Phân tích dây chuyền công nghệ sản xuất xi măng và hệ thống lọc bụi tĩnh điện nhà máy xi măng bỉm sơn

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU ..................................................................................................................... 5
CHƢƠNG I.......................................................................................................................... 6
1.1 Giới thiệu về công ty xi măng Bỉm Sơn .................................................................... 6
1.1.1 Giới thiệu chung ................................................................................................. 6
1.1.2 Quá trình hình thành và phát triển ...................................................................... 6
1.2 Giới thiệu về công nghệ sản xuất xi măng ................................................................ 7
1.2.1 Khái niệm chung và các thành phần hóa học của xi măng ................................ 7
1.2.2 Các phƣơng pháp sản xuất xi măng.................. Error! Bookmark not defined.
1.2.3 Ƣu nhƣợc điểm của từn phƣơng pháp .............. Error! Bookmark not defined.
1.2.4 Công nghệ sản xuất xi măng .............................................................................. 7
CHƢƠNG II ...................................................................................................................... 13
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG, CẤU TẠO CỦA BỘ LỌC BỤI TĨNH ĐIỆN, VẬN
HÀNH HỆ THỐNG LỌC BỤI ......................................................................................... 13
2.1 Giới thiệu về hệ thống lọc bụi ................................................................................. 13
2.1.1 Tầm quan trọng của hệ thống lọc bụi trong nhà máy ....................................... 13
2.1.2 Các phƣơng pháp lọc bụi .................................................................................. 14
2.2 Cơ sở lý thuyết cho hệ thống lọc bụi ....................................................................... 15
2.2.1 Điện trƣờng và cƣờng độ điện trƣờng .............................................................. 15
2.2.3 Dòng điện trong chất khí – Sự ion hóa ............................................................. 15
2.2.4 Quầng sáng trong các thiết bị lọc bụi tĩnh điện ................................................ 15
2.2.5 Sự tích điện của các hạt bụi trong thiết bị lọc bụi tĩnh điện ............................. 16
2.2.6 Sự chuyển động của các hạt bụi đƣợc tích điện trong điện trƣờng .................. 16
2.3 Các công đoạn phát sinh bụi và vị trí cần đặt bộ lọc bụi ......................................... 16
2.4 Nguyên lý hoạt động và cấu tạo của lọc bụi tĩnh điện ............................................ 19
2.4.1 Nguyên lý chung............................................................................................... 19
2.4.2 Cấu tạo của bộ lọc bụi tĩnh điện ....................................................................... 19
2.5 Vận hành hệ thống lọc bụi tĩnh điện ........................ Error! Bookmark not defined.
2.5.1 Khởi động hệ thống .......................................... Error! Bookmark not defined.
2.5.2 Vận hành hàng ngày ......................................... Error! Bookmark not defined.

1


2.5.3 Dừng hệ thống .................................................. Error! Bookmark not defined.
2.5.4 Các vấn đề khi vận hành lọc bụi tĩnh điện ....... Error! Bookmark not defined.
Chƣơng III ......................................................................................................................... 27
Phân tích sơ đồ hệ thống điện và tính tốn nguồn cao áp cho bộ lọc bụi tĩnh điện ... Error!
Bookmark not defined.
3.1 Phân tích sơ đồ hệ thống điện .................................................................................. 27
3.1.1 Hệ thống điện chính của lọc bụi tĩnh điện ........................................................ 27
3.1.2 Hệ thống PLC điều khiển hệ thống lọc bụi tĩnh điện ...... Error! Bookmark not
defined.
3.1.3 Hệ thống điện của hệ thống sấy sứ ................................................................... 27
3.1.4 Hệ thống điện của hệ thống động cơ búa gõ .................................................... 28
3.2 Nguyên lý hoạt động bộ nguồn cao áp .................................................................... 28
3.2.1 Mạch Lực .......................................................................................................... 28
3.2.2 Thiết kế mạch lực ............................................................................................. 32
3.2.3 Tính tốn thiết kế máy biến áp lực ................................................................... 32
3.2.4 Tính chọn điốt................................................................................................... 33
3.2.5 Tính tốn máy biến áp ...................................................................................... 33
3.2.6 Bảo vệ q dịng điện cho van: ........................................................................ 38
Chƣơng IV ......................................................................................................................... 40
Tìm hiểu về PLC S7-300 và phân tích chƣơng trình điều khiển PLC cho bộ lọc bụi tĩnh
điện .................................................................................................................................... 40
4.1 Giới thiệu PLC S7-300 ............................................................................................ 40
4.1.1 Thiết bị điều khiển logic khả trình ................................................................... 40
4.1.2. Các Tín hiệu kết nối với PLC .......................... Error! Bookmark not defined.
4.1.3. Các Modul của PLC S7_300 ........................... Error! Bookmark not defined.
4.1.4 Bộ nhớ PLC ...................................................................................................... 40
4.1.5 Phân loại khối trong S7300 .............................................................................. 42

4.1.6 Các vùng nhớ của S7-300 ................................................................................. 43
4.1.7 Tập lệnh của S7-300 ........................................................................................ 46
4.2 Phân tích chƣơng trình điều khiển PLC cho bộ lọc bụi tĩnh điện ........................... 53
CHƢƠNG 5 ....................................................................................................................... 66
KẾT LUẬN ....................................................................................................................... 66

2


LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................... 67
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................. 68

Mục lục hình ảnh
Hình 1.1 Sơ đồ cơng nghệ ................................................................................................... 7
Hình 1.3 Sơ đồ quy trình sản xuất xi măng ....................................................................... 10
Hình 2.1 vị trí đặt bộ lọc bụi.............................................................................................. 18
Hình 2.2 Nguyên lý hoạt động của bộ lọc bụi ................................................................... 19
Hình 2.3 Cấu tạo bộ lọc bụi tĩnh điện ................................................................................ 20
Hình 2.4 Điện cực phóng dây và điện cực phóng khung cứng ......................................... 20
Hình 2.5 Các loại dây của điện cực phóng ........................................................................ 21
Hình 2.6 Các tấm điện cực thu .......................................................................................... 22
Hình 2.7 Sơ đồ nguyên lý hệ thống điện của ESP............................................................. 22
Hình 2.8 Một hệ thống gõ điển hình của ESP và hệ thống xung gõ từ ............................. 23
Hình 2.9 Máng thu bụi....................................................................................................... 24
Hình 2.10 ........................................................................................................................... 25
a) Hệ thống tải bụi kiểu vít ................................................................................................ 25
b) Hệ thống băng tải dùng khí nén .................................................................................... 25
c) Hệ thống tải bụi kiểu băng tải trƣợt............................................................................... 25
Hình 3.1 Hệ thống điện chính của lọc bụi tĩnh điện (in A3) ............ Error! Bookmark not
defined.

Hình 3.2: Sơ đồ tủ PLC ..................................................... Error! Bookmark not defined.
Hình 3.3: Sơ đồ trang bị điện hệ thống sấy sứ (inA3) ....... Error! Bookmark not defined.
Hình 3.4 Hệ thống điện của hệ thống động cơ búa gõ (in A3)......... Error! Bookmark not
defined.
Hình 3.5 Sơ đồ mạch lực nguồn cao áp ............................................................................. 29
Hình 3.6 Sơ đồ bộ điều áp xoay chiều ............................................................................... 29
Hình 4.1: Sơ đồ cấu trúc PLC............................................................................................ 40
Hình 4.2: Mơ hình dữ liệu kiểu bool ................................................................................ 44
Hình 4.3: mơ hình dữ liệu kiểu Byte ................................. Error! Bookmark not defined.
Hình 4.4: Mơ hình dữ liệu kiểu WORD ............................................................................ 45
Hình 4.5: Mơ hình dữ liệu kiểu Dword ............................................................................. 45
Hình 4.6: Tiếp điểm thƣờng hở ......................................................................................... 47
Hình 4.7: Tiếp điểm thƣờng đóng ..................................................................................... 47
Hình 4.8: Lệnh Not ............................................................................................................ 47
Hình 4.10: Ngõ ra .............................................................................................................. 47
Hình 4.11: Mơ hình gán kết quả ........................................................................................ 48
Hinh 4.12: Lệnh Reset Bit ................................................................................................. 48
Hinh 4.13: Lệnh Set Bit ..................................................................................................... 48
Hình 4.14: mơ hình ví dụ cho bộ RS ................................................................................. 48
Hình 4.15: mơ hình ví dụ cho bộ SR ................................................................................. 49

3


Hình 4.16: Vi phân cạnh lên .............................................................................................. 49
Hình 4.17: Vi phân cạnh xuống ......................................................................................... 50
Hình 4.18: mơ phỏng timer ............................................................................................... 50
Hình 4.19: mơ phỏng counter up anh down ...................................................................... 51
Hình 4.20: Mơ phỏng counter up ...................................................................................... 52
Hình 4.21: Mơ phỏng counter down.................................................................................. 52

Hình 4.22 Lƣu đồ vịng qt chƣơng trình ........................................................................ 53
Hình 4.23 Lƣu đồ chƣơng trình khối FC10 (in A3) .......... Error! Bookmark not defined.
Hình 4.24 Lƣu đồ chƣơng trình khối FC40 (in A3) .......... Error! Bookmark not defined.
Hình 4.25 Lƣu đồ chƣơng trình khối FC50 (in A3) .......... Error! Bookmark not defined.
Hình 4.26 Lƣu đồ chƣơng trình khối FC21 (in A3) .......... Error! Bookmark not defined.
Hình 4.23 Lƣu đồ chƣơng trình khối FC51 (in A3) .......... Error! Bookmark not defined.
Hình 4.28: lƣu đồ khối FC99 (inA3) ................................. Error! Bookmark not defined.

4


LỜI NÓI ĐẦU
Trƣớc sự phát triển của nền kinh tế trong nƣớc, nhu cầu về vật liệu xây dựng tăng
cao trong đó xi măng đóng vai trị quan trọng và không ngừng phát triên để đáp ứng nhu
cầu xây dựng cơ sở vật chất của cả nƣớc cả về chất lƣợng và số lƣợng và chủng loại sản
phẩm.
Hiện nay mạng lƣới các nhà máy xi măng phân bố tất cả các vùng trên cả nƣớc với
quy mô và công nghệ sản xuất khác nhau bao gồm:
55 nhà máy xi măng lị đứng sản xuất theo phƣơng pháp bán khơ với quy mơ cơng
suất các lị đứng từ 140 tấn clinker/ngày đến 240 tấn clinker/ngày.
3 nhà máy xi măng lò quay sản xuất theo phƣơng pháp ƣớt có cơng suất các lò
quay từ 413 tấn clinker/ngày đến 1.7550 tấn clinker/ngày.
9 nhà máy xi măng lò quay sản xuất theo phƣơng pháp khơ có cơng suất các lị
quay từ 3.000 tấn clinker/ngày đến 5.800 tấn clinker/ngày.
Trong vòng mƣời năm nay lĩnh vực này đã đƣợc đầu tƣ khá đa dạng về quy mơ
cơng suất nhà máy, hình thức đầu tƣ và nguồn vốn nên ngành xi măng của Việt Nam có
mức tăng trƣởng khá mạnh cả về sản lƣợng và chủng loại với chất lƣợng cao đƣợc sử
dụng rộng rãi trong các cơng trình khắp mọi miền đất nƣớc.
Với đề tài đồ án tốt nghiệp: “Phân tích dây chuyền cơng nghệ sản xuất xi măng và
hệ thống lọc bụi tĩnh điện nhà máy xi măng Bỉm Sơn” nhiệm vụ của em là:

-

Tìm hiểu và nắm vứng quy trình cơng nghệ sản xuất xi măng
Nghiên cứu cấu trúc và nguyên lí của hệ thống lọc bụi tĩnh điện
Phân tích sơ đồ trang bị điện và tính tốn mạch lực
Phân tích chƣơng trình PLC điều khiển lọc bụi tĩnh điện

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS. Nguyễn Mạnh Tiến, tập thể cán bộ
nhân viên trong công ty xi măng Vicem Bút Sơn đã giúp đỡ em trong quá trình thực tập
và làm đồ án tốt nghiệp. Tuy nhiên còn hạn chế về mặt kiến thức và thời gian nên không
tránh khỏi thiếu sót. Em rất mong nhận đƣợc sự góp ý và bổ sung của các thầy cô giáo.
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Tiến Hoàng

5


CHƢƠNG I
TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY XI MĂNG BỈM SƠN VÀ
CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG

1.1 Giới thiệu về cơng ty xi măng Bỉm Sơn
1.1.1 Giới thiệu chung
Công ty xi măng Bỉm Sơn là Công ty cổ phần trực thuộc Tổng công ty xi măng
Việt Nam đặt tại thị xã Bỉm Sơn, tỉnh Thanh Hóa, nằm trên diện tích 50 ha, cách quốc lộ
1A 3km về phía Tây, cách thành phố Thanh Hóa khoảng 30km về phía Bắc, cách Hà Nội
khoảng 130km về phía Nam, đây là vị trí thuận lợi về giao thông đƣờng bộ và đƣờng sắt
tạo điều kiện dễ dàng cho việc tiêu thụ sản phẩm. Vị trí của nhà máy nằm gần vùng đá
vơi, đất sét có trữ lƣợng lớn và chất lƣợng tốt, đây là hai nguồn nguyên liệu chủ yếu để
sản xuất xi măng chất lƣợng cao rất thuận tiện cho việc khai thác nguyên liệu phục vụ

cho quá trình sản xuất.
1.1.2 Quá trình hình thành và phát triển
Cơng ty xi măng Bỉm Sơn đƣợc khởi công xây dựng năm 1976 do Liên Xô (cũ)
thiết kế, cung cấp thiết bị và giúp đỡ xây dựng với dây chuyền sản xuất xi măng bằng
phƣơng pháp ƣớt và đến năm 1983 thì cơng ty chính thức đi vào hoạt động với công suất
thiết kế 1,2 triệu tấn/năm. Sản phẩm xi măng Bỉm Sơn luôn đạt chất lƣợng cao, chiếm ƣu
thế trên thị trƣờng đƣợc sử dụng cho các cơng trình lớn nhƣ: nhà máy thủy điện Hịa
Bình, cầu Thăng Long, bảo tàng Hồ Chí Minh… và các cơng trình quốc phịng, dân sinh
trên khắp mọi miền đất nƣớc. Sản phầm của công ty đã đƣợc cấp giấy chứng nhận hàng
Việt Nam chất lƣợng cao, đƣợc cấp chứng chỉ quốc tế IS 2009.
Để đáp ứng nhu cầu sử dụng xi măng ngày càng tăng cao tháng 03/1994 cơng ty xi
măng Bỉm Sơn đã đƣợc Thủ tƣớng Chính Phù phê duyệt dự án đầu tƣ cải tạo nâng cấp và
đƣa vào sử dụng dây chuyền mới sản xuất xi măng theo phƣơng pháp khô hiện đại hơn
thiết bị tiên tiến và tự động hóa cao. Dự án đƣợc khởi cơng ngày 13/01/2001 sau khi
hồng thành đã nâng cơng suất lò nung từ 1.750 tấn Clinker/ngày lên tới 3.500 tấn
Clinker/ngày và nâng tổng công suất sản phẩm của nhà máy từ 1,2 triệu tấn/nắm lên tới
1,8 – 2,4 triệu tấn/năm.

6


1.2 Giới thiệu về công nghệ sản xuất xi măng
1.2.1 Khái niệm chung và các thành phần hóa học của xi măng
Xi măng là chất kết dính thuỷ lực cứng trong nƣớc và khơng khí, đƣợc tạo ra bởi việc
nghiền chung clinke với thạch cao và một số phụ gia khác. Clinke là thành phần quan
trọng nhất của xi măng, quyết định tính chất của xi măng.
Clinker sản xuất bằng cách nung đến kết khối phối liệu đã đƣợc nghiền mịn và đồng
nhất gồm hai nguyên liệu chính là đá vơi và đất sét, đồng thời có thêm thạch anh, quặng
sắt và một số chất phụ gia để điều chỉnh. Bốn ơxit chính trong clinker xi măng là : CaO,
SiO2 , Al2O3 , Fe2O3. Tỉ lệ các ôxit cơ bản trong phối liệu biểu diễn thành phần hóa học

của clinker, quyết định tính chất của clinker, và cũng là chỉ tiêu quan trọng nhất để kiểm
tra và đánh giá chất lƣợng của xi măng. Tổng hàm lƣợng của chúng chiếm khoảng ( 95%

 97% ) thành phần các chất trong clinker và thông thƣờng tỉ lệ các ôxit này trong
clinker nhƣ sau :
CaO

:

63%  67%

SiO2

:

21%  24%

Al2O3

:

4%  8%

Fe2O3

:

2%  4%

Ngồi các thành phần cơ bản đó, trong xi măng cịn có phụ gia là các ơxit khác, có

hàm lƣợng không lớn lắm : MgO(1%  5%), Mn2O3(0  3%), SO3(0.1%  1%), TiO2,
K2O, Na2O ...
1.2.4 Công nghệ sản xuất xi măng

Hình 1.1 Sơ đồ cơng nghệ

Các cơng đoạn sản xuất xi măng:

7


-

Chuẩn bị nguyên liệu
Kho chứa liệu
Công đoạn nghiền liệu

-

Công đoạn đồng nhất liệu

-

Công đoạn nung clinker
Công đoạn nghiền xi măng

-

Công đoạn đóng bao
Cả hệ thống là sản xuất liên tục dài hạn nhƣng các công đoạn hoạt động độc lập

với nhau.
Nhà máy xi măng Bỉm Sơn sản xuất theo phƣơng pháp khơ lị quay.

8


Sơ đồ tổng quan dây chuyền sản xuất xi măng

Hình 1.2 Sơ đồ tổng quan dây chuyền sản xuất xi măng

9


Hình 1.3 Sơ đồ quy trình sản xuất xi măng

Quá trình sản xuất xi măng được mơ tả qua 3 giai đoạn cụ thể như sau:
a. Quá trình chuẩn bị nguyên nhiên liệu:
Từ mỏ, đá vôi đƣợc khai thác (nổ mìn) và đƣợc vận chuyển bằng xe tải về đổ qua
máy đập búa (1) đƣa về kích thƣớc nhỏ hơn và đƣa lên máy rải liệu (2) để rải liệu chất
thành đống trong kho (đồng nhất sơ bộ). Tƣơng tự với đất sét, phụ gia điều chỉnh (quặng
sắt, đá si líc, quặng bơ xít...), than đá và ngun liệu khác cũng đƣợc chất vào kho và
đồng nhất theo cách trên. Tại kho chứa, mỗi loại sẽ đƣợc máy cào liệu (5) và (6) cào từng
lớp (đồng nhất lần hai) đƣa lên băng chuyền để nạp vào từng Bin chứa liệu (7) theo từng
loại đá vôi, đất sét, quặng sắt... Than Đá thô từ kho chứa sẽ đƣợc đƣa vào máy nghiền
đứng (20) để nghiền, với những kích thƣớc hạt đạt yêu cầu sẽ đƣợc đƣa vào Bin chứa
(21) còn những hạt chƣa đạt sẽ hồi về máy nghiền nghiền lại đảm bảo hạt than nhiên liệu
cháy hoàn toàn khi cấp cho lị nung và tháp trao đổi nhiệt.
b. Q trình sản xuất Clinker thành phẩm
Từ các Bin chứa liệu (7), từng loại nguyên liệu đƣợc rút ra và chạy qua hệ thống

cân định lƣợng theo đúng tỷ lệ cấp phối đƣa ra từ nhân viên vận hành điều khiển (tỷ lệ

10


phối liệu đƣợc quyết định từ phịng thí nghiệm). Tấc cả nguyên liệu đó sẽ đƣợc gom vào
một băng tải chung và đƣa vào máy nghiền đứng (8) để nghiền về kích thƣớc yêu cầu, tại
đây nguyên liệu đã đƣợc đồng nhất một lần nữa. Bột liệu sau khi nghiền đƣợc chuyển lên
Silo đồng nhất (9) chuẩn bị để cấp cho lị nung, dƣới Silo đồng nhất có hệ thống sục khí
nén liên tục vào Silo để tiếp tục đồng nhất lần nữa.
Để có một sản phẩm Clinker ổn định chúng ta thấy nguyên liệu phải qua ít nhất 4
lần đồng nhất.
Tháp trao đổi nhiệt (11) và Lò quay nung Clinker (12)
Tháp trao đổi nhiệt (11) là một hệ thống gồm từ 3-5 tầng, mỗi tầng có 1 hoặc 2
Cyclone có cấu tạo để tăng thời gian trao đổi nhiệt của bột liệu. Bột liệu đƣợc cấp từ trên
đỉnh tháp và đi xuống, nhiệt nóng từ than đƣợc đốt cháy từ Calciner và lò nung đi lên sẽ
tạo điều kiện cho phản ứng tạo khoáng bên trong bột liệu. Mặc dù bột liệu đi xuống và
khí nóng đi lên nhƣng thực chất quá trình này là trao đổi nhiệt cùng chiều do cấu tạo đặc
biệt của các Cyclon trao đổi nhiệt.
Lị nung (12) có dạng hình trụ trịn đƣờng kính từ 3 - 5 mét và dài từ 30 - 80 mét
tùy vào cơng suất của lị. Vỏ lị nung đƣợc làm băng thép chịu nhiệt, bên trong có lót một
lớp vật liệu chịu lửa. Góc nghiêng của lị từ 3 - 5 để tạo độ nghiêng cho dòng nguyên
liệu chảy bên trong. Tại đầu ra của Clinker sẽ có một dàn quạt thổi gió tƣơi làm nguội
nhanh Clinker.
Than mịn đƣợc rút từ Bin chứa trung gian (21) cấp cho các vòi đốt ở tháp trao đổi
nhiệt và lò nung để đƣợc đốt cháy nung nóng bột liệu. Phối liệu đƣợc rút ra từ Silo chứa
(9), qua cân định lƣợng và đƣợc đƣa lên đỉnh tháp trao đổi nhiệt bằng thiết bị chuyên
dùng. Từ trên đỉnh tháp (11), liệu từ từ đi xuống qua các tầng Cyclone kết hợp với khí
nóng từ lị nung đi lên đƣợc gia nhiệt dần lên khoảng 800-9000C trƣớc khi đi vào lò nung
(12). Trong lò, ở nhiệt độ 14500C các oxit CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3 có trong nguyên

liệu kết hợp với nhau tạo thành một số khống chính quyết định chất lƣợng của Clinker
nhƣ: C3S, C2S, C3A và C4AF. Viên Clinker ra khỏi lò sẽ rơi xuống dàn làm lạnh (13),
hệ thống quạt cao áp đặt bên dƣới sẽ thổi gió tƣơi vào làm nguội nhanh viên Clinker về
nhiệt độ khoảng 50 ÷ 900C, sau đó Clinker sẽ đƣợc chuyển lên Silo chứa Clinker.
c. Q trình sản xuất xi măng và đóng bao thành phẩm
Clinker sẽ đƣợc rút từ Silo, cấp vào Bin chứa (15) để chuẩn bị nguyên liệu cho quá
trình nghiền xi măng. Tƣơng tự Thạch Cao và Phụ Gia từ kho cũng đƣợc chuyển vào Bin

11


chứa riêng theo từng loại. Dƣới mỗi Bin chứa, nguyên liệu đƣợc qua cân định lƣợng theo
đúng khối lƣợng của đơn phối liệu, xuống băng tải chính đƣa vào máy cán (16) để cán sơ
bộ, sau đó đƣợc đƣa vào máy nghiền xi măng (17). Bột liệu ra khỏi máy nghiền đƣợc đƣa
lên thiết bị phân ly (18), tại đây những hạt chƣa yêu cầu sẽ đƣợc hồi lƣu về máy nghiền
để nghiền tiếp cịn những hạt đạt kích thƣớc yêu cầu đƣợc phân ly tách ra, đi theo dòng
quạt hút đƣa lên lọc bụi (19) thu hồi toàn bộ và đƣa vào Silo chứa xi măng (22). Quá
trình nghiền sẽ diễn ra theo một chu trình kín và liên tục.
Từ Silo chứa (22) xi măng sẽ đƣợc cấp theo 2 cách khác nhau:
-

Rút xi măng cấp trực tiếp cho xe bồn nhận hàng dạng xá/rời.

-

Và cấp qua máy đóng bao (23), để đóng thành từng bao 50kg giao đến từng

phƣơng tiện nhận hàng.

12

CHƢƠNG II
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG, CẤU TẠO CỦA BỘ LỌC BỤI
TĨNH ĐIỆN
2.1 Giới thiệu về hệ thống lọc bụi
2.1.1 Tầm quan trọng của hệ thống lọc bụi trong nhà máy
Công nghiệp ngày càng phát triển đồng nghĩa với lƣợng bụi thải ra càng nhiều.
Vấn đề bảo vệ môi trƣờng sống hiện nay lại càng đƣợc đặc biệt quan tâm. Lọc bụi trong
công nghiệp là một trong các vấn đề kỹ thuật cần thiết và bắt buộc, nhằm bảo vệ môi
trƣờng trong sạch, điều kiện làm việc cho ngƣời lao động và bảo vệ mơi trƣờng sống nói
chung.
Hầu hết các lĩnh vực cơng nghiệp nhƣ xi măng, luyện kim, khai khống… đều
phải xử lý bụi trong quá trình sản xuất. Các bƣớc thiết kế và sử dụng hệ thống lọc bụi
công nghiệp, cần phải tính đến nhiều yếu tố khi lựa chọn thiết bị lọc bụi cho một đối
tƣợng công nghiệp cụ thể nào đó. Khi lựa chọn các phƣơng pháp và thiết bị để làm sạch
khí, ngồi kích thƣớc của bụi phụ thuộc vào điều kiện hình thành của nó, cần tính đến
tính chất lý hóa của bụi.
Với đặc thù sản xuất xi măng có nhiều khí bụi, ồn, chất thải phát sinh ở các cơng
đoạn: Lị nung, nghiền than, nghiền xi măng, đóng bao…làm ảnh hƣởng trực tiếp đến
mơi trƣờng mà trong đó bụi là vấn đề rất lớn ảnh hƣởng đến môi trƣờng. Hầu hết các lĩnh
vực công nghiệp nhƣ xi măng, luyện kim, khai khoáng…đều phải xử lý bụi trong quá
trình sản xuất. Khi lựa chọn các phƣơng pháp và thiết bị để làm sạch khí, ngồi kích
thƣớc của bụi phụ thuộc vào điều kiện hình thành của nó, cần tính đến tính chất lý hóa
của bụi.
Để tiến hành thiết kế, phải thu thập đƣợc đầy đủ các số liệu ban đầu, sau đó phác
họa những sơ đồ các hệ thống lọc bụi có thể sử dụng đƣợc và tiến hành tính tốn để chọn
phƣơng án tối ƣu và hiệu suất lọc bụi, chi phí đầu tƣ xây dựng và sử dụng chúng.
Với đặc thù sản xuất xi măng có nhiều khí bụi, ồn, chất thải phát sinh ở các cơng đoạn:
Lị nung, nghiền than, nghiền xi măng, đóng bao…làm ảnh hƣởng trực tiếp đến mơi

trƣờng mà trong đó bụi là vấn đề rất lớn ảnh hƣởng đến môi trƣờng.

13


2.1.2 Các phƣơng pháp lọc bụi
a. Lọc bụi theo phương pháp trọng lực
Các hạt bụi đều có khối lƣợng, dƣới tác dụng của trọng lực các hạt có xu hƣớng
chuyển động từ trên xƣớng dƣới (đáy của thiết bị). Tuy nhiên, đối với các hạt nhỏ, ngoài
tác dụng của trọng lực cịn có lực chuyển động của dịng khí và lực ma sát môi trƣờng.
Nhƣ đã biết trở lực phụ thuộc vào nhiều nhân tố trong đó có kích thƣớc hạt bụi, do đó sẽ
ảnh hƣởng tới tốc độ lắng của hạt bụi. Vì vậy lọc bụi theo phƣơng pháp lọc bụi trọng lực
này chỉ áp dụng với những hạt có kích thƣớc lớn.
b. Lọc bụi theo phương pháp ly tâm-xiclon-tấm chớp-lọc bụi theo qn tính
Khi dịng chuyển động đổi hƣớng hoặc chuyển động theo đƣờng cong, ngoài trọng
lực tác dụng lên hạt cịn có lực qn tính, lực này lớn hơn rất nhiều lần so với trọng lực.
Dƣới ảnh hƣởng của lực qn tính, hạt có xu hƣớng chuyển động thẳng, nghĩa là các hạt
có khả năng tách ra khỏi dịng khí. Hiện tƣợng này đƣợc sử dụng trong các thiết bị lọc
xiclon-tấm chớp… Các thiết bị này chỉ có khả năng tách các hạt có kích thƣớc > 10µm,
nên dùng các hạt nhỏ sẽ khơng có hiệu quả.
c. Lọc bụi theo phương pháp ẩm
Khi các hạt bụi tiếp xúc với bề mặt dịch thể các hạt bụi sẽ bám trên bề mặt đó, dựa
trên nguyên tắc đó có thể tách các hạt bụi ra khỏi dịng khí. Thực nghiệm cho thấy theo
phƣơng pháp này chỉ thu hồi các ht bi cú kớch thc >3ữ 5àm. Cỏc ht bi nhỏ nếu lọc
bụi theo phƣơng pháp ẩm sẽ kém hiệu quả.
d. Lọc bụi theo phương pháp lọc bụi tĩnh điện
Khí chứa bụi đƣợc dẫn qua điện trƣờng có điện thế cao. Dƣới tác dụng của điện
trƣờng khí bị ion hóa. Các ion tạo thành bám trên các hạt bụi và tích điện cho chúng. Các
hạt sau khi tích điện đƣợc qua một điện trƣờng, chúng sẽ bị hút về các cực trái dấu.
Phƣơng pháp này dùng để thu hồi các hạt bụi nhỏ có kích thƣớc bất kỳ. Ta có thể thấy

đƣợc ƣu điểm vƣợt trội của thiết bị lọc bụi điện so với các thiết bị lọc bụi khác đó là nó
có thể lọc bụi với các hạt có kích thƣớc bất kỳ. Ngồi ra lọc bụi tĩnh điện cịn có những
ƣu điểm khác nhƣ: hiệu suất khử bụi cao có thể hơn 99 , tổn thất áp lực dịng nhỏ, có thể
lọc đƣợc bụi có kích thƣớc rất nhỏ: 0.1µm, tiêu hao điện năng thấp, lƣu lƣợng khói đi qua
thiết bị lớn, chịu đƣợc nhiệt độ cao: có thể lên đến 4500C,..
Với những ƣu điểm trên ta chọn lọc bụi tĩnh điện cho các nhà máy có lƣu lƣợng
bụi thải ra nhiều nhƣ nhà máy xi măng, luyện kim, khai khoáng… là tối ƣu hơn cả.

14


2.2 Cơ sở lý thuyết cho hệ thống lọc bụi
2.2.1 Điện trƣờng và cƣờng độ điện trƣờng
Khoảng không chứa điện tích có các tính chất vật lý xác định, nếu có một điện tích
khác màng vào khoảng khơng đó, nó sẽ chịu một lực tác dụng tĩnh điện theo định luật
Culong. Khoảng khơng quanh vật tích điện gọi là điện trƣờng. Thực nghiệm cho thấy lực
tác dụng lên điện tích điểm q nằm trong điện trƣờng và tỉ lệ với q, vì vậy lực này khơng
đặc trƣng cho bản thân điện trƣờng. Để đặc trƣng cho điện trƣờng, ta đƣa vào một đại
lƣợng vật lý gọi là cƣờng độ điện trƣờng chính là lực tác dụng lên một đơn vị dƣơng.
2.2.3 Dịng điện trong chất khí – Sự ion hóa
Sự chuyển dịch có hƣớng của các điện tích gọi là dòng điện. Các vật chất đƣợc
chia ra thành 2 loại: vật dẫn điện và vật không dẫn điện.
Trong điều kiện bình thƣờng các phân tử, nguyên tử tồn tại ở trạng thái trung hịa.
Nếu các khí đƣợc ion hóa sẽ tạo thành các ion dƣơng và ion âm. Trong khí có thể tạo
thành các ion âm vì một phần tử khí trung hịa kết hợp với các điện tử tự do.
Khi tăng thế hiệu giữa các điện cực, dòng điện tăng hầu nhƣ tỉ lệ với điện áp. Tiếp
tục tăng điện áp, sự tăng dòng điện chậm lại, nếu tăng điện áp thêm nữa thì dịng điện
khơng tăng là do khơng thay đổi cƣờng độ ion hóa, do vậy số lƣợng điện tích tự do trong
khí khơng thay đổi. Dịng điện cực đại ứng với cƣờng độ ion hóa đã cho gọi là dòng điện
bão hòa.

Khi thế hiệu đủ lớn, các điện tích có trong khí chuyển động đƣợc tăng tốc mạnh đã
gây nên sự va đập các phần tử khí và tiếp tục ion hóa chúng. Các ion và điện tử mới tạo
thành sẽ chuyển động và đƣợc tăng tốc bởi điện trƣờng. Đồng thời tiếp tục ion hóa các
phần tử khí mới. Số lƣợng lớn các ion và electron tạo thành trong khí dẫn đến làm tăng
dịng điện đột biến.
2.2.4 Quầng sáng trong các thiết bị lọc bụi tĩnh điện
Thực chất của quá trình lọc bụi điện là sự nạp điện cho các hạt bụi chứa trong khí.
Các hạt này sẽ tách ra khỏi dịng khí dƣới tác dụng của điện trƣờng. Quá trình này xảy ra
trong trƣờng điện gồm có các điện cực phóng và điện cực thu. Để tích điện cho các hạt
bụi thì dịng ion đƣợc tạo nên bởi quầng sáng trong điện trƣờng không đều gồm hai hệ
thống điện cực: điện cực phóng (-) và điện cực thu (+). Điện tích quầng sáng chỉ phát

15


sinh ở cƣờng độ điện trƣờng xác định. Điều kiện đó phụ thuộc vào hình dạng, vị trí điện
cực, thành phần áp suất, nhiệt độ khí.
Tăng áp suất trong thiết bị lọc bụi có thể cho phép nó làm việc với cƣờng độ điện
trƣờng cao. Tăng nhiệt độ khí cho kết quả ngƣợc lại.
2.2.5 Sự tích điện của các hạt bụi trong thiết bị lọc bụi tĩnh điện
Vùng cạnh điện cực lắng xảy ra sự va đập ion gọi là quầng sáng, vùng nằm giữa
điện cực phóng và điện cực thu gọi là vùng ngoài chiếm thành phần chủ yếu khơng gian
chứa các điện cực. Khi điện cực phóng đƣợc cấp điện âm, các ion dƣơng tạo thành sẽ
trung hòa điện ở điện cực phóng. Dƣới tác dụng của điện các ion âm sẽ chuyển động ra
vùng ngoài và bị hút tới điện cực lắng.
Sự tích điện cho các hạt bụi trong thiết bị lọc là vì có sự bắn phá ion dƣới tác dụng
của điện trƣờng. Ngoài ra các ion tiếp xúc đƣợc với các hạt bụi còn là vì sự chuyển động
nhiệt phần tử.
2.2.6 Sự chuyển động của các hạt bụi đƣợc tích điện trong điện trƣờng
Theo trên, dấu điện tích trên các hạt cũng chính là dấu mà các ion trao cho hạt. Vì

vậy khi các hạt chứa bụi điện tích nằm ở khoảng khơng gian giữa hai điện cực thì nó sẽ
chuyển động từ điện cực phóng tới điện cực lắng. Nếu ở vùng quầng sáng có các ion
dƣơng thì một số hạt bụi sẽ tích điện dƣơng và bị hút tới điện cực phóng
Ngồi ra tác dụng lên điện tích cịn có các lực sau: trọng lực, lực gió điện, lực
dịng khí cuốn các hạt bụi. Các lực này tác dụng lên các hạt bụi trong thiết bị có thể coi là
khơng đáng kể.

2.3 Các cơng đoạn phát sinh bụi và vị trí cần đặt bộ lọc bụi
Công đoạn khai thác, đập nhỏ và vận chuyển đá vôi, đất sét về kho của nhà máy:
Nguồn bụi phát sinh từ phễu tiếp nhận đá vôi, đất sét của máy nghiền trƣớc và sau khi
cho đá, đất vào. Tiếp đến đá vôi, đất sét đƣợc đƣa lên băng tải chuyển tới kho và rải liệu
di động, ở giai đoạn này q trình rót đổ chuyển đổi vị trí sẽ phát sinh ra bụi vào khơng
khí xung quanh.
Tại các kho chứa và đồng nhất nguyên liệu: Nguồn bụ phát sinh tại các vị trí
chuyển đổi của các băng tải và các vị trí đổ rót ngun liệu vào két định lƣợng.
Công đoạn nghiền nguyên liêu: Nguyên liệu từ các két định lƣợng qua hệ thống
định lƣợng phục vụ cho máy nghiền. Tại máy nghiền liên hợp chu trình kín (có tận dụng

16


khí thải từ lị nung để sấy khơ ngun liệu nâng cao hiệu quả cho quá trình nghiền) các
hạt mịn đƣợc đƣa tới silo. Tại Silo các hạt mịn đƣợc lấy lại theo hệ thống gầu nâng và
máng khí động tới silo đồng nhất cịn phần khí và bụi đƣợc đi qua lọc bụi tổ hợp để lọc,
nhằm đảm bảo nồng độ bụi của khí thải 50 mg/Nm3 và nhiệt độ khí thải 1500C và thải
ra ngồi qua ống khói. Trong trƣờng hợp máy nghiền khơng hoạt động nguồn khí thải
này sẽ đƣợc chuyển vào tháp điều hịa có hệ thống phun nƣớc làm lạnh, giảm nhiệt độ
của khí thải xuống còn 150oC rồi cũng đƣa trở về qua thiết bị lọc bụi tổ hợp và thải ra
ngoài qua ống khói.
Cơng đoạn đồng nhất bột liệu và cấp liệu lị nung: Bột phối liêu đƣợc vận chuyển

lên silo đồng nhất bằng băng tải và cấp vào thùng cấp liệu, tại đây phát sinh bụi do bột
liệu vận chuyển trên máng thủy lực và đổ từ băng tải vào thùng cấp liệu. Tại đây bụi chủ
yếu phát sinh ra tại các vị trí bột liệu vào và ra khỏi hệ thống định lƣợng.
Công đoạn nghiền và cung cấp than: Nguồn ô nhiễm tƣơng tự nhƣ cơng đoạn
nghiền liệu. Những vị trí phát sinh khí và bụi trong q trình rút từ kho than, vận chuyển
đổ rót vào két than thơ, vào máy nghiền than sử dụng kiểu con lăn. Tại máy nghiền sấy
than, than bột đƣợc vận chuyển bằng dịng khí nóng (từ máy làm nguội Clinker) tới silo
lắng để chuyển tới két than mịn. Phần khí sau khi sấy than đƣợc đƣa qua thiết bị lọc bụi
ẩm rồi thải ra ngồi qua ơng khói.
Cơng đoạn nung Clinker: Bột liệu sau khi đƣợc Canxi hóa tại buồng phân hủy vào
lị nung để tiếp tục quá trình nung luyện Clinker, nguồn gây ơ nhiễm chủ yếu là khí nóng
tỏa ra xung quang vỏ và hai đầu lị nung Clinker.
Cơng đoạn làm nguội Clinker: Clinker ra khỏi lị nung có nhiệt độ cao đƣợc làm
lạnh bằng thiết bị làm lạnh kiểu ghi để làm nguội Clinker từ nhiệt độ 1370 --> 650oC và
nhiệt độ môi trƣờng xung quanh. Trong dây chuyền sử dụng một hệ thống quạt gió với
lƣu lƣợng khoảng 6800Nm3/phút, lấy khơng khí bên ngồi thổi vào thiết bị làm nguội.
Khí thải tại ngăn thứ nhất của thiết bị làm lạnh có nhiệt độ cao đƣợc cấp cho buồng phân
hủy. Phần còn lại qua lọc bụi tĩnh điện, một phần để sấy và nghiền than, phần cịn lại thải
ra ngồi qua ống khói.
Cơng đoạn vận chuyển chứa Clinker: Chủ yếu ở cơng đoạn này nguồn bụi phát
sinh trong q trình chuyển đổi trên các băng tải và vị trí đổ Clinker vào Silo. Tại đây có
bố trí các thiết bị lọc bụi kiểu túi.

17


Công đoạn nghiền xi măng: Nguồn ô nhiễm chủ yếu là bụi xi măng trong quá trình
từ cân định lƣợng xuống hệ thống vận chuyển xi măng. Bột xi măng sau khi ra khỏi máy
nghiền đƣợc chuyển tới thiết bị phân ly và tập trung vào các silo chứa. Phần khí thải sau
khi phân ly đƣợc xử lý bằng thiết bị lọc túi, cịn phần khí thải cho thơng gió máy nghiền

đƣa tới thiết bị lọc bụi tĩnh điện và thải ra ngồi qua ống khói.
Cơng đoạn chứa và đóng bao xi măng: Nguồn ô nhiễm chủ yếu là bụi xi măng
trong quá trình vận chuyển đến các silo và q trình rót xi măng vào các bao xi măng, các
máy đóng bao tự động.
Trong dây truyền cơng nghệ sản xuất xi măng các công đoạn nghiền liệu, xi măng,
than và lò nung là những nơi phát sinh lƣợng bụi rất lớn nên tại các vị trí đập đá vơi, đất
sét, thạch cao, nghiền xi măng, đóng bao, két chứa, các điểm chuyển hƣớng băng tải…
đều là các điểm phát sinh ra bụi. Vì thế cần phải có hệ thống lọc bụi tại đó để thu bụi, để
bảo vệ mơi trƣờng và sức khỏe con ngƣời. Đồng thời cũng là tiết kiệm kinh tế, khi mà
việc thu lại bụi để làm nguyên liệu sản xuất. Tùy từng vị trí mà ta đặt các bộ lọc bụi tay
áo hay lọc bụi tĩnh điện.

Hình 2.1 vị trí đặt bộ lọc bụi

18


2.4 Nguyên lý hoạt động và cấu tạo của lọc bụi tĩnh điện
2.4.1 Nguyên lý chung

Hình 2.2 Nguyên lý hoạt động của bộ lọc bụi

Khí bụi đƣợc đƣa qua trƣờng tĩnh điện mạnh giữa các bản cực của lọc bụi điện,
các điện cực đƣợc đặt song song đối xứng cách nhau một khoảng d=2035 cm, với qui ƣớc
là một cực dƣơng (là điện cực lắng) và một cực âm (là điện cực phóng).
Khi đặt điện áp U Umax lên hai bản cực sẽ hình thành quầng sáng hồ quang phá
hủy điện cực. Nếu U Umax sẽ tạo ra quá trình ion hóa hạt bụi, các hạt bụi bị nhiễm điện
và nhiễm điện âm là chủ yếu. Khi đó chúng sẽ chuyển động dƣới lực hút tĩnh điện về
phía cực dƣơng và trong q trình chuyển động nó có thể va đập vào các hạt bụi khác làm
cho tồn bộ khơng gian bị ion hóa tạo thành đám mây nhiễm điện tích âm, đám mây này

chuyển động liên tục về phía điện cực dƣơng và khi tiếp xúc với cực dƣơng thì nhƣờng
điện tử cho bản cực này để trung hịa về điện, lắng xuống theo bề mặt của bản cực dƣơng.
Các hạt bụi bám trên các bản cực, sau một thời gian sẽ dùng búa gõ để cho bụi rơi xuống
phễu và thu hồi bụi.
2.4.2 Cấu tạo của bộ lọc bụi tĩnh điện
Bộ lọc bụi tĩnh điện ký hiệu là ESP (Electrode statics precipitator) bao gồm:
- Điện cực phóng (discharge electrode) - Bộ gõ (Rapper)
- Máng thu (hopper) - Điện cực thu (collection electrode)
- Vỏ (shell) - Hệ thống điện (electrical system)
- Hệ thống tải bụi

19


Hình 2.3 Cấu tạo bộ lọc bụi tĩnh điện

a. Điện cực phóng
Phân loại: Có hai loại điện cực phóng: điện cực phóng kiểu dạng các vịng dây
mỏng và điện cực phóng kiểu khung cứng.
Điện cực phóng kiểu khung cứng: đƣợc khép dƣới dạng khung tổ hợp và chúng
tạo thành các khối cho từng trƣờng và treo trên các bộ sứ cách điện cao áp. Chúng đƣợc
làm bằng các thanh hay lá thép với biên dạng khác nhau, có gai hoặc khơng có gai.
Điện cực phóng kiểu dạng các vịng dây mỏng có kích thƣớc đƣờng kính khác
nhau từ 0,13 -0,38 cm (0.05-0,15 in\.

Hình 2.4 Điện cực phóng dây và điện cực phóng khung cứng

Các dây này thƣờng đƣợc làm từ thép carbon cao, nhƣng cũng có thể đƣợc làm
bằng thép không gỉ, đồng, hợp kim titan, inconel và nhôm. Các vật nặng đƣợc làm bằng

20


hợp kim gang và nặng trên 11,4 kg. Dây của điện cực phóng phải có khả năng chống đứt
gãy do giảm độ bền cơ. Các dây chuyển động dƣới ảnh hƣởng của các lực khí động học
và lực điện, và ảnh hƣởng tới độ bền cơ học. Các khối nặng ở dƣới cùng của dây đƣợc
gắn vào khung để dây luôn căng. Các quả nặng này sẽ ngăn cản không cho dây rơi vào
phễu khi dây bị đứt. Phần đầu và phần cuối của dây đƣợc phủ bởi những vòng thép dạng
ống. Các vịng này làm giảm thiểu tình trạng đánh lửa và ăn mòn kim loại do đánh lửa tại
các điểm đó trên dây. Kích thƣớc và hình dạng của các điện cực đƣợc điều chỉnh bởi
những yêu cầu cơ khí của hệ thống.

Hình 2.5 Các loại dây của điện cực phóng

b. Điện cực lắng
Yêu cầu chung: Kết cấu của điện cực ảnh hƣởng trực tiếp đến hiệu suất thu của lọc
bụi tĩnh điện. Yêu cầu chung cho các điện cực lắng là bề mặt hƣớng về điện cực phóng
phải bằng phẳng, khơng lồi lõm để ảnh hƣởng (làm giảm) đến điện áp làm việc của lọc
bụi tĩnh điện.
Hệ thống điện cực lắng có khối lƣợng lớn, chiếm tỷ lệ giá thành cao trong lọc bụi
tĩnh điện, nên cần thiết để khối lƣợng của chúng nhỏ nhất có thể, sao cho đủ cứng vững,
đảm bảo đƣợc hình dạng bề mặt cho trƣớc, vì sự biến dạng sẽ làm giảm khoảng cách giữa
các điện cực trái dấu -> làm giảm hiệu suất bộ lọc bụi.
Hệ thống điện cực lắng còn phải chịu rung gõ tốt để tách bụi, chịu đƣợc lực xung
do búa gõ trong cả điều kiện nhiệt độ tăng lên
Hiện nay sử dụng cực lắng dạng tấm bởi vì khối lƣợng khí lớn và thƣờng chất
thành đống. Các tấm cực này thƣờng đƣợc làm bằng thép carbon. Tuy nhiên, đôi khi
đƣợc làm bằng thép không gỉ, thép hợp kim đặc biệt cho trong các điều kiện dịng khí
thải. Các tấm có độ dày khoảng 0,05-0,2 cm. Các tấm này thƣờng cao từ 6 đến 12 m.

21


Hình 2.6 Các tấm điện cực thu

c. Hệ thống điện cao áp
Hệ thống điện cao áp tạo ra và điều khiển điện trƣờng giữa hai cực phóng và cực
thu. Điều này đƣợc thực hiện nhờ sử dụng biến áp - chỉnh lƣu và hệ thống đo kiểm soát
mạch điện tự động. Điện áp đƣợc duy trì ở mức cao mà khơng gây phóng điện giữa hai
bản cực.

Hình 2.7 Sơ đồ nguyên lý hệ thống điện của ESP

Máy biến áp - chỉnh lƣu, các thiết bị điện áp cao điều khiển cƣờng độ điện trƣờng
phát ra giữa 2 cực phóng và thu. Điều này đƣợc thực hiện bằng cách sử dụng máy biến áp
chỉnh lƣu T_R. Máy BA nâng điện áp từ 380V lên điện áp khoảng 20.000 - 80.000V.
Đây là điện áp cao đủ để gia tốc cho các hạt di chuyển tới cực thu. Bộ chỉnh lƣu biến
dòng xoay chiều thành dòng một chiều. Đa số các bộ lọc bụi ngày nay sử dụng các bộ
chỉnh lƣu bán dẫn và MBA dầu hoặc MBA askarel-filled.
Hệ thống đồng hồ đo các thông số sau:
- Điện áp sơ cấp: điện áp sơ cấp thƣờng từ 220- 380V

22


- Điện áp thứ cấp: Đồng hồ đo điện áp một chiều đƣợc đặt giữa đầu ra của
chỉnh lƣu và cực phóng.
- Dịng điện thứ cấp: Dịng điện thứ cấp đƣợc đo bằng đồng hồ có thang đo
milliampe. Đồng hồ đo đƣợc đặt giữa đầu ra của chỉnh lƣu và bộ điều khiển điện
áp tự động.

- Số lần phóng điện: Đồng hồ đo số lần phóng điện trong một phút.
d. Rapper- Bộ gõ
Bụi chất đống trên cực thu và phóng đƣợc loại bỏ bằng cách gõ. Bụi bám thành
mảng hoàn tồn đƣợc loại bỏ bằng cách rung cơ khí hoặc các dao động lan truyền dọc
theo điện cực. Hệ thống gõ đƣợc thiết kế để gõ theo cƣờng độ và tần số có thể điều chỉnh
theo điều kiện làm việc thực tế. Mỗi khi chu kỳ làm việc đƣợc thiết lập hệ thống phải có
khả năng duy trì gõ đều đặn trong thời gian dài.
Cực thu đƣợc gõ theo một số cách. Một hệ thống gõ sử dụng búa đặt trên trục
quay nhƣ hình 2.7. Khi trục quay, các tay búa nện xuống và đập xuống các thanh đỡ các
tấm cực thu. Cƣờng độ gõ đƣợc điều khiển bởi trọng lƣợng búa và độ dài của tay búa.
Tần số gõ có thể thay đổi bằng cách hiệu chỉnh tốc độ của trục quay. Vì thế, cƣờng độ gõ
và tần số gõ có thể hiệu chỉnh theo sự thay đổi theo mật độ của bụi. Một hệ thống gõ khác
sử dụng các dụng cụ gõ xung từ.

Hình 2.8 Một hệ thống gõ điển hình của ESP và hệ thống xung gõ từ

Một bộ gõ xung từ có chày thép đƣợc nâng lên bởi xung dòng điện trong cuộn
dây. Chày thép sau đó chuyển động trở về vì lực trọng trƣờng và đập xuống một cần nối
với nhiều tấm cực nhƣ hình 2.7. Tần số và cƣờng độ gõ có thể dễ dàng điều chỉnh bằng
hệ thống điều khiển dòng điện. Tần số có thể là một lần gõ trong vài phút tới vài giờ
với một cƣờng độ từ 10 ÷ 24g's. Các bộ gõ xung từ thƣờng làm việc với tần số cao hơn
nhƣng với cƣờng độ gõ nhỏ hơn so với bộ gõ dùng trục búa nện.

23


e. Máng thu
Khi bụi đƣợc gõ xuống từ các điện cực, chúng rơi xuống máng thu và đƣợc chứa ở
đây trƣớc khi đƣợc hệ thống tải bụi chuyển đi. Bụi cần đƣợc chuyển đi càng sớm càng tốt
để tránh hiện tƣợng đóng cục, gây tắc nghẽn. Các máng thu đƣợc thiết kế dạng phễu với

góc nghiêng 600C-700C để bụi dễ dàng trƣợt xuống cửa xả. Một số hãng sản xuất cịn chế
tạo loại phễu có thể xả bụi nhanh, cấu trúc bao gồm các tấm gõ, các lỗ thông, bộ gõ, bộ
rung điện. Tấm gõ đơn giản là các tấm phẳng đƣợc bắt bulông hoặc hàn vào tâm của
thành phễu. Khi bụi bị kẹt trong phễu có thể tiến hành gõ vào các tấm này để làm vụn các
bụi đóng cục thúc đẩy qua trình xả bụi. Bộ rung phễu đôi khi đƣợc sử dụng để loại bỏ bụi
bám trên thành phễu. Bộ rung phễu là thiết bị hoạt động bằng điện vì thế cần đƣợc thiết
kế cẩn thận.

Hình 2.9 Máng thu bụi

Đối với thiết bị lọc bụi cho máy nghiền than thì các phễu gom bụi có điểm đặc biệt
là ở phần cuối cùng của phễu (cửa phễu) có phần tử đốt nóng. Phần tử này làm việc ngay
cả trong thời gian lọc bụi nghỉ không làm việc. Phần tử đốt nóng phịng ngừa sự ngƣng
hơi của độ ẩm ở phần chóp cuối cùng của phễu (là phần nguội nhanh nhất). Các hạt bụi
có thể dính kết vào nhau do ẩm ở vùng này. Do vậy lối ra của phễu có thể nhanh chóng bị
tắc nghẽn.
Phần tử đốt nóng của phễu đƣợc đóng hoặc ngắt bằng rơ le nhiệt đặt ở mặt tƣờng
phễu. Rơ le thứ hai đặt ở phần tử đốt nóng để bảo vệ nó khơng bị đốt nóng thái quá. Phần
tử đốt nóng của phễu chỉ cắt khi lọc bụi tĩnh điện bụi dừng lâu dài, ví dụ ngƣng để bảo trì.
Khi dừng bảo trì, phần tử đốt nóng của phễu vẫn tiếp tục đƣợc đốt nóng trong 30 phút sau
khi đã ngừng truyền khí khơ “qua lọc bụi”.

24


Khi khởi động lọc bụi, phần tử đốt nóng của phễu và phần tử đốt nóng sứ đỡ đều
phải đƣợc khởi động trƣớc ít nhất 4 giờ.
f. Vỏ
Cấu trúc vỏ bao bọc các điện cực và đỡ các thiết bị trong một khung cứng giữ các
điện cực thẳng hàng. Đặc biệt cấu trúc hỗ trợ quan trọng đối với mặt lọc bụi nóng vì các

thành phần của bộ lọc có thể làm giãn nở và co lại khi sự chênh lệch nhiệt độ ESP (400
độ C) và khơng khí xung quanh (20 độ C) là lớn. Sự chênh lệch về nhiệt độ quá mức có
thể phá các khớp vỏ và phễu và mối hàn ngoài. Các điện cực thu và điện cực xả thƣờng
đƣợc treo theo chiều dọc ảnh hƣởng của lực hấp dẫn. Điều này cho phép các yếu tố để
mở rộng hoặc co lại khi có sự thay đổi nhiệt độ này mà không bị ràng buộc hay bóp méo.
g. Hệ thống tải bụi
Bụi sau khi đƣợc xả ra ngoài đƣợc chuyển đi bằng hệ thống tải bụi. Các thiết kế
cho hệ thống này khá đa dạng bao gồm hệ thống tải bụi kiểu vít, kiểu băng tải trƣợt hay
hệ thống băng tải dùng khí nén.

a)

b)

c)

Hình 2.10
a) Hệ thống tải bụi kiểu vít
b) Hệ thống băng tải dùng khí nén
c) Hệ thống tải bụi kiểu băng tải trƣợt

h. Ngồi ra cịn một số bộ phận quan trọng
Electic vibrator- Bộ rung điện: Cực xả hay cực vầng quang cũng cần gõ để ngăn
cản bụi bám quá nhiều có thể gây trở ngại cho việc phóng hồ quang. Điều này thƣờng
đƣợc thực hiện bằng cách sử dụng khí hoặc bộ rung điện, thiết bị này tạo ra sự rung động
nhẹ các dây cực xả. Bộ rung động thƣờng đặt bên ngoài nắp bộ lọc bụi và đƣợc liên kết
với các khung chịu áp lực thông qua các thanh nối. Khung chịu áp lực là bộ phận đỡ các

25