Trang bị điện hệ thống xử lý nước thải nhà máy thép đình vũ khu kinh tế đình vũ quận hải an hải phòng

Phạm Huy Hoàng Lời nói đầu Ngày công công nghiệp hóa, đại hóa đất n-ớc, để thúc đẩy kinh tế nhu cầu phát triển kinh tế nâng cao đời sống ng-ời dân hàng ngày phải đ-ợc mở rộng nâng cao Trong có nhu cầu phát triển điện lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ sinh hoạt tăng cao Do đó, việc thiết kế cung cấp điện với trang thiết bị điện đáp ứng vấn đề nêu cần thiết thiếu sản xuất nh- đời sống ng-ời dân Muốn giải tốt vấn đề nêu cần có kiến thức hiểu biết toàn diện, sâu rộng, cung cấp điện, trang bị điện mà hệ thống l-ợng Sau ba tháng không ngừng nghiên cứu, học hỏi, với đề tài đ-ợc giao là: Trang bị điện hệ thống xử lý n-ớc thải nhà máy thép Đình Vũ, khu kinh tế Đình Vũ - Quận Hải An, Hải Phòng. Thạc sỹ Nguyễn Đức Minh h-ớng dẫn đà hoàn thàmh Đề tài đ-ợc chia làm bốn ch-ơng nh- sau: Ch-ơng 1: Tổng quan hệ thống xử lý n-ớc thải nhà máy thép Đình Vũ Ch-ơng 2: Thiết kế cung cấp điện trạm xử lý n-ớc nhà máy thép Đình Vũ Ch-ơng 3: Tính chọn mạch khởi động cho phụ tải hệ thống Ch-ơng 4: Tính toán độ sụt áp ngắn mạch Để hoàn thành đ-ợc luận án tốt nghiệp này, tr-ớc tiên em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến tất thầy cô môn Điện tự động công nghiệp - tr-ờng Đại học Dân lập Hải Phòng đà hết lòng h-ớng dẫn, truyền đạt kiến thức kinh nghiệm cho em năm tháng học tập Đặc biệt em xin cảm ơn thầy giáo Nguyễn Đức Minh cán công nhân viên Công ty Cổ phần thép Đình Vũ đà quan tâm, h-ớng dẫn, động viên giúp đỡ em suốt trình thực luận án tốt nghiệp Ch-ơng tổng quan hệ thống xử lý n-ớc thải nhà máy thép Đình Vũ 1.1 Giới thiệu Công ty Nhà máy sản xuất phôi thép với dây chuyền công nghệ từ Trung Quốc đ-ợc lắp đặt thức vào sản xuất từ ngày 19/03/2006 Nh- với thời gian hoạt động sản xuất ch-a lâu nh-ng sản xuất nhà máy đáp ứng đ-ợc nhu cầu, thị hiếu khách hàng chất l-ợng giá thành, với độ tin cậy sản phẩm cao Dây chuyền nhà máy đ-ợc trang bị trang thiết bị có khả số hoá tính tự động hoá cao đáp ứng đ-ợc yêu cầu mặt công nghệ làm việc t-ơng đối ổn định nhằm đảm bảo suất sản xuất nhà máy Về tổ chức nhà máy vấn đề quan tâm tới chất l-ợng sản phẩm, điều hành công việc sản xuất kinh doanh quản lý nhân lực nhà máy đảm bảo chi phí, tiền l-ơng cho nhân công, vấn đề khác đ-ợc đặt lên hàng đầu vấn đề an toàn cho ng-ời thiết bị Vệ sinh nhà máy trọng, phế phôi thép khơi đào, dọn dẹp xử lý định kỳ Công ty Cổ phần thép Đình Vũ (SSC DINH VU), địa chỉ: Khu kinh tế Đình Vũ - Quận Hải An, Hải Phòng Điện thoại: 0313.769038 - Fax: 0313.769039 Công ty Cổ phần thép Đình Vũ có nhà máy sản xuất phôi thép công suất 200.000 tấn/năm Công trình Viện thiết kế luyện kim đặc biệt Trùng Khánh - Trung Quốc thiết kế, Zamil Steel nhà thầu có kinh nghiệm Việt Nam xây dựng, Công ty lò điện hạng nặng Bằng Viễn - Tây An, thuộc tập đoàn Tây Điện, chuyên chế tạo lò luyện thép hàng đầu Trung Quốc làm tổng thầu cung cấp, huy lắp đặt thiết bị, hiệu chỉnh máy móc, chạy thử h-ớng dẫn vận hành Nhà máy sản xuất phôi thép đ-ợc xây dựng diện tích 50.000 m2, dây chuyền thiết bị đồng thuộc loại Model Trung Quốc năm 2004 - 2005: Lò luyện hồ quang siêu công suất 30 Lò tinh luyện 40 Máy đúc phôi liên tục dòng Các thiết bị phần lớn đ-ợc giới hoá, tự động hoá, điều khiển kỹ thuật số PLC, có dây chuyền sản xuất oxy, agon, nitơ phục vụ cho lò, trạm bù SVC, trạm xử lý n-ớc, trạm lọc bụi đồng đại đáp ứng tốt yêu cầu kinh tế, kỹ thuật, môi tr-ờng tiêu chí Hệ thống quản lý chất l-ợng ISO 9001:2000 Tổng giá trị đầu t-: 396 tỷ đồng Nhà máy sản xuất phôi thép đà vào sản xuất từ ngày 19/03/2006, với công suất trung bình 10.000 tấn/tháng năm 2006, quy mô sử dụng 579 cán công nhân viên Sản phẩm: phôi thép 120x120x6000: mác thép theo tiêu chn cđa Mü, NhËt, Hµn Qc, Trung Qc, ViƯt Nam theo yêu cầu khách hàng Hiện nhà máy cung cấp phôi thép cho nhà máy cán thép: Việt úc, Việt Hàn, Việt Nhật đ-ợc bạn hàng đánh giá cao chất l-ợng 1.2 Tầm quan trọng, nguyên lý hoạt động hệ thống xử lý n-ớc thải nhà máy thép Đình Vũ 1.2.1 Tầm quan träng cđa hƯ thèng xư lý n-íc th¶i HƯ thống xử lý n-ớc thải nhà máy, khu công nghiệp nói chung nhà máy thép Đình Vũ nói riêng đóng vai trò quan trọng Mặc dù không trực tiếp góp phần tham gia vào trình sản xuất sản phẩm nh-ng hƯ thèng xư lý n-íc ®· phơc vơ cho viƯc thông gió, thoát khói, thải khí thải, cấp nước thải nước thải để bảo vệ môi trường Hoạt động hệ thống xử lý n-ớc tuần hoàn nhà máy ảnh h-ởng lớn đến dây chuyền sản xuất, trình điều khiển, đến suất máy giá thành sản phẩm Việc điều khiển hệ thống n-ớc tuần hoàn nhà máy quan trọng Đây khâu thiếu nhà máy thép Ngoài ra, áp dụng cho nhiều ngành công nghiệp khác Trong ngành công nghiệp thép, l-ợng n-ớc sử dụng để làm mát lớn L-ợng n-ớc thải trực tiếp môi tr-ờng làm môi tr-ờng bị ô nhiễm nghiêm trọng Hơn nữa, không sử dụng lại n-ớc lÃng phí tài nguyên lÃng phí kinh tế Vì việc sử dụng tuần hoàn n-ớc thực cần thiết N-ớc làm mát phải đ-ợc cấp tự động liên tục xác Điều đòi hỏi phải có hệ thống tự động điều khiển tuần hoàn n-ớc nhà máy 1.2.2 Nguyên lý hoạt động hệ thống xử lý n-ớc thải nhà máy thép Đình Vũ 1.2.2.1 Chu trình tuần hoàn n-ớc nhà máy thép Đình Vũ Hệ thống tái sinh n-ớc nhà máy gồm hai hệ thống cấp n-ớc chính: Đ-ờng làm mát trực tiếp Đ-ờng làm mát gián tiếp Ngoài ra, để đảm bảo an toàn cho hệ thống lò nung nhà máy tr-ờng hợp điện có hệ thống n-ớc làm mát khẩn cấp N-ớc cấp vào để làm mát hệ thống thiết bị sản phẩm có l-u l-ợng 1440m3/h N-ớc làm nguội thải từ nhà x-ởng đ-ợc thu hồi xử lý cặn, làm mát, sau cấp trở lại phục vụ sản xuất, tiếp tục trình làm mát thiết bị sản phẩm phôi thép Chu trình vận hành nh- n-ớc đ-ợc gọi vòng tuần hoàn, trình xử lý n-ớc thải nhà máy thép Đình Vũ đ-ợc gọi trình xử lý n-ớc tuần hoàn Vòng tuần hoàn th-ờng xuyên đ-ợc cấp bổ sung l-ợng n-ớc để bù đắp l-ợng n-ớc thất thoát bay hơi, rò rỉ, thải với trình thải cặn thải dầu Trạm Cấp n-ớc Hệ thống xử lý Thiết bị làm n-ớc thải làm mát n-ớc Hệ thống Thiết bị sản phẩm cần làm nguội thu hồi n-ớc thải Bể chứa n-ớc Hệ thống bơm cấp n-ớc làm nguội Hình 1-1: Sơ đồ khối chu trình tuần hoàn n-ớc Hệ thống thu hồi, xử lý n-ớc cấp n-ớc trở lại phục vụ sản xuất gọi hệ thống n-ớc tuần hoàn Hệ thống cấp n-ớc tuần hoàn nhà máy gồm đ-ờng cung cấp n-ớc làm mát trực tiếp gồm đ-ờng với áp lực t-ơng ứng thời điểm làm việc bar, bar, 13 bar n-ớc làm mát gián tiếp gồm đ-ờng với áp suất bar 1.2.2.2 Quy trình xử lý hƯ thèng n-íc th¶i N-íc th¶i tõ hƯ thèng làm mát nhà máy có hai loại với thành phần cặn khác Mỗi loại có vòng tuần hoàn hệ thống xử lý riêng Trong hai vòng tuần hoàn vòng tuần hoàn làm nguội trực tiếp có l-u l-ợng lớn chiếm khoảng 75% l-u l-ợng n-ớc toàn hệ thống làm mát nhà máy a, Vòng tuần hoàn làm nguội trực tiếp N-ớc thu đ-ợc sau làm mát lò điện đ-ợc thu hồi vỊ bĨ chøa n-íc nãng Tõ bĨ chøa n-íc nãng n-ớc đ-ợc bơm thẳng sang bể chứa trung gian Keo tơ b»ng hãa chÊt N-íc cho hép kÕt tinh ®óc liên tục Hệ thống bơm cấp Bể chứa n-ớc Trạm cấp n-ớc N-ớc làm nguội lần đúc liên tục Bể chứa n-ớc nóng Làm nguội lò điện Làm mát n-ớc Cooling tower Lọc cặn Lọc áp lực CÊp hãa chÊt keo tơ BĨ l¾ng xØ BĨ chøa n-ớc trung gian Lắng đứng kết hợp tách bùn Hình - 2: Sơ đồ khối vòng tuần hoàn làm nguội trực tiếp N-ớc thu đ-ợc từ dây chuyền đúc đ-ợc đ-a bể lắng xỉ để lắng bớt mùn cặn bơm vào bể chứa n-ớc trung gian Tõ bĨ chøa trung gian, hƯ thèng b¬m sÏ b¬m n-ớc vào hệ thống lọc áp lực N-ớc từ hệ thống lọc áp lực đ-ợc đẩy vào tháp làm mát (Cooling tower) Tại tháp làm mát n-ớc đ-ợc đ-ợc giảm nhiệt độ yêu cầu (từ 420C xuống 350C) chảy vào bể chứa n-ớc Từ đây, n-ớc đ-ợc hệ thống bơm - đặt trạm bơm đẩy tới điểm sử dụng nhà máy bắt đầu vòng tuần hoàn N-ớc làm mát trực tiếp đ-ợc đẩy vào nhà máy tuyến cấp n-ớc sau: Bảng - Tuyến L-u l-ợng áp suất T1 T2 T3 T4 270 m3/h 260 m3/h 460 m3/h 400 m3/h bar bar 13 bar bar Hộ sử dụng Làm mát lọc bụi oxy Làm nguội hở lò điện Làm nguội kín lò điện Đúc liên tục Đặc tính kỹ thuật bơm cho tuyến Bơm cho tuyến T1, T2, T3, T4 bơm ly tâm trục ngang, tuyến có bơm dự phòng Tuyến T1: gồm bơm ký hiệu P1A P1B, bơm P1B bơm dự phòng Thông số bơm là: Bảng - L-u l-ợng (m3/h) áp suất đẩy (bar) Công suất bơm (kW) 270 8,5 110 Tun T2: gåm mét b¬m ký hiƯu P2, bơm dự phòng chung với tuyến Thông số bơm là: Bảng - L-u l-ợng (m3/h) áp suất đẩy (bar) Công suất bơm (kW) 260 8,5 110 Tun T3: gåm b¬m ký hiƯu P3A, P3B, P3C, bơm P3C bơm dự phòng Thông số bơm là: Bảng - L-u l-ợng (m3/h) áp suất đẩy (bar) Công suất bơm (kW) 230 14,5 160 Tun T4: gåm b¬m ký hiƯu P4A, P4B, P4C, bơm P4C bơm dự phòng Thông số bơm là: Bảng - L-u l-ợng (m3/h) áp suất đẩy (bar) Công suất bơm (kW) 200 5,0 37 N-ớc làm nguội trực tiếp sau trình tham gia làm nguội thép tự chảy c¸c bĨ thu gom theo hƯ thèng r·nh tho¸t n-íc nhà Tại bể này, n-ớc đ-ợc bơm xử lý để tái sử dụng Đặc tính bơm bể Bể lắng vẩy cán: sử dụng loại bơm chìm, gồm bơm ký hiệu P8A, P8B, P8C P8C bơm dự phòng Thông số bơm: Bảng - L-u l-ợng (m3/h) áp suất đẩy (bar) Công suất bơm (kW) 200 16 BĨ gom n-íc tõ c¸c tun T1, T2, T3: sư dụng loại bơm chìm gồm bơm ký hiệu P9A, P9B, P9C P9C bơm dự phòng Thông số bơm: Bảng - L-u l-ợng (m3/h) áp suất đẩy (bar) Công suất bơm (kW) 365 34 Bể chứa n-ớc sau lắng: sử dụng bơm ngang trục đẩy n-ớc vào hệ thống lọc áp lực, gåm b¬m ký hiƯu P5A, P5B, P5C, P5D, P5D bơm dự phòng Thông số bơm là: Bảng - L-u l-ợng (m3/h) áp suất đẩy (bar) Công suất bơm (kW) 380 3,5 55 Bể chứa n-ớc rửa lọc: sử dụng bơm chìm đẩy bùn vào hệ thống xử lý bùn, gồm bơm ký hiệu P6A, P6B, P6B bơm dự phòng Thông số bơm là: Bảng - L-u l-ợng (m3/h) áp suất đẩy (bar) Công suất bơm (kW) 10 1,5 Bơm rửa lọc hệ thống bình lọc áp lực: sử dụng bơm chìm trục ngang, gồm bơm ký hiệu RA, RB, RB bơm dự phòng Thông số bơm là: Bảng - 10 L-u l-ợng (m3/h) áp suất đẩy (bar) Công suất bơm (kW) 1400 15 Máy nén cấp khí rửa lọc cho hệ thống bình lọc áp lực: ký hiệu máy nén MNK, có thông số: Bảng - 11 L-u l-ợng (m3/h) áp suất đẩy (bar) Công suất bơm (kW) 960 37 b, Vòng tuần hoàn làm nguội gián tiếp N-ớc sau qua hệ thống thiết bị cần làm mát có nhiệt độ khoảng 420C N-ớc theo đ-ờng ống dẫn thẳng tới tháp làm mát (Cooling tower) để tản nhiệt Tại tháp làm mát n-ớc giảm nhiệt độ xuống nhiệt độ yêu cầu (từ 42 0C xuống 350C) chảy vào bể chứa Từ bể chứa, n-ớc đ-ợc hệ thống bơm đặt trạm bơm đẩy tới thiết bị cần làm nguội nhà máy, bắt đầu vòng tuần hoàn Các tuyến G1, G2 có ¸p lùc ®-êng èng ®ã dïng ®-êng èng D250 làm tuyến ống cấp vào tuyến ống nhánh Bảng - 12 Các tuyến L-u l-ợng Cột ¸p §iĨm cung cÊp G1 245 m3/h bar Khu vực máy đúc G2 65 m3/h bar Lò điện B¬m cho tuyÕn èng chÝnh D250: gåm b¬m ký hiệu GA, GB, GC, GC bơm dự phòng Thông số bơm là: Bảng - 13 L-u l-ợng (m3/h) áp suất đẩy (bar) Công suất b¬m (kW) 155 5,5 37 B¬m tun èng n-íc khÈn cấp: gồm bơm ký hiệu KCA, KCB, KCB bơm dự phòng Thông số bơm là: Bảng - 14 L-u l-ợng (m3/h) áp suất đẩy (bar) Công suất bơm (kW) 25 4,3 5,5 1.3 Tổng quan máy nén, bơm, quạt sử dụng hệ thống 1.3.1 Máy bơm Bơm máy thủy lực dùng để hút đẩy chất lỏng từ nơi đến nơi khác Chất lỏng dịch chuyển đ-ờng ống nên bơm phải tăng áp suất chất lỏng đầu đ-ờng ống để thắng trở lực đ-ờng ống thắng hiệu áp suất hai đầu đ-ờng ống Năng l-ợng bơm cấp cho chất lỏng lấy từ động điện từ nguồn động lực khác (máy nổ, máy nước) Điều kiện làm việc bơm khác (trong nhà, trời, độ ẩm, nhiệt độ) bơm phải chịu tính chất hóa, lý chất lỏng cần vận chuyển 1.3.1.1 Phân loại Phân loại máy bơm có nhiều cách: a, Theo nguyên lý làm việc hay cách cấp l-ợng: Có loại bơm: Bơm thể tích: Bơm loại làm việc thể tích không gian làm việc thay đổi nhờ chuyển động tịnh tiến pittông (bơm pittông) hay nhờ chuyển động quay rotor (bơm rotor) Kết áp suất chất lỏng tăng lên nghĩa bơm cung cấp áp cho chất lỏng Bơm động học: Trong bơm loại này, chất lỏng đ-ợc cung cấp động từ bơm áp suất tăng lên Chất lỏng qua bơm thu đ-ợc động l-ợng nhờ va đập cánh quạt (bơm ly tâm, bơm h-ớng trục) nhờ ma sát tác nhân làm việc (bơm xoáy lốc, bơm tia, bơm chấn động, bơm vít xoắn, bơm sục khí) nhờ tác dụng tr-ờng điện từ (bơm điện từ) hay tr-ờng lực khác b, Theo cấu tạo Bơm cánh quạt: Trong loại bơm ly tâm chiếm đa số th-ờng gặp Bơm pittông: bơm n-ớc, bơm dầu Bơm rotor: bơm dầu, hóa chất, bùn Thuộc loại có bơm bánh răng, bơm cánh trượt (lá gạt) c, Theo l-ợng đ-ợc sử dụng Vì bơm đ-ợc lai loại động có đặc điểm khác nên chia bơm loại: Bơm chạy động Diezen Bơm chạy động điện Bơm chạy động nước Ngoài có loại bơm đặc biệt nh- bơm màng cách (bơm xăng ôtô), bơm phun tia (tạo chân không bơm lớn nhà máy nhiệt điện) 1.3.1.2 Sơ đồ phần tử hệ thống bơm H Hđ 12 11 Hh 10 P1 Hình 1-3: Sơ đồ hệ thống bơm 10 PN: tổn hao công suất ngắn mạch Sđm: công suất định mức Dây dẫn: R = r0 x l X = x0 x l r0, x0: trở kháng cảm kháng đ-ợc nhà sản xuất cung cấp l: chiều dài dây 4.2.2 Tính toán ngắn mạch ba pha phụ tải trạm xử lý n-ớc TĐL DB1 P1A T§L DB2 P2 P3A P4A GA RA KC1 MHD P8A P9A CT * Ngắn mạch tủ động lực DB1: RMBA = PN U dm 103 2 Sdm U N % U dm 10 XMBA = Sdm 12,91 0,42 103 = 0,66 (m ) 12502 5,5 0,42 10 = 3,52 (m ) 1250 D©y cáp từ máy biến áp đến tủ DB1 dài 2m, tiết diện 1x360 mm gồm dây ghép lại thµnh mét pha Rd = l S Xd = x0.l = 22,5 = 0,04 (m ) 630 0,8 = 0,8 (m ) Tỉng trë ®Õn tđ DB1: R = RMBA + Rd = 0,66 + 0,44 = 0,7 (m ) 90 X = XMBA + Xd = 3,52 + 0,8 = 4,32 (m ) Z = R2 X2 0,7 4,322 = 4,38 (m ) Dßng ngắn mạch ba pha tủ động lực DB1: IN = U dm Z = 400 = 52,73 (kA) 4,38 KiÓm tra: ICu = 70 kA > IN3 = 52,73 (kA) Thỏa mÃn *Ngắn mạch bơm tuyến P1A Dây dẫn từ tủ DB1 đến bơm tuyến dài 30m, cáp đồng lõi, sợi cho pha, cách điện PVC, tiết diện F = 1x95 mm2 Rd = l S 22,5 30 = 7,1 (m ) 95 Xd = x0.l = 0,08 30 = 2,4 (m ) Tổng trở đến động bơm P1A: R = R + Rd = 0,7 + 7,1 = 7,8 (m ) X = X + Xd = 4,32 + 2,4 = 6,72 (m ) Z = R2 X 7,82 6,722 = 10,3 (m ) Dòng ngắn mạch ba pha động b¬m P1A: IN = U dm Z = 400 = 22,42 (kA) 10,3 KiÓm tra: ICu = 36 kA > IN3 = 22,42 (kA) Tháa m·n *Ng¾n mạch bơm tuyến P3A Dây dẫn từ tủ DB1 đến bơm tuyến dài 20m, cáp đồng lõi, sợi cho pha, cách điện PVC, tiết diÖn F = 1x150 mm2 Rd = l S 22,5 20 = (m ) 150 Xd = x0.l = 0,08 x 20 = 1,6 (m ) Tỉng trë ®Õn ®éng c¬ b¬m P3A: R = R + Rd = 0,7 + = 3,7 (m ) X = X + Xd = 4,32 + 1,6 = 5,92 (m ) Z = R2 X 2 3,7 5,922 = 6,98 (m ) 91 Dòng ngắn mạch ba pha động bơm P3A: IN = U dm Z = 400 = 33,1 (kA) 6,98 KiÓm tra: ICu = 45 kA > IN3 = 33,1 (kA) Thỏa mÃn *Ngắn mạch bơm vào bể lọc áp lực P5A Dây dẫn từ tủ DB1 đến bơm P5A dài 50m, cáp đồng lõi, sợi cho pha, cách điện PVC, tiết diện F = 1x35 mm2 Rd = l S 22,5 50 = 32,14 (m ) 35 Xd = x0.l = 0,08 x 50 = (m ) Tổng trở đến động b¬m P5A: R = R + Rd = 0,7 + 32,14 = 32,84 (m ) X = X + Xd = 4,32 + = 8,32 (m ) Z = R2 X 32,842 8,322 = 33,9 (m ) Dòng ngắn mạch ba pha ®éng c¬ b¬m P5A: IN = U dm Z = 400 = 6,8 (kA) 33,9 KiÓm tra: ICu = 36 kA > IN3 = 6,8 (kA) Tháa mÃn *Ngắn mạch bơm tuyến P4A Dây dẫn từ tủ DB1 đến bơm tuyến dài 25m, cáp đồng lõi, sợi cho pha, cách điện PVC, tiÕt diÖn F = 1x25 mm2 Rd = l S 22,5 25 = 22,5 (m ) 25 Xd = x0.l = 0,08 x 25= (m ) Tæng trë ®Õn ®éng c¬ b¬m P3A: R = R + Rd = 0,7 + 22,5 = 23,2 (m ) X = X + Xd = 4,32 + = 6,32 (m ) Z = R2 X 23,22 6,322 = 24 (m ) Dòng ngắn mạch ba pha động bơm P3A: 92 IN = U dm Z = 400 = 9,63 (kA) 24 KiÓm tra: ICu = 45 kA > IN3 = 33,1 (kA) Thỏa mÃn *Ngắn mạch bơm vào bể gián tiếp GA Dây dẫn từ tủ DB1 đến bơm GA dài 35m, cáp đồng lõi, sợi cho pha, cách điện PVC, tiết diện F = 1x25 mm2 Rd = l S 22,5 35 = 31,5 (m ) 25 Xd = x0.l = 0,08 x 35= 2,8 (m ) Tổng trở đến động bơm GA: R = R + Rd = 0,7 + 31,5 = 32,3 (m ) X = X + Xd = 4,32 + 2,8 = 7,12 (m ) Z = R2 X 32,32 7,122 = 33,1 (m ) Dòng ngắn mạch ba pha động b¬m GA: IN = U dm Z = 400 = 6,98 (kA) 33,1 KiÓm tra: ICu = 36 kA > IN3 = 6,98 (kA) Tháa m·n *Ng¾n mạch máy nén khí MNK Dây dẫn từ tủ DB1 đến MNK dài 40m, cáp đồng lõi, sợi cho pha, cách điện PVC, tiết diện F = 1x16 mm2 Rd = l S 22,5 40 = 56,25 (m ) 16 Xd = x0.l = 0,08 x 40= 3,2 (m ) Tỉng trë ®Õn MNK: R = R + Rd = 0,7 + 56,25 = 56,95 (m ) X = X + Xd = 4,32 + 3,2 = 7,52 (m ) Z = R2 X 56,952 7,522 = 57,44 (m ) Dòng ngắn mạch ba pha MNK: IN = U dm Z = 400 = 4,02 (kA) 57,44 93 KiÓm tra: ICu = 36 kA > IN3 = 4,02 (kA) Thỏa mÃn *Ngắn mạch bơm bể trực tiếp RA Dây dẫn từ tủ DB1 đến bơm RA dài 30m, cáp đồng lõi, sợi cho pha, cách điện PVC, tiết diện F = 1x6 mm2 Rd = l S 22,5 30 = 112,5 (m ) Xd = x0.l = 0,08 x 30= 2,4 (m ) Tổng trở đến động bơm RA: R = R + Rd = 0,7 + 112,5 = 113,2 (m ) X = X + Xd = 4,32 + 2,4 = 6,72 (m ) Z = R2 X 113,22 6,722 = 113,4 (m ) Dòng ngắn mạch ba pha động b¬m RA: IN = U dm Z = 400 = 2,04 (kA) 113,4 KiÓm tra: ICu = 25 kA > IN3 = 2,04 (kA) Tháa m·n *Ng¾n mạch quạt làm mát trực tiếp T1 Dây dẫn từ tủ DB1 đến quạt T1 dài 30m, cáp đồng lõi, sợi cho pha, cách điện PVC, tiÕt diÖn F = 1x4 mm2 Rd = l S 22,5 30 = 135 (m ) Xd = x0.l = 0,08 x 30= 2,4 (m ) Tỉng trë ®Õn qu¹t T1: R = R + Rd = 0,7 + 135 = 135,7 (m ) X = X + Xd = 4,32 + 2,4 = 6,72 (m ) Z = R2 X 135,7 6,722 = 135,87 (m ) Dòng ngắn mạch ba pha t¹i qu¹t T1 IN = U dm Z = 400 = 1,7 (kA) 135,87 KiÓm tra: ICu = 25 kA > IN3 = 1,7 (kA) 94 Tháa mÃn *Ngắn mạch quạt làm mát gián tiếp T3 Dây dẫn từ tủ DB1 đến quạt T3 dài 35m, cáp đồng lõi, sợi cho pha, cách ®iÖn PVC, tiÕt diÖn F = 1x1,5 mm2 l S Rd = 22,5 35 = 525 (m ) 1,5 Xd = x0.l = 0,08 x 35= 2,8 (m ) Tæng trở đến quạt T3: R = R + Rd = 0,7 + 525 = 525,7 (m ) X = X + Xd = 4,32 + 2,8 = 7,12 (m ) Z = R2 X 525,7 7,122 = 525,75 (m ) Dòng ngắn mạch ba pha t¹i qu¹t T3: IN = U dm Z = 400 = 0,44 (kA) 525,75 KiÓm tra: ICu = 10 kA > IN3 = 0,44 (kA) Thỏa mÃn *Ngắn mạch bơm khẩn cấp KC1 Dây dẫn từ tủ DB1 đến bơm KC1 dài 40m, cáp đồng lõi, sợi cho pha, cách điện PVC, tiÕt diÖn F = 1x1,5 mm2 l S Rd = 22,5 40 = 600 (m ) 1,5 Xd = x0.l = 0,08 x 40= 3,2 (m ) Tæng trë ®Õn ®éng c¬ b¬m KC1: R 10 = R + Rd = 0,7 + 600 = 600,7 (m ) X 10 = X + Xd = 4,32 + 3,2 = 7,52 (m ) Z 10 = R 10 X 10 600,7 7,522 = 600,75 (m ) Dßng ngắn mạch ba pha động bơm KC1: IN = U dm Z = 400 = 0,38 (kA) 600,75 KiÓm tra: ICu = 25 kA > IN3 = 0,38 (kA) 95 Thỏa mÃn *Ngắn mạch bơm bể điều hòa P6A Dây dẫn từ tủ DB1 đến bơm P6A dài 80m, cáp đồng lõi, sợi cho pha, cách điện PVC, tiết diện F = 1x1,5 mm2 l S Rd = 22,5 80 = 1200 (m ) 1,5 Xd = x0.l = 0,08 x 80= 6,4 (m ) Tổng trở đến động b¬m P6A: R 11 = R + Rd = 0,7 + 1200 = 1200,7 (m ) X 11 = X + Xd = 4,32 + 6,4 = 10,72 (m ) Z 11 = R 11 X 11 1200,7 10,722 = 1200,75 (m ) Dòng ngắn mạch ba pha động bơm P6A: IN = U dm Z = 400 = 0,2 (kA) 1200,75 KiÓm tra: ICu = 10 kA > IN3 = 0,2 (kA) Thỏa mÃn *Ngắn mạch motor cần trục Dây dẫn từ tủ DB1 đến bơm motor cần trục dài 60m, cáp đồng lõi, sợi cho pha, cách điện PVC, tiết diện F = 1x1,5 mm2 l S Rd = 22,5 60 = 900 (m ) 1,5 Xd = x0.l = 0,08 x 60= 4,8 (m ) Tổng trở đến motor cần trục: R 12 = R + Rd = 0,7 + 900 = 900,7 (m ) X 12 = X + Xd = 4,32 + 4,8 = 9,12 (m ) Z 12 = R 12 X 12 900,7 9,122 = 900,75 (m ) Dòng ngắn mạch ba pha motor cần trục: IN = U dm Z = 400 = 0,26 (kA) 900,75 KiÓm tra: ICu = 25 kA > IN3 = 0,26 (kA) 96 Thỏa mÃn *Ngắn mạch nhà hóa chất Dây dẫn từ tủ DB1 đến NHC dài 100m, cáp đồng lõi, sợi cho pha, cách điện PVC, tiết diện F = 1x1,5 mm2 l S Rd = 22,5 100 = 1500 (m ) 1,5 Xd = x0.l = 0,08 x 100= (m ) Tỉng trë ®Õn NHC: R 13 = R + Rd = 0,7 + 1500 = 1500,7 (m ) X 13 = X + Xd = 4,32 + = 12,32 (m ) Z 13 = R 13 X 13 1500,7 12,322 = 1500,75 (m ) Dßng ngắn mạch ba pha NHC: IN = U dm Z = 400 = 0,15 (kA) 1500,75 KiÓm tra: ICu = kA > IN3 = 0,15 (kA) Thỏa mÃn *Ngắn mạch tủ động lực DB2 Dây dẫn từ MBA B2 đến tủ DB2 dài 50m, tiết diện F = 1x150 mm gồm dây pha: Rd = l S 22,5 50 = 7,5 (m ) 150 Xd = x0.l = 0,8 x 50= 40 (m ) Tỉng trë ®Õn tđ DB2: R = RMBA + Rd = 0,66 + 7,5 = 8,16 (m ) X = X + Xd = 3,52+ 40 = 43,52 (m ) Z = R2 X 8,162 43,522 = 44,3 (m ) Dòng ngắn mạch ba pha tủ động lực DB2: IN = U dm Z = 400 = 5,2 (kA) 44,3 KiÓm tra: ICu = 36 kA > IN3 = 5,2 (kA) 97 Thỏa mÃn *Ngắn mạch bơm bể n-ớc nóng P9A Dây dẫn từ tủ DB2 đến bơm P9A dài 60m, cáp đồng lõi, sợi cho pha, cách điện PVC, tiết diện F = 1x16 mm2 Rd = l S 22,5 60 = 84,4 (m ) 16 Xd = x0.l = 0,08 x 60= 4,8 (m ) Tổng trở đến bơm P9A: R = R + Rd = 8,16 + 84,4 = 92,56 (m ) X = X + Xd = 43,52 + 4,8 = 48,32 (m ) Z = R2 X 92,562 48,322 = 104,4 (m ) Dòng ngắn mạch ba pha động c¬ b¬m P9A: IN = U dm Z = 400 = 2,2 (kA) 104,4 KiÓm tra: ICu = 36 kA > IN3 = 2,2 (kA) Tháa m·n *Ngắn mạch bơm bể gom P8A Dây dẫn từ tủ DB2 đến bơm P8A dài 10m, cáp đồng lõi, sợi cho pha, cách điện PVC, tiÕt diÖn F = 1x6 mm2 Rd = l S 22,5 10 = 37,5 (m ) Xd = x0.l = 0,08 x 10= 0,8 (m ) Tỉng trë ®Õn b¬m P8A: R = R + Rd = 8,16 + 37,5 = 45,66 (m ) X = X + Xd = 43,52 + 0,8 = 44,32 (m ) Z = R2 X2 45,662 44,322 = 63,6 (m ) Dòng ngắn mạch ba pha động bơm P8A: IN = U dm Z = 400 = 3,63 (kA) 63,6 KiÓm tra: ICu = 36 kA > IN3 = 3,63 (kA) 98 Thỏa mÃn *Ngắn mạch máy hớt dầu Dây dẫn từ tủ DB2 đến MHD dài 15m, cáp đồng lõi, sợi cho pha, cách điện PVC, tiết diện F = 1x1,5 mm2 Rd = l S 22,5 15 = 225 (m ) 1,5 Xd = x0.l = 0,08 x 15= 1,2 (m ) Tỉng trë ®Õn MHD: R = R + Rd = 8,16 + 225 = 233,16 (m ) X = X + Xd = 43,52 + 1,2 = 44,72 (m ) Z = R2 X 233,162 44,722 = 237,4 (m ) Dòng ngắn mạch ba pha MHD: IN = U dm Z = 400 = 0,97 (kA) 237,4 KiÓm tra: ICu = kA > IN3 = 0,97 (kA) Thỏa mÃn *Ngắn mạch motor cần trục Dây dẫn từ tủ DB2 đến motor cần trục dài 10m, cáp đồng lõi, sợi cho pha, cách điện PVC, tiết diện F = 1x1,5 mm2 Rd = l S 22,5 10 = 150 (m ) 1,5 Xd = x0.l = 0,08 x 10= 0,8 (m ) Tỉng trë ®Õn motor: R = R + Rd = 8,16 + 150 = 158,16 (m ) X = X + Xd = 43,52 + 0,8 = 44,32 (m ) Z = R2 X 158,162 44,322 = 164,25 (m ) Dòng ngắn mạch ba pha motor: IN = U dm Z = 400 = 1,4 (kA) 164,25 KiÓm tra: ICu = 10 kA > IN3 = 1,4 (kA) 99 Tháa m·n B¶ng 4-3: KÕt tính ngắn mạch ba pha cho thiết bị trạm Thiết bị L S R X Z IN ICu cña (km) (mm2) (m ) (m ) (m ) (kA) CB (kA) 4,38 52,73 70 Đạt 22,42 36 Đạt KQ Tủ DB1 0,002 2x630 0,7 4,32 Bơm P1A, P1B, P2 0,03 1x95 7,8 6,72 B¬m P3A, P3B, P3C 0,02 1x150 3,7 5,92 6,98 33,1 45 Đạt 0,05 1x35 32,84 8,32 33,9 6,8 36 Đạt Bơm P4A, P4B, P4C 0,025 1x25 23,2 6,32 24 9,63 36 Đạt Bơm GA, GB, GC 0,035 1x25 32,3 7,12 33,1 6,98 36 Đạt M¸y nÐn khÝ MNK 0,04 1x16 56,95 7,52 57,44 4,02 36 Đạt Bơm RA, RB 0,03 1x16 113,2 6,72 113,4 2,04 25 Đạt Quạt T1, T2 0,03 1x4 135,7 6,72 135,87 1,7 25 Đạt Quạt T3, T4 0,035 1x1,5 527,7 7,12 525,75 0,44 10 Đạt Bơm KC1, KC2 0,04 1x1,5 600,7 7,52 600,75 0,38 25 Đạt Bơm P6A, P6B 0,08 1x1,5 1200,7 20,72 1200,75 0,2 10 Đạt Motor cần trục 0,06 1x1,5 900,75 0,26 10 Đạt Nhà hóa chất 0,1 1x1,5 1500,7 12,32 1500,75 0,15 Đạt Tủ DB2 0,05 1x150 8,16 43,52 44,3 5,2 36 Đạt Bơm P9A, P9B, P9C 0,06 1x16 92,56 48,32 104,4 2,2 36 Đạt Bơm P8A, P8B, P8C 0,001 1x6 45,66 44,32 63,6 3,63 36 Đạt Máy hớt dầu 0,015 1x1,5 233,16 44,72 237,4 0,97 Đạt Motor cần trục 0,001 1x1,5 158,16 44,32 164,25 1,4 10 Đạt Bơm P5A, P5B, P5C, P5D 900,7 100 9,12 10,3 Kết luận Sau tháng làm đề tài tốt nghiệp, với nỗ lực học hỏi thân bảo tận tình Thầy giáo Nguyễn Đức Minh, đề tài Trang bị điện hệ thống xử lý nước thải nhà máy thép Đình Vũ em đà hoàn thành thời gian thực đ-ợc nội dung sau: Giới thiệu công nghệ tuần hoàn n-ớc nhà máy thép Đình Vũ Thiết kế cung cấp điện cho trạm xử lý n-ớc nhà máy thép Đình Vũ Tính toán mạch khởi động cho trạm phụ tải trạm Tính toán ngắn mạch sụt áp cho phần tử trạm Vì thời gian có hạn kiến thức kinh nghiệm thân hạn chế nên không tránh khỏi sai sót Rất mong thầy cô bạn xem xét đóng góp ý kiến quý báu để đồ án đ-ợc hoàn thiện Một lần em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo khoa Điện Điện tử, tr-ờng Đại học Dân lập Hải Phòng đà hết lòng truyền đạt kiến thức quý báu cho chúng em suốt năm học qua Đặc biệt, em xin cảm ơn bảo tận tình thầy giáo Nguyễn Đức Minh cán công nhân viên công ty cổ phần thép Đình Vũ đà giúp em hoàn thành đồ án Em xin chân thành cám ơn! 101 Tài liệu tham khảo TS Ngô Hồng Quang ( 2005), Giáo trình cung cấp điện, NXB Giáo dục Vũ Quang Hồi, Nguyễn Văn Chất, Nguyễn Thị Liên Anh (2004), Trang bị điện - điện tử máy công nghiệp dùng chung, NXB Giáo dục Nguyễn Xuân Phú, Tô Đằng (2001), Khí cụ điện: Lý thuyết kết cÊu & tÝnh to¸n, lùa chän & sư dơng, NXB Khoa học kỹ thuật Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Nguyễn Thị Hiền (2004), Truyền động điện, NXB Khoa học kỹ thuật Bản vẽ hoàn công, hạng mục: Hệ thống điện trạm xử lý n-ớc tuần hoàn nhà máy thép Đình Vũ (Công ty cổ phần thép Đình Vũ, năm 2006) 102 Mục lục Trang Lời nói đầu Ch-¬ng 1: Tỉng quan hệ thống xử lý n-ớc thải nhà máy thép Đình Vũ 1.1 Giới thiệu C«ng ty 1.2 Tầm quan trọng, nguyên lý hoạt động hệ thống xử lý n-ớc thải nhà máy thép Đình Vũ 1.2.1 TÇm quan träng cđa hƯ thèng xư lý n-íc th¶i 1.2.2 Nguyên lý hoạt động hệ thống xử lý n-ớc thải nhà máy thép Đình Vị 1.3 Tỉng quan vỊ c¸c m¸y nÐn, bơm, quạt sử dụng hệ thống 1.3.1 Máy bơm 1.3.2 Qu¹t 15 1.3.3 M¸y nÐn 18 Ch-ơng 2: Thiết kế cung cấp điện cho trạm xử lý n-ớc nhà máy thép Đình Vũ 21 2.1 Tính toán công suất trạm xử lý n-íc 21 2.1.1 Nhóm máy bơm 21 2.1.2 Qu¹t 23 2.1.3 M¸y nÐn 23 2.2 Thiết kế trạm biến áp 23 2.2.1 X¸c định dung l-ợng trạm biến áp 24 2.2.2 ThiÕt kÕ tr¹m biÕn áp phần tử hệ thống 26 2.3 Lùa chän CB 32 2.4 Lựa chọn dây dẫn cho phụ tải tr¹m xư lý n-íc 35 2.4.1 Yêu cầu chung 35 2.4.2 Chän d©y dÉn theo ®iỊu kiƯn ph¸t nãng 35 2.4.3 Chọn dây cho thiết bị 36 2.5 Tính toán bù công suất phản kháng 40 2.5.1 Lý thuyÕt chọn tụ bù công suất phản kháng 40 2.5.2 Chän tơ bï cho tr¹m xư lý n-íc 42 2.5.3 Sơ đồ lắp đặt tụ bù 43 103 Ch-ơng 3: Tính toán chọn mạch khởi động cho phụ tải hệ thống 45 3.1 Lựa chọn thiết bị cho mạch khởi động động 45 3.1.1 Các ph-ơng án khởi động động 45 3.1.2 Khởi động động cách đổi nối - tam giác 46 3.2 Sơ đồ khởi động động 51 Ch-ơng 4: Tính toán sụt áp ngắn mạch 55 4.1 Tính toán độ sụt áp 55 4.1.1 Tiªu chuÈn kiểm tra ph-ơng pháp tính toán 55 4.1.2 Tính độ sụt áp phụ tải trạm xử lý n-ớc 56 4.2 Tính toán ngắn mạch ba pha 89 4.2.1 Ph-ơng pháp tính dòng ngắn mạch ba pha 89 4.2.2 Tính toán ngắn mạch ba pha phụ tải trạm xử lý n-ớc 90 KÕt luËn 101 Tài liệu tham khảo 102 104 ... quan trọng, nguyên lý hoạt động hệ thống xử lý n-ớc thải nhà máy thép Đình Vũ 1.2.1 Tầm quan trọng hƯ thèng xư lý n-íc th¶i HƯ thèng xư lý n-ớc thải nhà máy, khu công nghiệp nói chung nhà máy thép. .. thiÕt kÕ cung cÊp điện cho trạm xử lý n-ớc nhà máy thép Đình Vũ 2.1 Tính toán công suất trạm xử lý n-ớc 2.1.1 Nhóm máy bơm Các máy bơm trạm xử lý n-ớc thải nhà máy thép Đình Vũ chủ yếu bơm ly... hơi, rò rỉ, thải với trình thải cặn thải dầu Trạm Cấp n-ớc Hệ thống xử lý Thiết bị làm n-ớc thải làm mát n-ớc Hệ thống Thiết bị sản phẩm cần làm nguội thu hồi n-ớc thải Bể chứa n-ớc Hệ thống bơm