đồ án tốt nghiệp công nghệ lọc bụi

đồ án tốt nghiệp Lơng Văn Học 1 http://www.ebook.edu.vn Mục lục Lời mở đầu 3 Phần I: giới thiệu chung 5 Chơng I: Giới thiệu về công nghệ lọc bụi 6 I. Giới thiệu chung 6 II. ứng dụng cụ thể của các thiết bị lọc bụi điện 6 III. u, nhợc điểm chung của thiết bị lọc bụi điện 7 IV. Nguyên lí của việc làm sạch khí bằng điện 8 V. Cấu trúc các bộ phận chính của thiết bị lọc bụi điện 9 VI. Những quá trình chính khi làm sạch khí bằng điện 14 VII. Mức độ thu bụi theo lí thuyết 17 VIII. Các nhân tố ảnh hởng trong thiết bị lọc bụi điện thực tế 17 IX. ứng dụng cụ thể của phơng án đối với yêu cầu lọc bụi 21 Chơng II: Rơle thời gian 23 I. Rơle thời gian điện từ 24 II. Rơle thời gian kiểu thủy lực 29 III. Rơle thời gian kiểu đồng hồ 30 IV. Rơle thời gian kiểu động cơ 33 V. Rơle thời gian điện tử 37 VI. Rơle thời gian dùng vi mạch 555 42 VII. Rơle thời gian kiểu mạch số 46 Phần I: thiết kế bộ điều khiển cho động cơ 48 Chơng I: Thiết kế chế tạo mạch 49 I. Các yêu cầu 49 II. Thành lập sơ đồ khối 50 đồ án tốt nghiệp Lơng Văn Học 2 http://www.ebook.edu.vn III. Khối tạo xung chuẩn 50 IV. Khối chia tần 54 V. Khối đếm thời gian một yêu cầu 62 VI. Khối logic điều khiển 74 VII. Khối chỉ thị thời gian 76 VIII. Bộ chuyển mạch 79 Chơng II: Thiết kế mạch 82 I. Sơ đồ nguyên lí toàn mạch 82 II. Các linh kiện 85 III. Kết luận 86 Tài liệu tham khảo 88 đồ án tốt nghiệp Lơng Văn Học 3 http://www.ebook.edu.vn Lời mở đầu Nớc ta đang trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nớc. Trong đó công nghiệp là một ngành đợc quan tâm hàng đầu ở nớc ta. Nhờ đó trong những năm gần đây ngành công nghiệp có rất nhiều thành tựu đáng kể. Các nhà máy xí nghiệp mọc lên nh nấm, cùng với đó là các khu liên hiệp, khu chế xuất. Sản lợng công nghiệp không ngừng đợc tăng lên, chất lợng hàng hóa ngày càng đợc nâng cao, sản phẩm đa dạng nhiều chủng loại. Đó là nhờ áp dụng khoa hoc kĩ thuật vào sản xuất. Trong đó ngành điện có vai trò rất quan trọng. Là một nớc đang phát triển nên các ngành điện tử tự động có vai trò rất quan trọng trong nền công nghiệp nớc ta. Nó có ứng dụng trong tất cả các nhà máy, xí nghiệp đều đợc điều khiển một cách tự động nhờ các thiết bị điện tử, nhờ máy tính. Ngành công nghiệp phát triển không ngừng, dần dần đáp ứng đợc nhu cầu của con ngời về vật chất và tinh thần. Song song với sự phát triển không ngừng của công nghiệp thì môi trờng sống của chúng ta ngày càng bị ô nhiễm nặng nề. Trong đó vấn đề về bụi công nghiệp cũng rất đợc quan tâm. Bụi rất nguy hiểm cho sức khỏe của con ngời, đặc biệt là bụi nhà máy than, nhà máy xi măng, nhà máy phân đạm Chính vì vậy mà các nhà máy đều phải có hệ thông lọc bụi, để đảm bảo điều kiện làm việc của công nhân. Trong các hệ thống lọc bụi thì lọc bui tĩnh điện đợc dùng chủ yếu. Trong đó bộ điều khiển cho động cơ rung gõ trờng lọc bụi tĩnh điện là một bộ phận không thể thiếu trong hệ thông lọc bui tĩnh điện. Bộ điều khiển này sử dụng các thiết bị điện tử. đồ án tốt nghiệp Lơng Văn Học 4 http://www.ebook.edu.vn Đề tài thiết kế gồm có 2 phần: Phần I: Giới thiệu chung Gồm có hai chơng : Chơng I : Giới thiệu về công nghệ lọc bụi Chơng II: Rơle thời gian Phần II: Thiết kế bộ điều khiển cho động cơ Gồm có hai chơng : Chơng I : Sơ đồ và nguyên lí mạch Chơng II: Thiết kế mạch điều khiển Cùng với sự cố gắng của bản thân và đợc nhận sự giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của của các thầy giáo trong bộ môn, đặc biệt là sự hớng dẫn của thầy giáo Nguyễn Quang Tuyến em đã hoàn thành bản đồ án tốt nghiệp này. Em rất mong nhận đợc sự góp ý, bổ sung của các thầy cô giáo và các bạn để đồ án của em đợc hoàn thiện hơn. Em xin gửi tới thầy giáo Nguyễn Quang Tuyến cùng toàn thể các thầy cô giáo trong bộ môn lời cảm ơn chân thành nhất. Sinh viên Lơn g Văn H ọ c ®å ¸n tèt nghiÖp L−¬ng V¨n Häc 5 http://www.ebook.edu.vn PhÇn I Giíi thiÖu chung đồ án tốt nghiệp Lơng Văn Học 6 http://www.ebook.edu.vn Chơng I Giới thiệu về công nghệ lọc bụi I. Giới thiệu chung Ngành công nghiệp nớc ta ngày càng phát triển mạnh. Nó dần đáp ứng đợc nhu cầu ngày càng cao của con ngời. Song song với sự phát triển đó thì môi trờng sống của chúng ta ngày càng bị ô nhiễm nặng nề. Một trong những nguyên nhân lớn là do chất thải công nghiệp. Vì thế việc thiết kế hệ thống lọc bụi là rất cần thiết và không thể thiếu khi xây dựng nhà máy, đặc biệt là các nhà máy xi măng, nhà máy phân đạm. Hệ thống lọc bụi sẽ đảm bảo đợc điều kiện làm việc cho công nhân. Nhng vấn đề đặt ra đối với các nhà máy là chọn hệ thống lọc bụi nào cho phù hợp với từng nhà máy cụ thể. Các phơng pháp lọc bụi chủ yếu hiện nay gồm có: 1 - Lọc bụi ly tâm. 2 - Lọc bụi ẩm 3 - Lọc bụi tĩnh điện Với sự phát triển vợt bậc của ngành điện đặc biệt là tự động hoá xí nghiệp, thì phơng pháp lọc bụi tĩnh điện là phơng pháp rất hiệu quả đối với các nhà máy công nghiệp có lợng bụi lớn nh nhà máy xi măng, nhà máy phân bón v.v II. ứng dụng cụ thể của các thiết bị lọc bụi điện: Thiết bị lọc bụi kiểm Y: (loại nằm ngang đợc sử dụng rộng rãi trong các nhà máy luyện kim: ở các lò mactanh, lò quay, lò nung đôlômit, nồi hơi. Thiết bị lọc bụi điện loại này thờng lọc đợc khí khô ở nhiệt độ cao. Và thiết bị loại này thờng đợc đặt ở sau hệ thống xiclôn để làm sạch bụi khô trong khí (trớc khi vào thiết bị lọc bụi điện). đồ án tốt nghiệp Lơng Văn Học 7 http://www.ebook.edu.vn Thiết bị lọc bụi điện ẩm kiểu ống trụ một vùng: Thiết bị lọc bụi loại này cho thu hồi bụi tinh vì khi bụi lắng thì không có hiện tợng bụi quấn theo khí ra môi trờng ngoài, đồng thời điện trở suất trong lớp bụi giảm. Thiết bị loại này thờng đợc đặt ở phía ngoài xởng nên cần mái che thiết bị. Thiết bị lọc bụi lới điện 2 vùng: Thiết bị loại này có hai vùng điện trờng riêng biệt, trong đó một điện trờng để tích điện cho hạt bụi còn điện trờng khác để lắng bụi. Nhờ đó điện trờng thực hiện tốt hơn vai trò của mình. Thiết bị lọc bụi kiểu này chủ yếu làm sạch không khí có nhiệt độ đến 40 0 C khi hàm lợng bụi ban đầu 10mg/m 3 . Với thiết bị lọc bụi này khi đợc áp dụng trong công nghiệp thì có thể làm sạch khí có hàm lợng bụi ban đầu lớn. III. Ưu, nhợc điểm chung của thiết bị lọc bụi điện Ưu điểm: - Hiệu suất thu bụi cao. Hiệu suất thu bụi đạt tới 99%. Chi phí năng lợng thấp, chỉ cần 0,3 đến 1,8 MJ cho 1000m 3 khí thải. - Có thể thu đợc các hạt bụi với kích thớc nhỏ tới 0,1 m và nồng độ bụi từ vài gam đến 50g/cm 3 . - Nhiệt độ của khí có thể đạt tới 500 0 C. - Thiết bị lọc bụi có thể làm việc với áp suất chân không hoặc áp suất cao. - Có thể điều khiển và tự động hoá hoàn toàn. Nhợc điểm: - Do các thiết bị có độ nhạy cao nên khi có sự saikhác nhỏ giữa giá trị thực tế của các thông số công nghiệp và các giá trị tiánh toán thiết kế thì hiệu quả thu bụi cũng giảm sút nhiều. - Những sự cố cơ học dù nhỏ cũng ảnh hởng tới hiệu quả thu bụi. - Thiết bị lọc bụi điện không đợc ứng dụng để làm sạch khí có chứa các chất dễ nổ, vì trong thiết bị lọc bụi thờng xuất hiện các tia lửa điện. đồ án tốt nghiệp Lơng Văn Học 8 http://www.ebook.edu.vn IV. Nguyên lý của việc làm sạch khí bằng điện: Hình 1.1 Hình vẽ bên trình bày cho ta nguyên lý tích bụi và lắng bụi trong thiết bị lọc bụi điện. Khí thải cần lọc bụi đợc thổi qua hệ thống hai điện cực. Điện cực nối đất gọi là điện cực lắng vì bụi đợc lắng chủ yếu ở trên cực này. Điện cực thứ 2 đợc gọi là điện cực quầng sáng. Điện cực này đợc cung cấp dòng điện một chiều có điện thế cao, do điện thế cao nên cờng độ điện trờng xung quanh có giá trị lớn và gây ra sự va đập ion mãnh liệt. Biểu hiện bên ngoài của sự ion hoá khi mãnh liệt là nhìn thấy một quầng sáng bao phủ quảnh điện cực này. Sự phóng điện quầng sáng xảy ra sát bề mặt điện cực quầng sáng. Sự phóng điện quầng sáng không lan rộng giữa hai điện cực mà yếu đi và tắt dần theo phơng tới điện cực lắng vì đi từ điện cực quầng sáng tới điện cực lắng thì cờng độ điện trờng yếu dần đi (điện trờng giữa hai điện cực là điện trờng không đều). đồ án tốt nghiệp Lơng Văn Học 9 http://www.ebook.edu.vn Các ion khí đợc tạo ra chủ yếu trong vùng quầng sáng. Dới tác động của lực điện trờng các ion sẽ chuyển động về phía các điện cực trái dấu với chúng. Các ion dơng chuyển dịch về phía cực âm (cực quầng sáng là cực âm). Các ion âm chuyển dịch về phía cực dơng (cực dơng là cực lắng). Sự chuyển dịch dòng các ion về các điện cực tạo ra dòng điện. Dòng điện này đợc gọi là dòng điện quầng sáng. Khi thổi khí thải có chứa bẩn qua không gian giữa hai điện cực thì các ion sẽ bám dính lên bề mặt của các hạt bụi và các hạt bụi trở nên mang điện cực trái dấu với điện tích chúng tính đợc. Khi tới các điện cực các hạt bụi đợc lắng lại trên bề mặt điện cực. Lợng bụi đợc lắng chủ yếu trên bề mặt các điện cực lắng. Trên bề mặt các điện cực quầng sáng cũng có bụi lắng lại, nhng lợng bụi này nhỏ, không đáng kể so với lợng bụi lắng lại ở điện cực lắng. Theo mức độ tích tụ bụi trên bề mặt điện cực ngời ta định kỳ rung lắc điện cực, hoặc xối nớc rửa điện cực và thu lấy bụi. V. Cấu trúc các bộ phận chính của thiết bị lọc bụi điện: Phụ thuộc vào các điều kiện bảo quản, thành phần, nhiệt độ, áp suất, độ ẩm của không khí, các tính chất vật lý, hoá học của bụi, yêu cầu mức độ làm sạch v.v mà cấu tạo thiết bị lọc bụi có các kiểu khác nhau. Nhng cấu tạo của chúng đều có những bộ phận cấu trúc cơ bản sau: đồ án tốt nghiệp Lơng Văn Học 10 http://www.ebook.edu.vn Hình 1.2 1. Vỏ thiết bị lọc bụi điện: Thờng có dạng hình hộp hoặc hình trụ. Vỏ đợc chế tạo bằng thép lá, bê tông gạch, các tấm chì hoặc các vật liệu khác. Chọn vật liệu phải căn cứ vào nhiệt độ của khí thải và tính ăn mòn hoá học của khí thải. Phía trong vỏ là hệ thống khung của thiết bị. Phía dới vỏ là các bunke chứa bụi. Vỏ phải cấu trúc thuận lợi cho việc lắp đặt và sửa chữa thiết bị. Phía ngoài vỏ đợc bọc cách nhiệt. [...]... http://www.ebook.edu.vn đồ án tốt nghiệp VII Mức độ thu bụi theo lý thuyết (hiệu suất thu bụi) Mức độ thu bụi trong thiết bị lọc bụi đợc tính theo công thức: = z 1 V1 z 2 V2 z 1 V1 Trong đó: Z1, z2 là hàm lợng bụi vào và ra khỏi thiết bị Ta cũng có thể tính = 1 e-wj Trong đó f = ln 2 b = Bề mặt của điện cực lắng / Lu lợng khí bụi v qua thiết bị (f đợc gọi là bề mặt riêng của thiết bị lọc bụi ứng với lợng khí cần lọc. .. điện áp đánh thủng tức thời, nó chỉ có thể đợc xác định bởi sự đạt tới phóng điện đánh thủng Bộ điều khiển điện áp cao làm tăng điện áp lọc bụi tới sự phóng điện đánh thủng Sau khi xảy ra đánh thủng, điện áp bị ngắt trong một thời gian Lơng Văn Học 12 http://www.ebook.edu.vn đồ án tốt nghiệp ngắn và điện áp phụ thuộc vào dãy đánh thủng và vào mật độ đánh thủng đã lựa chọn Nếu điện áp phóng điện đánh thủng... trong các thiết bị khô khi rung cơ học để tác bụi thì khó tránh khỏi bụi quấn theo khí ra ngoài Do đó ngời ta thờng gắn thêm vào điện cực lắng các túi chứa hoặc máng chứa bụi Lơng Văn Học 11 http://www.ebook.edu.vn đồ án tốt nghiệp 4 Điện cực quầng sáng Phải có cấu trúc thích hợp để tạo ra sự phóng điện quầng sáng đều và có cờng độ lớn Điện cực quầng sáng phải bền cơ học, phải cứng vững, chịu đợc tác... thuộc vào các yếu tố đầu vào Cao áp lọc = f (tính chất hạt bụi, điều kiện môi trờng) Ngoài những yếu tố trên thì cao áp lọc còn phụ thuộc vào tốc độ chuyển động của các hạt bụi tới các cực và tốc độ của dòng bụi chuyển động qua thiết bị lọc bụi (ảnh hởng trực tiếp tới chất lợng lọc bụi) ở đây chúng ta có công thức xác định tốc độ hạt bụi chuyển động đến cực lắng với hạt bụi có kích thớc > 1 m 1,87.10... sau khi nung có độ ẩm trung bình, tuy nhiên do loại bụi này có khả năng dẫn điện kém do đó cao áp lọc khoảng 65kV Lơng Văn Học 21 http://www.ebook.edu.vn đồ án tốt nghiệp Vật liệu là bụi than thành phần chính trong bụi là C đã đợc nghiền nhỏ, loại bụi này có khối lợng riêng thấp đồng thời khả năng dẫn điện của bụi than là tơng đối cao do đó cao áp lọc đặt vào thờng chỉ ở mức 55kV Vật liệu xi măng Porland... với thiết bị lọc bụi khá phổ biến hiện nay là thiết bị lọc bụi xiclôn (ứng dụng trong nhà máy sứ vigacera, xi măng Bút Sơn) Hạt bụi chúng ta phân tích ở đây đợc đi sâu vào phân tích thành phần, kích thớc, khả năng dẫn điện, bán kính trung bình của hạt bụi, độ ẩm của bụi, tính dẫn điện của từng loại bụi, tính chất hoá học của từng loại bụi khác nhau Từ trên ta đa ra hàm số của cao áp lọc phụ thuộc... chứa trong bụi lan chậm qua lớp bụi để đến bề mặt điện cực lắng kim loại, khi đó ở trên lớp bụi tạo thành một điện thế nào đó Lơng Văn Học 18 http://www.ebook.edu.vn đồ án tốt nghiệp 3 ảnh hởng của hàm lợng bụi ban đầu trong khí Khi hàm lợng bụi cao trong khí, đặc biệt gồm các hạt nhỏ có thể dẫn đến hiện tợng gọi là sự bao kín quầng sáng (Hiện tợng này là xảy ra khi ta tăng số lợng hạt bụi trong điện... bụi khỏi điện cực Lơng Văn Học 20 http://www.ebook.edu.vn đồ án tốt nghiệp IX ứng dụng cụ thể của phơng án đối với yêu cầu lọc bụi Yêu cầu của chúng ta ở đây là thiết kế với cao áp lọc là 72kV Để có thể xác định đợc chính xác là với điện áp một chiều của ta là 72 kV thì chúng ta cần phân tích chi tiết về tính chất của các loại bụi Trớc hết để đơn giản trong việc phân tích chúng ta ứng dụng cao áp lọc. .. hạt bụi đã đạt đợc điện tích tới hạn Với hạt bụi có kích thớc lớn hơn 1 m thì điện tích tới hạn của nó tỷ lệ với cờng độ điện trờng và tỷ lệ với bình thơng bán kính của hạt bụi qth = n.e = 0,19.10.10-9.r2.E (C) qth : Điện tích tới hạn của hạt bụi n : Số lợng điện tích nguyên tố hạt bụi tích đợc r : Bán kính của hạt bụi E : Cờng độ điện trờng Sự tích điện của hạt bụi xảy ra rất nhanh Đối với hầu hết bụi. .. Dòng điện có đợc trong thiết bị lọc bụi điện là do điện tích không gian chuyển động Vì tính linh động của hạt bụi có giá trị nhỏ hơn tính linh động của các ion khí, nên tăng các điện tích không gian trong các hạt bụi làm giảm đáng kể cờng độ dòng điện trong thiết bị lọc bụi (có khi chỉ số 0) Hiện tợng này làm giảm sự thu bụi Hiện tợng bao kín quầng sáng thấy khi nồng độ bụi trong khí từ vài gam trong . PhÇn I Giíi thiÖu chung đồ án tốt nghiệp Lơng Văn Học 6 http://www.ebook.edu.vn Chơng I Giới thiệu về công nghệ lọc bụi I. Giới thiệu chung Ngành công nghiệp nớc ta ngày càng phát. bụi điện). đồ án tốt nghiệp Lơng Văn Học 7 http://www.ebook.edu.vn Thiết bị lọc bụi điện ẩm kiểu ống trụ một vùng: Thiết bị lọc bụi loại này cho thu hồi bụi tinh vì khi bụi lắng thì không. phóng điện đánh thủng. Bộ điều khiển điện áp cao làm tăng điện áp lọc bụi tới sự phóng điện đánh thủng. Sau khi xảy ra đánh thủng, điện áp bị ngắt trong một thời gian đồ án tốt nghiệp Lơng