Đồ án : Nghiên cứu thiết kế hệ điều khiển máy nén khí tại Nhà máy thuỷ điện Thác bà

Chia sẻ: Mr Yo Ko | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:98

0
237
lượt xem
70
download

Đồ án : Nghiên cứu thiết kế hệ điều khiển máy nén khí tại Nhà máy thuỷ điện Thác bà

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương 1- Thiết bị logic khả trình LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay hầu hết tất cả các Nhà máy và Xí nghiệp công nghiệp, đều được trang bị các hệ thống tự động hoá ở mức độ cao. Các hệ thống này nhằm mục đích nâng cao chất lượng sản phẩm, nâng cao năng xuất lao động, giảm chi phí sản xuất, giải phóng người lao động khỏi những vị trí độc hại. Các hệ thống tự động hoá giúp ta theo dõi, giám sát các quy trình công nghệ thông qua các hệ thống đo lường kiểm tra. Các hệ...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Đồ án : Nghiên cứu thiết kế hệ điều khiển máy nén khí tại Nhà máy thuỷ điện Thác bà

  1. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: Nghiên cứu thiết kế hệ điều khiển máy nén khí tại Nhà máy thuỷ điện Thác bà Chủ nhiệm bộ môn : TS. Nguyễn Văn Liễn Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Văn Khang Sinh viên thực hiện : Lê Đức Thuận Số hiệu sinh viên : 4124 Lớp : TĐH – K37
  2. Chương 1- Thiết bị logic khả trình LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay hầu hết tất cả các Nhà máy và Xí nghiệp công nghiệp, đều được trang bị các hệ thống tự động hoá ở mức độ cao. Các hệ thống này nhằm mục đích nâng cao chất lượng sản phẩm, nâng cao năng xuất lao động, giảm chi phí sản xuất, giải phóng người lao động khỏi những vị trí độc hại. Các hệ thống tự động hoá giúp ta theo dõi, giám sát các quy trình công nghệ thông qua các hệ thống đo lường kiểm tra. Các hệ thống tự động hoá còn thực hiện các chức năng điều chỉnh các thông số công nghệ nói riêng hoặc điều khiển một quy trình công nghệ hoặc toàn bộ một Xí nghiệp nói chung. Hệ thống tự động hoá đảm bảo quy trình công nghệ xảy ra trong điều kiện cần thiết và bảo đảm nhịp độ sản xuất của từng công đoạn trong quy trình công nghệ. Chất lượng sản phẩm, năng suất lao động của các nhà máy xí nghiệp phụ thuộc rất lớn vào các hệ thống tự động hoá. Để phát triển sản xuất ngoài việc nghiên cứu hoàn thiện các quy trình công nghệ hoặc ứng dụng công nghệ mới thì một hướng nghiên cứu không kém phần quan trọng là nâng cao mức độ tự động hoá trong quá trình công nghệ. Ngày nay do sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ vi mạch vi điện tử đã cho ra các hệ thống tự động, các thiết bị đo lường, điều khiển ngày càng ưu việt có độ tin cậy ngày càng cao. Là người kỹ sư Tự động hoá ta phải biết ứng dụng các kỹ thuật công nghệ mới thiết kế mới và nâng cấp các hệ thống tự động công nghệ ngày càng hoàn thiện hơn. Trong khuôn khổ đồ án này em được nhận đề tài “Nghiên cứu thiết kế hệ điều khiển máy nén khí tại Nhà máy Thuỷ điện Thác bà” nhằm ứng dụng các công nghệ mới vào thực tế và đảm bảo cho sự vận hành an toàn, tin cậy lâu dài của hệ thống nén khí nói riêng và của nhà máy nói chung. 1
  3. Chương 1- Thiết bị logic khả trình PHẦN I NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TRẠM NÉN KHÍ CAO ÁP NHÀ MÁY THUỶ ĐIỆN THÁC BÀ 2
  4. Chương 1- Thiết bị logic khả trình CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY THUỶ ĐIỆN THÁC BÀ I - QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA NHÀ MÁY: - Nhà máy Thuỷ điện Thác bà được xây dựng trên sông chảy thuộc địa phận Thị trấn Thác bà - Huyện Yên bình - Tỉnh Yên bái. Nhà máy khởi công xây dựng tháng 8 năm 1964 đến tháng 7 năm 1975 nhà máy được xây dựng và lắp đặt song hoàn toàn với công xuất phát điện 120MW. - Công trình Thuỷ điện Thác bà có 4 nhiệm vụ lớn: + Chống lũ. + Phát điện. + Phục vụ tưới tiêu. + Đảm bảo giao thông đường thuỷ. - Hồ chứa nước Nhà máy Thuỷ điện Thác bà có diện tích mặt hồ 124 Km2, dung tích chứa hơn 3 tỷ mét khối. - Gian máy gồm 3 tổ máy phát điện mỗi máy có công suất 40.000KW, điện áp định mức 10,5 KV, qua máy biến áp tăng áp 10,5/110 KV đưa ra trạm phân phối. - Trải qua hơn 30 năm vận hành đến nay nhà máy đã sản xuất được hơn 10 tỷ KWh điện năng cung cấp cho sinh hoạt và các nghành công nghiệp trong nước. II- CÁC THIẾT BỊ TRONG NHÀ MÁY: II.1- Các thiết bị chính trong nhà máy: * Máy phát điện: - Kiểu CB 1 – 845 / 140 - 44T. - Công xuất định mức 47000KVA ( 40000KW). - Điện áp định mức Stato 10,5 KV. 3
  5. Chương 1- Thiết bị logic khả trình Máy phát điện có nhiệm vụ biến đổi năng lượng nước thành cơ năng và thành điện năng. * Máy biến áp lực: - Số lượng 3 máy. - Công suất định mức 63.000 KVA. - Điện áp định mức 10,5/110 KV. Máy biến áp lực có nhiệm vụ tăng áp để truyền tải đi xa. * Trạm phân phối: Trạm phân phối gồm hệ thống các máy cắt phân phối có nhiệm vụ đóng cắt phân phối điện trong hệ thống lưới điện cao áp 110KV. - Số lượng 9 máy cắt. - Kiểu BBH – 132 – T. - Điện áp định mức 132KV. - Áp xuất khí nén điều khiển 20 át. II.2- Các thiết bị phụ: * Máy điều tốc: Điều chỉnh tốc độ (tần số) máy phát điện. * Máy kích thích quay: - Kích thích phụ phát ra điện áp một chiều cung cấp cho máy phát kích thích chính. - Kích thích chính phát ra điện áp một chiều cung cấp cho máy phát điện chính. * Hệ thống dầu áp lực MHY: Hệ thống dầu áp lực dùng để điều chỉnh cánh hướng nước và cánh tua bin tổ máy phát. * Hệ thống nâng hạ cửa van: Đóng mở cửa van trong vận hành và sửa chữa, bảo vệ tổ máy khi có sự cố. * Hệ thống khí nén: 4
  6. Chương 1- Thiết bị logic khả trình - Hệ thống khí nén cao áp cung cấp khí nén cao áp cho các máy cắt không khí 110 KV. - Hệ thống khí nén hạ áp cung cấp khí nén phục vụ cho chạy bù đồng bộ máy phát và dùng trong sửa chữa vệ sinh. 5
  7. Chương 1- Thiết bị logic khả trình III. SƠ ĐỒ KHỐI CÔNG NGHỆ CỦA NHÀ MÁY: ĐKBV Lưới Điện H T MF MBA TPP TBP Hình I.1: Sơ đồ khối công nghệ Nhà máy Chức năng của các khối trong sơ đồ ( hình I.1). H – Hồ chứa. T – Tua bin. MF – Máy phát. TPP – Trạm phân phối. ĐKBV – Hệ thống điều khiểnvà bảo vệ. TBP – Các thiết bị phụ. IV- NHẬN XÉT: - Qua quá trình tìm hiểu và nghiên cứu các thiết bị trong nhà máy đã trải qua hơn 30 năm vận hành các thiết bị đã già cỗi và hỏng hóc không có các thiết bị đồng bộ để thay thế, các hệ thống điều khiển nói riêng và các thiết bị nói chung làm việc kém tin cậy. - Nhà máy cần phải nâng cấp và thay thế một số hệ thống điều khiển, thiết bị để đảm bảo cho sự hoạt động cung cấp điện lâu dài của nhà máy. 6
  8. Chương 1- Thiết bị logic khả trình CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ TRẠM NÉN KHÍ CAO ÁP I- NHIỆM VỤ TRẠM NÉN KHÍ CAO ÁP (TL - 1): - Trạm nén khí của nhà máy đặt ở cao trình 26,6, gồm có 2 hệ thống cao áp (40Kg/Cm2) và hạ áp ( 8Kg/Cm2). - Hệ thống khí cao áp cung cấp cho các máy cắt không khí 110KV tại trạm phân phối ORY, các bình áp lực MHY (hệ thống dầu áp lực) của 3 tổ máy. - Hệ thống nén khí cao áp (hình I.2) gồm có: 3 máy nén khí và 2 bình chứa khí 40Kg/Cm2. Khí từ bình chứa được đưa đến thanh góp chung cấp khí cho MHY bằng van tay, cấp khí cho các máy cắt 110KV bằng 2 van giảm áp từ 40Kg/Cm2 xuống 21Kg/Cm2. - Hai van giảm áp cấp khí cho hệ thống ORY bằng hai tuyến đường ống tới 2 bình chứa áp suất 21Kg/Cm2 và các máy cắt 110KV. - Từ hệ thống 40Kg/Cm2 có van nối liên thông sang hệ thống khí hạ áp 8Kg/Cm2, khi cần thiết có thể lấy khí từ hệ thống cao áp sang hỗ chợ cho hệ thống hạ áp. Việc cung cấp khí hạ áp để nén nước ống xả trong các tổ máy thuỷ lực trong lúc vận hành ở chế độ bù đồng bộ. II- QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ TRẠM NÉN KHÍ CAO ÁP (TL - 1): - Các thiết bị của trạm được làm việc hoàn toàn tự động nhờ các đồng hồ áp lực có tiếp điểm điện điều khiển. Khi các thiết bị chong hệ thống làm việc không bình thường sẽ báo tín hiệu lên phòng điều khiển Trung tâm. - Chế độ làm việc của 3 máy nén khí, khoá điều khiển của 2 máy đặt ở vị trí “Tự động”, một máy đặt ở vị trí “Dự phòng”. Sau mỗi ngày cho chuyển đổi phương thức làm việc ( chuyển đổi luân phiên). 7
  9. Chương 1- Thiết bị logic khả trình - Hai van giảm áp để ở vị trí “Tự động” tác động mở van khi áp suất khí hệ thống ORY giảm xuống ≤19Kg/Cm2 và đóng van khi áp suất khí tăng lên 21Kg/Cm2. - Máy nén khí “tự động” làm việc khi áp suất khí hệ thống 40Kg/Cm2 giảm xuống đến ≤ 37Kg/Cm2 và máy “ Dự phòng” làm việc khi áp suất giảm xuống đến ≤ 35Kg/Cm2 . - Máy nén khí tự động ngừng trong các trường hợp: + Áp suất dầu bôi trơn ≤ 0,8Kg/Cm2 và ≥ 3Kg/Cm2. + Áp suất khí cấp I ≥ 3Kg/Cm2. + Áp suất khí cấp II ≥ 13Kg/Cm2. + Nhiệt độ dầu bôi trơn ≥ 70oc. + Rơ le nhiệt của các động cơ tác động. + Áp tô mát mạch lực hoặc điều khiển tác động bảo vệ. + Áp lực trong hệ thống ≥ 40Kg/Cm2. - Các trường hợp báo tín hiệu lên phòng điều khiển trung tâm: + Áp suất khí ORY không bình thường (≤18Kg/Cm2; ≥ 22Kg/Cm2). + Áp suất khí nén trong bình cao ≥ 41Kg/Cm2. + Máy dự phòng làm việc. + Mất nguồn điều khiển. + Áp suất dầu bôi trơn cao, thấp + Nhiệt độ dầu bôi trơn cao. + Áp suất khí các cấp cao. Khi có tín hiệu báo sự cố lên phòng điều khiển trung tâm, người vận hành xuống kiểm tra nguyên nhân sự cố bằng các cờ báo sự cố. - Máy nén khí chạy cưỡng bức trong các trường hợp: + Chạy nghiệm thu sửa chữa đại tu. + Khi cần kiểm tra xác minh trong vận hành. 8
  10. Chương 1- Thiết bị logic khả trình + Khi mạch tự động hư hỏng.trong thời gian đó trực ban vận hành phải trực tại trạm nén khí để thao tác chạy máy và dừng máy để duy trì áp suất của hệ thống. 9
  11. Chương 1- Thiết bị logic khả trình 10
  12. Chương 1- Thiết bị logic khả trình III- CÔNG NGHỆ MÁY NÉN KHÍ CAO ÁP BIII – 3 / 40M (TL - 2): III.1- Sơ đồ tổng quát cụm máy nén khí BIII – 3 / 40M (Hình I.2.a; b): 1- Động cơ nén khí. 2- Bánh đà. 3- Bầu lọc gió. 4- Động cơ quạt gió. 5- Dàn làm mát khí đầu ra. 6- Bơm dầu bôi trơn. 7- Các te chứa dầu. 8- Bình phân ly. 9- Xi lanh cấp I. 10- Xi lanh cấp II. 11- Xi lanh cấp III. 12- Van xả an toàn. 13- Điều khiển van xả tải. 14- Van xả tải. III.2-Công nghệ máy nén khí: - Chạy động cơ quạt gió và động cơ nén khí, động cơ nén khí truyền động cho 3 xi lanh nén cấp I, cấp II, cấp III. - Không khí được hút vào xi lanh cấp I qua bầu lọc khí có chứa dầu và màng lọc để lọc sạch không khí. Xi lanh cấp I nén không khí lên áp suất P = 2,2 ± 0,2 Kg/Cm2, đẩy qua bình phân ly để tách nước và qua dàn làm mát ( dàn làm mát được làm mát bằng quạt gió). Xi lanh cấp II hút khí nén của xi lanh cấp I đưa đến và nén lên áp suất P = 10 ± 1 Kg/Cm2 sau đó qua bình phân ly, qua dàn làm mát đến xi lanh cấp III. Xi lanh cấp III hút khí nén của xi lanh cấp II đưa đến và nén lên áp suất P = 40 Kg/Cm2 sau đó qua bình phân ly, qua dàn làm mát và đưa vào bình chứa. -Việc bôi trơn xi lanh và pít tông được thực hiện bởi bơm dầu áp lực ( dầu chạy tuần hoàn trong các te máy nén khí). Bơm dầu được truyền động bởi chính động cơ nén khí. - Quạt gió liên tục chạy trong quá trình máy nén khí làm việc. - Sau khi máy nén khí dừng chạy 10 ÷ 15s, khi đó áp lực cấp I còn 1÷1,6 at bộ điều khiển van xả tải sẽ điều khiển xả hoàn toàn áp lực cấp II và cấp III. 11
  13. Chương 1- Thiết bị logic khả trình Hình I.3.a- Sơ đồ tổng quan máy nén khí BIII - 3/40M 12
  14. Chương 1- Thiết bị logic khả trình Hình I.3.b- Sơ đồ tổng quan máy nén khí BIII - 3/40M 13
  15. Chương 1- Thiết bị logic khả trình IV- THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA CÁC THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG: IV.1- Thông số máy nén khí (TL - 2): IV.1.a- Máy nén: - Kiểu BIII – 3 / 40M. - Số lượng 3 - Số cấp nén 3 cấp. + Cấp I : P = 2,2 ± 0,2 Kg/Cm2. + Cấp II : P = 10 ± 12 Kg/Cm2. + Cấp III: P = 40 Kg/Cm2. - Công suất máy nén 37 KW. - Áp suất mở van an toàn: + Cấp I – 3Kg/ Cm2. + Cấp II – 14Kg/ Cm2. + Cấp III – 46Kg/ Cm2. - Áp suất dầu bôi trơn 0,8 ÷ 3Kg/Cm2. - Nhiệt độ cho phép của dầu trong các te 10 ÷ 70oc. IV.1.b- Động cơ nén khí: - Số lượng 3. - Kiểu AO2 - 91 – 6T. - Công suất định mức 40KW. - Điện áp định mức 220/380VAC. - Dòng điện định mức 123/71,5A. - Tần số định mức 50Hz. - Tốc độ định mức 980 Vòng/phút. 14
  16. Chương 1- Thiết bị logic khả trình IV.1.c- Động cơ quạt gió: - Số lượng 3. - Kiểu AO2 – 31 – 4. - Công suất 2,2KW. - Điện áp định mức 220/380VAC. - Tần số 50Hz. - Tốc độ 1450 Vòng/phút. - Đường khính quạt 800mm. - Lưu lượng quạt 19000m2/h. IV.2- Thông số bình chứa khí cao áp: - Kiểu BIII – 3 / 40 - Số lượng 2 bình. - Dung tích chứa 1 bình 5m3. - Áp suất làm việc 40 Kg/Cm2. - Áp suất thử 50 Kg/Cm2. - Áp suất xả van an toàn 43 Kg/Cm2. - Nhiệt độ cho phép làm việc - 40 ÷ 100oc. IV.3- Thông số van giảm áp: - Kiểu ∃ΠK – 19. - Số lượng 2 cái. - Áp xuất khí nén phía cao áp 36 ÷ 40 Kg/Cm2. - Áp suất khí nén phía hạ áp 19 ÷ 21 Kg/Cm2. - Khả năng truyền khí 55m3/phút. - Tần số làm việc cho phép 20 lần/phút. - Điện áp cuận van 220VDC. - Dòng điện khi chuyển đổi tiếp điểm 12,5A. 15
  17. Chương 1- Thiết bị logic khả trình IV.4- Thông số các trang thiết bị trong mạch điều khiển: IV.4.a. Áp tô mát: * Áp tô mát phân đoạn: - Kiểu T I I Π - 313417. - Số lượng 2. - Dòng định mức 500A. * Áp tô mát lực một máy nén khí. - Kiểu 1I I Π A – 334. - Số lượng 3. - Dòng định mức 120A. - Điện áp định mức 220 ÷ 500V. - Bảo vệ nhiệt 150A. - Bảo vệ cắt nhanh 840A. * Áp tô mát quạt gió: - Kiểu AΠ - 50T – 3MT. - Số lượng 3. - Dòng định mức 6,4A. - Điện áp định mức 220 ÷ 500VAC. *Áp tô mát mạch điều khiển: - Kiểu AΠ - 50T – 3MT. - Số lượng 4. IV.4.b- Công tắc tơ khởi động từ: * Công tắc tơ khống chế động cơ nén khí (ΠMK): - Kiểu ΠA 512 – T. - Số lượng 3. - Dòng định mức 110A. - Cuận dây điện từ 220VAC. 16
  18. Chương 1- Thiết bị logic khả trình * Khởi động từ khống chế quạt gió (ΠMB): - Kiểu ΠME – 211T. - Số lượng 3. - Cuận dây điện từ 220VAC. * Công tắc tơ khống chế van giảm áp (∃ΠK): - Kiểu Π 214 – T. - Số lượng 2 - Dòng định mức 19A. - Cuận dây điện từ 220VDC. IV.4.c- Rơ le điện từ: * Rơ le thời gian PB: - Kiểu BC – 10 – 31 – T. - T = 2 ÷ 60s. - Điện áp cuận dây 220VAC. - Số lượng 3. * Rơ le trung gian PΠ, PZ. - Kiểu PΠ - 251 – T. - Điện áp cuận dây 220VAC. - Số lượng 13. * Rơ le cờ: - Kiểu PY – 21 – T. - Điện áp cuận dây 220VAC. - Số lượng 16. IV.4.d- Đồng hồ áp lực có tiếp điểm điện: * Đồng hồ áp lực 0 ÷ 6 Kg/Cm2: - Kiểu ∃KM – 1YT – H. - Cấp chính xác 1,5. 17
  19. Chương 1- Thiết bị logic khả trình - Số lượng 9. * Đồng hồ áp lực 0 ÷ 25 Kg/Cm2: - Kiểu ∃KM – 1YT – Π. - Cấp chính xác 1,5. - Số lượng 7. * Đồng hồ áp lực 0 ÷ 60 Kg/Cm2: - Kiểu ∃KM – 1YT – 3. - Cấp chính xác 1,5. - Số lượng 4. IV.4.e- Đồng hồ nhiệt độ có tiếp điểm điện: - Kiểu TΠCK. - Cấp chính xác 2,5. - Số lượng 3. IV.4.f- Khoá điều khiển: * khoá điều khiển 4 vị trí đặt chế độ chạy máy ( 1KY): - Kiểu KΦT – 7777 /Π I I – 8C. - Số lượng 3. * khoá điều khiển 3 vị trí ( 2KY, 3KY): - Kiểu KΦT – 1155 /Π I I – C. - Số lượng 2. V- YÊU CẦU ĐIỀU KHIỂN: - Duy trì áp lực trong bình chứa trong khoảng 37 ÷ 40 Kg/Cm2. + Áp suất giảm xuống ≤37 Kg/Cm2 phải chạy máy “tự động”. + Áp suất giảm xuống ≤35 Kg/Cm2 phải chạy máy “dự phòng. + Áp suất tăng đến ≥40 Kg/Cm2 phải dừng máy. - Máy nén khí làm việc theo đúng chế độ vận hành : “Tự động”, 18
  20. Chương 1- Thiết bị logic khả trình “ Dự phòng”, “ Bằng tay”, “ Cắt”. - Đảm bảo các yêu cầu bảo vệ công nghệ: + Bảo vệ quá tải động cơ. + Bảo vệ áp suất các cấp nén cao. + Bảo vệ áp suất dầu bôi trơn cao, thấp. + Bảo vệ nhiệt độ dầu bôi trơn cao. - Báo tín hiệu khi có sự cố trong hệ thống: + Báo tín hiệu khi áp suất trong hệ thống không bình thường ( Cao, thấp). + Các rơ le cờ báo đúng nguyên nhân sự cố. +Các sự cố đều có tín hiệu báo trung lên phòng điều khiển trung tâm. - Đảm bảo cung cấp khí cho hệ thống OPY trong khoảng áp suất làm việc cho phép 19 ÷ 21 Kg/Cm2. 19

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản