Điều khiển hệ thống nhiệt độ lò nung dùng PLC S7 - 300

chương 1 giới thiệu lò nung gỗm, sứ 1.1. Đặc điểm gốm, sứ 1.2. Cấu tạo lò nung 1.3. Nguyên lý điều khiển nhiệt độ hệ thống lò nung Chương 2 Giới thiệu về thiết bị khả trình S7-300 2.1. Khái quát chung về thiết bị khả trình PLC 2.2. Các module của PLC S7-300 Chương 3 Phần mềm STEP 7 3.1. Chức năng của phần mềm STEP 7 3.2. Các bước khai báo phần cứng 3.3. Hệ lệnh của phần mềm step 7 3.4. Thanh ghi trạng thái 3.5. Các lệnh cơ bản 3.6. Các lệnh toán học 3.7 Bộ thời gian 3.8. Bộ đếm (Counter) 3.9. Phương pháp lập trình chương 4 chương trình điều khiển hệ thống nhiệt độ lò nung dùng PLC S7 - 300 4.1. Các chương trình hoạt động của lò nung 4.2. Một số yêu cầu công nghệ của hệ thống lò nung 4.3. Quy định một số đầu vào ra trong chương trình điều khiển 4.4. Lưu đồ thuật giải các chương trình

doc16 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Ngày: 17/06/2013 | Lượt xem: 2469 | Lượt tải: 5download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Điều khiển hệ thống nhiệt độ lò nung dùng PLC S7 - 300, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ch­¬ng 1 giíi thiÖu lß nung gçm, sø 1.1. §Æc ®iÓm gèm, sø Gèm sø lµ mét mÆt hµng ®ßi hái vÒ mÉu m· còng nh­ tÝnh mü thuËt cao, nhiÖt ®é nung gèm l¹i rÊt cao (trªn 10000C) nh­ng l¹i dÔ vì vµ sinh ra khuyÕt tËt trong qu¸ tr×nh nung. Sù thay ®çi nhiÖt ®é ®ét ngét vµ còng sÏ dÉn tíi hËu qu¶ lµ gèm bÞ nøt, vì hay sinh ra khuyÕt tËt. Do ®ã thêi gian nung mét mÎ gçm mÊt rÊt nhiÒu thêi gian . C¸c thao t¸c c¬ b¶n cña quy tr×nh nung gçm, sø + Thao t¸c 1: Gèm ®­îc xÕp lªn xe lß theo tõng líp mét, mçi líp sÏ ®­îc kª b»ng mét tÊm mét tÊm ®Öm lµm b»ng Fe2O3 tÊm ®Öm nµy chÞu ®­îc nhiÖt ®é trªn 2000C. Gèm ®­îc xÕp ®óng vÞ trÝ sao cho khi xe ®Èy xÕp khÝt vµo lß gèm kh«ng tiÕp sóc trùc tiÕp víi ngän löa tõ ®Çu ®èt. NÕu kh«ng tu©n thñ nguyªn t¾c nµy s¶n phÈm sÏ kh«ng ®­îc nung ®Òu. + Thao t¸c 2: §Ó qu¸ tr×nh nung gèm kh«ng bÞ gi¸n ®o¹n v× nh÷ng lý do kü thuËt, bao giê còng cã thao t¸c ch¹y thö, tøc lµ cho c¸c ®Çu ®èt ho¹t ®éng, sau ®ã nh×n qua èng th¨m kiÓm tra xem cã ®Çu ®èt nµo kh«ng ch¸y. NÕu ph¸t hiÖn thÊy cã nh÷ng sù cè nãi trªn ph¶i ng¾t cÇu dao, ®ãng van khÝ ®Ó söa ch÷a. + Thao t¸c 3: Sau khi ®· kiÓm tra xong cho lß ho¹t ®éng vµ ®iÒu chØnh nhiÖt cho nhiÖt ®é lß ë 5500C, gi÷ nhiÖt ®é nµy trong 3h. §Ó gèm ®­îc kh« ®Òu, sau ®ã n©ng tiÕp nhiÖt ®é lªn 11200C vµ gi÷ trong 3h, qu¸ tr×nh thay ®æi nhiÖt ®é vµ gi÷ nhiÖt ®é nh­ vËy ®­îc duy tr× tíi khi gèm ®­îc nung xong. Qu¸ tr×nh tÝnh tõ khi gèm ®· chÝn nhiÖt ®é lß còng ®­îc duy tr× vµ gi¶m theo tõng thang nhiÖt ®é. + Thao t¸c 4: Trong qu¸ tr×nh ®îi gèm chÝn ng­êi c«ng nh©n ph¶i xÕp gèm vµo xe lß kh¸c ®Ó khi mÎ gèm trong lß ®· chÝnh ta sÏ tiÕn hµnh ngay vµo nung mÎ kh¸c. Lµm nh­ vËy sÏ tiÕt kiÖm ®­îc th­êi gian nung vµ nhiÖt ®é hao tæn. * S¬ ®å c«ng nghÖ hÖ thèng lß nung ®ù¬c tr×nh bµy trong h×nh vÏ. èng dÉn vÖ sinh, thæi bôi èng khãi Kho gas vÞ trÝ tËp kÕt oxi hãa khö Lµm l¹nh Van Vßi phun èng dÉn Van Lß nung Ph©n lo¹i Qu¹t H×nh1-1. S¬ ®å c«ng nghÖ hÖ thèng lß nung xÕp lªn xe NL 1.2. CÊu t¹o lß nung Lß lung sø lµ lo¹i lß dïng nhiªn liÖu khÝ gas, kÝch th­íc vµ khèi l­îng lín. CÊu t¹o cña lß gåm 3 bé phËn chÝnh : + Vá lß (phÇn c¬ khÝ) + Líp b¶o «n. + HÖ thèng ®­êng èng dÉn khÝ vµ ®Çu ®èt KÝch th­íc khu«n khæ cña lß: Dµi x réng x cao = a x bx h = 59 x 1,2 x 2 (m) trong ®ã: a- ChiÒu dµi cña lß. b- ChiÒu réng cña lß. h- ChiÒu cao cña lß. NhiÖt ®é nung: Tmax=13000C , Tmin= 3000C. Thêi gian nung cña lß cã thÓ liªn tôc nhiÒu giê mµ vÉn ®¶m b¶o ®é an toµn lao ®éng còng nh­ c¸c chØ sè an toµn nãi chung cña mét lß nung. PhÇn vá lß lµm b»ng thÐp (chñ yÕu lµ C45) cã kÝch th­íc vµ khèi l­îng lín nhÊt bao quanh toµn bé lß, do lµm viÖc trong ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é cao vµ ¸p suÊt lín, nªn trong lßng cña lß ®­îc bäc mét líp b¶o «n. Líp b¶o «n nµy bao gåm g¹ch chÞu löa vµ b«ng thuû tinh, ®©y lµ mét lo¹i vËt liÖu ho¸ häc chÞu ®­îc nhiÖt ®é cao, khi lµm viÖc ngän löa tõ c¸c ®Çu ®èt sÏ phun vµo lßng lß lóc ®è nhiÖt ®é trong lßng lß rÊt cao (trªn 1300 0C). Líp b¶o «n cßn cã t¸c dông gi÷ nhiÖt ®é cña lß lu«n æn ®Þnh kh«ng bÞ tho¸t nhiÖt ra vá lß, chiÒu dµy cña líp b¶o «n lµ d=300 (mm). * S¬ ®å cÊu tróc lß: 1 1 1 1 1 2 2 2 3 5 4 4 2 2 6 2 8 7 9 10 H×nh 1-2. S¬ ®å cÊu tróc lß 1 Chó thÝch: 1 : §éng c¬ 2 : Qu¹t 3 : §ång hå b¸o ¸p lùc GAS 4 : §ång hå b¸o ¸p lùc giã 5 : HÖ thèng èng dÉn 6 : Xe nguyªn liÖu. 7 : T­êng lß 8 : Buång ®èt 9 : Van 10: §Ìn b¸o 1.2.1. th©n lß KÝch th­íc khu«n khæ cña côm th©n lß lµ: a x b x h = 59 x 1,2 x 2 (m) trong ®ã: a- ChiÒu dµi th©n lß. b- ChiÒu réng th©n lß. h- ChiÒu cao th©n lß. Th©n lß cã d¹ng h×nh khèi rçng, xung quanh lµ c¸c thµnh v¸ch, trong ®ã phÇn chÞu lùc lµ phÇn khung chÕ t¹o b»ng thÐp ®Þnh h×nh d¹ng hép H50x50x3, sau ®ã ®­îc bäc b»ng thÐp tÊm dµy T=2mm. Côm th©n lß lµm viÖc trong ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é cao, nªn toµn bé trong lßng côn th©n lß ®­îc x©y g¹ch chÞu löa vµ bäc b«ng thuû tinh chÞu nhiÖt (g¹ch chÞu löa vµ b«ng thuû tinh cßn goi lµ líp b¶o «n), líp b¶o «n nµy cã chiÒu dµy d= 300 mm. 1.2.2. Thµnh lß Thµnh lß ph¶i cã cÊu t¹o ®¬n gi¶n bao gåm khung thÐp ®Þnh h×nh d¹ng hép H50x50x3, sau ®ã bäc t«n, cÊu t¹o côm thµnh lß ph¶i lµ mét mÆt ph¼ng d­íi ch©n cã ghÕ ®Èu (kÕt cÊu côm chi tiÕt cã d¹ng h×nh ghÕ ®Èu) nh« ra lµm bÖ, sau nµy x©y g¹ch chÞu löa. Trªn thµnh lß ph¶i cã 9 mÆt bÝch dïng ®Ó l¾p ®Çu ®èt trong ®ã cã 4 mÆt bÝch f120 ë trªn vµ 5 mÆt bÝch f140 ë d­íi, ngoµi ra ®Ó theo dâi sù ho¹t ®éng cña c¸c ®Çu ®èt trªn thµnh ph¶i cã 9 èng th¨m f32 . Khi c¸c ®Çu ®èt ho¹t ®éng, ng­êi c«ng nh©n ®øng bªn thµnh lß ph¶i sÏ quan s¸t ®­îc ®Çu ®èt bªn thµnh lß tr¸i vµ ng­îc l¹i, khi ®øng bªn thµnh tr¸i sÏ quan s¸t ®­îc c¸c ®Çu ®èt bªn thµnh lß ph¶i.Trªn h×nh 1.5.a.b.c d­íi ®©y lµ c¸c mÆt bÝch vµ èng th¨m. a. MÆt bÝch to f140 b. MÆt bÝch nhá f120 c. èng th¨m f32 H×nh 1-3. MÆt bÝch vµ èng th¨m. 1.2.3. Côm nãc lß Nãc lß hay cßn gäi lµ trÇn lß, ®ãng vai trß lµ miÒn giíi h¹n gi÷a th©n lß vµ buång ®iÒu hoµ. Nãc lß ®­îc lµm b»ng khung hép sau ®ã l¾p thÐp l­íi, phÇn thÐp l­íi lµm b»ng t«n ®ét lç ®Ó buéc b«ng thuû tinh.Trªn h×nh 1.7 d­íi ®©y lµ côm nãc lß. Côm nµy gåm cã ba chi tiÕt ®ã lµ: 1.2.4. Xe lß Xe lß ®ãng vai trß lµ ®¸y lß, së dÜ nh­ vËy v× trong ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é cao 13000C ng­êi c«ng nh©n kh«ng thÓ trùc tiÕp vµo lßng lß mµ ph¶i gi¸n tiÕp th«ng qua xe lß. §iÒu nµy còng tiÕt kiÖm ®­îc nhiªn liÖu ®èt cho lß, v× bá qua ®­îc c«ng ®o¹n ®îi cho lß nguéi ®Ó chuyÓn sang mÎ nung míi. Tøc lµ ®¸y lß sÏ ®­îc chÕ t¹o rêi. Trªn h×nh 1.8 d­íi ®©y sÏ giíi thiÖu vÒ xe lß. H×nh 1-4. Xe lß. 1- g¹ch chÞu nöa, 2- khung xe lß, 3- cïm b¸nh xe, 4- b¸nh xe, 5- trôc b¸nh xe CÊu t¹o xe lß gåm phÇn khung lµm b»ng U 100x46x5 (mm) sau ®ã bäc thÐp tÊm dµy t=2mm, xe lß ch¹y trªn thanh ray nhê b¸nh xe (3) (trªn b¶n vÏ chung). Gåm cã 3 xe, mçi xe cã bèn b¸nh. KÝch th­íc khu«n khæ cña mçi xe lµ: dµi x réng x cao = a x b x h = 2000 x 1780 x 257 (mm). Xe lß ®­îc x©y g¹ch chÞu löa khÝt víi hai bªn thµnh lß, ®¶m b¶o h¬i nãng sÏ kh«ng tho¸t ra ngoµi ®­îc. Khi lß kh«ng ho¹t ®éng, xe lß ®­îc ®­a ra ngoµi, ®Õn khi ho¹t ®éng, s¶n phÈm ®­îc xÕp ®Çy lªn xe vµ ®­a vµo lß. 1.2.5. Côm èng khãi Côm èng khãi ®­îc giíi thiÖu trªn h×nh 1.14. H×nh 1-5. Côm èng khãi èng khãi cã kÝch th­íc lín nhÊt, chiÒu dµi L=12000 mm nèi tõ buång ®iÒu hoµ lªn trªn kh«ng. Do nhiÖt ®é lµm viÖc cña èng khãi cao (13000C) l¹i kh«ng thÓ x©y g¹ch chÞu löa nªn èng khãi ®­îc lµm b»ng INOX. èng khãi h×nh trßn f1000, trªn ®Ønh èng khãi cã phÇn nãn (18) ®Ó che m­a kh«ng cho n­íc tõ ngoµi theo ®­êng èng vµo trong lß. Do phÇn èng khãi cã kÝch th­íc lín, nªn ta t¸ch èng khãi ra lµm 6 ®o¹n, c¸c ®o¹n nµy ®­îc nèi víi nhau nhê c¸c mÆt bÝch (16). Do ®Æc ®iÓm cña buång khãi lµ h×nh vu«ng mµ èng khãi l¹i h×nh trßn nªn ®o¹n èng nèi tõ buång ®iÒu hoµ ph¶i cã mét ®Çu vu«ng vµ mét ®Çu trßn. Buång khãi nèi víi buång ®iÒu hoµ nhê mÆt bÝch b¾t ®ai èc, bu l«ng. 1.2.6. Côm ®­êng èng Côm ®­êng èng lµm viÖc trong ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é cao vµ ¸p suÊt lín, do ®ã toµn bé ®­êng èng ®­îc lµm b»ng INOX. Chøc n¨ng vµ nhiÖm vô cña hÖ thèng ®­êng èng lµ : Dïng ®Ó dÉn nhiªn liÖu tíi cung cÊp cho c¸c ®Çu ®èt ®Ó tõ ®ã t¹o ra nhiÖt ®Ó thæi vµo th©n lß. C¸c th«ng sè kü thuËt cña hÖ thèng ®­êng èng : èng giã to : a x b = 5210 x 90 . èng giã nhá : a x b = 4042 x 76 . èng gas to : a x b = 5360 x 34 . èng gas nhá : a x b = 4504 x 21 . èng t¨ng ¸p : 90 . èng nguån : a x b = 2170 x 280 . èng giã nguån cã : 280 . Trong ®ã : a - ChiÒu dµi cña èng ( mm) . b - ChiÒu réng cña èng ( mm) . 1.2.7. C¸c th«ng sè kü thuËt cña lß * C¸c kÝch th­íc cña lß: - Dµi : 59,0 m - Réng : 1,18 – 1,2 m - Cao : 2 m - ChiÒu dµi xe lß : 2m - Sè xe trong lß : 29,5 c¸i - Sè xe ngoµi lß : 25 c¸i * S¶n phÈm nung : Sø d©n dông, tr¸ng men, sø kü thuËt * Qu¸ tr×nh nung: nung 1 lÇn, «xi ho¸ vµ khö * Thêi gian nung: 24h * Thêi gian ®Èy: 48,8 phót/ xe * S¶n l­îng cña lß: - 29,5 xe/ 24h - 6637,5 kg sø / 24h - 225 kg sø / xe - 1575 kg vËt dông/ xe - 1800 kg vËt dông / xe * NhiÖt ®é nung tèi ®a: 1300 0C - Sù kh¸c nhau cña t0 tèi ®a ë vïng nung chÝnh lµ ± 5 0C * HÖ thèng nhiÖt: Nhiªn liÖu PLG, 11000 kcal / kg gas * Vßi ®èt +Nhãm vßi ®èt 1, Vïng tr­íc nhiÖt gåm 6 c¸i ®iÒu khiÓn ®èt tù ®éng +Nhãm vßi ®èt 1, vïng oxi ho¸ gåm 8 c¸i d­íi vµ 2 c¸i trªn +Nhãm vßi ®èt 2, vïng khö gåm 12 c¸i d­íi vµ 2 c¸i trªn +Nhãm vßi ®èt 3, vïng trung tÝnh gåm 8 c¸i d­íi vµ 2 c¸i trªn +Nhãm vßi ®èt 4, vïng trung tÝnh gåm 8 c¸i d­íi vµ 6 c¸i trªn * HÖ thèng ®iÒu khiÓn: SPS Siemens S7 Ch­¬ng tr×nh VAST trªn PC * N¨ng l­îng cung cÊp: 400V, 100KVA * §iªn n¨ng ®iÒu khiÓn: 220 VAC, 24 VAC, 10 DC. 1.2.8. Nguyªn lý ho¹t ®éng cña lß nung. Xe lß ë vÞ trÝ tËp kÕt, t¹i ®©y s¶n phÈm ®­îc xÕp lªn xe, sau ®ã ®Èy xe lß ch¹y trªn ®­êng ray tiÕn vµo lß. Lóc nµy cöa lß ®ang ë t­ thÕ më sÏ ®ãng l¹i, sau khi ®· kiÓm tra nguyªn liÖu, ng­êi c«ng nh©n sÏ ®ãng cÇu dao ®iÖn ®Ó qu¹t giã thæi vµo lß (tr­íc khi b¾t ®Çu cung cÊp gas, viÖc ®Çu tiªn lµ ph¶i khëi ®éng qu¹t ®Ó tr¸nh cã sù nguy hiÓm g©y ra do trén gas/khÝ (giã) trong khoang ®îi tèi thiÓu lµ 5 phót) môc ®Ých lµ ®Ó lµm s¹ch khoang nung b»ng kh«ng khÝ tr­íc khi nh¶ van gas ra. Khi cã ®ñ ®iÒu kiÖn an toµn th× cho gas vµo ®­êng èng, më c¸c van x¶ trªn nãc lß, më c¸c van gas tæng phô tr¸ch côm gas BG1, BG2, BG3, BG4 më c¸c van nh¸nh, c¸c rèn tho¸t n­íc më van chu«ng. Dïng h¬i n­íc thæi qua th¸p l¹nh, ®­êng èng dÉn gas tõ 15 – 20 phót, khi thÊy h¬i n­íc tho¸t ra trªn van x¶ vµ c¸c rèn tho¸t n­íc cña c¸c van gas, b¸o lß chuÈn bÞ cÊp gas. * Qu¸ tr×nh cÊp giã, gas ®­îc diÔn ra tuÇn tù nh­ sau: Ch¹y qu¹t khÝ th¶i, qu¹t lµm l¹nh cuèi lß. Van qu¹t khÝ th¶i më tõ 40 – 60%; c¸c van hót khÝ th¶i tõ 50 – 60%. Sau khi ch¹y qu¹t khÝ th¶i, qu¹t cuèi lß tõ : 10 – 15 phót ®Ó thæi hÕt khÝ gas cã trong lß ra ngoµi. Ch¹y qu¹t khÝ ®èt duy tr× ¸p lùc PCA = 20 – 22 mbar (chÕ ®é tù ®éng). Më c¸c van giã lÇn l­ît tõ phÝa cuèi lß lªn, më mçi van kho¶ng 30 gi©y råi ®ãng l¹i. Ngõng qu¹t lµm l¹nh cuèi lß. KiÓm tra chÊt l­îng vµ ¸p lùc gas, khi ®ñ ®iÓu kiÖn ch©m löa, b¸o lß gas cÊp gas 2 lÇn (kiÓm tra hµm l­îng CO trong lß d­íi møc quy ®Þnh míi ®­îc ch©m löa). Khi gas ®· ®­îc cÊp æn ®Þnh, míi më hai van gas tæng cña côm gas BG1 vµ BG2 ¸p lùc duy tr× tõ : 150 – 250 mm H20. Ch©m måi b¾t ®Çu ®èt sÊy lß b»ng c¸c c¾p van sè: 9; 7; 5; 3. Më c¸c van gas, van giã tõ : 30 – 50% cho måi löa vµo lß Ên nót ®iÖn cho måi löa b¾t ch¸y, më van gas tõ tõ ®­a gas vµo lß (chó ý : ®èt ®Òu tõng cÆp van vµ ®èt tõ van sè 9 trë lªn ®Çu lß). Quan s¸t qua lç xem löa khi cÆp van hai bªn lß ch¸y ®Òu míi chuyÓn lªn ®èt van tiÕp theo (tr­êng hîp ch©m kh«ng ch¸y hoÆc ch¸y råi t¾t ph¶i ®ãng ngay van gas vµ t×m râ nguyªn nh©n xö lý sau ®ã míi ch©m löa trë l¹i). Khi c¸c van ®èt ch¸y æn ®Þnh ®èng toµn bé van x¶ trªn nãc lß l¹i. Ch¹y qu¹t nhiÖt thõa, ®iÒu chØnh t¨ng ®é më van qu¹t nhiÖt thõa vµ gi¶m qu¹t khÝ th¶i sao cho dßng khÝ nãng ®i ng­îc vÒ phÝa cuèi lß. Tèc ®é n©ng nhiÖt (LÊy nhiÖt ®é côm BG3 ®Ó x¸c ®Þnh) trong qu¸ tr×nh sÊy duy tr× nh­ sau: + Tõ nhiÖt ®é th­êng ®Õn 2500C trong 24h. Khi nhiÖt ®é ®¹t 2500C, ®Èy xe vµo lß. Tèc ®é ®Èy: 100 – 120 phót/xe. + L­u nhiÖt 2500C trong 12h + Tõ nhiÖt ®é 2500C ®Õn 4000C trong 12h. Tèc ®é t¨ng nhiÖt: 10 – 150C/h L­u nhiÖt 4000C trong 12h §ãng c¸c van gas, van giã c¸c cÆp van ®èt. §iÒu chØnh ®é më c¸c van qu¹t nhiÖt thõa vµ qu¹t khÝ th¶i ®¶m b¶o cho dßng khÝ nãng ®i trë l¹i vÒ phÝa ®Çu lß. Ch¹y qu¹t lµm l¹nh cuèi lß. Khi nhiÖt ®é BG4 = 6000C. + §Æt nhiÖt ®é côm BG3 = 6000C, BG4 = 8000C + §èt c¸c cÆp van 14, 13. + N©ng nhiÖt tõ: 6000C- 8000C trong 15h. Tèc ®é n©ng nhiÖt tõ: 10 – 150C/h. + Tèc ®é ®Èy tõ: 70- 90phót/ xe. Khi nhiÖt ®é BG4 = 8000C. + §Æt nhiÖt ®é c¸c côm BG3 = 10000C , BG4 = 10000C. + §èt c¸c cÆp van: 12, 11, 9, 7. + Thêi gian n©ng nhiÖt ®é tõ 800 – 10000C lµ: 15h. Tèc ®é n©ng nhiÖt 10 – 150C/h. Khi nhiÖt ®é BG4 = 10000C. + §Æt nhiÖt ®é c¸c côm BG3 = 11500C; BG4 = 12000C. + §èi víi c¸c cÆp van: 19, 18. PhÝa d­íi: 5,3. + VËn hµnh ch¹y c¸c qu¹t: Lµm l¹nh c¸c trùc tiÕp, thæi khÝ, cuèi lß. + Thêi gian n©ng nhiÖt lµ: 12h, tèc ®é n©ng nhiÖt: 15 – 200C/h. Khi nhiÖt ®é BG4 = 12000C. §Æt nhiÖt ®é c¸c côm: BG4 = 1300 – 13100C, BG3 = 1170 – 11900C. BG2 = 1020 – 10500C, BG1 = 850 – 9000C + §Æt tû lÖ gas/giã cña c¸c côm:BG4 = 0,70 – 0,80; BG = 0,05 - 0,7; + Sö dông gas/ giã cña c¸c côm: BG1: P gas tõ : 120 – 160 mm H20; L­u l­îng giã ®èt tõ : 400 - 450 m3/ h. BG2: P gas tõ : 110 – 150 mm H20; L­u l­îng giã ®èt tõ : 200 - 250 m3/h. + §èt toµn bé c¸c cÆp van cßn l¹il + §Èy c¸c xe xÕp s¶n phÈm vµo lß. Tèc ®é ®Èy xe: 60 – 70 phót/xe. * Qu¸ tr×nh ngõng ho¹t ®éng lß. - Kh«ng cho s¶n phÈm vµo lß. §Æt tèc ®é ®Èy xe goßng tõ : 60 – 70 phót/xe. - Khi ®Èy hÕt 16 xe goßng, b¾t ®Çu h¹ nhiÖt ®é lß nung tÝnh theo nhiÖt ®é côm BG4. - ChuyÓn nhiÖt ®é ®iÓm ®Æt t¹i c¸c côm BG nh­ sau: BG4 = 11600C, BG3 = 10000C. BG2 = 9500C, BG1 = 8200C + P khÝ th¶i duy tr× tõ : 0,05 – 007 mbar. + Tû lÖ gas/ giã cña c¸c côm BG4, BG3 chuyÓn ®Æt tõ 1,00 – 1,20. + Tèc ®é h¹ nhiÖt ®é tõ : 15 – 250C/ h. Khi nhiÖt ®é BG4 11600C chuyÓn nhiÖt ®é ®iÓm ®Æt t¹i c¸c côm BG: BG4 = 10000C, BG3 = 9300C. BG2 = 8200C, BG1 = 7000C C¸c th«ng sè kh¸c kh«ng thay ®æi. Khi nhiÖt ®é BG4 10500C + Ngõng ®Èy xe goßng. + §ãng van tæng vµ toµn bé van gas côm BG1, BG2 + Ngõng qu¹t lµm l¹nh nhanh, qu¹t ®Èy khÝ. + Thêi gian h¹ nhiÖt tõ 20 – 300C /h Khi nhiÖt ®é BG4 10000C. ChuyÓn nhiÖt ®é ®Õn ®iÓm ®Æt c¸c côm: BG4 = 8500C, BG3 = 7000C. + C¸c th«ng sè kh¸c kh«ng thay ®æi. + Thêi gian h¹ nhiÖt ®é tõ 1000 – 850 0C trong 10h. + Tèc ®é h¹ nhiÖt t­ 15 – 200C/h Khi nhiÖt ®é BG4 8500C. ChuyÓn nhiÖt ®é ®iÓm ®Æt c¸c côm. BG4 = 6500C, BG3 = 6000C. + C¸c th«ng sè kh¸c kh«ng thay ®æi. + Thêi gian h¹ nhiÖt ®é tõ 850 – 650 0C trong 10h. + Tèc ®é h¹ nhiÖt t­ 15 – 200C/h Khi nhiÖt ®é BG4 6500C. ChuyÓn nhiÖt ®é ®Õn c¸c côm BG4 = 6500C, BG3 = 5000C. + C¸c th«ng sè kh¸c kh«ng thay ®æi. + Thêi gian h¹ nhiÖt ®é tõ 650 – 500 0C trong 10h. + Tèc ®é h¹ nhiÖt t­ 15 – 200C/h Khi nhiÖt ®é BG4 5000C vµ ®¶m b¶o thêi gian h¹ nhiÖt th× : + Ngõng cÊp gas: NhÊn nót ng¾t khÈn. §ãng van chu«ng vµ van gas t¹i c¸c vßi ®èt. + Khëi ®éng qu¹t lµm l¹nh nhanh, qu¹t ®Èy khÝ. + ChuyÓn ®iÒu khiÓn c¸c côm BG vÒ chÕ ®é “ b»ng tay”. Më van giã cña c¸c van ®èt tõ : 70 – 100%. + ChuyÓn ®iÒu khiÓn ¸p lùc vÒ chÕ ®é “ b»ng tay”. Më van khÝ th¶i tõ : 70 – 100%. + Khi nhiÖt ®é c¸c côm BG tõ : 150 – 2000C tiÕp tôc ®Èy xe goßng vµo. Tèc ®é ®Èy tõ : 60 – 70 phót /xe. + Ngõng qu¹t lµm l¹nh nhanh, qu¹t thæi khÝ, qu¹t ®Èy khÝ. + Thêi gian h¹ nhiÖt ®é tõ 5000C tíi nhiÖt ®é th­êng lµ 48 giê. 1.3. Nguyªn lý ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é hÖ thèng lß nung §­êng cong nhiÖt ®é nung Y0C 1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 H×nh 1.6. §­êng cong nhiÖt ®é nung 1.3.1 Kh¸i qu¸t chung NhiÖt ®é lµ mét tham sè ®iÒu khiÓn quan träng ®Ó ®iÒu khiÓn hÖ thèng lß nung gèm, sø. Nã quyÕt ®Þnh chÊt l­îng cña s¶n phÈm vµ n¨ng suÊt cña hÖ thèng lß. NhiÖt ®é cã ¶nh h­ëng rÊt lín ®Õn qu¸ tr×nh Oxiho¸ - khö cña nguyªn liÖu vµ qu¸ tr×nh t¹o s¶n phÈm. Trong qu¸ tr×nh Oxiho¸ - khö, nhiÖt ®é ph¶i ®­îc ®¶m b¶o kho¶ng 500 – 700oC vµ æn ®Þnh. §iÒu nµy gióp cho qu¸ tr×nh Oxiho¸ - khö diÔn ra thuËn lîi vµ ®¶m b¶o hµm l­îng nguyªn liÖu ®­îc Oxiho¸ - khö tõ 90 - 95% tr­íc khi ®i vµo lß nung. Trong lß nung, nhiÖt ®é yªu cÇu æn ®Þnh ë 1120oC ®iÒu nµy rÊt quan träng v× nã ®¶m b¶o ®Õn chÊt l­îng s¶n phÈm. Trong hÖ thèng lß nung cã rÊt nhiÒu ®iÓm ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é vµ ph©n bè trong mét gi¶ rÊt réng tõ 300oC - 1120oC. Mçi ®iÓm cã mét yªu cÇu riªng. do vËy, bµi to¸n ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é ë ®©y rÊt phøc t¹p. ngoµi ra viÖc ®o nhiÖt ®é chÝnh x¸c trong m«i tr­êng cã ®é bôi cao lµ rÊt khã kh¨n. §iÒu nµy lµm ¶nh h­ëng rÊt lín ®Õn qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é hÖ thèng lß nung. Trong hÖ thèng lß nung cã hai vïng nhiÖt ®é quan träng lµ trong Oxiho¸ - khö vµ trong lß nung nªn bµi to¸n ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é hÖ thèng lß ®­îc chia lµm hai bµi to¸n chÝnh ®ã lµ : §iÒu khiÓn tèi ­u ngän löa zone nung. §iÒu khiÓn tèi ­u qu¸ tr×nh ch¸y trong lß. Thùc chÊt cña bµi to¸n ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é lµ ®iÒu khiÓn mét lo¹t c¸c thiÕt bÞ trong hÖ thèng lß nung nh­: §iÒu khiÓn hÖ thèng cÊp nhiªn liÖu : Van cÊp gas V11... V19 cho lß nung, van cÊp giã V21 ... V29. §iÒu khiÓn tèc ®é c¸c qu¹t giã: C¸c qu¹t giã lµm m¸t cho s¶n phÈm . C¸c qu¹t vµo lß nung: Q11, V13, qu¹t giã cho ®­êng giã ph¶n håi Q21 (qu¹t giã 3), qu¹t giã Q31 vµo lo nung. §iÒu khiÓn ®é më c¸c van giã: C¸c van giã vµo lß: V94, V92, van giã ph¶n håi A76. §iÒu khiÓn c¸c qu¹t khÝ th¶i J15, P72.v.v. Trong qu¸ tr×nh ho¹t ®éng b×nh th­êng, lß ch¹y víi cµng Ýt thay ®æi vÒ cÊp liÖu vµ ®èt cµng tèt. ViÖc nµy sÏ ®em l¹i c«ng suÊt tèi ­u. ph¶i tiÕn hµnh tõng b­íc nhá nh÷ng sù thay ®æi cÇn thiÕt. Theo kinh nghiÖm “ khi cÇn thay ®æi th× gi÷ thay ®æi thÊp h¬n 5% gi¸ trÞ thùc tÕ ”. 1.3.2. §iÒu khiÓn tèi ­u ngän löa zone nung Qu¸ tr×nh nung gèm trong ®iÒu kiÖn ho¹t ®éng æn ®Þnh th­êng tù ®éng cho chÊt l­îng gèm thÝch hîp vµ n¨ng suÊt cao. Trong qu¸ tr×nh nµy bµi to¸n ®iÒu khiÓn chÝnh lµ : ®iÒu khiÓn zone nung vµ ®iÒu khiÓn qu¸ tr×nh ®èt. Trong ®ã ®iÒu khiÓn zone nung chÝnh lµ ®iÒu khiÓn qu¸ tr×nh h×nh thµnh sø. §iÒu khiÓn ngän löa lµ viÖc duy tr× ®­îc ®óng nhiÖt ®é nguyªn liÖu trong lß nung, trong khi ®iÒu khiÓn qóa tr×nh ®èt cßn liªn quan tíi viÖc phèi liÖu vµ khÝ sao cho cã thÓ gi¶m thiÓu ®­îc l­îng Kcal. Ta cã thÓ cã mét lß æn ®Þnh vµ nhiÖt ®é phï hîp trong khi nung, nh­ng hiÖu suÊt kinh tÕ vÉn thÊp v× møc trén nhiªn liÖu vµ khÝ kh«ng phï hîp. Nh­ng ®iÒu khiÓn zone ph¶i ®­îc ­u tiªn h¬n ®iÒu khiÓn ®èt v× ®iÒu khiÓn zone nung lµ ®iÒu khiÓn sù æn ®Þnh cña qu¸ tr×nh, chÊt l­îng clinker vµ s¶n l­îng. *§iÒu khiÓn zone nung: §iÒu khiÓn zone nung ®­îc chia lµm ba phÇn ®ã lµ : sù æn ®Þnh, chÊt l­îng vµ s¶n l­îng theo ®óng thø tù ­u tiªn nµy. Nh­ vËy, sù æn ®Þnh ®­îc coi lµ mét tiªu chÝ quan träng nhÊt ®Ó mét lß nung ho¹t ®éng tèt. NÕu lß nung kh«ng ho¹t ®éng æn ®Þnh th× ta ph¶i thùc hiÖn c¸c ho¹t ®éng ®iÒu khiÓn ®Ó lß ho¹t ®éng æn ®Þnh trë l¹i. khi lß ho¹t ®éng æn ®Þnh råi th× ta míi tÝnh ®Õn phÇn ­u tiªn tiÕp theo vµ thùc hiÖn c¸c ho¹t ®éng ®Ó ®¹t ®­îc chÊt l­îng sø phï hîp. Cuèi cïng nÕu lß ho¹t ®éng æn ®Þnh vµ nÕu chÊt l­îng phï hîp råi th× ta sÏ sö dông c¸c thiÕt bÞ cã s½n ®Ó n©ng cao s¶n l­îng lªn møc tèi ®a. ViÖc ®iÒu khiÓn chÊt l­îng sø chÝnh lµ ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é vµ ngän löa nung. §iÒu khiÓn ngän löa zone nung ®­îc thùc hiÖn b»ng c¸ch ®iÒu khiÓn vÞ trÝ vßi phun, ®iÒu khiÓn tèc ®é cÊp liÖu, ®iÒu khiÓn l­îng giã 1 vµ ®iÒu khiÓn giã l­îng 2. §iÒu khiÓn c¸c th«ng sè trªn sÏ t¹o ra ngän löa víi c¸ h×nh d¹ng kh¸c nhau. Ngän löa ng¾n vµ nãng: Lo¹i löa nµy rÊt nãng, réng vµ m¹nh. zone nung sÏ bÞ rót ng¾n ®¸ng kÓ vµ nhiÖt ®é cao cña ngän löa cã thÓ g©y khã kh¨n vµ lµm nøt, vì vµ sinh khuyÕt tËt. Ngän löa trung b×nh: Ngän löa nµy cã bÒ dµi vµ bÒ réng c©n b»ng nªn zone nung kh«ng t¸c ®éng qu¸ møc. Ngän löa nµy ®ñ nãng ®Ó t¹o thµnh mét s¶n phÈm tèt vµ lµm t¨ng tuæi thä cña lß. Ngän löa dµi, mÒm: Ngän löa nµy lµm cho zone nung rÊt dµi, nhiÖt ®é ngän löa còng thÊp g©y khã kh¨n trong viÖc ®¶m b¶o mét l­îng nguyªn liÖu nãng ch¶y phï hîp trong zone nung ®Ó t¹o thµnh mét s¶n phÈm thÝch hîp. 1.3.3. §iÒu khiÓn qu¸ tr×nh ®èt §iÒu khiÓn qu¸ tr×nh ®èt cã møc ­u tiªn thÊp h¬n ®iÒu khiÓn qu¸ tr×nh h×nh thµnh sø. §iÒu nµy lµ th«ng th­êng, trõ viÖc ®èt kh«ng hoµn chØnh, cã nghÜa lµ nÕu cã CO tøc lµ t×nh tr¹ng ho¹t ®éng cña lß lµ kh«ng b×nh th­êng vµ do ®ã ®­îc xö lý ë møc ­u tiªn cao nhÊt lµ møc æn ®Þnh. Quy tr×nh ®èt nãi chung cã ®é ­u tiªn thÊp h¬n lµ v× ho¹t ®éng cña qu¸ tr×nh h×nh thµnh sø tèt th­êng biÓu thÞ møc khÝ vµ nhiªn liÖu phï hîp. §iÒu khiÓn ®èt chØ lµ mét vÊn ®Ò lµm cho dßng khÝ thÝch nghi víi l­îng nhiªn liÖu cÇn thiÕt ®Ó s¶n xuÊt ra sø cã chÊt l­îng tèt mµ th«i. Nh­ vËy viÖc ®iÒu khiÓn tèi ­u ngän löa zone nung lµ ®iÒu khiÓn tèc ®é cÊp gas vµ giã vµo lß. Hµm l­îng oxi ho¸ cña nguyªn liÖu tr­íc khi vµo lß cµng cao th× ®é ®ång nhÊt cña liÖu cµng cao. Thêi gian nung cña nguyªn liÖu trong lß Ýt, tèc ®é tiÕn cña xe goßng t¨ng, l­îng gas cÊp vµo lß gi¶m, ®iÒu ®ã lµm cho bµi to¸n cµng tèi ­u. §iÒu quan träng lµ khi hµm l­îng oxi ho¸ cña nguyªn liÖu tr­íc khi vµo lß cao th× viÖc ®iÒu khiÓn cµng dÔ dµng v× lóc ®ã bµi to¸n chØ phô thuéc vµo tèc ®é cÊp gas víi ®iÒu kiÖn l­îng giã kh«ng ®æi. Lß nung ®­îc chia lµm ba khu vùc nhiÖt ®é ®ã lµ: oxi ho¸-khö, nung, lµm nguéi. Yªu cÇu c«ng nghÖ quan träng lµ ph¶i gi÷ ®­îc nhiÖt ®é vµ ngän löa nung æn ®Þnh kho¶ng 1120oC ®Ó qu¸ tr×nh t¹o sø ®­îc tèt. Hµm l­îng CO ë ®Çu lß ph¶i thÊp kho¶ng 0,2% hµm l­îng «xy ®­îc gi÷ æn ®Þnh trong kho¶ng 2%-4%. NÕu gi¶ ®Þnh chÊt lîng than gÇn nh­ kh«ng ®æi th× nhiÖt ®é ngän löa phô thuéc vµo c¸c yÕu tè sau: Tèc ®é cÊp liÖu gas vµo lß. L­îng giã 1. L­îng khÝ thõa. NhiÖt ®é giã 2. §é Èm cña giã 2. Khi vËn hµnh b×nh th­êng, ng­êi ta th­êng gi÷ l­îng giã 1 cè ®Þnh ®Ó gi÷ cho ngän löa kh«ng ®æi. L­îng giã 1 ®­îc ®Æt tuú theo kiÓu vßi ®èt sö dông. Nªn lµm sao ®Ó l­îng giã 1 cµng thÊp cµng tèt ®Ó tiÕt kiÖm n¨ng l­îng vµ ®Ó ngän löa lan truyÒn tèt. Nguyªn nh©n giã 1 ¶nh h­ëng ®Õn l­îng khÝ ®èt v× giã 1 lµ khÝ l¹nh ch­a ®­îc ®èt nãng nh­ giã 2. Th«ng th­êng, l­îng khÝ thõa ®­îc ®iÒu khiÓn b»ng hµm l­îng «xy t¹i ®Çu vµo cña lß. Gi¸ trÞ cña ®iÓm ®Æt hµm l­îng «xy ®­îc chän sao cho lu«n lu«n ®¶m b¶o ®ñ «xy ®Ó ®èt ch¸y hoµn toµn nhiªn liÖu. Nh­ vËy hai yÕu tè trªn kh«ng ®æi th× sÏ cho phÐp t¨ng tû lÖ thuËn l­îng gas vµ l­îng giã 2. NÕu nh­ nhiÖt ®é vµ ®é Èm cña giã 2 ®­îc gi÷ cè ®Þnh th× nhiÖt ®é ngän löalß sÏ chØ phô thuéc vµo tèc ®é cÊp gas. 1.3.4. §iÒu khiÓn qu¸ tr×nh ch¸y Bµi to¸n ®iÒu khiÓn tèi ­u qu¸ tr×nh ch¸y lµ mét bµi to¸n rÊt nhiÒu tham sè : §é ®ång nhÊt cña liÖu L­u l­îng giã Nång ®é CO, O2 .. Sù ph©n phèi khÝ HiÖu suÊt cña lß. Bµi to¸n ®iÒu khiÓn qu¸ tr×nh ch¸y ®­îc thùc hiÖn nh­ sau: Kh«ng khÝ cÊp cho lß ®­îc lÊy lµm m¸t sø (giã 4). KhÝ ®Ó phun mï vµ vËn chuyÓn nhiªn liÖu. NhiÖt ®é cña giã sÏ phô thuéc vµo hiÖu qu¶ cña bé lµm nguéi, ®¹t kho¶ng 500 ..7500C. KhÝ phun mï vµ vËn chuyÓn nhiªn liÖu lµ cÇn thiÕt cho bét than mÞn vµ lµm nguéi thiÕt bÞ ®èt. L­îng khÝ thõa tho¸t trong lß ®Ó ®¶m b¶o cho gas ch¸y hÕt. Nhiªn liÖu ®­îc cÊp cho lß chiÕm 60% tæng sè nhiªn liÖu t¹o sø, NhiÖt ®é trong lß kho¶ng 10000C, thêi gian l­u cña khÝ ch¸y trong lß > 4s

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docChuong 1.doc
  • docChuong 2.doc
  • docChuong 3.doc
  • docchuong 4.doc