v= Vs 20 ,5 = = 0,542 ( m/s ) H B , ( 1.11 ) 3.4 Số lợng điện cực + Điện cực lắng (d·y tÊm): Ta cã: nt = a +1 2y ( 1.12 ) Trong đó: nt : số lợng dÃy điện cùc l¾ng tr−êng a : chiỊu ngang cđa trờng (khoảng cách hai điện cực lắng hai cạnh trờng) a = B - R2 = 4200 – 200 = 4000 mm y : khoảng cách từ điện cực lắng đến điện cực phãng ( mm ) Chän y = 200 mm ®Ĩ phù hợp với nguyên liệu xi măng nt = 4000 + = 11 2.200 ( 1.13 ) Ta chän nt = 11 dÃy điện cực Vậy số lợng điện cực lắng toàn thiết bị là: 11.3 = 33 bé ®iƯn cùc ChiỊu réng cđa mét tÊm điện cực lắng lớn trờng: 3500 mm, đợc ghÐp b»ng nhiÒu tÊm nhá cã bÒ réng : 250 mm + §iƯn cùc phãng Ta cã: n f = (nt − 1) b z Trong ®ã: nf : sè lợng điện cực phóng trờng nt : số lợng điện cực lắng trờng 42 ( 1.14 ) b: chiều dài điện cực lắng cần bố trÝ ®iƯn cùc phãng b= L 10500 − 500 = − 500 = 3000 ( mm ) 3 ( 1.15 ) z : khoảng cách điện cực phóng theo hớng chiều dài thiết bị z = 250 mm n f = (11 − 1) 3000 = 120 ®iƯn cùc 250 ( 1.16 ) Sè ®iƯn cùc phóng toàn thiết bị là: 120.3 = 360 điện cực + Diện tích bề mặt lắng loc bơi tÜnh ®iƯn ®· chän F = 2.n t L.H = x11x10.5 x9 = 2079 m2 ( 1.17 ) 3.5 Hiệu suất làm tính toán thiết bị Theo c«ng thøc chung cđa Deutch, hiƯu st läc bơi tĩnh điện phụ thuộc vào kích thớc trờng điện vận tốc dịch chuyển hạt bụi tới điện cực : =1- e L ω a v (1.18) C«ng thøc cđa Deutch cã thĨ viÕt: η=1-e −Ψ ω f (1.19) Trong ®ã: f = ΨF V hc f = Ψ L a v tỷ số diện tích thu bụi đơn vị khÝ Ψ : HÖ sè tû lÖ , h»ng sè mặt cắt ta chọn = L : Chiều dài trờng điện tổng L = 10,5 m a : Khoảng cách hai điện cực khác tên trờng a = 0.2 m v : Vận tốc trung bình dòng khí v = 0,542 m/s 43 : vận tốc dịch chuyển hạt bụi tới điện cực 2.ε o δ E r m/s ω= 3.µ (1.20) Trong đó: o : số điện môi o = 8,85.10-12 : Chỉ số đặc trng cho tính cách ®iƯn cđa h¹t Ta cã: δ = + ε −1 ε +2 (1.21) ε : hƯ sè c¸ch điện tơng đối hạt Với thạch cao vật liệu xi măng = = + −1 = 2,14 5+2 E: c−êng ®é ®iƯn tr−êng E = 4kV/cm = 400.000 V/m µ : ®é nhít cđa khÝ, Ns/m2 µ = 1,83.10-5 Ns/m2 r : bán kính hạt bụi, m Thay vào ta cã : 2.ε o δ E 2.8,85.10−12.2,14.16.1010 r = ω= r 3.µ 3.1,83.10−5 (1.22) ω = 1,10.105.r m/s − η=1η= 1- e 10 , , ω , , 542 e − 96 , 863 (1.23) Thay thông số vào công thức tính toán ta có bảng sau : Hiệu suất thu bụi trờng ứng với kích thớc hạt khác nhau: 44 D(àm) 40ữ60 >60 0,1ữ1 1ữ5 5ữ10 10ữ15 15ữ20 20÷30 30÷40 1,5 6,1 9,0 10,0 13,1 11,6 11,0 15,14 22,56 ω(m/s) 0,061 0,138 0,413 0,688 0,963 1,38 1,93 2,75 5,5 η (%) 99,73 99,99 100 100 100 100 100 100 100 φ(%) HiƯu st cđa thiÕt bÞ läc bơi tĩnh điện bụi xi măng: = 1 (99,73x1,5 + 99,99.6,1+100.92,4) = 99.995(%) (∑ηi φi ) = 100 100 Với hiệu suất yêu cầu 99,923% ta tính kiểm tra lại tổng diện tích bề mặt cực lắng Ta cã c«ng thøc : η=1- e − ω S V (1.24) Trong : : Vận tốc lắng hạt bụi tới điện cực 96 , 863 η=1- e = 99,923 % vËy ω = 0,074 m/s f = S/V: Bề mặt thu bụi riêng lọc bụi điện (m2/m3) S : Tổng diện tích bề mặt điện cực lắng (m2) V : Lu lợng khí cần lọc V = 20,5 m3/s Thay thông số vµo ta cã : − 0,99923 = − e S , 074 20 , e S , 074 20 , = 0,00077 - 0,00361 S = ln 0,00077 TÝnh to¸n tỉng diƯn tích bề mặt điện cực lắng yêu cầu : S = 1986 m2 Ta cã tỉng sè ®iƯn cùc lắng trờng nt = 33 , nh có diện tích : s = 1986/33 = 60,2 m2 45 Nh− vËy läc bơi tÜnh ®iƯn ta đà chọn kích thớc có diện tích 2079 m2 phù hợp với tính toán cần có : 1986 m2 Các điện cực lắng phù hợp với kích thớc mà ta đà chọn: s = 2x9x3,5 = 63 m2 3.6 Cờng độ dòng điện Ta có: I = i.L (1.25) Trong đó: I : cờng độ dòng điện cho qua điện cực dây (A) i : cờng độ dòng điện 1m điện cực dây (A/m) Chọn i = 0.33 mA/m L : tổng chiều dài điện cùc d©y (m) L = nd.h víi nd = 360 h : chiều cao điện cực dây, h = m L = 360x9 = 3240 (m) VËy: I = 0.33.3240 = 1069,2 mA Dòng điện tr−êng: I1 = 1069,2 : = 356,4 mA 3.7 Hiệu điện tới hạn Điện áp tới hạn : 2.π R1 ⎞ ⎛ π y − Ln ⎟ Uth = Eth.R1 ⎜ z ⎠ ⎝ z (1.26) Trong ®ã : R1 : Bán kính điện cực quầng sáng (m) R1 = 1cm = 1.10-2m y : Khoảng cách điện cực quầng sáng điện cực lắng (m) y = 200mm = 0,2 m z : Khoảng cách điện cực quầng dÃy z = 250mm = 0,25 m 46 Eth : C−êng ®é tõ tr−êng tíi h¹n Ta cã: ⎛ δ ⎞ ⎟ 103 (KV/m) Eth = 3,04 + ⎜ δ + 0,0311 ⎜ R1 ⎟ ⎝ ⎠ (1.27) δ : Tû sè khối lợng riêng không khí điều kiện làm việc điều kiện tiêu chuẩn : P PL 273 + 20 (1.28) δ= 1,013 10 273 + t 1,013 10 − 2000 293 = ,77 δ= 1,013 10 373 ⎛ δ ⎞ ⎟ 103 = 3,04 + Eth = 3,04 + ⎜ δ + 0,0311 ⎜ R1 ⎟ ⎝ ⎠ ⎛ 0,77 ⎞ ⎜ 0,77 + 0,0311 ⎟ ⎜ 0,01 ⎟ ⎝ (1.29) Eth = 4083 KV/m Do điện áp tíi h¹n : -2 ⎛ 3,14.(0,2 − 0,01) Uth = 4083.1.10 ⎜ ⎜ ⎝ 0,25 − 0,02 2.3,14.10 −2 ⎞ ⎟ − Ln 0,25 − 0,02 ⎟ ⎠ (1.30) Uth = 159 (KV) + Điện áp làm việc tính toán Lọc bụi tĩnh điện có điện cực phóng dạng gai: U = Uth x (0,46) (1.31) U = 73 KV 3.8 Công suất tiêu hao P= U bd I tb K t cosϕ + Pt 1,4.η (1.32) Trong đó: P : Công suất tiêu hao cho toàn hệ thống thiết bị (W) Pt : Công suất động rung lắc điện cực, Bunke, công suất sấy nóng hộp cách điện Pt=15,7 kW : Hệ số sử dụng có ích thiết bị =0,85 Ubđ : Giá trị biên độ điện áp (KV) 47 Ubđ = 99 KV Itb : Giá trị trung bình dòng quầng sáng (A) Itb = 356,4 mA = 0,3564 A Kt : Hệ số tính đến không hoàn toàn thẳng dòng chỉnh lu Kt = 1,1 1,3 = 1,2 Thay sè vµo ta cã : 99.0,3564 1,2.0,98 + 15,7 = 50,57 kW P= 1,4.0,85 (1.33) 3.9 C¸c thông số kỹ thuật thiết bị Lu lợng khÝ qua thiÕt bÞ : Q = 73800 m3/h Hiệu suất thu bụi yêu cầu : = 99,923% HiƯu st thu bơi tÝnh to¸n : η = 99,995% Sè tr−êng ®iƯn : 03 VËn tèc dòng khí thiết bị : = 0,542 m/s Kích thớc làm việc thiết bị : B x H x L = 4m x 9m x10,5m KÝch th−íc lµm viƯc cđa mét tr−êng: B x H x L1 = 4m x 9m x3,5m Điện cực lắng dạng (tổng số) : nt = 33 tÊm ( H x B = 9m x3,45m ) Điện cực lắng dạng (một trờng): nt = 11 tÊm ( H x B = 9m x3,45m ) 10 §iƯn cùc phãng (tỉng sè) : nd = 258 ( d= 20mm) có hàn gai 11 Điện cùc phãng (mét tr−êng) : nd = 86 c©y ( d= 20mm) 12 Tổng cờng độ dòng điện : I = 1069,2 mA 13 Cờng độ dòng điện trờng : I = 0,3564 A 14 Điện áp làm việc : Ul = 68 72 KV 15 Điện áp thiÕt kÕ : U = 110 KV 16 BiÕn thÕ chỉnh lu cao áp loại 44,0 KVA Trên sở tính toán thông số kỹ thuật cần có thiết bị lọc bụi tĩnh điện, nhóm đề tài đà xây dựng vẽ thiết kế kỹ thuật phần khí hệ thống, bao gồm: i ThiÕt kÕ tr−êng c¬, khung vá, HƯ thèng dÉn bơi vµo, vµ hƯ thèng sÊy ii ThiÕt kế hệ thống điện cực phóng điện cực lắng iii Thiết kế hệ thống khung treo định vị, cách ®iƯn iv ThiÕt kÕ hƯ thèng rung gâ bơi v Thiết kế hệ thống thu tháo bụi 48 chơng Tính toán thiết kế hệ thống điều khiển 4.1 Giới thiệu chung Thiết bị hút lọc bụi tĩnh điện kiểu nằm ngang lu lợng 1.230 m3/phút đợc thiết kế để hút lọc bụi khô, nhiệt độ không cao mức cho phép Nếu nhiệt độ cao so với mức cho phép, hệ thống điện cao áp báo động tự động ngắt Nếu khí bụi đầu vào bị ớt, có độ ẩm cao phải có biện pháp sấy khô trớc hút khí vào lọc tĩnh điện Thiết bị lọc bụi tĩnh điện gồm trờng, trờng có nguồn cao áp hệ thống điều khiển riêng 4.1.1 Nguyên lý làm việc thiết bị lọc bụi tĩnh điện Dòng khí có bụi qua khe hở điện cực lắng có dạng hình Bố trí xen điện cực lắng điện cực phóng có dạng hình tròn, hình chữ nhật hình vuông có gai nhọn toàn chiều dài cực phóng Điện cực phóng đợc nối với cực âm với nguồn điện áp chiều có hiệu điện 30 ữ 120 KV, cực lắng đợc nối với cực dơng nối với đất Dới tác dụng lực điện trờng, xung quanh cùc phãng xt hiƯn vÇng quang (corona), dÉn đến tợng ion hoá chất khí làm cho hạt bụi bị nhiễm điện Các hạt bụi bị nhiễm điện bị hút phía điện cực trái dấu Do đa số hạt bụi bị nhiễm điện âm nên bị hút phía cực lắng Chừng số lợng hạt bụi bám đủ dày cực lắng, hệ thống búa gõ gõ vào cực lắng tạo dao động làm hạt bụi rơi xuống thùng boong ke Bằng cách thay đổi hình dạng điện cực khoảng cách chúng mà tạo đợc thiết bị lọc bụi tĩnh điện phù hợp với yêu cầu cụ thể khác 4.1.2 Những thông số ảnh hởng đến khả thu hồi bụi 4.1.2.1 Điện trở bụi Điện trở bụi thông số định đến khoảng cách điện cực Đối với loại bụi có điện trở 106 ữ 109 cm ảnh hởng chúng không lớn, nhng cao thấp gây nhiều khó khăn việc tìm kiếm giải pháp cho việc tính toán, thiết kế hệ thống lọc bụi tĩnh điện Loại bụi có điện trở thấp làm giảm độ bền, tuổi thọ cực lắng ảnh hởng đến việc thu hồi bụi Loại bụi có điện trở cao làm giảm khả nhiễm điện làm giảm khả chuyển động hạt bụi phía cực thu xuất hiện tợng tách bụi trở lại 49 4.1.2.2 Độ ẩm Độ ẩm bao bọc xung quanh hạt bụi làm giảm điện trở đặc biệt khí có chứa SO3, nớc có Sulfat cã ¶nh h−ëng rÊt lín hƯ thèng läc bơi tĩnh điện Bụi than cốc có điện trở nhỏ, khoảng 103 cm, có số lợng tuỳ thuộc vào khói bụi, nhng với lợng định làm cho trình thu hồi bụi tốt hơn, nhng nhiều làm giảm lực bám vào cực lắng, bụi tách bay theo khí, bụi than cốc phóng điện nhanh Nhiệt độ khoảng từ 120OC đến 180OC tuỳ theo loại bụi mà có điện trở Nhiệt độ thấp làm cho độ ẩm cao, ngợc lại, nhiệt độ cao làm tăng chuyển động phân tử nhiệt, nhiệt độ cao, cần phải giảm điện áp nh làm giảm suất lọc bụi 4.1.2.3 Độ liên kết hạt bụi Độ liên kết hạt bụi đợc xác định yếu tố không phóng hết điện tích, nhiễm điện lỡng cực, xếp chèn hạt bụi Lực hút điện tỷ lệ nghịch với độ lớn hạt bụi Kích thớc hạt bụi nhỏ, lực liên kết cao, khó tách 4.1.2.4 Lợng bụi hạt bụi Lợng bụi thô cao hiệu suất thu hồi bụi cao, tốc độ dịch chuyển hạt bụi tơng đối tỷ lệ thuận với hạt bụi, việc làm bụi điện cực dễ dàng Lợng bụi tinh nhiều cản trở lớn cho phóng điện Trên bề mặt rộng hạt bụi tinh tạo điện trờng cao, có tác dụng nh ngăn cách điện cực 4.1.3 Phân chia trờng thu hồi bụi Trên quan điểm lợng bụi khí bẩn giảm dần bị thu hồi nh, thí dụ không đồng nhiệt độ, nên hệ thống lọc bụi tĩnh điện thờng đợc phân chia thành trờng thu bơi nèi tiÕp hc song song víi Nhê ta đặt thông số điện khác để tối u hoá khả làm sạch, giảm thiểu cố đạt đợc hiệu suất thu hồi bơi cao nhÊt 4.1.4 HiƯu st thu håi bơi cđa lọc bụi tĩnh điện Lợng bụi gây ô nhiễm môi trờng đợc đo đánh giá mg/m3 Tiêu chuẩn để đánh giá môi trờng không bị ô nhiễm bụi đợc áp dụng phổ biến giới điều kiện nhiệt độ áp suất tiêu chuẩn 50 mg/m3 Để xác định hiệu suất thu hồi bụi cần phải đạt đợc ta dùng công thức sau: η = S in − S out x 100 % S in 50 ( 4.1 ) Trong ®ã: η : HiƯu st thu håi bơi Sin : Nång ®é bụi đầu vào Sout : Nồng độ bụi đầu HiƯu st thu håi bơi, theo W Deutsch ph¸t triĨn theo quy luật hàm số mũ đợc gọi công thức lọc bụi tĩnh điện, đợc xác định nh sau: η = − e −Ψ ω f ( 4.2 ) Trong đó: - w tốc độ di chuyển hạt bụi phía điện cực lắng - f tỷ lệ diện tích điện cực thu A (m2) lu lợng dòng khí Q (m3/s) Nh− vËy hiƯu st thu håi bơi phơ thuộc vào lu lợng dòng khí mang bụi, diện tích thu hồi bụi, tốc độ di chuyển hạt bụi phía điện cực lắng dới tác dụng điện trờng Tốc độ di chuyển hạt bụi hàm số nhiều thông số khác hệ thống lọc bụi tĩnh điện Một thông số có ảnh hởng lớn kích thớc hạt bụi, vậy, công thức sử dụng cho hạt bụi định Song nghành công nghiệp, hạt bụi có kích thớc khác nhau, nên phải xây dựng công thức khác phù hợp Sau nhiều lần thí nghiệm, ngời ta đà xác định đợc ảnh hởng kích thớc hạt bụi vào công thức hệ số mũ k Hệ số thay đổi khoảng từ 0,4 đến 0,6 Công thức đợc thể nh sau: = − e −( w k f )k ( 4.3 ) Trong : wk vận tốc dịch chuyển hạt bụi có đờng kính khác trờng tĩnh điện Nhờ công thức ta tính toán thay đổi thiết kế để nâng cao hiệu suất thu hồi bụi 4.1.5 Xác định tốc độ dịch chuyển hạt bụi dới tác dụng điện trờng §iƯn tr−êng vïng thu bơi sinh mét lùc tác động lên điện tích hạt tỷ lệ thuận với c−êng ®é ®iƯn tr−êng ( 4.4 ) Fe = q F E c 51 Trong ®ã: Fe : lùc ®iƯn trờng ( N ) qP : điện tích hạt ( Cu ) EC : c−êng ®é ®iƯn tr−êng cđa vïng thu ( V/m ) Lực điện trờng tác động chống lại lực liên kết điện tích hạt chất khí Khi lực liên kết điện tích hạt chất khí cân với lực điện trờng hạt bụi chuyển động với vận tốc ban đầu Giả thiết hạt tuân theo định luật Stock, vận tốc hạt đợc tính: = q F Ec C c 3π D F Trong ®ã: CC = HƯ sè điều chỉnh Cunningham DP = Đờng kính hạt 4.1.6 Nguyên lý điều khiển tự động LBTĐ Điều khiển tự động điện áp trờng LBTĐ thấp điện áp phóng giá trị đặt trớc: Tự động nâng dần ®iƯn ¸p tíi xt hiƯn phãng ®iƯn tr−êng hạ khẩn cấp điện áp tới giá trị an toàn Quá trình nh lặp lặp lại.( Aktiubrengen- Nga, hÃng Simon- Karvs đà nghiên cứu thiết kế) Điều khiển tự động điện áp theo tần suất phóng tia điện LBTĐ (Valter) Điều khiển tự động điện áp cách áp đặt giữ điện cực điện áp trung bình cực đại.( Loge- Cottrell) 4.2 Tính toán thiết kế nguồn chỉnh lu cao áp 4.2.1 Tính chọn công suất bé nguån chØnh l−u cao ¸p TÝnh to¸n thiÕt kÕ bé nguån chØnh l−u cao thÕ nh»m t¹o nguån điện chiều điện áp cao có dòng điện làm việc phù hợp với tải Trong thực tế tồn hệ thống LBTĐ có dòng điện định mức khoảng 200mA, 400mA, 600mA, 800 mA, 1000mA, 1200mA, 1600mA đạt tới 2000mA với điện áp làm việc định mức 50 ữ 120 kV Đối với hệ thống lọc bụi tĩnh điện lu lợng 1.230 m3/ph để lọc khí thải sở sản xuất xi măng lò quay, khoảng cách ®iƯn cùc 400 mm, theo tÝnh to¸n kinh nghiƯm thùc tế sản phẩm lọc bụi tĩnh điện tơng đơng 52 nớc đà nhập sử dơng ë ViƯt Nam, nhãm thiÕt kÕ chän lo¹i cã điện áp không tải 110 KV, điện áp làm việc danh định 80 KV, dòng điện danh định 400 mA Hình 11 mô tả sơ đồ khối nguồn chỉnh lu cao áp Bộ nguồn gồm có khối sau: A BT Lực K L1 Bộ nguồn Biến áp xung Shunt Phân áp Bản cực mA Bộ điều khiển cao áp X kV Hình 11: Sơ đồ khối nguồn cao áp Nguồn điện vào pha 380 V, 50 Hz Với nguồn công suất thấp ta chọn điện áp vào ®iƯn ¸p pha 220 V, 50 Hz Van ®iỊu chỉnh điện áp vào biến chỉnh lu cao áp (Thyristor đấu song song ngợc) Cuộn kháng chặn L1 Biến ¸p chØnh l−u Bé chØnh l−u cao ¸p §iƯn trë phân áp, Shunt dòng điện để đo lờng làm tín hiệu phản hồi cho trình điều khiển Bộ điều khiển điện trờng 53 Một số yêu cầu cần chó ý thiÕt kÕ m¸y biÕn ¸p chØnh l−u cao thế: 1) Tuỳ theo sơ đồ chỉnh lu cụ thể ta chọn thông số cho phù hợp Đồng thời trình tính toán thiết kế điện áp thứ cấp phải ý đến điện áp rơi cuộn thứ cấp điốt chỉnh lu 2) Chú ý đến sóng hài bậc cao trình điều khiển, điện áp chỉnh lu đợc thay đổi cách thay đổi góc mở thyristor lắp đầu vào biến áp Thông thờng ta cho độ tổn hao sóng hài bậc cao từ 10-12% 3) Phải bảo đảm khoảng cách cách điện chính, khoảng cách bối dây cao vỏ, bối dây cao hạ 4) Các bối dây phải chịu đợc cách điện thử vợt điện áp cách điện vòng dây với nhau, cách điện lớp dây quấn cách điện đầu 5) Lu ý đến phóng điện bề mặt men theo vật liệu cách điện đến phận nối đất 6) Máy đợc thiết kế cho chịu đợc xung điện áp lúc mở máy ngắt máy, đồng thời chịu đợc dòng ngắn mạch có dòng ngắn mạch thứ cấp 7) Bộ chỉnh lu cao áp phải có độ tin cậy cao, đầu nối chỉnh lu điện trở phân áp phải chắn để tránh hở mạch gây phóng điện 4.2.2 Tính toán thông số biến áp chỉnh lu Sơ đồ máy biến chỉnh lu cao áp sơ đồ máy biến chỉnh lu cầu pha, việc tính toán lựa chọn phải đợc rút từ sơ đồ cầu chỉnh lu nh sau: Các thông số kü tht cđa cÇu chØnh l−u mét pha nh− sau: ~U1 Id H12: CÇu chØnh l−u mét pha 54 180 Sè pha: m = Ud / U2 = 0,9 Ung−ỵc max / Ud = 1,57 Ia / Id = 0,5 Iamax / Id = 0,785 I2 / Id = 1,11 I1 *W1 / Id * W2 = 1,11 S / Pd = 1,23 Các số liệu ban đầu: Công suất biểu kiến: S = 44 kVA Điện áp sơ cấp: U1 = 380V Điện áp thứ cấp: U2 = 110kV Tần số: f = 50Hz Máy có cuộn kháng hạn chế dòng, có phận tiếp đất mở hộp che đầu cao Điện áp chiều phÝa thø cÊp: Ud = 0,9.U2 = 0,9.110 KV=99 KV Điện áp ngợc: Ungợc mÃn = 1,57.99 KV= 155 KV C«ng st mét chiỊu: Pd = S/1,23 = 44 /1,23 = 35,77 KW C«ng st biĨu kiÕn: S = 44 kVA Dòng điện chiều: Id = Pd/Ud =35.77 KW/99 KV = 0,36A Dòng điện thứ cấp: I2 = 1,11.Id = 1,11.0,36 A = 0,4 A Dòng điện hiệu dụng nhánh chỉnh lu: Ia = 0,5.Id = 0,5.0,36 A = 0,18 A Dòng điện sơ cấp: 55 I1 = 103.S1/U1 =103 x 44 KW/380 V = 11,93 A 4.3 Thiết kế điều khiển điện trờng Để bảo đảm hiệu suất thu hồi bụi cao, trờng có biến chỉnh lu cao áp kèm theo điều khiển điện trờng riêng Bộ điều khiển điện trờng thiết bị cung cấp nguồn có điều khiển cho biến chỉnh lu cao áp tạo nên điện trờng cao áp cung cấp cho hệ thống lọc bụi tĩnh điện Sơ đồ nguyên lý tổng thể điều khiển điện trờng đợc mô tả Sơ ®å ®iỊu khiĨn biÕn thÕ chØnh l−u cao ¸p” Bé ®iỊu khiĨn biÕn thÕ chØnh l−u cao ¸p gåm phần : Phần động lực phần điều khiển 4.3.1 Phần động lực Phần động lực điều khiển điện trờng gồm thiết bị đóng ngắt cung cấp nguồn bảo vệ ngắn mạch nh áp tô mát, khởi động từ, rơ le bảo vệ dòng, thiết bị hiển thị dòng điện, điện áp cặp Thyristor đấu song song ngợc V101, V102 Công suất thiết bị động lực đợc chọn phù hợp với công suất biến chỉnh lu cao áp có tính đến khả làm việc lâu dài môi trờng nóng bụi Để bảo đảm an toàn cho ngời vận hành sửa chữa mở hộp tiếp đất qua tiếp điểm hạn vị SW lắp cửa thiết bị tiếp đất ngắt nguồn động lực cung cấp cho hệ thống nối tiếp đất đầu hệ thống chỉnh lu cao áp, đồng thời báo tín hiệu dừng máy Khi đóng hộp tiếp đất, thiết bị tiếp đất báo thiết bị chuẩn bị làm việc Ngoài biến áp chỉnh lu lắp thiết bị bảo vệ nhiệt, nhiệt độ biến áp vợt giá trị đặt cho phép tác động không cung cấp nguồn cho hệ thống Trên tủ lắp thiết bị đo lờng thị dòng điện nguồn cung cấp, thị dòng điện điện áp chiều nguồn chỉnh lu trạng thái cố 4.3.2 Yêu cầu kỹ tht cđa mét bé ®iỊu khiĨn ®iƯn tr−êng Bé ®iỊu khiển điện trờng đợc coi nÃo hệ thèng ®iỊu khiĨn ®iƯn tr−êng Bé ®iỊu khiĨn ®iƯn tr−êng hệ thống Lọc bụi tĩnh điện cung cấp xung để điều khiển góc mở cho Thyristor phù hợp với điện áp đặt phụ tải yêu cầu Bộ điều khiển điện trờng phải thoả mÃn với yêu cầu sau : Bảo đảm mở máy êm : Phụ tải hệ thống LBTĐ đợc coi phụ tải điện dung trở, điện dung Vì vậy, để chống tợng tăng dòng điện cách đột biến việc mở máy êm cần thiết Nghĩa điện áp nguồn cung cấp đợc tăng từ từ từ giá trị ban đầu Khi mở máy êm điện áp đặt vào điện cực đợc tăng từ giá trị đặt ban đầu, dĩ nhiên không, thực tế giá trị điện áp mở máy ban đầu đợc giá trị nhỏ điện áp cực tiểu (có 56 thể 5kV cao chút) Khối mở máy đợc tham gia vào trình điều khiển tự động Giới hạn mức điện áp cao thấp cung cấp cho điện cực Mức điện áp thấp mức điện áp để tạo nên vầng quang (corona), bới xuất vầng quang xảy trình ion hóa chất khí, từ tạo số lợng lớn điện tích tự Các điện tích bám vào hạt bụi, làm cho hạt bụi bị nhiễm điện Dới tác dụng lực điện trờng, hạt bụi bị hút cực mang điện trái dấu Mức điện áp thấp làm xuất hiện tợng vầng quang khoảng 20 kV, điện áp làm việc xuống dới mức điện áp (thông thờng cỡ 16 đến 18 kV) khoảng thời gian (khoảng 20 giây) báo hiệu không cho hệ thống làm việc Mức điện áp cao tuỳ theo yêu cầu cụ thể hệ thống LBTĐ mà đặt giá trị nhằm bảo vệ nguồn cực Thông thờng ngời ta đặt cao điện áp làm việc định mức khoảng 10% Khi điện áp làm việc vợt giá trị đặt cực đại hệ thống báo cố theo yêu cầu cụ thể dừng làm việc Phản ứng nhanh dập tia lửa phóng điện hai điện cực theo tần số phóng điện Khi tần số phóng điện cấp tập lớn lần bán kỳ làm việc báo cố, đồng thời theo yêu cầu cụ thể ngắt hệ thống làm việc Ngoài theo yêu cầu cụ thể cần phải biến đổi tín hiệu dòng áp chỉnh lu sang nguồn dòng tiêu chuẩn cho hệ thống điều khiển Phản ứng nhanh có tợng phóng điện hai cực vấn đề quan trọng mà điều khiển điện trờng phải đáp ứng đợc Để bảo đảm hiệu suất thu hồi bụi cao nhất, điều khiển phải tăng điện áp đến giai đoạn cận phóng điện Nếu lợng bụi bám vào cực dày lên khoảng cách phóng điện ngắn lại, cờng độ điện trờng tăng lên làm ®Èy nhanh hiƯn t−ỵng phãng ®iƯn Khi cã hiƯn t−ỵng phóng điện dòng điện chiều tăng lên cách đột biến, vợt mức đặt phóng điện đặt trớc Nếu phản ứng nhanh giảm điện áp hai cực, tức ngắt tợng phóng điện, làm hỏng điện cực, đồng thời ngắt nguồn cung cấp sau phục hồi lại làm giảm hiệu suất thu hồi bụi, lúc có tợng phóng điện hệ thống rung gõ làm việc, bụi bám vào cực rơi xuống làm giảm điện trờng hết tợng phóng điện Vì vậy, có tợng phóng điện cần phải tự động giảm điện áp cung cấp, sau tự động phục hồi nhanh điện áp cung cấp Ngời ta phân chia thành hai tợng phóng điện, trờng hợp thứ tợng phóng điện nhẹ Trờng hợp xảy có tăng đột ngột điện áp nguồn, sau phóng điện điều khiển giảm điện áp nguồn xuống hết tợng phóng điện Trờng hợp thứ hai tợng phóng điện nặng Trong trờng hợp điện áp không tăng nhng tác động nh lợng bụi bám vào điện cực nhiều mà không rung gõ thu hồi bụi đợc, điều kiện áp suất 57 nhiệt độ buồng thu bụi thay đổi (công thức 12) dẫn đến phóng điện, điều khiển đà giảm điện áp Giới hạn dòng cực đại Khả chịu tải thiết bị có giới hạn, dòng điện vợt giới hạn cho phép báo hiệu ngừng hoạt động Trong thực tế tợng ngắn mạch hệ thống LBTĐ thờng xuyên xẩy Bộ điều khiển điện trờng có chức giới hạn dòng làm việc, bị ngắn mạch tải đa tín hiệu phản hồi dòng giảm điện áp nguồn đến mức thấp nhất, thông thờng Uk ngắn mạch, không ngắn mạch hệ thống lại từ từ tăng lên đến giá trị đặt Đây tiêu quan trọng hệ thống LBTĐ 4.3.3 Tính toán thiết kế ®iỊu khiĨn ®iƯn tr−êng Bé ®iỊu khiĨn ®iƯn tr−êng lµ trái tim thiết bị lọc bụi tĩnh điện Căn vào thiết kế phần cơ, vào đặc tính cụ thể khí thải, ngời ta tính toán, thiết kế, hiƯu chØnh bé ®iỊu khiĨn ®iƯn tr−êng cho tõng tr−êng ®Ĩ b¶o ®¶m hiƯu st thu håi bơi cao nhÊt tiết kiệm lợng Các hÃng chuyên chế tạo điều khiển điện trờng đà tính toán, thiết kế, chế tạo điều khiển chuyên dùng nh máy tính thông minh Động rung gõ điện cực Hệ thống đèn, báo động Bộ điều khiển Thyristor 0-10VDC Màn hình công nghiệp CPU S7 Module vào, Analog Máy tính Báo động PC/ PPI Nút ấn, Công tắc, rơle - 20mA : Bộ biến đổi, hiển thị mA - kV Phản hồi dòng, áp Biến chỉnh lu cao áp 58 Với đề tài nghiªn cøu KC 06-07CN, nghiªn cøu øng dơng PLC thiết bị lọc bụi tĩnh điện công suất nhỏ đà tính toán, thiết kế điều khiển điện trờng ứng dụng PLC thể vẽ Sơ đồ điều khiển, giám sát, Sơ đồ nguyên lý hệ thống điều khiển quản lý hệ thống lọc bụi tĩnh điện dùng PLC máy tính theo sơ đồ nguyên lý nh hình vẽ Bộ điều khiển điện trờng gồm phận sau: - Khối điều khiển Tiristor lấy điện áp chủ đạo từ môdule Analog PLC, tín hiệu đồng bộ, phản hồi dòng điện, điện áp phía sơ cấp trực tiếp từ mạch sơ cấp §iỊu khiĨn b»ng tay dïng chiÕt ¸p R260 - C¸c tín hiệu phản hồi thứ cấp lấy từ điện trở shunt mạch phân áp, qua biến đổi thành tín hiệu tiêu chuẩn ( 0-10V 4-20mA ), đa đầu vào môdule Analog - Bộ điều khiển PLC xử lý tín hiệu dòng điện điện áp để đa điện áp chủ đạo bảo đảm cho điện trờng có giá trị cao Ngoài PLC đa tín hiệu báo động ngắt mạch điều khiển giá trị điện áp dòng điện vợt mức giới hạn cho phép - Các giá trị đặt giá trị thực, tín hiệu báo động đợc thể hình công nghiệp - PLC dùng để điều khiển trình làm việc hệ thống nh rung gõ điện cực, sấy, xả bụi Hệ thống đợc điều khiển, giám sát thông qua mạng PLC S7 (Trong nguồn chế tạo thử CPU215 modul analog EM235) ghép nối với máy vi tính điều khiển chỗ cáp lập trình PC/PPI nối ghép với máy tính trung tâm mạng, PROFILE BUS, SCADA (Xem vẽ sơ đồ điều khiển, giám sát, quản lý hệ thống lọc bụi tĩnh điện) Các thông số từ hình công nghiệp nh từ nút ấn, công tắc phản hồi dòng điện, điện áp đợc xử lý PLC đầu lệnh làm việc cho động rung cực lắng, cực gai, nh góc mở Thyristor để điều chỉnh điện áp cao áp Chế độ làm việc hệ thống, tình trạng hoạt động thiết bị , thông số dòng điện, điện áp đợc giám sát điều khiển hình máy vi tÝnh 59 ... LBTĐ 4 .3. 3 Tính toán thiết kế điều khiển điện trờng Bộ điều khiển điện trờng trái tim thiết bị lọc bụi tĩnh điện Căn vào thiết kế phần cơ, vào đặc tính cụ thể khí thải, ngời ta tính toán, thiết. .. động ngắt Nếu khí bụi đầu vào bị ớt, có độ ẩm cao phải có biện pháp sấy khô trớc hút khí vào lọc tĩnh điện Thiết bị lọc bụi tĩnh điện gồm trờng, trờng có nguồn cao áp hệ thống điều khiển riêng 4.1.1... vầng quang (corona), dẫn đến tợng ion hoá chất khí làm cho hạt bụi bị nhiễm điện Các hạt bụi bị nhiễm điện bị hút phía điện cực trái dấu Do đa số hạt bụi bị nhiễm điện âm nên bị hút phía cực lắng