3 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU ..........................................................................................................................................1 PHỤ LỤC HÌNH VẼ ................................................................................................................................5 PHỤ LỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ..............................................................................................................7 CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ NHÀ MÁY BIA HÀ NỘI ................................................................8 1.1 Giới thiệu chung:......................................................................................................................................8 1.1.2 Điều kiện sản xuất ...........................................................................................10 1.2 Nguyên liệu..............................................................................................................................................10 1.4.1 Sơ đồ công nghệ...............................................................................................12 1.4.2 Xay nghiền .......................................................................................................13 1.4.3 Quá trình nấu...................................................................................................13 1.4.4 Quá trình lọc....................................................................................................13 1.4.5 Quá trình sôi hoa .............................................................................................14 1.4.6 Quá trình lắng xoáy .........................................................................................15 1.4.7 Làm lạnh ..........................................................................................................15 1.4.8 Quá trình lên men ............................................................................................16 1.4.9 Quá trình chiết bia và thành phẩm..................................................................16 1.4.10 Ủ bia ..............................................................................................................16 1.4.11 C.I.P...............................................................................................................16 1.4.12 Hệ thống giảm áp...........................................................................................16 CHƯƠNG 2. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ HỆ THỐNG GIẢM ÁP KHÍ CNG ............................... 17 2.1 Nhiên liệu CNG .......................................................................................................................................17 2.2 Xe chở bồn chuyên chở CNG..............................................................................................................17 2.3 Hệ thống chung ......................................................................................................................................18 2.4 Trạm giảm áp tại nhà máy .................................................................................................................19 2.4.1 Sơ đồ nguyên lí hoạt động ...............................................................................19 2.4.2 Nguyên lí hoạt động.........................................................................................20 2.5 Các thiết bị lắp đặt trong dây chuyền công nghệ .......................................................................20 2.5.1 Van an toàn GS30 F05F07 ...........................................................................20 2.5.2 Thiết bị lọc .......................................................................................................21 2.5.3 Van điều áp ......................................................................................................21 2.5.4 Van an toàn với mức SET ................................................................................21 2.5.5 Thiết bị gia nhiệt..............................................................................................22 2.5.6 Đầu dò khí FP524D .......................................................................................23 2.5.7 Máy bơm ..........................................................................................................24 2.6 Các thiết bị tủ điện................................................................................................................................25 2.6.1 Các modul của PLC S71200 ..........................................................................25 2.6.2 CPU 1214C DCDCDC.................................................................................26 2.6.3 Module mở rộng SM1231 ................................................................................27 2.6.4 Bộ nguồn Trio power .......................................................................................292.6.5 Rơ le điều khiển ...............................................................................................29 2.6.6 CB CVS250F....................................................................................................30 2.6.7 Màn hình HMI .................................................................................................31 2.7 Sơ đồ mạch điều khiển........................................................................................................................32 2.8 Đánh giá tình hình tự động hoá của hệ thống giảm áp ............................................................38 CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ HỆ THỐNG GIẢM ÁP KHÍ CNG ........................................................... 39 3.1 Các yêu cầu công nghệ đối với hệ thống........................................................................................39 3.2 Các thiết bị sử dụng..............................................................................................................................39 3.2.1 MCCB EZC100F3025( moulded case circuit breakers) .................................39 3.2.2 MCB DOM11394.............................................................................................39 3.2.3 Van một chiều ..................................................................................................40 3.3 Hệ thống mạch lực và mạch điều khiển ........................................................................................41 lực và mạch điều khiển ........................................................................... Error Bookmark not defined. 3.4 Lưu đồ thuật toán .................................................................................................................................54 3.5 Bảng tín hiệu đầu vào, ra của PLC ...................................................................................................55 3.5 Chương trình điều khiển....................................................................................................................57 KẾT LUẬN ............................................................................................................................................ 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................................ 64
Trang 1LỜI NÓI ĐẦU
Trong quá trình công nghiệp hóa hiện đại hoá; Tự động hóa là không thể thiếu trong mọi lĩnh vực của ngành kinh tế quốc dân nhằm tạo ra sản phẩm có chất lượng cao cho
xã hội và khả năng cạnh tranh mạnh mẽ trên thị trường Nước ta hiện nay còn chậm so với các nước tiên tiến nên việc đi tắt đón đầu những công nghệ mũi nhọn là cần nhằm tạo tiền đề để đất nước ta bắt kịp tốc độ phát triển của thế giới
Tự động hóa - Quá trình sản xuất ngày càng có một vị trí quan trọng trong sản xuất
và đời sống Đặc biệt do sự phát triển của kỹ thuật điện tử, tin học cùng với sự lớn mạnh của lý thuyết điều khiển tự động đã tạo ra nhiều sản phẩm thiết bị hữu ích trong việc giải quyết các vấn đề điều khiển Nhưng lớn mạnh hơn cả và chỗ đứng vững chắc trong công nghiệp phải nói đến các bộ điều khiển logic có thể lập trình được, nó được gọi là PLC ( Programmable logic controller) Ngay từ khi mới ra đời PLC đã trở thành
cơ sở trong công nghiệp tự động hóa, đặc trưng của PLC là sử dụng vi xử lý để xử lý thong tin, các nối ghép logic cần thiết rong quá trình điều khiển đọc xử lý bằng phần mềm do người sử dụng lập nên và cài vào
Công ty cổ phần bia rượu - nước giải khát Hà Nội là một trong những doanh
nghiệp lâu đời trong nước đã và đang áp dụng nhiều công nghệ tiên tiến trên thế giới
để đưa vào quá trình sản xuất Toàn bộ dây chuyền sản xuất trong công ty đều được
Tự động hóa điều khiển bằng PLC S7 và biến tần của SIEMEN, đặc biệt hoạt động của nhà máy được giám sát điều hành bằng WinCC.4
1 Lý do chọn đề tài
Là những sinh viên theo học chuyên ngành “Tự động hóa” cùng những nhu cầu,
ứng dụng thực tế cấp thiết của nền công nghiệp nước nhà em muốn được nghiên cứu
và tìm hiểu những thành tựu khoa học mới để có có nhiều cơ hội biết thêm về kiến thức thực tế, củng cố kiến thức đã học, phục vụ tốt cho sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa
Trang 22 Mục đích
Trong quá trình thực hiện đồ án em phải tìm tòi, trao đổi, tổng hợp kiến thức để vận dụng vào thiết kế hệ thống giảm áp vào nhà máy Bia cho phù hợp với yêu cầu thực tế
3 Nội dung thực hiện
Chương 1 Giới thiệu về nhà máy Bia Hà Nội- Quảng Trị
Chương 2 Giới thiệu về quy trình công nghệ sản xuất Bia
Chương 3 Thiết kế điều khiển hệ thống tự động hệ thống giảm áp khí CNG
4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Ngày nay lĩnh vực tự động hoá và tin học công nghiệp là ngành mũi nhọn của kỹ thuật hiện đại, nhiều hệ thống điều khiển tự động đã ra đời nhằm phục vụ nhiều nhu cầu khác nhau của đời sống và được ứng dụng rất thành công đem lại hiệu quả công việc cao
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn Tự Động Hóa Xí Nghiệp Mỏ
và Dầu Khí, các thầy cô trong khoa Cơ Điện và toàn thể anh chị cán bộ, công nhân, nhân viên trong nhà máy đã tạo điều kiện thuận lợi và giúp đỡ em hoàn thành kì thực tập tốt nghiệp và bản báo cáo này
Sinh viên thực hiện
Đỗ Thị Quỳnh Trang
Trang 3MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU 1
PHỤ LỤC HÌNH VẼ 5
PHỤ LỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 7
CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU VỀ NHÀ MÁY BIA HÀ NỘI 8
1.1 Giới thiệu chung: 8
1.1.2 Điều kiện sản xuất 10
1.2 Nguyên liệu 10
1.4.1 Sơ đồ công nghệ 12
1.4.2 Xay nghiền 13
1.4.3 Quá trình nấu 13
1.4.4 Quá trình lọc 13
1.4.5 Quá trình sôi hoa 14
1.4.6 Quá trình lắng xoáy 15
1.4.7 Làm lạnh 15
1.4.8 Quá trình lên men 16
1.4.9 Quá trình chiết bia và thành phẩm 16
1.4.10 Ủ bia 16
1.4.11 C.I.P 16
1.4.12 Hệ thống giảm áp 16
CHƯƠNG 2 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ HỆ THỐNG GIẢM ÁP KHÍ CNG 17
2.1 Nhiên liệu CNG 17
2.2 Xe chở bồn chuyên chở CNG 17
2.3 Hệ thống chung 18
2.4 Trạm giảm áp tại nhà máy 19
2.4.1 Sơ đồ nguyên lí hoạt động 19
2.4.2 Nguyên lí hoạt động 20
2.5 Các thiết bị lắp đặt trong dây chuyền công nghệ 20
2.5.1 Van an toàn GS30- F05-F07 20
2.5.2 Thiết bị lọc 21
2.5.3 Van điều áp 21
2.5.4 Van an toàn với mức SET 21
2.5.5 Thiết bị gia nhiệt 22
2.5.6 Đầu dò khí FP-524D 23
2.5.7 Máy bơm 24
2.6 Các thiết bị tủ điện 25
2.6.1 Các modul của PLC S7-1200 25
2.6.2 CPU 1214C DC/DC/DC 26
2.6.3 Module mở rộng SM1231 27
2.6.4 Bộ nguồn Trio power 29
Trang 42.6.5 Rơ le điều khiển 29
2.6.6 CB CVS250F 30
2.6.7 Màn hình HMI 31
2.7 Sơ đồ mạch điều khiển 32
2.8 Đánh giá tình hình tự động hoá của hệ thống giảm áp 38
CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ HỆ THỐNG GIẢM ÁP KHÍ CNG 39
3.1 Các yêu cầu công nghệ đối với hệ thống 39
3.2 Các thiết bị sử dụng 39
3.2.1 MCCB EZC100F3025( moulded case circuit breakers) 39
3.2.2 MCB DOM11394 39
3.2.3 Van một chiều 40
3.3 Hệ thống mạch lực và mạch điều khiển 41
lực và mạch điều khiển Error! Bookmark not defined 3.4 Lưu đồ thuật toán 54
3.5 Bảng tín hiệu đầu vào, ra của PLC 55
3.5 Chương trình điều khiển 57
KẾT LUẬN 63
TÀI LIỆU THAM KHẢO 64
Trang 5PHỤ LỤC HÌNH VẼ
Hình 1 1 Khu vực nhà máy bia Hà Nội 9
Hình 1 2 Sơ đồ quá trình sản xuất bia 11
Hình 1 3 Sơ đồ công nghệ sản xuất bia 12
Hình 1 4 Sơ đồ nhà nấu 14
Hình 1 5 Thiết bị làm lạnh nhanh 15
Hình 2 1 Hệ thống giảm áp……… 18
Hình 2 2 Sơ đồ nguyên lí hoạt động của hệ thống giảm áp 19
Hình 2 3 Van GS30-F05-F07 20
Hình 2 4 Thiết bị lọc 21
Hình 2 5 Van điều áp 21
Hình 2 6 Van an toàn 21
Hình 2 7 Bình gia nhiệt 22
Hình 2 8 Đầu rò khí 23
Hình 2 9 Máy bơm 24
Hình 2 10Tủ điện của hệ thống 26
Hình 2 11 Sơ đồ đấu dây CPU 1214C DC/DC/DC 27
Hình 2 12 Cấu tạo SM1231 28
Hình 2 13 S7-1200 và module mở rộng 28
Hình 2 14 Bộ nguồn Trio power 29
Hình 2 15 Bộ rơ le điều khiển 30
Hình 2 16 CB CVS250F 30
Hình 2 17 Màn hình hiển thị HMI 31
Hình 2 18 Sơ đồ điều khiển heater 32
Hình 2 19 Sơ đồ mạch lực 33
Hình 2 20 Mạch nguồn 34
Hình 2 21 Sơ đồ đấu dây PLC và HMI 35
Hình 2 22 Sơ đồ đầu vào PLC 36
Hình 2 23 Sơ đồ đầu vào PLC Analog 37
Hình 2 24 Sơ đồ đầu ra PLC 38
Trang 6Hình 3.1 EZC100F3025 39
Hình 3.2 MCBDom11394 40
Hình 3.3 Van một chiều 40
Hình 3 4 Lưu đồ thuật toán hệ thống 54
Trang 7PHỤ LỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Chữ
viết tắt
và máy móc thiết bị
định và dòng cắt quá tải thấp (100A/10kA)
mạch lớn
Trang 8CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU VỀ NHÀ MÁY BIA HÀ NỘI
1.1 Giới thiệu chung:
Tổng công ty CP Bia – rượu – Nước giải khát Hà Nội ( Habeco)
Tổng công ty Bia – Rượu – Nước giải khát Hà Nội (Habeco) có trụ sở chính tại 183 Hoàng Hoa Thám, Ba Đình, Hà Nội được thành lập ngày 16 tháng 5 năm 2003 theo Quyết định số 75/2003/QĐ – BCN của Bộ trưởng Bộ Công nghiệp (nay là Bộ Công Thương) trên cơ sở sắp xếp lại Công ty Bia Hà Nội và các đơn vị thành viên, chính thức chuyển sang tổ chức và hoạt động theo mô hình công ty mẹ - công ty con tại Quyết định số 36/2004/QĐ-BCN ngày 11/05/2004 của Bộ trưởng Bộ Công nghiệp Ngành nghề chủ yếu của Tổng công ty gồm: Sản xuất, kinh doanh Bia, Rượu, Nước giải khát và Bao bì; Xuất nhập khẩu nguyên liệu, vật tư, thiết bị, phụ tùng, phụ liệu, hoá chất; Dịch vụ khoa học công nghệ, tư vấn đầu tư, tạo nguồn vốn đầu tư, tổ chức vùng nguyên liệu, kinh doanh bất động sản, các dịch vụ và ngành nghề khác theo luật định
Ngành nghề chủ yếu của Tổng công ty gồm: Sản xuất, kinh doanh Bia - Rượu - Nước giải khát và Bao bì; Xuất nhập khẩu nguyên liệu, vật tư, thiết bị, phụ tùng, phụ liệu, hoá chất; Dịch vụ khoa học công nghệ, tư vấn đầu tư, tạo nguồn vốn đầu tư, tổ chức vùng nguyên liệu, kinh doanh bất động sản, các dịch vụ và ngành nghề khác theo luật định
14/12/2014 : Khánh thành nhà máy bia Hà Nội ( CN Quảng Trị)
Địa chỉ: Khu công nghiệp Quán Ngang – Xã Gio Quang- Huyện Gio Linh- Tỉnh Quảng Trị
Tổng công ty CP Bia- rượu- NGK Hà Nội (Habeco) là một trong những doanh nghiệp hàng đầu Ngành đồ uống Việt Nam, hoạt động sản xuất kinh doanh có hiệu quả, liên tục tăng trưởng, đóng góp cho ngân sách nhà nước hang nghìn tỷ đồng mỗi năm và tạo công ăn việc làm ổn định cho hơn 5000 lao động trên địa bàn cả nước Sản phẩm của tổng công ty ngày càng có uy tín trên thị trường với chất lượng cao được người dân tin dùng
Nhà máy bia Hà Nội - Quảng Trị là dự án được Habeco khởi công vào tháng
7/2009, có công suất 25 triệu lít/ năm với tổng mức đầu tư gần 285 tỷ đồng trong đó
Trang 9vốn góp chủ yếu của Habeco ( 98,5%) Quý 3 năm 2014 nhà máy đã tiến hành nấu thử
và sản xuất ra sản phẩm đầu tiên
Ngành nghề kinh doanh: Chưng tinh cất, pha chế các loại rượu mạnh, sản xuất bia
và mạch nha ủ men Bia, sản xuất đồ uống không cồn, nước khoáng, uôn bán đồ uống, bán lẻ đồ uống trong các cửa hàng chuyên doanh…
Hình 1.1 Khu vực nhà máy bia Hà Nội
1.1.1 Chức năng, nhiệm vụ của nhà máy
Nhà máy bia Hà Nội- Quảng Trị là một đơn vị sản xuất kinh doanh, sản phẩm chính
là bia lon và bia hơi, phục vụ nhu cầu tiêu dùng của nhân dân của tỉnh và các tỉnh, thành phố ở khu vực miền trung Nhà máy có những nhiệm vụ sau: Khai thác, bảo toàn
và sử dụng có hiệu quả các nguồn vốn hiện có, tự tạo ra nguồn vốn đảm bảo đủ phục
vụ cho hoạt động sản xuất kinh doanh, quản lí đúng chế độ và có hiệu quả các nguồn vốn đó Nghiên cứu khả năng sản xuất, nhu cầu thị trường để cải tiến, ứng dụng tiến
bộ khoa học kĩ thuật nhằm nâng cao chất lượng hang hóa, hạ giá thành sản phẩm thỏa mãn nhu cầu người tiêu dung, tuân thủ các chế độ chính sách, pháp luật của Nhà nước
có lien quan đến hoạt động sản xuất kinh doanh của Công ty Thực hiện chế độ kế toán thống kê, chế độ thu chi tài chính theo quy định của Nhà nước
Trang 10Ngoài ra, cũng như những nhà máy khác nhà máy bia Hà Nội có những nhiệm vụ: Hoạt động kinh doanh theo yêu cầu thị trường, thực hiện đầy đủ những cam kết với khách hang về chất lượng, số lượng sản phẩm, dịch vụ, giải quyết thỏa đáng các lợi ích với chủ thể kinh doanh khác, chăm cho đời sống CBNV trong nhà máy, bảo đảm tăng trưởng vốn, mở rộng quy mô, bảo vệ môi trường, bảo vệ sản xuất
1.1.2 Điều kiện sản xuất
Nhà máy bia được đầu tư dây chuyền thiết bị công nghệ hiện đại Các phụ kiện và thiết bị chính, hệ thống vận hành quyết định chất lượng sản phẩm được nhập khẩu từ Đức và Châu Âu thuộc các hãng sản xuất uy tín
1.2 Nguyên liệu
Trong đó Malt và hoa hupblon là 2 nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia, nó có chất lượng cao của các hang cung cấp hang đầu thế giới Có thể thay thế malt bằng nguyên liệu phụ như bột mì, gạo ngô hay malt chưa nảy mầm
Trang 121.4 Quy trình công nghệ sản xuất
1.4.1 Sơ đồ công nghệ
Làm sạch
Nghiền ( nghiền búa)
Làm sạch
Nghiền (nghiền trục)
Nồi malt Nồi gạo
Khí CNG
Sấy khô
Hình 1.3 Sơ đồ công nghệ sản xuất bia
Trang 131.4.2 Xay nghiền
Thành phần matl, gạo di chuyển trên băng tải sàn rung Sàn rung sẽ loại bỏ kim loại và bụi trước khi nghiền, để có thể tách được kim loại, nam châm được gắn phía trên sàn rung Gạo và Malt sạch sau khi qua sàn rung sẽ di chuyển tới cửa phễu máy nghiền Sau đó gạo, malt được nghiền Theo yêu cầu công nghệ, malt và gạo sẽ được nghiền bởi những loại máy nghiền khác nhau Máy nghiền búa sẽ được sử dụng để nghiền gạo bởi vì yêu cầu nghiện gạo càng nhỏ càng tốt để quá trình hồ hoá diễn ra dễ dàng Đối với Malt, máy nghiền trục sẽ được sử dụng để tạo ra malt có kích thước phù hợp Nó đảm bảo thành phần đó sẽ được thuỷ phân và một lớp vỏ vẫn sẽ được giữ lại
để giúp cho quá trình lọc Malt và gạo sau khi nghiền sẽ được thu nhỏ và chuyển vào các gói có khối lượng theo yêu cầu kỹ thuật Những gói đó sẽ được bổ sung vào các nồi trong các bước tiếp theo
1.4.3 Quá trình nấu
nhiệt độ lên 86oC trong 20 phút và giữ nhiệt độ này trong 30 phút Hạ nhiệt độ cho
C, cho malt lót lần 2 vào , giữ nhiệt độ này trong 20 phút
Nồi malt: Khi nâng nhiệt độ nồi gạo lên 100oC thì ta bắt đầu hoà bột malt cho
hội cháo lần 1, thời gian hội cháo là 5 phút, nâng nhiệt độ lên 52oC và giữ trong 30 phút Tiếp hội cháo lần 2 trong 5 phút, tăng nhiệt độ lên 64oC và giữ trong 40 phút
5 phút, duy trì nhiệt độ trong 5 phút Sau quá trình này dịch trích ly được đưa vào quá trình lọc
Trang 14Trong quá trình lọc nước đầu tiên cần tiến hành nhanh nhưng rửa bã chậm để đủ thời gian cho đường trích ly ra dịch Kết thúc quá trình rửa bã khi nồng độ đường
Sử dụng phương pháp lọc lauter tun vì phương pháp này cho năng suất cao
1.4.5 Quá trình sôi hoa
Mục đích: Bốc hơi, cô đặc, loại bỏ những chất dễ bay hơi, bất hoạt enzyme, thanh trùng, trích ly hoa bia, đông tụ Protein, thúc đẩy phản ứng giữa protein và thành phần của hoa bia, tạo các muối, tạo hương, tạo phản ứng màu, xử lý nhiệt đường không lên
men
Dịch nha sau khi lọc được mang đi đun sôi với hoa Dịch nha có thể được đưa trực
tiếp vào nồi nấu hoa hoặc cho vào nồi trung gian nếu thấy cần thiết
C Thời gian đun sôi từ 30-120 phút Các phụ liệu và hoa bia được cho vào trong quá trình đun sôi Trong quá trình đun sôi các chất rắn kết tủa sẽ được loại bỏ ở khâu lắng, trích ly
hoa bia, loại bỏ những mùi không mong muốn, cô đặc dung dịch
Hình 1.4 Sơ đồ nhà nấu
Trang 151.4.6 Quá trình lắng xoáy
Dịch nha sau khi đun sôi cần phải được lắng nhanh trước khi làm lạnh nhanh
Mục đích: loại bỏ cặn rắn hình thành trong quá trình đun sôi Hàm lượng cặn lắng trong dịch nha từ 2-8 gram/l tuỳ theo nguyên liệu sử dụng, lượng cặn trong dung dịch
trước khi đem làm lạnh phải nhỏ hơn 0,1g/l
Các thiết bị lắng cặn: lắng thùng, ly tâm lắng, thùng lắng xoáy tâm Lượng cặn lắng chứ từ 10-20% chất rắn có thể thu hồi bằng cách bơm ngược lại để thu hồi dịch, lượng
chất rắn có thể nhập với hèm( bã nồi lọc) để làm thức ăn gia súc
1.4.7 Làm lạnh
Hình 1.5 Thiết bị làm lạnh nhanh
Trang 161.4.8 Quá trình lên men
Dung dịch được bơm lên tank men Men được them vào với tỷ lệ 0.5-1 lít men cho
gian 6-8 ngày
1.4.9 Quá trình chiết bia và thành phẩm
Chiết bia bằng chiết đẳng áp gồm 28 vòi chiết
1.4.10 Ủ bia
Quá trình này được thực hiện trong tank thành phẩm Ở trong tank này, bã mà nấm
C trong thời gian 3-4 tuần Sau thời gian này ta
thu được bia cuối
1.4.11 C.I.P
Sau công đoạn ủ bia và nhận bia cuối từ bước ủ bia chúng ta cần CIP hoặc làm sạch
hệ thống có thể sẵn sang cho mẻ nấu bia tiếp theo
Chuẩn bị: Hóa chất bao gồm NaOH, Mix 100, nước, hơi nước
Kiểm tra: Xác định nồng độ NaOH trong tank CIP Tiếp theo, thêm NAOH vào tank CIP để dung dịch CIP đạt nồng độ 2% Chúng ta cũng tính được lượng Mix 100
mức thấp của tank CIP để chạy tuần hoàn Xem khoảng 2 phút, chúng ta chạy và dừng bơm để tuần hoàn dung dịch 1 lần Quá trình này lặp lại để kết thúc quá trình CIP ở
tank đó Thay đổi van để CIP tank khác
Đánh giá: Quá trình đạt khi tank không còn bị bẩn bởi các thành phần dư thừa và dung dịch không đổi màu sau và trước quá trình Nếu quá trình không đạt thì sẽ được tiếp tục đến lúc tank hiện tại sạch
1.4.12 Hệ thống giảm áp
CNG được gia nhiệt và giảm áp qua cụm thiết bị PRU – Pressure Reducer Unit, tới
áp suất yêu cầu của khách hàng (thường là 3 bar)
Trang 17CHƯƠNG 2 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ HỆ THỐNG GIẢM ÁP KHÍ CNG
2.1 Nhiên liệu CNG
CNG( compressed natural gas ) là khí nén thiên nhiên được khai thác từ các mỏ khí
tự nhiên hay là khí đồng hành trong quá trình khai thác dầu mỏ, qua thiết bị làm sạch
để loại bỏ các tạp chất và các cấu tử nặng, vận chuyển bằng đường ống tới nhà máy nén khí hay nén trực tiếp vào các tàu chở CNG Khí thiên nhiên được nén tới áp suất 200-250 bar, ở nhiệt độ môi trường để giảm thể tích bồn chứa, tăng hiệu suất và giảm chi phí vận chuyển bằng các phương tiện vận tải đường bộ, đường sắt, đường thuỷ Tại nơi tiêu thụ, CNG được gia nhiệt và giảm áp qua cụm thiết bị PRU( pressure reducer unit) tới áp suất yêu cầu của khách hàng ( 3 bar)
Thành phần khí: CH4 ( 84%), C2H6 (12%), khi cháy sinh ra ít khí CO2, làm cho môi trường sạch hơn, không gây hiệu ứng nhà kính Trong tương lai sẽ thay thế cho các loại nhiên liệu như xăng, dầu… Vì là loại nhiên liệu được khai thác muộn hơn so với dầu thô, trữ lượng hiện tại còn nhiều trong khi dầu thô ngày càng cạn kiệt
Đặc trưng: Tiết kiệm chi phí nhiên liệu do giá thành rẻ hơn các nhiên liệu khác, theo đó góp phần giảm giá thành sản phẩm, nâng cao sức cạnh tranh của doanh nghiệp Giảm chi phí bảo dưỡng máy móc thiết bị so với việc sử dụng dầu FO, DO, than đá…
Là nhiên liệu sạch không phát sinh những chất độc hại gây ô nhiễm môi trường khi cháy như CO2, SOx, NOx Hiệu suất sử dụng nhiên liệu cao, kéo dài tuổi thọ thiết bị
so với những nhiên liệu khác CNG nhẹ hơn không khí nên nhanh chóng bốc lên cao khi bị rò rỉ, do đó hạn chế tối đa nguy cơ cháy, nổ do sự tích tụ khí
Bồn chứa CNG loại composite 40 ft, tổng thể tích bồn CNG là …., áp suất làm việc
là 230- 250 bar
2.2 Xe chở bồn chuyên chở CNG
Các xe chuyên chở khí được tuân thủ nghiêm ngặt về quy định vận chuyển hàng nguy hiểm cháy nổ Thiết bị được đăng kiểm, kiểm định kịp thời đáp ứng yêu cầu của pháp luật, tiêu chuẩn, quy chuẩn quy định, đảm bảo an toàn, phòng chống cháy nổ cho các thiết bị chuyên chở và tồn chứa
Trang 182.3 Hệ thống chung
Xe bồn vận chuyển khí đến trạm giảm áp tại khách hang (PRU) loại 40ft (34m3), áp suất làm việc 250 bar, nhiệt độ làm việc -15-> 60C, từ đây khí được đưa từ xe bồn ở
áp suất từ 200-250 bar đi qua hệ thống PRU được giảm áp qua 2 giai đoạn
Hệ thống PRU được thiết kế tuân thủ theo các tiêu chuẩn quốc tế và tiêu chuẩn, quy phạm của Việt nam, hệ thống được điều khiển bằng PLC S7 1200, kiểm soát sự cố, rò
rỉ bằng các van đóng khẩn cấp (SDV), van an toàn, đầu rò khí, kiểm soát khí giao nhận bằng hệ thống đo đếm khí và các thiết bị được kiểm định đúng định kỳ hằng năm
Hệ thống được thiết kế 2 nhành : 1 nhánh chính và 1 nhánh dự phòng
Hình 2.1 Hệ thống giảm áp
Trang 192.4 Trạm giảm áp tại nhà máy
2.4.1 Sơ đồ nguyên lí hoạt động
Hình 2 2 Sơ đồ nguyên lí hoạt động của hệ thống giảm áp
Trang 202.4.2 Nguyên lí hoạt động
Khi xe bồn đến được kết nối bằng dây cooplinh, sau đó khí CNG 250 bar qua đồng
hồ điện tử PT1A hoặc PT1B ( tuỳ nhánh nào đang hoạt động) Khí được đưa qua bình gia nhiệt thứ nhất để làm nóng khí trước khi qua van điều áp cấp 1, sau van điều áp cấp 1 có đồng hồ đo áp cơ và điện tử Ở van điều áp cấp 1 sẽ làm giảm áp từ xe bồn từ
230 bar- 250 bar xuống từ 20-30 bar Khí CNG tiếp tục được gia nhiệt ở bình gia nhiệt thứ 2 để chuẩn bị vào van điều điều áp cấp 2 Sau van điều áp cấp 2 cũng có một đồng
hồ đo áp cơ và 1 đồng hồ đo điện tử Tiếp có một đồng hồ đo đếm trước khi vào nhà máy Ngoài ra sau mỗi van điều áp có 1 van an toàn với mức set : sau van điều áp cấp
1 là 45 bar, sau van điều áp cấp 2 là 7,5 bar Hệ thống có thêm một đầu dò khí lắp đặt ngay giữa trạm, một đầu dò khói lắp trong trạm
2.5 Các thiết bị lắp đặt trong dây chuyền công nghệ
2.5.1 Van an toàn GS30- F05-F07
Số hiệu: GS30-F05-F07 DN65 EPDM
PN10 199240883
Nhà sản xuất: Georg Fischer
Nước xuất xứ: Thụy Sĩ
Nguyên lí hoạt động : Van tự động
đóng khi xảy ra sự cố lớn, áp suất tăng quá cao Đảm bảo không bị cháy nổ
Hình 2.3 Van GS30-F05-F07
Trang 212.5.2 Thiết bị lọc
Trong quá trình giảm áp từ xe bồn vào nhà
máy không thể tránh khỏi có những bụi, cặn
xuất hiện trong hệ thống Thiết bị lọc này
giúp lọc khí CNG để không gây hư hại các
Model : P630
Hãng sản xuất:
Mars Bollafarm
Xuất xứ: USA
Áp xuất tối đa: 150 psig
Áp xuất ra: 3-500 psig
Nhiệt độ: -29 – 66oC
2.5.4 Van an toàn với mức SET
Van an toàn SET cấp 1 là 45 barg
Van an toàn SET cấp 2 là 7.5 barg
Van an toàn là cơ cấu bảo vệ thiết bị,
không cho thiết bị làm việc quá áp suất
quy định và là cơ cấu không thể thiếu
Hình 2.5 Van điều áp
Hình 2.6 Van an toàn
Trang 22trên mỗi thiết bị áp lực Khi áp suất trong thiết bị áp lực tăng lên đến áp suất cài đặt của van an toàn thì van sẽ tự động mở giảm áp trong thiết bị Hiện tại nhà máy đang sử dụng van an toàn kiểu lò xo có lớp màng
Khi xảy ra quá áp thì lò xo bị nén đẩy khí ra ngoài
2.5.5 Thiết bị gia nhiệt
Bình gia nhiệt gồm có 3 heater( 220V) Heater có tác dụng làm nóng để đun nước phục vụ cho quá trình gia nhiệt, là thiết bị phát nhiệt tự động
Thiết bị ở chế độ bật hay tắt phụ thuộc vào nhiệt độ TT2 và bật bao nhiêu heater phụ thuộc vào áp suất đầu vào
Áp suất >120 barg : heater 1 hoạt động
Áp suất >80 barg : heater 2 hoạt động
Áp suất > 45 barg : heater 3 hoạt động
Áp suất >120 barg : tất cả heater cùng hoạt động
Bình gia nhiệt làm tăng nhiệt độ có tác dụng làm tăng áp suất để đảm bảo khi đến van điều áp không bị giảm đột ngột gây ra hiện tượng đóng băng
Hình 2.7 Bình gia nhiệt
Trang 232.5.6 Đầu dò khí FP-524D
Dùng để phát hiện khí có thể gây ra cháy nổ
Tín hiệu đầu ra : 4-20mA
Trang 24Hình 2.10 Cầu đo
Cầu đo dùng để đo tín hiệu đầu ra của cảm biến Mạch được nối với nguồn điện một chiều Phương pháp phát hiện là khuếch tán/ hấp thụ Các khí không khí và dễ bắt lửa
đi qua một bộ lọc bằng thép không rỉ nung nóng và liên hệ với bề mặt được làm nóng
một phương tiện để duy trì độ ổn định bằng không trong một phạm vi rộng của nhiệt
độ và độ ẩm Khi các phân tử khí dễ cháy bị oxy hóa trên bề mặt của máy dò hoạt động, nhiệt được tạo ra, và thay đổi độ tương phản của máy dò Điện tử, các máy dò được tạo thành một phần của mạch cầu cân bằng Khi máy dò phản ứng thay đổi sức
đề kháng, mạch cầu không cân bằng Sự thay đổi sản lượng này được điều chỉnh bởi mạch khuếch đại, là một phần không thể tách rời của thiết kế cảm biến
2.5.7 Máy bơm
Máy bơm nước là một thiết bị dùng để chuyển chất lỏng hoặc khí từ nơi áp suất thấp hơn tới nơi áp suấp cao
Một máy bơm nước có cấu tạo gồm 4 phần chính:
Bánh công tác: được lắp trên trục của bơm để cố định với trục tạo nên phần quay gọi là Roto
Trục bơm: thường được chế tạo bằng thép hợp kim và được lắp với bánh công tác thông qua mối ghép then
Bộ phận dẫn hướng vào: thuộc thân máy bơm thường
Bộ phận dẫn hướng ra: được đúc bằng gang và có hình dạng tương đối phức tạp
Trang 25
Hình 2.11 Máy bơm 2.6 Các thiết bị tủ điện
Ứng dụng : Hệ thống băng tải, điều khiển đèn chiếu sang, điều khiển bơm cao áp, máy đóng gói, máy trộn…
Trang 26logic 1 signal (min) : 15VDC/2.5 mA
logic 0 signal ( max): 15VDC/1mA
Trang 27Hình 2.13 Sơ đồ đấu dây CPU 1214C DC/DC/DC
PLC nhận tín hiệu từ : cảm biến khói, đầu dò khí, các đồng hồ áp suất, đồng hồ nhiệt độ
PLC điều khiển: Bơm, heater, SDV
Trang 28Hình 2.14 Cấu tạo SM1231
Hình 2.15 S7-1200 và module mở rộng
Trang 292.6.4 Bộ nguồn Trio power
Bộ nguồn PHOENIX CONTACT được biết đến như một giải pháp hang đầu cho các ứng dụng về bộ nguồn trong công nghiệp với sự ổn định cao, bền bỉ, công suất đa dạng và thiết kế gọn nhẹ
Đây là dòng bộ nguồn xét về kinh tế là dòng tầm trung đến khá và được sử dụng hết sức rộng rãi vì công suất từ 60 đến 960W
Hình 2.16 Bộ nguồn Trio power
2.6.5 Rơ le điều khiển
Trong quá trình điện đi vào cuộn dây, nó hút lõi thép xuống, những tiếp điểm động được nâng lên, do đó tiếp điểm nghịch sẽ mở ra,tiếp điểm thuận sẽ đóng lại Các bộ phận vít và ốc để thay đổi điện áp hay dòng điện hút và nhả của nam châm điện Thiết
bị rơle trung gian này thuộc loại thực hiện nhanh, tức mất điện thì nó nhả, có điện nó đóng ngay
Trang 30Hình 2.17 Bộ rơ le điều khiển
2.6.6 CB CVS250F
Là khí cụ điện dùng để đóng cắt
mạch điện ( một pha, ba pha); tác dụng
bảo vệ mạch điện khi quá tải, ngắn
mạch, sụt áp
Số cực : 4 cực
Điện áp cách điện định mức(Ui) :
690V
Xung điện áp định mức (Uimp): 8kV
Cat.A: là loại cắt tức thời, không có
trễ
(kA)
Ics (kA) 220/24
Trang 312.6.7 Màn hình HMI
HMI là từ viết tắt của Human-Machine-Interface, nghĩa là thiết bị giao tiếp giữa
người điều hành và máy móc thiết bị Nói một cách chính xác, bất cứ cách nào mà con
người “giao tiếp” với một máy móc qua 1 màn hình giao diện thì đó là HMI
Truyền thông: Các cổng truyền thông ( RS232, Ethernet, USB, RS485), các giao
thức truyền thông ( Mobus, CANbus, PPI, MPI, Profielbus…)
Hình 2.19 Màn hình hiển thị HMI
Trang 322.7 Sơ đồ mạch điều khiển
Hình 2.20 Sơ đồ điều khiển heater