time Giá trị lu l-
4.1.2. Phõn tớch theo quan điểm điều khiển quỏ trỡnh
• Mục tiờu thứ nhất là đảm bảo vận hành hệ thống ổn định.
Điều này cú nghĩa là đảm bảo từ nơi cấp liệu cho calciner là silo CF, tại đõy ổn định lưu lượng cung cấp cho calciner là quan trọng. Mức liệu trong kột cõn được đo bằng loadcell, tựy theo tốc độ lũ mà bộ điều khiển sẽ điều chỉnh chế độ nạp hay xả liệu. Liệu xả ra sẽ cung cấp cho hệ thống sấy năm tầng, từ đõy vào calciner. Vỡ vậy lưu lượng liệu cấp vào hệ thống sấy 5 tầng được coi là nhiễu tải. Điều khiển hoạt động ổn định của van điều tiết vận tốc của quạt lọc bụi để duy trỡ ỏp suất õm (ỏp suất hỳt) tại đầu ra của quạt khớ thải khụng đổi tại một điểm đặt nhất, vỡ vậy N1 coi là biến điều khiển. Hệ thống vận hành ổn định khi duy trỡ nhiệt độ calciner ở giỏ trị đặt khụng đổi. Muốn vậy phải cung cấp đủ lưu lượng than (F2) và giú 3 (khụng khớ) (F3) để đốt chỏy hoàn toàn lượng liệu, và lưu lượng liệu cần thiết (F1). Do vậy hai biến này (F2, F3) là hai biến điều khiển. Mặt khỏc, do ta khụng thể can thiệp nhiệt độ liệu vào ban đầu (T1) như là một biến điều khiển, vỡ vậy ta cũng xem đõy là nhiễu của quỏ trỡnh. Nguyờn liệu sau quỏ trỡnh nung ở calciner sẽ được chuyển tới tầng cyclone A55. Nhiệt độ của nguyờn liệu (T2) sẽ phản hồi về bộ điều khiển, bộ điều khiển sẽ tớnh toỏn để đưa lưu lượng than, giú 3, lưu lượng liệu cần thiết (bằng cỏch sẽ mở van A71 cấp liệu vào calciner). Do vậy T2 là biến cần điều khiển.
• Mục đớch thứ hai là chất lượng sản phẩm.
Chất lượng clinker phụ thuộc rất nhiều vào quỏ trỡnh canxi húa. Quỏ trỡnh canxi húa liệu sau khi ra khỏi calciner phải cú mức canxi húa đạt 90% đến 95%. Nhiệt độ calciner phụ thuộc vào lưu lượng than cấp (F2), lưu lượng giú (F3), lưu lượng liệu (F1). Nếu hai biến F2, F3 cung cấp đỳng lưu lượng thỡ sẽ ổn định nhiệt độ calciner. Tuy nhiờn lưu lượng liệu vào (F1) là nhiễu quỏ trỡnh, nờn ta sử dụng biến nhiệt độ của bột liệu sau khi được canxi húa (T2) để điều khiển quỏ trỡnh. Van cấp dầu V21
chỉ cấp dầu đốt núng cho calciner lỳc khởi động, hoặc khi lượng than khụng đủ, do vậy ta coi là nhiễu quỏ trỡnh (F4).
• Mục đớch thứ ba là vận hành an toàn.
Cỏc khả năng cú thể gõy mất an toàn cho thiết bị cũng như là người vận hành cú liờn quan đến cỏc thụng số của thiết bị đều đó được đo, cảnh bỏo, và bảo vệ bởi cỏc chức năng bảo vệ như là thiết bị ngắt cỏch ly hoặc dừng khẩn cấp mà khụng cần cú sự can thiệp của con người. Việc tự động thực hiện cỏc biện phỏp đú dựa vào điều khiển khúa liờn động (interlocking control) cựng cỏc trang thiết bị an toàn, thiết bị bảo vệ (cảm biến chuyển mạch an toàn, nỳt dừng khẩn cấp, thiết bị hiển thị cảnh bỏo...). Vỡ vậy ta chỉ quan tõm đến khả năng gõy mất an toàn xuất phỏt từ sự thay đổi của cỏc biến trạng thỏi trong quỏ trỡnh như: nhiệt độ, ỏp suất. Khớ thải từ lũ sẽ ra cyclone A55, trong khớ từ lũ cú CO, NOx, O2. Nhiệt độ khớ thải này được hỳt lờn cyclone, tiếp tục sấy núng cho liệu đi xuống (T3), đõy là biến ra khụng được điều khiển. Khớ thải từ nhỏnh cyclone, từ calciner đều được mỏy phõn tớch khớ liờn tục lấy mẫu hàm lượng O2, CO được theo dừi để đảm bảo đủ lượng O2 trong calciner và trong lũ. Nếu mức O2 quỏ thấp hay quỏ cao trong cả hai nơi này đều phải điều chỉnh cỏc quạt hỳt giú J2J15 và quạt hỳt điều chỉnh giú 3. Ngoài ra cũn phõn tớch thành phần khớ CO liờn tục vỡ nồng độ CO này mà cao quỏ cú thể gõy chỏy hoặc nổ do sự bốc chỏy tự phỏt trong mỏy sau thỏp trao đổi nhiệt. Biến ra được điều khiển là nồng độ khớ thải K, lưu lượng khớ thải F6, lưu lượng giú 2 (F5) thổi từ trong lũ được coi là nhiễu quỏ trỡnh.
• Mục đớch thứ tư là bảo vệ mụi trường.
Quỏ trỡnh cấp liệu cho calciner là một quỏ trỡnh khộp kớn. Liều từ mỏy nghiền vào silo CF, từ silo CF cấp cho calciner, tại mỗi điểm đều cú lọc bụi. Đầu cyclone A51 cú quạt hỳt những hạt liệu quỏ nhỏ về lọc bụi tĩnh điện. Kiểm soỏt khớ thải nhất là lượng CO, NOx, O2 vừa đảm bảo an toàn kỹ thuật, vừa đảm bảo an toàn cho mụi trường vỡ nếu thiếu khớ sẽ làm giảm nhiệt độ trong vựng nung, đốt chỏy khụng hoàn toàn. Nếu quỏ trỡnh đốt chỏy kộm thỡ khúi đen sẽ hỡnh thành cốc húa và muội.
Mục đớch điều khiển thứ năm là hiệu quả kinh tế. Hệ thống lũ cần hoạt động liờn tục vỡ vậy cấp liệu chớnh xỏc cho calciner gúp phần tiết kiệm thời gian vận hành. Đảm bảo nhiệt độ ổn định của calciner tức là đảm bảo độ canxi húa thớch hợp để tạo ra chất lwongj clinker đạt yờu cầu, tiết kiệm nguyờn liệu và thời gian. Đồng thời nếu
quỏ trỡnh canxi húa diễn ra hoàn toàn thỡ cũn giảm kớch thước là nung (chiều dài và đường kớnh lũ nung dõy chuyền 2 nhỏ hơn dõy chuyờn 1).
Như vậy, theo quan điểm điều khiển qus trỡnh ta cú thể phõn chia cỏc biến vào, biến ra và nhiễu như sau:
- Cỏc biến vào:
• Biến điều khiển
Tốc độ quay của quạt khớ thait J2J15: N1 Lưu lượng của than cấp cho calciner: F2 Lưu lượng giú: F3
Tốc độ quay của động cơ mở van A71, van A73: N2, N3 • Nhiễu quỏ trỡnh
Lưu lượng liệu vào F1 Nhiệt độ vào T1
Lưu lượng dầu (từ V21) để đốt núng calciner khi khởi động: F4 Lưu lượng giú 2 từ trong lũ: F5
Lưu lượng khớ thải từ lũ và calciner: F6 - Cỏc biến ra
• Biến ra được điều khiển
Nhiệt độ liệu sau khi được canxi húa: T2 Nồng độ khớ thải: O2, NOx, CO (%), K
• Biến ra khụng được điều khiển Nhiệt độ khớ thải từ calciner và lũ nung: T3 Lưu lượng khớ thải từ calciner và lũ: F6
Hỡnh 4.1.2. Sơ đồ khối quỏ trỡnh canxi húa theo quan điểm điều khiển quỏ trỡnh