HIện tượng điện cực phóng

Chia sẻ: Dweferhyj Gerhrtdjhtyd | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:18

Thêm vào BST

Báo xấu

89
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Hệ thống điện ghép khung chỉ được sử dụng được khi kết hợp với điện cực lắng dạng tấm và bị hạn chế bởi nhiệt độ làm việc đên s300 - 350c...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: HIện tượng điện cực phóng

2.4.2 HÖ thèng ®iÖn cùc phãng (vÇng quang) HÖ thèng ®iÖn cùc phãng cã thÓ chia thµnh nhiÒu lo¹i cã kÕt cÊu kh¸c nhau : + HÖ thèng ®iÖn cùc phãng ghÐp khung: ChØ sö dông ®−îc khi kÕt hîp víi ®iÖn cùc l¾ng d¹ng tÊm vµ bÞ h¹n chÕ bëi nhiÖt ®é lµm viÖc ®Õn 300 ÷ 3500C v× khi nhiÖt ®é cao h¬n sÏ x¶y ra hiÖn t−îng vÆn khung èng. + HÖ thèng ®iÖn cùc phãng treo tù do: Sö dông ®−îc c¶ cho ®iÖn cùc l¾ng d¹ng tÊm vµ d¹ng èng. Nã cã nh−îc ®iÓm lµ l¾p r¸p phøc t¹p; cã thÓ x¶y ra hiÖn t−îng d¹t tr«i tõng ®iÖn cùc hoÆc c¶ hÖ thèng, nhÊt lµ khi ®é cao h¬n 4 ÷ 5 m; phøc t¹p trong viÖc tæ chøc rò bôi b¸m. + HÖ thèng víi c¸c ®iÖn cùc phãng cøng v÷ng: Gåm c¸c phÇn tö cøng v÷ng liªn kÕt víi nhau t¹o thµnh khung kh«ng gian. C¸c ®iÖn cùc phãng ph¶i cã kÝch th−íc h×nh häc chÝnh x¸c ®Ó t¹o ra sù phãng ®iÖn vÇng quang m¹nh mÏ vµ ®ång ®Òu. C¸c ®iÖn cùc phãng th−êng cã tiÕt diÖn nhá nh−ng chiÒu dµi tíi hµng km nªn vÊn ®Ò ®¶m b¶o ®é bÒn v÷ng cña nã lµ ch×a kho¸ cña ®é tin cËy läc bôi tÜnh ®iÖn . + §iÖn cùc phãng cã diÓm phãng kh«ng cè ®Þnh: §−îc lµm tõ c¸c d©y dÉn cã tiÕt diÖn trßn hoÆc c¸c h×nh thï kh¸c. C¸c ®iÓm phãng vÇng quang kh«ng n»m cè ®Þnh vµ ®−îc ph©n bæ däc theo chiÒu dµi ®iÖn cùc + §iÖn cùc phãng víi c¸c ®iÓm phãng cè ®Þnh: Lµ c¸c d©y hoÆc thanh dÉn víi c¸c gai hoÆc r¨ng c¸ch ®Òu theo chiÒu dµi. §iÖn cùc phãng d¹ng nµy cã kh¶ n¨ng cho tr−íc dßng x¸c ®Þnh cña vÇng quang b»ng c¸ch thay ®æi b−íc t¹o gai vµ chiÒu cao cña nã nªn cã thÓ t¨ng hiÖu suÊt läc bôi tÜnh ®iÖn. HiÖn nay ®iÖn cùc phãng d¹ng nµy ®−îc sö dông −u viÖt trong c¸c läc bôi tÜnh ®iÖn kh«. 15
16
H6. HÖ thèng ®iÖn cùc phãng ghÐp khung 2.4.3 HÖ thèng rung gâ ®iÖn cùc l¾ng vµ phãng + Rung ®Ëp ®iÖn cùc: Hª thèng rung thùc hiÖn b»ng c¸ch ®Èy c¸c ®iÖn cùc ®−îc treo lÖch t©m b»ng mét c¬ cÊu cam theo h−íng n»m ngang vµ tiÕp theo lµ th¶ ®ét ngét cho ®iÖn cùc vÒ vÞ trÝ ban ®Çu; c¸c ®iÖn cùc sÏ va ch¹m vµo nhau vµ rò bôi b¸m vµo bÒ mÆt cña m×nh. + Rung rò b»ng bóa gâ: §©y lµ biÖn ph¸p phæ biÕn nhÊt hiÖn nay cho c¶ hÖ ®iÖn cùc phãng vµ l¾ng. CÇn cã khèi l−îng bóa gâ nhá nhÊt ®ñ ®Ó rò bôi b¸m v× lùc xung cña bóa gâ sÏ lµm mµi mßn c¸c chi tiÕt va ®Ëp. C¸c bóa gâ vµo c¸c ®iÖn cùc cã thÓ kh«ng ®ång thêi mµ chia ra lµm c¸c kho¶ng thêi gian b»ng nhau nªn cã thÓ gi¶m ®−îc tèi thiÓu hiÖn t−îng bôi bay theo lÇn 2. + Rung ®Ëp xung: Còng t−¬ng tù nh− hÖ bóa gâ nh−ng chuyÓn ®éng b»ng thuû lùc hay nam ch©m ®iÖn. HÖ thèng nµy cã thuËn tiÖn lµ ®iÒu khiÓn ®−îc lùc ®Ëp vµ kho¶ng thêi gian gi÷a c¸c lÇn trong kho¶ng réng. Nh−ng v× sù phøc t¹p cña c¸c c¬ cÊu xung nªn hiÖn t¹i ch−a t×m ®−îc sù øng dông réng r·i. + Rung rò bôi d¹ng rung: HÖ thèng rung sö dông nam ch©m ®iÖn hoÆc c¬ cÊu rung ®iÖn - c¬ nh»m t¹o c¸c dao ®éng ®Þnh h−íng hoÆc kh«ng ®Þnh h−íng ®Ó rung rò bôi tÝch tô ë c¸c ®iÖn cùc. Nh−ng v× kÕt cÊu phøc t¹p l¹i kÐm tin cËy khi lµm viÖc l©u dµi víi nh÷ng dao ®éng g©y mái vµ ph¸ huû c¸c chi tiÕt nªn trong thùc tÕ Ýt ®−îc øng dông. H×nh d¸ng cña hÖ thèng bóa gâ nh− trªn h×nh vÏ: 17
H7. HÖ thèng bóa gâ c¸c ®iÖn cùc tÊm vµ ®iÖn cùc phãng 2.4.4 HÖ thèng c¸ch ®iÖn läc bôi tÜnh ®iÖn C¸c bé c¸ch ®iÖn cña läc bôi tÜnh ®iÖn ph¶i lµm viÖc trong m«i tr−êng nhiÖt Èm v× vËy ph¶i cã biÖn ph¸p gi÷ cho bÒ mÆt cña chóng kh«ng bÞ bôi bÈn vµ nhiÖt ®é bÒ mÆt cao h¬n ®iÓm ®äng s−¬ng. Läc bôi tÜnh ®iÖn kh« th−êng ph¶i sÊy bé c¸ch ®iÖn khi khëi ®éng thiÕt bÞ hoÆc trong mét sè tr−êng hîp cã yªu cÇu. Tr−êng hîp c¸c h¹t bôi lµ chÊt dÉn ®iÖn (må hãng, bôi than,...) th× ph¶i sö dông hÖ thèng thæi khÝ s¹ch hoÆc kh«ng khÝ vµo hép chøa bé c¸ch ®iÖn. Sø c¸ch ®iÖn ®−îc dïng bé phËn c¸ch ®iÖn cña läc bôi khi nhiÖt ®é cña dßng khÝ nhiÔm bôi kh«ng v−ît qu¸ 250 ÷ 3500C vµ nhiÖt ®é ®äng s−¬ng cña h¬i axit kh«ng cao h¬n 120 ÷ 1500C. Th¹ch anh th−êng ®−îc sö dông khi nhiÖt ®é cao h¬n 250 ÷ 3500C. §Æc biÖt èng b»ng thuû tinh - ªpoxy c¸ch ®iÖn ®−îc dïng lµm trôc c¸ch ®iÖn cho c¸c c¬ cÊu rung gâ ®iÖn cùc phãng trong läc bôi tÜnh ®iÖn v× cã ®é bÒn c¬ cao. H×nh d¸ng vµ c¸c bé phËn cña côm c¸ch ®iÖn nh− h×nh vÏ d−íi ®©y 18
H8. Bé phËn sø c¸ch ®iÖn treo ®ì c¸c ®iÖn cùc 2.4.5 HÖ thèng ph©n phèi khÝ läc bôi tÜnh ®iÖn HÖ thèng ph©n phèi khÝ ®¶m b¶o sù ®ång ®Òu dßng khÝ trong mÆt c¾t cña läc bôi tÜnh ®iÖn vµ c¸c v¸ch ng¨n; c¶n trë dßng khÝ ®i qua phÇn kh«ng tÝch cùc cña läc bôi tÜnh ®iÖn, cã ý nghÜa rÊt lín ®èi víi hiÖu suÊt lµm viÖc cña läc bôi tÜnh ®iÖn. §Ó ph©n phèi dßng khÝ ®Òu theo mÆt c¾t tÝch cùc cña läc bôi tÜnh ®iÖn cã thÓ sö dông c¸c mÆt sµng ph©n phèi, c¸c tÊm dÉn h−íng vµ c¸c c¬ cÊu kh¸c. C¸c bé ph©n phèi khÝ th−êng lµm thay ®æi dßng khÝ nªn hay bÞ t¸ch c¸c h¹t bôi th« ë ®ã. V× thÕ cÇn ph¶i cã c¬ cÊu rung gâ hoÆc biÖn ph¸p ®Ó thu vµ th¶i l−îng bôi nµy, tr¸nh b¸m dÝnh lµm ¶nh h−ëng tíi dßng khÝ ®i qua. Sù ph©n bè cña dßng khÝ ®i vµo läc bôi tÜnh ®iÖn vµ hÖ thèng l−íi, sµng ph©n phèi khÝt nh− c¸c h×nh d−íi ®©y H9. Sù ph©n bè cña dßng khÝ trong c¸c tr−êng 19
H10. HÖ thèng l−íi ph©n phèi khÝ 2.4.6 HÖ thèng phÔu chøa bôi vµ thiÕt bÞ th¶i bôi HÖ thèng phÔu chøa bôi cña läc bôi tÜnh ®iÖn lµ bé phËn thu gom bôi sau khi bôi ®−îc rung gâ vµ r¬i xuèng tõ c¸c ®iÖn cùc. C¸c phÔu cã ®é dèc hîp lý®¶m b¶o bôi ®−îc thu xuèng ®¸y phÔu. Bôi thu gom ë ®¸y phÔu ®−îc th¶i ra ngoµi b»ng vÝt t¶i th«ng qua van quay kÝn khÝ th¸o bôi nh»m môc ®Ých ng¨n chÆn dßng khÝ th©m nhËp tõ bªn ngoµi vµo läc bôi tÜnh ®iÖn. §Ó tr¸nh hiÖn t−îng bÕt dÝnh, c¸c phÔu thu chøa bôi cßn ®−îc bè trÝ c¸c bé sÊy vµ c¸c bé rung gâ th¸o bôi. 2.5 Lùa chän c¸c bé phËn cña läc bôi tÜnh ®iÖn C¸c h¹t bôi trong tr−êng läc bôi tÜnh ®iÖn, nhËn ®iÖn tÝch vµ d−íi t¸c ®éng cña lùc ®iÖn tr−êng, chuyÓn ®éng víi vËn tèc dÞch chuyÓn v vÒ phÝa c¸c ®iÖn cùc. §èi víi vËn tèc dÞch chuyÓn cña c¸c h¹t bôi, yÕu tè quyÕt ®Þnh lµ c−êng ®é ®iÖn tr−êng. 20
C¸c th«ng sè: ®iÖn ¸p trªn c¸c ®iÖn cùc vµ c−êng ®é dßng ®iÖn cña tr−êng sÏ quyÕt ®Þnh tÝnh chÊt ®iÖn tr−êng cña läc bôi tÜnh ®iÖn vµ tõ ®ã quyÕt ®Þnh hiÖu suÊt cña thiÕt bÞ. V× thÕ, ®iÒu kiÖn tèt nhÊt cho thu läc bôi lµ gi÷ cho ®iÖn ¸p gi÷a c¸c ®iÖn cùc ë gi¸ trÞ cùc ®¹i. Bªn c¹nh viÖc thiÕt kÕ hÖ thèng ®iÒu khiÓn æn ®Þnh, tin cËy th× viÖc lùa chän c¸c kÕt cÊu, bé phËn c¬ khÝ sao cho phï hîp sÏ ¶nh h−ëng lín ®Õn kh¶ n¨ng duy tr× ®iÖn ¸p æn ®Þnh gi÷a c¸c ®iÖn cùc. Qua t×m hiÓu, xem xÐt c¸c bé phËn c¬ b¶n cña läc bôi tÜnh ®iÖn, nhãm ®Ò tµi ®· lùa chän h−íng thiÕt kÕ läc bôi tÜnh ®iÖn nh− sau : Läc bôi tÜnh ®iÖn kh« kiÓu ngang. §iÖn cùc l¾ng d¹ng tÊm biªn d¹ng hë. §iÖn cùc phãng d¹ng khung víi c¸c ®iÖn cùc cã ®iÓm phãng cè ®Þnh. HÖ thèng rung gâ c¸c ®iÖn cùc l¾ng vµ ®iÖn cùc phãng b»ng bóa gâ. HÖ thèng th¸o bôi nhiÒu cÊp ®Ó tr¸nh Èm vµ kÑt bé th¸o bôi. HÖ thèng c¸ch ®iÖn cao ¸p b»ng sø cao ¸p. Ch−¬ng 3 tÝnh to¸n thiÕt kÕ kÕt cÊu c¬ khÝ cña läc bôi tÜnh ®iÖn 3.1 C¸c th«ng sè ban ®Çu L−u l−îng khÝ : 1230 m3/phót, hay 20.5 m3/s hay 73.800m3/giê NhiÖt ®é khÝ : 1000C. Nång ®é bôi vµo : 50 g/m3. Nång ®é bôi ra ≤ 50 mg/Nm3. §é Èm : 61% KÝch th−íc h¹t bôi bÐ nhÊt : 0,1µm. 21
3.2 HiÖu suÊt tèi thiÓu cÇn cã cña Läc bôi tÜnh ®iÖn BV − BR η= .100% (1.1 ) BV Trong ®ã: BV _ Nång ®é bôi vµo ë ®iÒu kiÖn tiªu chuÈn ( mg/Nm3 ) BR _ Nång ®é bôi ra ë ®iÒu kiÖn tiªu chuÈn ( mg/Nm3 ) P 273 + t Bν = B ' V . . ( 1..2 ) PL 273 + 20 Trong ®ã: Bν′ = 50 g/m3 = 0,05 g/m3 _ Nång ®é bôi vµo ë ®iÒu kiÖn vËn hµnh P = 1,013.105 N/m2 _ ¸p suÊt khÝ quyÓn tiªu chuÈn PL= 101300 – 2000 = 99.300 N/m2 _ ¸p suÊt trong läc bôi tÜnh ®iÖn t = 1000C _ NhiÖt ®é dßng khÝ 101.300 273 + 100 BV = 50. = 64,93 (mg/Nm3 ) . (1.3 ) 99.300 273 + 20 HiÖu suÊt cÇn cã cña läc bôi tÜnh ®iÖn ®Ó ®¶m b¶o yªu cÇu nång ®é bôi ra: 64 ,93 − 0 ,05 η= = 99 ,923% ( 1.4 ) 64 ,93 3.3 KÝch th−íc c¬ b¶n cña thiÕt bÞ Ta cã: Vlv = Vs.τ1 ( 1.5 ) Trong ®ã: Vlv : thÓ tÝch lµm viÖc cña thiÕt bÞ (m3 ) Vs : n¨ng suÊt cña thiÕt bÞ ( m3/s ) 73800 Vs = = 20 ,5 ( m3/s ) ( 1.6 ) 3600 τ1 : Thêi gian l−u cña h¹t bôi trong thiÕt bÞ (s). τ1 = 10,14 ÷ 20,28 (s) Chän τ = 19s Thay vµo c«ng thøc (1.5 ) ta cã: Vlv = 20,5.19 = 389,5 ( m3 ) ( 1.7 ) DiÖn tÝch ngang cña thiÕt bÞ läc bôi tÜnh ®iÖn: 22
Q f= ( 1.8 ) v Trong ®ã: Q: l−u l−îng khãi th¶i ( m3/h ) Q = 1230. 60 = 73800 ( m3/h ) v : vËn tèc dßng khÝ ®i trong thiÕt bÞ ( m/s ) ψ . L .ω − a .v e η=1- Trong khi ®ã, theo c«ng thøc cña Deutch : hiÖu suÊt cña läc bôi tÜnh ®iÖn ®−îc quyÕt ®Þnh bëi c¸c kÝch th−íc h÷u Ých cña nã, cô thÓ lµ: v_vËn tèc dßng khÝ ; L_ tæng chiÒu dµi tr−êng tÜnh ®iÖn. Quan hÖ gi÷a hiÖu suÊt cña läc bôi tÜnh ®iÖn vµ vËn tèc dßng khÝ (m/s) cã d¹ng nh− ®å thÞ sau: η% 99 98 97 96 95 v(m/s) 0.6 1 1.5 2 2.5 V× vËy ®Ó tho¶ m·n yªu cÇu nång ®é khÝ th¶i ≤ 50 mg/Nm3 nghÜa lµ hiÖu suÊt cña läc bôi tÜnh ®iÖn ph¶i ®¹t 99,923% th× vËn tèc dßng khÝ trong läc bôi tÜnh ®iÖn lµ 0,55 m/s Thay vµo c«ng thøc (1.8) ta thu ®−îc trÞ sè sau : 73800 f= = 37 ,3 m 2 ( 1.9 ) 3600 .0,55 Chän : ChiÒu cao lµm viÖc cña thiÕt bÞ: H=9m ChiÒu réng lµm viÖc cña thiÕt bÞ : B = 4,2 m L = τ1.v = 19.0,55 = 10,45 m ChiÒu dµi cña thiÕt bÞ : Ta lÊy ch½n cho tæng chiÒu dµi cña 3 tr−êng (chiÒu dµi thùc tÕ cña thiÕt bÞ) L = 10,5 m. ThÓ tÝch thùc tÕ cña thiÕt bÞ : Vlv = L x.B x.H = 10,5x9x4,2 = 396,9 ( m3 ) ( 1.10 ) VËn tèc thùc tÕ cña dßng khÝ : 23
20 ,5 Vs v= = = 0,542 ( m/s ) ( 1.11 ) H .B 9 . 4 , 2 3.4 Sè l−îng c¸c ®iÖn cùc + §iÖn cùc l¾ng (d·y tÊm): Ta cã: a nt = +1 ( 1.12 ) 2y Trong ®ã: nt : sè l−îng d·y ®iÖn cùc l¾ng trong 1 tr−êng a : chiÒu ngang cña 1 tr−êng (kho¶ng c¸ch gi÷a hai ®iÖn cùc l¾ng ë hai c¹nh ngoµi cïng cña mét tr−êng) a = B - R2 = 4200 – 200 = 4000 mm y : kho¶ng c¸ch tõ ®iÖn cùc l¾ng ®Õn ®iÖn cùc phãng ( mm ) Chän y = 200 mm ®Ó phï hîp víi nguyªn liÖu xi m¨ng. 4000 nt = + 1 = 11 ( 1.13 ) 2.200 Ta chän nt = 11 d·y ®iÖn cùc. VËy sè l−îng bé ®iÖn cùc l¾ng trong toµn bé thiÕt bÞ lµ: 11.3 = 33 bé ®iÖn cùc. ChiÒu réng cña mét tÊm ®iÖn cùc l¾ng lín trong mét tr−êng: 3500 mm, ®−îc ghÐp b»ng nhiÒu tÊm nhá cã bÒ réng : 250 mm. + §iÖn cùc phãng Ta cã: n f = (nt − 1). b ( 1.14 ) z Trong ®ã: nf : sè l−îng ®iÖn cùc phãng trong 1 tr−êng nt : sè l−îng ®iÖn cùc l¾ng trong 1 tr−êng b: chiÒu dµi cña ®iÖn cùc l¾ng cÇn bè trÝ ®iÖn cùc phãng L 10500 b= − 500 = − 500 = 3000 ( mm ) ( 1.15 ) 3 3 z : kho¶ng c¸ch gi÷a 2 ®iÖn cùc phãng theo h−íng cña chiÒu dµi thiÕt bÞ. z = 250 mm 24
n f = (11 − 1). 3000 = 120 ®iÖn cùc ( 1.16 ) 250 Sè ®iÖn cùc phãng trong toµn bé thiÕt bÞ lµ: 120.3 = 360 ®iÖn cùc. + DiÖn tÝch bÒ mÆt l¾ng cña loc bôi tÜnh ®iÖn ®· chän F = 2.n t .L.H = 2 x11x10.5 x9 = 2079 m2 ( 1.17 ) 3.6 C−êng ®é dßng ®iÖn Ta cã: I = i.L (1.25) Trong ®ã: I : c−êng ®é dßng ®iÖn cho qua ®iÖn cùc d©y (A) i : c−êng ®é dßng ®iÖn trªn 1m ®iÖn cùc d©y (A/m) Chän i = 0.33 mA/m L : tæng chiÒu dµi cña ®iÖn cùc d©y (m) L = nd.h víi nd = 360 c©y h : chiÒu cao ®iÖn cùc d©y, h = 9 m L = 360x9 = 3240 (m) VËy: I = 0.33.3240 = 1069,2 mA . Dßng ®iÖn cña mét tr−êng: I1 = 1069,2 : 3 = 356,4 mA 3.7 HiÖu ®iÖn thÕ tíi h¹n §iÖn ¸p tíi h¹n : 2.π .R1 ⎞ ⎛ π .y − Ln Uth = Eth.R1 ⎜ ⎟ (1.26) ⎝z z⎠ Trong ®ã : R1 : B¸n kÝnh ®iÖn cùc quÇng s¸ng (m) R1 = 1cm = 1.10-2m y : Kho¶ng c¸ch gi÷a ®iÖn cùc quÇng s¸ng vµ ®iÖn cùc l¾ng (m) y = 200mm = 0,2 m. z : Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c ®iÖn cùc quÇng trong mét d·y . z = 250mm = 0,25 m. Eth : C−êng ®é tõ tr−êng tíi h¹n . Ta cã: 25
⎛ δ⎞ Eth = 3,04 + ⎜ δ + 0,0311 ⎟ .103 (KV/m) (1.27) ⎜ R1 ⎟ ⎝ ⎠ δ : Tû sè khèi l−îng riªng cña kh«ng khÝ trong ®iÒu kiÖn lµm viÖc vµ ®iÒu kiÖn tiªu chuÈn : P − PL 273 + 20 δ= . (1.28) 1,013 .10 5 273 + t 1,013 .10 5 − 2000 293 = 0 ,77 δ= . 1,013 .10 5 373 ⎛ δ⎞ ⎛ 0,77 ⎞ Eth = 3,04 + ⎜ δ + 0,0311 ⎟ .103 = 3,04 + ⎜ 0,77 + 0,0311 ⎟ (1.29) ⎜ 0,01 ⎟ ⎜ R1 ⎟ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ Eth = 4083 KV/m Do vËy ®iÖn ¸p tíi h¹n : ⎛ 3,14.(0,2 − 0,01) 2.3,14.10 −2 ⎞ Uth = 4083.1.10-2 ⎜ ⎟ − Ln (1.30) ⎜ 0,25 − 0,02 ⎟ ⎝ 0,25 − 0,02 ⎠ Uth = 159 (KV) + §iÖn ¸p lµm viÖc tÝnh to¸n cña Läc bôi tÜnh ®iÖn cã ®iÖn cùc phãng d¹ng gai: U = Uth x (0,46) (1.31) U = 73 KV 3.8 C«ng suÊt tiªu hao U bd .I tb .K t . cosϕ P= + Pt (1.32) 1,4.η Trong ®ã: P : C«ng suÊt tiªu hao cho toµn bé hÖ thèng thiÕt bÞ (W) Pt : C«ng suÊt ®éng c¬ rung l¾c ®iÖn cùc, Bunke, c«ng suÊt c¸c bé sÊy nãng hép c¸ch ®iÖn. Pt=15,7 kW η: HÖ sè sö dông cã Ých cña thiÕt bÞ η=0,85 Ub® : Gi¸ trÞ biªn ®é cña ®iÖn ¸p (KV). Ub® = 99 KV Itb : Gi¸ trÞ trung b×nh cña dßng quÇng s¸ng (A). Itb = 356,4 mA = 0,3564 A Kt : HÖ sè tÝnh ®Õn kh«ng hoµn toµn th¼ng cña dßng chØnh l−u. 26
Kt = 1,1 – 1,3 = 1,2 Thay sè vµo ta cã : 99.0,3564 .1,2.0,98 + 15,7 = 50,57 kW P= (1.33) 1,4.0,85 3.9 C¸c th«ng sè kü thuËt cña thiÕt bÞ 1. L−u l−îng khÝ qua thiÕt bÞ : Q = 73800 m3/h. 2. HiÖu suÊt thu bôi yªu cÇu : η = 99,923%. 3. HiÖu suÊt thu bôi tÝnh to¸n : η = 99,995%. 4. Sè tr−êng ®iÖn : 03 5. VËn tèc dßng khÝ trong thiÕt bÞ : ω = 0,542 m/s. 6. KÝch th−íc lµm viÖc cña thiÕt bÞ : B x H x L = 4m x 9m x10,5m . 7. KÝch th−íc lµm viÖc cña mét tr−êng: B x H x L1 = 4m x 9m x3,5m . 8. §iÖn cùc l¾ng d¹ng tÊm (tæng sè) : nt = 33 tÊm ( H x B = 9m x3,45m ). 9. §iÖn cùc l¾ng d¹ng tÊm (mét tr−êng): nt = 11 tÊm ( H x B = 9m x3,45m ). 10. §iÖn cùc phãng (tæng sè) : nd = 258 c©y ( d= 20mm) – cã hµn gai. 11. §iÖn cùc phãng (mét tr−êng) : nd = 86 c©y ( d= 20mm). 12. Tæng c−êng ®é dßng ®iÖn : I = 1069,2 mA. 13. C−êng ®é dßng ®iÖn mét tr−êng : I = 0,3564 A 14. §iÖn ¸p lµm viÖc : Ul = 68 ⎟ 72 KV. 15. §iÖn ¸p thiÕt kÕ : U = 110 KV. 16. BiÕn thÕ chØnh l−u cao ¸p lo¹i 44,0 KVA. Trªn c¬ së nh÷ng tÝnh to¸n vÒ th«ng sè kü thuËt cÇn cã cña mét thiÕt bÞ läc bôi tÜnh ®iÖn, nhãm ®Ò tµi ®· x©y dùng bé c¸c b¶n vÏ thiÕt kÕ kü thuËt phÇn c¬ khÝ cña hÖ thèng, bao gåm: i. ThiÕt kÕ 3 tr−êng c¬, khung vá, HÖ thèng dÉn bôi vµo, ra vµ hÖ thèng sÊy. ii. ThiÕt kÕ hÖ thèng ®iÖn cùc phãng vµ ®iÖn cùc l¾ng iii. ThiÕt kÕ hÖ thèng khung treo ®Þnh vÞ, c¸ch ®iÖn. iv. ThiÕt kÕ hÖ thèng rung gâ bôi. v. ThiÕt kÕ hÖ thèng thu th¸o bôi. Ch−¬ng 4 ThiÕt kÕ hÖ thèng ®iÒu khiÓn cña läc bôi tÜnh ®iÖn 4.1 Nguyªn lý ®iÒu khiÓn tù ®éng LBT§ 1. §iÒu khiÓn tù ®éng ®iÖn ¸p tr−êng LBT§ thÊp h¬n ®iÖn ¸p phãng mét gi¸ trÞ ®Æt tr−íc: Tù ®éng n©ng dÇn ®iÖn ¸p tíi khi xuÊt hiÖn phãng ®iÖn trong tr−êng råi khi 27
®ã h¹ khÈn cÊp ®iÖn ¸p tíi gi¸ trÞ an toµn. Qu¸ tr×nh cø nh− vËy lÆp ®i lÆp l¹i.( Aktiubrengen- Nga, h·ng Simon- Karvs ®· nghiªn cøu thiÕt kÕ) 2. §iÒu khiÓn tù ®éng ®iÖn ¸p theo tÇn suÊt phãng tia ®iÖn trong LBT§ (Valter). 3. §iÒu khiÓn tù ®éng ®iÖn ¸p b»ng c¸ch ¸p ®Æt vµ gi÷ trªn c¸c ®iÖn cùc 1 ®iÖn ¸p trung b×nh cùc ®¹i.( Loge- Cottrell). 4.2 TÝnh to¸n thiÕt kÕ bé nguån chØnh l−u cao ¸p 4.2.1 TÝnh chän c«ng suÊt bé nguån chØnh l−u cao ¸p §èi víi hÖ thèng läc bôi tÜnh ®iÖn l−u l−îng 1.230 m3/ph ®Ó läc khÝ th¶i cña c¸c c¬ së s¶n xuÊt xi m¨ng lß quay, kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c ®iÖn cùc 400 mm, theo tÝnh to¸n kinh nghiÖm thùc tÕ cña c¸c s¶n phÈm läc bôi tÜnh ®iÖn t−¬ng ®−¬ng cña c¸c n−íc ®· nhËp vµ ®ang sö dông ë ViÖt Nam, nhãm thiÕt kÕ chän lo¹i cã ®iÖn ¸p kh«ng t¶i 110 KV, ®iÖn ¸p lµm viÖc danh ®Þnh 80 KV, dßng ®iÖn danh ®Þnh 400 mA. H×nh 11 m« t¶ s¬ ®å khèi cña bé nguån chØnh l−u cao ¸p. Bé nguån nµy gåm cã c¸c khèi c¬ b¶n sau: BT Lùc A K L1 Bé BiÕn ¸p xung nguån Shunt Ph©n ¸p B¶n cùc mA Bé ®iÒu khiÓn X cao ¸p kV H11. S¬ ®å m¹ch chØnh l−u cao ¸p cña läc bôi tÜnh ®iÖn 28
Nguån ®iÖn vµo 2 pha 380 V, 50 Hz (víi c¸c bé nguån c«ng suÊt thÊp ta cã thÓ chän ®iÖn ¸p vµo lµ ®iÖn ¸p 1 pha 220 V, 50 Hz ). Van ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p vµo biÕn thÕ chØnh l−u cao ¸p (Thyristor ®Êu song song ng−îc ) Cuén kh¸ng chÆn L1. BiÕn ¸p chØnh l−u. Bé chØnh l−u cao ¸p. §iÖn trë ph©n ¸p, Shunt dßng ®iÖn ®Ó ®o l−êng vµ lµm tÝn hiÖu ph¶n håi cho qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn. Bé ®iÒu khiÓn ®iÖn tr−êng. 4.2.2 TÝnh to¸n c¸c th«ng sè cña biÕn ¸p chØnh l−u S¬ ®å m¸y biÕn thÕ chØnh l−u cao ¸p lµ s¬ ®å m¸y biÕn thÕ chØnh l−u cÇu mét pha, do ®ã viÖc tÝnh to¸n vµ lùa chän ph¶i ®−îc rót ra tõ s¬ ®å cÇu chØnh l−u nh− sau: C¸c th«ng sè kü thuËt cña cÇu chØnh l−u mét pha nh− sau: ~U1 Id 0 180 H12: CÇu chØnh l−u mét pha. Sè pha: m = 2. Ud / U2 = 0,9. Ung−îc max / Ud = 1,57. Ia / Id = 0,5. Iamax / Id = 0,785. I2 / Id = 1,11. I1 *W1 / Id * W2 = 1,11. S / Pd = 1,23. C¸c sè liÖu ban ®Çu: 29
C«ng suÊt biÓu kiÕn: S = 44 kVA. §iÖn ¸p s¬ cÊp: U1 = 380V. §iÖn ¸p thø cÊp: U2 = 110kV. TÇn sè: f = 50Hz. M¸y cã cuén kh¸ng h¹n chÕ dßng, cã bé phËn tiÕp ®Êt khi më hép che ®Çu cao thÕ. §iÖn ¸p mét chiÒu phÝa thø cÊp: Ud = 0,9.U2 = 0,9.110 KV=99 KV. §iÖn ¸p ng−îc: Ung−îc max = 1,57.99 KV= 155 KV. C«ng suÊt mét chiÒu: Pd = S/1,23 = 44 /1,23 = 35,77 KW. C«ng suÊt biÓu kiÕn: S = 44 kVA. Dßng ®iÖn mét chiÒu: Id = Pd/Ud =35.77 KW/99 KV = 0,36A. Dßng ®iÖn thø cÊp: I2 = 1,11.Id = 1,11.0,36 A = 0,4 A. Dßng ®iÖn hiÖu dông trªn mét nh¸nh chØnh l−u: Ia = 0,5.Id = 0,5.0,36 A = 0,18 A. Dßng ®iÖn s¬ cÊp: I1 = 103.S1/U1 =103 x 44 KW/380 V = 11,93 A. 4.3 ThiÕt kÕ bé ®iÒu khiÓn ®iÖn tr−êng §Ó b¶o ®¶m hiÖu suÊt thu håi bôi cao, mçi tr−êng cã mét biÕn thÕ chØnh l−u cao ¸p vµ kÌm theo lµ mét bé ®iÒu khiÓn ®iÖn tr−êng riªng. Bé ®iÒu khiÓn ®iÖn tr−êng lµ thiÕt bÞ cung cÊp nguån cã ®iÒu khiÓn cho biÕn thÕ chØnh l−u cao ¸p t¹o nªn ®iÖn tr−êng cao ¸p cung cÊp cho hÖ thèng läc bôi tÜnh ®iÖn. S¬ ®å nguyªn lý tæng thÓ bé ®iÒu khiÓn ®iÖn tr−êng ®−îc m« t¶ trong “S¬ ®å ®iÒu khiÓn biÕn thÕ chØnh l−u cao ¸p”. Bé ®iÒu khiÓn biÕn thÕ chØnh l−u cao ¸p gåm 2 phÇn chÝnh : PhÇn ®éng lùc vµ phÇn ®iÒu khiÓn. 4.3.1 PhÇn ®éng lùc PhÇn ®éng lùc cña bé ®iÒu khiÓn ®iÖn tr−êng gåm : ThiÕt bÞ ®ãng ng¾t cung cÊp nguån vµ b¶o vÖ ng¾n m¹ch ngoµi nh− ¸p t« m¸t, khëi ®éng tõ, r¬ le b¶o vÖ qu¸ dßng C¸c thiÕt bÞ hiÓn thÞ dßng ®iÖn, ®iÖn ¸p 30
CÆp Thyristor ®Êu song song ng−îc V101, V102. C«ng suÊt cña thiÕt bÞ ®éng lùc ®−îc chän phï hîp víi c«ng suÊt cña biÕn thÕ chØnh l−u cao ¸p vµ cã tÝnh ®Õn kh¶ n¨ng lµm viÖc l©u dµi trong m«i tr−êng nãng bôi. Ngoµi ra trong biÕn ¸p chØnh l−u còng l¾p thiÕt bÞ b¶o vÖ qu¸ nhiÖt, khi nhiÖt ®é trong biÕn ¸p v−ît qu¸ gi¸ trÞ ®Æt cho phÐp sÏ t¸c ®éng kh«ng cung cÊp nguån cho hÖ thèng. Trªn tñ còng l¾p c¸c thiÕt bÞ ®o l−êng chØ thÞ dßng ®iÖn nguån cung cÊp, chØ thÞ dßng ®iÖn vµ ®iÖn ¸p mét chiÒu cña bé nguån chØnh l−u cïng tr¹ng th¸i sù cè. 4.3.2 Yªu cÇu kü thuËt cña mét bé ®iÒu khiÓn ®iÖn tr−êng Bé ®iÒu khiÓn ®iÖn tr−êng ®−îc coi lµ bé n·o cña hÖ thèng ®iÒu khiÓn ®iÖn tr−êng. Bé ®iÒu khiÓn ®iÖn tr−êng trong hÖ thèng Läc bôi tÜnh ®iÖn cung cÊp c¸c xung ®Ó ®iÒu khiÓn gãc më cho Thyristor phï hîp víi ®iÖn ¸p ®Æt vµ phô t¶i yªu cÇu. Bé ®iÒu khiÓn ®iÖn tr−êng ph¶i tho¶ m·n víi c¸c yªu cÇu sau : B¶o ®¶m më m¸y ªm . Giíi h¹n møc ®iÖn ¸p cao vµ thÊp cung cÊp cho ®iÖn cùc. Ph¶n øng nhanh dËp tia löa phãng ®iÖn gi÷a hai ®iÖn cùc theo tÇn sè phãng ®iÖn. Ngoµi ra theo yªu cÇu cô thÓ cÇn ph¶i biÕn ®æi tÝn hiÖu dßng vµ ¸p chØnh l−u sang nguån dßng tiªu chuÈn cho hÖ thèng ®iÒu khiÓn ngoµi. Giíi h¹n dßng cùc ®¹i 4.3.3 TÝnh to¸n thiÕt kÕ bé ®iÒu khiÓn ®iÖn tr−êng Víi ®Ò tµi nghiªn cøu KC 06-07CN, nhãm nghiªn cøu ®· tÝnh to¸n, thiÕt kÕ bé ®iÒu khiÓn ®iÖn tr−êng øng dông PLC thÓ hiÖn trong b¶n vÏ “S¬ ®å ®iÒu khiÓn, gi¸m s¸t, qu¶n lý hÖ thèng läc bôi tÜnh ®iÖn dïng PLC vµ m¸y tÝnh”, vµ theo s¬ ®å nguyªn lý sau: S¬ ®å nguyªn lý cña hÖ thèng ®iÒu khiÓn 31
§éng c¬ HÖ thèng Bé 0-10VDC rung gâ ®Ìn, ®iÒu khiÓn ®iÖn cùc b¸o ®éng Thyristor Mµn h×nh c«ng nghiÖp Module vµo, ra CPU S7 Analog M¸y tÝnh B¸o ®éng 4 - 20mA : PC/ PPI Bé biÕn ®æi, Nót Ên, C«ng hiÓn thÞ t¾c, r¬le mA - kV Ph¶n håi dßng, ¸p BiÕn thÕ chØnh l−u cao ¸p Bé ®iÒu khiÓn ®iÖn tr−êng gåm c¸c bé phËn chÝnh sau: - Khèi ®iÒu khiÓn Tiristor lÊy ®iÖn ¸p chñ ®¹o tõ m«dule Analog cña PLC, tÝn hiÖu ®ång bé, ph¶n håi dßng ®iÖn, ®iÖn ¸p phÝa s¬ cÊp trùc tiÕp tõ m¹ch s¬ cÊp. §iÒu khiÓn b»ng tay dïng chiÕt ¸p R260. - C¸c tÝn hiÖu ph¶n håi thø cÊp lÊy tõ ®iÖn trë shunt vµ m¹ch ph©n ¸p, qua c¸c bé biÕn ®æi thµnh c¸c tÝn hiÖu tiªu chuÈn ( 0-10V hoÆc 4-20mA ), ®−a vÒ ®Çu vµo m«dule Analog. - Bé ®iÒu khiÓn PLC xö lý c¸c tÝn hiÖu dßng ®iÖn vµ ®iÖn ¸p ®Ó ®−a ra ®iÖn ¸p chñ ®¹o b¶o ®¶m cho ®iÖn tr−êng cã gi¸ trÞ cao nhÊt. Ngoµi ra PLC còng ®−a ra c¸c tÝn hiÖu b¸o ®éng hoÆc ng¾t m¹ch ®iÒu khiÓn khi gi¸ trÞ ®iÖn ¸p vµ dßng ®iÖn v−ît qu¸ møc giíi h¹n cho phÐp. - C¸c gi¸ trÞ ®Æt vµ gi¸ trÞ thùc, c¸c tÝn hiÖu b¸o ®éng ®−îc thÓ hiÖn trªn mµn h×nh c«ng nghiÖp. 32