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

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