CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ SCADA CHO XÍ NGHIỆP NƯỚC SẠCH TÍCH LƯƠNG
2.1 THÔNG TIN VỀ NHÀ MÁY NƯỚC SẠCH TÍCH LƯƠNG
Nhà máy nước sạch Tích Lương là nhà máy xử lí nước trực thuộc Công ty Cổ phần Nước sạch Thái Nguyên có cở sở đặt tại xã Tích Lương- TP. Thái Nguyên với tiền thân là dự án nhà máy nước Tích Lương năm 2002. Theo quyết định số 27/QĐ- HĐQT ngày 16 tháng 5 năm 2019, Nhà máy nước sạch Tích Lương trở thành đơn vị trực thuộc Xí nghiệp nước sạch Sông Công.
Với hệ thống dây chuyền xử lý nước tiên tiến của Đức và hơn 30 lao động đang làm việc, nhà máy nước sạch Tích Lương hiện đang là nhà máy có sản lượng nước sản xuất lớn nhất của Công ty Cổ phần nước sạch Thái Nguyên. Từ năm 2010 công suất được nâng lên 30.000m3/ng.đêm, thực tế khoảng 27.000 m3/ng.đêm. Chi phí xử
33
lí nước hàng năm, và chất lượng nước đầu vào tương đối ổn định. Nước đầu vào của nhà máy Tích Lương được lấy từ Hồ Núi Cốc qua một hệ thống kênh hở dài 14km (trực thuộc huyện Đại Từ). Theo tiêu chuẩn 01:2009/BYT của Bộ Y tế về nước sinh hoạt và số liệu phân tích chất lượng nước thô cho thấy thông số cần xử lí cua xí nghiệp chủ yếu là độ đục. Với việc ứng dụng các thiết bị, vật liệu, hóa chất như cát thạch anh, sỏi, lưới lọc PVC, vôi, phèn, clo, đặc biệt là sử dụng tấm lắng Lamen đã giúp tăng hiểu quả và công suất xử lí của nhà máy lên 10.000m3/ng.đêm (từ 20.000 – 30.000 m3/ng.đêm) và chất lượng nước đầu ra các thông số đều đạt chuẩn theo quy định về nước sạch.
Nhà máy nước sạch Tích Lương đã cung cấp nước cho 25/28 phường xã của thành phố Thái Nguyên, đạt 78% số dân trong thành phố được cấp nước sạch, cung cấp nước sạch cho khoảng 60.000 hộ dân, làm tăng doanh thu của Công ty Cổ phần Nước sạch Thái Nguyên đạt trên 100 tỉ đồng, nộp ngân sách nhà nước trên 10 tỉ đồng và đảm bảo việc làm ổn định cho trên 400 lao động, với mức thu nhập bình quân đạt 6,5 triệu đồng/người/tháng.
Đi kèm với những lợi ích đạt được của Nhà máy nước sạch Tích Lương, trong quá trình vận hành và xử lí nước cấp tại đây đã phát sinh ra những chất thải như bùn thải, nước thải, tiếng ồn. Tuy nhiên xí nghiệp đã áp dụng các biện pháp xử lí để giảm sự ảnh hưởng của chất thải đến mức tối thiểu nhất tới con người và môi trường xung quanh.
Hồ chứa bùn và nước thải
(3 hồ, nạo bùn 8 năm/1 lần, được sử dụng cho
trồng trọt) Hồ chứa nước
thô vàsơ lắng (2 hồ: cho bùn, cặn lắng xuống)
Bể phản ứng (tại đây được
trộn với (NH4)Al2(SO4)3)
Hệ thống bể lắng (dài 40m, rộng
5m)
Bể lọc nhanh (V=7.6 m/s, có vật liệu lọc) Bể chứa
Trạm bơm cấp2 (ổn địnháp) Nước từ
HồNúiCốc
Trạm bơm gồm 6 máybơm
Vôi(tăng pH)
Clo Đường ống
dẫn nước Người sử dụng (78% số dân thành
phố)
Kênhdẫn 14km
Hình 2.1: Sơ đồ công nghệ quá trình xử lý nước trong Nhà máy nước sạch Tích Lương
34 Vôi, phèn
Kênh hở 14km
Clo sơ bộ
Hồ bùn Rửa lọc
bằng khí Phòng thí
nghiệm
Trạm bơm nước thô
Bể hoà trộn phản ứng
Clo sơ bộ, khử
trùng
Trạm bơm nước sạch Đường ống bê tông DN1000
Hồ chứa nước thô 1- 2
Bể lắng 1 - 2
Bể lọc
Bể chứa nước sạch 5000 m3
Mạng phân phối Nước thô kênh Núi Cốc
Hóa chất Phèn - Vôi
Clo khử trùng
Bơm rửa ngược vôi
Hình 2.2: Sơ đồ công nghệ nhà máy nước sạch Tích Lương
35 2.1.2 Yêu cầu đối với Hệ SCADA
Như đã được chỉ ra trên Hình 2.2, Hệ SCADA điều khiển – giám sát dây chuyền công nghệ trong nhà máy sản xuất nước sạch là tương đối phức tạp, liên quan đến nhiều công đoạn với nhiều công nghệ khác nhau. Do thời gian có hạn, tác giả luận văn chỉ tập trung vào nghiên cứu thiết kế một phần hệ SCADA cho bộ phận điều khiển – giám sát trạm bơm nước sạch (trạm bơm cấp 2).
03 động cơ không đồng bộ 3 pha có thông số kỹ thuật cơ bản như sau:
Công suất : 160kW.
Tần số : 50 Hz
Điện áp : 380V (Đấu sao).
Cường độ dòng điện : 282 A (Đấu tam giác), 162 A (Đấu sao).
Tốc độ : 1485 RPM
Trạm bơm cấp 2 nhà máy nước sạch Tích Lương sử dụng 03 máy bơm li tâm được điều khiển bởi các động cơ công suất 160KW. Bài toán điều khiển đặt ra ở đây là các bơm này phải được điều khiển sao cho đảm bảo áp lực nước trong đường ống chính ra mạng ổn định tại một giá trị đặt trước phụ thuộc theo thời gian thực. Để đảm bảo áp lực (được đo bởi các cảm biến áp lực loại 0-10Bar cho tín hiệu ra dạng dòng điện 4-20mA), các động cơ bơm được điều khiển bởi các Biến tần có khả năng thay đổi tần sốdòng điện đặt vào động cơ.
Hình 2.3: Động cơ bơm 160KW tại trạm bơm cấp 2
36
Hình 2.4: Mác động cơ bơm 160KW
Hình 2.5: Cảm biến áp suất
37