intTypePromotion=1
ADSENSE

Giáo Trình : Điều khiển và khống chế lò tạo khí

Chia sẻ: Pt Pt | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:49

145
lượt xem
52
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Quá trình sản xuất phân đạm tại nhà máy phân đạm và hóa chất hà bắc được trải qua rất nhiều công đoạn phức tạp. than , không khí và hơi nước được đưa vào tạo khí. tại lò tạo khí có các phản ứng hóa học phức tạp để tạo ra khí than. khí than khi sinh ra khỏi lò tạo khí có thành phần gồm nhiều loại khí khác nhau. phụ thuộc chủ yếu vào nguyên liệu sản xuất

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Giáo Trình : Điều khiển và khống chế lò tạo khí

  1.   Giáo trình Điều khiển và khống chế lò tạo khí
  2. §iÒu khiÓn vµ khèng chÕ lß t¹o khÝ Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com ebook@free4vn.org -------------------------------------------------------------------------------------------- Ch­¬ng I : t×m hiÓu qu¸ tr×nh c«ng nghÖ lß t¹o khÝ I_1: S¬ l­îc vÒ c«ng nghÖ s¶n xuÊt ph©n ®¹m . Qu¸ tr×nh s¶n xuÊt ph©n ®¹m t¹i nhµ m¸y ph©n ®¹m vµ ho¸ chÊt Hµ B¾c ®­îc vÏ trªn h×nh I_1 . Tr¶i qua rÊt nhiÒu c«ng ®o¹n phøc t¹p , nh­ng cã thÓ chia ra thµnh c¸c kh©u chÝnh sau : Than , kh«ng khÝ vµ h¬i n­íc ®­îc ®­a vµo t¹o khÝ . T¹i lß t¹o khÝ cã c¸c ph¶n øng hãa häc phøc t¹p ®Ó t¹o ra khÝ than . KhÝ than khi ra khái lß t¹o khÝ cã thµnh phÇn gåm nhiÒu lo¹i khÝ kh¸c nhau nh­ : CO,CO2,N2,NH4,H2S … (thµnhphÇn cña khÝ than phô thuéc chñ yÕu vµo nhiªn liÖu s¶n xuÊt khÝ than) . KhÝ than sau khi sinh ra ë lß t¹o khÝ ®­îc ®­a vµo c¸c kh©u tinh chÕ ®Ó t¸ch ra c¸c s¶n phÈm nh­ : N2,H2,CO,CO2 …Sau ®ã N2 vµ H2 ®­îc ®­a vµo kh©u hîp thµnh ®Ó s¶n xuÊt amoniac(NH3) ,cßn CO,CO2 ®­îc ®­a vµo kh©u s¶n xuÊt CO . Cuèi cïng NH3 vµ CO sinh ra ®­îc ®­a vµo kh©u s¶n xuÊt ®¹m ®Ó t¹o ra ®¹m lµ NH2-CO-NH2 . Tõ qu¸ tr×nh tæng thÓ ®Ó s¶n xuÊt ph©n ®¹m ta thÊy lµ t¹o khÝ lµ mét kh©u rÊt quan träng trong c¶ d©y chuyÒn s¶n xuÊt ph©n ®¹m . KhÝ than sinh ra ë lß t¹o khÝ lµ nguyªn liÖu ®­a vµo c¸c kh©u tiÕp theo do ®ã thµnh phÇn khÝ than t¹o ra ë lß t¹o khÝ sÏ quyÕt ®Þnh chÊt l­îng s¶n phÈm vµ hiÖu xuÊt s¶n xuÊt cña c¶ qu¸ tr×nh s¶n xuÊt ph©n ®¹m cña nhµ m¸y . I_2: Qu¸ tr×nh khÝ ho¸ than vµ nh÷ng ¶nh h­ëng cña nhiªn liÖu tíi qu¸ tr×nh khÝ ho¸ . 1. qu¸ tr×nh khÝ ho¸ than . qu¸ tr×nh khÝ ho¸ than ®­îc tiÕn hµnh trong lß khÝ ho¸ than (gäi lµ lß t¹o khÝ) . Lß nµy lµ lß ®øng do Trung Quèc l¾p ®Æt tõ nh÷ng n¨m 70 , bao gåm c¸c bé phËn sau : 1 : Bé phËn n¹p than 2 : Chu«ng ch¾n 3 : Z«n sÊy 4 : Z«n ch­ng kh« ------------------------------------------------------------------------------------------- 3 T.g: Phan ViÖt C­êng
  3. §iÒu khiÓn vµ khèng chÕ lß t¹o khÝ Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com ebook@free4vn.org -------------------------------------------------------------------------------------------- 5 : Z«n khö 6 : Z«n «xy hãa 7 : Khu vùc xØ 8 : Mòi giã I : §­êng giã vµo II : §­êng khÝ ra III : §­êng nhiªn liÖu PhÝa trªn lß lµ bé phËn n¹p than vµo , phÝa d­íi cã c¸c bé phËn chøa n­íc ®Ó th¶i tro xØ vµ thùc hiÖn sù khÝ ho¸ than . T¸c nh©n khÝ ho¸ nh­ kh«ng khÝ vµ h¬i n­íc qu¸ nhiÖt cã thÓ ®i qua mòi giã ë phÝa d­íi , cßn nhiªn liÖu d¹ng khÝ t¹o thµnh lóc ®ã sÏ theo ®­êng èng phÝa trªn ®i ra ngoµi . Theo chiÒu tõ trªn xuèng : nhiªn liÖu r¾n (ë ®©y lµ than Antraxit Hßn Gai) lÇn l­ît ®­îc sÊy kh« , khö , oxy ho¸ vµ cuèi cïng t¹o thµnh xØ than . Vµ do ®ã còng theo chiÒu cao ng­êi ta ph©n lß khÝ ho¸ than thµnh c¸c z«n : sÊy , ch­ng kh« , khö , oxy ho¸ vµ xØ . Ta cã thÓ gép z«n sÊy vµ z«n ch­ng kh« gäi lµ z«n chuÈn bÞ , cßn z«n khö vµ z«n oxy ho¸ gäi lµ z«n khÝ ho¸ . Sù ph©n bè c¸c z«n ®­îc m« t¶ b»ng h×nh vÏ I_2 . 2. Nguyªn lý cña qu¸ tr×nh khÝ ho¸ than . Dßng khÝ tõ d­íi lªn qua z«n chuÈn bÞ lµm cho nhiªn liÖu ®­îc ®èt nãng lªn vµ h¬i n­íc trong ®ã ®­îc t¸ch ra . Khi ®èt nãng kho¶ng 250 ¸ 350oC nhiªn liÖu ®­îc ch­ng kh« , t¹i ®©y c¸c s¶n phÈm d¹ng khÝ vµ h¬i n­íc t¹o thµnh oxit cacbon (CO) , hi®ro(H2) , cacbua hi®ro nÆng (chñ yÕu lµ ªtylen) , hi®rosunfua (H2S) , amoniac(NH3) , nhùa than . Nhiªn liÖu cµng nhiÒu chÊt bèc th× s¶n phÈm ch­ng kh« cµng nhiÒu . Thµnh phÇn cña s¶n phÈm ch­ng kh« phô thuéc vµo lo¹i nhiªn liÖu vµ dao ®éng trong kho¶ng réng . S¶n phÈm ch­ng kh« cµng nhiÒu th× chÊt liÖu khÝ than cµng t¨ng . Sau khi t¸ch chÊt bèc hoµn toµn , nhiªn liÖu ë d¹ng cèc . Than cèc nµy ®­îc nung ®á ®i vµo z«n khÝ ho¸ . T¹i z«n nµy , ph¶n øng ho¸ häc phøc t¹p x¶y ra gi÷a cèc nung ®á vµ c¸c t¸c nh©n khÝ ho¸ nh­ kh«ng khÝ vµ n­íc . VÝ dô nÕu cho t¸c nh©n khÝ ho¸ than theo ®­êng tõ d­íi lªn trªn th× kh«ng khÝ sÏ t¸c dông víi than cèc t¹o thµnh khÝ cacbonic (CO2) , ®ång thêi h¬i n­íc còng t¸c dông víi cacbon ®Ó t¹o thµnh cacbonic vµ hi®ro . Nh÷ng khÝ CO vµ H2 t¹o nªn l¹i tiÕp tôc ch¸y ®Ó t¹o ra khÝa CO2 vµ H2O v× m«i tr­êng khÝ tån t¹i ë d¹ng oxy ho¸ . Cµng lªn phÝa trªn l­îng khÝ oxy cµng ------------------------------------------------------------------------------------------- 4 T.g: Phan ViÖt C­êng
  4. §iÒu khiÓn vµ khèng chÕ lß t¹o khÝ Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com ebook@free4vn.org -------------------------------------------------------------------------------------------- gi¶m, m«i tr­êng cña dßng khÝ kh«ng cßn oxy . ChÝnh v× thÕ theo chiÒu cao hµm l­îng CO vµ H2O t¸c dông víi cacbon nung ®á t¹o ra CO vµ H2 . Nh­ vËy ë z«n khö hµm l­îng CO vµ H2 kh¸ cao . C¸c ph¶n øng oxy ho¸ ®Òu to¶ nhiÖt , nhiÖt nµy sÏ cung cÊp cho ph¶n øng khö vµ ®èt nãng cèc . Nhiªn liÖu cµng Èm cµng chøa nhiÒu chÊt bèc th× thêi gian nhiªn liÖu l­u l¹i ë z«n khÝ ho¸ cµng l©u . NghÜa lµ tèc ®é ph¶n øng trong z«n khö phô thuéc rÊt nhiÒu vµo møc ®é chuÈn bÞ nhiªn liÖu . ë ®©y cÇn ph¶i duy tr× nhiÖt ®é ë z«n khÝ ho¸ kho¶ng 1000oC v× ë nhiÖt ®é nµy hÇu hÕt khÝ CO2 ®Òu bÞ khö thµnh oxitcacbon (CO) . NhiÖt ®é cµng cao ph¶n øng khö tiÕn hµnh cµng thuËn lîi . Nh­ vËy khÝ than nhËn ®­îc lµ do s¶n phÈm c¸c ph¶n øng x¶y ra ë z«n khÝ ho¸ vµ c¸c khÝ nhËn ®­îc tõ z«n ch­ng kh« . Thµnh phÇn cña khÝ than khi ra khái z«n khÝ ho¸ còng cã sù thay ®æi . Mét sè khÝ CO vµ H2 cã tham ,/gia ph¶n øng t¹o ra c¸c s¶n phÈm ë d¹ng láng vµ CH4 . Trong c¸c ph¶n øng cã ph¶n øng thu nhiÖt vµ ph¶n øng to¶ nhiÖt , song nÕu yªu cÇu s¶n xuÊt NH3 th× khÝ t¹o ra ph¶i cã yªu cÇu vÒ tû lÖ nh­ sau : ( CO + H2 ) : N2 = 3 : 1 Do vËy ph¶n øng oxy ho¸ (to¶ nhiÖt) vµ ph¶n øng khö (thu nhÖt) lµ kh«ng c©n ®èi . §Ó ®¸p øng nhu cÇu trªn ng­êi ta sö dông hai gi¶i ph¸p sau ®©y : - Dïng kh«ng khÝ giµu oxy vµ h¬i n­íc ®i vµo lß khÝ ho¸ than . L­îng oxy giµu sao cho nhiÖt to¶ ra b»ng nhiÖt thu vµo cña ph¶n øng : H2O + C . - Dïng ph­¬ng ph¸p chÕ khÝ gi¸n ®o¹n theo chu khú 5 b­íc (hiÖn nay nhµ m¸y ph©n ®¹m vµ ho¸ chÊt Hµ B¾c ®ang sö dông ph­¬ng ph¸p nµy) . Trong ®ã gi÷a c¸c giai ®o¹n chÕ khÝ than Èm cã giai ®o¹n thæi giã lµm t¨ng nhiÖt ®é cho tÇng nhiªn liÖu . 3. Nh÷ng ¶nh h­ëng cña nhiªn liÖu tíi qu¸ tr×nh khÝ ho¸ . 3.1 §é Èm cña nhiªn liÖu . NÕu ®é Èm cña nhiªn liÖu cao th× ch¼ng nh÷ng tiªu tèn nhiÖt vµo qu¸ tr×nh bèc h¬i Èm vµ ®èt nãng h¬i Èm ®Õn nhiÖt ®é khÝ lµm gi¶m chÊt l­îng khÝ than . §iÒu ®ã dÉn ®Õn ph¶i tæ chøc líp nhiªn liÖu cã chiÒu cao thÝch hîp hoÆc thay ®æi chÕ ®é khÝ ho¸ . 3.2 ¶nh h­ëng cña nhùa than . ------------------------------------------------------------------------------------------- 5 T.g: Phan ViÖt C­êng
  5. §iÒu khiÓn vµ khèng chÕ lß t¹o khÝ Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com ebook@free4vn.org -------------------------------------------------------------------------------------------- Nhùa than tån t¹i ë d¹ng láng hoÆc h¬i vµ cã ¶nh h­ëng ®Õn chÊt l­îng khÝ than ë nh÷ng møc ®é kh¸c nhau . V× nhiÖt sinh ra cña nhùa than kh¸ cao (tíi 31400KJ/KG) , v× vËy nÕu nã n»m ë d¹ng h¬i th× chÊt l­îng khÝ than t¨ng lªn nhiÒu .NÕu cã mét ®iÒu kiÖn nµo ®ã (®é Èm hoÆc chiÒu cao líp than kh«ng ®­îc tæ chøc hîp lý) th× than t¸ch ra ë d¹ng láng . Trong tr­êng hîp nµy chÊt l­îng gi¶m xuèng vµ qu¸ tr×nh khÝ ho¸ than gÆp nhiÒu khã kh¨n v× do nhùa than t¸ch ra trong lß lµ kÕt dÝnh c¸c líp nhiªn liÖu . NÕu nhùa than t¸ch ra ë ®­êng èng dÉn sÏ g©y ¸ch t¾c t¹i ®ã . §Æc biÖt víi van ba ng¶ nÕu bÞ kÑt , t¾c th× rÊt nguy hiÓm . ChÝnh v× vËy ph¶i cã thiÕt bÞ t¸ch nhùa than ra khái khÝ than . 3.3 ¶nh h­ëng cña tro xØ . ë vïng d­íi lß tro xØ cã thÓ nãng ®á v× nhiÖt ®é mµ nã tiÕp xóc kh¸ cao . NÕu nhiÖt ®é nãng ch¶y cña xØ than thÊp th× nã sÏ kÕt dÝnh thµnh m¶ng lín lµm c¶n trë qu¸ tr×nh khÝ ho¸ vµ lß bÞ bÞt kÝn mét phÇn hay hÇu hÕt . Lóc ®ã giã sÏ tËp trung ®i vµo nh÷ng vïng ch­a bÞ kÕt dÝnh xØ . §iÒu nµy dÉn ®Õn t¸c nh©n hãa v­ît qu¸ n¨ng l­îng b×nh th­êng ë vïng nµy dÉn ®Õn hµm l­îng CO2 vµ N2 cña khÝ than t¨ng lªn . NÕu qu¸ tr×nh tiÕp diÔn l©u th× nhiÖt ®é t¹i vïng ®ã sÏ t¨ng do kÕt qu¶ cña ph¶n øng to¶ nhiÖt , lµm cho nhiÖt ®é xØ tiÕp tôc t¨ng dÉn ®Õn tª liÖt qu¸ tr×nh khÝ ho¸ than vµ kÐo theo lµm gi¶m nghiªm träng chÊt l­îng khÝ than . Ngoµi ra ®Ó ph¸ xØ ph¶i tèn nhiÒu n¨ng l­îng cho ghi quay ph¸ xØ . §Ó h¹n chÕ hiÖn t­îng kÕt t¶ng ta ph¶i tèi ­u ho¸ vïng khÝ ho¸ than , ®iÒu chØnh nhiÖt ®é vµ mùc n­íc vá kÐt thÝch hîp chèng l¹i sù kÕt dÝnh khi cÇn thiÕt. 3.4 ¶nh h­ëng cña s¶n phÈm ch­ng kh« . Tïy tõng lo¹i nhiªn liÖu mµ s¶n l­îng , s¶n phÈm ch­ng kh« thu ®­îc ë møc ®é kh¸c nhau . NÕu s¶n phÈm ch­ng kh« cµng cao chÊt l­îngkhÝ than cµng t¨ng . 3.5 ¶nh h­ëng cña kÝch th­íc vµ h¹t cèc . KÝch th­íc h¹t than vµ h¹t cèc ®ãng vai trß ®¸ng kÓ trong qu¸ tr×nh khÝ ho¸ than , nÕu kÝch th­íc h¹t nhá th× tæng diÖn tÝch tiÕp xóc bÒ mÆt cña chóng víi t¸c nh©n khÝ ho¸ t¨ng lªn , tèc ®é ph¶n øng t¨ng . Tuy nhiªn nÕu kÝch th­íc h¹t qu¸ nhá hoÆc ®é bÒn c¬ häc kÐm dÉn ®Õn vì vôn th× søc c¶n thuû lùc t¨ng , dÔ g©y bÝ t¾c lß c¶n trë qu¸ tr×nh khÝ ho¸ . Bëi vËy ta ph¶i chän than , tuyÓn chän kÝch th­íc hîp lý . ------------------------------------------------------------------------------------------- 6 T.g: Phan ViÖt C­êng
  6. §iÒu khiÓn vµ khèng chÕ lß t¹o khÝ Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com ebook@free4vn.org -------------------------------------------------------------------------------------------- I_3: C«ng nghÖ s¶n xuÊt khÝ than t¹i lß t¹o khÝ cña c«ng ty ph©n ®¹m vµ ho¸ chÊt Hµ B¾c . 1. HÖ thèng thiÕt bÞ . HÖ thèng thiÕt bÞ chÝnh cña qu¸ tr×nh chÕ t¹o khÝ than cña lß t¹o khÝ ®­îc x©y dùng nh­ h×nh I_3 . Víi mét c«ng ®o¹n bao gåm : - Lß khÝ ho¸ than . - Lß ®èt . - Lß h¬i nhiÖt thõa . - èng khãi . - Mét hÖ thèng dÉn h¬i n­íc qu¸ nhiÖt (0,8at) . Kh«ng khÝ cã ¸p xuÊt P = 2000mmH2O vµ hçn hîp cña chóng còng nh­ c¸c èng dÉn khÝ than nèi gi÷a 5 bé phËn kÓ trªn víi nhau ®Õn tói röa phong råi ®Õn kÐt khÝ . Qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn chÕ khÝ thùc hiÖn qua 5 giai ®o¹n do hÖ thèng ®iÒu khiÓn (c¬ khÝ thuû lùc víi hÖ thèng dÇu cao ¸p) ®¶m nhiÖm . HÖ thèng ®iÒu khiÓn cã nhiÖm vô ®iÒu khiÓn hÖ thèng cao ¸p (hoÆc n­íc cao ¸p) ®ãng më van c«ng nghÖ theo ch­¬ng tr×nh . 2. C«ng nghÖ chÕ khÝ than Èm . KhÝ than Èm dïng lµm khÝ nguyªn liÖu tæng hîp amoniac (NH3) . Qu¸ tr×nh chÕ khÝ ®ßi hái rÊt nhiÒu yªu cÇu vÒ c©n b»ng nhiÖt gi÷a ph¶n øng thu nhiÖt vµ ph¶n øng to¶ nhiÖt (nh­ ®· nãi ë trªn) . ChÝnh v× vËy ®Ó ®¸p øng c¸c yªu cÇu ®ã qu¸ tr×nh chÕ khÝ than ®­îc chia thµnh 5 giai ®o¹n sau : - Giai ®o¹n thæi giã . - Giai ®o¹n thæi lªn chÕ khÝ lÇn 1 . - Giai ®o¹n thæi xuèng . - Giai ®o¹n thæi lªn lÇn 2 . - Giai ®o¹n thæi s¹ch . 2.1 Giai ®o¹n thæi giã . Nh­ ta ®· nãi ë trªn , theo yªu cÇu s¶n xuÊt amoniac NH3 th× khÝ t¹o ra ph¶i cã tû lÖ (CO + H2) : N2 = 3 : 1 nªn tû lÖ ph¶n øng to¶ nhiÖt vµ thu nhiÖt trong qu¸ tr×nh khÝ ho¸ kh«ng c©n b»ng . §iÒu nµy dÉn ®Õn ph¶i cã mét giai ®o¹n chÕ khÝ than kh« nh»m t¨ng nhiÖt ®é cho tÇng nhiªn liÖu . ------------------------------------------------------------------------------------------- 7 T.g: Phan ViÖt C­êng
  7. §iÒu khiÓn vµ khèng chÕ lß t¹o khÝ Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com ebook@free4vn.org -------------------------------------------------------------------------------------------- Trong giai ®o¹n nµy kh«ng khÝ ®­îc ®­a vµo ®¸y lß th«ng qua tÇng than . KhÝ than kh« ®­îc ®­a ra ë ®Ønh lß , qua lß ®èt , lß h¬i nhiÖt thõa råi phãng ra kh«ng khÝ qua èng khãi . ë giai ®o¹n nµy chØ cã van kh«ng khÝ ®­îc më , cßn van h¬i n­íc vÉn ®ãng . 2.2 Giai ®o¹n thæi lªn chÕ khÝ lÇn 1 . Hçn hîp kh«ng khÝ vµ h¬i n­íc qu¸ nhiÖt ®­îc ®­a vµo ®¸y lß nh­ lµ mét t¸c nh©n khÝ ho¸ . Hçn hîp khÝ than ®­îc ®­a ra ë ®Ønh lß , qua lß ®èt h¬i nhiÖt thõa , tói röa thuû phong råi ra kÐt khÝ . Trong giai ®o¹n nµy nhiÖt ®é ë z«n khÝ ho¸ gi¶m ®i , khÝ than t¹o ra lµ hçn hîp cña khÝ than kh« vµ khÝ than Èm . ë giai ®o¹n nµy t¹i z«n khÝ ho¸ x¶y ra c¸c ph¶n øng sau : C + O2 = CO2 2C + O2 = 2CO H2O + C = CO + H2 M«i tr­êng khÝ bao quanh côc than cßn d­ O2 nªn ph¶n øng tiÕp tôc x¶y ra ®Ó t¹o ra CO vµ H2 . Cµng lªn cao nång ®é CO2 vµ CO cµng t¨ng nh­ng nång ®é O2 cµng gi¶m . ë cuèi z«n khÝ ho¸ m«i tr­êng khÝ quyÓn chuyÓn dÇn sang d¹ng khö , nång ®é oxy trë nªn v« cïng nhá , nång ®é CO , CO2 t¨ng vät lªn , trong z«n khö CO2 vµ H2O l¹i bÞ khö thµnh CO vµ H2 . H¬i n­íc qu¸ nhiÖt vµo z«n oxy ho¸ sÏ lµm gi¶m nhiÖt ®é cña z«n nµy v× ph¶n øng thu nhiÖt . Trong dßng khÝ cã hiÖn t­îng ch¸y CO vµ H2 nªn bÒ mÆt nhiªn liÖu thÊp h¬n h¼n so víi nhiÖt ®é dßng khÝ , ®iÒu ®ã ng¨n trë viÖc t¹o d¹ng xØ , dÉn ®Õn qu¸ tr×nh khÝ ho¸ l­u th«ng dÔ dµng vµ ®Òu ®Æn h¬n . 2.3 Giai ®o¹n thæi xuèng chÕ khÝ . Trong giai ®o¹n nµy hçn hîp h¬i n­íc vµ kh«ng khÝ ®­îc ®­a qua lß ®èt (nh»m ®èt nãng khÝ) råi ®­îc ®­a sang lß khÝ ho¸ theo chiÒu tõ dØnh lß ®Õn ®¸y lß . T¹i ®©y t¸c nh©n khÝ ho¸ (kh«ng khÝ vµ h¬i n­íc qu¸ nhiÖt) sÏ ph¶n øng víi nhiªn liÖu lµm ph¸t sinh khÝ than , khÝ than nµy ®­îc ®­a ra ë ®¸y lß , qua van 3 ng¶ vµo tói röa , th¸p röa vµ kÐt khÝ . C¸c ph¶n øng x¶y ra còng t­¬ng tù nh­ ë giai ®o¹n thæi lªn chÕ khÝ lÇn 1 . 2.4 Giai ®o¹n thæi lªn chÕ khÝ lÇn 2 . Giai ®o¹n nµy t­¬ng tù nh­ giai ®o¹n thæi lªn chÕ khÝ lÇn 1 . 2.5 Giai ®o¹n thæi s¹ch . ------------------------------------------------------------------------------------------- 8 T.g: Phan ViÖt C­êng
  8. §iÒu khiÓn vµ khèng chÕ lß t¹o khÝ Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com ebook@free4vn.org -------------------------------------------------------------------------------------------- Gièng nh­ giai ®o¹n thæi giã nh­ng ë ®©y khÝ than kh« ®­îc ®­a vÒ kÐt khÝ , môc ®Ých nh»m thu håi khÝ than vµ t¨ng l­îng khÝ N2 trong khÝ than . Thæi s¹ch c¸c khÝ than cßn d­ trong c¸c lß , chuÈn bÞ cho chu kú tiÕp theo . 5 giai ®o¹n c«ng nghÖ kÓ trªn ®­îc thùc hiÖn trong mét chu kú chÕ khÝ , hÕt chu kú nµy sÏ thùc hiÖn chu kú tiÕp theo nh­ cò . Mçi chu kú ®­îc thùc hiÖn trong vßng xÊp xØ 180 gi©y . 3. HÖ thèng ®iÒu khiÓn van c«ng nghÖ cña lß t¹o khÝ . §Ó thùc hiÖn c¸c giai ®o¹n c«ng nghÖ kÓ trªn vµ lÆp l¹i theo tõng chu kú ë ®©y sö dông hÖ thèng dÇu cao ¸p ®Ó ®ãng më c¸c van c«ng nghÖ . Nguyªn lý ho¹t ®éng ®ãng më van c«ng nghÖ ®­îc m« t¶ tãm t¾t trªn h×nh vÏ I_4 . T¹i c¸c van c«ng nghÖ ®­îc bè trÝ c¸c xylanh pitt«n ®Ó ®iÒu khiÓn ®ãng më . C¸c xylanh nµy cã thÓ ®­îc ®iÒu khiÓn b»ng dÇu cao ¸p . Khi ®ãng më c¸c van c«ng nghÖ hÖ thèng ®iÒu khiÓn sÏ ®iÒu khiÓn dÇu cao ¸p t¸c dông vµo mÆt tr¸i hoÆc mÆt ph¶i cña pitt«n lµm cho pitt«n dÞch chuyÓn kÐo theo cÇn ®ãng më cña van c«ng nghÖ . HÖ thèng dÇu cao ¸p ®­îc thùc hiÖn nhê m¸y b¬m cao ¸p vµ ®­a vÒ thïng chøa cao ¸p . Thïng nµy ®­îc coi lµ bé d÷ tr÷ n¨ng l­îng cho hÖ thèng ho¹t ®éng khi mÊt ®iÖn , m¸y b¬m ngõng ho¹t ®éng . 4. Nguyªn t¾c ®¶m b¶o an toµn . KhÝ than lµ mét hçn hîp dÔ næ , mÆt kh¸c khÝ ra lß cã nhiÖt ®é cao , v× vËy nÕu cã kh«ng khÝ lät vµo lµ næ ngay . Do ®ã nguyªn t¾c thiÕt kÕ hÖ thèng tù ®éng ph¶i ®¶m b¶o ®­îc : - ë giai ®o¹n nµo ®ã , van nµo ph¶i më van nµo ph¶i ®ãng , ®ãng sím bao nhiªu , muén bao nhiªu gi©y lµ ph¶i ®óng nh­ vËy kh«ng ®­îc sai sãt . - NhiÒu khi trôc trÆc ®ét xuÊt nh­ hÖ thèng ®iÒu khiÓn dõng , mÊt ®iÖn, c¬ cÊu g·y háng … th× c¸c van c«ng nghÖ ph¶i vÒ vÞ trÝ dõng m¸y (tøc lµ vÞ trÝ an toµn , khÝ than vµ kh«ng khÝ kh«ng thÓ lÉn vµo nhau ®­îc) .VÞ trÝ dõng m¸y ®­îc x¸c ®Þnh trong b¶ng tr¹ng th¸i c¸c van ë c¸c giai ®o¹n . §Ó gi¶i quyÕt vÊn ®Ò an toµn trªn hÖ thèng cÇn ®¹t ®­îc : 4.1 : Van kh«ng khÝ t¨ng N2 thæi lªn , van thªm kh«ng khÝ thªm N2 thæi xuèng ph¶i ®ãng sím vµ më muén so víi van h¬i n­íc khi thæi lªn , thæi xuèng lµ 3% . 4.2 : Van kh«ng khÝ lÇn 2 ph¶i ®ãng sím h¬n van èng khãi vµ ph¶i lµm sao khi ®ãng ph¶i rÊt nhanh vµ khi më ph¶i chËm . ------------------------------------------------------------------------------------------- 9 T.g: Phan ViÖt C­êng
  9. §iÒu khiÓn vµ khèng chÕ lß t¹o khÝ Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com ebook@free4vn.org -------------------------------------------------------------------------------------------- 4.3 : Thêi gian ®ãng më cña c¸c van ph¶i ®¹t ®­îc : c¸c van h¬i n­íc vµ van kh«ng khÝ t¨ng N2 , thêi gian ®ãng më lµ tõ 1 ®Õn 2 gi©y . C¸c van 3 ng¶, èng khãi , van kh«ng khÝ lÇn 1 (van thæi giã) lµ tõ 2 ®Õn 3 gi©y . 4.4 : Tr­êng hîp mÊt ®iÖn ®ét xuÊt th× c¸c van ph¶i tù ®ãng vÒ vÞ trÝ dõng m¸y an toµn, tr­êng hîp nµy thùc hiªn nhê c¸c c¬ cÊu sau ®©y : Khi mÊt ®iÖn hÖ thèng ®iÒu khiÓn kh«ng ho¹t ®éng , c¸c tÝn hiÖu ra ®Òu b»ng 0 . B¬m dÇu cao ¸p còng dõng , song ¸p lùc dÇu cao ¸p do cã thïng dÇu cao ¸p dù tr÷ nªn kh«ng gi¶m ngay mµ vÉn ®ñ ®Ó thao t¸c ®ãng më c¸c van c«ng nghÖ (cã thÓ t¸c dông trong vµi giê) . C¸c r¬le trung gian ®­îc bè trÝ c¸c tr¹ng th¸i sao cho khi toµn bé hÖ thèng kh«ng ®iÖn th× c¸c vÞ trÝ ®ãng më ®­êng èng dÇu cao ¸p cho nã ®­îc gi·n ®Õn c¸c van cÇn ®ãng më vµ ®­a chóng vÒ vÞ trÝ dõng m¸y an toµn ®· nªu . C¸c vÊn ®Ò nªu ë 4.1 , 4.2 , 4.3 lµ do hÖ thèng ®iÒu khiÓn thùc hiÖn . I_4 : Nguyªn lý ho¹t ®éng cña hÖ thèng ®iÒu khiÓn . Nguyªn t¾c ho¹t ®éng cña hÖ thèng ®iÒu khiÓn nh­ h×nh I_5 . Toµn bé m¸y bao gåm c¸c bé phËn chÝnh sau : - Bé ®iÒu khiÓn tù ®éng ZK . - Bé thao t¸c b»ng tay SC . - B¶ng hiÓn thÞ qu¸ tr×nh lµm viÖc . - C¸c r¬le trung gian DF ®iÒu khiÓn hÖ thèng dÇu cao ¸p . - Vµ sensor c¶m biÕn vÞ trÝ c¸c van c«ng nghÖ . Bé phËn trung t©m cña hÖ thèng ®iÒu khiÓn lµ bé ®iÒu khiÓn tù ®éng ZK cÊu t¹o b»ng bé ®iÒu khiÓn ch­¬ng tr×nh PLC . Bé nµy cã chøc n¨ng ®­a c¸c tÝn hiÖu ®iÖn ®Ó ®iÒu khiÓn tù ®éng c¸c r¬le trung gian DF . C¸c r¬le nµy khi cã tÝn hiÖu sÏ t¸c ®éng ®ãng më c¸c ®­êng èng dÉn cao ¸p ®Õn xylanh pitt«n cña c¸c van c«ng nghÖ . VÞ trÝ ®ãng më c¸c van c«ng nghÖ sÏ lµ tÝn hiÖu cã hay kh«ng cã ®iÖn cña c¸c r¬le t­¬ng øng . Bé thao t¸c b»ng tay SC cho c¸c tÝn hiÖu ra t­¬ng tù nh­ bé tù ®éng ZK vµ ®­îc nèi song song víi bé tù ®éng ZK . Tuy nhiªn bé SC kh«ng ®iÒu khiÓn tù ®éng mµ ph¶i thao t¸c c¸c giai ®o¹n b»ng tay . Bé nµy cã t¸c dông thay thÕ bé tù ®éng khi khëi ®éng lß hoÆc khi cã sù cè . T¹i c¸c van c«ng nghÖ cßn bè trÝ c¸c sensor c¶m biÕn tr¹ng th¸i kiÓu ®iÖn tõ JC ®­a tÝn hiÖu vÒ ®Ó hiÓn thÞ trªn b¶ng tr¹ng th¸i hÖ thèng , ®ång thêi ph¶n håi ng­îc vÒ bé tù ®éng ZK . T¹i ®©y tÝn hiÖu ------------------------------------------------------------------------------------------- 10 T.g: Phan ViÖt C­êng
  10. §iÒu khiÓn vµ khèng chÕ lß t¹o khÝ Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com ebook@free4vn.org -------------------------------------------------------------------------------------------- sÏ ®­îc xö lý vµ t¸c ®éng vµo c¸c tr¹ng th¸i lµm viÖc cña hÖ thèng , ®¶m b¶o hÖ thèng ho¹t ®éng an toµn . C¸c th«ng sè ®Æt thêi gian cña c¸c giai ®o¹n , c¶ chu kú vµ c¸c thao t¸c khi vËn hµnh m¸y ®­îc ®Æt trªn c¸c phÝm bÊm cña bé tù ®éng ZK hoÆc ®iªï khiÓn trªn bé thao t¸c b»ng tay . Thêi gian mçi giai ®o¹n trong mét chu kú phô thuéc vµo tÝnh chÊt cña nhiªn liÖu ®Ó quyÕt ®Þnh vµ th­êng xuyªn ph¶i thay ®æi cho phï hîp víi tÝnh chÊt cña nhiªn liÖu tõng thêi kú tõng ngµy còng nh­ yªu cÇu cña c«ng nghÖ trong viÖc khèng chÕ tû lÖ thµnh phÇn khÝ than theo yªu cÇu s¶n xuÊt NH3 . Ch­¬ng II : x©y dùng hÖ ®iÒu khiÓn khèng chÕ lß t¹o khÝ ------------------------------------------------------------------------------------------- 11 T.g: Phan ViÖt C­êng
  11. §iÒu khiÓn vµ khèng chÕ lß t¹o khÝ Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com ebook@free4vn.org -------------------------------------------------------------------------------------------- HÖ thèng ®iÒu khiÓn c«ng nghÖ lß t¹o khÝ ®­îc thiÕt kÕ gåm 4 bé phËn chÝnh ®¶m nhiÖm c¸c chøc n¨ng sau : - Bé ®iÒu khiÓn tù ®éng . - Bé thao t¸c b»ng tay . - C¸c r¬le trung gian . - Bé hiÓn thÞ , c¸c sensor kiÓm tra c¸c tr¹ng th¸i van c«ng nghÖ vµ nguån cung cÊp . Trong ®ã bé ®iÒu khiÓn tù ®éng lµ quan träng nhÊt , nã ®¶m nhiÖm hÇu hÕt c¸c chøc n¨ng ®iÒu khiÓn . Víi ph¹m vi cña ®å ¸n nµy em chØ ®Ò cËp tíi thiÕt kÕ vµ x©y dùng bé ®iÒu khiÓn tù ®éng . C¸c bé phËn kh¸c cã liªn quan lÊy c¸c th«ng sè kü thuËt , c¸ch l¾p ®Æt gièng nh­ cña hÖ thèng ®iÒu khiÓn tù ®éng hiÖn cã do Trung Quèc l¾p ®Æt t¹i nhµ m¸y . II_1 : C¬ së tÝnh to¸n thiÕt kÕ vµ x©y dùng bé ®iÒu khiÓn tù ®éng . 1. Yªu cÇu chung . ViÖc tÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ thèng ®iÒu khiÓn cÇn tháa m·n ®­îc c¸c yªu cÇu chung sau : - §¶m b¶o ®iÒu khiÓn c¸c van c«ng nghÖ ®óng tr¹ng th¸i (theo b¶ng tr¹ng th¸i) chØ ®Þnh cho c«ng nghÖ vµ mçi chu kú thêi gian còng nh­ thêi gian cña tõng giai ®o¹n . - §¶m b¶o chÆt chÏ c¸c yªu cÇu vÒ an toµn , thø tù ®ãng më c¸c van c«ng nghÖ gi÷a c¸c giai ®o¹n chÕ khÝ vµ thêi gian ®ãng më cña c¸c van nh­ ®· tr×nh bµy ë trªn . - §¶m b¶o ®é tin cËy , cã thÓ thao t¸c sang bé ®iÒu khiÓn b»ng tay khi qu¸ tr×nh kiÓm tra néi bé ph¸t hiÖn cã hiÖn t­îng bÞ trôc trÆc . - §¸p øng mét sè chøc n¨ng cho viÖc theo dâi vËn hµnh . - §¶m b¶o tÝnh n¨ng cã thÓ thay ®æi mÒm dÎo theo c¸c yªu cÇu c«ng nghÖ vÒ chu kú , tû lÖ phÇn tr¨m c¸c giai ®o¹n c«ng nghÖ vµ ph­¬ng thøc vµ ph­¬ng thøc vËn hµnh . 2. Tr¹ng th¸i vËn hµnh cña c¸c van c«ng nghÖ . Víi quy tr×nh c«ng nghÖ ®· nãi ë trªn : viÖc ®ãng më c¸c van c«ng nghÖ sÏ ®­îc thùc hiÖn theo 5 giai ®o¹n . §ång thêi c¨n cø vµo c¸c yªu cÇu an toµn trong ------------------------------------------------------------------------------------------- 12 T.g: Phan ViÖt C­êng
  12. §iÒu khiÓn vµ khèng chÕ lß t¹o khÝ Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com ebook@free4vn.org -------------------------------------------------------------------------------------------- vËn hµnh nªn mçi giai ®o¹n quan träng cã thÓ ®­îc chia ra lµm 2 hoÆc 3 b­íc nhá . Mçi b­íc c¸c van l¹i ®­îc ®ãng më sao cho hÖ thèng gi÷ an toµn nhÊt . Ngoµi ra qu¸ tr×nh vËn hµnh lß t¹o khÝ ®­îc chia lµm 5 chÕ ®é vËn hµnh : - ChÕ ®é vËn hµnh lß b×nh th­êng . - ChÕ ®é vËn hµnh lß kh«ng thªm N 2 . - ChÕ ®é vËn hµnh lß kh«ng më van giã lÇn 2 . - ChÕ ®é vËn hµnh lß thæi lªn lÇn 2 . - ChÕ ®é vËn hµnh lß chÕ khÝ tr¬ . 2.1 Tr¹ng th¸i c¸c van khi lß vËn hµnh b×nh th­êng . B¶ng tr¹ng th¸i ®ãng më c¸c van c«ng nghÖ trong mét chu kú ®­îc m« t¶ ë b¶ng II_1 . ë ®©y ®Ó ®iÒu khiÓn 1 chu kú c«ng nghÖ ph¶i thùc hiÖn qua 12 b­íc kh¸c nhau . Thêi gian cña 1 chu kú c¸c giai ®o¹n cÇn ®­îc ®¶m b¶o cã thÓ ®Æt ®­îc trong kho¶ng : - Tæng thêi gian cña 1 chu kú lµ : tõ 165 ¸ 185 gi©y (th«ng sè nµy Ýt thay ®æi) . - Thêi gian thæi lªn lÇn 2 lµ : tõ 10 ¸ 20 gi©y . - Thêi gian thæi s¹ch lµ : tõ 0 ¸ 10 gi©y . - Thêi gian thæi giã lµ : tõ 20 ¸ 99 gi©y . - Thêi gian thæi len lÇn 1 lµ : tõ 20 ¸ 99 gi©y . - Thêi gian thæi xuèng lµ : tõ 20 ¸ 99 gi©y . Khi thay ®æi thêi gian cña c¸c giai ®o¹n th× ph¶i thay ®æi sao cho tæng thêi gian c¸c giai ®o¹n vËn hµnh b»ng thêi gian cña c¶ 1 chu kú vËn hµnh . 2.2 Tr¹ng th¸i c¸c van khi vËn hµnh lß kh«ng thªm N2 . B¶ng tr¹ng th¸i ®ãng më c¸c van c«ng nghÖ trong 1 chu kú ®­îc biÓu diÔn trªn b¶ng II_2 . Víi trang th¸i nµy khi vËn hµnh lß c¸c van liªn tôc ®ãng trong c¶ chu kú . Còng cã thÓ cho vËn hµnh chØ kh«ng thªm N2 khi thæi lªn vµ kh«ng thªm N2 khi thæi xuèng vµ ng­îc l¹i . Khi khëi ®éng giai ®o¹n thæi lªn ®Çu tiªn kh«ng thùc hiÖn bÊt kú 1 thao t¸c thªm N2 nµo . 2.3 Tr¹ng th¸i vËn hµnh kh«ng më giã lÇn 2 . B¶ng tr¹ng th¸i vËn hµnh c¸c van c«ng nghÖ trong 1 chu kú ®­îc biÓu diÔn trªn b¶ng II_3 . Trong tr¹ng th¸i vËn hµnh nµy th× khi vËn hµnh kh«ng më van giã , van thæi giã lÇn 2 . ------------------------------------------------------------------------------------------- 13 T.g: Phan ViÖt C­êng
  13. §iÒu khiÓn vµ khèng chÕ lß t¹o khÝ Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com ebook@free4vn.org -------------------------------------------------------------------------------------------- 2.4 Tr¹ng th¸i vËn hµnh lß thæi lªn hoµn toµn . B¶ng tr¹ng th¸i vËn hµnh c¸c van c«ng nghÖ trong 1 chu kú ®­îc biÓu diÔn trªn b¶ng II_4 . Trong tr¹ng th¸i vËn hµnh nµy gièng nh­ tr¹ng th¸i vËn hµnh lß b×nh th­êng nh­ng ®Ó ®¶m b¶o an toµn th× khi thæi xuèng ®æi thµnh thæi lªn vµ giai ®o¹n nµy kh«ng thªm N2 . 2.5 Tr¹ng th¸i vËn hµnh lß chÕ khÝ tr¬ . B¶ng tr¹ng th¸i vËn hµnh c¸c van c«ng nghÖ ®­îc biÓu diÔn trªn b¶ng II_5. Trong tr¹ng th¸i vËn hµnh nµy 4 giai ®o¹n : thæi lªn lÇn 1 , thæi xuèng , thæi lªn lÇn 2 , thæi s¹ch ®Òu phãng kh«ng hÕt . Khi ë giai ®o¹n thæi giã th× ®­a khÝ vÒ kÐt khÝ . Trong qu¸ tr×nh chÕ khÝ kh«ng thao t¸c thªm N2 vµ c¸c th«ng sè cña c¸c giai ®o¹n còng ph¶i ®Æt hîp lý theo yªu cÇu cña c«ng nghÖ . II_2 : X©y dùng bé ®iÒu khiÓn tù ®éng . 1. C¬ së cña viÖc sö dông PLC . Trong c«ng nghiÖp tr­íc ®©y , c¸c hÖ thèng ®iÒu khiÓn sè th­êng ®­îc cÊu t¹o trªn c¬ së c¸c r¬le vµ c¸c m¹ch logic ®iÖn tö kÕt nèi víi nhau theo nguyªn lý lµm viÖc cña hÖ thèng . §èi víi c¸c hÖ lµm viÖc ®¬n gi¶n vµ cã tÝnh ®éc lËp th× viËc sö dông c¸c phÇn tö logic cã s½n liªn kÕt cøng víi nhau rÊt cã ­u ®iÓm vÇ gi¸ thµnh . Tuy nhiªn trong c¸c hÖ thèng ®iÒu khiÓn phøc t¹p nhiÒu chøc n¨ng th× viÖc cÊu tróc theo kiÓu cøng cã nhiÒu nh­îc ®iÓm nh­ : - HÖ thèng cång kÒnh , ®Çu nèi phøc t¹p dÉn tíi ®é tin cËy kÐm . - Tr­êng hîp cÇn thay ®æi chøc n¨ng cña hÖ thèng , hoÆc söa ch÷a c¸c h­ háng b¾t buéc ph¶i dõng toµn bé hÖ thèng ®Ó ®Êu hoÆc nèi l¹i . HiÖn nay víi sù ph¸t triÓn cña c«ng nghÖ ®iÖn tö ®· cho phÐp chÕ t¹o c¸c hÖ vi xö lý tiªn tiÕn . Dùa trªn c¬ së cña bé vi xö lý bé ®iÒu khiÓn kh¶ lËp tr×nh PLC (Programable Logic Control) ra ®êi cho phÐp kh¾c phôc ®­îc rÊt nhiÒu nh­îc ®iÓm cña c¸c hÖ ®iÒu khiÓn liªn kÕt cøng tr­íc ®©y . ViÖc sö dông PLC ®· trë nªn rÊt phæ biÕn trong c«ng nghiÖp tù ®éng ho¸ .Cã thÓ liÖt kª c¸c ­u ®iÓm chÝnh cña viÖc sö dông PLC gåm : ------------------------------------------------------------------------------------------- 14 T.g: Phan ViÖt C­êng
  14. §iÒu khiÓn vµ khèng chÕ lß t¹o khÝ Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com ebook@free4vn.org -------------------------------------------------------------------------------------------- - Gi¶m bít ®­îc viÖc ®Êu nèi d©y khi kiÕn t¹o hÖ thèng . Gi¸ trÞ logic cña nhiÖm vô ®iÒu khiÓn ®­îc thùc hiÖn trong ch­¬ng tr×nh thay cho viÖc ®Êu nèi d©y . - TÝnh mÒm dÎo cao : trong hÖ thèng dïng PLC c¸c phÇn tö ®iÒu khiÓn ®· ®­îc m« t¶ s½n , mèi liªn kÕt gi÷a c¸c phÇn tö ®­îc m« t¶ b»ng ch­¬ng tr×nh . Do vËy khi cÇn sö dông , cÇn sù thay ®æi trong cÊu tróc ®iÒu khiÓn th× chØ cÇn thay ®æi ch­¬ng tr×nh trong bé nhí cña hÖ thèng . - Sù ®¸nh gi¸ c¸c nhu cÇu lµ ®¬n gi¶n : nÕu biÕt con sè ®óng cña ®Çu vµo vµ ®Çu ra cÇn thiÕt th× cã thÓ ®¸nh gi¸ kÝch cì yªu cÇu cña bé nhí (®é dµi ch­¬ng tr×nh) tèi ®a lµ bao nhiªu . Do ®ã cã thÓ dÔ dµng vµ nhanh chãng lùa chän lo¹i PLC cho phï hîp víi yªu cÇu ®Ò ra . - Kh«ng gian l¾p ®Æt nhá . - D¶i chøc n¨ng réng . - Tèc ®é lµm viÖc cao . - C«ng suÊt tiªu gi¶m . - L¾p ®Æt ®¬n gi¶n . - Hª thèng cã thÓ më réng theo khèi . 2. Tæng qu¸t bé ®iÒu khiÓn tù ®éng . C¨n cø vµo c¸c yªu cÇu kü thuËt , chøc n¨ng vËn hµnh , thao t¸c nh­ trªn viÖc x©y dùng bé ®iÒu khiÓn tù ®éng cã thÓ chia ra lµm 2 phÇn : thiÕt kÕ phÇn cøng vµ thiÕt kÕ phÇn mÒm . - PhÇn mÒm lµ c¸c ch­¬ng tr×nh lËp cho viÖc ®iÒu khiÓn , ®¶m b¶o thùc hiÖn c¸c chøc n¨ng vÒ ph­¬ng ph¸p , tr¹ng th¸i vËn hµnh , ®Æt c¸c th«ng sè theo c¸c yªu cÇu cña c«ng nghÖ . - PhÇn cøng lµ mét bé PLC ®¶m nhiÖm c¸c chøc n¨ng : thu nhËn c¸c tÝn hiÖu ®Æt , c¸c tÝn hiÖu ph¶n håi vµ ®­a ra c¸c tÝn hiÑu ®iÒu khiÓn van c«ng nghÖ . §ång thêi hiÓn thÞ c¸c th«ng sè , tr¹ng th¸i vËn hµnh cña hÖ thèng . §Ó ®¶m b¶o ®é tin cËy cho kh¶ n¨ng chèng nhiÔu , chÞu sù sôt ¸p tèt , hÖ thèng ®­îc thiÕt kÕ víi 2 nguån cung cÊp ®éc lËp (nguån cho CPU vµ c¸c mo®un vµo , ra vµ nguån c«ng suÊt cho c¸c van) . Tæng hîp sè ®Çu vµo , ra cho bé ®iÒu khiÓn ch­¬ng tr×nh PLC lµ : a. C¸c tÝn hiÖu ra ------------------------------------------------------------------------------------------- 15 T.g: Phan ViÖt C­êng
  15. §iÒu khiÓn vµ khèng chÕ lß t¹o khÝ Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com ebook@free4vn.org -------------------------------------------------------------------------------------------- - TÝn hiÖu ®­a ra ®iÒu khiÓn c¸c van c«ng nghÖ (®ång thêi ®­a ra hiÓn thÞ c¸c LED trªn b¶ng hiÓn thÞ) : 9 ®iÓm 24V . - TÝn hiÖu ®­a ra hiÓn thÞ tr¹ng th¸i c¸c giai ®o¹n lµm viÖc cña 1 chu kú t¹o khÝ : 5 ®iÓm 24V . - TÝn hiÖu ®­a ra b¸o hiÖu khi cã sù cè : 1 ®iÓm 24V. b. C¸c tÝn hiÖu vµo - C¸c c«ng t¾c ®Æt chÕ ®é lµm viÖc : 5 ®iÓm . - C¸c c«ng t¾c ®Æt chÕ ®é ®iÒu khiÓn : 1 ®iÓm . - C«ng t¾c dõng toµn bé hÖ thèng khi cã sù cè : 1 ®iÓm . Bé tù ®éng bao gåm c¸c khèi sau : - ThiÕt bÞ ®iÒu khiÓn logic kh¶ tr×nh (CPU) . - M¹ch nhËn tÝn hiÖu ph¶n håi (Modul Input) . - M¹ch ®Æt th«ng sè vµ thao t¸c . - M¹ch xö lý tÝn hiÖu ra (Modul Ouput) . - Nguån cung cÊp (gån 2 bé : nguån cho m¹ch ®iÒu khiÓn vµ nguån cho m¹ch lùc) . Nh­ vËy s¬ ®å chøc n¨ng tæng qu¸t bé ®iÒu khiÓn tù ®éng ®­îc thiÕt kÕ nh­ h×nh II_6 . 3. Bµi to¸n cho ch­¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn . C¨n cø vµo yªu cÇu c«ng nghÖ ®· nªu ë trªn , viÖc thiÕt kÕ phÇn mÒm dùa trªn c¬ së thùc hiÖn lËp tr×nh ®Î ®­a ra c¸c tr¹ng th¸i ®Çu ra cña thiÕt bÞ (phÇn cøng) ®¸p øng ®­îc yªu cÇu c«ng nghÖ . Tõ b¶ng tr¹ng th¸i cña van c«ng nghÖ ®· nªu ë trªn , do viÖc ®iÒu khiÓn c¸c van c«ng nghÖ thùc hiÖn bëi c¸c tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn r¬le trung gian do PLC ®¶m nhiÖm . Nh­ vËy ta cã b¶ng tr¹ng th¸i cña c¸c tÝn hiÖu ®Çu ra cña PLC ®Ó ®iÒu khiÓn c¸c van c«ng nghÖ trong c¸c chÕ ®é vËn hµnh nh­ sau : - Tr¹ng th¸i c¸c van khi lß vËn hµnh b×nh th­êng : b¶ng II_7 . - Tr¹ng th¸i vËn hµnh lß kh«ng thªm N 2 : b¶ng II_8 . - Tr¹ng th¸i vËn hµnh lß kh«ng më van giã lÇn 2 : b¶ng II_9 . - Tr¹ng th¸i vËn hµnh lß thæi lªn hoµn toµn : b¶ng II_10 . - Tr¹ng th¸i vËn hµnh lß chÕ khÝ tr¬ : b¶ng II_11 . Trong ®ã c¸c tÝn hiÖu cã ®iÖn t­¬ng øng víi c¸c tr¹ng th¸i t¸c ®éng cña c¸c r¬le trung gian , ®ång thêi t­¬ng øng víi c¸c tr¹ng th¸i më cña c¸c van c«ng nghÖ : ------------------------------------------------------------------------------------------- 16 T.g: Phan ViÖt C­êng
  16. §iÒu khiÓn vµ khèng chÕ lß t¹o khÝ Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com ebook@free4vn.org -------------------------------------------------------------------------------------------- van giã lÇn 1 , van tæng h¬i n­íc , van N 2 thæi lªn , van N 2 thæi xuèng . C¸c tÝn hiÖu ra kh«ng cã ®iÖn t­¬ng øng víi tr¹ng th¸i t¸c ®éng cña c¸c r¬le trung gian , ®ång thêi t­¬ng øng víi tr¹ng th¸i ®ãng cña c¸c van c«ng nghÖ: van giã lÇn 1 , van giã lÇn 2 , van tæng h¬i n­íc , van N2 thæi lªn , van N2 thæi xuèng . C¸c tÝn hiÖu ra cã ®iÖn t­¬ng øng víi tr¹ng th¸i t¸c ®éng cña c¸c r¬le trung gian ®ång thêi t­¬ng øng víi tr¹ng th¸i më phÝa cho thæi lªn cña c¸c van 3 ng¶ h¬i n­íc , khÝ than . C¸c tÝn hiÖu ra kh«ng cã ®iÖn t­¬ng øng víi tr¹ng th¸i t¸c ®éng cña c¸c r¬le trung gian , ®ång thêi øng víi tr¹ng th¸i më phÝa cho thæi xuèng cña c¸c van 3 ng¶ h¬i n­íc , khÝ than nãi trªn . Riªng víi tÝn hiÖu ra ®iÒu khiÓn van èng khãi th× ng­îc l¹i do yªu cÇu ®¶m b¶o an toµn . NÕu ®Çu ra ®iÒu khiÓn cã ®iÖn th× ®ãng khãi . Thêi gian duy tr× më van èng khãi khi mÊt ®iÖn do hÖ thèng dÇu cao ¸p thùc hiÖn (kho¶ng tõ 1 ®Õn 3 giê) . 4. Tæng hîp m¹ch . C¨n cø vµo c¸c b¶ng tr¹ng th¸i tr¹ng th¸i , ®Ó x©y dùng m« h×nh hµm ®iÌu khiÓn th× tr­íc hÕt ta ph¶i tæng hîp m¹ch . Bµi to¸n tæng hîp m¹ch lµ bµi to¸n khã , h¬n n÷a tõ mét yªu cÇu ®Ò ra l¹i cã rÊt nhiÒu c¸ch gi¶i quyÕt kh¸c nhau . Do vËy vÊn ®Ò chung ë ®©y lµ ph¶i dùa vµo 1 chØ tiªu tèi ­u nµo ®ã , ®ång thêi ®Ó t×m ®­îc lêi gi¶i tèi ­u th× ngoµi c¸c suy luËn to¸n häc logic , ng­êi thiÕt kÕ cßn ph¶i tËn dông c¸c kinh nghiÖm thùc tÕ rÊt phong phó vµ ®a d¹ng . C¸c ph­¬ng ph¸p tæng hîp m¹ch ; - Ph­¬ng ph¸p gi¶i tÝch . - Ph­¬ng ph¸p dùa vµo to¸n tö tr¹ng th¸i vµ biÕn cè . - Ph­¬ng ph¸p dïng b¶ng t¸c ®éng hoÆc hµm t¸c ®éng c¸c biÕn cè . - Ph­¬ng ph¸p dïng b¶ng tr¹ng th¸i . - Ph­¬ng ph¸p ®å h×nh Mealy hoÆc Moore . - Ph­¬ng ph¸p Grafcet . Trong d©y chuyÒn s¶n xuÊt c«ng nghiÖp , c¸c thiÕt bÞ m¸y mãc th­êng ho¹t ®éng theo mét tr×nh tù logic chÆt chÏ nh»m ®¶m b¶o chÊt l­îng s¶n phÈm vµ an toµn cho nh­êi vµ thiÕt bÞ . CÊu tróc lµm viÖc tr×nh tù cña d©y chuyÒn ®Ï ®­a ra yªu cÇu cho ®iÒu khiÓn lµ ®iÒu khiÓn sù ho¹t ®énh thèng nhÊt chÆt chÏ cña d©y chuyÒn , ®ång thêi còng gîi ý cho ta sù ph©n nhãm logic cña automat tr×nh tù bëi c¸c tËp ------------------------------------------------------------------------------------------- 17 T.g: Phan ViÖt C­êng
  17. §iÒu khiÓn vµ khèng chÕ lß t¹o khÝ Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com ebook@free4vn.org -------------------------------------------------------------------------------------------- hîp con cña m¸y mãc vµ c¸c thuËt to¸n ®iÒu khiÓn b»ng c¸c ch­¬ng tr×nh con . S¬ ®å khèi cña hÖ ®iÒu khiÓn qu¸ tr×nh ®­îc thÓ hiÖn trªn h×nh sau : TÝn hiÖu vµo Mét qu¸ tr×nh c«ng nghiÖp gåm 3 h×nh thøc ®iÒu khiÓn ho¹t ®éng sau : - Hoµn toµn tù ®éng , lóc nµy chØ cÇn sù chØ huy chung cña nh©n viªn vËn hµnh hÖ thèng . - B¸n tù ®éng , lµm viÖc cã liªn quan trùc tiÕp ®Õn c¸c thao t¸c liªn tôc cña con ng­êi gi÷a c¸c chuçi ho¹t ®éng tù ®éng . - B»ng tay , tÊt c¶ hµnh ®éng cña hÖ ®Òu do con ng­êi thao t¸c . Trong qu¸ tr×nh lµm viÖc ®Ó ®¶m b¶o an toµn , tin cËy vµ linh ho¹t , hÖ ®iÒu khiÓn cÇn cã sù chuyÓn ®æi dÔ dµng tõ kiÓu “b»ng tay” sang “tù ®éng” vµ ng­îc l¹i , v× nh­ vËy hÖ ®iÒu khiÓn míi ®¸p øng ®óng c¸c yªu cÇu thùc tÕ . Trong qu¸ tr×nh lµm viÖc , sù “kh«ng b×nh th­êng” trong ho¹t ®éng cña d©y chuyÒn cã rÊt nhiÒu lo¹i , khi thiÕt kÕ ta ph¶i cè g¾ng m« t¶ chóng mét c¸ch ®Çy ®ñ nhÊt . Trong sè c¸c ho¹t ®éng “kh«ng b×nh th­êng” cña ch­¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn mét d©y chuyÒn tù ®éng , ng­êi ta ph©n biÖt c¸c lo¹i sau : - H­ háng “mét bé phËn” trong cÊu tróc ®iÒu khiÓn . Lóc nµy cÇn ph¶i xö lý riªng phÇn ch­¬ng tr×nh cã chç h­ háng , ®ång thêi ph¶i l­u t©m cho d©y chuyÒn ho¹t ®éng lóc cã h­ háng vµ s½n sµng chÊp nhËn l¹i ®iÒu khiÓn khi h­ háng ®­îc söa ch÷a xong . - H­ háng trong “cÊu tróc tr×nh tù” ®iÒu khiÓn . - H­ háng ë bé phËn chÊp hµnh (h­ háng thiÕt bÞ chÊp hµnh , h­ háng c¶m biÕn , h­ háng bé phËn thao t¸c …) . Khi thiÕt kÕ hÖ thèng ph¶i tÝnh ®Õn c¸c ph­¬ng thøc lµm viÖc kh¸c nhau ®Ó ®¶m b¶o an toµn vµ sö lý kÞp thêi c¸c h­ háng trong hÖ , ph¶i lu«n lu«n cã ph­¬ng ¸n can thiÖp trùc tiÕp cña ng­êi vËn hµnh ®Õn viÖc dõng m¸y khÈn cÊp , xö lý t¾c ngÏn vËt liÖu vµ c¸c hiÖn t­îng nguy hiÓm kh¸c . Grafcet lµ c«ng cô rÊt h÷u Ých ®Ó thiÕt kÕ vµ thùc hiÖn ®Çy ®ñ c¸c yªu cÇu cña hÖ tù ®éng ho¸ c¸c qu¸ tr×nh c«ng nghÖ kÓ trªn . ------------------------------------------------------------------------------------------- 18 T.g: Phan ViÖt C­êng
  18. §iÒu khiÓn vµ khèng chÕ lß t¹o khÝ Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com ebook@free4vn.org -------------------------------------------------------------------------------------------- Ta thÊy trong qu¸ tr×nh c«ng nghÖ cña lß t¹o khÝ th× mçi chu kú ho¹t ®éng ®­îc chia lµm 5 giai ®o¹n vµ mçi giai ®o¹n l¹i cã thÓ chia thµnh c¸c b­íc nhá . Tæng céng cã 12 b­íc trong mét chu kú , c¸c b­íc nµy ®­îc thùc hiÖn mét c¸ch tuÇn tù . Nh­ vËy dùa vµo b¶ng tr¹ng th¸i c¸c tÝn hiÖu ra cña PLC ta cã thÓ tæng hîp m¹ch b»ng ph­¬ng ph¸p Grafcet nh­ h×nh II_12 . Tõ Grafcet ë h×nh II_12 ta cã : * ë chÕ ®é vËn hµnh lß b×nh th­êng : S0+ = g + S1.12.V6.V8 + S2.12.V6 + S3.12.V6.V8 + S4.12.V6 + S5.12.V1.V2 S0- = S1.1 + S2.1 + S3.1 + S4.1 + S5.1 S1.1+ = S0 + m1 S1.1- = S1. 2 S1.2+ = S1.1.V3.V8 S1.2- = S1.3 S1.3+ = S1.2.V3.V4.V8 S1.3- = S1.4 S1.4+ = S1.3.V3.V8 S1.4- = S1.5 S1.5+ = S1.4.V3.V5.V6.V7.V8 S1.5- = S1.6 S1.6+ = S1.5.V5.V6.V7.V8 S1.6- = S1.7 S1.7+ = S1.6 .V5.V6.V7 S1.7- = S1.8 S1.8+ = S1.7.V1.V2.V5.V7 S1.8- = S1.9 S1.9+ = S1.8.V1.V2.V5.V6.V7.V9 S1.9- = S1.10 S1.10+ = S1.9.V1.V2.V5.V6.V7 S1.10- = S1.11 S1.11+ = S1.10.V5.V6.V7 S1.11- = S1.12 S1.12+ = S1.11.V5.V6.V7.V8 S1.12- = S0 ------------------------------------------------------------------------------------------- 19 T.g: Phan ViÖt C­êng
  19. §iÒu khiÓn vµ khèng chÕ lß t¹o khÝ Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com ebook@free4vn.org -------------------------------------------------------------------------------------------- * ë chÕ ®é vËn hµnh kh«ng thªm N2 : S0+ = g + S1.12.V6.V8 + S2.12.V6 + S3.12.V6.V8 + S4.12.V6 + S5.12.V1.V2 S0- = S1.1 + S2.1 + S3.1 + S4.1 + S5.1 S2.1+ = S0 + m2 S2.1- = S2.2 S2.2+ = S2.1.V3 S2.2- = S2.3 S2.3+ = S2.2.V3.V4 S2.3- = S2.4 S2.4+ = S2.3.V3.V6 S2.4- = S2.5 S2.5+ = S2.4.V3.V5.V6 S2.5- = S2.6 S2.6+ = S2.5.V5.V6 S2.6- = S2.7 S2.7+ = S2.6.V5.V6 S2.7- = S2.8 S2.8+ = S2.7.V1.V2.V5.V6 S2.8- = S2.9 S2.9+ = S2.8. V1.V2.V5.V6 S2.9- = S2.10 S2.10+ = S2.9. V1.V2.V5.V6 S2.10- = S2.11 S2.11+ = S2.10.V5.V6 S2.11- = S2.12 S2.12+ = S2.11.V5.V6 S2.12- = S0 *ë chÕ ®é vËn hµnh kh«ng më van giã lÇn 2 : S0+ = g + S1.12.V6.V8 + S2.12.V6 + S3.12.V6.V8 + S4.12.V6 + S5.12.V1.V2 S0- = S1.1 + S2.1 + S3.1 + S4.1 + S5.1 S3.1+ = S0 + m3 S3.1- = S3.2 ------------------------------------------------------------------------------------------- 20 T.g: Phan ViÖt C­êng
  20. §iÒu khiÓn vµ khèng chÕ lß t¹o khÝ Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com ebook@free4vn.org -------------------------------------------------------------------------------------------- + S3.2 = S3.1.V3.V8 S3.2- = S3.3 S3.3+ = S3.2.V3.V8 S3.3- = S3.4 S3.4+ = S3.3 .V3.V6 S3.4- = S3.5 S3.5+ = S3.4.V3.V5.V6.V7.V8 S3.5- = S3.6 S3.6+ = S3.5.V5.V6.V7.V8 S3.6- = S3.7 S3.7+ = S3.6.V5.V6.V7 S3.7- = S3.8 S3.8+ = S3.7.V1.V2.V5.V6.V7 S3.8- = S3.9 S3.9+ = S3.8.V1.V2.V5.V6.V7.V9 S3.9- = S3.10 S3.10+ = S3.9.V1.V2.V5.V6.V7 S3.10- = S3.11 S3.11+ = S3.10.V5.V6.V7 S3.11- = S3.12 S3.12+ = S3.11.V5.V6.V7.V8 S3.12- = S0 * ë chÕ ®é vËn hµnh thæi lªn hoµn toµn : S0+ = g + S1.12.V6.V8 + S2.12.V6 + S3.12.V6.V8 + S4.12.V6 + S5.12.V1.V2 S0- = S1.1 + S2.1 + S3.1 + S4.1 + S5.1 S4.1+ = S0 + m4 S4.1- = S4.2 S4.2+ = S4.1.V3 S4.2- = S4.3 S4.3+ = S4.2.V3.V4 S4.3- = S4.4 S4.4+ = S4.3.V3.V6 S4.4- = S4.5 ------------------------------------------------------------------------------------------- 21 T.g: Phan ViÖt C­êng
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2