Tài liệu đồ án tốt nghiệp thiết kế hệ thống bơm xăng dầu

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống bơm xăng dầu MỤC LỤC MỤC LỤC ....................................................................................................................... 1 HÌNH VẼ......................................................................................................................... 3 BẢNG BIỂU ................................................................................................................... 3 LỜI NÓI ĐẦU ................................................................................................................ 3 CHƯƠNG 1: KHẢO SÁT,XÂY DỰNG SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CHO HỆ THỐNG .......................................................................................................................................... 6 1.1 Giới thiệu hệ thống xăng dầu ...................................... Error! Bookmark not defined. 1.2 Khảo sát công nghệ ............................................................................................................... 8 1.3 Các chỉ tiêu an toàn và phòng chống cháy nổ của hệ thống xăng dầu ............ 13 CHƯƠNG 2 : TÍNH CHỌN THIẾT BỊ ĐỘNG LỰC,THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN .. 15 2.1 Chọn thiết bị động lực........................................................................................................ 15 2.1.1 Tính và lựa chọn cho trạm bơm .................................................................. 15 2.1.2 Lựa chọn van. ............................................................................................... 17 2.2 Lựa chọn thiết bị đóng cắt................................................................................................ 20 2.2.1 Lựa chọn biến tần ......................................................................................... 20 2.2.2 Chọn aptomat. .............................................................................................. 21 2.2.3 Chọn dây dẫn ................................................................................................ 23 2.2.4 Chọn role nhiệt. ............................................................................................ 26 2.3 Thiết bị điều khiển .............................................................................................................. 27 2.3.1 Cảm biến nhiệt độ......................................................................................... 27 2.3.2 Cảm biến mức ............................................................................................... 28 2.3.3 Lựa chọn đồng hồ đo lưu lượng .................................................................. 30 2.4 Sơ đồ mạch điều khiển...................................................................................................... 32 CHƯƠNG 3 : LỰA CHỌN PLC ................................................................................ 33 3.1 Tổng quan về thiết bị logic khả trình PLC ................................................................ 33 3.2 Lựa chọn PLC và CPU. ..................................................................................................... 35 CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG THUẬT TOÁN VÀ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN CHO HỆ THỐNG ........................................................................................................ 40 4.1 Tổng quát về phương pháp lập trình bằng Grafcet. .............................................. 40 1 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống bơm xăng dầu 4.2 Phân tích các tín hiệu vào/ra và mối quan hệ. ......................................................... 41 4.2.1 Đầu vào. ......................................................................................................... 41 4.2.2 Đầu ra. ........................................................................................................... 42 4.2.3 Lập bảng phân công địa chỉ vào/ra............................................................. 42 4.2.4 Xây dựng grafcet: ......................................................................................... 44 4.2.5 Phân tích Grafcet.......................................................................................... 44 CHƯƠNG 5 :THIẾT KẾ GIAO DIỆN GIÁM SÁT,ĐIỀU KHIỂN ....................... 52 5.1 Giới thiệu chung về WINCC FLEXIBLE .................................................................. 52 5.2Thiết kế màn hình HMI...................................................................................................... 53 5.3 Thiết kế tính năng của màn hình ................................................................................... 55 CHƯƠNG 6: XÂY DỰNG MÔ HÌNH ....................................................................... 58 6.1 Tổng quan về mô hình............................................................................................... 58 6.2 Các cơ cấu của mô hình ............................................................................................ 58 6.2.1 Các bộ phận của tủ điện............................................................................... 58 6.2.2 Các bộ phận của tủ điện............................................................................... 59 6.2.3 Sơ đồ đấu nối tủ điện. ................................................................................... 60 6.3 Sơ đồ điều khiển ......................................................................................................... 60 6.4 Chương trình điều khiển trên STEP7 Microwin ................................................ 61 KẾT LUẬN ................................................................................................................... 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 76 2 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống bơm xăng dầu BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Thông số máy bơm cánh gạtPENTAX CM 50-200C ................................... 15 Bảng 2.2: Thông số máy bơm cánh gạt TSURUMI-NHẬT BẢN KTZ ........................ 16 Bảng 2.3: Thông số van một chiều MIHA DN 100 ....................................................... 16 Bảng 2.4: Thông số van an toàn đường ống C3604 ...................................................... 17 Bảng 2.5: Thông số van chặn điện từ Yoshitake DP-10. .............................................. 18 Bảng 2.6: Thông số van đóng nhanh MB. ..................................................................... 19 Bảng 2.7: Thông số biến tần cho bơm cánh gạt MB-01 và MB-03 ............................... 19 Bảng 2.8: Thông số biến tần cho bơm cánh gạt MB-02 ................................................ 20 Bảng 2.9: Thông số kỹ thuật aptomat biến tần bơm cánh gạt ...................................... 21 Bảng 2.10: Thông số kỹ thuật aptomat biến tần bơm cánh gạt ...................................... 22 Bảng 2.11: Thông số kỹ thuật aptomat tổng ................................................................. 22 Bảng 2.12: Thông số kỹ thuật role nhiệt cho van .......................................................... 26 Bảng 2.13:Thông số cảm biến nhiệt độ PT-100 - CROSS R -1700 .............................. 28 Bảng 2.14: Thông số cảm biến mức............................................................................... 29 Bảng 2.15: Lựa chọn đồng hồ lưu lượng ....................................................................... 31 Bảng 3.1: Thống kê đầu vào số. ..................................................................................... 35 Bảng 3.2: Thống kê đầu vào tương tự. ........................................................................... 35 Bảng 3.3: Thống kê số lượng đầu ra số.......................................................................... 35 Bảng 4.1: Bảng phân công địa chỉ vào/ra ( mô hình thực tế ). ...................................... 40 3 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống bơm xăng dầu HÌNH VẼ Hình 1.1: Sơ đồ tổng quan về hệ thống bơm xăng dầu .................................................... 9 Hình 2.1: Van điện từ Yoshitake DP-10 ........................................................................ 18 Hình 2.2: Aptomat 3 pha . .............................................................................................. 21 Hình 2.3: Cấu tạo cáp 3 sợi 3 pha. ................................................................................. 25 Hình 2.4: Role nhiệt RLD06. ......................................................................................... 26 Hình 2.5: Nhiệt điện trở ................................................................................................. 27 Hình 2.6: Cảm biến mức ................................................................................................ 29 Hình 2.7 : Đồng hồ lưu lượng ........................................................................................ 32 Hình 3.1: Cấu trúc bên trong của một PLC.................................................................... 33 Hình 3.2: PLC S7-200 CPU 226 AC/DC/Relay ............................................................ 37 Hình 3.3 : Modul mở rộng 231 6ES7231-0HC22-0XA0 ............................................... 38 Hình 3.4 :Modul mở rộng EM2236ES7223-1PL22-0XA0............................................ 39 Hình 5.1: Khai báo cho màn hình .................................................................................. 54 Hình 5.2: Kết nối địa chỉ giữa Wincc Plexible với PLC s7 200 .................................... 55 Hình 5.3: Màn hình nhập họng 1 ................................................................................... 56 Hình 5.4: Màn hình nhập họng 2 ................................................................................... 56 Hình 5.5: Màn hình xuất họng 1 .................................................................................... 57 Hình 5.6 : Màn hình xuất họng 2 ................................................................................... 57 Hình 6.1 : Mô hình của hệ thống bơm xăng dầu ............................................................ 59 Hình 6.2 : Sơ đồ đấu nối tủ điện .................................................................................... 60 4 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống bơm xăng dầu LỜI NÓI ĐẦU Được sự phân công và giao nhiệm vụ của Bộ môn Kỹ thuật điện, Khoa Điện – Điện tử trường Đại học Giao thông Vận tải Hà Nội và sự đồng ý của thầy giáo KS. Nguyễn Đức Khương, chúng em đã thực hiện đề tài “ Thiết kế hệ thống bơm xăng ”. Chúng em xin chân thành cảm ơn các Thầy, Cô giáo thuộc bộ môn Kỹ thuật điện đã nhiệt tình giảng dạy, tận tình hướng dẫn , giúp đỡ chúng em trong suốt quá trình học tập và rèn luyện tại Trường Đại học Giao thông Vận tải Hà Nội, cũng như quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp. Đặc biệt chúng em xin cám ơn sâu sắc đến thầy giáo KS. Nguyễn Đức Khương đã tận tình, chu đáo hướng dẫn chúng em trong suốt quá trình học tập và làm đồ án. Mặc dù đã cố gắng và nỗ lực để hoàn thành đồ án một cách trọn vẹn nhất, nhưng do thời gian ngắn, khả năng và kinh nghiệm thực tế của bản thân còn hạn chế nên không tránh khỏi việc đồ án còn nhiều thiếu sót. Chúng em rất mong có được sự đóng góp của các quý Thầy, Cô và các bạn để đồ án của chúng em hoàn thiện hơn! Cuối cùng em xin chúc các Thầy, Cô và toàn thể các bạn luôn luôn mạnh khỏe, hạnh phúc và thành công! Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy cô! Sinh viên thực hiện 5 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống bơm xăng dầu CHƯƠNG 1 KHẢO SÁT, XÂY DỰNG SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CHO HỆ THỐNG 1.1 Giới thiệu hệ thống xăng dầu Trong thời kì công nghiệp hóa, hiện đại hóa thì nhiên liệu không thể thiếu trong quá trình sản xuất và phục vụ quá trình đi lại. Để đáp ứng nguồn nhiên liệu xăng dầu trên, các cửa hàng xăng dầu được mở lên để đáp ứng nhu cầu của sinh hoạt và phục vụ sản xuất.. Ở Việt Nam hệ thống xăng dầu đang ngày càng phát triển với các cửa hàng vừa và nhỏ, cũng như các trạm chung chuyển xăng dầu cỡ lớn  Với cửa hàng xăng dầu bán lẻ thì hệ thống gồm:  Hệ thống bể chứa: - Hệ thống bể chứa của các cửa hàng xăng dầu bán lẻ thường được xây ngầm nằm dưới mặt đất, và thể tích nhỏ hơn 100m3 Ưu điểm : + An toàn cao, đảm bảo phòng cháy tốt, nếu rò rỉ thì cũng không lan ra xung quanh + Ít bay hơi  Hệ thống bơm xăng dầu  Các hệ thống van  Hệ thống đường ống  Khâu nhập xuất dầu ra Những nhược điểm của cửa hàng xăng dầu bán lẻ + Người công nhân vận hành theo dõi lượng hàng qua màn hình và đóng mở van bằng tay nên độ chính xác không cao. 6 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống bơm xăng dầu + Chưa có việc đo tính tự động các thông số về lượng hàng, nhiệt độ và kết nối vào máy tính. Sai số trong các phép đo bằng tay rất lớn, bị ảnh hưởng bởi yếu tố chủ quan của con người. + Chưa có sự kết nối chặt chẽ giữa hệ thống thông tin quản lý, kinh doanh và bộ phận xuất hàng tại họng xuất +Phải viết hóa đơn bằng tay, thủ tục tương đối rườm rà, khách hàng phải qua lại nhiều công đoạn + Quá trình điều động thủ công, dễ gây ách tắc, tốn nhiều thời gian, điều động chưa hợp lý và theo chủ quan con người + Việc theo dõi lượng xuất do công nhân vận hành đảm nhận, khả năng dẫn tới hiện tượng tràn xe có thể xảy ra, gây mất an toàn cho toàn bộ khu vực bến xuất + Công nhân vận hành do phải quan sát trực tiếp lượng hàng tại miệng xe nên chịu tác động lớn của hơi xăng dầu tới sức khoẻ + Chưa có sự kiểm soát tự động các chế độ an toàn trong quá trình đang xuất hàng như: tiếp đất, tăng áp suất đột ngột ... + Máy in là giao diện duy nhất giữa người vận hành và bộ phận xuất hàng + Tăng chi phí bảo trì  Với trạm xăng dầu chung chuyển cỡ lớn gồm - Hệ thống bể chứa của trạm trung chuyển thường là bể nổi được xây dựng trên mặt đất Ưu điểm: + Dễ thi công xây dựng +Chi phí xây dựng thấp +Bảo dưỡng thuận tiện 7 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống bơm xăng dầu +Dễ dàng phát hiện vị trí dò rỉ xăng ra bên ngoài Nhược điểm + Nếu chứa dầu nhẹ làm tăng hao hụt bay hơi + Không an toàn về mặt cháy nổ, phải có hệ thống an toàn phòng cháy chữa cháy cố định - Hệ thống bơm xăng dầu - Hệ thống đường ống - Các hệ thống van từ động - Các hệ thống xuất nhập bằng tự động 1.2 Khảo sát về công nghệ Bài toán: Thiết kế hệ thống bơm xăng với lượng lưu trữ 2000m3 ta xây dựng hệ thống như một trạm chung chuyển xăng dầu. Từ đó ta thiết kế hệ thống xăng dầu theo một trạm chung chuyển xăng dầu Tại cửa hàng xăng dầu với lượng dầu cần tích trữ là 2000m3, để tích trữ được lượng dầu trên ta chia làm 2 bồn chứa mỗi bồn 1000m3 và 1 bồn dùng để lọc cặn 100 m3 Sử dụng 2 họng nhập dầu để bơm dầu vào bồn chứa, và 2 họng xuất dầu để xuất dầu ra từ bồn chứa Xăng được xe bồn chở đến, thì được người nhập qua màn hình cảm ứng số lít cần nhập vào bể chứa, hệ thống sử dụng đồng hồ đo lưu lượng để kiểm soát lượng nhập dầu vào, khi đủ lượng dầu hoặc khi bể đầy sẽ gửi tín hiệu và ngắt bơm, khi xuất hàng thì dùng bơm để hút từ bể ra qua các hệ thống van, và cũng sử dụng đồng hồ đo lưu lượng để đo lượng dầu chảy ra, khi đủ lượng dầu hoặc bể chứa báo bể hết thì sẽ gửi tín hiệu và ngắt bơm 8 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống bơm xăng dầu Quá trình xuất nhập dầu đều được xử lý qua máy tính công nghiệp trong phòng server, kiểm soát lượng dầu nhập vào bồn chứa, và xuất dầu ra ngoài Từ đó xây dựng được sơ đồ của hệ thống : Đồng hồ đo lưu lượng Hệ thống van Hệ thống nhập Bơm nhập Bể chứa Đồng hồ đo lưu lượng Hệ thống xuất Hệ thống van Bơm xuất Hình 1.1: Sơ đồ tổng quan về hệ thống bơm xăng dầu  Khâu nhập - xuất dầu: - Để kiểm soát lượng dầu trong quá trình xuất nhập thì ta sử dụng các thiết bị như đồng hồ đo lưu lượng để kiểm soát lượng dầu nhập xuất, sau đó được truyền tín hiệu đến PLC và sau đó hiển thị ra màn hình - Trong quá trình vận chuyển của xe, đường ống và bể chứa nó sẽ xuất hiện các tạp chất thì người ta sử dụng bình lọc để tách các tạp chất ra - Ngoài ra trong khâu xuất nhập dầu người ta còn sử dụng các van đóng nhanh, van một chiều, van chặn để điều chỉnh dòng chảy của dầu  Khâu trạm bơm 9 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống bơm xăng dầu - Trạm bơm đóng vai trò quan trọng trong quá trình xuất nhập tại kho, mọi vận chuyển đều liên quan đến trạm bơm - Trạm bơm đóng vai trò quan trọng trong việc cứu hỏa, làm mát kho xăng dầu - Trạm bơm có vai trò quan trọng trong việc bơm chuyển, được căn cứ vào lưu lượng và cột áp của đường ống và bể chứa để trọn vị trí cho phù hợp để trạm bơm hoạt động hiệu quả và kinh tế cao - Để điều chỉnh lượng lưu lượng dầu thì ta sử dụng biến tần để điều chỉnh tốc độ bơm, tốc độ dòng chảy - Bơm thường được đặt ở vị trí trung tâm của kho, có khoảng cách từ bơm tới các bể và gian xuất là ngắn nhất  Khâu bể chứa - Bể chứa dầu có nhiệm vụ chính là + Cung cấp dầu cho hệ thống làm việc theo chu trình khép kín (cấp và nhận dầu chảy về) + Giải tỏa nhiệt sinh ra trong quá trình bơm dầu làm việc + Lắng đọng các chất cặn bã trong quá trình làm việc + Tách nước - Thông số công nghệ của bồn chứa cần đảm bảo +Thể tích của bồn chứa V - Các thiết bị lắp đặt trong bồn: +Thiết bị đo nhiệt độ +Thiết bị đo mực chất lỏng - Vị trí lắp đặt của các thiết bị trong bồn 10 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống bơm xăng dầu + Trên thành bể + Dưới đáy bể - Ngoài ra còn dụng các ống giảm tốc, để giảm tốc độ của dầu khi xuống bể - Trong quá trình làm việc, dầu không tránh khỏi bị nhiễm bẩn do các chất bẩn từ bên ngoài vào, hoặc do bản thân dầu tạo nên. Những chất bẩn này sẽ làm kẹt các khe hở, các tiết diện chảy có kích thước nhỏ trong các cơ cấu gây trở ngại, hư hỏng trong hoạt động của hệ thống. Do đó dùng các bộ lọc để ngăn ngừa các chất bẩn xâm nhập vào trong các cơ cấu và vào trong dầu - Bộ lọc dầu thường được đặt ở ống hút máy bơm. Trường hợp cần dầu sạch hơn, đặt thêm một bộ nữa ở cửa ra ở bơm và một ở ống xả của hệ thống - Dùng các bộ lọc dầu + Bộ lọc thô : lọc chất bẩn đến 0.1 mm + Bộ lọc tinh : lọc những chất bẩn đến đến 0.005 mm + Bộ lọc trung bình : lọc chất bẩn đến 0.01 mm + Bộ lọc tinh đặc biệt : lọc những chất bẩn đến 0.001 mm Từ việc đi khảo sát thực tế và nghiên cứu tìm hiểu về trạm xăng dầu ta sẽ thiết kế hệ thống bơm xăng dầu gồm 2 bồn chứa dầu, 2 họng xuất dầu ra xe để chở dầu đi và 2 họng xuất dầu nhập từ nơi khác đến và 3 động cơ không đồng bộ 3 pha, mỗi động cơ đều có thể xuất dầu ra hoặc nhập dầu vào bồn chứa dầu, hai động cơ sẽ thường xuyên chạy, 1 động cơ để dự phòng Tại khu vực xuất nhập dầu sẽ có 4 màn hình cảm ứng thực hiện thao tác ấn phím số lít cần xuất nhập, quá trình xuất nhập sẽ dừng khi đã đủ lượng dầu. Toàn bộ quá trình xuất nhập sẽ được lưu vào cơ sở dữ liệu của một máy tính công nghiệp trong phòng server 11 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống bơm xăng dầu và sẽ được xuất dữ liệu báo cáo khi cần thiết dưới dạng excel theo ngày, tuần , tháng , năm Để xây dựng được hệ thống bơm xăng dầu thì ta cần sử dụng - 4 màn hình cảm ứng đặt vị trí xuất /nhập dầu - 4 đồng hồ đo lưu lượng chảy dầu qua ống - 20 van điện tại ống dẫn dầu khu vực 3 máy bơm để lựa chọn bơm, bồn dầu và lựa chọn bồn dầu - 2 cảm biến nhiệt độ đặt trong bể dầu để đo nhiệt độ của bể dầu - 2 cảm biến mức đặt ở bể dầu để đo chiều cao bể dầu trong bể -1 máy tính công nghiệp làm nhiệm vụ điều khiển điều khiển, giám sát toàn bộ quá trình xuất nhập và xuất dữ liệu báo cáo theo ngày, tuần, tháng, năm - 3 biến tần để điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ - Một số công tắc tơ để đóng cắt động cơ của van điện -1 PLC để điều khiển logic hệ thống Sơ đồ công nghệ: ( Xem phần phụ lục ) Thuyết minh sơ đồ công nghệ: Khi có tín hiệu ở họng nhập yêu cầu bơm dầu vào bể, khi đó bơm nhập (MB-01) hoạt động, lúc đó cảm biến mức trong bể chứa sẽ kiểm tra lượng dầu , bể nào đầy hoặc bể chưa đầy thì tín hiệu sẽ gửi xuống PLC cho nhập dầu. Dầu được bơm từ xe chở dầu qua đường ống 3’’để đảm bảo an toàn của xăng dầu khi có sự cố ở bên ngoài, người ta lắp thêm van đóng nhanh có tác dụng đóng nhanh khi gặp sự cố thì không cho lửa lan vào đường ống và sử dụng van 1 chiều để định hướng dòng chảy theo một chiều nhất 12 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống bơm xăng dầu định. Ở 2 họng nhập được nối với nhau qua một ống thót với đường ống 8’’, ta sẽ sử dụng một đồng hồ đo lưu lượng dầu để kiểm soát lượng dầu nhập vào. Khi bơm MB 01 được hoạt động các van V13,V09 được mở ra để dòng chảy qua các van V23,V25,V27 qua ống giảm tốc để giảm tốc độ dòng chảy vào bể. Trong bể ta lắp đặt các cảm biến nhiệt độ để kiểm soát nhiệt độ của bể dầu và cảm biến mức để kiểm soát lượng dầu trong bể, khi bể đầy sẽ tác động đến plc để điều khiển các van V13,V09 đóng lại, dòng chảy sẽ chảy vòng quanh van hồi lưu. Ngoài ra còn sử dụng bơm MB03 để dự phòng trường hợp khi bơm nhập gặp sự cố. Khi bơm MB - 01 gặp sự cố, các van V13,V09 lập tức đóng lại, khi đó V05 được mở ra, dầu bắt đầu được bơm, bơm dự phòng cũng được lắp đặt với các hệ thống van giống với bơm MB-01 để bơm dầu vào bể chứa. Khi có tín hiệu ở họng xuất, khi đó bơm MB-02 được hoạt động, các cảm biến mức ở các bể sẽ kiểm tra dầu trong bể và gửi tín hiệu đến plc, khi đó bơm MB-02 sẽ bơm từ bể chứa còn dầu để xuất ra ngoài, khi bể 1 còn dầu, van V46,V34,V26,V28 được mở ra để bơm ra ngoài họng xuất qua van V22,V24 tùy theo tín hiệu họng nào cần xuất qua hệ thống đồng hồ đo lưu lượng để đo lượng dầu xuất ra ngoài, hoặc khi bể 2 còn dầu các van V48,V36,V26,V28 được mở ra ngoài họng xuất qua các van V22,V24 tùy theo tín hiệu ở họng suất yêu cầu. Khi 2 bể chứa ở mức thấp, thì sẽ được xả qua van xả đáy tới bể 3 để lọc và xuất ra theo đường ra bể 2. Khi bơm gặp sự cố, lập tức các van V36,V34 được đóng lại, các van V30,V32,V07,V11 lập tức được mở ra, bơm dự phòng sẽ hoạt động và bơm dầu ra ở họng xuất có tín hiệu 1.3 Các chỉ tiêu an toàn và phòng chống cháy nổ của hệ thống xăng dầu - Những yêu cầu về kỹ thuật thì các chỉ tiêu an toàn và phòng chống cháy nổ là một điều kiện tiên quyết trong các hệ thống dùng trong nền công nghiệp xăng dầu. Do xăng dầu là chất lỏng dễ bay hơi, dễ bắt lửa ở nhiệt độ thấp, không hòa tan trong nước, có tỷ trọng nhẹ hơn nước. Hơi xăng dầu nặng hơn không khí 5,5 lần, cháy ở thể hơi... Xăng dầu có khả năng sinh tĩnh điện khi bơm rót và khi cháy tỏa ra nhiệt lượng lớn, tốc độ 13 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống bơm xăng dầu lan truyền nhanh và tạo ra sản phẩm cháy độc hại. Vì vậy các thiết bị được chọn trong hệ thống ngoài đáp ứng tốt các yêu cầu kỹ thuật thì phải có khả năng phòng chống cháy nổ cao, khả năng xảy ra sự cố là thấp nhất. - Ngoài ra khi thi công lắp đặt thiết bị cho hệ thống cần làm tốt những yêu cầu về an toàn phòng chống cháy nổ sau: + Việc thi công lắp đặt đường ống và thiết bị không được hàn cắt tại khu vực xuất nhập và trạm bơm. Gia công ống thép bảo vệ và các tủ điện thực hiện bên ngoài khu vực nguy hiểm cháy nổ, nếu có hàn cắt phải thực hiện bên ngoài khu vực kho sau đó làm nguội mới đưa vào lắp đặt. + Khi cắt phá bê tông thường xuyên phải tưới nước xuống nền bê tông để tránh phát sinh tia lửa, ngăn cách khu vực thi công bằng hàng rào di động +Khi tháo lắp vặn chuyển thiết bị phải nhẹ nhàng tránh va đập mạnh gây phát sinh tia lửa +Các trang thiết bị đưa vào lắp đặt và toàn bộ hệ thống cáp phải đặt trong ống thép bảo đảm bảo tiêu chuẩn phòng nổ theo quy định +Trước khi đưa vào chạy thử phải tiến hành đo kiểm tra cách điện toàn bộ cáp và các thiết bị có sử dụng điện +Trong thời gian thi công, các vật tư dụng cụ phải để gọn gàng không gây ảnh hưởng tới hoạt động sản xuất tại kho và công tác PCCC + Đo kiểm tra nồng độ xăng dầu khu vực thi công. Nếu nồng độ xăng dầu vượt quá quy định cho phép thì không được đục cắt bê tông + Bố trí đầy đủ trang thiết bị phòng cháy chữa cháy 14 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống bơm xăng dầu CHƯƠNG 2: TÍNH CHỌN THIẾT BỊ ĐỘNG LỰC, THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN 2.1 CHỌN THIẾT BỊ ĐỘNG LỰC 2.1.1 Tính và lựa chọn cho trạm bơm - Thiết bị có chức năng bơm cấp sản phẩm xăng dầu từ bể chứa ra các họng xuất và cấp xăng dầu từ họng nhập vào bể chứa. Xăng dầu là chất lỏng có độ nhớt cao, là dung môi dễ cháy nổ nên ta sử dụng loại bơm cánh gạt là thiết bị chuyên dụng trong lĩnh vực xăng dầu và hóa chất và được sử dụng cho hệ thống nhờ các tính năng đáp ứng tốt yêu cầu xử lí của hệ thống và có giá thành hợp lí. - Bơm cánh gạt dùng để bơm xăng dầu, bơm những chất có độ nhớt cao, những chất dễ cháy nổ mà các loại bơm thông thường khác không thể hút được, những chất lỏng có chứa hạt, bơm thực phẩm,...ta chọn bơm cánh gạt - Đây là một trong những loại bơm được dùng phổ biến nhất trong bơm xăng dầu, đồng thời nó được nghiên cứu và có công nghệ chế tạo hoàn chỉnh nhất trong tất cả các loại máy bơm. - Bơm cánh gạt Đặc điểm: + Đảm bảo một lưu lượng đều hơn + Hiệu suất thể tích cao hơn + Điều chỉnh được lưu lượng Tính toán công suất cho bơm - Công suất làm việc Pi là công suất để đưa một lượng Q chất lỏng lên độ cao H trong một đơn vị thời gian (s). 𝑃ℎ(𝑘𝑊) = 15 Q. H. γ 102. S Đồ án tốt nghiệp Trong đó: Thiết kế hệ thống bơm xăng dầu Q: lưu lượng bơm ( 𝑚3 𝑠 ) H :chiều cao cột nước (m) S: Hiệu suất bơm, thường chọn S = 0,8 γ : khối lượng riêng của xăng dầu lấy γ = 1000 kg/m3  Bơm xuất (MB – 02 ) 𝑃ℎ(𝑘𝑊) Từ đó với dữ kiện Q=80 ( 𝑃ℎ(𝑘𝑊) = 80.1000.40 𝑚3 ℎ Q. H. 1000 = 102. S ) và h=40 m H20 = 10,89 (kW) 102.0.8.3600 Lựa chọn bơm công suất 12,5 (kW) Bảng 2.1 Thông số máy bơm cánh gạt PENTAX CM 50-200C Công Lưu Cột áp Điên Tốc độ Số suất(kW) lượng (m) áp vòng lượng (V) quay (cái) 380 Pentax - 1 Model (m3/h) PENTAX CM 50-200C 12,5 24-72 24,547,5  Bơm nhập ( MB – 01 ) , (MB – 03 ) 𝑃ℎ(𝑘𝑊) = Từ đó với dữ kiện Q =60 ( 𝑃ℎ(𝑘𝑊) = 60.1000.35 102.0,8.3600 m3 h Q. H. 1000 102. S ) và h =35 m H20 = 9,53 (kW) 16 Ý Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống bơm xăng dầu Lựa chọn bơm với công suất 11(kW) Bảng 2.2 : Thông số máy bơm cánh gạt Pentax CM50-160A Model Tốc độ Điện áp Cột áp vòng quay sử dụng (m3/h) (m) (vòng/phút) (V) 21-78 24,5-37 2900 380 Công Lưu suất lượng (kW) 11 Pentax CM50-160A Số lượng (cái) 2 2.1.2 Lựa chọn van - Chọn van theo các yêu cầu sau + Chỉ tiêu kinh tế : chọn thiết bị có giá thành phải chăng, tiết kiệm + Chỉ tiêu kỹ thuật : các van làm bằng các chất liệu kim loại bền, chắc chắn đảm bảo không bị ăn mòn trong môi trường xăng dầu, chịu được nhiệt và áp lực cao trong môi trường dầu, điều khiển dễ dàng, hoạt động tốt  Van 1 chiều - Van 1 chiều là thiết bị bảo vệ đường ống dẫn, cho phép dòng chất lỏng - khí đi qua chỉ theo 1 hướng nhất định và ngăn cản dòng theo hướng ngược lại. Van một chiều được sử dụng để bảo vệ các thiết bị của mạch thủy lực như ống dẫn, máy bơm, bình chứa Tên Van một Mã BS1868 Chất Tiêu Áp lực làm việc Nhiệt độ Số lượng liệu chuẩn max làm việc (cái) (kg/m3) max(oC) 16(200psi) 120 Đồng BS21 chiều Bảng 2.3 Thông số van một chiều xăng dầu BS1868 17 5 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống bơm xăng dầu  Van an toàn đường ống - Là thiết bị thủy lực dùng để điều chỉnh áp suất trong mạch thủy lực.Van an toàn thuộc nhóm thiết bị điều chỉnh áp suất đầu vào. Nhiệm vụ chính của van an toàn là bảo vệ mạch thủy lực khỏi sự tăng áp vượt giá trị định mức.Trong quá trình làm việc van an toàn luôn ở trạng thái đóng, khi áp suất đầu vào của van vượt giá trị định mức van an toàn mở ra cho phép một phần chất lỏng chạy qua van về thùng chứa Tên Mã Chất liệu Kết nối Áp suất Số (K) lượng (cái) Van an toàn C3604 Đồng NPT 8A-20A 10 2 đường ống Bảng 2.4 Thông số van an toàn đường ống C3604  Van chặn - Đóng dòng chảy khi chúng đóng ngang qua toàn bộ dòng chảy.Khi van được mở hoàn toàn thì cửa của chúng không nằm trong dòng chảy vật chất. Lúc này độ cản trở dòng chảy của van là rất nhỏ có nghĩa là sự sụt áp hay sự mất năng lượng khi vật chất đi qua van được hạn chế ở mức nhỏ nhất Hình 2.1: Van chặn điện từ Yoshitake DP-10 18 Đồ án tốt nghiệp Tên Yoshitake Thiết kế hệ thống bơm xăng dầu Điện áp Tần số Size Dòng Nhiệt độ (V) (Hz) (’’) điện(A) (oC) 110/220 50 4 25 Số lượng (cái) 0 –180 20 DP-10 Bảng 2.5: Thông số van chặn van điện từ Yoshitake DP-10  Van đóng nhanh - Van đóng nhanh là van ngắt tin cậy được trang bị cho hệ thống đường ống dầu nhiên liệu, nhằm mục đích cách ly két chứa dầu nhiên liệu trong trường hợp xảy ra hoả hoạn, đồng thời ngăn ngừa việc “cung cấp nhiên liệu” cho đám cháy khi các bộ phận của đường ống dầu bị làm tổn hại. - Van đóng nhanh dùng trong hệ thống ống dẫn, lưu trữ hay vận chuyển các loại xăng dầu, khí LPG trong các trường hợp khẩn cấp Tên Mã Chất Kết nối liệu Van đóng MB nhanh Thép Nối bích – Inox theo tiêu Áp suất Nhiệt độ Số liệu làm việc Max (oC) (cái) Max5/cm2 120 6 chuẩn JIS 5K Bảng 2.6: Thông số van đóng nhanh MB 2.2 Lựa chọn thiết bị đóng cắt 2.2.1 Lựa chọn biến tần  Biến tần cho bơm cánh gạt (MB-01)-(MB-03) - Biến tần cho bơm cánh gạt có nhiệm vụ điều khiển tốc độ động cơ bơm để cung cấp lượng xăng dầu cho bồn chứa. Công suất bơm cánh gạt là 11(kW) nên chọn biến tần 19 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống bơm xăng dầu công 11 x 1. 5 = 16,5(kW). Vì không có biến tần loại 16,5 kW nên ta chọn biến tần công suất 18 ( kW ). Model Hãng SX ATV212HD22M3X Công Tần Điện Ngõ vào Số suất số áp analog lượng (Kw) (Hz) (V) (mA) (cái) 18 50 380 4-20 1 Schneider Bảng 2.7: Thông số biến tần cho bơm cánh gạt (MB-01)-(MB-03)  Biến tần cho bơm cánh gạt (MB-02) - Biến tần cho bơm cánh gạt MB-02 có nhiệm vụ điều khiển tốc độ động cơ bơm cánh gạt để bơm dầu từ bồn chứa tới họng xuất. Công suất bơm cánh gạt là 12,5(kW) nên chọn biến tần công suất 12,5 x 1. 5 = 18,75(kW). Vì không có biến tần loại 18,75 kW nên ta chọn biến tần công suất 22(kW) Model Hãng SX Công Tần số Ngõ vào Điện áp Số suất(Kw) (Hz) analog (V) lượng (mA) ATV212WD75N4 Control 22 50 4-20 (cái) 380 1 Techniques Bảng 2.8: Thông số kĩ thuật biến tần cho bơm cánh gạt (MB-02) 2.2.2 Chọn aptomat. Aptomat còn có tên gọi khác là cầu dao tự động, aptomat là loại khí cụ điện dùng để tự động ngắt mạch điện, bảo vệ quá tải, ngắn mạch, sụt áp… 20