Đề Tài Mô Hình Hóa Nhà Máy Xử Lý Nước Thải

Đồ án tốt nghiệp Mơ hình hóa nhà máy xử lý nc thi Lời nói đầu Nc l ngun ti nguyên thiên nhiên vô quý giá, yếu tố quan trọng tối cần thiết cho tồn sức khỏe người Hiện với trình cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước bùng nổ dân số khu cơng nghiệp mở khu đô thị, dân cư dựng nên kéo theo trạng nhiễm môi trường môi trường nước làm cho môi trường nước nước ta từ dồi có nguy cạn kiệt nhiễm nghiêm trọng Ảnh hương đến sức khỏe đời đời sống nhân dân, ảnh hưởng đến môi trường sinh thái cảnh quan đô thị, môi sinh khu vực gần tượng dịch tiêu chảy cấp Hà Nội, cơng ty VEDAN TP.Hồ Chí Minh, Bình Định tượng ô nhiễm chế biến tinh bột mì tươi nghiệm trọng “nước ngầm 17 giếng khảo sát xã Hồi Hảo-Hồi Nhơn có độ sâu từ 1020m, có 14 giếng bị nhiễm hữu cơ, 80% nguồn nước ngầm bị ô nhiễm từ nước thải chế biến tinh bột mì Nước giếng có mùi hôi sử dụng cho ăn uống sinh hoạt Chỉ tiêu NO3 vượt nhiều lần so với TCVN 5944-1995 Các tiêu: BOD5, COD, SS vượt gấp nhiều lần tiêu chuẩn cho phép (TCVN 5945-1995- loại B) Đáng ý CN (xi-a-nua) vượt chuẩn hàng trăm lần Qua phân tích mẫu cho thấy, nước Ơ nhiễm bắt nguồn từ nước thải chế biến tinh mì thẩm thấu nhiều năm gây nên”…,là mầm mống gây bệnh nan y tả, lỵ, thương hàn…Qua ta thấy ngun nhân gây tình trạng nước thải chưa làm trước đưa lại mơi trường Vì xử lý nước thải trở thành vấn đề cấp bách xúc Nó đặt nhiệm vụ cho cộng đồng đặc biệt người làm việc lĩnh vực quản lý, hoạt động môi trường kỹ thuật phải có chương trình hành động biện pháp thiết thực, kịp thời khắc phục, giải Đứng trước vấn đề cấp bách này, Nhà nước ta có sách cụ thể nhằm giải vấn đề nhiễm môi trường nước nhằm mục tiêu phát triển kinh tế bền vững cải thiện chất lượng đời sống người dân Nằm định hướng phát triển đó, nhiều nhà máy cơng trình xử lý nước thải với quy mô khác cải tạo, xây dựng đưa vào vận hành Do đặc thù nhà máy xử lý nước thải hoạt động 24/24, với nhu cầu xử lý thay đổi thường xuyên theo mùa năm theo ngày, công suất thiết kế nhà máy cố định nên nhà máy cần có điều tiết SVTH: Nguyễn Văn Quang Lớp Điện-KT K27 -1- Đồ án tốt nghiệp Mô hình hóa nhà máy xử lý nước thải lưu lượng thường xuyên để đảm bảo số lượng chất lượng nước xử lý Do hệ thống cung cấp điện thiết bị nhà máy phải hoạt động an toàn, tin cậy tự động hố mức độ cao Bên cạnh đó, nhà máy sử dụng lượng lớn tải bơm nước quạt gió thiết bị điện hoạt động suốt ngày đêm tiêu tốn nhiều điện Do để đáp ứng kêu gọi Nhà nước tiết kiệm điện mục tiêu bảo vệ môi trường, vấn đề tiết kiệm lượng nhà máy xử lý nước thải đáng quan tâm triển khai thực tế Đề tài MƠ HÌNH HĨA NHÀ MÁY XỬ LÝ NƯỚC THẢI xuất phát từ quan điểm Đề tài gồm chương với nội dung sau: Chương 1: Giới thiệu chung công nghệ xử lý nước thải Chương 2: Mô hình giải pháp điều khiển hệ thống xử lý nước thải Chương 3: Một số loại cảm biến xử dụng nhà máy xử lý nước thải Chương 4: Máy bơm nhà máy xử lý nước thải Chương 5: Biến tần giải pháp triệt để tiết kiệm lượng nhà máy xử lý nước thải Chương 6: Nâng cao hệ số công suất hệ thống cung cấp điện nhà máy Chương 7: Mơ hình hệ thống công nghiệp SYSTELEC – bể trung gian MARVILLE SVTH: Nguyễn Văn Quang Lớp Điện-KT K27 -2- Đồ án tốt nghiệp Mơ hình hóa nhà máy xử lý nước thải MỤC LỤC CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI 1.1 Những vấn đề chung xử lý nước thải 1.2 Sơ đồ quy trình xử lý 1.3 Xử lý nước thải phương pháp lý học .6 1.4 Xử lý nước thải phương pháp sinh học 12 1.5 Xử lý nước thải phương pháp hoá học 14 CHƯƠNG 2: MƠ HÌNH VÀ GIẢI PHÁP ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 2.1 Điều khiển trình 16 2.2 Phân loại trình 18 2.3 Mơ hình q trình gì? 18 2.4 Các biến trình số giai đoạn xử lý nước thải 18 2.5 Giải pháp điều khiển nhà máy xử lý nước thải 22 CHƯƠNG 3: MỘT SỐ LOẠI CẢM BIẾN SỬ DỤNG TRONG NHÀ MÁY XỬ LÝ NƯỚC THẢI 3.1 Cảm biến lưu lượng dạng tua bin 29 3.2 Thiết bị đo mức nước dạng phao 29 3.3 Cảm biến siêu âm đo mức nước 30 3.3 Cảm biến nồng độ Oxy 31 CHƯƠNG 4: MÁY BƠM TRONG NHÀ MÁY XỬ LÝ NƯỚC THẢI 4.1 Định nghĩa máy bơm .33 4.2 Phân loại máy bơm 34 4.3 Cấu tạo phân loại bơm cánh quạt .34 4.4 Máy bơm ly tâm 35 4.5 Các thông số lượng máy bơm 37 4.6 Động điện kéo máy bơm chọn động điện .41 4.7 Điểm làm việc hiệu chỉnh điểm làm việc máy bơm 42 SVTH: Nguyễn Văn Quang Lớp Điện-KT K27 -3- Đồ án tốt nghiệp Mơ hình hóa nhà máy xử lý nước thải CHƯƠNG 5: BIẾN TẦN PHẢI PHÁP TRIỆT ĐỂ TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG TRONG NHÀ MÁY XỬ LÝ NƯỚC THẢI 5.1 Bộ biến tần làm việc nào? 49 5.2 Nguyên lý tiết kiệm lượng 49 5.3 Tính tốn hiệu tiết kiệm điện 52 5.4 Kết luận 59 CHƯƠNG 6: NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN NHÀ MÁY 6.1 Bản chất công suất phản kháng .60 6.2 Các thiết bị điện cần công suất phản kháng… 61 6.3 Hệ số công suất 61 6.4 Vì cần nâng cao hệ số cơng suất? 62 6.5 Các phương pháp bù công suất phản kháng 63 6.6 Thi bị bù công suất phản kháng .64 6.7 Vị trí lắp đặt tủ tụ bù .67 6.8 Mức độ bù tối ưu 70 6.9 Kết luận bù công suất phản kháng 70 CHƯƠNG 7: MƠ HÌNH HỆ THỐNG CƠNG NGHIỆP SYSTELEC - BỂ TRUNG GIAN MARVILLE 7.1 Giới thiệu mơ hình Systelec 71 7.2 Bể Composite 75 7.3 Tủ điện 77 7.4 Các mạch khởi động động công nghiệp 81 7.5 Đưa mơ hình nhà máy xử lý nước thải vào hoạt động 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu thầy giáo PGS.TS Lê Văn Doanh thầy giáo Trung Tâm Đào Tạo Bảo Dưỡng Công Nghiệp cung cấp SVTH: Nguyễn Văn Quang Lớp Điện-KT K27 -4- Đồ án tốt nghiệp Mơ hình hóa nhà máy xử lý nước thải Chương GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI 1.1 Những vấn đề chung xử lý nước thải 1.1.1 Một số khái niệm công nghệ xử lý nước thải a Định nghĩa nước thải Nước thải chất lỏng thải sau trình sử dụng người bị thay đổi tính chất ban đầu chúng b Phân loại Nước thải thường phân loại theo nguồn gốc phát sinh chúng Đó sở cho việc lựa chọn biện pháp công nghệ xử lý Theo cách phân loại ta có loại nước sau đây: Nước thải sinh hoạt: nước thải từ khu dân cư, khu vực hoạt động thương mại, công sở, trường học sở tương tự Nước thải sản xuất: nước thải từ hoạt động sản xuất, hoạt động cơng nghiệp nơng nghiệp.v.v Ở nước sử dụng loại nguyên liệu thô phương tiện để sản xuất Nước thải tự nhiên: nước (thường nước mưa) thấm vào hệ thống cống nhiều cách khác Nước thải đô thị: thuật ngữ chung chất lỏng hệ thống cống thoát thành phố, hỗn hợp loại nước thải kể c Thành phần tính chất nước thải: Thành phần nước thải phân tích theo đặc điểm vật lý, hóa học, sinh vật vi sinh vật - Theo đặc điểm vật lý: chất bẩn nước thải chia thành: + Các tạp chất khơng tan dạng lơ lửng, kích thước lớn, với kích thước hạt lớn 10-4 mm Chúng dạng huyền phù, nhũ tương kích thước lớn giẻ, vải, giấy, que củi v.v… + Các tạp chất bẩn dạng keo với kích thước hạt khoảng 10-4 đến 10-6 mm SVTH: Nguyễn Văn Quang Lớp Điện-KT K27 -5- Đồ án tốt nghiệp Mơ hình hóa nhà máy xử lý nước thải + Các chất bẩn dạng tan có kích thước nhỏ 10 -6 mm Chúng dạng phân tử phân ly thành ion Nước thải sinh hoạt có mùi thối khó chịu Khi vận chuyển đường cống sau khoảng 2-6 thấy xuất mùi hyđrơ sunfua, nước có mầu sẫm Hàm lượng chất bẩn cao, nước thải có mầu thấy đục - Theo đặc điểm hóa học: nước thải chứa hợp chất hóa học dạng vơ từ nước cấp sắt, manhê, canxi, silic v.v… nhiều chất hữu sinh hoạt Nước thải vừa xả thường có tính kiềm, dần trở nên có tính axit thối rữa Các chất hữu nước thải xuất xứ từ thực vật, động vật Chất hữu chia thành chất chứa nitơ (urê, prôtêin, amin, axit amin …) không chứa nitơ (mỡ, xà phịng, hyđrocacbon, xenlulơ) Trong nước thải, chất bẩn dạng vơ chiếm khoảng 42% có phân bố chủ yếu dạng tan, chất bẩn dạng hữu chiếm 58%, có phân bố nhiều dạng keo không tan - Theo đặc điểm sinh vật vi sinh vật: nước thải có chứa nhiều loại vi sinh vật nấm men, nấm mốc, tảo, vi khuẩn,… có lồi vi khuẩn gây bệnh tả, lỵ, thương hàn … Những loài vi sinh vật chủ yếu đặc trưng cho nước thải sinh hoạt số nước thải sản xuất (lò mổ, nhà máy da, len ) d Các thông số quan trọng nước thải: - Hàm lượng chất rắn lơ lửng (Total Suspended Solid - TSS): tiêu cho phép đo gần lượng bùn khử lắng sơ cấp Hàm lượng chất rắn có nước thải xác định tổng chất rắn lại sau bay mẫu nước bếp cách thủy, cho sấy khơ 103oC - Hàm lượng oxy hịa tan (Dissolved oxygen - DO): tiêu quan trọng nhất, thải chất thải sử dụng oxy vào nguồn nước, q trình oxy hóa chúng làm giảm nồng độ oxy hòa tan nguồn nước, đe dọa sống loài sinh vật sống nước - Nhu cầu oxy sinh hóa (Biochemical Oxygen Demand - BOD): tiêu thông dụng để xác định mức độ ô nhiễm nước thải, BOD lượng oxy vi sinh vật sử dụng trình oxy hóa chất hữu cơ, phương trình tổng qt q trình là: SVTH: Ngũn Văn Quang Lớp Điện-KT K27 -6- Đồ án tốt nghiệp Chất hữu + O2 Mơ hình hóa nhà máy xử lý nước thải CO2 + H2O + tế bào + sản phẩm cố định - Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand - COD): số biểu thị hóa hàm lượng chất hữu nước thải mức độ ô nhiễm nước tự nhiên COD lượng oxy cần thiết cho q trình oxy hóa hóa học chất hữu mẫu nước thành CO2 nước - Các hợp chất hữu cơ: ngày tăng q trình cơng nghiệp hóa phát triển cơng nghệ, có tác động khơng tốt đến sinh vật, phải kể đến chất đioxin Các hợp chất hữu cịn có tác nhân khác kim loại nặng, hóa chất bảo vệ thực vật… Ngồi ra, cịn phải ý tới thông số khác thị chất lượng vệ sinh nước, hàm lượng chất dinh dưỡng (hàm lượng nitơ, photpho, sunfat …) Những thông số chất dinh dưỡng ảnh hưởng đến vi sinh vật sống nước, chúng tác nhân quan trọng trình xử lý nước thải 1.1.2 Quy trình chung xử lý nước thải a Các phương pháp xử lý nước thải: - Phương pháp xử lý vật lý: Phương pháp dùng để loại chất không tan phần chất dạng keo nước thải Các cơng trình xử lý vật lý bao gồm: song chắn rác, bể lắng cát, bể lắng, bể vớt dầu mỡ, bể lọc… Các chất thô que, củi, giấy, giẻ… giữ lại song chắn rác, tạp chất không tan dạng vô cát sỏi, gạch vỡ, thủy tinh… tách khỏi nước bể lắng cát Phần lớn chất không tan hữu giữ lại bể lắng loại Trong chất có trọng lượng riêng lớn trọng lượng riêng nước lắng xuống đáy bể, chất nhẹ nước dầu, mỡ lại lên mặt nước Sau đó, cặn lắng đáy chất mặt nước lại gạt tập trung lại tách riêng Đối với chất đặc trưng, tùy thuộc chất chúng dùng bể đặc biệt bể vớt dầu, mỡ Những loại bể chủ yếu sử dụng với nước thải sản xuất Phương pháp xử lý vật lý thường giai đoạn xử lý sơ trước cho trình xử lý sinh học Các cơng trình xử lý vật lý thường gọi cơng trình xử lý sơ cấp - Phương pháp xử lý hóa học hóa lý: Phương pháp chủ yếu SVTH: Nguyễn Văn Quang Lớp Điện-KT K27 -7- Đồ án tốt nghiệp Mơ hình hóa nhà máy xử lý nước thải dùng để xử lý nước thải sản xuất xử lý cặn bùn + Phương pháp hóa học: phương pháp sử dụng hóa chất cho vào nước thải, tạo phản ứng hóa học hóa chất cho vào với chất bẩn nước thải Kết tạo thành chất kết tủa chất tan khơng độc Điển hình phương pháp hóa học phương pháp trung hịa nước thải chứa kiềm axit, phương pháp keo tụ phương pháp oxy hóa- khử + Phương pháp hóa lý: phương pháp thường dùng keo tụ, hấp thu, hấp phụ, tuyển nổi, bay hơi, đặc, đốt cháy, ozon hóa… - Phương pháp sinh học: Phương pháp sử dụng khả sống, hoạt động vi sinh vật để phân hủy oxy hóa chất bẩn hữu nước thải Đây phương pháp phổ biến kinh tế Phương pháp tiến hành điều kiện tự nhiên điều kiện nhân tạo Các cơng trình xử lý sinh học (trong điều kiện nhân tạo) bao gồm: bể lọc sinh học (biophin), bể sục khí (aeroten), bể lắng thứ cấp (trong cơng trình xử lý nước thải bể lắng giai đoạn xử lý vật lý bể lắng sơ cấp, bể lắng giai đoạn xử lý sinh học gọi bể lắng thứ cấp), hầm ủ yếm khí… Để q trình xử lý nước thải triệt để, hoàn thiện tối ưu, người ta cịn phải sử dụng đến q trình xử lý khác khử trùng, xử lý cặn, bùn Các cơng trình xử lý sinh học gọi cơng trình xử lý thứ cấp Sau cơng trình xử lý thứ cấp, nước thải qua khử trùng xả nguồn Ngày nước phát triển, để xử lý triệt để tức khử nốt chất nitrat, phơtphat, sunfat có nước thải người ta cịn dùng cơng trình xử lý cấp b Qui trình cơng nghệ xử lý nước thải: - Nguyên tắc yêu cầu xử lý nước thải: Dây chuyền công nghệ xử lý tổ hợp cơng trình, nước thải xử lý bước theo thứ tự tách cặn lớn đến cặn nhỏ, chất khơng hịa tan đến chất keo hòa tan, khâu cuối khử trùng Việc xử lý thường tiến hành qua công đoạn sau: - Điều lưu trung hịa - Keo tụ, tạo bơng cặn kết tủa SVTH: Nguyễn Văn Quang Lớp Điện-KT K27 -8- Đồ án tốt nghiệp Mơ hình hóa nhà máy xử lý nước thải - Tuyển - Xử lý sinh học hiếu khí yếm khí - Lắng - Xử lý cấp (lọc, hấp phụ, trao đổi ion,…) Việc lựa chọn dây chuyền cơng nghệ tốn kinh tế kỹ thuật phức tạp phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: thành phần, tính chất nước thải, mức độ cần thiết làm yếu tố khác như: điều kiện địa phương, lượng, tính chất đất đai, diện tích khu xây dựng trạm xử lý, lưu lượng nước thải, công suất nguồn … 1.2 Sơ đồ quy trình xử lý Các qui trình để xử lý nước cống rãnh nước thải nhà máy cơng nghiệp Hình1 1: Hệ thống nước thải cơng nghiệp đô thị SVTH: Nguyễn Văn Quang Lớp Điện-KT K27 -9- Đồ án tốt nghiệp Mơ hình hóa nhà máy xử lý nước thải Hình 2: Sơ đồ cơng nghệ hệ thống xử lý nước thải Tùy theo điều kiện lắp thêm thay đổi thành phần quy trình Mộtxử sốlý hình ảnh vể nhà máy xử lý nước thải: Hình 1.3 Cửa chắn rác Hình 1.4 Máng lắng Hình 1.5 Bể xử lý sinh học 1.3 Xử lý nước thải phương pháp lý học 1.3.1 Bể điều lưu: Ở khu vực dân cư (nước thải sinh hoạt) khu vực sản xuất (nước thải công nghiệp), nước thải thải với lưu lượng biến đổi theo giờ, thời vụ sản xuất, mùa (mưa, nắng) Trong hệ thống sinh học phải cung cấp nước thải đặn thể tích chất cần xử lý 24/24 Do diện bể điều lưu cần thiết Bể điều lưu có chức điều hịa lưu lượng nước thải chất cần xử lý để bảo đảm hiệu cho SVTH: Nguyễn Văn Quang Lớp Điện-KT K27 - 10 - Đồ án tốt nghiệp Mơ hình hóa nhà máy xử lý nước thải Chương MƠ HÌNH HỆ THỐNG CƠNG NGHIỆP SYSTELEC BỂ TRUNG GIAN MARVILLE 7.1 Giới thiệu mơ hình Systelec Mơ hình hệ thống công nghiệp SYSTELEC Trung tâm Đào tạo Bảo dưỡng Công nghiệp, Đại học Bách Khoa Hà Nội mô hình bể trung gian (điều lưu) MARVILLE nhà máy xử lý nước thải thành phố SAINT-MALO, Cộng hoà Pháp Nhà máy xử lý nước thải SAINT-MALO xử lý nước thành phố trước đổ biển Nhà máy lấy nước từ bể trung gian tích tụ nước thải nước mưa từ điểm khác thành phố mà bể quan trọng bể Marville Thiết bị thuỷ lực bể máy bơm Máy bơm đẩy nước từ bể trạm làm nước Bể trang bị tổ hợp gồm máy bơm cho phép đẩy nước thải trạm làm sạch, bao gồm: - nhóm bơm điện đặt trạm bơm + Lưu lượng: 440 m3/h + Áp lực cột nước tổng: 23 mCE + Công suất trục: 37,7 kW + Công suất đặt: 41 kW + khởi động mềm: 41 kW - nhóm bơm điện đặt bể chứa + Lưu lượng: 400 m3/h + Áp lực cột nước tổng: 17,25 mCE + Công suất trục: 26,3 kW + Công suất đặt: 28 kW Xuất phát từ ứng dụng công nghiệp thực, hãng LEROY-SOMER phát triển hệ thống cho phép thực hoạt động thực hành nghiên cứu cho kỹ sư, kỹ thuật viên điện Hệ thống dùng để: - Tìm hiểu, làm quen với thiết bị điện hãng Schneider Electric Leroy- Somer bao gồm: Aptomat, Cầu chì, Biến dịng, Tụ bù công suất phản SVTH: Nguyễn Văn Quang Lớp Điện-KT K27 - 77 - Đồ án tốt nghiệp Mô hình hóa nhà máy xử lý nước thải kháng, Thiết bị tự động điều chỉnh dung lượng tụ bù, Contactor, Rơle thời gian, Rơle trung gian, khởi động mềm, Biến tần, Động KĐB pha, - Nghiên cứu trình cơng nghiệp tiêu biểu: Khởi động điều khiển động hệ thống bơm quạt nhà máy xử lý nước thải - Kết nối vận hành mạch điện, có sơ đồ khởi động động cơ, điều khiển tốc độ động không đồng biến tần, bù công suất phản kháng phương pháp điều khiển tự động,… Đó sơ đồ điện tương tự với sơ đồ thực tế áp dụng phổ biến nhà máy cơng nghiệp Mơ hình gồm có: - Một bể nước Composite có tổ máy bơm kèm theo thiết bị đo lưu lượng, áp suất cấu an toàn - Một tủ điện với thiết bị Telemecanique (một nhánh tập đoàn Schneider) Leroy-Somer - Một hệ thống quạt gió có cảm biến tốc độ điều khiển tốc độ biến tần, cho phép kết nối máy tính để khảo sát đặc tính - Một bảng mạch bù cosφ, bao gồm giàn tụ độc lập điều khiển thiết bị tự động điều chỉnh dung lượng tụ bù  Giới thiệu mơ hình tồn hệ thống: thể liên động phần tử khác trung tâm SVTH: Nguyễn Văn Quang Lớp Điện-KT K27 - 78 - Đồ án tốt nghiệp Mơ hình hóa nhà máy xử lý nước thải Hinh 7.1 Sơ đồ liên phần tử mơ hình trung tâm SVTH: Ngũn Văn Quang Lớp Điện-KT K27 - 79 - Đồ án tốt nghiệp Nhánh faisceau N1 Mơ hình hóa nhà máy xử lý nước thải Nhánh Nhánh faisceau N3faisceau N2 Nhánh TI faisceau N4Transformateur d'intensité Hộp nối chờ Hinh 7.2 Hệ thống dây nhánh kết nối • Nhánh 1: -Đảm bảo liên hệ mạch điện lực điều khiển thiết bị tủ điện với mạch bảng lựa chọn -Dây nối có đầu (1 chân va chân) phía để nối với ổ chờ cắm lên bảng mạch, đầu nối với X1 tủ • Đầu nối XP10 BIS -Dùng để nối với XP10 dùng để đảm bảo chức điều khiển xa tủ mà khơng nối P.0 nhánh Nó cho phép xử dụng nhánh nhánh -Đầu nối cần thiết để kết nối từ chức khác để truyền đạt chức tủ • Nhánh SVTH: Nguyễn Văn Quang Lớp Điện-KT K27 - 80 - Đồ án tốt nghiệp Mơ hình hóa nhà máy xử lý nước thải - Đảm bảo liên lạc khép kín mạch động lực bảng điện hộp điều khiển -Nối ổ « Jeager » 27 chân kiểu cơng nghiệp đặt phía bên phải tủ Các tiếp điểm 27 đến 1,6 mm2 -Cấu tạo: ổ cực ( 10 va 13 chân) phía phía đầu có ngàm “ Jeaker”27 để tránh nối sai - Giắc lắp ổ chờ, tháo dễ dàng • Nhánh - Đảm bảo liên lạc khép kín mạch động lực bảng điện hộp nối phụ nhánh - Nối ổ « Jeager » 12 chân kiểu cơng nghiệp đặt phía bên phải tủ Các tiếp điểm 12 đến 2,4 mm2 - Cấu tạo: ổ cực (1 13 chân) phía phía đầu có ngàm “ Jeaker”12 để tránh nối sai - Giắc lắp ổ chờ, tháo dễ dàng • Nhánh -Nhánh đóng vai trị liên kết khép kín đầu nối (điện áp lấy pha sau contactơ tổng KM1 thiết bị) TI ( dòng điện pha từ nguồn tổng) với vịng khép kín bảng điện nối dây sơ đồ điện - Cấu tạo (1 chân) trang bị đầu bịt • Hộp nối chờ - Cho phép cắm đầu nối nhánh khác hộp chờ trường hợp không sử dụng bảng mạch - Gồm: - đầu trục (1 chân) cho nhánh - đầu (1 10 13 chân) cho nhánh - đầu (1 13 chân) cho nhánh - đầu trục (1 chân) cho nhánh Toàn lắp đường DIN đáy tủ 7.2 Bể Composite SVTH: Nguyễn Văn Quang Lớp Điện-KT K27 - 81 - Đồ án tốt nghiệp Mơ hình hóa nhà máy xử lý nước thải Mô bể trung gian (bể điều lưu) có nhiệm vụ nhận nước thải đầu vào nhà máy điều hoà lưu lượng sau bể cho lượng nước đưa vào xử lý khâu tương đối ổn định không vượt q cơng suất thiết kế nhà máy Hình 7.3 Mơ hình bể trung gian Marville SVTH: Ngũn Văn Quang Lớp Điện-KT K27 - 82 - Đồ án tốt nghiệp Hình 7.4 Máy bơm ly tâm kéo Mơ hình hóa nhà máy xử lý nước thải Hình 7.5 Cảm biến lưu lượng động KĐB pha Bể Composite bao gồm: - Một bình chứa nước PVC với tổng dung tích 250 ml, lắp bánh xe - Một bơm ly tâm kéo động KĐB pha: 230/400 V, công suất 1,45 kW Bơm ly tâm nhiều cánh mồi nước tự động với lưu lượng định mức m3/h cột nước (cột áp) 38 m, lưu lượng cực đại m3 /h cột nước 18 m lưu lượng cực tiểu m3/h cột nước 53 m - Một áp kế kim 0-6 bar - Một ổn áp: 0,9 đến Bar với vít điều chỉnh - Một phát phao mức nước trung bình đặt ống hút - Một van điều chỉnh lưu lượng tay - Hai hộp đấu điện - Hai cáp nối với tủ dài m, cáp có đầu cắm kiểu JAEGER - Các cảm biến: + Một phát phao mức nước trung bình đặt ống hút + Cảm biến áp suất kiểu áp điện dây EM tín hiệu 4-20 mA, nguồn 828 V + Cảm biến lưu lượng dây: tín hiệu – 20 mA, nguồn 12 - 30V 7.3 Tủ điện Tủ điện thiết kế nhằm mục đích nghiên cứu thực hành mạch khởi động điều khiển động q trình cơng nghiệp SVTH: Nguyễn Văn Quang Lớp Điện-KT K27 - 83 - Đồ án tốt nghiệp Mơ hình hóa nhà máy xử lý nước thải Tủ thiết kế theo tiêu chuẩn an tồn cao châu Âu: với cơng tắc an toàn gắn với cửa tủ điện, tủ che nhựa trong, đầu nối dây thiết bị: Rơle, Aptomat, cầu chì,… thiết kế lõm sâu vào bên khơng đút vừa ngón tay, giắc cắm khơng để lộ mối nối ngồi, nhờ loại bỏ tượng tiếp xúc vô thức người với vật dẫn Ngồi ra, đầu dây nói thiết bị đánh số rõ ràng để thuận tiện bảo trì hệ thống Các đặc tính tủ: a Các đặc tính điện tủ - Điện áp nguồn: Điện áp pha với Uf = 400 V, tần số 50 Hz - Việc cắt tổng an tồn cho máy móc người Aptomat phân đoạn có điều khiển ngồi liên động khí đặt cạnh bên phải tủ, bảo vệ vi sai 30 mA đầu thiết bị - An toàn mở của: tiếp điểm an toàn lắp cánh tủ - Một chuyển mạch có khóa đóng bên ngồi cho phép mở tủ có điện để thực hành sửa chữa b Nguyên tắc an toàn cho người vận hành Công việc nối dây phải thực theo quy định nghiêm ngặt quốc gia theo hướng dẫn nhà sản suất Việc bao gồm nối đất chỗ để bảo đảm hệ thống khơng bị rị điện Rủi ro từ điện đến từ tụ bù để tủ: Sau ngắt máy Aptomat tổng phải chờ 10 phút trước mở tủ Điện áp mối nối mạng điện, vỏ động hở gây nguy hiểm cho người Khi thao tác cần ý tránh tiếp xúc với chúng - Sau ngắt điện khỏi biến đồi khởi động mềm DIGIDRIVE phải đợi phút để bảo vệ an tồn tủ chứa mạch bù cơng xt có điện áp tàn dư SVTH: Nguyễn Văn Quang Lớp Điện-KT K27 - 84 - Đồ án tốt nghiệp Mơ hình hóa nhà máy xử lý nước thải Hình 7.6 Mặt ngồi tủ điện c Các thiết bị tủ điện: Hình 7.7 Thanh Hình 7.9 Aptomat tổng SVTH: Nguyễn Văn Quang Lớp Điện-KT K27 Hình 7.8 Biến áp tự ngẫu Hình 7.10 Aptomat - 85 - Đồ án tốt nghiệp Hình 7.11 Cầu chì pha Mơ hình hóa nhà máy xử lý nước thải Hình 7.12 Cầu dao pha với cầu chì bảo vệ Hình 7.13Rơle trung gian Hình 7.15Contactor SVTH: Nguyễn Văn Quang Lớp Điện-KT K27 Hình 7.14 Contactor Rơle thời gian Hình 7.16 Altivar11 - 86 - Đồ án tốt nghiệp Hình 7.17 Altivar21 Mơ hình hóa nhà máy xử lý nước thải Hình 7.18 Altivar31 Hình 7.19 Khởi động mềmDIGISTART STV1312  Chức khởi động mềm DIGISTART STV1312 +Là thiết bị điện tử thay cho khởi động “sao/tam giác” nhằm giảm dịng điện khởi động thích hợp cho bơm, quạt li tâm +Giảm tác hại trình độ động học lưu chất triệt va đập nước khởi động dừng bơm +Bảo vệ tránh chạy không tải, ngược pha, tải động cơ, kẹt khí Giảm ảnh hưởng đến nguồn cung cấp (dòng đỉnh sụt áp khởi động) +Khởi động mềm dừng động không đồng vận hành hệ thồng truyền động tối ưu cho động cơ, tải nguồn cung cấp  Đặc điểm khởi động mềm DIGISTART STV1312 +Hạn chế tổn hao lượng phát nóng động +Thời gian khởi động/ hãm mềm từ 5s từ 20s +Có tích hợp contactor nối tắc sau khởi động xong +Khả giao tiếp với mạng điều khiển +Lắp sẵng sử dụng 7.4 Các mạch khởi động động công nghiệp Nghiên cứu phương án mở máy ứng dụng điều khiển động kéo tải bơm quạt mơ hình Systelec, gồm số mạch nối dây lắp tập trung tủ điện, dễ dàng thay đổi phép nghiên cứu hệ tự động hóa cỡ nhỏ Mỗi mạch được bảo vệ Aptomat đầu vào cầu chì pha Khí cụ điện điều khiển gồm Contactor, Rơle trung gian, Rơle thời gian… Ngồi cịn có máy biến áp tự ngẫu, biến dòng… Các mạch điện bao gồm: - Khởi động trực tiếp động KĐB pha - Khởi động trực tiếp động KĐB pha đảo chiều động - Khởi động sao/ tam giác động KĐB pha - Khởi động động KĐB pha khởi động mềm SVTH: Nguyễn Văn Quang Lớp Điện-KT K27 - 87 - Đồ án tốt nghiệp Mơ hình hóa nhà máy xử lý nước thải - Khởi động điều khiển tốc độ động KĐB pha biến tần Tuy nhiên nhà máy xử lý nước thải đại, giải pháp tối ưu sử dụng biến tần Như phân tích, biến tần có lợi ích to lớn không điều khiển lưu lượng, mà khởi động, bảo vệ động cơ, tiết kiệm lượng với thời gian thu hồi vốn nhanh tự động hố tích hợp hồn tồn  Giới thiệu mạch động lực mạch điều khiển hệ thống bơm quạt gió biến tần trung tâm SVTH: Nguyễn Văn Quang Lớp Điện-KT K27 - 88 - Đồ án tốt nghiệp Mơ hình hóa nhà máy xử lý nước thải 7.5 Đưa mơ hình nhà máy xử lý nước thải vào hoạt động 7.5.1 Khởi động điều khiển tốc độ quạt gió biến tần Quạt gió ly tâm kéo động KĐB pha truyền động qua cấu khí điều khiển tốc độ biến tần Quạt có gắn cảm biến Momen cảm biến tốc độ phản hồi điều khiển biến tần Ngồi ra, mơ hình cịn hỗ trợ kết nối máy tính để khảo sát đặc tính động SVTH: Nguyễn Văn Quang Lớp Điện-KT K27 - 89 - Đồ án tốt nghiệp Mơ hình hóa nhà máy xử lý nước thải Hình 7.17Mơ hình quạt gió Hình 7.18 Mơ hình quạt gió Hình 7.19 Bộ điều khiển động biến tần 7.5.2 Bù công suất phản kháng Mạch bù công suất phản kháng thực theo nguyên lý bù điều khiển tự động, gồm có: Giàn tụ kVAr, đóng mở Contator theo điều khiển thiết bị tự động điều chỉnh dung lượng tụ bù PFCD Bộ PFCD có đầu vào: đầu vào lấy tín hiệu đo dịng từ máy biến dịng đầu vào lấy tín hiệu điện áp từ máy biến áp trung tính có điện áp thứ cấp 18 V để xác định cos φ, từ tính tốn để điều khiển đóng mở đầu Rơle đóng mở tụ tương ứng với đầu đạt hệ số cơng suất cao SVTH: Ngũn Văn Quang Lớp Điện-KT K27 - 90 - Đồ án tốt nghiệp Mơ hình hóa nhà máy xử lý nước thải Hình 7.20 Mạch bù cơng suất phản kháng 7.5.3 Vận hành mơ hình bể trung gian Marville 7.5.4 Khởi động nhóm động bơm a Chế độ tay - Kiểm tra tất phích cắm khóa liên động - Kiểm tra khóa chuyển mạch áp kế lắp phần tác động vị trí ON - Đóng phích vào lưới, đèn báo điện bật sáng - Đóng cầu dao, Aptomat tổng tay vặn phía bên phải tủ - đèn sẵn sàng làm việc bật sáng - Kiểm tra chiều quay bơm ứng với chiều nắp thơng gió động không chiều quay cần đảo pha nguồn cấp - Ấn nút chạy, động khởi động bơm có lưu lượng - Thay đồi lưu luợng nước van tay Chú ý: Nếu bơm khơng có lưu lượng cần kiểm tra thân bơm có chứa nước hay khơng, cần phải mồi nước cho bơm b Chế độ tự động khởi động mềm Digistart Đó chế độ làm việc có điều chỉnh áp suất, cảm biến áp suất đảm bảo chạy dừng DIGISTART áp suất đạt cực giá đặt trị cực tiểu cực đại - Kiểm tra đầu nối - Kiểm tra chuyển mach cảm biến phần tác động vị trí ON - Cắm phích nối cấp điện cho mạch, đèn điện lưới sáng - Đóng điện ấn nút chạy bơm c Chế độ tự động biến tần Digidrive SVTH: Nguyễn Văn Quang Lớp Điện-KT K27 - 91 -