Điều khiển & giám sát lò nung Tuynel

Mục lục KẾT LUẬN............................................................................................................ 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO 82 HÌNH VẼ SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ LÒ NUNG TUYNEL Lời mở đầu Tự động hoá góp phần đẩy mạnh sự phát triển của nền kinh tế quốc tế không còn là một khái niệm mới mẻ nữa mà thực sự đem lại những chuyển biến rõ rệt. Sự cạnh tranh về chất lượng cũng như giá cả của bất cứ sản phẩm nào đều thúc đẩy nhà sản xuất coi việc nâng cao chất lượng sản phẩm, năng suất lao động như là một nhiệm vụ quyết định sự sống của một công ty, của một tổ chức. Muốn làm được điều đó có một cách bền vững nhất là áp dụng điều khiển tự động trong các quá trình sản xuất nhằm đáp ứng được những yêu cầu tiêu chuẩn chất lượng của sản phẩm cũng như hạ giá thành của sản phẩm. Ở nước ta hiện nay, do yêu cầu công nghiệp hoá hiện đại hoá nền kinh tế, nên ngày càng xuất hiện nhiều dây truyền sản xuất có mức độ tự động hoá cao. Vì vậy việc tự động hoá các dây truyền sản xuất trong các nhà máy là hết sức cần thiết, nó giúp chúng ta không những giảm nhân lực mà còn nâng cao chất lượng, hạ giá thành sản phẩm và tăng khả năng cạnh tranh trên thị trường. Theo xu hướng phát triển của khoa học kỹ thuật, đặc biệt trong lĩnh vực điều khiển tự động thì việc ứng dụng các công cụ phần mềm cùng các máy móc thiết bị hiện đại vào trong sản xuất đã đem lại những kết quả ưu việt. Thực tế ở nước ta đã có nhiều nhà máy đã và đang sử dụng máy móc và thiết bị hiện đại của những hãng nổi tiếng trên thế giới vào trong lĩnh điều khiển đã đem lại hiệu quả cao. Dựa trên nghiên cứu và tìm hiểu hệ thống lò nung Tuynel tại nhà máy sứ Thanh trì. Bản đồ án này sẽ tiến hành giải quyết bài toán điều khiển nhiệt độ và bài toán quản lý các thông số kỹ thuật của lò nung bằng việc sử dụng các thiết bị được sản xuất bởi các hãng nổi tiếng như: PLC của SIEMEN... Tuy nhiên, trên thực tế khi tiến hành xây dựng một hệ thống điều khiển động để điều khiển đối tượng đạt được các chỉ tiêu yêu cầu không phải là việc dễ dàng, bởi vì ta luôn gặp hàng loạt các vấn đề cần giải quyết liên quan đến việc đối tượng điều khiển có thể thay đổi hàm truyền theo thời gian sử dụng, những thay đổi này là ngẫu nhiên, khó xác định. Điều này có thể nhận thấy ở các đối tượng nhiệt thường bị già hoá theo thời gian sử dụng nên các thông số bị thay đổi. Trong đồ án này em đã xây dựng một hệ thống điều khiển lò nung Tuynel để thực hiện chỉ tiêu đầu tiên đầu tiên đó là đạt nhiệt độ theo yêu cầu. Như vậy nội dung cơ bản của đồ án là bao gồm : Chương 1 Giới thiệu chung về lò nung Tuynel. Chương 2 Hệ thống điều khiển lò nung Tuynel tại nhà máy sứ Thanh trì Chương 3 Mô hình toán học của lò nung Tuynel và thiết kế bộ điều khiển Chương 4 Thiết kế điều khiển lò nung Tuynel bằng S7-200 và phần mềm giám sát Visual Basic Trong thời gian làm đồ án được sự hướng dẫn chỉ bảo tận tình của cô giáo Phan Xuân Minh, em đã tìm tòi, học hỏi được nhiều điều bổ ích ở trên thực tế để bổ xung và hoàn thiện vốn kiến thức cơ bản của mình. Em bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc về sự giúp đỡ quý báu của cô. Do kiến thức và thời gian hạn chế nên bản đồ án này chắc chắn còn nhiều thiếu sót. Vì vậy em mong được sự chỉ bảo và góp ý của các thầy cô, để đồ án của em ngày càng hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Ngày 27 tháng 05 năm 2005 Sinh viên thực hiện Vũ Hồng Quang CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LÒ NUNG TUYNEL Lò nung Tuynel là "con tim" của cả nhà máy bởi vì nó là bộ phận nung chính, là nơi hoàn thành và cho ra các sản phẩm sứ vệ sinh. Đây cũng là khâu quan trọng trong việc quyết định chất lượng sản phẩm trước khi đem tiêu thụ trên thị trường. Đây là lò nung liên tục và sử dụng nhiên liệu đốt là khí gas. Tại bộ phận này thì mộc (tên gọi chuyên môn của sản phẩm sứ trước khi nung) được chất lên xe phà và đưa qua hầm sấy, sau đó đưa vào lò sau một khoảng thời gian nhất định (theo yêu cầu công nghệ) thì ra được sản phẩm cuối cùng là sứ vệ sinh. Tại bộ phận này mỗi xe goòng chứa khoảng 20 sản phẩm và tuỳ theo nhu cầu của thị trường mà ta sắp xếp các sản phẩm sứ khác nhau. 1.1 Cấu tạo lò nung Tuynel Lò Tuynel dài 54,9 m, chiều rộng 3 m, chiều cao 2 m, nhiên liệu đốt là khí gas và có tổng cộng 41 vòi đốt được bố trí hai bên lò. Gas được cấp vào lò từ bình gas, qua trạm khí gas đến hệ thống cung cấp gas của lò. Trong lò chứa được 44 goòng với chu trình lò là từ 10 đến 12 giờ cho một goòng đi từ đầu đến cuối lò, tuỳ thuộc theo tốc độ đẩy goòng. Hiện tại, tốc độ đẩy goòng của Công ty Sứ Thanh Trì là 17'/goòng. Như vậy chu trình lò là 10 giờ 48 phút. Mỗi goòng xếp được khoảng 20 sản phẩm do đó công suất của lò khoảng 1800 sản phẩm/ngày. Có 19 can nhiệt loại K và S được bố trí dọc theo chiều dài của lò để theo dõi nhiệt độ và thu nhập tín hiệu điều khiển hoạt động của lò. 13 can nhiệt loại K: đo vùng có nhiệt độ thấp, 6 can nhiệt loại S: đo vùng có nhiệt độ cao. Có 5 quạt trong đó 2 quạt để hút khí ra khỏi lò và 3 quạt để thổi khí vào lò. Ở đầu mỗi quạt hút khí lại có thêm 1 can nhiệt loại K để đo nhiệt độ. Công dụng và vai trò cụ thể của từng thiết bị sẽ được trình bày ở các phần sau. Lò nung Tuynel được cấu thành từ ba loại vật liệu chính là sắt, gạch chịu lửa và bông thuỷ tinh. Tuy nhiên, tuỳ từng loại vật liệu cần nung mà các lò nung Tuynel có cấu tạo khác nhau. Hai bên thành lò có cấu tạo gồm 3 lớp: + Lớp ngoại cùng là lớp vỏ sắt + Tiếp theo là lớp gạch chịu lửa và bông thuỷ tinh + Cuối cùng là một lớp gạch chịu lửa. Vỏ lò là một khung thép làm bằng ống vuông, có tấm kim loại phủ ngoài những tấm kim loại này được gắn khít với hình ống. Sự ổn định của vỏ lò đảm bảo tính vững chắc trong suốt quá trình vận chuyển và lắp ráp. Nhiệt độ tối đa mà lò Tuynel chịu được là 13000C. Vùng nung chính, vùng nung sơ bộ và vùng làm nguội nhanh được làm bằng các vật liệu có chất lượng cao, trọng lượng nhẹ, có hệ số dẫn nhiệt thấp, khả năng chống sốc nhiệt cao, bề mặt được mài nhẵn và khả năng chống ăn mòn cao. Vật liệu xây dựng lò với 62% lượng Al2O3, được sử dụng để chát mặt trong vỏ lò. Ở các vùng này gồm 3 lớp: + Đi nát + Gốm bột cách nhiệt + Bông khoáng Việc sử dụng vật liệu tại vùng nung sơ bộ giống như vùng nung chính, cho phép lắp đặt các vòi đốt ở trong vùng này để đáp ứng các sản phẩm sứ cần thời gian nung sơ bộ nhanh. Cả hai bên tường lò đều bố trí các khe để quan sát để quan sát sự di chuyển của sứ ở trong lò, đồng thời phát hiện các vật thể lạ xuất hiện trong lò. Ngoài ra còn có cửa để làm sạch lò và quét đi các phần cặn men có thể xuất hiện trên trần của nền khung. Sàn lò được thông với không khí. Trần lò được thiết kế xây dựng như một mái trèo làm bằng vật liệu chất lượng cao, trọng lượng nhẹ, 62% hàm lượng Al2O3, phần treo của mái gồm các tấm kim loại giữ nhiệt, lớp đi nát, bọt cách nhiệt và bông khoáng. Các khối này có thể dễ dàng gắn và tháo ra khi cần thiết. Vùng làm nguội chậm hay vùng làm nguội tự nhiên là vùng làm nguội cuối cùng của lò gốm hai lớp bột cách nhiệt và bông khoáng. Lò nung Tuynel là thiết bị nhiệt hoạt động liên tục, vật liệu chuyển động dọc theo chiều dài lò. Trong lò các xe goòng được di chuyển bằng các con lăn và bằng kích đẩy thuỷ lực. Hệ thống cấp khí cho lò gồm 5 quạt li tâm: + Quạt PC (Q1) hút khí nóng trong lò ra ngoài trời. + Quạt số 2 (Q2) cung cấp oxi cho quá trình cháy. + Quạt số 3 (Q3) cung cấp khí để làm nguội nhanh và nguội chậm. + Quạt số 4 (Q4) hút khí nóng trong lò thải ra ngoài trời và đưa một phần sang hầm sấy mộc. + Quạt số 5 (Q5) thổi khí làm nguội sản phẩm sứ trước khi ra khỏi lò. Cấu trúc lò được chia thành 4 vùng chính: + Vùng nung sơ bộ. + Vùng nung chính. + Vùng làm lạnh nhanh. + Vùng làm nguội chậm. Sau đây ta sẽ đi vào chi tiết từng vùng. 1.1.1 Zone nung sơ bộ Zone nung sơ bộ dài 18,288m, tổng cộng có 11 khoang khí bề mặt mỗi khoang được nối với một đường ống dẫn khí bằng nhôm, kí hiệu CVJ: 11 ống. Mỗi đường ống gọi là vòi trộn khí đều có một van để điều khiển lượng khí qua ống. Có một vòi để xả khí ra trong mỗi ống dùng để đo lưu lượng khi trong ống khi cần thiết. Những khoang này đều có gắn ống sứ và không khí được đẩy ra từ khoang này để đáp ứng hai mục đích: + Nó được trộn với khí gas nóng trên đỉnh và làm lạnh nhanh khí gas này. + Nó giữ nhiệm vụ như là áp suất phía trên tác động xuống phía dưới là vùng áp suất thấp trên về mặt sứ. Điều này giúp cho việc cải thiện nhiệt độ đồng đều ở cả trên và dưới lò, vì nhiệt độ ở trên cao hơn dưới dẫn đến khí được thổi từ trên xuống dưới qua đường ống. Vùng này có lắp 13 mỏ đốt (BLKH), 7 ở phía trái và 6 ở phía phải. Vùng đầu lò dài hơn 3m, phía ngoài tường của vùng này có phễu đổ cát để đổ cát cách nhiệt xuống máng phía dưới. Cát sẽ rơi từ phễu xuống bởi trọng lực tới các máng thông qua cầu trượt. Cát được di chuyển từ đầu lò đến cuối lò bởi tấm chắn cát của xe goòng và rơi xuống một hộp khoá dừng đặt tại đầu ra của lò. Những phễu này nên giữ luôn luôn đầy và được kiểm tra vài lần chuyển. Nó có nhiệm vụ cách nhiệt cho gầm goòng, bánh xe goòng và vỏ lò. Đồng thời tránh thất thoát nhiệt trong lò ra ngoài. Trần lò làm bằng thép không gỉ và được lắp 4 quạt đẩy gió. Hai quạt phía trái được quay theo chiều kim đồng hồ và hai quạt bên phải quay theo chiều ngược kim đồng hồ. Tốc độ của các quạt này được điều khiển bởi một biến tần đặt trên bảng điều khiển motor. Tốc độ của quạt có thể điều chỉnh từ 20Hz ¸ 50Hz. Tác dụng của 4 quạt này là tạo ra một vùng áp suất cao ngăn không cho khí lạnh từ ngoài đi vào lò đồng thời ngăn khí nóng trong lò thất thoát ra ngoài. Do đó không bao giờ được đảo chiều quay của các quạt này. Tại vùng này có 6 cửa xả khí (kí hiệu SP), mỗi bên có 3 cái và được bố trí ở bên dưới. Quạt Q1 sẽ hút khí lò xuyên qua những cửa này đi vào và ra các ống trong tường của lò. Khí ra của lò sẽ đi vào một ống xả khí bằng kim loại và thoát ra ngoài trời. Can nhiệt T/C1 đo nhiệt độ của vùng đầu lò. Nhiệt độ của vùng này không được vượt quá 2000C. Nếu vượt quá thì quạt và trần bằng thép không gỉ sẽ bị hỏng. Vùng nung sơ bộ tiếp theo dài hơn 9m. Phía trong tường vùng này có 12 cửa xả khí (SWD), mỗi bên có 6 cái. Những cửa này có chốt kéo ra hoặc kéo vào hình vuông ở trên tường lò. Việc đóng mở các chốt này cũng ảnh hưởng đến đường cong nhiệt độ của vùng nung sơ bộ và áp suất của lò. Tại đầu vào của quạt Q1 (trên đường ống xả khí) có một van lớn. Việc đóng hoặc mở van sẽ làm thay đổi áp suất lò. Bộ chuyển đổi áp suất lò được đặt ở vùng nung chính và được điều khiển bởi vòng 6 của bộ điều khiển PIC nếu áp suất là trên hay dưới điểm đặt. Thông tin này được dùng để mở hoặc đóng van chắn gió ở ống xả khí nếu cần. Đây là một phần trong hệ thống an toàn về khi gas của lò. Giữa việc điều khiển tự động van và đầu vào quạt Q1 là cặp nhiệt T/C19 dùng để đo và hiển thị nhiệt độ khí xả quạt Q1. Quạt làm việc ở nhiệt độ lớn nhất có thể là 2600C, nhưng thực tế chỉ làm việc trong giải nhiệt độ từ 1400C ¸ 1800C. Tại đây theo yêu cầu của công nghệ sứ thì nhiệt độ phải tăng lên từ từ (1200C ¸ 2500C ¸ 3600C ¸ 4700C ¸ 5600C và 8000C) sao cho mộc không bị nổ, đồng thời làm cho mộc bốc hết hơi nước. Trong vùng nung sơ bộ nhiệt độ được đo về bởi các can nhiệt từ T1 đến T6. Nếu nhiệt độ tại đây mà vượt quá ngưỡng cho phép trên thì sản phẩm sẽ bị hỏng. 1.1.2. Zone nung chính Vùng nung chính dài 12,192m được chia làm 4 vùng nhỏ, mỗi vùng dài 3m và có 6 mỏ đốt, mỗi bên tường có 3 cái: 2 cái ở dưới thấp và 1 ở trên cao. Tổng cộng vùng này có 24 mỏ đốt. Tất cả các mỏ đốt của vùng nung chính đều được đánh lửa bằng cách ấn nút đánh lửa ở bảng điện gắn bên ngoài thân lò hoặc ở trong phòng điều khiển. Nhiệt độ vùng này lên cao và nhanh từ khi bắt đầu vào vùng nung: 8800C ¸ 10800C ¸ 12000C ¸ 12000C (từ can nhiệt T/C 7 ¸ T/C 10) nhằm cho xương của sản phẩm đạt độ hút nước thấp: xấp xỉ 0,5% để tránh cho sứ không bị bám rêu. Bắt đầu từ nhiệt độ 8000C trở lên thì sản phẩm bắt đầu kết khối, các phụ liệu cấu tạo ra sản phẩm mộc bắt đầu liên kết với nhau. Đến cuối vùng thì nhiệt độ tăng từ từ đến 12000C và nó được lưu nhiệt trong khoảng thời gian từ T/C9 ¸ T/C10 tương ứng với khoảng thời gian 1h đồng hồ. Trong thời gian lưu nhiệt này xảy ra quá trình liên kết các men sứ. Trước can nhiệt AI9 tức là khoảng 9000C thì men sứ bắt đầu liên kết chặt chẽ và thời gian này các tạp chất bị lẫn trong quá trình lưu hồ sẽ bị tách ra khỏi xương sứ. Trong quá trình lưu nhiệt hay quá trình liên kết của men sứ với xương sứ, nếu nhiệt độ không đạt được nhiệt độ yêu cầu chẳng hạn như thấp hơn hay cao hơn 12000C thì không xảy ra sự liên kết giữa các men sứ và xương sứ, điều này sẽ dẫn đến hỏng các sản phẩ 1.1.3 Vùng làm lạnh nhanh Vùng này dài 6,1m. Điều khác biệt giữa vùng này với vùng nung chính và vùng làm nguội chậm là có các van đổi hướng khí lắp dưới trần lò. Trên tường lò của vùng này có 9 vòi phun khí làm lạnh và 4 cửa xả khí mỗi bên. Các cửa này có các tấm chắn gió hình chữ L (đã được giới thiệu trong vùng nung sơ bộ). Các cửa này sẽ đưa khí vào tường mỗi bên lò. Luồng khí sẽ đi qua cho đến cả vùng làm nguội chậm và được thoát ra bởi quạt làm nguội chậm WC (Q4) qua 2 cửa WC1_R & L. 18 vòi phun khí làm lạnh có đường kính 38mm để đưa lượng khí lớn vào trong lò. Mỗi bên có 9 vòi, các vòi này đưa khí vào từ phía trên. Đường cong gió thổi trong vùng này có hình sin. Trong mỗi ống cũng có một van bướm để điều khiển lượng khí qua mỗi vòi. Lượng khí đưa vào vùng làm lạnh nhanh được điều khiển bởi một van thông qua đường ống dẫn khí nguồn từ quạt gió cấp khí lạnh Q3. Độ đóng mở của những tấm chắn gió này được điều khiển bởi vòng 5 của bộ TIC. Bộ TIC này xây dựng cặp nhiệt T/C12 để lấy tín hiệu thay đổi. Một mô tơ sẽ thay đổi vị trí của các van để điều khiển nhiệt độ vùng này cho phù hợp với yêu cầu công nghệ. Yêu cầu của công nghệ sứ tại thời điểm này là làm cho sứ đạt độ bóng cao. Như vậy tại vùng làm lạnh nhanh thì nhiệt độ được giảm xuống đột ngột, làm cho bề mặt sứ đạt độ bóng cao, tuy nhiên không làm nứt sứ. Nhiệt độ tại vùng này giảm từ 12000C xuống còn 5800C trong khoảng thời gian là 85 phút, tương ứng với việc giảm 7,30 trong một phút. Tại vùng này, khí lạnh được thổi từ hai bên thành lò nhưng không thổi đồng thời mà thổi từ từng bên một (theo hình sin) và luân phiên nhau để làm nguội đồng đều và cân bằng áp suất. 1.1.4 Vùng làm nguội chậm Vùng này có chiều dài là 18,3m, có 5 khoang làm nguội chậm được lắp phía trên mỗi bên lò (kí hiệu CVJ), tổng cộng có 10 khoang. Các khoang này cũng tương tự như các khoang đã được mô tả ở vùng nung sơ bộ. Các khoang này giữ khí nóng di chuyển dọc theo cửa lò và làm tăng độ đồng đều nhiệt độ khi làm nguội sứ. Trên mỗi vòi hút khí vào các khoang đó có một van ở trên ống dẫn khí để điều chỉnh lưu lượng khí vào mỗi vòi phun khí vào các khoang. Có một vòi nhỏ lắp trên đường ống dẫn khí để đo áp suất khí trong ống. Có 14 cửa xả khí (SWD) được đặt ở phía trên cao của tường lò trong vùng này, mỗi bên có 7 cửa. Lượng khí được xả ra bởi ống này được điều chỉnh bởi các tấm chắn gió giống như các tấm ở vùng nung sơ bộ. Ở đây có các tấm vách ngăn có thể chuyển động để đưa khí lạnh vào trong các ống cạnh tường khi điều chỉnh. Giống như ở vùng lạnh nhanh, các ống này đưa khí thải vào quạt hút WC (Q4) bởi một phần của các ống kim loại (ở cả hai bên lò). Mỗi đường ống đều có van chắn gió để cân bằng khí thải mỗi bên của lò. Trong mỗi ống đều có một cửa thông khí WC2 (R & L) đường kính 30 cm với một tấm trượt để làm lạnh khí trước khi đưa tới quạt làm nguội chậm Q4. Một tấm chắn (can nhiệt T/C 20) tại đầu vào quạt Q4 sẽ cấp cho bộ điều khiển độ của khí xả mà quạt Q4 đã hút. Quạt Q4 có thể hút khí có nhiệt độ khoảng 3700C, nhưng thực tế, nó hút khí có nhiệt độ khoảng 1650C, một phần thải ra ngoài trời, một phần cấp cho khâu sấy khô sản phẩm sứ (mộc) trước khi đưa vào lò. Đầu ra của quạt Q4, khí nóng sẽ được đưa thẳng tới bộ phận sấy. Một ống khói xả khí sẽ đưa khí ra ngoài trời. Trên ống khí sẽ có một van để điều chỉnh lượng khí đưa sang vùng sấy. Phần đầu của vùng này có lắp thêm 4 mỏ đốt, mỗi bên 2 cái để phục vụ cho yêu cầu cần tăng cường nhiệt độ nếu cần. Hiện tại, các mỏ đốt này chưa cần sử dụng. Quạt Q5 cấp gió cho 3 họng phun khí ở cuối lò. Các họng này sẽ phun khí tự nhiên vào bên trong lò và thẳng đứng xuống phía dưới miệng lò vào sản phẩm sứ để làm nguội sứ trước khi ra hẳn khỏi lò. Trong vùng này, yêu cầu công nghệ là cần chú ý sao cho tránh việc sản phẩm bị nứt lạnh. Như vậy nhiệt độ được giảm từ từ. 1.2 Sơ đồ nguyên tắc lò Tuynel Lò Tuynel có thể xây dựng theo sơ đồ đơn giản (hình a). Không khí lạnh vào lò một cách tự nhiên qua vùng làm nguội, nó được đốt nóng và đi vào vùng nung chính để đốt cháy nhiên liệu, khí thải từ vùng nung chính đi qua vùng đốt sơ bộ và qua cửa thoát ra ngoài nhờ quạt hút. Vật liệu nung trên xe goòng đi ngược chiều với dòng khí chuyển động trong lò. Sơ đồ qua lò nung Tuynel có nhược điểm như sau: a) Để làm nguội sản phẩm thường cần lượng không khí nhiều hơn lượng không khí cần thiết cho quá trình chảy. Nếu đưa tất cả lượng không khí đó vào vùng nung thì dẫn tới tăng không khí dư và hạ nhiệt độ khí dưới nhiệt độ nung cực đại của nhiều loại sản phẩm. Nếu chỉ đưa vào lò lượng không khí tương ứng cần thiết cho quá trình chảy thì lượng đó lại quá ít so với lượng sản phẩm cần thiết để làm nguội sản phẩm. Ngoài ra do lượng không khí quá ít, cho nên không khí được đốt nóng đến nhiệt độ quá cao. Điều đó dễ dẫn tới quá nhiệt độ trong lò. b) Hiện tượng phân lớp khí theo tiết diện lò một cách rõ ràng. Phía sát vòm lò dòng khí chuyển động, còn phía sát mặt goòng dòng khí nguội hơn chuyển động. Chênh lệch nhiệt độ cao nhất là ở vùng nóng, nó có thể đạt tới 300¸4000C. Sự phân lớp khí và phân bố nhiệt độ không đồng đều đó dẫn tới gây phế phẩm và lò dễ bị ách tắc. c) Rất khó điều chỉnh quá trình nung theo chiều dài của lò về phương diện nhiệt độ và môi trường. d) Chân không thành lập bởi quạt hút quá lớn vì cần thắng sức cản của toàn bộ lò nung (toàn bộ lò làm việc dưới áp suất âm). Vì vậy không khí lạnh bên ngoài lò vào quá nhiều qua khe hở giữa các lò và khe hở giữ goòng với tường lò. Đặc biệt ở vùng đốt nóng, lượng không khí lọt vào lò nhiều nhất. Kết quả dãy sản phẩm ngay dưới mặt goòng bị nguội và thành phế phẩm (chưa chín). Trong trường hợp cần duy trì môi trường khử thì sơ đồ này không đảm bảo được vì không khí lọt nhiều. Ở sơ đồ thứ hai (hình b) đã có cải tiến so với sơ đồ thứ nhất. Không khí đã được lấy bớt từ vùng làm nguội và khí thải loại khỏi lò qua nhiều cửa. Với biện pháp trên, tuy không khí vào vùng làm nguội nhiều, nhưng chỉ một phần đi theo vào vùng nung để cháy nhiên liệu, đồng thời sản phẩm được làm nguội nhanh. Việc thải khí bằng nhiều cửa ngang nền lò tạo điều kiện phân bố nhiệt độ đồng đều hơn theo chiều cao, nhưng chênh lệch nhiệt độ cũn quá lớn. Nói chung kiểu này đơn giản hơn về cấu trúc và sử dụng, nhưng vẫn khó điều chỉnh nhiệt độ theo chiều dài của lò vì lò vẫn làm việc dưới chân không tương đối lớn nên không khí vẫn lọt vào lò nhiều. Kiểu sơ đồ này chỉ dùng để nung vật liệu xây dựng và vật liệu chịu lửa. Để giảm chênh lệch nhiệt độ theo tiết dạng ngang của lò và tăng tốc độ đốt nóng các lớp sản phẩm ngay sát dưới mặt goòng ở đầu vùng nóng. Người ta thổi không khí nóng lấy từ vùng làm nguội vào đầu lò (hình c). Ngoài ra không khí đưa vào cháy nhiên liệu được hỗn hợp tốt với nhiên liệu nhờ bộ phận đặc biệt làm việc theo nguyên tắc ống phun (injektor). Tuy tiến độ hơn so với hai sơ đồ trên, nhưng sự phân lớp khí vẫn còn và lượng chân không trong lò còn quá lớn. Sơ đồ hoàn chỉnh hơn cả là sơ đồ thứ tư (hình d). Ở đây không khí vào lò làm nguội sản phẩm được thổi bằng quạt gió và khí thải khỏi lò bằng quạt hút. Để phân bố nhiệt độ đồng đều hơn, một phần khí thải được tuần hoàn qua cửa ở gần đầu lò. Theo sơ đồ này, ở vùng làm nguội có áp suất dương (+) ở vùng đốt nóng có áp suất âm (-). Song trị số áp suất âm ở vùng đốt nóng được giảm đi một nửa so với ba sơ đồ trên. Kết quả ở vùng đốt nóng không khí lọt vào ít hơn hẳn, giảm chênh lệch nhiệt độ theo chiều cao của hầm lò. Đặc biệt ở vùng nung, áp suất gần bằng không, cho nên không khí lọt vào vùng này không đáng kể. Nhờ đó quá trình tiến hành ở vùng nung đồng đều hơn. Ở vùng làm nguội, do quạt gió thổi không khí vào lò mạnh, nên sản phẩm nguội nhanh hơn, đều hơn và lượng không khí nóng lấy ra khỏi lò đưa sang lò sấy được nhiều hơn. Vì dùng cả quạt hút lẫn quạt đẩy, nên mỗi đầu lò phải bố trí một phòng phụ với chiều dài đủ đặt một xe goòng. Khi goòng vào phòng này thì đóng cửa một đầu lò và mở cửa giữa rồi tiếp tục đẩy goòng vào lò. Sau đó đóng cửa lại. Khi ra lò cũng làm tương tự. Với cấu trúc như vậy việc ra vào xe goòng khụng ảnh hưởng đến chế độ áp suất và nhiệt độ lò. Trong thực tế sản xuất còn có nhiều sơ đồ khác. Song về nguyên tắc cơ bản giống các sơ đồ trên, chúng chỉ khác những chi tiết để hướng chiều dòng khí. Hình a Hình b Hình c Hình d 1.3 Vòng an toàn của lò nung và yêu cầu công nghệ 1.3.1 Vòng an toàn của lò nung Hệ thống lò nung còn có một vòng điều khiển logíc để đáp ứng về an toàn cho sự cháy. Nếu áp suất gas, áp suất khí thải, hay khí cấp cho sự cháy hoặc nhiệt độ lò quá giới hạn cho phép (giới hạn trên và dưới), hệ thống nguồn dẫn gas sẽ đóng lại do trên đường ống dẫn gas có công tắc áp suất. Công tắc này sẽ báo hai vị trí áp suất gas cao hoặc thấp để đóng khoá an toàn. Quạt PC (Q1) cũng có một khoá áp suất gần đầu vào. Tất cả các chế độ an toàn cho từng khâu được tóm tắt như sau: + Áp suất khí mức thấp cấp cho sự cháy: 75mBar + Áp suất khí mức thấp của quạt hút PC (Q1): 0,125 mBar + Áp suất khí gas ở mức thấp: 75m Bar + Áp suất khí gas ở mức cao: 250mBar + Nhiệt độ mức cao của lò nung: 12300C + Nhiệt độ vòng an toàn: 8000C (cho can nhiệt T/C 8A) Nếu xảy ra một trong các trường hợp quá giới hạn thì chuông báo động ở trong phòng điều khiển sẽ kêu lên và khoá an toàn trên nguồn dẫn khí sẽ đóng lại. Từ đó nhiên liệu sẽ ngừng cung cấp vào lò và ta sẽ xử lý kịp thời. 1.3.2 Yêu cầu công nghệ Lò nung Tuynel phải hoạt động sao cho đường nhiệt độ của lò bám theo đường cong công nghệ đã cho. Nhiệt độ, áp suất của lò phải được điều khiển ổn định theo các giá trị đặt (Setpoint) thông qua việc điều chỉnh lượng gas, lượng không khí cung cấp cũng như lượng khí thải ra một cách hợp lý. Có như vậy, sản phẩm sứ vệ sinh mới đạt được độ bóng, độ bền men, không bị nứt lạnh, sần men, sứt men. Bên cạnh đó lò còn phải xử lý được các trường hợp nguy hiểm phát sinh trong quá trình hoạt động để bảo vệ lò, các thiết bị và sản phẩm như: quá nhiệt độ, quá áp suất…. 1.4 Cách vận hành lò nung và hầm sấy Tuynel - Kiểm tra bản thông số lò + Nhìn đồng hồ báo nhiệt và can nhiệt tại tủ điều khiển. - Kiểm tra độ mở van: điều chỉnh ga và các vùng nung chính. + Ấn phím Man/auto tại đồng hồ nhiệt độ của từng zone của tủ điều khiển. - Đặt lại nhiệt độ : + Căn cứ thông số nhiệt độ của lò nung Tunnel đã được phê duyệt công nhân vận hành dựa vào đó để điều chỉnh và đặt lại đồng hồ nhiệt độ. + Khi có sự thay đổi các thông số nhiệt độ đều phải được giám đốc công ty phê duyệt, thông số sẽ được duy trì trong một khoảng thời gian nhất định phù hợp với các yếu tố khác của nguyên liệu. + Ấn phím setup tại đồng hồ báo nhiệt độ của từng vùng của tủ điều khiển. - Điều khiển xe phà từ P2 thủ công + Bật nguồn, chuyển thiết bị về trạng thái thủ công (Manlial) + Chốt xe phà bằng công tác V-LAK (extend_chốt và RETRACT-tháo chốt). + Chuyển xe goòng bằng công tắc CAR MOVER (entend_đây Vetract_ kéo) khi đẩy chuyển công tắc DOGS sang PUSH OFF khi kéo chuyển công tắc DOGS sang PULL ON. + Chuyển xe phà bằng nút ấn tiến (FORWARD) và ấn lùi (REVERSE). - Thay đổi tốc độ đẩy sản phẩm + Điều chỉnh tốc độ kích đẩy. + Phạm vị điều chỉnh dựa theo các kết quả thí nghiệm độ hút nước của sản phẩm. - Các xự cố thường gặp và các phương pháp xử lí 1.4.1 Khởi động lò nung - Khi mất điện: nhanh chóng đóng tất cả các van cấp gas cho từng nhóm và cho từng vòi đốt. - Khi có điện thực hiện từng bước sau đây 1. Kiểm tra nguồn điện. 2. Khởi động tất cả các quạt theo thứ tự Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6. 3. Ấn nút BYPASS cho tới khi kim chỉ số 50 in H2O (12,4 kPa) thì dừng lại. Nếu ấn nút PYPASS mà van gas không mở cần kiểm tra lại thứ tự sau: + Kiểm tra đồng hồ báo giới hạn nhiệt độ cao. Nếu đồng hồ đang ở chế độ OUT (đèn đó trên đồng hồ sáng) thì ấn vào RESET một lần cho thoát khỏi chế độ OUT (đèn đỏ trên đồng hồ tắt). + Kiểm tra hệ thống làm sạch nếu đèn mầu vàng PURGING (đang làm sạch) sáng thì chờ cho đến khi tắt và đèn xanh PURGER (đã làm sạch) sáng kiểm tra lại xem đã đóng hết van cấp gas cho 24 vòi đốt vùng nung chính chưa. 4. Lần lượt mở từ từ các van SHUT_OFF1&2. 5. Ấn nút đánh lửa (IGNITION). 6. Lần lượt mở các van của các nhóm vòi đốt. 7. Lần lượt mở các van cho từng vòi đốt (bước này phải thực hiện đồng thời ở hai mặt lò nung). 1.4.2 Khởi động lại kích đẩy thuỷ lực Khi nhiệt độ tz4>1180oC ta tiến hành khởi động lại kích đẩy thuỷ lực theo các bước sau đây. 1. Chuyển chế độ kích về chế độ thủ công 2. Vặn nút cyc.Ahoặc cyc.B về phía tiến (FWD) 3. Khi kích đẩy hết chương trình và có goòng mới ở chỗ công tắc hành trình ở lối vào thì xoay ngược cả hai nút cycA và cycB sang nút lùi (REV) 4. Tất cả các bơm 5. Chuyển kích đẩy sang phương thức tự động 6. Bật bơm kích 7. Mở bơm QTU 1.4.3 Quy trình vận hành bộ xếp dỡ sản phẩm - Mặt bằng vị trí xếp sản phẩm mộc và dỡ, phân loại sản phẩm được quy định đúng kỹ thuật. - Khi dỡ goòng phải vệ sinh sạch sẽ mặt xe goòng và khu vực làm việc. Trước khi xếp sản phẩm lên xe goòng phải kiểm tra tình trạng làm việc của các xe goòng. Phần cơ khí, đặc biệt là các trục có bị kẹt hay dơ quá không, tấm chắn nhiệt có bị cong vênh hay không, nếu có cần phải sửa chữa.Kiểm tra cẩn thận khối đẩy xe goòng, nếu mặt xe goòng và hai bên thành khối xây bị hư hỏng biến dạng cần phải sửa chữa lại trước khi xếp sản phẩm mộc. - Xếp sản phẩm mộc lên xe goòng theo đúng hướng dẫn trên bản vẽ kỹ thuật. Khối xếp phải thẳng đứng và có tính ổn định cao. Kiểm tra lại lần cuối cùng trước khi cho vận hành hầm sấy. 1.4.4 Quy trình vận hành hầm sấy - Kiểm tra lại khối xếp trước khi đẩy goòng vào hầm sấy - Kiểm tra tình trạng làm việc của các thiết bị như + Máy đẩy thuỷ lực: kiểm tra mức dầu thuỷ lực trong máy, áp lực khi làm việc, hành trình đẩy, sự làm việc của các công tắc hành trình, động cơ điện. Nếu thấy có sự cố cần phát hiện và xử lý kịp thời. + Cửa hầm sấy đóng mở bằng tời: cần thường xuyên kiểm tra bằng mắt thường trạng thái làm việc của dây cáp treo cửa, nếu thấy cáp hư hỏng, cũ cần báo để thay thế, đảm bảo cho quá trình làm việc. + Các quạt khuấy và quạt hút khí thải: cần thường xuyên kiểm tra các động cơ điện của các quạt gió, nếu thấy nhiệt độ vỏ quá nóng, có mùi khét, quạt chạy có tiếng kêu và chạm cơ khí, dây đai trùng… cần phát hiện để xử lý kịp thời. - Kiểm tra nhiệt độ không khí hút khí thải: cần thường xuyên kiểm tra các động cơ điện của các quạt gió, nếu thấy nhiệt độ vỏ quá nóng, có mùi khét, quạt chạy có tiếng kêu và chạm cơ khí, dây đai trùng… cần phát hiện để xử lý kịp thời. - Kiểm tra nhiệt độ không khí nóng cấp vào hầm sấy, khống chế duy trì đạt 150 ¸1600C. - Thời gian đẩy goòng theo quy định đối với từng loại sản phẩm do phòng kỹ thuật quy định, trước khi đẩy phải mở cửa phía đầu hầm sấy rồi mới tiến hành mở cửa vào lò và tiến hành vận hành máy đẩy goòng vào hầm sấy. 1.4.5 Quy trình vòi đốt, quạt, máy đẩy goòng - Trước khi đẩy goòng vào lò nung cần kiểm tra tình trạng xe goòng như: Khối xây mặt goòng, hai bên thành xe goòng có đảm bảo yêu cầu kỹ thuật khi vào lò không. Khối xếp khi vào lò phải đảm bảo ổn định không bị nghiêng đổ khi vào trong lò. Nếu thấy không đạt yêu cầu phải rỡ ra xếp lại. - Thường xuyên 20 phút một lần kiểm tra tình trạng của các vòi đốt, nếu thấy vòi đốt nào bị tắc cần phải sửa chữa khắc phục ngay. - Thường xuyên theo dõi các trị số nhiệt độ ở các điểm đo, áp lực lò và ghi sổ nhật ký 1h một lần. - Kiểm tra tình trạng làm việc của các quạt thông gió khi có tiếng kêu lạ (va chạm kim khí) hoặc môtơ điện bị nóng, dây đai trùng (đối với quạt hút khí nóng và khói) cần dừng chuyển quạt quay dự phòng và tiến hành xử lý sửa chữa. Chú ý: Đối với quạt gió ly tâm trình tự thao tác khởi động như sau: đóng kín van trên đường ống hút, khởi động cho quạt làm việc ở chế độ tự động qua nút bấm trên tủ điều khiển. Khi quạt chạy đều, ổn định mới mở dần van trên ống hút tới vị trí làm việc. - Theo dõi và ghi đầy đủ số lượng goòng ra và vào lò - Khi có sự cố mất điện cần nhanh chóng đóng tất cả các van cấp dầu ở các vòi đốt. Khi có điện khởi động lại theo quy trình vận hành. - Thường xuyên vệ sinh sạch sẽ các thiết bị lò - Bảo dưỡng các thiết bị lò nung theo lịch bảo dưỡng hàng ngày, hàng tuần, hàng tháng. CHƯƠNG 2 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LÒ NUNG TUYNEL Ở NHÀ MÁY SỨ THANH TRÌ 2.1 Đối tượng điều khiển của lò nung Tuynel 2.1.1 Nhiệt độ Nhiệt độ của lò được điều khiển phụ thuộc vào yêu cầu của từng bài phối liệu xương và men. Với mỗi bài phối liệu đó, sản phẩm sứ trong lò lại đòi hỏi một đường cong nhiệt độ nhất định của lò. Tuỳ theo yêu cầu mà nhiệt độ của từng vùng sẽ được điều chỉnh cho hợp lý. Sự điều chỉnh này được thực hiện thông qua việc đặt các thông số về nhiệt độ yêu cầu, độ mở của các van điều khiển khí gas ở các đồng hồ điều khiển trong phòng điều khiển. Các thông số này luôn được giữ không đổi trong suốt quá trình hoạt động của lò. Đồng thời nhiệt độ thực tế được theo dõi thường xuyên 02 tiếng 01 lần, hoặc liên tục để có nhưng sự điều chỉnh kịp thời. Dựa vào sơ đồ công nghệ của lò nung Tuynel ta thấy chỉ có các Can nhiệt T/C7,8,9,10,12 mới có tác dụng điều khiển. T/C7,8,9,10 thuộc vùng nung chính: vùng nung chính sẽ thu thập nhiệt độ thực tế trong lò để đưa về bộ điều khiển khí gas lần lượt là TIC1,2,3,4 và tới các đồng hồ hiển thị trong phòng điều khiển để theo dõi. Các tín hiệu này là các tín hiệu ra Analog. Các bộ điều khiển khí gas này sẽ so sánh nhiệt độ thực với nhiệt độ đặt. Nếu nhiệt độ thực nhỏ hơn nhiệt độ đặt thì bộ điều khiển khí gas sẽ tự động đưa ra tín hiệu điều khiển để mở van khí cho khí đến van giảm áp lắp trên đương ống dẫn gas đóng bớt lại làm cho lượng gas cung cấp cho lò tăng lên, làm cho nhiệt độ thực tế tăng dần đến nhiệt độ đặt. Khi nhiệt độ tăng bằng nhiệt độ đặt thì bộ điều khiển khí gas ở chế độ chờ. Nếu nhiệt độ thực cao hơn nhiệt độ đặt thì quá trình lại diễn ra ngược lại. - Can nhiệt T/C12 thuộc vùng làm nguội nhanh sẽ đo nhiệt độ thực và đưa đến bộ điều khiên nhiệt độ cho riêng vùng này. Đây cũng là tín hiệu tương tự. Nó cũng so sánh v._.