Giải pháp kiểm soát nồng độ bụi trong các nhà máy công nghiệp

Vấn đề đặt ra
Trong quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước càng ngày càng có nhiều nhà máy, khu công nghiệp tập trung được xây dựng và dựa vào hoạt động tạo ra một khối lượng phẩm công nghiệp chiếm một tỷ trọng cao trong toàn bộ sản phẩm của nền kinh tế quốc dân. Bên cạnh đó, sản xuất công nghiệp đã gây nên nhiều ảnh hưởng xấu đến môi trường.

Trong đó có môi trường không khí nếu không có biện pháp thích đáng thì môi trường nói chung và môi trường không khí nói riêng xung quanh các nhà máy, các khu công nghiệp tập trung sẽ đứng trước nguy cơ bị xấu đi trầm trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe của người dân. Ô nhiễm không khí do hoạt động công nghiệp vẫn đang và sẽ là một trong những nguồn gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng nhất.
http://automation.net.vn/images/stor...p_t5-11-80.jpg
Hệ thống kiểm soát nồng độ bụi DDM-fc
http://automation.net.vn/images/stor...p_t5-11-81.jpg
Hình 1: Hệ thống kiểm soát nồng độ bụi DDM-fc
Ô nhiễm không khí được xuất phát nhiều từ các nguồn khói thải như: khói thải từ nguồn đốt nhiên liệu, khí thải từ công nghiệp luyện kim, công nghiệp hóa chất, từ các nhà máy gia công bề mặt kim loại, các nguồn gây ô nhiễm dạng hạt. Hệ quả là gây ra ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Hệ thống kiểm soát nồng độ bụi DDM-fC ra đời nhằm mang lại một bầu không khí sạch hơn cũng như nâng cao hơn nữa hiệu quả sản xuất.
Giải pháp hệ thống kiểm soát nồng độ bụi
Hệ thống kiểm soát nồng độ bụi DDM-fC của Hãng Tanaka Electric Lab là hệ thống kiểm soát bụi thời gian thực hiệu suất cao, hệ thống này được thiết kế phù hợp với các điều kiện môi trường công nghiệp khắc nghiệt như nhiệt độ cao (820°C), áp suất lớn (246 kPa), độ ẩm cao và môi trường nhiễm điện cao. Nó có thể đo nồng độ bụi lên đến 1 mg/Nm3 theo quy định của Luật Kiểm soát Ô nhiễm không khí. Nó được thiết kế cả cho trường hợp làm việc độc lập và cho hệ thống giám sát khí phát thải liên tục CEMS (Continous Emission Monitoring System). Các tín hiệu từ hệ thống này có thể dễ dàng kết nối tới hệ thống điều khiển phân tán DCS (Ditributed Control System). Hệ thống DDM-fC là một sản phẩm hoàn hảo và phù hợp cho cả việc lắp đặt mới hoặc thay thế cho hệ thống giám sát bụi không ổn định hiện có của Quý khách hàng. Hệ thống DDM-fC bao gồm hệ thống đầu đo quang học, dây cáp quang, tủ điều khiển trung tâm, và hệ thống khí chèn làm sạch. Hệ thống đầu đo quang học sử dụng phương pháp tán xạ ánh sáng để đo chính xác nồng độ bụi bên trong ống khói. Hệ thống này có thiết kế rất độc đáo và sáng tạo để có thể hoạt động đo chính xác, tin cậy và với yêu cầu bảo trì thấp. Các bộ vi xử lý điều khiển cho trung tâm điều khiển chính phân tích các dữ liệu từ hệ thống đo quang học và truyền đi các tín hiệu cảnh báo tới hệ thống DCS để kiểm soát toàn bộ nhà máy hoặc điều khiển hệ thống kiểm soát bụi như bộ lọc bụi túi và Bộ lọc bụi tĩnh điện ESP nhằm tránh ô nhiễm môi trường hoặc điều khiển các hệ thống để giảm thiểu các chi phí vận hành của nhà máy. Các dữ liệu phân tích có thể được truyền đến DCS để lưu trữ và sử dụng cho các phân tích trong tương lai.
http://automation.net.vn/images/stor...p_t5-11-82.jpg
Hình 2- Sơ đồ nguyên lý đo tán xạ ánh sáng
http://automation.net.vn/images/stor...p_t5-11-83.jpg
Hình 3- Hình ảnh mô tả thiết bị đo kiểu điện cực

Nguyên lý đo tán xạ ánh sáng của Tanaka Electrict Lab.
Nguyên lý đo tán xạ ánh sáng của Tanaka Electric Laboratory đảm bảo đưa ra được kết quả đo đáng tin cậy trong các điều kiện khắc nghiệt như khói bụi tích điện cao, khói có độ ẩm lớn và khói có vận tốc thường xuyên thay đổi. Diện tích khu vực đo bụi của thiết bị rộng theo cả ba chiều, bao gồm cả vùng diện tích rộng bên trong của ống khói và hệ thống đo quang học có độ nhạy rất cao. Nguyên lý đo tán xạ ánh sáng sử dụng bộ cảm biến quang học đảm bảo khả năng chống nhiễu rất tốt. Thiết kế độc đáo của hệthống này thể hiện ở chỗ là tích hợp hệ thống khí chèn giúp các đầu cảm biến luôn được làm sạch và do đó hầu như không cần bảo trì trong quá trình sử dụng. Ngoài ra, việc lắp đặt toàn bộ thiết bị cũng rất đơn giản. Thiết bị DDM-fC của Tanaka có ưu điểm hơn hẳn các thiết bị đo nồng độ bụi khác sử dụng các nguyên lý đo tán xạ ánh sáng của nguyên lý đo truyền thống là dùng điện cực (electrode method) hoặc phương pháp đo quang thấu (optical penetration method), cụ thể:
http://automation.net.vn/images/stor...p_t5-11-84.jpg
Hình 4- Hình ảnh mô tả nguyên lý đo theo phương pháp quang thấu
* Phương pháp đo bằng điện cực (Electrode method)
Về mặt lý thuyết phương pháp đo bằng điện cực (electrode method) tương đối chính xác, tuy nhiên phương pháp này lại có những nhược điểm như:
- Các tín hiệu đầu ra thường bị nhiễu do độ ẩm và do đó kết quả đo nồng độ bụi là không đáng tin cậy.
- Không phù hợp khi lắp đặt ở đầu ra của các bộ lọc bụi tĩnh điện ESP/ EP.
- Không thể calib dải và điểm 0.
* Phương pháp đo quang thấu (Optical penetration method)
Phương pháp đo quang thấu (optical penetration method): cho luồng ánh sáng đi xuyên qua khói từ 1 phía của ống khói và nồng độ bụi sẽ tương ứng với cường độ hấp thụ lại ánh sáng đó ở đầu kia). Việc đầu tư cho thiết bị theo phương pháp này tương đối thấp, tuy nhiên lại gặp những nhược điểm như:
- Thường phụ thuộc rất nhiều vào tính chất của từng loại khói bụi.
- Diện tích vùng đo theo phương pháp này thường rất nhỏ hẹp và do đó thông số đo thường không chính xác.
- Việc lắp đặt thiết bị rất khó khăn và công việc bảo trì phức tạp, tốn kém.
Bảng so sánh các phương pháp đo
So sánh giữa Phương pháp tán xạ sánh sáng và Phương pháp điện cực
http://automation.net.vn/images/stor...p_t5-11-85.jpg

So sánh giữa Phương pháp tán xạ sánh sáng và Phương pháp đo quang thấu
http://automation.net.vn/images/stor...p_t5-11-85.jpg
Kiểm soát liên tục tin cậy
Đồ thị trên mô tả thông số đo của DDM-fC tại đường ống xả của hệ thống lọc bụi túi của máy nghiền xi măng, việc kiểm soát bụi liên tục và phát hiện nồng độ bụi vượt quá mức cho phép có thể dễ dành nhận thấy trên đồ thị bên trái. Từ đó phát hiện ra sự cố bộ lọc bụi túi bị tắc và cánh gió bị hỏng. Đồ thị bênphải hiển thị thông số đo khi sự cố đã được xử lý.
Trên thực tế, hệ thống DDM-fC cũng đã cho thấy rõ hiệu quả và độ nhạy của phương pháp đo
Hình dưới đây là biểu đồ trend thu được tại nhà máy nhiệt điện chạy than với đường kính ống khói thải tại đầu ra của ESP là 10m.
http://automation.net.vn/images/stor...p_t5-11-86.jpg

http://automation.net.vn/images/stor...p_t5-11-87.jpg
Các lợi ích mang lại
Hệ thống kiểm soát nồng độ bụi của Tanaka Electric Laboratory không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường, thể hiện trách nhiệm xã hội của các doanh nghiệp, mà còn mang lại những lợi ích như:
- Tăng hiệu suất hoạt động của các nhà máy.
- Giảm thiểu chi phí vận hành của bộ lọc bụi tĩnh điện (ESP).
- Tăng tuổi thọ làm việc của các thiết bị trong nhà máy.
Ngoài ra, còn có những lợi ích:
- Giảm thời gian và chi phí cài đặt ban đầu.
- Giảm chi phí và thời gian bảo trì.
Phạm vi ứng dụng của thiết bị
Hệ thống kiểm soát nồng độ bụi DDM-fC được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như:
- Nhà máy điện đốt than, dầu
- Nhà máy thép
- Nhà máy giấy và nguyên liệu giấy
- Nhà máy xử lý chất thải, lò đốt rác thải
- Lò hơi công nghiệp
- Lò hơi Biomass
- Nhà máy xi măng
- Nhà máy luyện kim nhôm.
Thiết bị dùng phương pháp điện cực không thể phát hiện được bụi trong khi DDM phát hiện được. Các tín hiệu đo từ thiết bị DDM là rất ổn định, trong khi các tín hiệu đo từ thiết bị dùng phương pháp điện cực lại rất nhiễu.

Vùng thiết bị DDM vẫn cho các thông số đo được nồng bụi trong khi thiết bị sử dụng 2 phương pháp kia không thể phát hiện được nồng độ bụi.

Các tín hiệu đo của thiết bị DDM và thiết bị sử dụng phương pháp quang thấu là gần như giống nhau. Tuy nhiênvùng đo của thiết bị DDM lớn rất nhiều do đó thông số đo sẽ chính xác hơn nhiều lần.

Theo Số 126 (5/2011)♦Tạp chí tự động hóa ngày nay
http://automation.net.vn/Doanh-nghie...ng-nghiep.html

hay đấy chứ nhỉ?