Nghiên cứu thiết kế chế tạo loạt bộ điều khiển lọc bụi túi từ chíp rỗng phục vụ trong ngành xi măng

85 618 0
Nghiên cứu thiết kế chế tạo loạt bộ điều khiển lọc bụi túi từ chíp rỗng phục vụ trong ngành xi măng

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

B CễNG THNG VIN NGHIấN CU C KH BO CO TI NGHIấN CU KHOA HC CễNG NGH CP B NM 2007 Tờn ti: Nghiên cứu thiết kế chế tạo loạt bộ điều khiển lọc bụi túi từ chíp rỗng phục vụ trong ngành xi măng Mó s: 99-07.RD/H-KHCN C quan ch qun: B Cụng Thng C quan ch trỡ ti: Vin Nghiờn cu C khớ Ch nhim ti: TS Phan ng Phong 6912 01/7/2008 H Ni -2007 B CễNG THNG VIN NGHIấN CU C KH BO CO TI NGHIấN CU KHOA HC CễNG NGH CP B NM 2007 Tờn ti: Nghiên cứu thiết kế chế tạo loạt bộ điều khiển lọc bụi túi từ chíp rỗng phục vụ trong ngành xi măng Mó s: 99-07.RD/H-KHCNN TH TRNG N V CH NHIM TI PHAN THCH H PHAN NG PHONG H ni - 2007 Mục lục Chơng 1 - Nghiên cứu tổng quan về lọc bụithiết bị lọc bụi. 1.1. Tình hình nghiên cứu thiết bị lọc bụi túi ở nớc ngoài. 1 1.2. Tình hình nghiên cứu thiết bị lọc bụi túitrong nớc 5 1.3. Tổng quan về bụithiết bị lọc bụi túi 5 1.3.1 Vật liệu gây bụi. 5 1.3.2 Thiết bị lọc bụi 7 1.4. Đề xuất bài toán 9 1.5. Kết luận chơng 9 Chơng 2 - Thiết kế, chế tạo thiết bị điều khiển lọc bụi túi từ chíp rỗng. 2.1. Tổng quan 10 2.2. Hệ thống điều khiển lọc bụi túi vải 10 2.3. Thiết kế chế tạo bộ điều khiển cho lọc bụi túi 22 2.3.1 Thiết kế nguyên lý 22 2.3.2 Thiết kế mạch điều khiển 22 2.4. Phần mềm điều khiển. 26 2.5. Các tính năng của phần mềm điều khiển 26 2.6. Kết luận chơng 27 Chơng 3 Kết quả khảo nghiệm. 3.1. Hình ảnh lắp đặt tủ điện điều khiển lọc bụi 28 3.1.1 Hình ảnh về lắp đặt các thiết bị điện tử trên bo mạch 28 3.1.2 Hình ảnh về bo mạch đã đợc lắp đặt hoàn chỉnh 28 3.1.3 Hình ảnh về hộp điều khiển đã đợc tích hợp thành module 29 3.1.4 Hình ảnh lắp đặt tủ điện 29 3.2. Quá trình chạy khảo nghiệm 3.2.1 Kết quả thử nghiệm không tải 29 3.2.2 Kết quả khảo nghiệm có tải 31 Chơng 4 Các kết luận. Các kết quả chính của đề tài 33 Các phụ lục - Tài liệu tham khảo - Biên bản nghiệm thu, chạy thử - Bản vẽ thiết kế - Các tài liệu khác T rang 1 Chơng 1 Nghiên cứu tổng quan về lọc bụithiết bị lọc bụi. 1.1. Tình hình nghiên cứu thiết bị lọc bụi túi ở nớc ngoài. Thiết bị lọc bụi túi là một thiết bị phổ biến trong các dây chuyền sản xuất công nghiệp gây bụi và ô nhiễm nh: xi măng, nghiền sàng và phân loại đá, dây chuyền mài nghiền trong sản xuất công nghiệp đã có nhiều nhà sản xuất trên thế giới quan tâm đến công nghệ làm sạch môi trờng và đã cho ra đời các sản phẩm về lọc bụi túi với chất lợng cao, ổn định. Có thể kể ra đây một số hãng nổi tiếng cung cấp dây chuyền thiết bị đồng bộ trong ngành công nghiệp nặng trong đó có các thiết bị lọc bụi túi phục vụ trong ngành xi măng nh: FCB, FL.SMITH, DISA GROUP, DCE Đối với các thiết bị lọc bụi túi đợc cung cấp từ các hãng trên thì giá trị cho phần thiết bị sản xuất trong nớc là kết cấu thép và các thiết bị phi tiêu chuẩn. Với thiết bị này họ thuê lại các nhà sản xuất trong nớc với giá thành thấp. Còn các thiết bị quan trọng nh: Tủ điều khiển và các thiết bị khí nén và công nghệ thì họ giữ quyền cung cấp dẫn đến khối lợng thiết bị Việt Nam chế tạo lớn nhng giá trị nhỏ và mỗi khi thiết bị gặp sự cố sẽ không chủ động trong việc cung cấp sản phẩm để sửa chữa, thay thế và giá thành cho phần sửa chữa thay thế từ nớc ngoài rất cao. Các thiết bị lọc bụi túi trên thế giới thờng đợc chế tạo chuyên dùng do một hãng tự phát triển từ chíp rỗng và không chuyển giao công nghệ cho nhà chế tạo khác. Hớng sản xuất thiết bị điện điều khiển dạng này mang tính chuyên môn hoá cao và tiết kiệm vì họ chỉ sử dụng các thiết bị phù hợp về đầu ra, đầu vào, cấu hình xác định và tích hợp thiết bị. Có thể kể ra một số nhà sản xuất thiết bị điều khiển chuyên dùng cho lọc bụi túi là tập đoàn DISA ý, Cty ASCO Pháp, Cty DCE - Anh. Dới đây là một số hình ảnh về bộ điều khiểnthiết bị lọc bụi túi của một số hãng nớc ngoài. 2 H×nh 1.1 - Bé ®iÒu khiÓn läc bé tói cña h·ng ASCO – Ph¸p 3 Hình 1.2- Cấu trúc bộ điều khiển lọc bộ túi. A- Đầu vào cấp nguồn điều khiển E- Khoá áp suất. B - Đầu vào tín hiệu điều khiển. F- Van điện từ. C- Đầu vào áp suất. G - Đầu cắm bộ sensor chênh áp D- Lỗ dự phòng. H- Thùng tích áp 4 Hình 1.3 - Thiết bị lọc bụi túi của hãng FLSMITH 1. Hớng bụi khí vào 2. Vách ngăn 3. Phễu chứa bụi 4. Màn chắn để khuyếch tán không khí 5. Không khí đi qua túi vải 6. Không khí sạch 7. Lối khí ra 8. Nơi thu bụi 9. Bụi rơi vào phễu chứa 5 1.2. Tình hình nghiên cứu cứu thiết bị lọc bụi túitrong nớc. Trong những năm qua, nhiều cơ sở trong nớc đã chế tạo, tích hợp các thiết bị lọc bụi túi phục vụ cho các dây chuyền sản xuất trong nớc. Một vài cơ sở đã đi tiên phong trong lĩnh vực này nh: Viên Nghiên cứu Cơ khí, Viện Máy và Dụng cụ cắt, Công ty Cơ khí xây dựng COMA, Tổng Công ty Máy và thiết bị Công nghiệp Tuy nhiên, các thiết bị này đợc thiết kế, chế tạo theo mẫu có sẵn, đặc biệt đối với thiết bị điều khiển thì đợc chế tạo dới dạng tích hợp các mô đun điều khiển và phần mềm phát triển có sẵn thành một hệ điều khiển cho lọc bụi. Hớng nghiên cứu này có u điểm là dự án đem lại kết quả ngay, nhng cũng có nhợc điểm là giá thành cao và một số thiết bị lọc bụi đòi hỏi chế độ điều khiển phức tạp thì cha thực hiện đợc. Ví dụ nh việc chế tạo hệ thống điều khiển lọc bụi túi tại vị trí máy nghiền than trong dây chuyền sản xuất xi măng kết nối với hệ thống thiết bị đo (sensor) phòng nổ của nhà máy. Trong nớc, từ nay đến năm 2020 có ít nhất 09 nhà máy xi măng với công suất lớn hơn 1,2 triệu tấn/năm sẽ xây dựng và có rất nhiều nhà máy xi măng với công suất từ 200.000 tấn/năm đến 1,2 triệu tấn/năm đang xây dựng. Ngoài ra, các nhà máy xi măng công suất 8,8 vạn tấn/năm nhập từ Trung Quốc đang có nhu cầu cải tạo nhằm hoàn thiện hơn phần xử lý bụi để đảm bảo môi trờng theo yêu cầu, vì vậy nhu cầu cung cấp các hệ thống lọc bụi là rất lớn. Nếu chủ động đợc việc chế tạo thiết bị điều khiển lọc bụi thì chúng ta có thể hoàn toàn làm chủ đợc thiết bị lọc bụi với giá thành giảm từ 10 đến 25% kéo theo nhiều công ăn việc làm cho ngời lao động trong nớc. Nhằm nghiên cứu chuyên sâu và phát triển một hệ thiết bị điều khiển lọc bụi túi phục vụ nhu cầu ngành sản xuất xi măng trong nớc, nhóm đề tài đề xuất sẽ nghiên cứu tích hợp hệ thống điều khiển lọc bụi túi từ chíp rỗng áp dụng cho các dây chuyền sản xuất trong nớc. Hệ thống điều khiển lọc bụi túi từ chíp rỗng đáp ứng đợc rất nhiều các thuật toán điều khiển phức tạp với tốc độ xử lý và tính toán đáp ứng thời gian thực. Mặt khác, việc kết nối và mở rộng hệ thống cũng nh việc thay đổi thuật toán phù hợp với sự thay đổi thiết bị phần cứng rất dễ dàng bằng việc thay đổi chơng trình phần mềm thông qua thiết bị lập trình. 1.3. Tổng quan về bụithiết bị lọc bụi túi. 1.3.1. Vật liệu gây bụi. 1.3.1.1 Khái niệm. Bụi là những phần tử vật chất có kích thớc nhỏ bé khuyếch tán trong môi trờng không khí. Tác hại của bụi phụ thuộc vào các yếu tố: kích cỡ bụi, nồng độ bụi và nguồn gốc bụi. Độ trong sạch của không khí là một trong những tiêu chuẩn quan trọng cần đợc khống chế trong các không gian điều hoà và thông gió. Đặc biệt là trong các phân xởng sản xuất, nhà máy công nghiệp v.v 1.3.1.2 Phân loại bụi. - Theo nguồn gốc của bụi 6 + Hữu cơ: Do các sản phẩm nông nghiệp và thực phẩm nh thuốc lá, bông vải, bụi gỗ, các sản phẩm nông sản, da, lông súc vật. + Vô cơ: Có nguồn gốc từ kim loại khoáng chất - Theo kích cỡ hạt bụi Bụi có kích cỡ càng bé tác hại càng lớn do khả năng xâm nhập sâu, tồn tại trong không khí lâu và khó xử lý. Theo kích cỡ bụi đợc phân thành các dạng chủ yếu sau: + Siêu mịn: Là những hạt bụi có kích thớc nhỏ hơn 0,001àm. Loại bụi này là tác nhân gây mùi trong không gian thông gió và điều hoà không khí. + Rất mịn: 0,001 ữ 1 àm + Mịn : 1 ữ 10 àm + Thô : >10 àm - Theo hình dáng hạt bụi Theo hình dạng hạt bụi có thể phân thành các dạng bụi sau + Dạng mảnh. + Dạng sợi. + Dạng khối. 1.3.1.3 Tác hại của bụi Bụi có nhiều tác hại đến sức khoẻ và chất lợng sản phẩm - Đối với sức khoẻ của con ngời bụi ảnh hởng đến đờng hô hấp, thị giác và ảnh hởng đến cuộc sống sinh hoạt khác của con ngời. Đặc biệt đối với đờng hô hấp, hạt bụi càng nhỏ ảnh hởng của nó càng lớn, với cỡ hạt 0,5 ữ 10 àm chúng có thể thâm nhập sâu vào đờng hô hấp nên còn gọi là bụi hô hấp. Mức độ bụi cho phép trong không khí phụ thuộc vào bản chất của bụi và thờng đợc đánh giá theo hàm lợng ôxit silic (SiO 2 ). - Nhiều sản phẩm đòi hỏi phải đợc sản xuất trong môi trờng hết sức trong sạch. Ví dụ nh công nghiệp thực phẩm, công nghiệp chế tạo thiết bị quang học, điện tử Nồng độ: - Nồng độ bụi cho phép trong không khí thờng cho theo nông độ ôxit silic (SiO 2 ) Nồng độ cho phép của bụi trong không khí Hàm lợng SO 2 (%) Nồng độ bụi cho phép của không khí trong khu làm việc Nồng độ bụi cho phép của không khí tuần hoàn Z>10 2ữ10 Z b < 2 mg/m 3 2ữ4 Z b 0,6 mg/m 3 <1,2 7 <2 Bụi amiăng 4ữ6 2 <1,8 1.3.2. Thiết bị lọc bụi. Thiết bị lọc bụi có nhiều loại, tuỳ thuộc vào nguyên lý tách bụi, hình thức bên ngoài, chất liệu hút bụi v.v mà ngời ta chia ra các loại thiết bị lọc bụi nh sau: Buồng lắng bụi dạng hộp. Thiết bị lọc bụi kiểu xiclon. Thiết bị lọc bụi kiểu quán tính. Thiết bị lọc bụi kiểu lới lọc. Thiết bị lọc bụi kiểu thùng quay. Thiết bị lọc bụi kiểu sủi bọt Thiết bị lọc bụi bằng vật liệu rỗng Thiết bị lọc bụi kiểu tĩnh điện. Thiết bị lọc bụi kiểu túi vải. ở đây ta chỉ đi sâu vào nghiên cứu thiết bị lọc bụi túi vải. 1.3.2.1 Các thông số đặc trng của thiết bị lọc bụi Các thông số đặc trng cho một thiết bị lọc bụi bao gồm: Hiệu quả lọc bụi, phụ tải không khí và trở lực của thiết bị lọc bụi. - Hiệu quả lọc bụi b : Là tỷ lệ phần trăm lợng bụi đợc xử lý so với lợng bụitrong không khí ban đầu. b = %100. Z ZZ %100. G GG ' b '' b ' b ' b '' b ' b = Trong đó: G b , G b là lợng bụi vào ra thiết bị trong một đơn vị thời gian, g/s. Z b , Z b là nồng độ bụi trong không khí vào ra thiết bị, g/m 3 . - Phụ tải không khí: Lu lợng không khí tính cho 1m 2 diện tích bề mặt lọc. L f = F L m 3 /h.m 2 Trong đó: L Lu lợng lu thông không khí, m 3 /h F Diện tích bề mặt lọc bụi, m 2 [...]... đi theo hớng thiết kếchế tạo bộ điều khiển cho lọc bụi túi Bộ điều khiển này sẽ đáp ứng các yêu cầu của bài toán sau - Thiết kế bộ điều khiển lọc bụi túi từ chíp rỗng - Tích hợp tủ điện điều khiển với hệ thống điều khiển có thể mở rộng - Chạy khảo nghiệm để hoàn thiện hệ thống - Modul hoá các sản phẩm chế tạo để tạo ra 03 gam sản phẩm với khả năng lắp lẫn cao và phục vụ cho nhiều ngành công nghiệp... việc các thiết bị dùng cho việc kết nối đơn giản - Tụ lọc nguồn 1àF - Các đầu nối cổng COM J1, J3, J6 - Các tinh thể thạch anh tạo dao động - Các connector J2, J4, J6, J9 - Các rơle công suất đầu ra 2.3 Thiết kế chế tạo bộ điều khiển cho lọc bụi túi ở mục này ta sẽ đi tiến hành thiết kế chi tiết bộ điều khiển lọc bụi túi từ chip rỗng Hệ thống lọc bụi túi có khả năng lọc từ 15 đến 110 m3 khí bụi/ phút,... từng loại Kiến nghị giải pháp để thiết kế, chế tạo tủ điện điều khiển lọc bụi túi từ chíp rỗng 2 Thiết kế, chế tạo ba (03) loại tủ điều khiển lọc bụi túi từ chíp rỗng trên cơ sở các linh kiện điện tử và các thiết bị cơ khí hiện có trong nớc và thế giới 3 Viết phần mềm hoàn chỉnh để xử lý các dữ liệu đa về từ sensor đo chênh áp cũng nh cho phép điều chỉnh thời gian rũ bụi Phần mềm này tơng đơng với các... 5000mg/m3 thì cần lọcbộ bằng thiết bị lọc khác trớc khi đa sang bộ lọc bụi túi vải Không khí ra Không khí vào Hình 1.4 - Cấu tạo lọc bụi kiểu túi vải 8 Bộ lọc bụi kiểu túi vải có nhiều dạng khác nhau, dới đây trình bày kiểu lọc bụi túi vải thờng đợc sử dụng Hình trên là cấu tạo của thiết bị lọc bụi túi vải kiểu đơn giản Hỗn hợp không khí và bụi đi vào cửa 1 và chuyển động xoáy đi xuống túi vải 2, không... khác) - Xây dựng đợc sơ đồ cấu trúc điều khiển, cũng nh xác định đợc các phơng pháp điều khiển - Thiết kế mạch nguyên lý điều khiển, mạch in, tủ điện và các thiết bị liên quan 27 Chơng 3 Kết quả khảo nghiệm 3.1 Hình ảnh lắp đặt tủ điện điều khiển lọc bụi Với mạch thiết kế và các thiết bị lựa chọn nhóm đề tài đã chế tạo đợc mạch điều khiển lọc bụi nh sau: 3.1.1 Lắp đặt các thiết bị điện tử trên bo mạch Hình... điều khiển nhập khẩu từ nớc ngoài Đa nó thành sản phẩm phổ biến trong ngành công nghiệp lọc bụi 9 Chơng 2 Thiết kế, chế tạo thiết bị điều khiển Lọc bụi túi từ chíp rỗng 2.1 Tổng quan Sự phát triển của ngành công nghệ vi điện tử với xu hớng giảm kích thớc và tăng khả năng hoạt động của thiết bị điện tử Khoa học vật liệu mới đã giúp cho ngành sản xuất Chíp bán dẫn có một bớc tiến dài, nhờ đó mà một Chíp. .. các thiết bị điều khiển cho các loại lọc bụi túi trên thế giới và trong nớc - Tìm hiểu về thiết bị cũng nh nguyên lý hoạt động của lọc bụi túi vải - Chọn hớng nghiên cứu và phát triển thiết bị điều khiển lọc bụi túi nhằm làm chủ đợc công nghệ cũng nh phát triển nó trở thành sản phẩm có tính năng mở và khả năng lắp lẫn cao, với chất lợng tơng đơng với thiết bị nhập ngoại, tiến tới thay thế dần các bộ điều. ..- Trở lực: Một trong các chỉ tiêu quan trọng của thiết bị lọc bụi là trở lực cục bộ do bộ lọc gây ra đối với dòng không khí đi qua nó Trở lực của bộ lọc đợc tính theo công thức p = . 2 N/m2 2 Trong đó: - hệ số trở lực cục bộ của bộ lọc - khối lợng riêng của không khí qua bộ lọc, kg/m3 - tốc độ không khí qua bộ lọc, m/s Ngoài ra đối với các bộ lọc bụi còn có các chỉ tiêu đánh giá... và phục vụ cho nhiều ngành công nghiệp Hệ thống lọc bụi túi có khả năng lọc từ 15 đến 800 m3 khí bụi/ phút, nồng độ bụi vào đến 350 mg/m3 khí Không khí sau khi qua hệ thống lọc bụi có nồng độ bụi sau khi lọc < 6 mg/m3, hiệu suất lọc đạt trên 95% Hệ thống có điều khiểnbụi qua cảm biến chênh áp và điều khiểnbụi theo chơng trình đặt 5 Kết luận chơng Trong chơng này nhóm đề tài đã giải quyết đợc vấn... ra Khối điều khiển trung tâm - Điều khiển quạt hút bụi - Điều khiển động cơ vit tải bụi - Đầu ra cảnh báo - Điều khiển các van điện từ Khối truyền thông - RS232, RS485 Hình 2.1 Sơ đồ khối bo mạch chính Sơ đồ khối của bo mạch mở rộng sẽ có cấu trúc: Khối đầu ra Khối truyền thông - RS232, RS485 Bộ chuyển đổi - Điều khiển quạt hút bụi - Điều khiển động cơ vit tải bụi - Đầu ra cảnh báo - Điều khiển các . Cụng Thng C quan ch trỡ ti: Vin Nghiờn cu C khớ Ch nhim ti: TS Phan ng Phong 6912 01/7/2008 H Ni -2007

Ngày đăng: 22/06/2014, 20:29

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • Tong quan

  • Thiet ke, che tao thiet bi dieu khien loc bui tu chip hong

    • 1. Tong quan

    • 2. He thong dieu khien loc bui tui vai

    • 3. Thiet ke che tao bo dieu khien cho loc bui tui

    • 4. Phan mem dieu khien

  • Ket qua khao nghiem

    • 1. Hinh anh lap dat tu dien dieu khien loc bui

    • 2. Qua trinh chay khao nghiem

  • Ket luan

  • So do phan mem dieu khien

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan