1. Khái quát hệ thống giám sát trạm nén khí: Hệ thống giám sát trạm nén khí là một hệ thống được thiết kế để giám sát các trạm nén khí có nhiều máy nén. Hệ thống này có thể giúp người quản lý trạm nén khí có thể theo dõi và điều khiển các máy nén trong trạm nén khí. Hệ thống giám sát trạm nén khí cũng có thể giúp người quản lý trạm nén khí có thể đo lường và điều chỉnh các thông số của máy nén trong trạm nén khí. 2. Phân tích chi tiết về nội dung: a. Hệ thống giám sát trạm nén khí có thể giúp người quản lý trạm nén khí có thể theo dõi và điều khiển các máy nén trong trạm nén khí.
Chương : Tổng quan máy nén khí 1.1 Khái niệm chung [ 1] 1.1.1 Khái niệm máy nén Máy nén máy để nén khí với số tăng áp e > 1,15 có làm lạnh nhân tạo nơi xảy q trình nén khí Cơng dụng máy nén khí nén khí di chuyển khí nén đến nơi tiêu thụ theo hệ thống ống dẫn 1.1.2 Phân loại máy nén khí Khí nén có nhiều cơng dụng : ngun liệu sản xuất ( cơng nghiệp hố học ), tác nhân mang lượng ( khuấy trộn tạo phản ứng ), tác nhân mang tín hiệu điều khiển ( kĩ thuật tự động khí nén ), nguồn động lực cấp cho tuabin, kích….hay Có nhiều cách để phân loại máy nén khí a Theo nguyên lí làm việc , gồm có : + Máy nén thể tích : Trong máy áp khí tăng nén cưỡng nhờ giảm thể tích dãn cách khơng gian làm việc , loại có máy nén pittong, máy nén rôtor (cánh trượt , bánh …) + Máy nén động học : Trong máy áp khí tăng cấp động cưỡng nhờ có cấu làm việc , loại có máy nén li tâm, máy nén hướng trục b Theo áp suất có : + Máy nén áp suất cao + Máy nén áp suất trung bình + Máy nén áp suất thấp + M áy nén chân không c Theo suất + Loại lớn + Loại vừa + Loại nhỏ d Theo cách làm mát + Làm lạnh theo trình nén + Không làm lạnh e Theo số cấp nén + Máy nén cấp + Máy nén nhiều cấp f Theo cấu tạo + Máy nén piston + Máy nén cánh gạt + Máy nén Rôto + Máy nén trục vít + Máy nén li tâm … 1.1.3 Các thơng số máy nén khí Một máy nén có thơng số sau : + Tỉ số nén ( ) tỉ số áp khí áp suất khí vào máy nén P( Ra ) = P (Vao ) (1-1) + Năng suất máy nén (Q) : khối lượng (kg/s) hay thể tích ( m 3/h) khí mà máy nén cung cấp đơn vị thời gian + Công suất máy nén (N) : công suất tiêu hao để nén truyền khí Ngồi máy nén cịn có thơng số hiệu suất máy nén, khí nén (nhiệt độ, áp suất khí vào ra, lí tính hố tính khí với thơng số khí đặc trưng) 1.1.4 Tự động khống chế máy nén [4] Để đảm bảo cấp khí nén hợp lí cho thiết bị tiêu dùng máy nén phải tự động khống chế nhằm thoả mãn điều kiện : - Đảm bảo lưu động tiêu thụ - Đảm bảo áp suất khí yêu cầu, thường giới hạn ( 8-10 %) áp suất yêu cầu Ngoài khí nén cịn phải đảm bảo chất lượng độ ẩm, … theo yêu cầu riêng Máy nén khí thường kèm theo lọc bình chứa khí với mục đích : - Điều hồ lưu lượng, áp suất, khử xung áp kênh tiêu thụ máy nén piston - Làm việc dễ dàng việc điều chỉnh giới hạn cực đại cực tiểu áp suất, hạn chế tới giá trị tần suất mở máy động lai - Tránh sụt áp đột ngột khí có tiêu thụ đột ngột thời gian ngắn ( phanh khí nén, chuyển động kích khí có piston lớn …) - Làm mát khí nén ngưng tụ nước, tạp chất … Đối với thiết bị 10KW người ta thường dùng tiếp điểm áp khí đảm bảo dừng động bình chứa áp suất (đặt) cực đại chạy lại động áp suất đặt cực tiểu Tiếp điểm áp khí đóng cắt cơng tắc tơ cấp điện cho động kéo máy nén Một bình trung gian lắp dường ống dẫn khí tích tính tốn cho 5-6s đầu động đạt tốc độ bình thường mà khơng có áp suất, tránh mở máy có áp suất Một đầu xả gắn với tếp điểm áp khí đảm bảo xả khí bình phụ vào khí động dừng, van bi chiều đóng kín động chạy lại khơng có áp suất đặt vào máy nén mở máy Khi công tắc tơ đóng đầu xảcũng đóng, khí điều hành tiếp điểm áp khí lấy từ bình chứa, thường tiếp điểm áp khí đóng mạch cho động p 10-9 ﺱbar ngắt mạch động p 3-2 ﺱbar Đối với thiết bị 10KW người ta thường dùng cấu điện khí, áp kế đạt giá trị cực đại, tiếp điểm áp kế mở động dừng Bình thường van điện khơng hút đường xả khí đóng kín Khi áp suất giảm tới giá trị cực tiểu, tiếp điểm áp kế đóng lại lực lị xo điều chỉnh áp suất Động mở máy kéo máy nén Van điện cấp điện 5-6s để mở cửa xả, giảm tải cho động mở máy 1.1.5 Những ưu khuyết điểm truyền động khí nén [6] Sự phát triển kinh tế nước phụ thuộc nhiều váo mức độ giới hoá tự động hố q trình sản xuất Trong q trình sản xuất, máy nén, trạm khí nén cơng nghiệp đóng góp vai trị quan trọng, sử dụng rộng rãi phổ biến,được trang bị cho thiết bị máy móc, nhà máy công nghiệp So với loại truyền dẫn khác truyền dẫn khí nén có nhiều điểm mạnh + Truyền công suất cao lực lớn với cấu tương đối đơn giản, hoạt động với độ tin cậy cao, địi hỏi phải bảo dưỡng, chăm sóc + Dễ dàng điều chỉnh tinh, không cấp, dễ thực tự động hoá theo điều kiện làm việc hay chương trình cho sẵn + Kết cấu gọn nhẹ,vị trí phần tử dẫn thiết bị dẫn không cố định, phận nối thường đường ống dễ dàng thay đổi + Nhờ quán tính nhỏ khí nén nên sử dụng vận tốc cao mà khơng sợ bị va đập mạnh khí hay điện + Dễ biến đổi chuyển động quay động thành chuyển động tịnh tiến cấu chấp hành + Tự động hoá đơn giản Tuy nhiên truyền động khí nén có điểm yếu : + Tổn thất bên đường ống dẫn rò rỉ bên phần tử làm giảm hiệu suất hạn chế phạm vi sử dụng + Khó giữ vận tốc không đổi phụ tải thay đổi + Khó thực đồng hố xác chuyển động 1.2 Trang bị điện cho hệ thống máy nén khí [2] 1.2.1 Giới thiệu chung Tự động hóa hệ thống khí nén trang bị cho hệ thống nén, dụng cụ mà nhờ dụng cụ vận hành tồn hệ thống phần hệ thống cách tự động, chắn, an tồn độ tin cậy cao mà khơng cần tham gia trực tiếp công nhân vận hành Càng ngày thiết bị tự động hoá phát triển hoàn thiện vịc vận hành hệ thống tay thay hệ thống tự động hố phần tồn phần Các hệ thống khí nén lớn có trung tâm điều khiển, điều chỉnh, báo hiệu bảo vệ Bên cạnh việc trì tự động thơng số ( áp suất, nhiệt độ …) giới hạn cho, cần bảo vệ hệ thống thiết bị tránh khỏi chế độ làm việc nguy hiểm Tuy nhiên việc trang bị thiết bị cho hệ thống tự động hợp lí tính tốn kinh tế có lợi nhu cầu tự động hố khơng thể điều khiển tay tính xác q trình, lý khác cơng nghệ địi hỏi phải thực môi trường độc hại dễ cháy nổ nguy hiểm … 1.2.2 Một số khí cụ thường dùng hệ truyền động máy nén khí Công tắc, nút bấm Các nhà sản xuất đưa thị trường nhiều loại công tắc nút bấm khác cho ứng dụng khác Công tắc, nút bấm có loại thường đóng thường mở, tự nhả hay giữ vị trí tác động Các nút bấm bố trí mầ khác để dễ phân biệt ; + Đỏ : OFF, ngắt mạch cắt thiết bị khỏi nguồn điện + Vàng : Tác động để đề phòng trường hợp bất thường + Xanh : ON, đóng mạch đưa nguồn điện vào thiết bị + Các mầu lại xanh nước biển, đen, xám, trắng khơng có định cụ thể Rơle thời gian : Là thiết bị đóng ngắt mạch điện theo thời gian đặt, bao gồm + Rơle thời gian trễ hút + Rơle thời gian trễ nhả Rơle thời gian có nhiều loại khác đáp ứng nhu cầu tự động truyền động khí nén nói riêng kỹ thuật nói chung ( ví dụ rơle thời gian dùng khống chế máy nén khí khởi động tránh khởi động đầy tải ) Rơle nhiệt độ rơle áp suất Rơle nhiệt độ rơle áp suất thiết bị điều khiển, điều chỉnh nhiêt độ áp suất hệ thống khí nén theo kiểu hai vị trí đóng ngắt thường sử dụng với chuyển đổi đống ngắt Rơle nhiệt độ tiếp điểm đóng ngắt điện mạch điều khiển tác động theo nhiệt độ đầu cảm biến nhiệt độ Rơle áp suất tiếp điểm đóng ngắt điện mạch điều khiển theo áp suất đầu cảm biến áp suất Rơle nhiệt độ rơle áp suất thiết bị biến đổi đại lượng không điện đại lượng điện Cầu chì Để chống ngắn mạch người ta thường sử dụng cầu chì Khi có dịng ngắn mạch, dây chảy cầu chì nóng chảy, ngắt mạch để bảo vệ động phụ kiện Một số yêu cầu việc sử dụng cầu chì : - Cần đáp ứng đốt nóng dây chảy thời gian định - Cần ngắt thật nhanh trường hợp ngắn mạch - Không cản trở động khởi động nhiều lần với dòng khởi động cao Trong hệ thống khí nén , khơng nên thiết kế cầu chì chung cho nhiều máy nén, nên máy nén cầu chì riêng nên thường xuyên kiểm tra tránh dính tiếp điểm cầu chì Aptomat Aptomat khí cụ điện dùng để cắt mạch điện, bảo vệ tải, ngắn mạch, sụt áp…Aptomat gọi cầu dao tự động Sử dụng Aptomat có yêu cầu - Chế độ làm việc định mức Aptomat phải chế độ làm việc dài hạn, nghĩa dịng điện có trị số định mức chạy qua Aptomat Mặt khác Aptomat phải chịu dịng điện lớn lúc tiếp điểm đóng hay đóng - Aptomat phải ngắt dòng ngắn mạch lớn Sau ngắt dòng ngắn mạch, Aptomat phải đảm bảo làm việc tốt trị số dịng điện định mức - Để nâng cao tính ổn định nhiệt điện động thiết bị điện, hạn chế phá hoại dòng điện ngắn mạch gây re, Aptomat phải có thời gian cắt nhanh, Muốn thường phải kết hợp lực thao tác học với thiết bị dập hồ quang bên Aptomat - Để thực yêu cầu bảo vệ có chọn lọc, Aptomat cần phải có jha nămg điều chỉnh trị số dòng điện đặt thời gian tác động Cấu tạo nguyên lý làm việc Aptomat : 6 Hình 1.1 : Nguyên lý làm việc Aptomat a - Aptomat dòng điện cực đại bảo vệ tải, ngắn mạch b - Aptomat điện áp thấp bảo vệ sụt áp điện – Móc giữ – Nam châm điện – Lò xo – Phần ứng nam châm điện – Cần – Lò xo a – Aptomat trạng thái bình thường, sau đóng điện, Aptomat giữ trạng thái đóng truyền động nhờ móc giữ khớp với cần cụm với truyền động động Khi mạch điện tải hay ngắn mạch, nam châm điện hút pần ứng 4xuống làm nhả móc 1, cần thả tự do, truyền động nhả lực lò xo Cực nam châm gọi móc bảo vệ tải hay ngắn mạch b – Khi sụt áp mức, nam châm điện nhả phần ứng 4, móc giữ bị lị xo kéo lên,cần tự nhờ lò xo 6, truyền động ngắt Cụm nam châm gọi móc abro vệ sụt áp hay điện áp./ Contactor Contactor loại khí cụ điện dùng để đóng, ngắt từ xa tự động nút ấn mạch điện có phụ tải, điện áp đến 500V, dịng điện đến 600A Hình 1.2 : Nguyên tắc cấu tạo Contactor điện từ xoay chiều a – Loại lắp chuyển động quanh lề, truyền động chuyển động thẳng với tay đòn truyền chuyển động b – Nắp tiếp điểm chuyển động theo hai hướng vng góc với c – Nắp chuyển động thẳng, tiếp điểm chuyển động xoay quanh lề d – Nắp tiếp điểm chuyển động xoay quanh lề có hệ thống tay đòn chung Cơ cấu điện từ Contactor xoay chiều bao gồm : + Mạch từ : Là lõi gồm nhiều tôn Silic ghép lại tránh tổn hao dịng điện xốy, gồm có : - Phần động - Phần tĩnh + Cuộn dây có điện trở bé so với điện kháng, dòng cuộn dây phụ thuộc vào khe hở khơng khí phần động phần tĩnh Rơle hiệu áp dầu Máy nén gồm nhiều chi tiết khí truyền động với bề mặt ma sát nên phải bôi trơn dầu Dầu bơm dầu hút từ đáy dầu cácte đưa qua rãnh dầu bbố trí trục khuỷu chi tiết đến bề mặt ma sát, Do đối áp khoang cácte áp suất cácte hay áp suất hút nên áp suất tuyệt đối dầu khơng có ý nghĩa mà hiệu áp dầu Poil- Ph có ý nghĩa q trình bơi trơn máy nén Hình 1.3 : Rơle hiệu áp dầu sơ đồ nguyên lý mạch điện hãng Danfoss 1- Tiếp điểm hiệu áp dầu Tín hiệu áp suất dầu nối vào đầu hộp xốp OIL, tín hiệu áp suất hút áp suất cácte nối vào hộp xốp LP ( low pressure ) LP đồng thời phía hút OIL phía đẩy bơm dầu Hiệu áp suất đặt rơle tín hiệu để đóng cắt mạch điện động máy nén 2- Thiết bị trễ thời gian (T1-T2) Khi dừng máy Poil = 0, khởi động, bơm dầu làm việc, hiệu áp dầu khơng tác động vịng 120s từ bắt đầu khởi động lúc hiệu áp dầu dạt giá trị định mức Để thực việc trễ thời gian 120s người ta dùng lưỡng kim T2 Test L T2 P Oil LP A R 110V B 220V M S ... đường hút vào xilanh a- Có tải b- Khơng tải - Cuộn dây điện từ - Lõi sắt - Piston điều chỉnh khoá - Buồng hút - Buồng đẩy - Lỗ cân - Đường nối với buồng đẩy ( nén có khí áp cao ) - Đường hút + Cơ... TRANE a- Phần van điều chỉnh : - Buồng van giữ áp suất không đổi 10 -Kênh nối với phía hút 11 -Hộp xếp kim loại 12 -? ?ường nối phía hộp xếp với khơng khí bên ngồi 13 -Lị xo 14 -Vít điều chỉnh 15 -Thanh... Hình1.14 : Sơ đồ nguyên lý hệ thống biến đổi nhiệt áp từ xa chỗ a- Từ xa b- Tại chỗ 1- Đầu cảm nhiệt 2- ống mao dẫn 3- Hộp xếp 4- Vỏ hộp xếp 5- Chất lỏng b Các phần tử nhạy cảm nhiệt dãn nở nhiệt Trong