Đông Bắc Tháng 4 và tháng 11 là thời gian chuyển mùa, với lượng mưa trung bình hàng năm từ 1600 đến 1800 mm, chủ yếu xảy ra vào mùa hè, chiếm 80-90% tổng lượng mưa.
* Nhiệt độ: Nhiệt độ trung bình trong mùa hè khoảng 25 0 C, nhiệt độ trung bình trong mùa đông thường thấp hơn 20 0 C
* Gió: Hướng gió biến đổi theo mùa: vào mùa đông (từ tháng 11 tới tháng
Trong ba năm tiếp theo, gió Đông Bắc và gió Bắc trở thành chủ đạo Tháng 4 đánh dấu sự xuất hiện của gió Đông Nam và gió Nam Gió Nam đạt tần số cao nhất vào tháng 7, trong khi gió Bắc và gió Đông Bắc có tần suất lớn nhất vào tháng 10.
Hải Phòng là khu vực thường xuyên chịu ảnh hưởng mạnh mẽ từ các cơn bão nhiệt đới, với vận tốc gió ghi nhận tại các trạm khí tượng đạt tới 40m/giây Áp lực không khí trong các cơn bão này cũng rất cao, gây ra nhiều tác động đến đời sống và kinh tế địa phương.
100 kg/cm 2 Tốc độ gió trung bình ghi đƣợc ở trạm Hòn Dáu là 5,1 m/giây, trạm Phủ Liễn là 3,7 m/giây và trạm Cát Bi là 2,8 m/giây
Tại bán đảo Đình Vũ, chế độ mưa diễn ra từ tháng 4 đến tháng 10 hàng năm, với khoảng 100-150 ngày mưa Mùa mưa này chiếm hơn 80% tổng lượng mưa trong cả năm.
Bức xạ nhiệt tại Hải Phòng đạt mức cao, khoảng 220-230 kcal/cm² mỗi năm Tháng 7 ghi nhận bức xạ nhiệt lớn nhất, trong khi tháng 12 có mức thấp nhất.
* Độ ẩm: Bán đảo Đình Vũ là một trong các khu vực có độ ẩm cao với mức trung bình là 80-85%
Bão thường xảy ra từ tháng 7 đến tháng 9, tuy nhiên, trong một số năm, bão có thể xuất hiện sớm từ tháng 6 và kéo dài đến tháng 10 Trung bình mỗi năm, bán đảo Đình Vũ đón nhận từ 1 đến 2 trận bão trực tiếp.
Hải Phòng có khí hậu nhiệt đới nóng ẩm, nằm trong khu vực gió mùa Đông Nam Á, với thời tiết được chia thành hai mùa rõ rệt.
* Mùa đông: mƣa ít, kéo dài trong 5 tháng (từ tháng 11 tới tháng 3 năm sau) với số ngày nắng tương đối ít Thời tiết mùa đông tương đối ổn định
Mùa hè ở khu vực này đặc trưng bởi khí hậu nóng ẩm, nhiều gió và nắng, đôi khi xuất hiện sương mù Thời điểm này thường chứng kiến nhiều cơn bão, sấm sét và áp thấp nhiệt đới, có khả năng dẫn đến lũ lụt bất ngờ.
CƠ CẤU TỔ CHỨC CỦA KHU CÔNG NGHIỆP
Khu công ngiệp Đình Vũ đƣợc chia làm 3 khu vực sản xuất chính đó là:
* Khu hành chính: có nhiệm vụ tổ chức, quản lý sản xuất và kinh doanh
* Khu sản xuất chính: gồm các xưởng sản xuất chính (xưởng H 2 SO 4 , xưởng
H3PO4, xưởng Na2SiF6, xưởng DAP)
Khu phục vụ sản xuất bao gồm nhiều hạng mục quan trọng như kho nguyên liệu, kho sản phẩm, kho tổng hợp, trạm phát điện, xưởng cơ khí, trạm làm lạnh nước tuần hoàn, khu vực kỹ thuật và thí nghiệm, hệ thống xử lý nước thải, trạm xử lý nước, bãi thải gip và trạm cứu hỏa.
Hình 1 1 Sơ đồ tổ chức của khu công nghiệp
Trong các phân xưởng của khu công nghiệp có giám đốc, phó giám đốc và các tổ trưởng
Hình 1 2 Sơ đồ tổ chức của các phân xưởng
Thợ cơ khí Thợ điện Công nhân Công nhân Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301
1.5 THỐNG KẾ PHỤ TẢI CỦA KHU CÔNG NGHIỆP
Bảng 1 1 Danh sách phụ tải điện trong khu công nghiệp và công suất đặt
STT Tên phụ tải Số lƣợng Công suất Tổng công suất
1 Trạm biến áp SA và nhiệt điện 2 1250kVA 2500kVA
2 Trạm biến áp DAP 2 2000kVA 4000kVA
3 Trạm biến áp tuân hoàn nước nhiễm axit 1 1600kVA 1600kVA
4 Trạm biến áp PA 2 2000kVA 4000kVA
5 Trạm biến áp tuân hoàn nước sạch 2 630kVA 1260kVA
6 Trạm biến áp khu hành chính 2 500kVA 1000kVA
7 Trạm biến áp cảng 1 800kVA 800kVA
8 Trạm biến áp kho lưu huỳnh 1 1250kVA 1250kVA
9 Động cơ Common acid pump
10 Động cơ Feeder water pump
11 Động cơ Induced draft fan
12 Động cơ Primary air fan (C0401) 1 220kW 220kW
Trong tương lai, khu công nghiệp dự kiến sẽ mở rộng quy mô sản xuất và lắp đặt thêm thiết bị hiện đại, do đó, thiết kế cung cấp điện cần phải tính toán để đáp ứng sự gia tăng phụ tải Cần có phương án cấp điện hợp lý để tránh tình trạng quá tải trong vài năm tới, đồng thời không để xảy ra lãng phí do không khai thác hết công suất dự trữ Việc thiết kế và lựa chọn thiết bị cần đảm bảo cả yếu tố kinh tế lẫn kỹ thuật.
CÔNG ĐOẠN SẢN XUẤT CỦA CÁC PHÂN XƯỞNG TRONG KCN
* Công đoạn nguyên liệu và làm nóng chảy lưu huỳnh
* Công đoạn đốt và chuyển hoá lưu huỳnh
* Công đoạn sấy và hấp thụ l.6.2 Sản xuất của phân xưởng Axit Photphoric
* Phản ứng và phân huỷ
1.6.3 Sản xuất của phân xưởng DAP
* Sàng, nghiền và bột hồi lưu
1.6.4 Sản xuất của phân xưởng natri foxilicat Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301
KHÁIQUÁT CHUNG
Mục đích của thiết kế phân xưởng axit photphoric là quản lý quy trình từ việc chuyển apatit và axit sunphuric vào khu vực sản xuất cho đến khi phân phối axit photphoric đã cô đặc, axit floxilixic (18%) và bùn ra ngoài khuôn viên Quy trình này bao gồm các bộ phận phản ứng và lọc để đảm bảo hiệu quả và chất lượng sản phẩm.
Phân xưởng bao gồm các bộ phận sau:
* Phản ứng và phân huỷ
Quá trình dihydrat là phương pháp chính trong sản xuất acid photphoric Trong dây chuyền sản xuất, bộ phận lọc sử dụng hệ thống đơn, trong khi bộ phận cô đặc acid áp dụng dây chuyền sản xuất kép.
QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
2.2.1 Lựa chọn quy trình công nghệ
Trong quy trình sản xuất axit photphoric, axit sunfuric phản ứng với apatit để tạo ra axit photphoric lỏng và canxi sunfat (gip) Sau đó, axit photphoric được tách ra khỏi gip thông qua quy trình lọc Phản ứng chính trong quá trình này được mô tả cụ thể như sau:
Quá trình sản xuất acid photphoric từ phản ứng giữa 3Ca3(PO4)2 và 10H2SO4 tạo ra 6H3PO4, 10CaSO4.nH2O và 2HF, trong đó giá trị n có thể là 0, 1/2 hoặc 2 tùy thuộc vào dạng tinh thể canxi sunphat Quy trình dihydrate là phương pháp sản xuất chủ yếu trên thế giới, với khoảng 80% nhà máy sản xuất acid photphoric áp dụng quy trình này, chiếm tới 85% tổng sản lượng acid photphoric toàn cầu Những đặc điểm nổi bật của quy trình dihydrate làm cho nó trở thành lựa chọn ưu việt trong ngành công nghiệp sản xuất acid photphoric.
* Thu hồi P 2 O 5 trong apatit cao Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301
* Quy trình công nghệ hoàn thiện, ổn định và đáng tin cậy
* Phạm vi áp dụng cho apatit rộng và hoạt động linh hoạt
* Hiệu suất hoạt động cao và bảo dƣỡng ít
* Dây chuyền sản xuất đơn có quy mô lớn
* Kinh nghiệm vận hành đƣợc tích lũy thời gian dài trong lựa chọn vật liệu và cấu trúc thiết bị, không cần chọn các "hợp kim phức tạp"
2.2.2 Đặc tính quy trình công nghệ
Bao gồm các bộ phận chính:
* Bộ phận phản ứng và lọc
* Bộ phận cô đặc acid.
MÔ TẢ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
Bùn quặng photphat với 65% rắn được chuyển đến thùng phản ứng trong phân xưởng acid photphoric từ khu vực kho chứa apatit Acid sunfuric nồng độ 98% được bơm từ thùng chứa acid đến thùng phản ứng và thùng rửa của bộ phận bốc hơi và cô đặc Phụ gia chống bọt được chuyển vào phân xưởng và đổ bằng tay vào thùng chứa Sau khi được đun nóng bằng hơi, phụ gia sẽ được bơm đến bộ phận phản ứng và cô đặc.
2.3.2 Phản ứng và phân hủy
Bộ phận này đƣợc thiết kế để sản xuất acid photphoric có nồng độ tối thiểu là 26% P 2 O 5 a Bộ phận phản ứng
Bùn quặng apatit với 65% rắn được chuyển vào ngăn thùng phản ứng qua đường ống Trước khi vào thùng, bùn được đo bằng đồng hồ lưu lượng và đồng hồ đo tỷ trọng để đảm bảo nạp liệu ổn định Nồng độ sunphat trong ngăn 3, thông qua việc lấy mẫu phân tích, được duy trì ở mức thông thường.
Tổng số ion sunphat đưa vào thùng phản ứng có thể điều chỉnh bằng cách thay đổi tỷ lệ giữa dòng bùn photphat và lượng SO3, với giá trị khoảng 25~30g/1 SO3 Để tính toán tổng số ion sunphat, cần phân tích lượng SO3 và đo lưu lượng acid hồi lưu qua bơm, kết hợp với lượng acid sunfuric nạp trực tiếp vào thùng phản ứng Giá trị tổng số này được kiểm tra bằng cách thay đổi tổng lưu lượng acid sunfuric nạp vào các ngăn 1 và 2.
Acid sunphuric được tiếp nhận và trộn sơ bộ trước khi đưa vào thùng phản ứng, nơi axit hồi lưu từ bộ phận lọc chảy qua ống thiết kế dạng chữ "T" Axit hồi lưu bao gồm ba thành phần chính: ion sunphat, acid sản phẩm và nước Tác động của ion sunphat đã được tính toán trong toàn bộ lượng sunphat nạp vào thiết bị phản ứng và kiểm tra lượng sunphat này Các thông số lưu lượng và tỷ trọng của acid hồi lưu được điều chỉnh để kiểm soát lượng axit sản phẩm, nhằm đạt được hàm lượng chất rắn từ 33-35% trọng lượng và hàm lượng nước điều chỉnh độ đậm đặc của acid sản phẩm lên trên 27% P2O5 Lưu lượng acid hồi lưu được kiểm soát thông qua việc điều chỉnh lượng acid loãng và tỷ trọng bằng nước rửa cặn.
Phụ gia chống bọt được chứa trong thùng chứa, với nhiệt độ được duy trì nhờ ống xoắn hơi thấp áp Một máy đo mức được lắp đặt để công nhân có thể kiểm tra và duy trì mức chất lỏng trong thùng Bơm phụ gia chống bọt hoạt động theo nguyên tắc định lượng, cung cấp cho thiết bị làm lạnh ở mức độ thấp Phản ứng hóa học trong thùng phản ứng là phản ứng tỏa nhiệt, kết hợp với nhiệt từ việc pha loãng acid sulfuric bổ sung Để duy trì nhiệt độ phản ứng ở mức 71~76°C, đảm bảo sản xuất tinh thể dihydrate, bùn phản ứng cần được làm lạnh.
Việc làm lạnh được thực hiện trong thiết bị làm lạnh nhanh với mức độ thấp, nhờ vào bơm chân không giữ chân không cho bình Áp suất được điều chỉnh bằng cách rút không khí ngay trước bơm chân không Bùn phản ứng được hồi lưu qua bình này bằng bơm thiết bị làm lạnh nhanh, nằm ở phần kéo dài của ngăn 4 trong thùng phản ứng, và hồi lưu bằng trọng lực đến ngăn 1 Quá trình bốc hơi nước từ bùn tạo ra hiệu ứng làm lạnh với chênh lệch nhiệt độ chỉ 2~3 độ C, giúp giảm thiểu sự bão hòa quá mức và sự đóng cặn trong thiết bị làm lạnh Ngoài ra, một máy đo tổn thất DCS được lắp đặt để theo dõi lượng bốc hơi.
Tỷ lệ hồi lưu cao quanh thiết bị phản ứng được cung cấp bởi bơm nạp của thiết bị làm lạnh, đồng thời cấp axit và sunphat vào đầu hệ thống phản ứng, tạo điều kiện cho bùn photphat hòa tan và kết tinh Hơi nước thoát ra từ thiết bị làm lạnh đi qua thiết bị ngưng tụ sơ bộ, nơi nhiệt thừa trong hơi quá nhiệt được sử dụng để làm nóng nước hồi lưu, phục vụ cho việc rửa cặn trên thiết bị lọc Hơi sau đó được đưa qua thiết bị ngưng tụ, nơi ngưng tụ hoàn toàn nhờ nước làm lạnh hồi lưu từ tháp làm lạnh Nước làm lạnh bị nhiễm được thải vào thùng ngưng kín của thiết bị làm lạnh bằng nước và chảy tràn nhờ trọng lực tới mương hồi lưu nước làm lạnh.
Bùn từ ngăn 4 của thùng phản ứng chảy xuống thùng phân hủy gồm 2 ngăn nhờ trọng lực Việc duy trì bùn khử bão hòa giúp tối ưu hóa quá trình kết tinh của gip và flo silicat Thời gian lưu cần thiết để phát triển tinh thể và giảm độ quá bão hòa là rất quan trọng Giảm độ quá bão hòa có nghĩa là bùn đã hoàn thiện sẽ cung cấp cho thiết bị lọc gip, từ đó giảm thiểu ảnh hưởng của đóng cặn và hạn chế kết tinh trong bồn chứa acid loãng.
Sự sắp xếp phản ứng và phân huỷ giúp ngăn chặn sự ngừng trệ của quặng không phản ứng từ hệ thống đến thiết bị lọc Việc bổ sung acid sunphuric vào ngăn đầu tiên của thùng phân huỷ (2.2202) cho phép kiểm soát độc lập mức sun phát trong bộ phận phản ứng và phân huỷ Thùng phân huỷ được trang bị van nhiều chiều trên tuyến dẫn đến thiết bị rửa khí, nhằm duy trì áp suất nhẹ và ngăn khí thoát ra ngoài Bùn hoàn thiện từ ngăn thứ hai được bơm đến thiết bị lọc bằng máy bơm nạp, với lưu lượng được điều chỉnh bởi máy truyền thay đổi tốc độ.
Bùn được chuyển tới thiết bị lọc băng, kết hợp với hộp chân không và thiết bị tách lọc bên ngoài Dòng chảy từ thiết bị tách được dẫn đến thùng Đinh Khắc Tùng - DC1301, nơi chứa dịch lọc hồi lưu Hơi nước chân không từ thiết bị tách chuyển tới thiết bị lọc ngưng tụ, tại đây khí được rửa và hơi nước được ngưng tụ bằng nước làm lạnh Thùng kín của thiết bị ngưng tụ lọc thu nhận nước từ thiết bị ngưng tụ, và nước này sau đó tràn vào máng nước làm lạnh hồi lưu.
Bơm chân không của thiết bị lọc được kết nối với khí quyển qua ống giảm thanh riêng biệt, giúp duy trì hệ thống dưới áp suất âm và kiểm soát chân không bằng ống rút hơi Máy lọc được lắp đặt cùng với tủ hút khí và hệ rửa khí, có máng lát gạch chịu acid để hứng các giọt chảy Khi nạp bùn vào máy lọc, phần tiết diện nhỏ ban đầu không có chân không cho phép tinh thể gip lớn hơn đọng lại, tạo thành lớp lót tự nhiên giúp lọc những chất rắn nhỏ hơn và giảm tắc vải lọc.
Phần lọc sơ bộ, hay còn gọi là cửa mù, đóng vai trò quan trọng trong quá trình tạo dung dịch lọc đầu tiên cho sản phẩm acid Tại đây, dung dịch có thể chứa chất rắn và luôn được pha loãng bằng nước, sau đó được thu gom qua các lỗ và kẽ vải để đảm bảo không làm ảnh hưởng đến chất lượng acid sản phẩm Dung dịch này sẽ được hồi lưu và thải vào bộ phận acid hồi lưu thông qua bơm acid Lượng acid loãng được sản xuất sẽ được bơm sang thùng chứa acid qua máy đo lưu lượng và tỷ trọng, trong khi lượng acid dư cần thiết cho việc điều chỉnh chất rắn trong thiết bị phản ứng sẽ được đưa vào ống hút của bơm acid hồi lưu thông qua van điều chỉnh mức.
Sau khi tách nước cái, gip đóng bánh được rửa ngược chiều qua hai giai đoạn Giai đoạn cuối sử dụng nước từ bình ngưng tụ sơ bộ qua thùng chứa nước hồi lưu, với bơm điều chỉnh lưu lượng nước rửa cặn đóng bánh Lưu lượng này có thể được điều chỉnh bằng tay nhờ máy đo tỷ trọng trên đường acid hồi lưu, giúp kiểm soát nồng độ acid sản phẩm.
Dung dịch lọc từ rửa bã lọc cuối cùng được chuyển từ bộ phận phân phối đến ống hút của máy bơm lọc số 1 để bơm rửa bã lọc thứ hai Sau đó, dung dịch này dẫn đến ống hút bơm lọc số hai để bơm rửa bã Đinh Khắc Tùng - DC1301 lọc thứ nhất Dịch lọc từ quá trình rửa chảy từ bộ phân phối đến ống hút của bơm acid hồi lưu Để nhanh chóng khôi phục trạng thái sau khi lọc gây ngập máy lọc, một bộ điều chỉnh bằng tay được lắp trên sàn máy lọc nhằm phân dòng một phần rửa axit loãng trực tiếp đến bơm axit hồi lưu.
Gip trải qua ba giai đoạn rửa, sử dụng nước gip hồi lưu từ hồ chứa bã thải để làm sạch bồn chứa bã gip, sau đó bơm ra bồn thải gip tạm thời Sau khi thải bã lọc, vải lọc được rửa bằng nước ấm, trong đó nước này chứa các chất rắn được thu lại trong thùng rửa bã lọc.
CÁCH BỐ TRÍ
2.4.1 Bộ phận lọc phản ứng và tháp lọc khí
Phân xưởng acid photphoric bao gồm ba bộ phận chính: bộ phận phản ứng, bộ phận lọc và bộ phận cô đặc acid, với thiết bị điện và đo lường được bố trí tập trung Bộ phận phản ứng sẽ được lắp đặt ngoài trời, trong khi thùng phản ứng, thùng phân huỷ và tháp lọc khí được đặt trên sàn ngoài (EL-0.300) Hệ thống làm lạnh nhanh mức độ thấp và ống khói được bố trí cạnh thùng phản ứng, với khung có chiều rộng 15m và chiều cao tại một số khu vực là EL23.000 Các bơm và thùng kín được đặt trên tầng trệt (EL0.000), trong khi buồng làm lạnh nhanh mức độ thấp được lắp đặt trên tầng hai (EL7.000).
Bộ ngưng tụ sơ bộ và bộ ngưng tụ được lắp đặt tại tầng 3 (EL16.000), trong khi quạt khí và ống khói được bố trí ở tầng 4 (EL23.000) Hệ thống lọc sử dụng nhiều tầng để sắp xếp thiết bị Toàn bộ chiều dài của tòa nhà là 45m và chiều rộng là 10m Bơm và máy đánh nhão gip được đặt tại tầng trệt (EL0.000) Quạt đệm không khí được lắp ở tầng 2 (EL7.000), máy lọc được bố trí tại tầng 3 (EL10.800), và một sàn thao tác xoay quanh máy lọc được lắp đặt để đặt thiết bị tách dung dịch.
- khí, bộ tách sương, bộ ngưng tụ để việc vận hành và bảo dưỡng được thuận tiện
2.4.2 Bộ phận cô đặc acid
Bố trí của bộ phận này được tổ chức một cách liên kết, với phòng kiểm tra và vận hành được đặt cạnh phòng của bộ phận phản ứng và lọc Hai dây chuyền sản xuất cô đặc được bố trí song song ngoài trời, tạo điều kiện thuận lợi cho quản lý vận hành và đảm bảo an toàn trong sản xuất Khung có chiều dài 36m, chiều rộng mỗi dây chuyền là 9m, và chiều cao trong một số khu vực đạt EL25.800 Hệ thống bao gồm 6 tầng với các mức cao độ EL±0.000, EL8.700, EL14.000, EL18.400, EL22.500 và EL25.800 tương ứng với từng tầng.
Trong bộ phận cô đặc, hầu hết các thiết bị như thùng đứng và bơm đều được lắp đặt trên mặt đất, bao gồm thùng hồi lưu của tháp hấp thụ flo, thùng nước hồi lưu và bơm hồi lưu acid photphoric đã cô đặc Một số thiết bị như buồng làm lạnh, bộ khử mù cyclon và bộ ngưng tụ khí áp được lắp đặt trên nhiều tầng Để thuận tiện cho việc lắp đặt và bảo dưỡng, trao đổi nhiệt grafit được đặt ở cuối trục A của thiết bị.
CÁC YÊU CẦU VỀ CUNG CẤP ĐIỆN CỦA KHU CÔNG NGHIỆP
Các yêu cầu về cung cấp điện trong khu công nghiệp bao gồm độ tin cậy, chất lượng điện, an toàn điện và tính kinh tế Việc cấp điện cần được thực hiện một cách đơn giản, dễ thi công, vận hành và sử dụng Dựa vào tầm quan trọng của thiết bị, cần xác định phương thức cấp điện phù hợp cho từng thiết bị và phân xưởng Khu công nghiệp chủ yếu sử dụng động cơ điện và thiết bị chiếu sáng, do đó, việc mất điện có thể dẫn đến lãng phí lao động và thiệt hại kinh tế lớn Vì vậy, khu công nghiệp được phân loại là hộ tiêu thụ loại I, yêu cầu cung cấp điện phải được đảm bảo liên tục.
THỐNG KÊ PHỤ TẢI CỦA PHÂN XƯỞNG PA
Bảng 2 1.Danh sách phụ tải điện phân xưởng PA
STT Tên phụ tải Số lƣợng Công suất (k/V)
2 Dihydrate filter slurry feed pump 1 30
3 Phosphate slurry transfer pump to attack 1 37
10 Filter cloth wash pump 1 45 Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301
STT Tên phụ tải Số lƣợng Công suất (k/V)
21 Fume scrubber pump to precondenser 2 22
36 Condenser seal tank pump 3 280 Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301
CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN (PTTT)
Phương pháp này thường được áp dụng khi có thông tin về diện tích F(m²) của khu chế xuất và loại hình công nghiệp (nặng hoặc nhẹ) trong khu vực đó Mục tiêu chính là dự báo phụ tải nhằm chuẩn bị nguồn cung cấp điện, bao gồm nhà máy điện, đường dây truyền tải và trạm biến áp.
Từ các thông tin trên ta xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất
P0 [kw/m 2 ] - suất phụ tải trên một đơn vị diện tích
F[m 2 ]- diện tích sản xuất có bố trí các thiết bị dùng điện Để xác định (P 0 ) ta dựa vào kinh nghiệm:
- Đối với các ngành công nghiệp nhẹ (dệt, may, giầy dép, bánh kẹo, ) ta lấy P 0 = ( 100÷200 ) kVA/ m 2
- Đối với các ngành công nghiệp nặng (cơ khí, hoá chất, dầu khí, luyện kim, xi măng, ) ta lấy P 0 = (300÷400) kVA/ m 2
Phương pháp này cho kết quả gần đúng và thường được áp dụng cho các phân xưởng có mật độ máy móc phân bố đồng đều, chẳng hạn như phân xưởng dệt, sản xuất vòng bi và gia công cơ khí Nó cũng được sử dụng để tính toán thiết kế chiếu sáng hiệu quả.
2.7.2 Xác định PTTT theo suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm
Để xác định phụ tải tính toán cho khu chế xuất, cần biết sản lượng của xí nghiệp và suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm Việc này giúp tính toán tổng sản lượng điện cần thiết cho khu chế xuất một cách chính xác.
W 0 : Điện năng cần thiết để sản xuất 1 sản phẩm( kWh/ lsp ):
M: Tổng sản phẩm sản xuất trong 1 năm(sp)
Tmax(h):Thời gian sử dụng công suất lớn nhất Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301
2.7.3 Xác định PTTT theo công suất đặt và hệ số nhu cầu k nc
Thông tin mà ta biết được là diện tích nhà xưởng F(m 2 ) và công suất đặt p đ (kw) của các phân xưởng và phòng ban của nhà máy Mục đích là:
Xác định phụ tải tính toán cho các phân xưởng
* Chọn biến áp cho phân xưởng
* Chọn dây dẫn về phân xưởng
* Chọn các thiết bị đóng cắt cho phân xưởng n i đmi nc n i đi đl nc tt P k P k P
Từ đó ta xác định được phụ tải tính toán của phân xưởng (px) như sau:
Trong phân xưởng sử dụng đèn sợi đốt, hệ số công suất cho phụ tải chiếu sáng là 0 (cos = 1), dẫn đến Qcs = Pcs.tg = 0 Nếu sử dụng đèn tuýp hoặc quạt, hệ số công suất sẽ là cos = 0,8 Khi kết hợp 2 quạt (cos = 0,8) và 1 đèn sợi đốt (cos = 1), hệ số công suất tổng hợp được tính là cos = 0,9.
Nếu hệ số công suất cos của các thiết bị trong nhóm khác nhau thi ta tính hệ số công suất cos trung bình: n 3
Trong các công thức trên: knc - hệ số nhu cầu pd - công suất đặt n - số động cơ
P0(W/m 2 ) - suất phụ tải chiếu sáng
Pđl, Qđl- các phụ tải động lực của phân xưởng
Pcs, Qcs - các phụ tải chiếu sáng của phân xưởng Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301
Từ đó ta có: S ttpx P ttpx 2 Q 2 ttpx (2.11)
Vậy phụ tải tính toán của cả nhà máy(xí nghiệp) là: m
Trong đó: k đt - hệ số đồng thời (thường có giá trị từ 0,85÷1) m-số phân xưởng và phòng ban,nhóm thiết bị
Phương án này được ưa chuộng trong tính toán nhờ tính đơn giản và tiện lợi, tuy nhiên, nó có nhược điểm là độ chính xác kém Điều này xảy ra do hệ số k không phụ thuộc vào chế độ vận hành và số thiết bị trong nhóm, dẫn đến kết quả không chính xác khi có sự thay đổi lớn trong các yếu tố này Phương pháp này thường được áp dụng trong giai đoạn xây dựng nhà xưởng.
2.7.4 Xác định PTTT theo hệ số cực đại k max công suất trung bình p tb
Chúng ta có thông tin chi tiết để tiến hành phân nhóm các thiết bị máy móc, với mỗi nhóm từ 8 đến 12 máy Tiếp theo, cần xác định phụ tải tính toán cho một nhóm n máy dựa trên công suất trung bình P tb và hệ số cực đại kmax theo các công thức đã được quy định.
1 i dmi sd max tb max tt k P k k P
Qtt = Ptt tg (2.17) dm tt tt 3.U
I S (2.18) Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301
Trong đó: n - số máy trong một nhóm
Ptb - công suất trung bình của nhóm phụ tải trong ca máy tải lớn nhất
P đm ( kW) - công suất định mức của máy, nhà chế tạo cho
Uđm là điện áp dây định mức của lưới, với giá trị Udm = 380 V Ksd là hệ số sử dụng công suất hữu công của nhóm thiết bị, trong khi kmax là hệ số cực đại công suất hữu công của nhóm thiết bị, được xác định dựa trên hệ số sử dụng ksd và số lượng thiết bị sử dụng điện hiệu quả nhq Nhq đại diện cho số thiết bị dùng điện hiệu quả, tức là số thiết bị có công suất bằng nhau và chế độ làm việc tương tự, tạo ra một phụ tải tính toán tương đương với phụ tải tính toán của nhóm thiết bị điện thực tế có công suất và chế độ làm việc khác nhau.
Từ đó ta tính được phụ tải tính toán của cả phân xưởng theo các công thức sau: nm
Các phân xưởng của các nhà máy trong thực tế thường dung đèn sợi đốt nên Q cs = 0
S (2.26) px px px S cos P (2.27) dm px ttpx 3 U
I S (2.28) Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301
Trong đó: n, m: số nhóm máy của phân xưởng mà ta đã phân ở trên
K đl : Hệ số đồng thời (thường có giá trị từ 0,85÷1 )
Phương pháp này được sử dụng để tính toán phụ tải cho nhóm thiết bị và các tủ động lực trong toàn bộ phân xưởng Mặc dù cho kết quả chính xác, phương pháp này yêu cầu thông tin đầy đủ về các phụ tải, bao gồm chế độ làm việc, công suất đặt, và số lượng thiết bị trong nhóm như ksdi, Pdmi, và cos 1.
2.7.5 Phương pháp xác định phụ tải trong tương lai của nhà máy
Trong tương lai dự kiến nhà máy sẽ được mở rộng và thay thế, lắp đặt các máy móc hiện đại hơn
SNM(t) - Là phụ tải tính toán của nhà máy sau t năm
SttNM là phụ tải tính toán của nhà máy tại thời điểm khởi động, trong khi α đại diện cho hệ số phát triển hàng năm của phụ tải cực đại Thời gian dự kiến trong tương lai được ký hiệu là t.
2.8 PHÂN NHÓM PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG PA Để phân nhóm phụ tải ta dựa vào các nguyên tắc sau:
* Các thiết bị trong nhóm nên có cùng một chế độ làm việc
* Các thiết bị trong nhóm nên đƣợc đặt gần nhau, tránh chồng chéo khi đi dây và sẽ giảm đƣợc tổn thất
Tổng công suất của các thiết bị trong từng nhóm cần được cân đối để tránh sự chênh lệch lớn giữa các nhóm, nhằm tạo ra tính đồng nhất cho hệ thống cung cấp điện.
Số lượng thiết bị trong một nhóm nên được giới hạn để tránh làm phức tạp quá trình vận hành và sửa chữa Việc đặt quá nhiều thiết bị có thể làm giảm độ tin cậy trong cung cấp điện cho từng thiết bị, do số lộ ra của các tủ động lực bị hạn chế.
Dựa vào công suất và tính chất của phụ tải ta chia làm 3 nhóm ứng với công suất đặt nhƣ sau:
Bảng 2 2 Bảng công suất đặt tổng của các nhóm
2.8.1 Xác định PTTT khu lọc
Tra tài liệu [1, trang 253]: K sd =0,6; cos =0,7
STT Tên phụ tải Số lƣợng
2 Dihydrate filter slurry feed pump 1 30
7 Fume scrubber pump to precondenser 22
Các thiết bị đều làm việc ở chế độ dài hạn nên ta không phải quy đổi Số thiết bị trong nhóm là n = 16 Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301
Công suất lớn nhất của thiết bị là Pdmax = 200 kw
Số thiết bị có công suất >P đmax 0,5 là n1 = 7
Tra bảng tài liệu [1, trang 255] nhq* (n*, p*) ta đƣợc nhq* = 0,7;
=> số thiết bị dùng điện hiệu quả của nhóm 1 là : nhq = n.nhq* 0,7 = 11,2 = 11 ;
Tra bảng k max theo ksd và nhq ta đƣợc kmax = 1,23 ;
Dòng điện tính toán của cả nhóm:
2.8.2 Xác định PTTT cho khu phản ứng
Tra tài liệu [1, trang 253]: K sd =0,6; cos =0,7
Các thiết bị đều làm việc ở chế độ dài hạn nên ta không cần phải qui đổi
Số thiết bị trong nhóm là n = 13; Tổng công suất Pđ= 438,3 kW
Trong nhóm động cơ, chỉ có một động cơ quạt sấy lọc có công suất lớn hơn nhiều so với các động cơ khác Do đó, không thể tính toán công suất theo cách thông thường Thay vào đó, ta sử dụng phương pháp xác định phụ tải tính toán dựa trên công suất đặt và hệ số nhu cầu k nc ở phần c, mục 2.4.2.
STT Tên phụ tải Số lƣọng Công suất (kW)
Thay vào công thức (2.5) ta đƣợc:
Ptt2= 0,6.438,3 = 262,98 (kW) Thay vào (2.7) ta đƣợc:
Qtt2 = 262,98.1,02 = 268,24 (kVAr) Thay vào (2.11) ta có:
Phụ tải tính toán toàn phần:
Dòng điện tính toán của cả nhóm 2 :
2 tt 2 tt Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301
2.8.3 Xác đinh PTTT cho khu cô đặc acid
Tra tài liệu [1, trang 253]: K sd =0,6; cos =0,7
STT Tên phụ tải Số lƣợng Công suất (kW)
1 Phosphate slurry transfer pump to attack 1 37
Các thiết bị đều làm việc ở chế độ dài hạn nên ta không phải quy đổi
Số thiết bị trong nhóm là n = 17
Công suất lớn nhất của thiết bị là pdmax = 400 (kW)
Số thiết bị có công suất ≥ P đmax 0,5 là n1 = 5
Tra bảng tài liệu [1,trang 255] nhq* (n*, p*) ta đƣợc nhq* = 0,39;
=> số thiết bị dùng điện hiệu quả của nhóm 3 là : n hq =n.n hq *= 17 0,39 = 6,6 = 6 ;
Tra bảng k max theo ksd và nhq ta đƣợc kmax = 1,37 ;
=> PTTT của nhóm 3 là: Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301
Dòng điện tính toán của cả nhóm :
Bảng 2 6 Tổng phụ tải của phân xưởng PA
STT Tên phụ tải Công suất cos I tt
P tt (kW) Q tt (kVAr) S tt (kVA)
XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG PA
Để xác định phụ tải chiếu sáng, chúng ta sử dụng phương pháp suất phụ tải trên một đơn vị diện tích (F) theo phần a, mục 2.7.2 Bằng cách áp dụng các công thức (2.20) và (2.32), chúng ta có thể tính toán chính xác yêu cầu chiếu sáng cho không gian cần thiết.
Tra tài liệu [1, trang253] ta đƣợc:
Chiếu sáng bằng đèn sợi đốt ta có:
Thay P 0 ; Svào công thức (2.23) và (2.25)ta có:
Ptt = P0.S = 15.965 = 14475 (W) = 14,475 (kW) Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301
Qtt = Ptt tg = 0 Phụ tải tính toán toàn phần:
S tt 2 tt 2 tt 2 Dòng điện tính toán chiếu sáng của khu lọc:
Chiếu sáng bằng đèn sợi đốt ta có:
D = S = 992m 2 Thay P0; Svào công thức (2.23) và (2.25)ta có:
Ptt = P0 S = 15.992 = 14880 (w) = 14,88 (kW) Phụ tải phản kháng: Q tt = Ptt tg = 0
Phụ tải tính toán toàn phần:
S tt tt 2 2 tt 2 Dòng điện tính toán chiếu sáng của khu phản ứng:
Chiếu sáng bằng đèn sợi đốt ta có:
D = S = 672m 2 Thay P0; S vào công thức (2.23) và (2.25)ta có:
Ptt = P0 S = 10.672 = 6720 (w) = 6,72 (kW) Phụ tải phản kháng: Q tt = Ptt tg = 0 Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301
Phụ tải tính toán toàn phần:
S tt tt 2 2 tt 2 Dòng điện tính toán chiếu sáng của khu cô đặc acid:
I tt S tt Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301
KHÁI QUÁT CHUNG
Hệ thống điện của khu công nghiệp được cung cấp từ hai nguồn chính Nguồn đầu tiên là lưới điện quốc gia, lấy từ trạm 220 kV Đình Vũ qua cột điện C1 có dao cách ly Điện năng sau đó được đưa vào máy cắt 22 kV của Trạm biến áp chính, và tiếp theo được chuyển đổi qua máy biến áp 22/6 kV với công suất 12.500 kVA.
Hệ thống điện công nghiệp sử dụng điện áp 6,3 kV và được cung cấp đến giàn thanh cái số 2 thông qua máy cắt tổng 6 kV (6-MV-04) Nguồn điện thứ hai được lấy từ máy phát tua bin của phân xưởng nhiệt điện trong khu công nghiệp, với công suất 12.000 kW, đóng vai trò là nguồn cấp điện chính cho hoạt động của khu công nghiệp.
Lượng điện từ máy phát tuabin được đưa vào máy cắt đầu cực 6,3 kV và vào giàn thanh cái số 1 Tại trạm biến áp chính, phân đoạn thanh cái 1 và 2 cung cấp điện cho các động cơ 6 kV cùng với tất cả các máy biến áp 6/0,4 trong toàn bộ hệ thống điện của khu công nghiệp Từ trạm biến áp chính, điện tiếp tục được phân phối đến 8 trạm biến áp 6/0,4 kV khác.
Trạm biến áp phân xưởng nhiệt điện và SA
Trạm biến áp phân xưởng PA
Trạm biến áp phân xưởng DAP
Trạm biến áp khu Hành chính
Trạm biến áp Tuần hoàn nước sạch
Trạm biến áp Tuần hoàn nước nhiễm axit
Trạm biến áp Kho lưu huỳnh
Phân xưởng PA nhận điện từ hai lộ giàn thanh cái số 1 và số 2 với điện áp 6,3kV Điện áp này được cung cấp cho các động cơ 6kV và máy biến áp trong phân xưởng.
LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN
3.2.1 Chọn máy biến áp phân xưởng
Dựa vào tổng công suất của phân xưởng PA trong khu công nghiệp, chúng ta sẽ lựa chọn máy biến áp phù hợp Máy biến áp này sẽ nhận nguồn từ mạng cao áp của khu công nghiệp, nhằm cung cấp điện cho các phụ tải 380V, đặc biệt là động cơ hạ thế và hệ thống chiếu sáng trong phân xưởng.
Do tổng công suất của phân xưởng là 3676,05 kw và phân xưởng thuộc hộ tiêu thụ loại 1 nên ta phải đặt 2 máy biến áp
Công suất tính toán của phân xưởng tính theo công thức (2.6):
Ptt = Knc.Pđ = 0,7.3676,05 = 2573,235 (kW) Trong đó: Knc=0,7 [tài liệu 1, trang 254]
Cos =0,7 Vậy công suất tính toán toàn phần là:
S tt P tt Công suất máy biến áp đƣợc chọn theo công thức:
Trong đó: S đmB - công suất định mức của máy biến áp, nhà chế tạo cho
S tt - công suất tính toán toàn phần 1,4 - hệ số quá tải
Suy ra công suất máy biến áp là :
Chúng tôi lựa chọn hai máy biến áp 2 x 2500 kVA do Công ty thiết bị điện Đông Anh sản xuất, với điện áp 6,3/0,4 kV và không cần hiệu chỉnh nhiệt độ Thông số kỹ thuật của máy biến áp được trình bày trong tài liệu 2 - 29.
Bảng 3 1 Thông số kỹ thuật của máy biến áp
(kVA) Ƣ đm (kV) Tôn hao AP0(kW) Dòng điện không tải I0
Trọng lƣợng (kg) Khôngtải Cótải
3.2.2.Các phương pháp lựa chọn cáp trong mạng điện a Lựa chọn theo điều kiện phát nóng
Khi dòng điện chạy qua dây dẫn và cáp, chúng sẽ bị nóng lên, và nếu nhiệt độ quá cao có thể dẫn đến hư hỏng hoặc giảm tuổi thọ Độ bền cơ học của kim loại dẫn điện cũng bị ảnh hưởng, vì vậy nhà chế tạo quy định nhiệt độ cho phép cho từng loại dây và cáp Chẳng hạn, dây trần có nhiệt độ cho phép là 75°C, trong khi dây bọc cao su chỉ cho phép 55°C Mỗi loại dây, cáp đều có giá trị dòng điện cho phép được xác định bởi nhà chế tạo.
Icp dòng Icp ứng với nhiệt độ tiêu chuẩn của môi trường là không khí + 25 0 C, đất
Khi nhiệt độ môi trường lắp đặt dây dẫn và cáp khác với mức 15°C, cần điều chỉnh dòng điện cho phép để đảm bảo an toàn và hiệu suất.
Icp: Dòng điện cho phép của dây dẫn, cáp ứng với điều kiện nhiệt độ tiêu chuẩn của môi trường, A k: hệ số hiệu chỉnh, tra trong sổ tay
Vậy điều kiện phát nóng là :
I lvmax - Dòng điện làm việc lâu dài lớn nhất
Icp: Dòng điện cho phép (đã hiệu chỉnh) của dây dẫn b Lựa chọn theo điều kiện tổn thất cho phép
Tổn thất điện áp trên đường dây được tính theo công thức: Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301
P;Q: Công suất tác dụng phản kháng chạy trên đường dây, kW; kVAr R;X: Điện trở, điện kháng của đường dây,
Q u đm : Điện áp định mức của dây, kV Để dễ so sánh người ta thường tính theo trị số phần trăm:
Khi đường dây có nhiều phụ tải tập trung, tổn thất điện áp có thể tính:
(3.5) Tổn thất điện áp đƣợc tính theo công thức sau:
(3.6) Điều kiện U < U cp ; U cp = 5%U đm
3.2.3 Tính chọn cáp cho phân xưởng Để chọn tiết diện dây dẫn ta dựa vào bảng 3.2
Jkt: Mật độ dòng kinh tế
X: Sử dụng phương pháp chọn tiết diện theo mật độ dòng kinh tế
- Không sử dụng phương pháp chọn tiết diện theo mật độ dòng kinh tế
Bảng 3 2 Tiêu chuẩn chọn cáp Đối tƣợng U ≥110kV
U=6,10,22,35kV U=0,4kV Đô thị, xí nghiệp
Nông thôn Đô thị, xí nghiệp
Theo tài liệu [1, trang 254], thời gian sử dụng công suất lớn nhất T max được xác định, với Jkt = 1.1 A/mm² từ bảng tra cứu.
Bảng 3 3.Mật độ dòng kinh tế theo T max
Loại dây dẫn Tmax≤3000h Tmax000÷5000h Tmax≥5000h
Cáp đƣợc chọn theo điều kiện phát nóng: k1.k2.Icp≥Itt
Itt: Dòng điện tính toán
Dòng điện cho phép của cáp phụ thuộc vào tiết diện cáp, trong đó k1 là hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ theo môi trường đặt cáp và k2 là hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ dựa trên số lượng cáp chung một rãnh Việc tính chọn cáp từ trạm biến áp trung gian đến thanh cải 6kV cần xem xét các yếu tố này để đảm bảo hiệu suất và an toàn cho hệ thống điện.
Chọn theo điều kiện phát nóng ta có:
I S đm tt tt k 1 ,k 2 I cp ≥I tt
Đối với cáp chôn dưới đất, ta có k1 = 1 và khi 2 cáp đi riêng, k2 = 1, từ đó suy ra k1.k2 = 1 Điều này dẫn đến Icp ≥ 359 A Chúng ta chọn cáp đồng 3 lõi cách điện XLPE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA sản xuất, với tiết diện 3x150 mm² và Icp = 365 A.
* Tính chọn máy cắt đầu nguồn 6kV
Chọn máy cắt do ABB chế tạo có thông số kĩ thuật nhƣ sau:
Bảng 3 4 Thông số kĩ thuật của máy cắt đầu nguồn 6kV
(kV) Điện áp chịu xung xét (kV) Điện áp chịu đựng tần số công nghiệp (kV)
Kiểm tra cáp theo điều kiện kết hợp với máy cắt ta có:
I cp I kđđt đm Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301
Vậy chọn lại cáp có I cp = 530 A có tiết diện 3x300 mm 2
* Chọn tủ máy cắt đầu nguồn 6kV
Chọn tủ máy cắt do SIEMENS chế tạo có thông số kĩ thuật thể hiện ở bảng 3.6
Bảng 3 5 Thông số kĩ thuật của tủ máy cắt đầu nguồn 6kV
Loại tủ Cách điện I dm của thanh cái (A)
8DB10 SF6 3150 2500 110 40 b Tính chọn cáp từ thanh cái 6kV tới 2 máy biến áp phân xưởng 6/0,4 kV có công suất 2500 kVA
Dòng điện tính toán để chọn cáp là dòng quá tải của biến áp khi một máy sự cố :
I đm đmBA đmBA qtBA tt
Khi cáp được chôn dưới đất, hệ số k1 = 1; đối với hai cáp đi riêng, hệ số k2 = 1, do đó k1 k2 = 1 Từ đó, suy ra dòng điện chịu tải I cp ≥ 336 (A) Chúng ta chọn cáp đồng 3 lõi cách điện XLPE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA sản xuất, có tiết diện 3x150 mm² và Icp = 360 A.
* Tính chọn máy cắt đầu vào và đầu ra máy biến áp
Chọn máy cắt do ABB chế tạo có thông số kĩ thuật nhƣ sau:
Bảng 3 6 Thông số kĩ thuật của máy cắt đầu vào (ra) MBA
U đm (kV) Điện áp chịu xung xét (kV) Điện áp chịu đựng tần số công nghiệp
Vậy kiểm tra cáp theo điêu kiện kêt hợp với máy cắt ta có:
Chọn lại cáp có I cp = 530 và tiết diện 3x300 mm 2
* Chọn tủ máy cắt đầu vào (ra) máy biến áp Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301
Chọn tủ do SIEMENS chế tạo có thông sổ kĩ thuật nhƣ sau:
Bảng 3 7 Thông số kĩ thuật tủ máy cắt đầu vào MBA
I dm (A) lộ MBA IN ls (kV) I Nmax (A)
8DJ10 SF 6 6,3 630 200 25 63 c Tính chọn cáp từ thanh cái 6kVđến động cơ 400kW
Để cáp đi ngầm dưới đất, ta có điều kiện k1.k2=l, dẫn đến Icp ≥ 48 (A) Do đó, lựa chọn cáp đồng 3 lõi cách điện PVC do LENS sản xuất, loại 3 G 4 mm² với Icp = 53 (A) Cuối cùng, tính toán chọn cáp từ thanh cái 6kV đến động cơ 280kW.
Cáp đi ngầm dưới đất có chiều dài k1.k2=l, do đó, dòng điện Icp phải đạt tối thiểu 33 A Để đáp ứng yêu cầu này, chọn cáp đồng 3 lõi cách điện PVC do LENS sản xuất, loại 3 G 2,5 mm² với dòng cho phép Icp A(A) Ngoài ra, cần tính toán chọn cáp từ thanh cái 6kV đến động cơ công suất 250kW và 200kW.
Do cáp đi ngầm dưới đất nên k 1 k 2 =l , suy ra : I cp ≥ 30 (A)
Cáp đi ngầm dưới đất cần đảm bảo rằng dòng điện tối đa của động cơ không vượt quá giới hạn cho phép Để đáp ứng yêu cầu này, dòng điện danh định của động cơ phải đạt ít nhất 24 A Hai động cơ được lựa chọn sử dụng cáp đồng 3 lõi cách điện PVC do LENS sản xuất, loại 3 G 1,5 mm², cho phép dòng điện tối đa lên tới 31 A.
* Tính chọn aptomat cho các động cơ 6kV
Chọn aptomat do Merlin Gerin chế tạo có thông số kĩ thuật sau: Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301
Bảng 3 8.Kêt quả chọn aptomat cho các động cơ 6kV Động cơ Loại
Số cực Udm (V) Idm (A) INmax(kA)
250 DPNa 1 + N 440 32 4,5 f Tính chọn cáp từ thanh cái 0,4kV tới các tủ động lục sổ 1
Cáp đi ngầm dưới đất cần tuân thủ tiêu chuẩn Icp ≥ 1000 (A) Để đáp ứng yêu cầu này, chọn cáp đồng hạ áp 3 lõi cách điện PVC do LENS chế tạo, loại 3 G 240 mm², với mỗi pha sử dụng 2 dây có thông số kỹ thuật Icp = 501.2 = 1002 (A) Tương tự, cáp từ thanh cái 0,4kV tới các tủ động lực khác cũng được tính toán và kết quả được ghi trong bảng.
Bảng 3 9 Kết quả chọn cáp từ thanh cái 0,4kV tới các tủ động lực
Tuyên cáp I tt , A F cap , mm 2 I cp , A Số dây một pha
* Chọn aptomat bảo vệ các tủ động lực
Chọn aptomat do Merlin Gerin chế tạo có thông số kĩ thuật nhƣ sau:
Bảng 3 10 Kết quả chọn aptomat cho các tủ động ỉực
Tủ ĐL Loại Số cực U đm (V) I đm (A) I Nmax (kA) ĐL1 C1001N 4 690 1000 25 ĐL2 C1251N 4 690 1250 25 ĐL3 NS160N 4 690 160 8 ĐL4 NS250N 4 690 250 8 ĐL5 NS400N 4 690 400 10 ĐL6 NS400N 4 690 400 10
Khi lựa chọn tủ hạ áp do SIEMENS sản xuất cho các tủ động lực có kích thước 2200x1000x600, cần tính toán cáp và cầu chì bảo vệ cho các động cơ hạ áp một cách chính xác.
* Chọn cầu chì cho tủ động lục 1
Các cầu chì bảo vệ động cơ chọn loại cầu chì hạ áp loại 3NA3 do SIMENS chế tạo
- Chọn cầu chì bảo vệ Defoamer pump 0,25 kW
I P I đm mm mm dc đm đc đm dc
Chọn cầu chì có Idc (A)
- Chọn cầu chì bảo vệ Dihydrate filter slurry feed pump 30kW
I P I đm mm mm dc đm đc đm dc
Chọn cầu chì có Idc = 125 (A)
- Chọn cầu chì bảo vệ Digestion tank agitator 55 kW
I P I đm mm mm dc đm đc đm dc
Chọn cầu chì có I dc = 224 (A)
- Chọn cầu chì bảo vệ Attack tank agitator 132 kW
I P I đm mm mm dc đm đc đm dc
Chọn cậu chì có I dc = 630 (A) Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301
- Chọn cầu chì bảo vệ Vacuum pump 160 kW
I P I đm mm mm dc đm đc đm dc
Chọn cầu chì có Idc= 630 (A)
- Chọn cầu chì bảo vệ Filter cloth vvash pump 45 kW
I P I đm mm mm dc đm đc đm dc
Chọn cầu chì có Idc= 200 (A)
- Chọn cầu chì tổng cho tủ động lực 1:
I I đmdĐ sd ttn mm dc n tt dc
Chọn cầu chì có Idc = 1000 A
Các tủ động lực khác cũng chọn tương tự, kết quả ghi ở bảng 3.12
* Chọn dầy dẫn từ tủ động lực đến từng động cơ
Các dây dẫn chọn loại cáp nhôm hạ áp cách điện PVC do hãng LENS chế tạo.Chọn khc= 0,95
Chọn dây cho tủ ĐL1
- Chọn dây từ ĐL1 đến Defoamer pump 0,25 kW
Chọn dây dẫn 16 mm 2 có Icp = 87 A
Kiểm tra theo điều kiện:khcIcp ≥ Itt và hhcIcp≥
- Chọn dây từ ĐL1 đến Dihydrate filter slurry feed pump 30kW
Chọn dây dẫn 16 mm 2 có Icp = 87 A Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301
- Chọn dây từ ĐL1 đến Digestion tank agitator 55 kw
Chọn dây dần 35 mm 2 có Icp = 134 A
- Chọn dây từ ĐL1 đến Attack tank agitator 132 kw
Chọn dây dẫn 120 mm 2 có I cp = 266 A
- Chọn dây từ ĐL1 đến Vacuum pump 160 kw
Chọn dây dẫn 185 mm 2 có I cp = 337 A
- Chọn dây từ ĐL1 đến FiIter cloth wash pump 45 kw
Chọn dây dẫn 25 mm có I cp = 111 A
Các dây dần khác chọn tương tự và được ghi trong bảng 3.11
Bảng 3 11 Kết quả chọn dây dẫn và cầu chì cho các tủ động lực
Phụ tải Dây dẫn Cầu chì
Pu, kW I u , A Tiết diện, mm 2 I cp , A Mã hiệu I vỏ /I dc , A
Dihydrate filter slurry feed pump 30 57 16 87 3AM3 132 160/125
Digestion tank agitator 55 104 35 134 3NA3242 250/224 Attack tank agitator 132 250 120 266 3AM3 472 800/630 Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301
Filter cloth wash pump 45 85 25 111 3NA3140 224/200
Fume scrubber pump to precondenser 22 42 16 87 3NA3130 125/100
Fume scrubber transfer pump 30 57 16 87 3AM3132 160/125
Flash cooler circulator 90 171 70 197 3NA3254 400/355 Digestion tank agitator 55 104 25 111 3NA3142 250/224 Attack tank agitator 132 250 120 266 3NA3472 800/630
Weak acid 30 57 16 87 3NA3 132 160/125 product pump
Condenser seal tank pump 30 57 16 87 3NA3132 160/125
Cake wash water pump 22 42 16 87 3NA3130 125/100
Weak íìltrate wash pump 22 42 16 87 3AM3 13C 125/100
Hoist for M0211 8,3 16 16 87 3NA3 114 40/35 Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301
Phosphate slurry transfer pump to attack 37 70 16 87 3NA3136 200/160
Product acid transíer pump 11 21 16 87 3NA3120 63/50
Concentrated acid sump 15 28 16 87 3yV/13 122 80/63 pump
Concentrated acid sump agitator 5,5 10 16 87 3NA3107 25/20
Fluorinescrubber recirculationpump 37 70 16 87 3AM3 236 200/160 Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301
THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG
3.3.1 Thiết kế chiếu sáng cho khu lọc
Diện tích của khu là 24.40,2 = 965 m 2
3.3.1.l Xác định số lƣợng, công suất bóng đèn
Ta sử dụng bóng đèn sợi đốt Chọn độ rọi E = 30 lx
Căn cứ vào trần nhà cao h = 5 m, mặt công tác h2 = 0,85 m, độ cao treo đèn cách trần h1 = 0,7 m.Vậy độ cao treo đèn H = h - h1 - h2
H = 5-0,7-0,85 = 3,45 m Tra bảng 5.1 tài liệu [1, trang 134 ] với đèn sợi đốt, bóng vạn năng có L/H=1,8, từ đây ta xác định đƣợc khoảng cách của các đèn là:
L = 1,8H = 1,8.3,45 = 6,21 m Căn cứ vào bề rộng của phòng (24m) chọn L = 6 m Đèn sẽ được bố trí làm dãy, cách nhau 6 m, cách tường 3 m tống cộng 28 bóng, mỗi dãy 7 bóng
Xác định chỉ số phòng:
Lấy hệ số phản xạ của tường 50%, của trần là 30% (tra bảng tài liệu [1, trang 324]), tìm đƣợc hệ số sử dụng k sd = 0,47
Lấy hệ số dự trừ k = 1,3 ( tra bảng 5.1 tài liệu [1, trang 134]), hệ số tínhtoán Z= 1,1, xác định đƣợc quang thông mỗi đèn là : lumen
Theo bảng 5.5 tài liệu [1, trang 135], bóng đèn 300W có độ sáng F = 4224 lumen được chọn để chiếu sáng trong phòng sản xuất Ngoài ra, cần lắp thêm 4 bóng đèn cho 2 phòng thay quần áo và phòng WC Tổng cộng, toàn khu vực cần được trang bị đủ ánh sáng.
28.300+ 4.100 = 8,8 (kW) Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301
3.3.l.2.Thiết kế mạng điện chiếu sáng Đặt riêng một tủ chiếu sáng cạnh cửa ra vào lấy điện từ tủ phân phối của phân xưởng Tủ gồm một aptomat tổng 3 pha và 8 aptomat nhánh 1 pha, mỗi aptomat nhanh cấp điện cho 4 bóng đèn a Chọn cáp từ tủ phân phối tới tủ chiếu sáng
Chọn cáp đồng hạ áp 4 lõi cách điện PVC do LENS chế tạo, tiết diện 2,5mm 2 có Icp = 41 A -> PVC(3x2,5+1x1,5) b Chọnaptomat tổng
Chọn aptomat tổng 40 A, 3 pha, do Merlin Gerin chế tạo DPNN c Chọncác aptomat nhánh
Các aptomat nhánh chọn giống nhau, mỗi aptomat cấp điện cho 4 bóng Dòng qua aptomat (1 pha):
Chọn 8 aptomat 1 pha, I đm = 32 A, do Merlin Gerin chế tạo DPNa d Chọndây dẫn từ aptomat nhánh đến cụm 4 bóng đèn
Chọn dây đồng bọc, tiết diện 1,5 mm 2 -> PVC(2xl,5) có Icp = 37 A e Kiểmtra điều kiện chọn dây kết hợp với aptomat
- Kiểm tra cáp PVC(3x2,5+1x1,5) hệ số hiệu chỉnh k = 1
A 137 Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301
Tha y q uâÌ n aìo Tha y q uâÌ n aìo
Hình 3 1.Sơ đồ mạng điện chiếu sáng khu lọc 1 Tủ điện chiếu sáng; 2.bảng điện nhà thay quần áo và wc
1 Tủ điện chiếu sáng; 2 Bảng điện nhà thay quần áo và WC
3.3.2 Thiết kế chiếu sáng cho khu phản ứng
Diện tích của khu là 24.41,3 = 992 m 2
3.3.2.1 Xác định số lƣợng, công suất bóng đèn
Ta sử dụng bóng đèn sợi đốt Chọn độ rọi E = 30 lx
Căn cứ vào trần nhà cao h = 5 m, mặt công tác h 2 = 0,85 m, độ cao treo đèn cách trần h 1 = 0,7 m.Vậy độ cao treo đèn H = h - h1 - h2
H = 5-0,7-0,85 = 3,45 m Tra bảng 5.1 tài liệu [1, trang 134 ] với đèn sợi đốt, bóng vạn năng có L/H=1,8, từ đây ta xác định đƣợc khoảng cách của các đèn là:
L= 1,8H= 1,8.3,45 = 6,21 m Căn cứ vào bề rộng của phòng (24m) chọn L = 6 m Đèn sẽ được bố trí làm dãy, cách nhau 6 m, cách tường 3 m tổng cộng 28 bóng, mỗi dãy 7 bóng
Xác định chỉ số phòng:
H b.a Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301
Lấy hệ số phản xạ của tường 50%, của trần là 30% (tra bảng tài liệu [1,trang 324]), tìm đƣợc hệ số sử dụng ksd = 0,47
Lấy hệ số dự trữ k = 1,3 ( tra bảng 5.1 tài liệu [1, trang 134]), hệ số tínhtoán Z = 1,1, xác định đƣợc quang thông mỗi đèn là : lumen
Trong bảng 5.5 tài liệu [1, trang 135], lựa chọn bóng đèn 300W với độ sáng F = 4224 lumen Ngoài việc chiếu sáng cho phòng sản xuất, còn lắp đặt thêm 4 bóng đèn cho 2 phòng thay quần áo và phòng WC Tổng cộng, toàn khu vực cần được chiếu sáng đầy đủ.
3.3.2.2.Thiết kế mạng điện chiếu sáng Đặt riêng một tủ chiếu sáng cạnh cửa ra vào lấy điện từ tủ phân phối của phân xưởng Tủ gồm một aptomat tổng 3 pha và 8 aptomat nhánh 1 pha, mỗi aptomat nhanh cấp điện cho 4 bóng đèn a Chọncáp từ tủ phân phối tới tủ chiếu sáng
Chọn cáp đồng hạ áp 4 lõi cách điện PVC do LENS chế tạo, tiết diện 2,5 mm 2 có Icp = 41 A ->PVC(3x2,5 +1x1,5) b Chọnaptomat tổng
Chọn aptomat tổng 40 A, 3 pha, do Merlin Gerin chế tạo DPNN c Chọncác aptomat nhánh
Các aptomat nhánh chọn giống nhau, mỗi aptomat cấp điện cho 4 bóng Dòng qua aptomat (1 pha)
Chọn 8 aptomat 1 pha, I dm = 32 A, do Merlin Gerin chế tạo DPNa d Chọndây dẫn từ aptomat nhánh đến cụm 4 bóng đèn
Chọn dây đồng bọc, tiết diện 1,5 mm 2 -> PVC(2xl,5) có Icp = 37 A Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301 e Kiểm tra điều kiện chọn dây kết hợp với aptomat
Kiểm tra cáp PVC(3x2,5 + 1x1,5) hệ số hiệu chỉnh k = 1
Thay quâ Ìn aì o Thay quâ Ìn aì o
Hình 3 2.Sơ đồ mạng điện chiếu sáng khu phản ứng
1 Tủ điện chiếu sáng; 2.Bảng điện nhà thay quần áo và WC
3.3.3 Thiết kế chiếu sáng cho khu cô đặc acid
Diện tích của khu là 24.28 = 672 m 2
3.3.3.l Xác định số lƣợng, công suất bóng đèn
Trong xưởng sản xuất, việc sử dụng bóng đèn sợi đốt là cần thiết với độ rọi E = 30lx Với chiều cao trần nhà h = 5 m và mặt công tác h2 = 0,85 m, độ cao treo đèn được tính toán như sau: H = h - h1 - h2, trong đó h1 = 0,7 m.
H = 4,5 - 0,65 - 0,85 = 3,45 m Tra bảng 5.1 tài liệu [1, trang 134 ] với đèn sợi đốt, bóng vạn năng có L/H=1,8, từ đây ta xác định đƣợc khoảng cách của các đèn là:
Dựa trên bề rộng của phòng 24m, chiều dài L được chọn là 6m Đèn sẽ được bố trí thành dãy, với khoảng cách giữa các bóng đèn là 6m và cách tường 3m, tổng cộng có 20 bóng đèn, trong đó có 5 bóng đèn mồi.
Xác định chỉ số phòng:
Lấy hệ số phản xạ của tường 50%, của trần là 30% (tra bàng tài liệu [1,trang 324]), tìm đƣợc hệ số sử dụng ksd = 0,46
Lấy hệ số dự trữ k = 1,3 (tra bảng 5.1 tài liệu [1, trang 134]), hệ số tínhtoán
Z = 1,1, xác định đƣợc quang thông mỗi đèn là : lumen
Trong bảng 5.5 tài liệu [1, trang 135], bóng đèn 300W có độ sáng F = 4224 lumen được lựa chọn Ngoài việc chiếu sáng trong phòng sản xuất, còn có thêm 4 bóng đèn được lắp đặt cho 2 phòng thay quần áo và phòng WC Tổng cộng, toàn khu vực cần được trang bị đầy đủ ánh sáng.
3.3.1.2.Thiết kế mạng điện chiếu sáng Đặt riêng một tủ chiếu sáng cạnh cửa ra vào lấy điện từ tủ phân phối củaphân xưởng Tủ gồm một aptomat tổng 3 pha và 6 aptomat nhánh 1 pha, mỗiaptomat nhanh cấp điện cho 4 bóng đèn a Chọn cáp từ tủ phân phối tới tủ chiếu sáng
Chọn cáp đồng hạ áp 4 lõi cách điện PVC do LENS chế tạo, tiết diện 2,5 mm 2 có Icp = 41 A -> PVC(3x2,5 +1x1,5) b Chọnaptomat tổng
Chọn aptomat tổng 40A, 3 pha, do Merlin Gerin chế tạo DPNN c Chọn các aptomat nhánh
Các aptomat nhánh chọn giống nhau, mỗi aptomat cấp điện cho 4 bóng Dòng qua aptomat (1 pha) Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301
Chọn 6 aptomat 1 pha, I đm = 32 A, do Merlin Gerin chế tạo DPNa d Chọndây dẫn từ aptomat nhánh đến cụm 4 bóng đèn
Chọn dây đồng bọc, tiết diện 1,5 mm 2 -> PVC(2xl,5) có Icp = 37A e Kiểm tra điều kiện chọn dây kết hợp với aptomat
- Kiểm tra cáp PVC(3x2,5 + 1x1,5) hệ số hiệu chỉnh k = 1
Thay quâÌ n aì o Thay quâÌ n aì o
Hình 3 3.Sơ đồ mạng điện chiếu sáng khu cô đặc acid
1 Tủ chiếu sáng; 2 Bảng điện nhà thay quần ảo và WC Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301
Hình 3 4 Sơ đồ đi dây mạng điện hạ áp phân xưởng Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG BÙ COS CHO PHÂN
ĐẶT VẤN ĐỀ
Điện năng là nguồn năng lượng chủ yếu trong các xí nghiệp công nghiệp, tiêu thụ hơn 70% tổng sản lượng điện Do đó, việc sử dụng điện năng một cách hợp lý và tiết kiệm trong ngành công nghiệp có ý nghĩa rất quan trọng Các nhà máy phát điện cần tối ưu hóa khả năng sản xuất để cung cấp lượng điện lớn nhất, trong khi đó, các xí nghiệp cần nỗ lực tiết kiệm điện, giảm thiểu tổn thất năng lượng Mục tiêu là tăng sản lượng sản phẩm trên mỗi kWh điện tiêu thụ và giảm chi phí điện năng cho mỗi đơn vị sản phẩm.
Bảng 4 1.Phân tích tổn thất điện năng trong hệ thống điện
Mạng có điện áp Tổn thất điện áp (%) của Đường dây Máy biến áp Tổng
CÁC PHƯƠNG PHÁP NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT COS
Để nâng cao hệ số công suất cos người ta thực hiện các phương pháp bù: bù tự nhiên và bù nhân tạo
Ngày nay, với sự phát triển của kỹ thuật vi xử lý, thiết bị điều khiển PLC trở thành lựa chọn phổ biến để điều khiển các thiết bị đóng cắt dung lượng bù Người dùng có thể lập trình PLC để tự động đóng cắt các nhóm tụ điện dựa trên tín hiệu áp, thời gian hoặc hệ số công suất cos của mạng Thiết bị PLC được ưa chuộng nhờ tính tin cậy và linh hoạt, giúp tự động điều chỉnh dung lượng bù hiệu quả Để nâng cao hệ số công suất cos trong mạng điện phân xưởng PA, tụ điện được sử dụng và việc điều chỉnh đóng cắt tụ được thực hiện thông qua bộ Đinh Khắc Tùng - DC1301 tự động điều khiển S-6Q của Nhật, hoạt động theo chương trình đã được cài đặt sẵn.
BỘ TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN
4.3.1.Giới thiệu chung Đặc điểm: Bộ điều khiển hệ số công suất (cos ) Q-AUTOMAT/IV S-6Q dùng đế kiểm tra hệ số công suất trên đường dây và tự động đóng cắt các tụ điện để đạt hệ số cos đã đặt trước.Nó có những đặc điểm như sau:
Tự động chọn tần số(50Hz hoặc 60Hz)
* Hệ số cos có thể đặt trước ở bất kỳ giá trị nào từ 0,8÷0,95
* Thời gian đóng (trễ) có thể đặt trước 45s, 3 phút và 9 phút
* Hệ số cos đặt trước có thể đạt được nhanh chóng bằng cách thay đổi thời gian đóng
* Sự chuyển mạch đóng ngắt các tụ có thể lựa chọn theo nhiều cách
* Có đầu ra báo động (tiếp điểm không điện áp)
4.3.2 Các tham số đƣợc cài đặt
Khi thiết bị đưa vào hoạt động cần đặt trước các tham số, các tham số này
Hệ thống dây nguồn của Q-AUTOMAT hỗ trợ kết nối với nguồn điện 1 pha hoặc 3 pha Tùy thuộc vào loại hệ thống dây nguồn, màn hình hiển thị sẽ hiển thị A1 hoặc A2, như được minh họa trong bảng 4.2.
Bảng 4 2: Màn hình hiện thị thông số
Màn hình Thông số hiển thị trên màn hình
Thời gian trễ là yếu tố quan trọng trong việc bảo vệ tụ điện khỏi hiện tượng quá điện áp hoặc quá dòng, có thể làm giảm tuổi thọ của tụ Thiết bị Q-AUTOMAT sẽ tự động đóng tụ với một khoảng thời gian trễ được xác định, nhằm đảm bảo an toàn cho tụ điện Thời gian trễ này được điều chỉnh dựa trên thiết bị phóng Đinh Khắc Tùng _ DC1301 được lắp trên tụ điện, như thể hiện trong bảng 4.3.
Bảng 4 3 Thông số hiển thị trên màn hình
Thời gian trễ Thông số hiển thị trên màn hình
Số bước điểu khiển: Số bước được điều khiển của thiêt bị S-6Q lớn nhất là
6 bước Ta có số bước điều khiển được biểu diễn trên bảng 4.4
Bảng 4 4.Số bước điều khiển hiển thị trên màn hình
Số bước điều khiển Thông số hiển thị trên màn hình
Khi C0 được chọn, các tiếp điểm đầu ra không đóng lại nhưng các hoạt động khác vẫn diễn ra bình thường Để kiểm tra dây nối, cần đặt ở C0 các tiếp điểm đầu ra không hoạt động nhằm đảm bảo an toàn trong suốt quá trình kiểm tra.
* Các chế độ chuyển mạch:
Ta có bảng 4.5 biểu diễn các chế độ chuyển mạch sau:
Có 2 chế độ chuyển mạch: Đóng sau - cắt trước: Tụ được đóng vào sau sẽ được cắt ra trước, tụ được cắt ra sau sẽ được đóng vào trước Chế độ vòng tuần hoàn (đóng trước-cắt trước): Các tụ điện được đóng ngắt 1 cách tuần hoàn Tụ ngắt ra trước sẽ được đóng vào trước, tụ được đóng vào trước sẽ được ngắt ra trước Sử dụng chế độ Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301 đóng ngắt tuần hoàn sẽ giúp cho thời gian trung bình của tụ, công tắc tơ và rơ le đƣợc đảm bảo
Bảng 4 5.Chế độ chuyển mạch của bộ tụ S-6Q
Chế độ chuyển mạch Thông số hiển thị trên màn hình Đóng sau mở trước D1
Vòng tuần hoàn( Mở trước đóng sau) D2
Hệ số cos báo động sẽ kích hoạt đèn ALARM và đóng tiếp điểm ALARM ở mặt sau của panel nếu duy trì dưới giá trị đặt trong 3 phút hoặc lâu hơn Khi hệ số cos trở lại giá trị đặt, tín hiệu báo động sẽ được hủy bỏ Lưu ý rằng công tắc của các tụ vẫn hoạt động mặc dù có tín hiệu báo động, và tín hiệu báo động sẽ không được phát ra khi chọn F0.
Bảng 4 6.Hệ số cos báo động Đặt hệ số cos báo động Thông số hiển thị trên màn hình
Bảng 4 7 Chế độ hoạt động
Chế độ hoạt động khi bật nguồn Thông số hiển thị trên màn hình
Tham số G1 thường được sử dụng để thiết lập thiết bị điều khiển hoạt động tự động khi nguồn điện được bật Tại vị trí này, bộ điều khiển sẽ tiếp tục hoạt động ngay cả khi nguồn điện bị mất và sau đó được phục hồi Ngược lại, khi đặt ở G2, tụ điện sẽ được đóng bằng tay và bộ điều khiển sẽ không tự động hoạt động trở lại khi nguồn điện được khôi phục.
Bảng 4 8 Hệ số cos đặt trước
Hệ số cos đặt trước Thông số hiển thị trên màn hình Đèn sáng
Giá trị hệ số cos trên màn hình P/E display sẽ thay đổi khi nhấn nút + hoặc - Nếu các nút này được nhấn liên tục trong hơn 1 giây, giá trị hệ số cos sẽ điều chỉnh mỗi giây.
Giá trị C/k: Giá trị dòng điện C/k
Bảng 4 9 Giá trị dòng điện C/k
Giá trị C/k Thông số hiển thị trên màn hình Đèn sáng
Giá trị C/k đƣợc tính nhƣ sau:
* Đối với hệ thống 3 pha-3 dây hoăc 3 pha-4 dây: (A)
* Đối với hệ thống 1 pha-2 dây: (A) v n
Công suất của nhóm tụ nhỏ nhất được ký hiệu là c, trong khi v đại diện cho điện áp Hệ số tỉ lệ giữa dòng sơ cấp và dòng thứ cấp của biến dòng được ký hiệu là n.
Bảng 4 10 Thông số cài đặt
Tham số Đặt trước khi Hiển thị thông số trên màn hình
Hệ thống dây nguồn 1 pha 3 pha-4 dây A1
Chế độ chuyển mạch Vòng tuần hoàn D2
Hệ số cos báo động OF F0
Chế độ hoạt động khi bật nguồn Bằng tay G2
Hệ số cosφ cần đạt đƣợc 95
Để chuyển sang chế độ điều khiển bằng tay, nhấn nút AUTO/MAN, lúc này đèn MANUAL sẽ sáng Tiếp theo, nhấn nút MODE để kích hoạt chế độ PROGRAM, khi đó đèn PROGRAM sẽ sáng và tất cả đầu ra sẽ được mở Thiết bị điều khiển sẽ sẵn sàng hoạt động Để lựa chọn các tham số, hãy nhấn nút MODE và các tham số sẽ hiển thị trên màn hình P/E.
Nhấn nút + hoặc - để lựa chọn các tham số đặt
Thực hiện các bước 3 và 4 như hướng dẫn, ghi lại dữ liệu và chọn các tham số tiếp theo Để hoàn tất quá trình lập trình, nhấn nút AUTO/MAN Dữ liệu sẽ được lưu trữ trong bộ nhớ để hệ thống hoạt động tự động.
4.3.3 Các chế độ hoạt động
Chế độ tự động cho phép bộ điều khiển hoạt động tự động hoặc bằng tay tùy theo cài đặt G1 hoặc G2 Khi chọn G1, thiết bị sẽ tự động hoạt động ngay khi nguồn được bật Ngoài ra, có thể chuyển sang chế độ bằng tay bằng cách sử dụng nút Đinh Khắc Tùng - DC1301.
AUTO/MAN đƣợc nhấn trong suốt quá trình hoạt động thì chế độ bằng tay sẽ chuyển sang chế độ tự động
Chế độ bằng tay chủ yếu được sử dụng để kiểm tra dây nối Để chuyển sang chế độ này, nhấn nút AUTO/MAN và đèn MANUAL sẽ sáng lên, các rơ le đầu ra sẽ đóng lại và màn hình hiển thị cos Đảm bảo rằng đèn chờ đóng tụ đã tắt trước khi nhấn nút + Bước tụ được đóng thêm vào sẽ theo trình tự chuyển mạch đã đặt trước, và đèn closing từ 1 đến 6 sẽ sáng lên tương ứng Để mở các rơ le đầu ra, nhấn nút, các rơ le sẽ mở ra theo trình tự chuyển mạch đã định sẵn.
Sau khi chọn hệ số cos, chương trình sẽ hoạt động dựa trên hệ số này Trong chế độ tự động, nếu hệ số cos vượt quá giá trị đặt trong 3 phút, đèn ALARM sẽ sáng và tiếp điểm ALARM sẽ đóng lại Màn hình hiển thị hệ số cos đã kiểm tra Khi chuyển sang chế độ bằng tay, báo động hệ số cos sẽ bị huỷ bỏ và hệ thống không phát tín hiệu.
Trong chế độ tự động, màn hình hệ số cos hiển thị "Er" khi không đo được hệ số cos do dây nối sai hoặc tham số đặt trước không phù hợp Khi đó, đèn ALARM sẽ sáng và tiếp điểm ALARM sẽ đóng lại, các đầu ra của rơ le sẽ mở ra cách nhau 15 giây Trong chế độ bằng tay, màn hình cũng hiển thị "Er", nhưng tiếp ALARM không đóng lại và đèn ALARM không sáng Do đó, cần kiểm tra các hệ số đã đặt, dây nối các biến dòng và nguồn cung cấp khi màn hình hiển thị "Er".
TÍNH CHỌN TỤ BÙ
Để nâng hệ số công suất của phân xưởng PA lên 0,95, cần lựa chọn tụ bù với công suất tính toán toàn phân xưởng là s = 2811,25 + j2867,39 kVA Để đạt hiệu quả bù tối ưu, tụ bù sẽ được đặt tại thanh cái hạ áp của trạm biến áp phân xưởng Với máy biến áp có công suất 2500 kVA, dung lượng bù cần thiết là 1785 kVAr.
* Hệ số cos trước khi đặt tụ bù :
* Hệ sốcos sau khi đặt tụ bù: cos 2 = 0,95 -> tg 2 = 0,33 Tổng công suất của tụ bù cần đặt:
Do đó ta chọn mỗi máy biến áp 1 bộ S-Q6 để thực hiện tự động do bộ S-Q6 có 12 nhóm bởi vậy dung lƣợng mỗi tụ là 86 kVAr
Kiểm tra hệ số công suất của mạng điện phân xưởng, khi các nhóm tụ được đóng và lưới
Khi chỉ có nhóm 1 đƣợc đóng vào thanh cái hạ áp 0,4kV :
Khi nhóm 1 và nhóm 2 đƣợc đóng vào thanh cái hạ áp 0,4kV:
Khi nhóm 1, 2 và 3 đƣợc đóng vào thanh cái hạ áp 0,4kV:
Khi cả 4 nhóm tụ đƣợc đóng vào thanh cái hạ áp 0,4kV:
4 Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301
Khi cả 5 nhóm tụ đƣợc đóng vào thanh cái hạ áp 0,4kV:
Khi cả 6 nhóm tụ đƣợc đóng vào thanh cái hạ áp 0,4kV:
Khi cả 7 nhóm tụ đƣợc đóng vào thanh cái hạ áp 0,4kV:
Khi cả 8 nhóm tụ đƣợc đóng vào thanh cái hạ áp 0,4kV:
Khi cả 9 nhóm tụ đƣợc đóng vào thanh cái hạ áp 0,4kV:
Khi cả 10 nhóm tụ đƣợc đóng vào thanh cái hạ áp 0,4kV:
Khi cả 11 nhóm tụ đƣợc đóng vào thanh cái hạ áp 0,4kV:
Khi cả 12 nhóm tụ đƣợc đóng vào thanh cái hạ áp 0,4kV:
Nhƣ vậy các nhóm tụ chọn hoàn toàn thỏa mãn: Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301
THIẾT KẾ MẠCH
Hình 4 1 Sơ đồ mạch động lực Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301
Hình 4 2 Sơ đồ mạch điều khiển
* Các phần tử trong sơ đồ
AB: Aptomat bảo vệ bộ tụ
AB1÷AB4: Các aptomat bảo vệ từng nhóm tụ
1K÷4K: Các contactor thực hiện đóng ngắt tụ có các tiếp điểm thường mở (1K 1 ÷1K 3 ; 2K 1 ÷2K 3 ;3K 1 ÷3K 3 ;4K 1 ÷4K 3 )
CM: Contactor chuyển mạch, có 3 vị trí: Vị trí 0, vị trí TĐ (chế độ tự động), vị trí T (chế độ dự phòng bằng tay)
K1÷K4, Đ1÷DD: Nút ấn đóng cắt tụ ở chế độ dự phòng bằng tay
BI: Biến dòng thực hiện đo đếm đầu nguồn
BII: Biến dòng cấp tín hiệu dòng cho sơ bộ S-6Q
CC: Cầu chì bảo vệ sơ bộ S-6Q
C1÷C6: Các đầu ra của bộ S-6Q, ở đây chỉ sử dụng 4 đầu ra C1÷C4
L1,L2: Các đèn chỉ thị chế độ làm việc AUTO/MAN Đ1÷Đ4: Các đèn chỉ thị trạng thái đóng ngắt của tụ
V, A, kVA, MVAr, cos : Các đồng hồ chỉ thị giá trị điện áp, dòng điện công suất vô công và hệ số cos của mạng điện Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301
Hệ thống điều khiển bù cos làm việc ở 2 chế độ:
- Chế độ tự động: Khi công tắc chuyển mạch ở vị trí TĐ đèn L1 sáng lên
Chế độ dự phòng bằng tay được kích hoạt khi công tắc chuyển mạch ở vị trí T, làm cho đèn L2 sáng lên Để hệ thống hoạt động, cần thực hiện các bước sau: Đầu tiên, đóng aptomat AB để cấp nguồn cho bộ tụ Tiếp theo, đóng các aptomat AB1 đến AB4 để chuẩn bị cho việc đóng tụ vào lưới Cuối cùng, đóng aptomat cấp nguồn cho mạch điều khiển.
- Thực hiện việc đấu dây theo đúng yêu cầu
Bảng 4 11 Các tham số được cài đặt trước của hệ thống
Hệ thống dây nguồn 1 pha A1
Chế độ chuyển mạch Đóng trước-mở trước D2
Tỉ lệ các bước điều khiển 1:2:2:2 E2
Hệ số cos báo động 0,95 F1
Chế độ làm việc khi bật nguồn Chế độ bằng tay G2
Hệ sô cos cần đặt trước 95
Giá tri C/K đươc tính theo công thức 1
Bộ điều khiển S-6Q hoạt động với hai chế độ: tự động và bằng tay, được lựa chọn thông qua nút ấn AUTO/MAN Trong cả hai chế độ, bộ điều khiển S-6Q nhận tín hiệu từ biến dòng, thực hiện tính toán và hiển thị hệ số cos trên màn hình Ở chế độ tự động, bộ điều khiển so sánh cos tính toán với cos đặt để phát lệnh đóng ngắt tụ.
Còn trong chế độ bằng tay việc đóng cắt tụ băng nút ấn “+”, “- ˮ
Khi hệ số cos nhỏ hơn 0,95, người vận hành nhấn nút bộ điều khiển để phát lệnh đóng tiếp điểm Cl, cấp điện cho contactor 1K, làm cho các tiếp điểm thường mở của nó đóng lại và nhóm tụ 1 được kết nối vào lưới Nếu hệ số cos vẫn nhỏ hơn 0,95, người vận hành tiếp tục nhấn nút S-6Q để đóng tiếp điểm C2, cho phép nhóm tụ 2 được kết nối vào lưới, với đèn C2 và Đ2 sáng lên Trong trường hợp cos vẫn dưới 0,95, tiếp tục nhấn nút S-6Q để đóng tiếp điểm C3 hoặc C4, kết nối nhóm tụ 3 hoặc 4 vào lưới, với đèn C3, C4 và Đ3, Đ4 sáng lên Thời gian giữa các lần đóng tụ vào lưới là 3 phút.
Khi hệ số cos của mạng > hệ số cos đặt = 0,95, người vận hành nhấn nút
Bộ điều khiển S-6Q phát lệnh mở C1, dẫn đến việc contactor 1K mất điện và nhóm tụ tương ứng bị cắt ra khỏi lưới, làm tắt đèn C1 và Đ1 Nếu sau khi cắt nhóm tụ 1 mà hệ số cos vẫn lớn hơn 0,95, người vận hành sẽ nhấn nút để S-6Q phát lệnh mở tiếp điểm C2, khiến contactor 2K mất điện và nhóm tụ 2 cũng bị cắt ra khỏi lưới, tắt đèn C2 và Đ2 Tiếp tục, nếu cosφ vẫn lớn hơn 0,95, người vận hành lại nhấn nút S-6Q để mở tiếp điểm C3 hoặc C4, cắt nhóm tụ 3, 4 ra khỏi lưới, làm tắt đèn C3, C4 và Đ3, Đ4 Thời gian cắt giữa các nhóm tụ là 15 giây.
Chế độ này thường được dùng để kiểm tra dây nối của bộ điều khiển
Nhấn nút AUTO/MAN để chuyển sang chế độ tự động, bộ điều khiển sẽ so sánh giá trị cos tính toán với cos đặt và phát lệnh đóng ngắt tụ theo trình tự và thời gian trễ đã đặt Khi cos tính toán nhỏ hơn 0,95, bộ điều khiển S-6Q sẽ phát lệnh đóng tiếp điểm Cl, cấp điện cho công tắc tơ 1K, đóng nhóm tụ 1 vào lưới và đèn chỉ thị C1 sẽ sáng Thời gian trễ đóng tụ được đặt là 3 phút Nếu sau khi nhóm tụ 1 được đóng mà hệ số cos vẫn