Luận văn tìm hiểu về khu công nghiệp đình vũ đi sâu thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng acid photphoric

NHỮNG ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT VÀ THỦY VĂN

Địa điểm xây dựng nằm trên khu đất GI-7, với mặt đất tự nhiên cao khoảng 1,5 m Khu vực đã được san lấp một phần, đạt độ cao mới là 4,95 m, trong khi phần còn lại là vùng ngập mặn Theo tài liệu địa chất, dưới lớp đất san lấp (cát hạt nhỏ màu xám và xám xanh) dày trung bình 4 m là lớp đất tự nhiên cát mịn dày khoảng 5 m, tiếp theo là lớp bùn sét màu xám xanh dày trung bình 12 m, và cuối cùng là lớp đất sét màu xám trắng Đinh Khắc Tùng _ DC1301 vân đỏ ở trạng thái dẻo cứng Do đó, các hạng mục công trình có tải trọng lớn cần có giải pháp xử lý nền móng phù hợp.

Các số liệu về nước ngầm cho thấy Bán đảo Đình Vũ nằm trong vùng ngập mặn với độ mặn cao, với hàm lượng ion clorua dao động từ 600 mg/l đến 800 mg/l Khu vực này nằm ở cửa biển Nam Triệu, nơi tiếp giáp với ba con sông lớn: Sông Cấm, Sông Bạch Đằng và Sông Lạch Tray, chảy ra biển.

* Sông Bạch Đằng: Nằm ở phần đông nam Thành phố Hải Phòng và là con sông chính ở khu vực này

Sông Cấm, đoạn cuối của Sông Kim Môn, chảy qua khu vực phía Bắc Hải Phòng và có một nhánh nối với Sông Bạch Đằng Tại khu vực Đình Vũ, sông có chiều rộng từ 120 đến 150m và chiều sâu từ 6 đến 8m Lưu lượng nước của sông dao động từ 187 m³/giây (thấp nhất) đến 1860 m³/giây (cao nhất).

Sông Lạch Tray, một nhánh của Sông Vạn Úc, nằm ở phía nam trung tâm thành phố Sông có chiều rộng từ 100 đến 200 mét và độ sâu từ 4 đến 7 mét, đóng vai trò quan trọng trong hệ thống thủy văn địa phương Mức nước của hạ lưu Sông Bạch Đằng cũng có ảnh hưởng đến Sông Lạch Tray.

Mức nước trung bình (trong 30 năm liên tục gần đây): 212 cm

Mức nước cao nhất đặc biệt: 452 cm

Mức nước cao nhất trung bình: 408 cm

Mức nước thấp nhất đặc biệt: 20 cm

Mức nước thấp nhất trung bình: 44 cm

1.3.NHỮNG ĐẶC ĐIỂM VỀ KHÍ HẬU

Hải Phòng, tọa độ 20°05'N và 106°E, có khí hậu gió mùa và ảnh hưởng từ biển, chia thành hai mùa chính: mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10 với nhiệt độ trung bình khoảng 25°C, trong đó tháng 6 và tháng 7 là những tháng nóng nhất, thường có mưa và bão Hướng gió chủ yếu vào mùa này là Đông Nam Mùa khô kéo dài từ tháng 12 đến tháng 3, với nhiệt độ trung bình dưới 20°C và gió chủ yếu từ hướng Đông Bắc Tháng 4 và tháng 11 là thời gian chuyển mùa, với lượng mưa trung bình hàng năm từ 1600 đến 1800 mm, chủ yếu tập trung vào mùa hè, chiếm 80-90% tổng lượng mưa.

* Nhiệt độ: Nhiệt độ trung bình trong mùa hè khoảng 25 0 C, nhiệt độ trung bình trong mùa đông thường thấp hơn 20 0 C

* Gió: Hướng gió biến đổi theo mùa: vào mùa đông (từ tháng 11 tới tháng

Trong ba năm tiếp theo, gió Đông Bắc và gió Bắc trở thành chủ đạo Tháng 4 đánh dấu thời điểm của gió Đông Nam và gió Nam Đặc biệt, gió Nam đạt tần suất cao nhất vào tháng 7, trong khi gió Bắc và gió Đông Bắc có tần suất lớn nhất vào tháng 10.

Hải Phòng là khu vực chịu ảnh hưởng đáng kể từ các cơn bão nhiệt đới, với vận tốc gió ghi nhận tại các trạm khí tượng đạt tới 40m/giây và áp lực không khí cũng rất cao.

100 kg/cm 2 Tốc độ gió trung bình ghi đƣợc ở trạm Hòn Dáu là 5,1 m/giây, trạm Phủ Liễn là 3,7 m/giây và trạm Cát Bi là 2,8 m/giây

Bán đảo Đình Vũ có chế độ mưa đặc trưng với 100-150 ngày mưa mỗi năm Mùa mưa bắt đầu từ tháng 4 và kéo dài đến tháng 10, trong đó lượng mưa chiếm hơn 80% tổng lượng mưa hàng năm.

Bức xạ nhiệt ở Hải Phòng đạt mức cao, khoảng 220-230 kcal/cm² mỗi năm Mức bức xạ nhiệt cao nhất thường rơi vào tháng 7, trong khi tháng 12 ghi nhận mức thấp nhất.

* Độ ẩm: Bán đảo Đình Vũ là một trong các khu vực có độ ẩm cao với mức trung bình là 80-85%

Bão thường xảy ra từ tháng 7 đến tháng 9, nhưng trong một số năm, bão có thể xuất hiện sớm từ tháng 6 và kéo dài đến tháng 10 Trung bình mỗi năm, bán đảo Đình Vũ hứng chịu từ 1 đến 2 trận bão trực tiếp.

Hải Phòng có khí hậu nhiệt đới nóng ẩm và nằm trong khu vực gió mùa Đông Nam Á, với thời tiết được chia thành hai mùa rõ rệt.

* Mùa đông: mƣa ít, kéo dài trong 5 tháng (từ tháng 11 tới tháng 3 năm sau) với số ngày nắng tương đối ít Thời tiết mùa đông tương đối ổn định

Mùa hè tại khu vực này đặc trưng bởi khí hậu nóng ẩm, gió mạnh và nắng nhiều, thỉnh thoảng có sương mù Thời gian này cũng thường xảy ra bão, sấm sét và áp thấp nhiệt đới, có thể dẫn đến lũ lụt bất ngờ.

CƠ CẤU TỔ CHỨC CỦA KHU CÔNG NGHIỆP

Khu công ngiệp Đình Vũ đƣợc chia làm 3 khu vực sản xuất chính đó là:

* Khu hành chính: có nhiệm vụ tổ chức, quản lý sản xuất và kinh doanh

* Khu sản xuất chính: gồm các xưởng sản xuất chính (xưởng H 2 SO 4 , xưởng

H3PO4, xưởng Na2SiF6, xưởng DAP)

Khu phục vụ sản xuất bao gồm nhiều hạng mục quan trọng như kho nguyên liệu, kho sản phẩm, kho tổng hợp, trạm phát điện, xưởng cơ khí, và trạm làm lạnh nước tuần hoàn Ngoài ra, khu vực này còn có các cơ sở kỹ thuật và thí nghiệm, hệ thống xử lý nước thải, trạm xử lý nước, bãi thải gip, và trạm cứu hỏa, tất cả đều góp phần đảm bảo hoạt động sản xuất diễn ra hiệu quả và an toàn.

Hình 1 1 Sơ đồ tổ chức của khu công nghiệp

Trong các phân xưởng của khu công nghiệp có giám đốc, phó giám đốc và các tổ trưởng

Hình 1 2 Sơ đồ tổ chức của các phân xưởng

Thợ cơ khí Thợ điện Công nhân Công nhân Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301

1.5 THỐNG KẾ PHỤ TẢI CỦA KHU CÔNG NGHIỆP

Bảng 1 1 Danh sách phụ tải điện trong khu công nghiệp và công suất đặt

STT Tên phụ tải Số lƣợng Công suất Tổng công suất

1 Trạm biến áp SA và nhiệt điện 2 1250kVA 2500kVA

2 Trạm biến áp DAP 2 2000kVA 4000kVA

3 Trạm biến áp tuân hoàn nước nhiễm axit 1 1600kVA 1600kVA

4 Trạm biến áp PA 2 2000kVA 4000kVA

5 Trạm biến áp tuân hoàn nước sạch 2 630kVA 1260kVA

6 Trạm biến áp khu hành chính 2 500kVA 1000kVA

7 Trạm biến áp cảng 1 800kVA 800kVA

8 Trạm biến áp kho lưu huỳnh 1 1250kVA 1250kVA

9 Động cơ Common acid pump

10 Động cơ Feeder water pump

11 Động cơ Induced draft fan

12 Động cơ Primary air fan (C0401) 1 220kW 220kW

Trong tương lai, khu công nghiệp dự kiến sẽ mở rộng quy mô sản xuất và lắp đặt thêm thiết bị hiện đại, do đó, thiết kế hệ thống cung cấp điện cần phải tính toán khả năng gia tăng phụ tải Cần có phương án cấp điện hợp lý để tránh tình trạng quá tải sau vài năm hoạt động, đồng thời không để xảy ra tình trạng lãng phí do không khai thác hết công suất dự trữ Việc lựa chọn và thiết kế thiết bị cần đảm bảo cả yếu tố kinh tế và kỹ thuật.

CÔNG ĐOẠN SẢN XUẤT CỦA CÁC PHÂN XƯỞNG TRONG KCN

* Công đoạn nguyên liệu và làm nóng chảy lưu huỳnh

* Công đoạn đốt và chuyển hoá lưu huỳnh

* Công đoạn sấy và hấp thụ l.6.2 Sản xuất của phân xưởng Axit Photphoric

* Phản ứng và phân huỷ

1.6.3 Sản xuất của phân xưởng DAP

* Sàng, nghiền và bột hồi lưu

1.6.4 Sản xuất của phân xưởng natri foxilicat Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301

KHÁIQUÁT CHUNG

Mục đích thiết kế phân xưởng acid photphoric là để quản lý quy trình từ việc chuyển apatit và acid sunphuric vào khuôn viên phân xưởng cho đến khi phân phối acid photphoric đã cô đặc, acid floxilixic (18%) và bùn ra ngoài Quy trình này bao gồm các bộ phận phản ứng và lọc, đảm bảo hiệu quả và an toàn trong sản xuất.

Phân xưởng bao gồm các bộ phận sau:

* Phản ứng và phân huỷ

Quá trình dihydrat là phương pháp chính để sản xuất axit photphoric Trong quy trình này, bộ phận lọc sử dụng dây chuyền sản xuất đơn, trong khi bộ phận cô đặc axit áp dụng dây chuyền sản xuất kép.

QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

2.2.1 Lựa chọn quy trình công nghệ

Trong quy trình sản xuất axit photphoric công nghệ ướt, axit sunfuric phản ứng với apatit để tạo ra axit photphoric lỏng và canxi sunfat (gip) Sau đó, axit photphoric được tách ra khỏi gip thông qua quy trình lọc Phản ứng chính trong quá trình này được mô tả như sau:

Phản ứng hóa học 3Ca3(PO4)2 + 10H2SO4 → 6H3PO4 + 10CaSO4.nH2O + 2HF cho thấy giá trị n có thể là 0, 1/2 hoặc 2, tùy thuộc vào dạng tinh thể canxi sunphat, bao gồm vữa chết, vữa hemihydrat hoặc gip hydrat Quy trình dihydrate là phương pháp sản xuất chiếm ưu thế toàn cầu, với 80% nhà máy sản xuất axit photphoric áp dụng quy trình này, tạo ra tới 85% tổng sản lượng axit photphoric toàn cầu theo quy trình ướt Do đó, quy trình dihydrate mang lại nhiều lợi ích và đặc điểm nổi bật trong sản xuất axit photphoric.

* Thu hồi P 2 O 5 trong apatit cao Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301

* Quy trình công nghệ hoàn thiện, ổn định và đáng tin cậy

* Phạm vi áp dụng cho apatit rộng và hoạt động linh hoạt

* Hiệu suất hoạt động cao và bảo dƣỡng ít

* Dây chuyền sản xuất đơn có quy mô lớn

* Kinh nghiệm vận hành đƣợc tích lũy thời gian dài trong lựa chọn vật liệu và cấu trúc thiết bị, không cần chọn các "hợp kim phức tạp"

2.2.2 Đặc tính quy trình công nghệ

Bao gồm các bộ phận chính:

* Bộ phận phản ứng và lọc

* Bộ phận cô đặc acid.

MÔ TẢ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

Bùn quặng photphat chứa 65% rắn được chuyển đến thùng phản ứng trong phân xưởng acid photphoric từ khu vực kho chứa apatit Acid sunfuric 98% được bơm từ thùng chứa đến thùng phản ứng và thùng rửa của bộ phận bốc hơi và cô đặc Phụ gia chống bọt được chuyển vào phân xưởng và đổ tay vào thùng chứa, sau đó được đun nóng bằng hơi và bơm đến bộ phận phản ứng và cô đặc.

2.3.2 Phản ứng và phân hủy

Bộ phận này đƣợc thiết kế để sản xuất acid photphoric có nồng độ tối thiểu là 26% P 2 O 5 a Bộ phận phản ứng

Bùn quặng apatit với 65% rắn được chuyển vào ngăn của thùng phản ứng qua ống dẫn Trước khi vào thùng, bùn được đo lường bằng đồng hồ lưu lượng và đồng hồ đo tỷ trọng để đảm bảo việc nạp liệu ổn định Nồng độ sunphat trong ngăn 3 được duy trì ở mức thông thường thông qua việc lấy mẫu phân tích.

Tỷ lệ giữa dòng bùn photphat và tổng số ion sunphat trong thùng phản ứng có thể được điều chỉnh để đạt được mức 25~30g/1 SO3 Tổng số ion sunphat được tính toán thông qua việc phân tích lượng SO3 và đo lưu lượng acid hồi lưu, bao gồm cả lượng acid sunfuric nạp trực tiếp vào thùng Giá trị tổng số này được kiểm tra bằng cách thay đổi lưu lượng acid sunfuric nạp vào các ngăn 1 và 2.

Acid sunphuric được tiếp nhận vào khuôn viên và trộn sơ bộ trước khi đưa vào thùng phản ứng, nơi có axit hồi lưu từ bộ phận lọc qua ống thiết kế dạng chữ "T" Axit hồi lưu bao gồm ba thành phần chính: ion sunphat, acid sản phẩm và nước Tác động của ion sunphat đã được tính toán trong tổng lượng sunphat nạp vào thiết bị phản ứng và việc kiểm tra lượng sunphat này Các điểm lưu lượng và tỷ trọng của acid hồi lưu được điều chỉnh để kiểm soát lượng axit sản phẩm, nhằm đạt được hàm lượng chất rắn từ 33-35% trọng lượng và hàm lượng nước điều chỉnh độ đậm đặc của acid sản phẩm trên 27% P2O5 Lưu lượng acid hồi lưu được kiểm soát bằng cách điều chỉnh lượng acid loãng và tỷ trọng thông qua nước rửa cặn.

Phụ gia chống bọt được chứa trong thùng chứa với nhiệt độ được duy trì bằng ống xoắn hơi thấp áp Máy đo mức được lắp đặt để công nhân dễ dàng kiểm tra mức chất lỏng trong thùng Bơm phụ gia chống bọt hoạt động theo nguyên lý bơm định lượng, cung cấp cho thiết bị làm lạnh ở mức độ thấp Phản ứng hóa học trong thùng phản ứng là phản ứng tỏa nhiệt, kết hợp với nhiệt từ việc pha loãng acid sulfuric bổ sung, yêu cầu duy trì nhiệt độ phản ứng ở mức 71~76°C để đảm bảo sản xuất tinh thể dihydrate, đồng thời cần làm lạnh bùn phản ứng.

Việc làm lạnh trong thiết bị làm lạnh nhanh được thực hiện ở mức độ thấp, với bình giữ chân không nhờ bơm chân không và áp suất được điều chỉnh bằng cách rút không khí trước khi bơm Bùn phản ứng được hồi lưu qua bình bằng bơm thiết bị làm lạnh nhanh, di chuyển từ ngăn 4 đến ngăn 1 của thùng phản ứng, tạo hiệu quả làm lạnh với chênh lệch nhiệt độ chỉ 2~3°C Nhờ tỷ lệ hồi lưu cao, sự bão hòa quá mức và đóng cặn trong thiết bị làm lạnh được giảm thiểu Một máy đo tổn thất DCS được lắp đặt để theo dõi lượng bốc hơi.

Tỷ lệ hồi lưu cao quanh thiết bị phản ứng được cung cấp bởi bơm nạp của thiết bị làm lạnh, đồng thời cung cấp axit và sunphat vào đầu hệ thống phản ứng, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình hòa tan và kết tinh bùn photphat Hơi nước thoát ra từ thiết bị làm lạnh đi qua thiết bị ngưng tụ sơ bộ, nơi nhiệt thừa trong hơi quá nhiệt được sử dụng để làm nóng nước hồi lưu, phục vụ cho việc rửa cặn trên thiết bị lọc Sau đó, hơi được đưa qua thiết bị ngưng tụ, nơi quá trình ngưng tụ diễn ra hoàn toàn nhờ nước làm lạnh hồi lưu từ tháp làm lạnh Nước làm lạnh bị nhiễm sẽ được thải vào thùng ngưng kín của thiết bị làm lạnh bằng nước và chảy tràn nhờ trọng lực tới mương hồi lưu nước làm lạnh.

Bùn từ ngăn 4 của thùng phản ứng chảy xuống thùng phân huỷ hai ngăn nhờ trọng lực, giúp duy trì bùn khử bão hoà và tối ưu hoá quá trình kết tinh của gip và flo silicat Thời gian lưu cần thiết để phát triển tinh thể và giảm độ quá bão hoà, từ đó làm giảm ảnh hưởng đóng cặn và hậu quả kết tinh trong bồn chứa acid loãng.

Sự sắp xếp phản ứng và phân huỷ trong hệ thống đảm bảo ngăn chặn sự ngừng trệ của quặng không phản ứng đến thiết bị lọc Việc bổ sung acid sunphuric vào ngăn đầu tiên của thùng phân huỷ cho phép kiểm soát độc lập mức sun phát trong quá trình phản ứng và phân huỷ Thùng phân huỷ được trang bị van nhiều chiều trên tuyến dẫn đến thiết bị rửa khí để duy trì áp suất nhẹ, ngăn khí thoát ra ngoài Cuối cùng, bùn hoàn thiện từ ngăn thứ hai được bơm đến thiết bị lọc thông qua máy bơm nạp, với lưu lượng được điều chỉnh bởi máy truyền thay đổi tốc độ.

Bùn được chuyển đến thiết bị lọc băng kết hợp với hộp chân không và thiết bị tách lọc bên ngoài Dòng chảy từ thiết bị tách được dẫn đến thùng Đinh Khắc Tùng - DC1301, nơi chứa dịch lọc hồi lưu Hơi nước chân không từ thiết bị tách được chuyển tới thiết bị lọc ngưng tụ, tại đây khí được rửa và hơi nước được ngưng tụ bằng nước làm lạnh Thùng kín của thiết bị ngưng tụ lọc thu nhận nước từ quá trình ngưng tụ, và nước này sau đó tràn vào máng nước làm lạnh hồi lưu.

Bơm chân không của thiết bị lọc được kết nối với khí quyển qua ống giảm thanh riêng biệt, giúp duy trì hệ thống dưới áp suất âm Thiết bị này sử dụng ống rút hơi để kiểm soát chân không và được lắp đặt cùng với tủ hút khí, thông qua hệ rửa khí và máng lát gạch chịu acid để hứng các giọt chảy Khi nạp bùn vào máy lọc, phần tiết diện nhỏ ban đầu không có chân không cho phép tinh thể gip lớn hơn đọng lại, tạo thành lớp lót tự nhiên giúp lọc các chất rắn nhỏ hơn và giảm tình trạng tắc vải lọc.

Bộ phận tiếp theo trong quy trình là phần lọc sơ bộ, nơi tạo ra dung dịch lọc đầu tiên cho sản phẩm acid Dung dịch này thường chứa chất rắn và được pha loãng bằng nước, sau đó được thu thập qua các lỗ và kẽ vải để đảm bảo không ảnh hưởng đến chất lượng acid sản phẩm Dung dịch lọc này sẽ được hồi lưu và thải vào bộ phận acid hồi lưu thông qua bơm acid Lượng acid loãng sản xuất ra được bơm sang thùng chứa acid qua máy đo lưu lượng và tỷ trọng, trong khi lượng acid dư cần thiết cho việc điều chỉnh chất rắn trong thiết bị phản ứng được đưa vào ống hút của bơm acid hồi lưu thông qua van điều chỉnh mức.

Sau khi tách nước cái, quá trình rửa gip đóng bánh diễn ra ngược chiều qua hai giai đoạn Giai đoạn cuối trước khi thải gip sử dụng nước từ bình ngưng tụ sơ bộ qua thùng chứa nước hồi lưu, được bơm từ bộ phận phản ứng Lưu lượng nước rửa cặn đóng bánh có thể được điều chỉnh bằng tay thông qua máy đo tỷ trọng kiểm tra định lượng, giúp điều chỉnh nồng độ acid sản phẩm trên đường acid hồi lưu.

Dung dịch lọc từ rửa bã lọc cuối cùng được chuyển từ bộ phận phân phối đến ống hút của máy bơm lọc số 1 để bơm rửa bã lọc thứ hai Sau đó, dung dịch lọc từ rửa bã lọc thứ hai được dẫn đến ống hút bơm lọc số hai để bơm rửa bã Đinh Khắc Tùng - DC1301 lọc thứ nhất Dịch lọc này chảy từ bộ phân phối đến ống hút của bơm acid hồi lưu Để nhanh chóng khôi phục trạng thái bình thường trong quá trình lọc, một bộ điều chỉnh bằng tay được lắp trên sàn máy lọc nhằm phân dòng một phần rửa axit loãng trực tiếp đến bơm axit hồi lưu.

Gip trải qua ba giai đoạn rửa bằng nước hồi lưu từ hồ chứa bã thải, sau đó được bơm ra bồn thải tạm thời Sau khi thải bã lọc, vải lọc được rửa bằng nước ấm, trong đó nước này chứa chất rắn được thu lại trong thùng rửa bã lọc Bộ phận cô đặc acid cũng là một phần quan trọng trong quy trình này.

CÁCH BỐ TRÍ

2.4.1 Bộ phận lọc phản ứng và tháp lọc khí

Phân xưởng acid phosphoric bao gồm ba bộ phận chính: bộ phận phản ứng, bộ phận lọc và bộ phận cô đặc acid, với thiết bị điện và đo lường được bố trí tập trung Bộ phận phản ứng sẽ được thiết kế ngoài trời, trong khi thùng phản ứng, thùng phân hủy và tháp lọc khí được đặt trên sàn ngoài (EL-0.300) Hệ thống làm lạnh nhanh mức độ thấp và ống khói được lắp đặt bên cạnh thùng phản ứng, với khung có chiều rộng 15m và chiều cao tại một số khu vực là EL23.000 Các bơm và thùng kín nằm trên tầng trệt (EL0.000), trong khi buồng làm lạnh nhanh mức độ thấp được bố trí trên tầng hai (EL7.000).

Bộ ngưng tụ sơ bộ và bộ ngưng tụ được lắp đặt tại tầng 3 (EL16.000), trong khi quạt khí và ống khói nằm ở tầng 4 (EL23.000) Hệ thống lọc sẽ sử dụng nhiều tầng để bố trí thiết bị Toàn bộ chiều dài của tòa nhà là 45m và chiều rộng là 10m Bơm và máy đánh nhão gip được đặt tại tầng trệt (EL0.000), quạt đệm không khí ở tầng 2 (EL7.000), và máy lọc được bố trí tại tầng 3 (EL10.800) với một sàn thao tác xoay quanh máy lọc để đặt thiết bị tách dung dịch.

- khí, bộ tách sương, bộ ngưng tụ để việc vận hành và bảo dưỡng được thuận tiện

2.4.2 Bộ phận cô đặc acid

Bố trí của bộ phận này được tổ chức hợp lý, với phòng kiểm tra và vận hành được kết nối với phòng phản ứng và lọc Hai dây chuyền sản xuất cô đặc được lắp đặt ngoài trời theo cách song song, tạo thuận lợi cho quản lý vận hành và đảm bảo an toàn sản xuất Khung của dây chuyền có chiều dài 36m, chiều rộng mỗi dây chuyền là 9m, và chiều cao trong một số khu vực đạt EL25.800 Có tổng cộng 6 tầng, bao gồm các mức độ EL±0.000, EL8.700, EL14.000, EL18.400, EL22.500 và EL25.800 tương ứng với từng tầng.

Trong bộ phận cô đặc, hầu hết thiết bị như thùng đứng và bơm được bố trí trên mặt đất, bao gồm thùng hồi lưu của tháp hấp thụ flo, thùng nước hồi lưu và bơm hồi lưu acid photphoric đã cô đặc Một số thiết bị như buồng làm lạnh, bộ khử mù cyclon và bộ ngưng tụ khí áp được lắp đặt trên nhiều tầng Để thuận tiện cho việc lắp đặt và bảo trì, trao đổi nhiệt grafit được đặt ở cuối trục A của thiết bị.

CÁC YÊU CẦU VỀ CUNG CẤP ĐIỆN CỦA KHU CÔNG NGHIỆP

Các yêu cầu về cung cấp điện bao gồm độ tin cậy, chất lượng, an toàn và tính kinh tế Việc cấp điện cần được thực hiện một cách đơn giản, dễ thi công và vận hành Đánh giá tổng thể khu công nghiệp cho thấy phụ tải chủ yếu là các động cơ điện và thiết bị chiếu sáng Mất điện có thể dẫn đến nhiều phế phẩm và thiệt hại kinh tế lớn Do đó, khu công nghiệp được coi là hộ tiêu thụ loại I, yêu cầu cung cấp điện phải được đảm bảo liên tục.

THỐNG KÊ PHỤ TẢI CỦA PHÂN XƯỞNG PA

Bảng 2 1.Danh sách phụ tải điện phân xưởng PA

STT Tên phụ tải Số lƣợng Công suất (k/V)

2 Dihydrate filter slurry feed pump 1 30

3 Phosphate slurry transfer pump to attack 1 37

10 Filter cloth wash pump 1 45 Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301

STT Tên phụ tải Số lƣợng Công suất (k/V)

21 Fume scrubber pump to precondenser 2 22

36 Condenser seal tank pump 3 280 Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301

CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN (PTTT)

Phương pháp này thường được áp dụng khi có thông tin về diện tích F(m²) của khu chế xuất cùng với ngành công nghiệp (nặng hoặc nhẹ) trong khu vực đó Mục tiêu chính là dự báo phụ tải để chuẩn bị nguồn điện, bao gồm nhà máy điện, đường dây và trạm biến áp.

Từ các thông tin trên ta xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất

P0 [kw/m 2 ] - suất phụ tải trên một đơn vị diện tích

F[m 2 ]- diện tích sản xuất có bố trí các thiết bị dùng điện Để xác định (P 0 ) ta dựa vào kinh nghiệm:

- Đối với các ngành công nghiệp nhẹ (dệt, may, giầy dép, bánh kẹo, ) ta lấy P 0 = ( 100÷200 ) kVA/ m 2

- Đối với các ngành công nghiệp nặng (cơ khí, hoá chất, dầu khí, luyện kim, xi măng, ) ta lấy P 0 = (300÷400) kVA/ m 2

Phương pháp này cho kết quả gần đúng và thường được áp dụng cho các phân xưởng có mật độ máy móc phân bố đồng đều, chẳng hạn như phân xưởng dệt, sản xuất vòng bi và gia công cơ khí Nó được sử dụng để tính toán thiết kế chiếu sáng hiệu quả.

2.7.2 Xác định PTTT theo suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm

Để xác định phụ tải tính toán cho khu chế xuất, cần biết sản lượng của xí nghiệp và suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm Phụ tải sẽ được tính dựa trên tổng sản lượng tối đa của khu chế xuất.

W 0 : Điện năng cần thiết để sản xuất 1 sản phẩm( kWh/ lsp ):

M: Tổng sản phẩm sản xuất trong 1 năm(sp)

Tmax(h):Thời gian sử dụng công suất lớn nhất Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301

2.7.3 Xác định PTTT theo công suất đặt và hệ số nhu cầu k nc

Thông tin mà ta biết được là diện tích nhà xưởng F(m 2 ) và công suất đặt p đ (kw) của các phân xưởng và phòng ban của nhà máy Mục đích là:

Xác định phụ tải tính toán cho các phân xưởng

* Chọn biến áp cho phân xưởng

* Chọn dây dẫn về phân xưởng

* Chọn các thiết bị đóng cắt cho phân xưởng n i đmi nc n i đi đl nc tt P k P k P

Từ đó ta xác định được phụ tải tính toán của phân xưởng (px) như sau:

Trong phân xưởng sử dụng đèn sợi đốt, hệ số công suất cho phụ tải chiếu sáng là 0 (cos = 1), dẫn đến Qcs = Pcs.tg = 0 Nếu sử dụng đèn tuýp hoặc quạt, hệ số công suất sẽ là cos = 0,8 Khi sử dụng 2 quạt (cos = 0,8) và 1 đèn sợi đốt (cos = 1), hệ số công suất tổng hợp sẽ được tính là cos = 0,9.

Nếu hệ số công suất cos của các thiết bị trong nhóm khác nhau thi ta tính hệ số công suất cos trung bình: n 3

Trong các công thức trên: knc - hệ số nhu cầu pd - công suất đặt n - số động cơ

P0(W/m 2 ) - suất phụ tải chiếu sáng

Pđl, Qđl- các phụ tải động lực của phân xưởng

Pcs, Qcs - các phụ tải chiếu sáng của phân xưởng Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301

Từ đó ta có: S ttpx P ttpx 2 Q 2 ttpx (2.11)

Vậy phụ tải tính toán của cả nhà máy(xí nghiệp) là: m

Trong đó: k đt - hệ số đồng thời (thường có giá trị từ 0,85÷1) m-số phân xưởng và phòng ban,nhóm thiết bị

Phương án này có ưu điểm là đơn giản và tiện lợi, được ứng dụng rộng rãi trong tính toán Tuy nhiên, nhược điểm lớn là độ chính xác kém, do hệ số k tra trong bảng số liệu không phụ thuộc vào chế độ vận hành và số thiết bị trong nhóm Thực tế, k nc không bằng k sd.k max, vì vậy khi chế độ vận hành và số thiết bị thay đổi nhiều, kết quả sẽ kém chính xác Phương pháp này thường được sử dụng trong giai đoạn xây dựng nhà xưởng.

2.7.4 Xác định PTTT theo hệ số cực đại k max công suất trung bình p tb

Chúng ta đã thu thập được thông tin chi tiết và bắt đầu phân nhóm các thiết bị máy móc, mỗi nhóm gồm từ 8 đến 12 máy Tiếp theo, chúng ta xác định phụ tải tính toán cho một nhóm n máy dựa trên công suất trung bình P tb và hệ số cực đại kmax theo các công thức đã được thiết lập.

1 i dmi sd max tb max tt k P k k P

Qtt = Ptt tg (2.17) dm tt tt 3.U

I S (2.18) Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301

Trong đó: n - số máy trong một nhóm

Ptb - công suất trung bình của nhóm phụ tải trong ca máy tải lớn nhất

P đm ( kW) - công suất định mức của máy, nhà chế tạo cho

Uđm, hay điện áp dây định mức của lưới, được xác định là 380 V Ksd là hệ số sử dụng công suất hữu công của nhóm thiết bị, trong khi kmax là hệ số cực đại công suất hữu công, được tính dựa trên ksd và số lượng thiết bị dùng điện hiệu quả, ký hiệu là nhq Nhq là số thiết bị có công suất bằng nhau và chế độ làm việc đồng nhất, tạo ra một phụ tải tính toán tương đương với phụ tải do nhóm thiết bị điện thực tế với công suất và chế độ làm việc khác nhau.

Từ đó ta tính được phụ tải tính toán của cả phân xưởng theo các công thức sau: nm

Các phân xưởng của các nhà máy trong thực tế thường dung đèn sợi đốt nên Q cs = 0

S (2.26) px px px S cos P (2.27) dm px ttpx 3 U

I S (2.28) Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301

Trong đó: n, m: số nhóm máy của phân xưởng mà ta đã phân ở trên

K đl : Hệ số đồng thời (thường có giá trị từ 0,85÷1 )

Phương pháp tính phụ tải cho nhóm thiết bị và các tủ động lực trong phân xưởng thường cho kết quả chính xác, nhưng yêu cầu thông tin đầy đủ về các phụ tải như chế độ làm việc, công suất đặt, và số lượng thiết bị trong nhóm (ksdi, Pdmi, cos 1, ).

2.7.5 Phương pháp xác định phụ tải trong tương lai của nhà máy

Trong tương lai dự kiến nhà máy sẽ được mở rộng và thay thế, lắp đặt các máy móc hiện đại hơn

SNM(t) - Là phụ tải tính toán của nhà máy sau t năm

SttNM là phụ tải tính toán của nhà máy tại thời điểm khởi động, trong khi α đại diện cho hệ số phát triển hàng năm của phụ tải cực đại Thời gian dự kiến trong tương lai được ký hiệu là t.

2.8 PHÂN NHÓM PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG PA Để phân nhóm phụ tải ta dựa vào các nguyên tắc sau:

* Các thiết bị trong nhóm nên có cùng một chế độ làm việc

* Các thiết bị trong nhóm nên đƣợc đặt gần nhau, tránh chồng chéo khi đi dây và sẽ giảm đƣợc tổn thất

Tổng công suất của các thiết bị trong nhóm cần được cân đối để tránh sự chênh lệch lớn giữa các nhóm, nhằm tạo ra tính đồng nhất cho các trang thiết bị cung cấp điện.

Số lượng thiết bị trong một nhóm nên được giới hạn để tránh làm phức tạp quá trình vận hành và sửa chữa Việc đặt quá nhiều thiết bị sẽ ảnh hưởng đến độ tin cậy của nguồn cung điện và gây khó khăn trong việc quản lý các tủ động lực.

Dựa vào công suất và tính chất của phụ tải ta chia làm 3 nhóm ứng với công suất đặt nhƣ sau:

Bảng 2 2 Bảng công suất đặt tổng của các nhóm

2.8.1 Xác định PTTT khu lọc

Tra tài liệu [1, trang 253]: K sd =0,6; cos =0,7

STT Tên phụ tải Số lƣợng

2 Dihydrate filter slurry feed pump 1 30

7 Fume scrubber pump to precondenser 22

Các thiết bị đều làm việc ở chế độ dài hạn nên ta không phải quy đổi Số thiết bị trong nhóm là n = 16 Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301

Công suất lớn nhất của thiết bị là Pdmax = 200 kw

Số thiết bị có công suất >P đmax 0,5 là n1 = 7

Tra bảng tài liệu [1, trang 255] nhq* (n*, p*) ta đƣợc nhq* = 0,7;

=> số thiết bị dùng điện hiệu quả của nhóm 1 là : nhq = n.nhq* 0,7 = 11,2 = 11 ;

Tra bảng k max theo ksd và nhq ta đƣợc kmax = 1,23 ;

Dòng điện tính toán của cả nhóm:

2.8.2 Xác định PTTT cho khu phản ứng

Các thiết bị đều làm việc ở chế độ dài hạn nên ta không cần phải qui đổi

Số thiết bị trong nhóm là n = 13; Tổng công suất Pđ= 438,3 kW

Trong nhóm động cơ, chỉ có một động cơ quạt sấy lọc có công suất lớn hơn nhiều so với các động cơ khác Do đó, không thể tính toán công suất theo phương pháp thông thường Thay vào đó, chúng ta sử dụng phương pháp xác định phụ tải tính toán dựa trên công suất đặt và hệ số nhu cầu k nc, như đã trình bày ở phần c, mục 2.4.2.

STT Tên phụ tải Số lƣọng Công suất (kW)

Thay vào công thức (2.5) ta đƣợc:

Ptt2= 0,6.438,3 = 262,98 (kW) Thay vào (2.7) ta đƣợc:

Qtt2 = 262,98.1,02 = 268,24 (kVAr) Thay vào (2.11) ta có:

Phụ tải tính toán toàn phần:

Dòng điện tính toán của cả nhóm 2 :

2 tt 2 tt Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301

2.8.3 Xác đinh PTTT cho khu cô đặc acid

STT Tên phụ tải Số lƣợng Công suất (kW)

1 Phosphate slurry transfer pump to attack 1 37

Các thiết bị đều làm việc ở chế độ dài hạn nên ta không phải quy đổi

Số thiết bị trong nhóm là n = 17

Công suất lớn nhất của thiết bị là pdmax = 400 (kW)

Số thiết bị có công suất ≥ P đmax 0,5 là n1 = 5

Tra bảng tài liệu [1,trang 255] nhq* (n*, p*) ta đƣợc nhq* = 0,39;

=> số thiết bị dùng điện hiệu quả của nhóm 3 là : n hq =n.n hq *= 17 0,39 = 6,6 = 6 ;

Tra bảng k max theo ksd và nhq ta đƣợc kmax = 1,37 ;

=> PTTT của nhóm 3 là: Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301

Dòng điện tính toán của cả nhóm :

Bảng 2 6 Tổng phụ tải của phân xưởng PA

STT Tên phụ tải Công suất cos I tt

P tt (kW) Q tt (kVAr) S tt (kVA)

XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG PA

Để xác định phụ tải chiếu sáng, chúng ta áp dụng phương pháp suất phụ tải trên một đơn vị diện tích (F) theo phần a, mục 2.7.2 Sử dụng các công thức (2.20) và (2.32), chúng ta có thể tính toán chính xác phụ tải cần thiết cho hệ thống chiếu sáng.

Tra tài liệu [1, trang253] ta đƣợc:

Chiếu sáng bằng đèn sợi đốt ta có:

Thay P 0 ; Svào công thức (2.23) và (2.25)ta có:

Ptt = P0.S = 15.965 = 14475 (W) = 14,475 (kW) Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301

Qtt = Ptt tg = 0 Phụ tải tính toán toàn phần:

S tt 2 tt 2 tt 2 Dòng điện tính toán chiếu sáng của khu lọc:

D = S = 992m 2 Thay P0; Svào công thức (2.23) và (2.25)ta có:

Ptt = P0 S = 15.992 = 14880 (w) = 14,88 (kW) Phụ tải phản kháng: Q tt = Ptt tg = 0

S tt tt 2 2 tt 2 Dòng điện tính toán chiếu sáng của khu phản ứng:

D = S = 672m 2 Thay P0; S vào công thức (2.23) và (2.25)ta có:

Ptt = P0 S = 10.672 = 6720 (w) = 6,72 (kW) Phụ tải phản kháng: Q tt = Ptt tg = 0 Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301

S tt tt 2 2 tt 2 Dòng điện tính toán chiếu sáng của khu cô đặc acid:

I tt S tt Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301

KHÁI QUÁT CHUNG

Hệ thống điện của khu công nghiệp được cung cấp từ hai nguồn, trong đó nguồn thứ nhất là lưới điện quốc gia từ trạm 220 kV Đình Vũ Điện năng được truyền qua cột điện C1 có dao cách ly và vào máy cắt 22kV của Trạm biến áp chính, sau đó được chuyển đổi qua máy biến áp 22/6 kV có công suất 12500 kVA.

Điện áp 22 kV được chuyển đổi xuống 6,3 kV và cung cấp cho giàn thanh cái số 2 thông qua máy cắt tổng 6 kV (6-MV-04) Nguồn điện thứ hai được lấy từ máy phát tua bin của phân xưởng nhiệt điện trong khu công nghiệp, với điện áp 6,3 kV và công suất 12.000 kW, đóng vai trò là nguồn cấp điện chính cho hoạt động của khu công nghiệp.

Lượng điện từ máy phát tuabin được đưa vào máy cắt đầu cực 6,3 kV và phân phối qua giàn thanh cái số 1 Tại trạm biến áp chính, điện từ thanh cái 1 và 2 cung cấp cho các động cơ 6 kV cùng với tất cả các máy biến áp 6/0,4 trong toàn bộ hệ thống điện của khu công nghiệp Ngoài ra, từ trạm biến áp chính, điện cũng được cấp đến 8 trạm biến áp 6/0,4 kV khác.

Trạm biến áp phân xưởng nhiệt điện và SA

Trạm biến áp phân xưởng PA

Trạm biến áp phân xưởng DAP

Trạm biến áp khu Hành chính

Trạm biến áp Tuần hoàn nước sạch

Trạm biến áp Tuần hoàn nước nhiễm axit

Trạm biến áp Kho lưu huỳnh

Phân xưởng PA nhận điện từ hai lộ giàn thanh cái số 1 và số 2, với điện áp 6,3kV được cung cấp cho các động cơ 6kV và máy biến áp trong phân xưởng.

LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN

3.2.1 Chọn máy biến áp phân xưởng

Dựa trên tổng công suất của phân xưởng PA trong khu công nghiệp, chúng ta sẽ lựa chọn máy biến áp phù hợp Máy biến áp này sẽ nhận nguồn từ mạng cao áp của khu công nghiệp, cung cấp điện cho các phụ tải 380V, đặc biệt là động cơ hạ thế và hệ thống chiếu sáng trong phân xưởng.

Do tổng công suất của phân xưởng là 3676,05 kw và phân xưởng thuộc hộ tiêu thụ loại 1 nên ta phải đặt 2 máy biến áp

Công suất tính toán của phân xưởng tính theo công thức (2.6):

Ptt = Knc.Pđ = 0,7.3676,05 = 2573,235 (kW) Trong đó: Knc=0,7 [tài liệu 1, trang 254]

Cos =0,7 Vậy công suất tính toán toàn phần là:

S tt P tt Công suất máy biến áp đƣợc chọn theo công thức:

Trong đó: S đmB - công suất định mức của máy biến áp, nhà chế tạo cho

S tt - công suất tính toán toàn phần 1,4 - hệ số quá tải

Suy ra công suất máy biến áp là :

Chúng tôi đã chọn hai máy biến áp 2 x 2500 kVA do Công ty thiết bị điện Đông Anh chế tạo, với điện áp 6,3/0,4 kV và không cần hiệu chỉnh nhiệt độ Thông số kỹ thuật của máy biến áp được tham khảo từ bảng trong tài liệu 2 - 29.

Bảng 3 1 Thông số kỹ thuật của máy biến áp

(kVA) Ƣ đm (kV) Tôn hao AP0(kW) Dòng điện không tải I0

Trọng lƣợng (kg) Khôngtải Cótải

3.2.2.Các phương pháp lựa chọn cáp trong mạng điện a Lựa chọn theo điều kiện phát nóng

Khi dòng điện chạy qua dây dẫn và cáp, chúng sẽ nóng lên, và nếu nhiệt độ quá cao có thể gây hư hỏng hoặc giảm tuổi thọ Độ bền cơ học của kim loại dẫn điện cũng bị ảnh hưởng Do đó, nhà chế tạo quy định nhiệt độ cho phép cho từng loại dây và cáp, chẳng hạn như dây trần có nhiệt độ cho phép là 75°C, trong khi dây bọc cao su chỉ cho phép 55°C Mỗi loại dây, cáp đều có giá trị dòng điện cho phép được xác định bởi nhà chế tạo.

Icp dòng Icp ứng với nhiệt độ tiêu chuẩn của môi trường là không khí + 25 0 C, đất

Khi nhiệt độ môi trường lắp đặt dây dẫn và cáp khác với 15 độ C, cần phải điều chỉnh dòng điện cho phép để đảm bảo an toàn và hiệu suất hoạt động.

Icp: Dòng điện cho phép của dây dẫn, cáp ứng với điều kiện nhiệt độ tiêu chuẩn của môi trường, A k: hệ số hiệu chỉnh, tra trong sổ tay

Vậy điều kiện phát nóng là :

I lvmax - Dòng điện làm việc lâu dài lớn nhất

Icp: Dòng điện cho phép (đã hiệu chỉnh) của dây dẫn b Lựa chọn theo điều kiện tổn thất cho phép

Tổn thất điện áp trên đường dây được tính theo công thức: Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301

P;Q: Công suất tác dụng phản kháng chạy trên đường dây, kW; kVAr R;X: Điện trở, điện kháng của đường dây,

Q u đm : Điện áp định mức của dây, kV Để dễ so sánh người ta thường tính theo trị số phần trăm:

Khi đường dây có nhiều phụ tải tập trung, tổn thất điện áp có thể tính:

(3.5) Tổn thất điện áp đƣợc tính theo công thức sau:

(3.6) Điều kiện U < U cp ; U cp = 5%U đm

3.2.3 Tính chọn cáp cho phân xưởng Để chọn tiết diện dây dẫn ta dựa vào bảng 3.2

Jkt: Mật độ dòng kinh tế

X: Sử dụng phương pháp chọn tiết diện theo mật độ dòng kinh tế

- Không sử dụng phương pháp chọn tiết diện theo mật độ dòng kinh tế

Bảng 3 2 Tiêu chuẩn chọn cáp Đối tƣợng U ≥110kV

U=6,10,22,35kV U=0,4kV Đô thị, xí nghiệp

Nông thôn Đô thị, xí nghiệp

Theo tài liệu [1, trang 254], thời gian sử dụng công suất lớn nhất T max được xác định với Jkt = 1.1 A/mm².

Bảng 3 3.Mật độ dòng kinh tế theo T max

Loại dây dẫn Tmax≤3000h Tmax000÷5000h Tmax≥5000h

Cáp đƣợc chọn theo điều kiện phát nóng: k1.k2.Icp≥Itt

Itt: Dòng điện tính toán

Dòng điện cho phép của cáp phụ thuộc vào tiết diện của cáp, trong khi hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ k1 phản ánh môi trường lắp đặt cáp và k2 liên quan đến số lượng cáp đi chung một rãnh Việc tính toán và chọn cáp từ trạm biến áp trung gian đến thanh cái 6kV là rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất và an toàn trong hệ thống điện.

Chọn theo điều kiện phát nóng ta có:

I S đm tt tt k 1 ,k 2 I cp ≥I tt

Cáp chôn dưới đất cần tuân theo quy tắc k 1 = 1 và k 2 = 1 cho hai cáp đi riêng, dẫn đến k 1 k 2 = 1 Từ đó, ta suy ra rằng dòng điện ngắn mạch Icp phải lớn hơn hoặc bằng 359 A Do đó, lựa chọn cáp đồng 3 lõi cách điện XLPE, đai thép, vỏ PVC của hãng FURUKAWA với tiết diện 3x150 mm² và Icp = 365 A là phù hợp.

* Tính chọn máy cắt đầu nguồn 6kV

Chọn máy cắt do ABB chế tạo có thông số kĩ thuật nhƣ sau:

Bảng 3 4 Thông số kĩ thuật của máy cắt đầu nguồn 6kV

(kV) Điện áp chịu xung xét (kV) Điện áp chịu đựng tần số công nghiệp (kV)

Kiểm tra cáp theo điều kiện kết hợp với máy cắt ta có:

I cp I kđđt đm Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301

Vậy chọn lại cáp có I cp = 530 A có tiết diện 3x300 mm 2

* Chọn tủ máy cắt đầu nguồn 6kV

Chọn tủ máy cắt do SIEMENS chế tạo có thông số kĩ thuật thể hiện ở bảng 3.6

Bảng 3 5 Thông số kĩ thuật của tủ máy cắt đầu nguồn 6kV

Loại tủ Cách điện I dm của thanh cái (A)

8DB10 SF6 3150 2500 110 40 b Tính chọn cáp từ thanh cái 6kV tới 2 máy biến áp phân xưởng 6/0,4 kV có công suất 2500 kVA

Dòng điện tính toán để chọn cáp là dòng quá tải của biến áp khi một máy sự cố :

I đm đmBA đmBA qtBA tt

Đối với cáp chôn dưới đất, ta có hệ số k1 = 1, và khi 2 cáp đi riêng, k2 = 1, do đó k1 k2 = 1 Từ đó suy ra dòng điện chịu tải tối thiểu I cp ≥ 336 (A) Chúng ta chọn cáp đồng 3 lõi cách điện XLPE, có đai thép và vỏ PVC do hãng FURUKAWA sản xuất, với tiết diện 3x150 mm² và dòng điện chịu tải Icp = 360 A.

* Tính chọn máy cắt đầu vào và đầu ra máy biến áp

Chọn máy cắt do ABB chế tạo có thông số kĩ thuật nhƣ sau:

Bảng 3 6 Thông số kĩ thuật của máy cắt đầu vào (ra) MBA

U đm (kV) Điện áp chịu xung xét (kV) Điện áp chịu đựng tần số công nghiệp

Vậy kiểm tra cáp theo điêu kiện kêt hợp với máy cắt ta có:

Chọn lại cáp có I cp = 530 và tiết diện 3x300 mm 2

* Chọn tủ máy cắt đầu vào (ra) máy biến áp Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301

Chọn tủ do SIEMENS chế tạo có thông sổ kĩ thuật nhƣ sau:

Bảng 3 7 Thông số kĩ thuật tủ máy cắt đầu vào MBA

I dm (A) lộ MBA IN ls (kV) I Nmax (A)

8DJ10 SF 6 6,3 630 200 25 63 c Tính chọn cáp từ thanh cái 6kVđến động cơ 400kW

Để tính chọn cáp cho động cơ 280kW từ thanh cái 6kV, cần đảm bảo rằng Icp ≥ 48 (A) do cáp đi ngầm dưới đất với mối quan hệ k1.k2 = l Cáp đồng 3 lõi cách điện PVC do LENS chế tạo, loại 3 G 4 mm², có Icp = 53 (A) là lựa chọn phù hợp.

Do cáp được đi ngầm dưới đất, ta có mối quan hệ k1.k2=l, từ đó suy ra rằng Icp phải lớn hơn hoặc bằng 33 (A) Chúng ta chọn cáp đồng 3 lõi cách điện PVC do LENS sản xuất, loại 3 G 2,5 mm², với dòng cho phép Icp A (A) Cuối cùng, cần tính toán chọn cáp từ thanh cái 6kV đến động cơ 250kW và 200kW.

Do cáp đi ngầm dưới đất nên k 1 k 2 =l , suy ra : I cp ≥ 30 (A)

Cáp đi ngầm dưới đất được lựa chọn với thông số k1 = k2 = l, từ đó suy ra dòng điện tối thiểu I CP ≥ 24 (A) Cả hai động cơ đều sử dụng cáp đồng 3 lõi cách điện PVC do LENS sản xuất, loại 3 G 1,5 mm², cho phép dòng điện ICP = 31 (A).

* Tính chọn aptomat cho các động cơ 6kV

Chọn aptomat do Merlin Gerin chế tạo có thông số kĩ thuật sau: Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301

Bảng 3 8.Kêt quả chọn aptomat cho các động cơ 6kV Động cơ Loại

Số cực Udm (V) Idm (A) INmax(kA)

250 DPNa 1 + N 440 32 4,5 f Tính chọn cáp từ thanh cái 0,4kV tới các tủ động lục sổ 1

Cáp đi ngầm dưới đất có yêu cầu Icp ≥ 1000 (A) Để đáp ứng tiêu chuẩn này, chúng ta chọn cáp đồng hạ áp 3 lõi cách điện PVC do LENS chế tạo, loại 3 G 240 mm², với mỗi pha sử dụng 2 dây có thông số Icp = 501.2 = 1002 (A) Tương tự, cáp từ thanh cái 0,4kV tới các tủ động lực khác cũng được tính toán và kết quả sẽ được ghi trong bảng.

Bảng 3 9 Kết quả chọn cáp từ thanh cái 0,4kV tới các tủ động lực

Tuyên cáp I tt , A F cap , mm 2 I cp , A Số dây một pha

* Chọn aptomat bảo vệ các tủ động lực

Chọn aptomat do Merlin Gerin chế tạo có thông số kĩ thuật nhƣ sau:

Bảng 3 10 Kết quả chọn aptomat cho các tủ động ỉực

Tủ ĐL Loại Số cực U đm (V) I đm (A) I Nmax (kA) ĐL1 C1001N 4 690 1000 25 ĐL2 C1251N 4 690 1250 25 ĐL3 NS160N 4 690 160 8 ĐL4 NS250N 4 690 250 8 ĐL5 NS400N 4 690 400 10 ĐL6 NS400N 4 690 400 10

Chọn tủ hạ áp SIEMENS cho các tủ động lực với kích thước 2200x1000x600 mm tại Đinh Khắc Tùng - DC1301 Cần tính toán cáp và cầu chì bảo vệ phù hợp cho các động cơ hạ áp để đảm bảo hiệu suất và an toàn trong quá trình vận hành.

* Chọn cầu chì cho tủ động lục 1

Các cầu chì bảo vệ động cơ chọn loại cầu chì hạ áp loại 3NA3 do SIMENS chế tạo

- Chọn cầu chì bảo vệ Defoamer pump 0,25 kW

I P I đm mm mm dc đm đc đm dc

Chọn cầu chì có Idc (A)

- Chọn cầu chì bảo vệ Dihydrate filter slurry feed pump 30kW

Chọn cầu chì có Idc = 125 (A)

- Chọn cầu chì bảo vệ Digestion tank agitator 55 kW

Chọn cầu chì có I dc = 224 (A)

- Chọn cầu chì bảo vệ Attack tank agitator 132 kW

Chọn cậu chì có I dc = 630 (A) Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301

- Chọn cầu chì bảo vệ Vacuum pump 160 kW

Chọn cầu chì có Idc= 630 (A)

- Chọn cầu chì bảo vệ Filter cloth vvash pump 45 kW

Chọn cầu chì có Idc= 200 (A)

- Chọn cầu chì tổng cho tủ động lực 1:

I I đmdĐ sd ttn mm dc n tt dc

Chọn cầu chì có Idc = 1000 A

Các tủ động lực khác cũng chọn tương tự, kết quả ghi ở bảng 3.12

* Chọn dầy dẫn từ tủ động lực đến từng động cơ

Các dây dẫn chọn loại cáp nhôm hạ áp cách điện PVC do hãng LENS chế tạo.Chọn khc= 0,95

Chọn dây cho tủ ĐL1

- Chọn dây từ ĐL1 đến Defoamer pump 0,25 kW

Chọn dây dẫn 16 mm 2 có Icp = 87 A

Kiểm tra theo điều kiện:khcIcp ≥ Itt và hhcIcp≥

- Chọn dây từ ĐL1 đến Dihydrate filter slurry feed pump 30kW

Chọn dây dẫn 16 mm 2 có Icp = 87 A Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301

- Chọn dây từ ĐL1 đến Digestion tank agitator 55 kw

Chọn dây dần 35 mm 2 có Icp = 134 A

- Chọn dây từ ĐL1 đến Attack tank agitator 132 kw

Chọn dây dẫn 120 mm 2 có I cp = 266 A

- Chọn dây từ ĐL1 đến Vacuum pump 160 kw

Chọn dây dẫn 185 mm 2 có I cp = 337 A

- Chọn dây từ ĐL1 đến FiIter cloth wash pump 45 kw

Chọn dây dẫn 25 mm có I cp = 111 A

Các dây dần khác chọn tương tự và được ghi trong bảng 3.11

Bảng 3 11 Kết quả chọn dây dẫn và cầu chì cho các tủ động lực

Phụ tải Dây dẫn Cầu chì

Pu, kW I u , A Tiết diện, mm 2 I cp , A Mã hiệu I vỏ /I dc , A

Dihydrate filter slurry feed pump 30 57 16 87 3AM3 132 160/125

Digestion tank agitator 55 104 35 134 3NA3242 250/224 Attack tank agitator 132 250 120 266 3AM3 472 800/630 Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301

Filter cloth wash pump 45 85 25 111 3NA3140 224/200

Fume scrubber pump to precondenser 22 42 16 87 3NA3130 125/100

Fume scrubber transfer pump 30 57 16 87 3AM3132 160/125

Flash cooler circulator 90 171 70 197 3NA3254 400/355 Digestion tank agitator 55 104 25 111 3NA3142 250/224 Attack tank agitator 132 250 120 266 3NA3472 800/630

Weak acid 30 57 16 87 3NA3 132 160/125 product pump

Condenser seal tank pump 30 57 16 87 3NA3132 160/125

Cake wash water pump 22 42 16 87 3NA3130 125/100

Weak íìltrate wash pump 22 42 16 87 3AM3 13C 125/100

Hoist for M0211 8,3 16 16 87 3NA3 114 40/35 Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301

Phosphate slurry transfer pump to attack 37 70 16 87 3NA3136 200/160

Product acid transíer pump 11 21 16 87 3NA3120 63/50

Concentrated acid sump 15 28 16 87 3yV/13 122 80/63 pump

Concentrated acid sump agitator 5,5 10 16 87 3NA3107 25/20

Fluorinescrubber recirculationpump 37 70 16 87 3AM3 236 200/160 Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301

THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG

3.3.1 Thiết kế chiếu sáng cho khu lọc

Diện tích của khu là 24.40,2 = 965 m 2

3.3.1.l Xác định số lƣợng, công suất bóng đèn

Ta sử dụng bóng đèn sợi đốt Chọn độ rọi E = 30 lx

Căn cứ vào trần nhà cao h = 5 m, mặt công tác h2 = 0,85 m, độ cao treo đèn cách trần h1 = 0,7 m.Vậy độ cao treo đèn H = h - h1 - h2

H = 5-0,7-0,85 = 3,45 m Tra bảng 5.1 tài liệu [1, trang 134 ] với đèn sợi đốt, bóng vạn năng có L/H=1,8, từ đây ta xác định đƣợc khoảng cách của các đèn là:

L = 1,8H = 1,8.3,45 = 6,21 m Căn cứ vào bề rộng của phòng (24m) chọn L = 6 m Đèn sẽ được bố trí làm dãy, cách nhau 6 m, cách tường 3 m tống cộng 28 bóng, mỗi dãy 7 bóng

Xác định chỉ số phòng:

Lấy hệ số phản xạ của tường 50%, của trần là 30% (tra bảng tài liệu [1, trang 324]), tìm đƣợc hệ số sử dụng k sd = 0,47

Lấy hệ số dự trừ k = 1,3 ( tra bảng 5.1 tài liệu [1, trang 134]), hệ số tínhtoán Z= 1,1, xác định đƣợc quang thông mỗi đèn là : lumen

Theo bảng 5.5 tài liệu [1, trang 135], bóng đèn 300W có độ sáng F = 4224 lumen Ngoài việc chiếu sáng trong phòng sản xuất, còn lắp thêm 4 bóng đèn cho 2 phòng thay quần áo và phòng WC Tổng số bóng đèn cần thiết cho toàn khu vực là.

28.300+ 4.100 = 8,8 (kW) Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301

3.3.l.2.Thiết kế mạng điện chiếu sáng Đặt riêng một tủ chiếu sáng cạnh cửa ra vào lấy điện từ tủ phân phối của phân xưởng Tủ gồm một aptomat tổng 3 pha và 8 aptomat nhánh 1 pha, mỗi aptomat nhanh cấp điện cho 4 bóng đèn a Chọn cáp từ tủ phân phối tới tủ chiếu sáng

Chọn cáp đồng hạ áp 4 lõi cách điện PVC do LENS chế tạo, tiết diện 2,5mm 2 có Icp = 41 A -> PVC(3x2,5+1x1,5) b Chọnaptomat tổng

Chọn aptomat tổng 40 A, 3 pha, do Merlin Gerin chế tạo DPNN c Chọncác aptomat nhánh

Các aptomat nhánh chọn giống nhau, mỗi aptomat cấp điện cho 4 bóng Dòng qua aptomat (1 pha):

Chọn 8 aptomat 1 pha, I đm = 32 A, do Merlin Gerin chế tạo DPNa d Chọndây dẫn từ aptomat nhánh đến cụm 4 bóng đèn

Chọn dây đồng bọc, tiết diện 1,5 mm 2 -> PVC(2xl,5) có Icp = 37 A e Kiểmtra điều kiện chọn dây kết hợp với aptomat

- Kiểm tra cáp PVC(3x2,5+1x1,5) hệ số hiệu chỉnh k = 1

A 137 Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301

Tha y q uâÌ n aìo Tha y q uâÌ n aìo

Hình 3 1.Sơ đồ mạng điện chiếu sáng khu lọc 1 Tủ điện chiếu sáng; 2.bảng điện nhà thay quần áo và wc

1 Tủ điện chiếu sáng; 2 Bảng điện nhà thay quần áo và WC

3.3.2 Thiết kế chiếu sáng cho khu phản ứng

Diện tích của khu là 24.41,3 = 992 m 2

3.3.2.1 Xác định số lƣợng, công suất bóng đèn

Ta sử dụng bóng đèn sợi đốt Chọn độ rọi E = 30 lx

Căn cứ vào trần nhà cao h = 5 m, mặt công tác h 2 = 0,85 m, độ cao treo đèn cách trần h 1 = 0,7 m.Vậy độ cao treo đèn H = h - h1 - h2

H = 5-0,7-0,85 = 3,45 m Tra bảng 5.1 tài liệu [1, trang 134 ] với đèn sợi đốt, bóng vạn năng có L/H=1,8, từ đây ta xác định đƣợc khoảng cách của các đèn là:

L= 1,8H= 1,8.3,45 = 6,21 m Căn cứ vào bề rộng của phòng (24m) chọn L = 6 m Đèn sẽ được bố trí làm dãy, cách nhau 6 m, cách tường 3 m tổng cộng 28 bóng, mỗi dãy 7 bóng

H b.a Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301

Lấy hệ số phản xạ của tường 50%, của trần là 30% (tra bảng tài liệu [1,trang 324]), tìm đƣợc hệ số sử dụng ksd = 0,47

Lấy hệ số dự trữ k = 1,3 ( tra bảng 5.1 tài liệu [1, trang 134]), hệ số tínhtoán Z = 1,1, xác định đƣợc quang thông mỗi đèn là : lumen

Trong bảng 5.5 tài liệu [1, trang 135], lựa chọn bóng đèn 300W với độ sáng F = 4224 lumen Ngoài việc chiếu sáng cho phòng sản xuất, còn lắp thêm 4 bóng đèn cho 2 phòng thay quần áo và phòng WC Tổng cộng, toàn khu vực cần được chiếu sáng đầy đủ.

3.3.2.2.Thiết kế mạng điện chiếu sáng Đặt riêng một tủ chiếu sáng cạnh cửa ra vào lấy điện từ tủ phân phối của phân xưởng Tủ gồm một aptomat tổng 3 pha và 8 aptomat nhánh 1 pha, mỗi aptomat nhanh cấp điện cho 4 bóng đèn a Chọncáp từ tủ phân phối tới tủ chiếu sáng

Chọn cáp đồng hạ áp 4 lõi cách điện PVC do LENS chế tạo, tiết diện 2,5 mm 2 có Icp = 41 A ->PVC(3x2,5 +1x1,5) b Chọnaptomat tổng

Chọn aptomat tổng 40 A, 3 pha, do Merlin Gerin chế tạo DPNN c Chọncác aptomat nhánh

Các aptomat nhánh chọn giống nhau, mỗi aptomat cấp điện cho 4 bóng Dòng qua aptomat (1 pha)

Chọn 8 aptomat 1 pha, I dm = 32 A, do Merlin Gerin chế tạo DPNa d Chọndây dẫn từ aptomat nhánh đến cụm 4 bóng đèn

Chọn dây đồng bọc, tiết diện 1,5 mm 2 -> PVC(2xl,5) có Icp = 37 A Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301 e Kiểm tra điều kiện chọn dây kết hợp với aptomat

Kiểm tra cáp PVC(3x2,5 + 1x1,5) hệ số hiệu chỉnh k = 1

Thay quâ Ìn aì o Thay quâ Ìn aì o

Hình 3 2.Sơ đồ mạng điện chiếu sáng khu phản ứng

1 Tủ điện chiếu sáng; 2.Bảng điện nhà thay quần áo và WC

3.3.3 Thiết kế chiếu sáng cho khu cô đặc acid

Diện tích của khu là 24.28 = 672 m 2

3.3.3.l Xác định số lƣợng, công suất bóng đèn

Xưởng sản xuất sử dụng bóng đèn sợi đốt với độ rọi E = 30lx Với chiều cao trần nhà h = 5 m, chiều cao mặt công tác h2 = 0,85 m và độ cao treo đèn cách trần h1 = 0,7 m, ta tính được độ cao treo đèn H = h - h1 - h2.

H = 4,5 - 0,65 - 0,85 = 3,45 m Tra bảng 5.1 tài liệu [1, trang 134 ] với đèn sợi đốt, bóng vạn năng có L/H=1,8, từ đây ta xác định đƣợc khoảng cách của các đèn là:

Để bố trí hệ thống đèn cho phòng rộng 24m, chúng ta chọn chiều dài L là 6m Đinh Khắc Tùng _ DC1301 sẽ được lắp đặt theo dãy, với khoảng cách giữa các bóng đèn là 6m và cách tường 3m Tổng cộng sẽ có 20 bóng đèn, trong đó có 5 bóng mồi.

Lấy hệ số phản xạ của tường 50%, của trần là 30% (tra bàng tài liệu [1,trang 324]), tìm đƣợc hệ số sử dụng ksd = 0,46

Lấy hệ số dự trữ k = 1,3 (tra bảng 5.1 tài liệu [1, trang 134]), hệ số tínhtoán

Z = 1,1, xác định đƣợc quang thông mỗi đèn là : lumen

Theo bảng 5.5 trong tài liệu [1, trang 135], bóng đèn 300W có độ sáng F = 4224 lumen được lựa chọn Ngoài việc chiếu sáng cho phòng sản xuất, còn cần lắp thêm 4 bóng đèn cho 2 phòng thay quần áo và phòng WC Tổng số bóng đèn cần thiết cho toàn khu vực là

3.3.1.2.Thiết kế mạng điện chiếu sáng Đặt riêng một tủ chiếu sáng cạnh cửa ra vào lấy điện từ tủ phân phối củaphân xưởng Tủ gồm một aptomat tổng 3 pha và 6 aptomat nhánh 1 pha, mỗiaptomat nhanh cấp điện cho 4 bóng đèn a Chọn cáp từ tủ phân phối tới tủ chiếu sáng

Chọn cáp đồng hạ áp 4 lõi cách điện PVC do LENS chế tạo, tiết diện 2,5 mm 2 có Icp = 41 A -> PVC(3x2,5 +1x1,5) b Chọnaptomat tổng

Chọn aptomat tổng 40A, 3 pha, do Merlin Gerin chế tạo DPNN c Chọn các aptomat nhánh

Các aptomat nhánh chọn giống nhau, mỗi aptomat cấp điện cho 4 bóng Dòng qua aptomat (1 pha) Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301

Chọn 6 aptomat 1 pha, I đm = 32 A, do Merlin Gerin chế tạo DPNa d Chọndây dẫn từ aptomat nhánh đến cụm 4 bóng đèn

Chọn dây đồng bọc, tiết diện 1,5 mm 2 -> PVC(2xl,5) có Icp = 37A e Kiểm tra điều kiện chọn dây kết hợp với aptomat

- Kiểm tra cáp PVC(3x2,5 + 1x1,5) hệ số hiệu chỉnh k = 1

Thay quâÌ n aì o Thay quâÌ n aì o

Hình 3 3.Sơ đồ mạng điện chiếu sáng khu cô đặc acid

1 Tủ chiếu sáng; 2 Bảng điện nhà thay quần ảo và WC Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301

Hình 3 4 Sơ đồ đi dây mạng điện hạ áp phân xưởng Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG BÙ COS CHO PHÂN

ĐẶT VẤN ĐỀ

Điện năng là nguồn năng lượng chính trong các xí nghiệp công nghiệp, tiêu thụ hơn 70% tổng sản lượng điện Do đó, việc sử dụng điện năng một cách hợp lý và tiết kiệm trong các xí nghiệp là vô cùng quan trọng Các nhà máy phát điện cần tận dụng tối đa khả năng sản xuất, đồng thời các xí nghiệp phải chú trọng tiết kiệm điện, giảm thiểu tổn thất năng lượng Mục tiêu là nâng cao hiệu quả sản xuất, làm ra nhiều sản phẩm hơn từ mỗi kWh điện và giảm chi phí điện năng cho mỗi đơn vị sản phẩm.

Bảng 4 1.Phân tích tổn thất điện năng trong hệ thống điện

Mạng có điện áp Tổn thất điện áp (%) của Đường dây Máy biến áp Tổng

CÁC PHƯƠNG PHÁP NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT COS

Để nâng cao hệ số công suất cos người ta thực hiện các phương pháp bù: bù tự nhiên và bù nhân tạo

Ngày nay, với sự phát triển của kỹ thuật vi xử lý, thiết bị điều khiển PLC được sử dụng phổ biến để thực hiện việc đóng cắt dung lượng bù Người dùng có thể lập trình PLC để điều khiển các nhóm tụ điện dựa trên tín hiệu áp, thời gian hoặc hệ số công suất cos của mạng Thiết bị PLC nổi bật với tính tin cậy và linh hoạt, giúp tự động điều chỉnh dung lượng bù hiệu quả Để nâng cao hệ số công suất cos cho mạng điện phân xưởng PA, việc sử dụng tụ điện là cần thiết Quá trình điều chỉnh đóng cắt tụ được thực hiện thông qua bộ Đinh Khắc Tùng - DC1301, một thiết bị tự động điều khiển S-6Q của Nhật, hoạt động theo chương trình đã được cài đặt sẵn.

BỘ TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN

4.3.1.Giới thiệu chung Đặc điểm: Bộ điều khiển hệ số công suất (cos ) Q-AUTOMAT/IV S-6Q dùng đế kiểm tra hệ số công suất trên đường dây và tự động đóng cắt các tụ điện để đạt hệ số cos đã đặt trước.Nó có những đặc điểm như sau:

Tự động chọn tần số(50Hz hoặc 60Hz)

* Hệ số cos có thể đặt trước ở bất kỳ giá trị nào từ 0,8÷0,95

* Thời gian đóng (trễ) có thể đặt trước 45s, 3 phút và 9 phút

* Hệ số cos đặt trước có thể đạt được nhanh chóng bằng cách thay đổi thời gian đóng

* Sự chuyển mạch đóng ngắt các tụ có thể lựa chọn theo nhiều cách

* Có đầu ra báo động (tiếp điểm không điện áp)

4.3.2 Các tham số đƣợc cài đặt

Khi thiết bị đưa vào hoạt động cần đặt trước các tham số, các tham số này

Hệ thống dây nguồn của Q-AUTOMAT hỗ trợ kết nối với nguồn điện 1 pha hoặc 3 pha Tùy thuộc vào loại hệ thống dây nguồn, màn hình hiển thị sẽ hiện A1 hoặc A2, như được thể hiện trong bảng 4.2.

Bảng 4 2: Màn hình hiện thị thông số

Màn hình Thông số hiển thị trên màn hình

Thời gian trễ là yếu tố quan trọng để bảo vệ tụ điện khỏi hiện tượng quá điện áp hoặc quá dòng, có thể làm giảm tuổi thọ của tụ Q-AUTOMAT sẽ thực hiện việc đóng tụ trong một khoảng thời gian trễ nhất định, tùy thuộc vào thiết bị phóng Đinh Khắc Tùng _ DC1301 được lắp trên tụ điện Bảng 4.3 dưới đây trình bày các thông số hiển thị trên màn hình liên quan đến thời gian trễ này.

Bảng 4 3 Thông số hiển thị trên màn hình

Thời gian trễ Thông số hiển thị trên màn hình

Số bước điểu khiển: Số bước được điều khiển của thiêt bị S-6Q lớn nhất là

6 bước Ta có số bước điều khiển được biểu diễn trên bảng 4.4

Bảng 4 4.Số bước điều khiển hiển thị trên màn hình

Số bước điều khiển Thông số hiển thị trên màn hình

Khi C0 được chọn, các tiếp điểm đầu ra không đóng lại, nhưng các hoạt động khác vẫn diễn ra bình thường Để kiểm tra dây nối, chúng ta cần đặt ở C0 các tiếp điểm đầu ra không hoạt động nhằm đảm bảo an toàn và tránh nguy hiểm trong suốt quá trình kiểm tra.

* Các chế độ chuyển mạch:

Ta có bảng 4.5 biểu diễn các chế độ chuyển mạch sau:

Có 2 chế độ chuyển mạch: Đóng sau - cắt trước: Tụ được đóng vào sau sẽ được cắt ra trước, tụ được cắt ra sau sẽ được đóng vào trước Chế độ vòng tuần hoàn (đóng trước-cắt trước): Các tụ điện được đóng ngắt 1 cách tuần hoàn Tụ ngắt ra trước sẽ được đóng vào trước, tụ được đóng vào trước sẽ được ngắt ra trước Sử dụng chế độ Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301 đóng ngắt tuần hoàn sẽ giúp cho thời gian trung bình của tụ, công tắc tơ và rơ le đƣợc đảm bảo

Bảng 4 5.Chế độ chuyển mạch của bộ tụ S-6Q

Chế độ chuyển mạch Thông số hiển thị trên màn hình Đóng sau mở trước D1

Vòng tuần hoàn( Mở trước đóng sau) D2

Hệ số cos báo động sẽ kích hoạt đèn ALARM và đóng tiếp điểm ALARM ở mặt sau của panel khi duy trì dưới giá trị đặt trong 3 phút hoặc lâu hơn Khi hệ số cos trở lại giá trị đặt, tín hiệu báo động sẽ được hủy bỏ Lưu ý rằng công tắc của các tụ vẫn hoạt động dù có tín hiệu báo động, và tín hiệu này sẽ không được phát ra khi chọn F0.

Bảng 4 6.Hệ số cos báo động Đặt hệ số cos báo động Thông số hiển thị trên màn hình

Bảng 4 7 Chế độ hoạt động

Chế độ hoạt động khi bật nguồn Thông số hiển thị trên màn hình

Tham số G1 được sử dụng để thiết lập thiết bị điều khiển hoạt động tự động khi nguồn điện được bật Tại vị trí này, bộ điều khiển sẽ tiếp tục hoạt động ngay cả khi nguồn điện mất và sau đó được phục hồi Để kiểm tra bộ điều khiển, bạn nên đặt ở G2, lúc này tụ điện sẽ được đóng bằng tay và bộ điều khiển sẽ không tự động hoạt động trở lại khi nguồn điện được phục hồi.

Bảng 4 8 Hệ số cos đặt trước

Hệ số cos đặt trước Thông số hiển thị trên màn hình Đèn sáng

Giá trị hệ số cos trên màn hình P/E display sẽ thay đổi theo từng lần nhấn nút + hoặc - Nếu các nút này được bấm liên tục trong thời gian lớn hơn 1 giây, giá trị hệ số cos sẽ cập nhật mỗi giây.

Giá trị C/k: Giá trị dòng điện C/k

Bảng 4 9 Giá trị dòng điện C/k

Giá trị C/k Thông số hiển thị trên màn hình Đèn sáng

Giá trị C/k đƣợc tính nhƣ sau:

* Đối với hệ thống 3 pha-3 dây hoăc 3 pha-4 dây: (A)

* Đối với hệ thống 1 pha-2 dây: (A) v n

Công suất của nhóm tụ có công suất nhỏ nhất được ký hiệu là c, trong khi điện áp được biểu thị bằng v Hệ số tỉ lệ giữa dòng sơ cấp và dòng thứ cấp của biến dòng được ký hiệu là n.

Bảng 4 10 Thông số cài đặt

Tham số Đặt trước khi Hiển thị thông số trên màn hình

Hệ thống dây nguồn 1 pha 3 pha-4 dây A1

Chế độ chuyển mạch Vòng tuần hoàn D2

Hệ số cos báo động OF F0

Chế độ hoạt động khi bật nguồn Bằng tay G2

Hệ số cosφ cần đạt đƣợc 95

Để chuyển sang chế độ điều khiển bằng tay, nhấn nút AUTO/MAN cho đến khi đèn MANUAL sáng lên Tiếp theo, nhấn nút MODE để kích hoạt đèn PROGRAM, mở tất cả đầu ra và chuẩn bị cho thiết bị hoạt động Để lựa chọn tham số, nhấn nút MODE và các tham số sẽ được hiển thị trên màn hình P/E.

Nhấn nút + hoặc - để lựa chọn các tham số đặt

Thực hiện các bước 3 và 4, ghi lại dữ liệu và chọn các tham số tiếp theo Để hoàn tất quá trình lập trình, nhấn nút AUTO/MAN Dữ liệu sẽ được lưu trữ trong bộ nhớ để hệ thống có thể hoạt động tự động.

4.3.3 Các chế độ hoạt động

Chế độ tự động cho phép bộ điều khiển hoạt động tự động hoặc bằng tay tùy thuộc vào việc đặt G1 hay G2 Khi chọn G1, thiết bị sẽ tự động hoạt động ngay khi bật nguồn Ngoài ra, có thể chuyển sang chế độ bằng tay bằng cách sử dụng nút Đinh Khắc Tùng - DC1301.

AUTO/MAN đƣợc nhấn trong suốt quá trình hoạt động thì chế độ bằng tay sẽ chuyển sang chế độ tự động

Chế độ bằng tay được sử dụng chủ yếu để kiểm tra dây nối Để chuyển sang chế độ này, nhấn nút AUTO/MAN và đèn MANUAL sẽ sáng lên Các rơle đầu ra sẽ được đóng lại và màn hình hiển thị cos Trước khi nhấn nút +, hãy đảm bảo đèn chờ đóng tụ đã tắt Bước tụ được đóng thêm vào sẽ theo trình tự chuyển mạch đã được thiết lập, và đèn closing từ 1 đến 6 sẽ sáng lên tương ứng Để mở các rơle đầu ra, nhấn nút và các rơle sẽ mở ra theo trình tự chuyển mạch đã được cài đặt.

Sau khi lựa chọn hệ số cos, chương trình sẽ hoạt động dựa trên hệ số cos đã kiểm tra Trong chế độ tự động, nếu hệ số cos vượt quá giá trị đặt trong 3 phút, hệ thống sẽ phát tín hiệu báo động, đèn ALARM sẽ sáng và tiếp điểm ALARM sẽ đóng lại Màn hình hiển thị hệ số cos đã kiểm tra Khi chuyển sang chế độ tay, báo động sẽ bị hủy bỏ và hệ thống không phát tín hiệu.

Trong chế độ tự động, màn hình hệ số cos hiển thị “Er” khi có sự cố như dây nối sai hoặc tham số đặt trước không phù hợp, kèm theo đèn ALARM sáng và tiếp điểm ALARM đóng lại Các rơ le sẽ mở lại sau 15 giây Trong chế độ bằng tay, màn hình cũng hiển thị “Er”, nhưng tiếp ALARM không đóng lại và đèn ALARM không sáng Do đó, cần kiểm tra các hệ số đã đặt, dây nối biến dòng và nguồn cung cấp khi màn hình hiển thị “Er”.

TÍNH CHỌN TỤ BÙ

Để nâng hệ số công suất của phân xưởng PA lên 0,95, cần lựa chọn tụ bù với công suất tính toán toàn phân xưởng là s = 2811,25 + j2867,39 kVA Để đạt được lượng bù tối ưu, tụ bù sẽ được đặt tại thanh cái hạ áp của trạm biến áp phân xưởng, với máy biến áp có công suất 2500 kVA, dung lượng bù cần thiết là 1785 kVAr.

* Hệ số cos trước khi đặt tụ bù :

* Hệ sốcos sau khi đặt tụ bù: cos 2 = 0,95 -> tg 2 = 0,33 Tổng công suất của tụ bù cần đặt:

Do đó ta chọn mỗi máy biến áp 1 bộ S-Q6 để thực hiện tự động do bộ S-Q6 có 12 nhóm bởi vậy dung lƣợng mỗi tụ là 86 kVAr

Kiểm tra hệ số công suất của mạng điện phân xưởng, khi các nhóm tụ được đóng và lưới

Khi chỉ có nhóm 1 đƣợc đóng vào thanh cái hạ áp 0,4kV :

Khi nhóm 1 và nhóm 2 đƣợc đóng vào thanh cái hạ áp 0,4kV:

Khi nhóm 1, 2 và 3 đƣợc đóng vào thanh cái hạ áp 0,4kV:

Khi cả 4 nhóm tụ đƣợc đóng vào thanh cái hạ áp 0,4kV:

4 Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301

Nhƣ vậy các nhóm tụ chọn hoàn toàn thỏa mãn: Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301

THIẾT KẾ MẠCH

Hình 4 1 Sơ đồ mạch động lực Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301

Hình 4 2 Sơ đồ mạch điều khiển

* Các phần tử trong sơ đồ

AB: Aptomat bảo vệ bộ tụ

AB1÷AB4: Các aptomat bảo vệ từng nhóm tụ

1K÷4K: Các contactor thực hiện đóng ngắt tụ có các tiếp điểm thường mở (1K 1 ÷1K 3 ; 2K 1 ÷2K 3 ;3K 1 ÷3K 3 ;4K 1 ÷4K 3 )

CM: Contactor chuyển mạch, có 3 vị trí: Vị trí 0, vị trí TĐ (chế độ tự động), vị trí T (chế độ dự phòng bằng tay)

K1÷K4, Đ1÷DD: Nút ấn đóng cắt tụ ở chế độ dự phòng bằng tay

BI: Biến dòng thực hiện đo đếm đầu nguồn

BII: Biến dòng cấp tín hiệu dòng cho sơ bộ S-6Q

CC: Cầu chì bảo vệ sơ bộ S-6Q

C1÷C6: Các đầu ra của bộ S-6Q, ở đây chỉ sử dụng 4 đầu ra C1÷C4

L1,L2: Các đèn chỉ thị chế độ làm việc AUTO/MAN Đ1÷Đ4: Các đèn chỉ thị trạng thái đóng ngắt của tụ

V, A, kVA, MVAr, cos : Các đồng hồ chỉ thị giá trị điện áp, dòng điện công suất vô công và hệ số cos của mạng điện Đinh Kh ắc Tùng _ DC1301

Hệ thống điều khiển bù cos làm việc ở 2 chế độ:

- Chế độ tự động: Khi công tắc chuyển mạch ở vị trí TĐ đèn L1 sáng lên

Chế độ dự phòng bằng tay được kích hoạt khi công tắc chuyển mạch ở vị trí T, lúc này đèn L2 sẽ sáng lên Để hệ thống hoạt động, cần thực hiện các bước sau: đóng aptomat AB để cấp nguồn cho bộ tụ, tiếp theo đóng aptomat AB1 đến AB4 để chuẩn bị đóng tụ vào lưới, và cuối cùng là đóng aptomat cung cấp nguồn cho mạch điều khiển.

- Thực hiện việc đấu dây theo đúng yêu cầu

Bảng 4 11 Các tham số được cài đặt trước của hệ thống

Hệ thống dây nguồn 1 pha A1

Chế độ chuyển mạch Đóng trước-mở trước D2

Tỉ lệ các bước điều khiển 1:2:2:2 E2

Hệ số cos báo động 0,95 F1

Chế độ làm việc khi bật nguồn Chế độ bằng tay G2

Hệ sô cos cần đặt trước 95

Giá tri C/K đươc tính theo công thức 1

Bộ điều khiển S-6Q hoạt động với hai chế độ: tự động và bằng tay, được lựa chọn qua nút ấn AUTO/MAN Trong cả hai chế độ, bộ điều khiển nhận tín hiệu từ biến dòng để tính toán và hiển thị hệ số cos trên màn hình Ở chế độ tự động, S-6Q sẽ so sánh cos tính toán với cos đặt để phát lệnh đóng ngắt tụ.

Còn trong chế độ bằng tay việc đóng cắt tụ băng nút ấn “+”, “- ˮ

Khi hệ số cos của mạng nhỏ hơn 0,95, người vận hành sẽ nhấn nút bộ điều khiển để phát lệnh đóng tiếp điểm Cl, làm cho contactor 1K được cấp điện và các tiếp điểm thường mở đóng lại, kết nối nhóm tụ 1 vào lưới Nếu hệ số cos vẫn dưới 0,95, người vận hành tiếp tục bấm nút S-6Q để đóng tiếp điểm C2 của công tắc tơ 2K, cho phép nhóm tụ 2 được kết nối vào lưới, đồng thời đèn C2 và đèn Đ2 sáng lên Nếu hệ số cos vẫn thấp, người vận hành sẽ nhấn nút S-6Q một lần nữa để đóng tiếp điểm C3 hoặc C4, kết nối nhóm tụ 3 hoặc 4 vào lưới, với đèn C3, C4 và đèn Đ3, Đ4 sáng lên Thời gian giữa các lần đóng tụ vào lưới là 3 phút.

Khi hệ số cos của mạng > hệ số cos đặt = 0,95, người vận hành nhấn nút

Bộ điều khiển S-6Q thực hiện lệnh mở C1, dẫn đến việc contactor 1K mất điện và nhóm tụ tương ứng bị cắt khỏi lưới, làm đèn C1 và Đ1 tắt Nếu hệ số cos vẫn lớn hơn 0,95 sau khi nhóm tụ 1 được cắt, người vận hành sẽ nhấn nút để bộ S-6Q phát lệnh mở tiếp điểm C2, khiến contactor 2K mất điện và nhóm tụ 2 cũng bị cắt, đồng thời tắt đèn C2 và Đ2 Tiếp tục, nếu cosφ vẫn > 0,95, người vận hành sẽ nhấn nút để mở tiếp điểm C3 hoặc C4, cắt nhóm tụ 3 và 4 ra khỏi lưới, làm đèn C3, C4, Đ3 và Đ4 tắt Thời gian giữa các lần cắt tụ là 15 giây.

Chế độ này thường được dùng để kiểm tra dây nối của bộ điều khiển

Để chuyển sang chế độ tự động, nhấn nút AUTO/MAN Bộ điều khiển tự động so sánh giá trị cos tính toán với cos đặt, phát lệnh đóng ngắt tụ theo trình tự và thời gian trễ đã định Khi cos tính toán nhỏ hơn 0,95, bộ S-6Q sẽ phát lệnh đóng tiếp điểm Cl, cho phép công tắc tơ 1K đóng các tiếp điểm thường mở của nhóm tụ 1 vào lưới, làm đèn chỉ thị C1 sáng lên Thời gian trễ đóng tụ là 3 phút Nếu sau khi nhóm tụ 1 được đóng mà hệ số cos vẫn nhỏ hơn 0,95, bộ S-6Q sẽ phát lệnh cho tiếp điểm C2, cho phép nhóm tụ 2 được kết nối vào lưới, làm đèn C2 sáng Tương tự, nếu cos vẫn dưới 0,95, bộ S-6Q sẽ phát lệnh đóng các nhóm tụ 3 và 4, làm đèn C3, C4 và Đ3, Đ4 sáng Thời gian giữa các lần đóng tụ là 3 phút.

Khi hệ số cos lớn hơn 0,95, bộ điều khiển S-6Q sẽ phát lệnh mở tiếp điểm C1 của contactor 1K, cắt nhóm tụ 1 ra khỏi lưới và đèn chỉ thị trạng thái C1 sẽ tắt Nếu sau khi cắt nhóm tụ 1 mà hệ số cos vẫn lớn hơn 0,95, bộ S-6Q tiếp tục phát lệnh mở tiếp điểm C2 của contactor 2K, cắt nhóm tụ 2 ra khỏi lưới và đèn C2 cùng đèn Đ2 sẽ tắt Khi cos vẫn lớn hơn 0,95, bộ S-6Q sẽ mở tiếp điểm C3 và C4, cắt nhóm tụ 3 và 4 ra khỏi lưới, đồng thời tắt đèn C3 và C4 Thời gian cắt các nhóm tụ ra khỏi lưới cách nhau 15 giây.

Bộ điều khiển S-6Q được trang bị chế độ báo động khi hệ số cos vượt quá giá trị đã cài đặt trong vòng 3 phút ở chế độ tự động, với đèn ALARM sáng và tiếp điểm thường mở ALARM đóng Ngoài ra, đèn ALARM cũng sẽ sáng lên để cảnh báo về việc dây nối sai hoặc các tham số cài đặt không phù hợp.

* Chế độ dự phòng bằng tay:

Khi công tắc tơ chuyển mạch ở vị trí T, đèn L1 sẽ sáng Nếu bộ điều khiển S-6Q bị loại khỏi hệ thống, việc đóng ngắt tụ sẽ được thực hiện bằng tay thông qua các nút bấm K1 đến K4 và Đ1 đến Đ4, trong khi người vận hành theo dõi trên đồng hồ cos Hệ thống điều khiển bù cos sử dụng bộ điều khiển S-6Q của Nhật Bản, là thiết bị PLC với tính năng hoạt động linh hoạt và độ tin cậy cao.

Định dạng
Số trang	71
Dung lượng	1,54 MB