Giới thiệu công nghệ sản xuất giấy

Giới thiệu công nghệ sản xuất giấy 1.1 Quá trình sản xuất giấy điện tiêu thụ trong toàn nhà máy, đồng thời khi cần cũng có thể mua điện từ lới điện quốc gia phục vụ cho hoạt động sản xuấ

PhÇn 1

Giíi thiÖu c«ng nghÖ

1 Giới thiệu công nghệ sản xuất giấy Giới thiệu chung

Chơng 1

Giới thiệu công nghệ sản xuất giấy

Giới thiệu chung:

Nằm trên địa bàn huyện Phù Ninh – tỉnh Phú Thọ, công

ty Giấy Bãi Bằng là đơn vị sản xuất giấy có sản lợng đứng

đầu trong công nghiệp sản xuất giấy nớc ta hiện nay Đây

là công trình hợp tác quốc tế giữa chính phủ Việt Nam vàvơng quốc Thụy Điển có công nghệ hiện đại, đồng bộ vàhoàn chỉnh từ khâu chuẩn bị nguyên liệu, sản xuất đếnquản lí sản xuất và tiêu thụ sản phẩm Đợc xây dựng trêndiện tích gần 20 ha vị trí gần đờng bộ, đờng thuỷ và đ-ờng sắt, vùng nguyên liệu đặc trng theo vùng thuận lợi chovận chuyển nguyên liệu và tiêu thụ sản phẩm Sản phẩmchủ yếu là giấy viết, giấy in, giấy photocopy, giấy vi tính,giấy bao gói, v.v cung cấp cho thị trờng trong nớc và xuấtkhẩu Công suất thiết kế là 55.000 tấn giấy trong đó50.000 tấn giấy in, viết và 5.000 tấn giấy bao gói chiếm60% sản lợng giấy cả nớc

Ngày nay, đứng trớc những yêu cầu ngày càng cao cuộcsống, trong nền kinh tế thị trờng tự do cạnh tranh, các cán

bộ CNV trong công ty đã cùng nhau đoàn kết, học tập,khuyến khích cải tiến kỹ thuật nâng cao năng suất, chất l-ợng sản phẩm, tăng cờng việc cải tạo đầu t mới áp dụng cácthành tựu khoa học kỹ thuật mới vào sản xuất nên sản lợngcông ty năm sau cao hơn năm trớc, chất lợng sản phẩm nângcao rõ rệt đợc thể hiện ở việc ngày nay công ty đang quản

lí sản phẩm theo tiêu chuẩn ISO 9002 Với số lợng cán bộ CNVtơng đối lớn nhng công ty vẫn đảm bảo đợc việc làm ổn

định và thu nhập cao Sản lợng giấy của công ty năm 2001

là 70.000 tấn và kế hoạch năm 2002 là 75.000 tấn cao hơn

so với công suất thiết kế gần 150% Đó là những thành tựu

mà không phải đơn vị sản xuất nào cũng làm đợc

1 Giới thiệu công nghệ sản xuất giấy Giới thiệu chung

Về quy mô công ty, công ty bao gồm nhiều nhà máy sảnxuất khác nhau phục vụ các công đoạn khác nhau cho quátrình sản xuất giấy nh: nhà máy bột là nơi tạo ra bột giấydùng cho quá trình sản xuất giấy; nhà máy giấy điều hànhquá trình sản xuất giấy; nhà máy hoá chất cung cấp các loạihoá chất cần thiết trong quá trình sản xuất; nhà máy điện

đủ khả năng cung cấp

ép

tinh

Hình 1 – 1 Quá trình sản xuất bột và giấy

1 Giới thiệu công nghệ sản xuất giấy 1.1 Quá trình sản xuất giấy

điện tiêu thụ trong toàn nhà máy, đồng thời khi cần cũng

có thể mua điện từ lới điện quốc gia phục vụ cho hoạt

động sản xuất; và phân xởng quan trọng nhất trong công

ty chính là phân xởng xeo giấy, đó là nơi sản xuất ra sảnphẩm cuối cùng trong rất nhiều công đoạn sản xuất giấy.Mỗi nhà máy, phân xởng trong công ty đều giữ một vai tròquan trọng khác nhau trong các công đoạn sản xuất Do vậy,trong nhiều năm qua các nhà máy phân xởng luôn phấn

đấu hoàn thành đúng và vợt mức kế hoạch đề ra để thúc

đẩy sự phát triển của nhà máy

1.1 - Quá trình sản xuất giấy

Công nghệ sản xuất giấy đi từ nguyên liệu ban đầu là

gỗ, tre nứa Quá trình sản xuất giấy bao gồm 2 công đoạnchính:

 Quá trình sản xuất bột giấy

 Quá trình xeo giấy

Sơ đồ công nghệ có dạng hình khối nh hình 1 – 1:

1 Giới thiệu công nghệ sản xuất giấy 1.1 Quá trình sản xuất giấy

Nguyên liệu qua xử lý sẽ đợc đa vào nấu, sau đó đợc quakhâu rửa và tẩy trắng Bột sau khi tẩy sẽ theo hệ thống dẫn

đến hòm phun bột, qua hệ thống ép thành tờ giấy, đợc sấykhô thành sản phẩm giấy ở dạng thô Sau đó, giấy dạng thô

sẽ đợc đi qua hệ thống ép quang tạo ra các sản phẩm giấy

có chất lợng khác nhau nh giấy in, giấy photo, giấy viết

1.1.1 Quá trình công nghệ sản xuất bột.

1.1.1.1 Công đoạn xử lí nguyên liệu.

Nguyên liệu sản xuất giấy chủ yếu là gỗ và tre nứa Trenứa đợc đa từ bãi chứa vào băng chuyền và đợc rửa sạchbằng nớc trớc khi đa vào máy chặt Tại đây tre nứa sẽ đợcbăm thành mảnh nhỏ có kích thớc theo tiêu chuẩn là: dài 35

mm, rộng 10 mm và dày 2,5 mm Các loại mảnh này đợc đavào hệ thống rửa mảnh

Năng suất máy chặt tre, nứa là 20 tấn / h

Gỗ đợc đa đến bộ phận bóc vỏ bằng băng tải xích Gỗsau khi rửa sạch đợc đa vào máy chặt mảnh Mảnh gỗ saukhi chặt có kích thớc : dài 25  35 mm, rộng 10  20 mm,dày 3  4 mm Mảnh gỗ đợc đa qua sàng chọn và đa quasân chứa mảnh bằng băng tải

Năng suất máy chặt gỗ là 40 tấn / h

Mảnh tre nứa và gỗ đợc đa vào nồi nấu bằng hệ thốngthổi mảnh Tuỳ theo loại sản phẩm mà ta có các tỷ lệ thổimảnh khác nhau giữa gỗ và tre nứa

1.1.1.2 Công đoạn nấu bột.

Đây là công đoạn tiếp theo sau công đoạn chuẩn bịnguyên liệu ở đây bột đợc sản xuất theo phơng phápSunfat có thu hồi hoá chất Nguyên liệu dạng mảnh đợc nấutrong 3 nồi có cấu tạo hình trụ đứng với dung tích V = 145

m3 Thời gian của một mẻ nấu là 240 phút kể cả thời gian nạpmảnh Hệ thống nạp đợc tự động bằng hệ thống thổi mảnh

và cảm biến dạng tia phát xạ để cảm nhận việc nạp hoànthành Sau khi nấu xong bột đợc phóng sang bể phóng có

1 Giới thiệu công nghệ sản xuất giấy 1.1 Quá trình sản xuất giấy

dung tích 400 m3 Từ đây bột đợc đến máy đánh tơi và

đa sang bộ phận rửa

Năng suất nấu bột là 150 tấn / ngày

1.1.1.3 Công đoạn rửa sàng.

Sau công đoạn nấu, bột đợc đa sang bộ phận rửa sànggồm 4 máy rửa lọc chân không Tại đây bột đợc rửa sạch.Dịch đen loãng thu hồi trong quá trình nấu bột có nồng độkhoảng 13% đợc đa đến hệ thống chng bốc

Bột đen qua rửa sàng đợc đa đến hệ thống sàng gồm 2sàng áp lực, 1 sàng thô và 2 giai đoạn lọc cát Các mấu mắttre nứa và bột sống đợc loại ra khỏi bột và đa xuống sàng cô

đặc theo vít tải ra ngoài Bột tốt đợc đa đi tẩy trắng

bị cho quá trình xeo giấy

1.1.2 Quá trình công nghệ xeo giấy

Sau quá trình nấu, bột đợc bơm sang hệ thống xeo Tuynhiên để tăng các tính chất của giấy, trớc khi vào xeo bột đ-

ợc đa qua hệ thống nghiền nhằm mục đích tăng thêm bềmặt tiếp xúc, tăng khả năng tiếp xúc giữa các thớ sợi vớinhau tạo điều kiện thuận lợi cho việc hình thành nên tờgiấy

Sau quá trình nghiền, bột đợc pha thêm các chất phụ gia

nh cao lanh, nhựa thông, phèn và các chất phụ gia khác theoyêu cầu của từng loại sản phẩm Sau đó bột đợc đa sang hệ

1.1.2.1 Hòm phun bột và bộ phận hình thành giấy.

a – Hòm phun bột

Hòm phun bột làm nhiệm vụ phân bố đều một lợng bột

đồng đều trên lới và ổn định với tốc độ không đổi trêntoàn bộ bề ngang của lới, giữ không cho đồng bột chảy phá

vỡ sự hình thành của dòng bột trên bề mặt lới ở đây bột

đã đợc hình thành nên tờ giấy có độ khô từ 18  20%, nồng

độ bột đợc giữ ở 0,4% Sơ đồ hòm phun bột và bộ phậnhình thành có dạng hình vẽ 1–3:

độ khô khoảng 20 %, ở công đoạn ép tờ giấy có độ khô

kh

oảng 20  40% Công đoạn ép sẽ làm cho tờ giấy tăng độbền và độ nhẵn, đồng thời ép còn có nhiệm vụ dẫn tờgiấy sang bộ phận sấy Sơ đồ bộ phận ép nh hình vẽ 1 – 4

Bộ phận ép có cấu trúc và số lợng cặp ép khác nhau

Chức năng : Dùng lực cơ học để ép tờ giấy đạt trên điểmbão hoà ở phần này mục tiêu tách nớc đến độ khô của tờgiấy khoảng 22% Công đoạn này cũng góp phần làm cho tờgiấy có chất lợng tốt hơn Ngoài nhiệm vụ tách nớc, nó còn cónhiệm vụ dẫn giấy từ bộ phận lới sang bộ phận sấy, tăng độbền và độ nhẵn của tờ giấy Bộ phận ép có số lợng cặp ép

và cấu trúc khác nhau Một cặp ép bao gồm giá đỡ và hai lô.Lô dới thờng đợc lắp trên một ổ cố định và là lô dẫn động

Sự ép xảy ra ở khoảng giữa lô trong khe ép Tờ giấy đợcchăn dẫn qua khe ép

Tờ giấy ớt đợc chuyển trực tiếp từ lới tới trục ép hút chânkhông Chức năng quan trọng của lới ép là chống tạo vết trên

tờ giấy Tổ ép 1, tờ giấy có độ khô khoảng 33%, sau đó tờgiấy đợc chuyển tới bộ phận ép lới ở tổ hai Tổ hai gồm mộtlới nhựa giữa chăn ép và trục ép phía dới làm giảm áp suấtthuỷ tĩnh trong tuyến ép Kết quả là sau khi ra khỏi tổ ép

2, giấy có độ khô khoảng 40%.Từ chăn ép 2, tờ giấy đợc

chuyển tới tổ ép nhẵn (ép 3) qua một khoảng kéo hở Tổ

ép này không có chăn nên không có nhiệm vụ tách nớc màchỉ có tác dụng làm cho hai mặt của tờ giấy mịn và phẳnghơn

trong đó nhiệt đợc chuyển

qua vùng bay hơi nớc bốc lên

đi qua bề mặt của tờ giấy

và luồng khí thông gió

Các biện pháp sấy đợc sử dụng là:

- Sấy trực tiếp: Tờ giấy tiếp xúc với các lô sấy nóng

- Sấy đối lu: Nhiệt đợc cung cấp bởi không khí trongchụp xung quanh lô sấy.

24 lô nằm trong bộ phận sấy chính, 10 lô nằm trong bộphận sấy nhựa Giấy đã sấy khô đợc làm nguội trên 2 lô làmlạnh Tất cả các lô đều có đờng kính 1,5 m

Bảng sau cho ta thấy các lô đợc chia làm 6 nhóm (Bảng 1– 1)

25  26 27  34 35  36

Bảng 1 – 1 Thông số các lô truyền động nhóm sấy.

1 Giới thiệu công nghệ sản xuất giấy 1.1 Quá trình sản xuất giấy

Chiều dài của tờ giấy có thay đổi trong quá trình sấy.Sau các lô ép, tờ giấy đợc căng ra trong suốt quá trình nó

đợc gia nhiệt cả ở giai đoạn sấy khô và sấy nhựa, ép keo,dẫn đến dễ gây ra những sự cố của tờ giấy nh tờ giấy bịchùng, bị nhăn, Để khắc phục những sự cố và những biến

đổi của tờ giấy, các lô đợc bố trí thành những nhóm dẫn

động khác nhau Trong nhóm tất cả các lô trong cùng nhóm

đáp ứng các yêu cầu công nghệ sẽ đợc em trình bày ở cácchơng sau.

1.1.2.5 - Bộ phận cuộn và cuộn lại

Sau ép quang, tờ giấy đợc đa qua máy cuộn Sau công

đoạn cuộn, lô giấy có đờng kính lớn đợc cắt thành từng lôgiấy có đờng kính nhỏ theo yêu cầu khách hàng và đợccuộn lại trên máy cắt cuộn lại Lô giấy sau đó đợc đa vàokho thành phẩm và từ đó đợc chế biến theo yêu cầu củakhách hàng

1.2 – Các tham số công nghệ chính

T

m

1 Giới thiệu công nghệ sản xuất giấy 1.2 Các tham số công nghệ chính

số công nghệ trong quá trình sản xuất là vô cùng quantrọng, quyết định sản lợng và chất lợng sản phẩm Việc

điều chỉnh tự động các tham số đợc đặt lên hàng đầu,

nó quyết định chất lợng sản phẩm, giảm chi phí sức lao

động, đảm bảo tính đồng đều về chất lợng sản phẩmtrong từng lô sản phẩm đáp ứng yêu cầu theo tiêu chuẩn ISO

9002 Vấn đề đặt ra là tự động hoá từng phần tiến tới tự

động hoá toàn dây chuyền sản xuất

Các tham số cơ bản cần điều chỉnh trong quá trình sảnxuất là:

1.3.1 Nhà máy điện.

Nhà máy điện là nơi sản xuất ra điện và hơi nớc phục vụcho qúa trình sản xuất bột giấy và sấy giấy Nhà máy điệngồm 2 tuốc bin hơi: tuốc bin hơi ngng tụ và tuốc bin đối áp

1.3.1.1 Tuốc bin ngng tụ và máy phát điện:

- Các tham số cần điều khiển:

ntuốc bin = 7500 v/ph Pthiết kế = 7.1MPa

nmáy phát = 1500 v/ph Pvận hành = 5.8MPa

1 Giới thiệu công nghệ sản xuất giấy 1.2 Các tham số công nghệ chính

1.3.1.2 Tuốc bin đối áp và máy phát điện.

ntuốc bin = 6500 v/ph Pthiết kế = 7.4MPa

nmáy phát = 1500 v/ph Pvận hành = 5.8MPa

tC = 450 C

Lu lợng hơi: Qh = 27,2 kg/s

áp suất dầu: Pdầu = 0,08  0,17 MPa

Máy phát đối áp : P = 1,2 MW; Q = 0,6 mVAR

U = 11 KV; f = 50 Hz

Không khí làm mát tuốc bin : t o = 40 oC; Q =11,3 m3/s

1.3.2 Nhà máy bột

Nhà máy bột là nơi sản xuất bột giấy phục vụ cho quátrình sản xuất giấy tham số công nghệ cần điều khiển:

- Nhiệt độ nấu: to =165 oC

- Chu kỳ nấu: 240 phút (thể tích nồi V = 145 m3 x 3)

- áp suất nấu: Pnấu = 0,65 MPa

Công suất nấu : 150 tấn / ngày

1.3.3 Nhà máy giấy.

Đây là nơi quyết định năng suất và chất lợng của quátrình sản xuất giấy Tham số công nghệ cần khống chếtrong quá trình sản xuất:

- Độ tro ( hàm lợng CaCO3 và phụ gia) = 10%

- Hòm phun bột với tốc độ 450 m/ph, áp suất phun P =

36 Kpa

- Khe hở môi phun: 10 mm (100m)

- Lực ở ép quang: tuỳ theo công nghệ cho từng loạigiấy Lực ép có thể lớn 250 KN/m (max )

1 Giới thiệu công nghệ sản xuất giấy 1.2 Các tham số công nghệ chính

Ví dụ: giấy in F = 400  500 KN (khoảng 70  80KN/m )

- Độ đồng đều của tờ giấy

1.3.4 - Nhà máy hoá chất

Nhà máy hoá chất sản xuất các loại hoá chất phục vụ chosản xuất nh Clo, nớc gia ven, xút ăn da,… Yêu cầu nghiêmngặt đó là vấn đảm bảo môi trờng và chất lợng sản phẩm

Đảm bảo các yếu tố sau:

Khí Clo sau điện phân: P = - 5  - 20 mm H2O

Nhiệt độ: to = 90 oC

Lu lợng Cl2 = 900 kg/h

Khí H2 : P = 5  50 mmH2O

to = 90 oC; QH2 =23,55 kg/h

Khí Clo sau khi nén: P = 2,5  2,8 MPa

Chất lợng nớc gia ven:

Nồng độ Clo hữu hiệu; NaOHd = 2  4 g/lít

2 Hệ truyền động phân xởng xeo 2.1 Hệ truyền động phân xởng xeo

Chơng 2

Hệ truyền động phân xởng xeo

2.1 – Hệ truyền động phân xởng xeo.

2.1.1 Giới thiệu chung

Công đoạn xeo giấy là công đoạn rất quan trọng, nóquyết định đến chất lợng của tờ giấy Với chiều dài hơn

100 m, công đoạn xeo giấy đợc thiết kế đảm bảo tờ giấyhình thành đợc liên tục từ đầu đến cuối một cách thôngsuốt, hạn chế giấy bị đứt, bị nhăn trong quá trình làmviệc Do đó yêu cầu hệ truyền động cho từng động cơ vàcả hệ thống là sự đồng bộ tốc độ đảm bảo theo đặc trngcủa quá trình công nghệ Trong quá trình xeo giấy, tờ giấy

đi qua nhiều công đoạn nh hình thành, ép, sấy, ép quang,

từ dạng lỏng hình thành nên tờ giấy, do đó chiều dài tờgiấy sẽ tăng lên theo từng công đoạn Mặt khác tốc độ cả hệthống thay đổi tuỳ theo yêu cầu sản xuất cụ thể là côngsuất sản xuất từng ngày từng tháng, từng quý, kế hoạchnăm, từ lúc chạy máy ban đầu đến khi đạt tốc độ làm việc

đòi hỏi hệ truyền động phải đảm bảo yêu cầu cụ thể đảmbảo sai số nhỏ về mặt tốc độ giữa các khâu, các công

đoạn Do vậy, nhà máy đã đợc trang bị hệ thống truyền

động có thể nói là hiện đại nhất thời kì này là hệ truyền

động Thyristor - Động cơ (T - Đ) Đặc trng hệ T - Đ là độ tác

động nhanh cao, không gây ồn, khả năng điều chỉnh tốc

độ sâu, van bán dẫn công suất lớn có hệ số khuyếch đạicông suất cao, thuận tiện cho việc dùng các hệ thống điềuchỉnh tự động sử dụng các mạch vòng nâng cao chất lợngcác đặc tính tĩnh và động của hệ thống

Sơ đồ khối các quá trình trong hệ thống xeo nh hình

2-1 Bột sau khi đợc nấu từ nhà máy bột, đã qua các xử lý đểlàm tăng độ trắng, đợc đa đến thùng bột của phân xởng

Hình 2-1 Sơ đồ khối dây chuyền sản xuất phân x ởng xeo

Sấy khô

II

Bán hàng Khâu hoàn thànhBăng tải thang máy

2 Hệ truyền động phân xởng xeo 2.1 Hệ truyền động phân xởng xeo

xeo Tại đây, nhờ hòm phun, bột giấy đợc phun lên lới thànhmàng giấy mỏng Trên lới, màng giấy đợc tách nớc nhờ hệ

thống hút chân không, sau đó tiếp tục đợc đa qua hệthống trục bụng để tách triệt để hơn Tờ giấy lúc đó đã

đợc hình thành, tuy nhiên để tờ giấy đợc khô hơn ngời tacho qua hệ thống ép I, ép II, ép nhẵn Tiếp theo tờ giấy đ-

ợc đa sang sấy khô I, sấy khô II, sang làm lạnh Sau đó giấy

đợc đa sang hệ thống máy ép quang để tăng độ bóng và

đồng đều về độ dầy, đảm bảo một số các tính năng khác.Qua máy ép quang, giấy xem nh đã có các tiêu chuẩn chất l-ợng các khâu sau đó chỉ là chế biến theo yêu cầu, mục

đích sử dụng

2.1.2 Hệ thống truyền động cho phân xởng xeo

Hệ thống truyền động cho máy xeo sử dụng công nghệthiết bị của hãng ASEA sản xuất Các động cơ đợc truyền

động từ những bộ điều chỉnh giống nhau về kết cấu, gồm

2 mạch vòng điều chỉnh: mạch vòng điều chỉnh tốc độ vàmạch vòng điều chỉnh dòng điện Các bộ điều chỉnh

2 Hệ truyền động phân xởng xeo 2.1 Hệ truyền động phân xởng xeo

nhận tín hiệu chủ đạo từ tín hiệu điện áp chủ đạo chung(Mater voltage) đợc đặt ở thiết bị điều khiển trung tâm.Tuy nhiên, các động cơ không quay cùng tốc độ nên việc sailệch tốc độ đợc điều chỉnh riêng lẻ từ các bộ phận điềuchỉnh riêng của các động cơ

Về cơ bản, hệ thống truyền động chung cho cả phân ởng là hệ truyền động một chiều T - Đ Song, trong nhữngnăm gần đây, do kỹ thuật điều khiển hệ truyền độngxoay chiều đã phát triển mạnh mẽ với các khả năng tơng đ-

x-ơng với hệ một chiều, do đó công ty cũng đã cố gắng dầnthay thế các hệ truyền động một chiều đã lỗi thời bằng các

hệ truyền động xoay chiều hiện đại ở một số khâu quantrọng Nh vậy, ở phân xởng xeo hiện nay, đang tồn tại cảhai hệ truyền động xoay chiều và truyền động một chiều Các hệ truyền động gồm động cơ và bộ điều chỉnh cho

động cơ đó Nguồn cung cấp đợc lấy từ biến áp, qua cácthiết bị đóng cắt, thiết bị bảo vệ và bộ biến đổi cungcấp cho động cơ

Sơ đồ hệ truyền động cho phân xởng xeo ở hình 2-2

Hệ truyền động máy xeo giấy có các động cơ với kí hiệu

và các thông số cho trong bảng sau:

Thứ

tự

Tên động cơ Kí hiệu Pđm Tốc độ

(%)

2 Hệ truyền động phân xởng xeo 2.1 Hệ truyền động phân xởng xeo

2 Hệ truyền động phân xởng xeo 2.1 Hệ truyền động phân xởng xeo

Hình 2-2 Sơ đồ nguyên lý truyền động máy xeo giấy

2 Hệ truyền động phân xởng xeo 2.1 Hệ truyền động phân xởng xeo

2 Hệ truyền động phân xởng xeo 2.1 Hệ truyền động phân xởng xeo

Trong đó bao gồm 26 động cơ, 24 động cơ một chiều

và 02 động cơ xoay chiều Các động cơ và cơ cấu truyền

động cơ khí đặt tại hiện trờng, các bộ điều chỉnh đợc

đặt tập trung tại các phòng (Unit) Hệ thống tủ đợc bố trítrong phòng nh sau:

- Tủ YD 1 : Điều khiển và cấp nguồn cho động cơ số 1 ở bộphận lới, nhiệm vụ dẫn động chính

- Tủ YD 2: Điều khiển và cấp nguồn cho động cơ số 2 ở bộphận lới làm nhiệm vụ dẫn động chính

- Tủ YD 3: Điều khiển và cấp nguồn cho động cơ số 3 và

- Tủ YD 14 : Điều khiển và cấp nguồn cho động cơ số 20,

23, 24 của ép quang một chiều

-Tủ YD 15 : Điều khiển và cấp nguồn cho động cơ số 25của máy cuộn

Ktừ FT

T T

N N

Tất cả các tủ điều khiển đều nhận tín hiệu điều khiển

từ tủ điều khiển trung tâm KD1 Từ đây các tín hiệu chủ

đạo đợc gửi đi đến các tủ riêng để điều khiển các bộ biến

đổi

Nh vậy, ta thấy, sau khi cải tiến các hệ truyền động chophân xởng xeo để nâng cao năng suất, hiện nay trongphân xởng xeo tồn tại hai hệ truyền động thay đổi tốc độ

là hệ truyền động một chiều và hệ truyền động xoaychiều Sau đây ta sẽ giới thiệu từng hệ

2.1.2.1 Hệ truyền động một chiều

Hệ truyền động một chiều đợc thiết kế ngay từ khi lắp

đặt nhà máy, hệ truyền động một chiều đợc sử dụngtrong hầu hết các động cơ truyền động ở phân xởng xeo

Sơ đồ khối một hệ truyền động một chiều bao gồm các

khối: bộ điều chỉnh (RI và R), bộ biến đổi (BBĐ) và động

cơ (ĐC) Sơ đồ gồm hai mạch vòng là mạch vòng điều

chỉnh dòng điện và mạch vòng điều chỉnh tốc độ Tín

hiệu phản hồi của hai mạch vòng này đợc lấy qua cảm biến

dòng (CBI) và phát tốc (FT) Tín hiệu đặt Uđ đợc lấy từ bộ

điều khiển chung KD1

Động cơ đợc điều khiển quay thuận ngợc bằng cách đảo

chiều điện áp phần ứng đặt vào động cơ Điều này đợc

thực hiện thông qua các tiếp điểm đóng cắt rơle chạy

thuận (T) và ngợc (N) nh hình vẽ

Khâu tạo điện áp chủ đạo và đồng bộ tốc độ giữa các

khâu KD1 cho toàn hệ thống truyền động phân xởng có

dạng nh hình 2-4

Quá trình điều chỉnh đồng bộ tốc độ có thể thực hiện

theo các phơng pháp khác nhau, ở đây ta dùng phơng pháp

điều chỉnh đồng bộ tốc độ và sức căng bằng điều chỉnh

điện áp phần ứng dùng nguồn cung cấp riêng cho động cơ.

Phơng pháp này có u điểm đơn giản, phù hợp với đặc

điểm công nghệ của quá trình sản xuất giấy đó là tốc độ

đầu vào và đầu ra khác nhau, cho nên cần có sự chỉnh

định riêng cho từng nhóm truyền động cùng tốc độ (hình

2.5)

Giá trị điện áp chủ đạo từ +10  +11 V, tuỳ theo quá

trình vận hành Các khâu điều chỉnh tốc độ (R) và điều

chỉnh dòng điện (RI) dùng khâu tỷ lệ – tích phân (PI) Sự

có mặt của mạch vòng sức căng làm cho chất lợng quá trình

điều chỉnh càng chính xác hơn Sơ đồ mạch điều chỉnh

truyền động DC nh hình vẽ 2.6 Trong quá trình làm việc

các bộ điều chỉnh nhận cùng tín hiệu điện áp chủ đạo từ

khối KD1 Tuy nhiên lúc đầu chạy máy, tốc độ đợc tăng dần

nhờ tín hiệu đặt Crawl và tăng dần lên tốc độ làm việc

Do việc truyền động liên hệ nhau giữa các khâu là băng

giấy không có khả năng truyền lực kéo cho nên xảy ra tình

trạng giấy bị đứt hoặc chùng cục bộ giữa các lô, các khâu

với nhau, lúc đó ta dùng nút Slack take-up để căng giấy Sơ

Slack take - up Crawl and Inch

Master voltage Cascade master voltage

Tín hiệu gửi đến

Tín hiệu gửi đi

Inverter

Nguồn xoay chiều 3 pha f = 50 Hz f thay đổi

2 Hệ truyền động phân xởng xeo 2.1 Hệ truyền động phân xởng xeo

đồ thực hiện cụ thể của các điều chỉnh trên sẽ đợc trìnhbày cụ thể ở các sơ đồ sau

2.1.2.2 Hệ truyền động xoay chiều

Trong phân xởng xeo hiện nay tồn tại cả hệ truyền độngxoay chiều song song với hệ truyền động một chiều Hệmột chiều đã đợc lắp đặt khi xây dựng nhà máy, còn hệtruyền động xoay chiều mới đợc đa vào vận hành trongmột vài năm gần đây Hiện hệ truyền động xoay chiều

Phần 1 Giới thiệu công nghệ

26

Hình 2.7 Sơ đồ khối của bộ truyền động xoay chiều

2 Hệ truyền động phân xởng xeo 2.1 Hệ truyền động phân xởng xeo

hiện nay trong phân xởng là hệ truyền động biến tầnACS600 do hãng ABB lắp đặt

Về cơ bản, cấu trúc của một hệ biến tần có dạng nh hình2-7

Một bộ biến tần dùng để biến đổi tần số nguồn đầu vào

cố định thành tín hiệu đầu ra có tần số thay đổi đợc Khi

đa tín hiệu này vào động cơ xoay chiều thì ta có thểthay đổi đợc tốc độ động cơ thông qua thay đổi tần số.Cấu trúc của một hệ truyền động xoay chiều sử dụng biếntần bao gồm:

- Máy biến áp cấp nguồn đầu vào cho hệ thống

- Bộ nghịch lu với các van đóng mở theo quy luật làmthay đổi tần số

- Khối điều khiển phát các xung điều khiển các van

- Động cơ quay với tốc độ theo yêu cầu

Nội dung cuốn đồ án này là trình bày về hệ truyền

động xoay chiều máy ép quang, do đó các nội dung cụ thể

về truyền động xoay chiều em sẽ trình bày ở phần sau

2.1.3 Yêu cầu hệ truyền động máy xeo giấy.

Xuất phát từ những đặc điểm trên, truyền động chomáy xeo giấy có những yêu cầu truyền động rất phức tạp.một trong những yêu cầu hàng đầu đó là

2 Hệ truyền động phân xởng xeo 2.2 Máy ép quang

đồng bộ hoá tốc độ giữa các khâu trong dây truyền côngnghệ và đảm bảo sức căng giấy theo các giá trị đặt chotừng loại giấy Từ những yêu cầu đó hệ thống truyền độngcho máy xeo giấy đợc thiết kế rất hoàn thiện với 3 mạchvòng điều chỉnh trong các hệ truyền động Các mạchvòng đợc tính toán, chỉnh định rất chính xác, tỉ mỉ

2.2 – Máy ép quang và hệ truyền động máy ép quang (

2.2.1 Giới thiệu chung

Máy ép quang là khâu cuối cùng trong toàn bộ hệ thốngsản xuất giấy, do đó nó có ý nghĩa rất quan trọng đối vớitoàn bộ hoạt động của công ty Máy ép quang chính làkhâu quyết định chất lợng sản phẩm giấy, nó tạo ra độbóng, mịn cũng nh bề dầy của tờ giấy ép quang sẽ tạo racác sản phẩm giấy khác nhau nh giấy in, giấy telex, giấyviết

ép quang là quá trình công nghệ dùng lực cơ học ép lên

bề mặt tờ giấy, lực ma sát trợt giữa tờ giấy và lô ép để làmthay đổi các tính chất bề mặt của tờ giấy nh làm tăng độnhẵn, bóng, tăng độ phản xạ của tờ giấy

Với ý nghĩa quan trọng của bộ phận ép quang, nên bộphận này rất đợc quan tâm sửa chữa nâng cao năng suất.Máy ép quang đã đợc cải tạo thay thế nhiều lần và hiệnnay, máy đang sử dụng công nghệ do hãng ABB cung cấp

Về chất lợng sản phẩm giấy hiện nay cũng đã đáp ứng đợcmột phần nhu cầu của thị trờng, tuy nhiên vẫn cần phải cảitiến tiếp để có thể tạo ra các sản phẩm tốt hơn nữa mà

đặc biệt chính là cải tiến máy ép quang

Hình 3.1 Máy ép quang thế hệ 1.

1 2 3

Đây là thế hệ đầu của máy ép quang, đợc thiết kế lắp

đặt khi xây dựng nhà máy Sơ đồ máy có dạng nh hình 8

Tờ giấy sau khi ra khỏi hệ thống sấy sẽ đợc đa vào épquang ép quang thời kỳ này bao gồm nhiều lô ép, tờ giấy sẽ

đợc ép nhiều lần giữa các lô nh hình vẽ Các lô ép làm bằngkim loại có bề mặt nhẵn, rỗng ở trong Với cấu tạo các lô có

đờng kính giảm dần từ trên xuống dới thì giấy sẽ đợc ép với

áp lực tăng dần, nh vậy quá trình làm thay đổi các tínhchất bề mặt tờ giấy sẽ diễn ra từ từ cho tới khi đạt đợc chấtlợng mong muốn Với kết cấu nhiều lô ép thì tờ giấy sẽ bị épngoài lực ép giữa các lô, còn chịu tác dụng của lực ma sáttrợt trên lô, đồng thời tờ giấy còn đợc trợt trên cả hai mặt,

nh vậy tờ giấy sẽ đợc nhẵn, chặt đồng thời trên cả hai mặt Tuy nhiên, với cấu tạo nh vậy, khi xẩy ra sự cố rách giấy thìrất khó cho công việc lắp giấy, quá trình bắt giấy quá phứctạp

Về truyền động cho máy, thời kỳ này máy sử dụng hệtruyền động T - Đ một chiều Hệ điều khiển truyền độngcho lô dới cùng và cũng là lô có đờng kính lớn nhất, còn các lôcòn lại đều là các lô bị động Do hoạt động theo kiểu chỉ

có một lô chủ động với các lô khác là bị động nên vấn đề

đảm bảo về đồng bộ tốc độ giữa các lô là khó có thể đạt

đợc

2.2.2.2 Máy ép quang thế hệ 2

Nhận thấy những khuyết điểm của máy ép quang thế hệ

1, công ty đã cho tiến hành khắc phục và cải tiến thànhmáy ép thế hệ 2 nh hình 2-9

Cấu tạo máy ép bao gồm hai lô, tờ giấy sẽ đợc ép giữa hai

lô

Để

Hình 3 – 2 Máy ép quang thế hệ 2.

2 Hệ truyền động phân xởng xeo 2.2 Máy ép quang

đảm bảo lực tác dụng lên tờ giấy, cấu tạo hai lô đợc chế tạo

đặc biệt: Thân lô có dạng hình trụ rỗng, dùng dầu có áplực lớn và hơi nớc để tạo cho lô có hình bom bể ở giữa Nhvậy, khi ép, do tác dụng của lực ép giữa hai trục, thân lô sẽ

co lại mất hình bom bể và bề mặt lô ép là phẳng, đảmbảo tờ giấy sẽ đợc ép trên một đờng thẳng, làm cho tờ giấy

đợc phẳng, nhẵn

Về truyền động, máy vẫn sử dụng hệ truyền động mộtchiều điều khiển quay lô dới, còn lô trên là lô bị động, quaytheo sự dẫn động của lô dới

Ta thấy, máy ép quang thế hệ 2 đã có rất nhiều thay đổi

so với thế hệ 1 Chỉ với hai lô quay, nó đã làm đơn giảnhơn rất nhiều cho quá trình bắt giấy cũng nh sửa chữa hệthống, truyền động cho hệ thống đợc đơn giản hơn rấtnhiều Tuy nhiên, hệ này vẫn còn tồn tại nhợc điểm cầnkhắc phục nh: do lô trên là lô bị dẫn lên bề mặt giấy phíanày không đạt đợc độ bóng mong muốn, giấy chỉ đợc épbóng trên một mặt Hệ vẫn hoạt động theo kiểu chỉ có mộtlô đợc dẫn động nên việc đồng bộ tốc độ và đảm bảo sailệch tốc độ vẫn cha đảm bảo, mặc dù đã có tiến bộ hơnrất nhiều so với hệ ở thế hệ 1

Thông số các lô và tham số động cơ truyền động đợc chotrong hai bảng 2-2 và 2-3

Tác dụng Lô ép

1

Hình trụ thép,

rỗng bề mặtnhẵn

6376mm

6376mm

520  5,2 Dới Chủ

động

Bảng 3.1 Thông số các lô truyền động

máy ép quang.

Khuyết điểm ở máy ép thế hệ 2 chính là sự hoạt độngcủa lô trên dẫn động theo lô dới Do vậy ở thế hệ mới, cả hailô đều là lô dẫn động Với sự hoạt động mà cả hai lô đều làchủ động thì vấn đề độ bóng tờ giấy ở phía trên bị giảmlà

k

hông còn Chất lợng giấy đã đợc cải tiến đi rất nhiều vàthực tế cũng cho thấy giấy của công ty đã và đang chiếmlĩnh dần đợc thị trờng

Với hệ hai lô đợc truyền động riêng rẽ thì vấn đề đối vớicác hệ truyền động là rất lớn, cần phải đảm bảo đợc cácchỉ tiêu về đồng bộ tốc độ cũng nh sai lệch tốc độ giữa

Bảng 3.2 Thông số động cơ truyền động một

chiều.

2 Hệ truyền động phân xởng xeo 2.2 Máy ép quang

hai hệ Trong hệ truyền động cho máy, truyền động lô trên

là hệ truyền động một chiều và đợc giữ cố định tốc độ.Còn truyền động lô dới là hệ truyền động xoay chiều biến

đổi tần số, đợc điều khiển để luôn đồng bộ với tốc độ ởlô trên (sử dụng tín hiệu phản hồi tốc độ lô trên) Nh vậy,quá trình điều khiển hệ máy ép quang đạt đợc chất lợngsản phẩm mong muốn là hoàn toàn phụ thuộc vào quá trình

điều khiển hệ truyền động xoay chiều lô dới

Bảng các tham số kỹ thuật của hệ truyền động máy épquang thế hệ 3

710  7,1 Trên Truyền

động từ

động cơDC

520  5,2 Dới Truyền

động từ

động cơAC

Biến t ần ACS 600

Biến t ần ACS 600

Lo a d cel l

M

Ng xoay chiều 380/220 V

2.2.3 Hệ truyền động máy ép quang (

2.2.3.1 Sơ đồ truyền động máy ép quang

Nh đã phân tích ở trên, máy ép quang thế hệ 3 hiện nay

sử dụng cả hệ truyền động một chiều và hệ truyền độngxoay chiều, trong đó hệ một chiều T - Đ truyền động cho lô

ép trên, còn hệ xoay chiều điều khiển biến tần truyền

động cho lô ép dới Hai lô đợc liên hệ đồng bộ tốc độ vớinhau, và đợc điều khiển thông qua hệ điều khiển xoaychiều Hệ truyền động xoay chiều đang sử dụng là do hãng

( Từ đây, khi nói đến khái niệm ép quang, ta chỉ xét đến máy ép quang thế hệ 3

đang đợc sử dụng.

2 Hệ truyền động phân xởng xeo 2.2 Máy ép quang

ABB lắp đặt, đó là hệ điều khiển biến tần ACS600 điềukhiển theo nguyên tắc điều chỉnh mô men trực tiếp(Direct Torque Control – DTC) là phơng pháp điều khiển t-

ơng đối hiện đại, cho phép đạt đợc những yêu cầu đối với

hệ truyền động máy xeo Nguyên tắc điều khiển DTCcũng nh sơ đồ cấu trúc của hệ truyền động ACS600 sẽ đợc

trình bày ở phần sau

2.2.3.2 Yêu cầu truyền động máy ép quang.

Với vai trò quan trọng của mình trong toàn bộ quá trìnhsản xuất giấy, nên máy ép quang có những yêu cầu côngnghệ rất chặt chẽ về phần truyền động:

- ổn định tốc độ giữa 2 lô ép

- Đảm bảo sai lệch tốc độ giữa 2 lô ép là 0.15%

- Tốc độ dài của 2 lô ép đợc điều khiển phù hợp với toàndây truyền

- Quá trình gia tốc tốc độ phải thực hiện triệt để vớiviệc điều khiển trơn vô cấp

- Đảm bảo sức căng tờ giấy phù hợp

Theo sơ đồ và quá trình phân tích ở trên ta thấy máy épquang là bộ phận tách rời nếu xét về mặt công nghệ, nhnglại là một bộ phận thuộc máy xeo đợc truyền động, gia tốc,

ổn định tốc độ cùng với toàn dây chuyền sản xuất Máy épquang đợc nhận tín hiệu chung từ một tín hiệu chủ đạochung, tờ giấy đi qua toàn bộ hệ thống do đó máy épquang phải đảm bảo việc đồng bộ tốc độ với toàn hệthống Nếu không tờ giấy sẽ bị xé rách do sức căng tờ giấyquá giới hạn cho phép hoặc quá chùng

Đảm bảo cho quá trình làm việc ổn định, chất lợng tờgiấy đảm bảo thì máy ép quang phải đảm bảo ổn địnhtốc độ Lúc đó hệ thống mới đảm bảo sự ổn định tốc độ Máy ép quang làm việc, 2 lô ép lên nhau một lực rất lớn,tuỳ theo từng loại sản phẩm ví dụ giấy in sách thì sức căngkhoảng 290 N/m, do đó việc yêu cầu đảm bảo sai lệch tốc

2 Hệ truyền động phân xởng xeo 2.2 Máy ép quang

độ giữa 2 lô rất quan trọng Yêu cầu   0.15 %, lúc đó mới

đảm bảo phụ tải cho động cơ truyền động Nếu sai lệchkhông đúng, một trong 2 động cơ truyền động sẽ bị quátải hệ thống bảo vệ tác động động cơ sẽ bị dừng lại, hệthống sẽ bị dừng máy Mặt khác, ép quang mục đích làmcho tờ giấy mịn, bóng hơn Cho nên khi tốc độ sai lệch bềmặt sẽ bị cào xớc, không đảm bảo yêu cầu chất lợng

Về yêu cầu gia tốc tốc độ chỉ phải thực hiện trong truờnghợp tăng tốc độ toàn dây chuyền sản xuất, lúc đó yêu cầuquá trình gia tốc tốc độ phải êm phù hợp với cả dây chuyềnsản xuất, tránh không làm cho tờ giấy bị rách trong quátrình gia tốc tốc độ

Sức căng tờ giấy ảnh hởng rất lớn đến chất lợng tờ giấy, nó

có thể làm cho tờ giấy bị nhăn trong quá trình đi vào máy

ép quang, mất tín hiệu trong mạch vòng điều chỉnh sứccăng Sức căng tờ giấy quá lớn làm cho động cơ phía saumáy ép quang bị quá tải dẫn đến dừng máy, làm cho tờgiấy bị xé rách do đó trong quá trình truyền động yêu cầumáy ép quang phải đảm bảo sức căng tờ giấy phù hợp vớitoàn bộ dây chuyền sản xuất

Tóm lại, yêu cầu truyền động cho máy ép quang phải

đảm bảo các yêu cầu nh trên để hệ thống làm việc đợc ổn

định

2.2.4 Nhận xét chung về các thế hệ máy ép quang

2.2.4.1 Máy ép quang dùng hệ truyền động một chiều

Máy ép quang thế hệ này dùng truyền động DC với một lôchủ động đợc truyền động từ một động cơ một chiều, lôcòn lại là lô bị động và lực nén đợc ép từ trên xuống, do đósai lệch tốc độ khó đợc đảm bảo Hệ thống không có tínhiệu đặt, đo sức căng cho nên thực tế máy ép quang nàyvận hành kém, không đảm bảo chất lợng giấy theo yêu cầu

Hệ truyền động kiểu này đợc sử dụng ở thế hệ 1và thế hệ

2 của máy ép quang

K.từ FT

T T

N N

2.2.4.2 Máy ép quang dùng hệ truyền động một xoay chiều

Với những khuyết điểm của hệ truyền động một chiềucho máy ép quang, hiện nay, ở thế hệ thứ 3, máy ép quang

đợc cải tiến bằng hệ truyền động 2 lô chủ động: lô trên

đ-ợc truyền động bằng động cơ một chiều còn lô dới đđ-ợctruyền động bằng động cơ xoay chiều AC

Sơ đồ truyền động và quan hệ giữa hệ truyền động 2lô đợc thực hiện nh hình vẽ sau: (hình 3.4)

Trong đó: - UT là tín hiệu của mạch vòng sức căng tờ giấy

- APC là bộ điều chỉnh số ( ApplicationControler)

Đây

2 Hệ truyền động phân xởng xeo 2.2 Máy ép quang

thống truyền động mới nhất hiện đang đợc lắp đặt vàvận hành tại công ty giấy Bãi Bằng Việc đồng bộ tốc độgiữa 2 lô và đồng bộ tốc độ với hệ thống đợc thực hiện rấtchặt chẽ bằng việc đặt các tín hiệu nh hình vẽ 3 – 4 Đây

có thể xem là hệ thống truyền động hoạt động theo cơcấu chủ – tớ (Master – Slave) Trong đó, động cơ hoạt độngtrên vai trò Master là động cơ AC truyền động cho lô dới,còn động cơ hoạt động trong vai trò Slave đó là động cơ

Với hệ truyền động kết hợp cả một chiều và xoay chiều

nh hiện nay, đã đảm bảo đợc các yêu cầu truyền động chomáy cũng nh đồng bộ với cả hệ thống xeo Chất lợng cũng

nh năng suất sản phẩm đã đợc nâng cao rõ rệt so với cả haithế hệ máy ép quang trớc đó Và tạm thời hiện nay thế hệmáy ép quang này vẫn đang đợc sử dụng một cách có hiệuquả

2 Hệ truyền động phân xởng xeo 2.2 Máy ép quang

Phần 2

Nghiên cứu mô hình biến tần

điều chỉnh mô men trực tiếp ACS600 truyền động cho máy ép quang

4 Các hệ truyền động điều chỉnh tốc độ 4.1 Hệ truyền

nh các u nhợc điểm của chúng Ngoài ra, chúng ta cũng sẽ đisâu phân tích về hệ truyền động xoay chiều điều chỉnh

động cơ không đồng bộ theo phơng pháp điều chỉnh mômen trực tiếp

Để trả lời câu hỏi đầu tiên, chúng ta phải hiểu rằng chứcnăng cơ bản của một hệ truyền động biến đổi tốc độ(*) làbiến đổi năng lợng từ nguồn tới tải (là các máy sản xuất).Năng lợng từ nguồn đợc đa tới các máy sản xuất thông quatrục động cơ Hai đại lợng miêu tả trạng thái trục động cơ làmô men và tốc độ động cơ Do đó, để điều khiển dòngnăng lợng, ta phải điều khiển hai đại lợng đó Trong thực tế,

ta thờng chỉ điều khiển một trong hai đại lợng này và ta

nói rằng điều chỉnh mô men hay điều chỉnh tốc độ Khi

một hệ truyền động biến đổi tốc độ vận hành ở chế độ

điều chỉnh mô men, tốc độ đợc xác định bởi tải Tơng tự

nh vậy, khi hệ hoạt động ở chế độ điều chỉnh tốc độ thìmô men đợc xác định từ tải

ở giai đoạn phát triển ban đầu, động cơ một chiều đợc

sử dụng trong hệ truyền động thay đổi tốc độ bởi vì nó

có thể dễ dàng đạt đợc tốc độ và mô men mong muốn màkhông cần phải có các mạch điện phức tạp Tuy nhiên, sựphát triển của hệ truyền động xoay chiều với các kỹ thuật