2012 2013 Stageverslag IVM - Telenetusers.telenet.be/goossens-brecht/Stageverslag.pdfDeze vergunning...

2012 -

2013

Stageverslag IVM

Brecht Goossens

&

Thomas Van de

Steene

Elektriciteit-Elektronica

http://www.balgerhoeke.be/fotos_site/verbrandingsoven1.jpg

Inhoudsopgave

................................................................................................................................... 0

1. IVM ....................................................................................................................... 3

1.1 Werking van de oven ..................................................................................... 4

1.1.1 Verwerking van de restfractie .................................................................. 4

1.1.2 Rookgasreiniging .................................................................................... 4

1.1.3 Energie recuperatie ................................................................................. 5

1.2 Weegbrug en stortbunker .............................................................................. 7

1.3 De verbrandingsoven .................................................................................... 8

1.4 Stoomketels ................................................................................................. 11

1.5 Rookgaszuivering in verschillende stappen ................................................. 11

1.5.1 Elektrostatische filter ............................................................................. 11

1.5.2 Reactor ................................................................................................. 13

1.5.3 Mouwenfilterinstallatie ........................................................................... 16

1.5.4 De katalytische DeNOx installatie ......................................................... 17

1.5.5 De ammoniakopslag ............................................................................. 18

1.6 De schouw ................................................................................................... 18

1.7 Energie recuperatie ..................................................................................... 19

1.7.1 De Stoomturbine en generator .............................................................. 20

1.7.2 Aerocondensor ...................................................................................... 20

1.7.3 De elektriciteitsproductie ....................................................................... 21

1.7.4 Groenestroomcertificaten ...................................................................... 22

2. Doelstellingen .................................................................................................... 23

3. Inhoud van het verslag ....................................................................................... 23

3.1 beschrijving van de opdracht ........................................................................... 24

3.2 gebruikte apparatuur ...................................................................................... 25

4. Onderdelen ........................................................................................................... 26

4.1 de meetomvormer ........................................................................................... 26

4.2 Frequentieomvormer ...................................................................................... 29

4.2.1 Elektrisch schema ..................................................................................... 30

4.2.2 Parameters................................................................................................ 31

4.2.3 Bediening .................................................................................................. 34

4.2.4 Aansluiten Drive ........................................................................................ 34

4.3 De PLC ........................................................................................................... 36

4.3.1 Hardware configuratie ............................................................................... 38

4.3.2Software ..................................................................................................... 38

4.3.2 Programma ............................................................................................... 41

4.3.3 Referentielijst ............................................................................................ 41

4.3.4 Symbolenlijst ............................................................................................. 41

4.4 OP ................................................................................................................... 42

4.4.1 Aanmaken van een project ....................................................................... 42

4.4.2 Maken van beelden (screens) ................................................................... 43

4.4.3 Aanmaken van tags .................................................................................. 45

4.4.4 Communicatie ........................................................................................... 46

4.5 Motor ............................................................................................................... 47

4.5.1 Aansluiting motor ...................................................................................... 47

5. Figurenlijst .......................................................................................................... 49

6. Bijlagen .............................................................................................................. 50

6.1Bijlage 1 :.......................................................................................................... 50

6.2 Bijlage 2........................................................................................................... 51

6.3 Bijlage 3........................................................................................................... 52

7. Besluit ................................................................................................................ 53

8. Bronnen ............................................................................................................. 53

IVM

6EEb Elektriciteit-Elektronica 3

1. IVM

De I.V.M.-afvalenergiecentrale is van het type roosteroven met energierecuperatie. Het wordt als best beschikbare technologie aanvaard. De rookgassen worden gereinigd, er wordt energie gerecupereerd en elektriciteit geproduceerd. De reststoffen (schroot, vliegassen en stofdeeltjes die uit de rook verwijderd werden) worden afgevoerd voor verwerking met respect voor het milieu. De IVM-installatie heeft een vergunning voor verwerking van 100.000 ton per jaar. Deze vergunning geldt tot 2016. De installatie werkt met 2 ovens die 7 dagen op 7, de klok rond, huisvuil verbranden. De I.V.M. heeft zwaar geïnvesteerd in de rookgasreiniging. Dit proces gebeurt in verschillende stappen (elektrische zowel als chemische reiniging), waardoor de uitstoot van schadelijke stoffen tot een absoluut minimum is herleid. De metingen die in de I.V.M. installatie worden verricht liggen beneden de normen die door de Vlaamse overheid worden opgelegd.

De restfractie van het huishoudelijk afval (d.i. wat niet gescheiden kan worden opgehaald met het oog op recyclage) verdwijnt in de restafvalzak. Deze restafvalzak wordt samen met het brandbaar grof huisvuil verbrand in de afvalenergiecentrale in Balgerhoeke. De I.V.M.-afvalenergiecentrale is van het type roosteroven met energierecuperatie. Het wordt als Best Beschikbare Technologie aanvaard. De rookgassen worden gereinigd, er wordt energie gerecupereerd en elektriciteit geproduceerd. De reststoffen (schroot, vliegassen en stofdeeltjes die uit de rook verwijderd werden) worden afgevoerd voor verwerking met respect voor het milieu. De IVM-installatie heeft een vergunning voor verwerking van 100.000 ton per jaar. De vergunning loopt tot 2016. De installatie werkt met 2 roosterovens die 7 dagen op 7, de klok rond, huisvuil verbranden. I.V.M. heeft zwaar geïnvesteerd in de rookgasreiniging. Dit proces gebeurt in verschillende stappen (elektrische zowel als chemische reiniging), waardoor de uitstoot van schadelijke stoffen tot een absoluut minimum is herleid. De metingen die in de I.V.M. installatie worden verricht liggen beneden de normen die door de Vlaamse overheid worden opgelegd.

IVM


1.1 Werking van de oven

Bij de verbranding van het huisvuil worden de rookgassen gereinigd, de assen en het schroot worden afgevoerd voor milieuvriendelijke verwerking. Bij de afkoeling van de rookgassen wordt stoom geproduceerd, waarmee in een turbo-alternator stroom wordt opgewekt.

1.1.1 Verwerking van de restfractie

Een deel van het huishoudelijk afval kan door de samenstelling niet gerecycleerd of hergebruikt worden. Het brandbaar materiaal van deze restfractie wordt verbrand in de afvalenergiecentrale van I.V.M. Deze installatie bestaat uit 2 roosterovens die elk 7 ton huisvuil per uur kunnen verwerken. Op weekbasis wordt zo’n 2.000 ton verwerkt. De installatie is vergund voor 100.000 ton per jaar. Iets minder dan de helft hiervan is afkomstig uit de 19 deelnemende gemeenten. De rest komt van gemeenten buiten het werkingsgebied van I.V.M. en van derden. Tijdens het verbrandingsproces worden de schadelijke stoffen van het afval vernietigd. De onbrandbare resten blijven over onder de vorm van assen en schroot. Deze materialen worden weggevoerd en op milieuvriendelijke wijze verwerkt.

Figuur 1 Rolbrug

1.1.2 Rookgasreiniging

De rookgassen worden grondig gezuiverd. Dit gebeurt in verschillende stappen. Eerst worden vliegassen (stofdeeltjes) opgevangen in een elektrofilter. Daarna wordt in een reactor kalkmelk verneveld zodat dit met de zure bestanddelen reageert. Eveneens wordt natriumbicarbonaat (maagzout) toegevoegd zodat de overige zuren die niet door de kalkmelk werden geneutraliseerd worden gevangen. Een derde stap bestaat in het toevoegen van actief kool aan de rookgassen, zodat alle schadelijke bestanddelen geabsorbeerd worden. Vervolgens zorgt een mouwenfilter ervoor dat alle poedervormige stoffen uit de rookgassen worden opgevangen. Deze reststoffen worden afgevoerd voor verwerking. In 2004 werd een katalytische DeNox installatie in gebruik genomen die door middel van ammoniakinjectie de aanwezige stikstofoxide in de rookgassen zeer sterk vermindert.

IVM


De gezuiverde rookgassen gaan via een ventilator naar de schoorsteen, waar permanent metingen worden uitgevoerd om de kwaliteit van de rookgassen na te gaan. Deze metingen worden meegedeeld aan de overheid die toeziet op de naleving van de strenge milieuvoorschriften.

Figuur 2 de schouw

1.1.3 Energie recuperatie

De rookgassen die vrijkomen na verbranding worden in stoomketels afgekoeld. Met de warmte die hierbij wordt onttrokken, wordt stoom geproduceerd. Met de energie van de stoom wordt in een turbo alternator elektriciteit geproduceerd. Binnen de turbine wordt de hogedrukstoom ontspannen. Nadien wordt de ontspannen stoom gecondenseerd om vervolgens als water opnieuw naar de stoomketels gepompt te worden.

.

Figuur 3 de turbine

IVM


Figuur 4 principe van de oven

1. Weegbrug en Stortbunker 2. De verbrandingsoven 3. Stoomketels 4. Rookgaszuivering in verschillende stappen 5. De schouw 6. Energierecuperatie

http://www.ivmafvalbeheer.be/?Page=Cursus&Higher=6&Item=694&Detail=695






IVM


1.2 Weegbrug en stortbunker

De vrachtwagens die huisvuil aanvoeren worden gewogen op een geijkte weegbrug. Ze worden gewogen als ze toekomen, en als ze vertrekken. Zo weten we het gewicht afval dat deze vrachtwagen heeft gebracht. Per dag wordt ongeveer 400 ton afval aangevoerd.

Figuur 5 de weegbrug

Het afval wordt gelost aan de loskade in de stortbunker. Deze bunker heeft een capaciteit van 1200 ton. De afmetingen van de stortbunker zijn: lengte 32 m, breedte 10 m, maximum stapelhoogte 19 m.

De stortbunker is ook een mengplaats. De verbranding moet soepel verlopen en een constante ‘mengeling’ die in de oven aangeboden wordt staat garant voor constante temperatuur en een stabiel verbrandingsproces. Daarom wordt het afval door de kraanman vermengd. De bunker is uitgerust met 2 loopkranen met een poliepgrijper.

Figuur 6 de stortplaats

IVM


Figuur 7 stortbunker met poliegrijper

1.3 De verbrandingsoven

De I.V.M.-huisvuilverbrandingsinstallatie is uitgerust met 2 ovens die elk 7 ton afval

per uur kunnen verbranden. Het afval wordt door de kraanman via een vultrechter in

de oven gestort. De vultrechter dient als ‘stop’ die werkt als scheiding tussen de

verbrandingskamer en de omgeving. Dit is nodig omdat de oven in onderdruk staat.

De hele installatie is luchtdicht omdat er geen rook mag buitengaan.

Figuur 8 vultrechter

De ovens bestaan uit een voedings- en verbrandingsrooster en een uitbrandtrommel. Een voedingsrooster brengt afval in verbrandingskamer.

Het verbrandingsrooster, dat bestaat uit bewegende elementen (tegels), brengt afval langzaam naar beneden. Hier vindt de eigenlijke verbranding plaats. In een eerste fase droogt het afval, nadien vindt vergassing plaats. Vervolgens ontvlammen de

IVM


koolwaterstoffen en worden ze geoxideerd tot water en koolstofdioxide (spuitwatergas).

Figuur 9 binnenzicht verbrandingskamer

Primaire lucht wordt doorheen het afval geblazen. Hiermee kan men het vuur aanwakkeren of temperen. Boven het brandend afval wordt secundaire lucht ingeblazen. Deze lucht dient voor de verbranding van de gassen en voor de regeling van de temperatuur. De rookgassen worden door een naverbrandingskamer gevoerd, waar de volledige verbranding plaatsvindt.

Figuur 10 oven met luchtleidingen

De luchthoeveelheid wordt continu gemeten, de som van de primaire en secundaire lucht wordt constant gehouden (is de temperatuur te hoog dan wordt meer secundaire lucht ingeblazen en minder primaire lucht, en omgekeerd).

De temperatuur ligt tussen 850 en 1050° Celsius. Temperaturen boven 1050° Celsius kunnen leiden tot verslakking van inerten wat praktische problemen oplevert.

De assen vallen in een draaitrommel; hier gebeurt de rest van de uitbranding. Deze trommel draait traag opdat het vuil helemaal kan uitbranden.

IVM


Figuur 11 uitbrandtrommel

De doorlooptijd van het afval tussen de vultrechter en het einde van de uitbrandtrommel bedraagt ongeveer 2 uur.

Ontijzering en ontassing.

Na uitbranding vallen de bodemassen in een waterbak. Deze waterbak is opnieuw een ‘slot’ waardoor er geen lucht in de oven kan en de oven in onderdruk blijft.

De as komt op een transportketting uit de ontslakker en via een ophaalsysteem op een triltafel terecht, hierna wordt het schroot met een elektromagneet uit de as gehaald en in een container opgevangen en afgevoerd naar een schrootverwerkend bedrijf. De assen vallen in een oplegger en worden afgevoerd voor verwerking : onder andere voor wegenaanleg.

Figuur 12 verwijderen van ijzer met magneetband

Per ton afval blijft ongeveer 20% over in de vorm van assen; per ton afval wordt gemiddeld 23 kg schroot gerecupereerd.

IVM


1.4 Stoomketels

De rookgassen die de oven verlaten op een temperatuur hoger dan 850° Celsius, moeten afgekoeld worden naar een temperatuur beneden 250° Celsius. Vroeger gebeurde dit via het spuiten van water in koeltorens. Sinds 2004 werkt de I.V.M.-huisvuilverbrandingsinstallatie niet langer met een koeltoren, maar wordt er gewerkt met stoomketels waardoor aan energierecuperatie wordt gedaan.

De ketel bestaat uit 2 lege trekken en 2 kolommen met buizen en is 20 meter hoog. De wanden bestaan uit pijpen met kokend water. In de eerste twee trekken gebeurt een overdracht van warmte door straling. In de volgende trekken gebeurt convectie.

De stoom gaat door een reeks pijpen om verder opgewarmd te worden. De reden hiervoor is dat stoom moet drooggemaakt worden opdat er geen fijne waterdruppeltjes in de turbine gevormd zouden worden (cavitatie).

In de stoomketel worden dus gassen afgekoeld tot ca. 230 graden Celsius waarbij dan oververhitte stoom van 400 graden Celsius wordt geproduceerd.

1.5 Rookgaszuivering in verschillende stappen

1.5.1 Elektrostatische filter

Hier vindt de eerste reiniging van de rookgassen plaats. De vliegassen (het oplaaiend stof uit de vuurhaard) worden uit de rookgassen verwijderd; dit gebeurt in de elektrofilter.

Figuur 13 behuizing van de elektrofilter

Het stof wordt geïoniseerd; het stof wordt m.a.w. elektrisch geladen onder invloed van een ioniserend elektrostatisch veld en tegen elektrisch geladen platen aangetrokken. Nadien worden de platen geklopt en het stof valt in een hopper. Daarna wordt het in een container opgevangen en afgevoerd naar speciale installatie voor verwerking. Gemiddeld wordt 3 keer per week een lege container geplaatst op elke lijn.

IVM


Figuur 14 container elektrofilter

IVM


1.5.2 Reactor

De halfnatte reactor heeft een diameter van 9 meter. De gassen worden er gelijkmatig verspreid.

Figuur 15 reactor en silo ongebluste kalk

Hier gebeurt een chemische reiniging (HCl, SO2 en HF worden gevangen).In de reactor worden de gasvormige zuren geneutraliseerd door er een base (kalkmelk) in te spuiten. Ongebluste kalk wordt gemengd met water en wordt nadien in de reactor verneveld door een atomiser, dit is een sneldraaiende schijf die 10.000 toeren per minuut draait. Er vormen zich zeer fijne druppeltjes, het water verdampt praktisch onmiddellijk en dit resulteert in de vorming van zeer fijne kalkkorreltjes. Door die verdamping wordt warmte aan de rookgassen onttrokken en daalt de temperatuur tot ca. 180 °C. De reactor wordt dus gevuld met een nevel van kalkpoeder dat langzaam naar beneden stroomt en waarop de zure bestanddelen van de rookgassen reageren tot zouten.

Per lijn is ongeveer 70 kg ongebluste kalk per uur nodig. Wekelijks komt een oplegger kalk leveren op het bedrijf.

Nadat de meeste zuren ‘geneutraliseerd zijn’ tot zout moeten ook andere stoffen (furanen, kwikdampen, vluchtige niet verbrande koolwaterstoffen, dioxines…) uit de rookgassen gevangen worden. Deze stoffen worden uit de rookgassen gehaald door captatie. Hiervoor wordt actief kool gebruikt. Dit werkt volgens absorptie en adsorptie.

IVM


Figuur 16 installatie actieve kool en opslagsilo

Tussen de reactor en de mouwenfilter wordt een zeer fijn poeder van actief kool ingespoten en innig vermengd met de rookgassen. Dit 'actief' kool is gekenmerkt door een zeer groot poreus oppervlak dat de eigenschap heeft de verontreiniging te ab- en adsorberen. Actief kool is een stof met een zeer grote werkingsoppervlakte: de actieve oppervlakte van een soeplepel actief kool komt overeen met de oppervlakte van een heel voetbalveld.

Per lijn wordt ca. 7 kg actief kool per uur ingespoten door middel van perslucht; per lijn zijn er 2 injecties die zeer nauwkeurig werken. De te injecteren hoeveelheid wordt continu gestuurd door de meting van de gewichtsvermindering op de doseerhoppers. Ten behoeve van de bedrijfszekerheid is het actief koolsysteem ontdubbeld. Normaal werken beide doseerhoppers op 50%. Bij storing neemt één hopper de volledige dosering over.

Figuur 17 doseerhoppers actieve kool

IVM


Naast kalkmelk wordt tussen de reactor en de mouwenfilter ook een 2de reagens gebruikt om het saldo van de zuren te vangen, nl. natriumbicarbonaat (maagzout). Dit is een zeer reactieve base. Onder invloed van de temperatuur ontbindt dit tot natriumcarbonaat, waterdamp en CO2. Het natriumcarbonaat is een zeer efficiënte base die de resterende zuren neutraliseert en bijvoorbeeld met het HCl reageert om NaCl (zeezout) te vormen.

De korrels zijn niet fijn genoeg en moeten worden fijngemalen door maalmolens; nadien worden ze ingespoten in de rookgassen.

De te injecteren hoeveelheid wordt continu gestuurd door meting van het zuurgehalte in de rookgassen juist voor de schouw. Gemiddelde dosering: 15 kg per ton afval.

Figuur 18 bicar maalmolens

IVM


1.5.3 Mouwenfilterinstallatie

Als voorlaatste stap worden een laatste maal alle poedervormige stoffen uit de

gassen gevangen (deze stoffen zijn o.m. de gevormde reactiezouten, resterend

vliegas, stofdeeltjes van kalk, actief kool en de niet uitgereageerde chemicaliën). Dit

gebeurt via de mouwenfilterinstallatie, waarvan de werking kan worden vergeleken

met een grote stofzuigerzak.

Het filteroppervlak bestaat uit 880 mouwen van 5,5 meter lang, gemaakt uit een

speciaal filterend weefsel (het totale filterend oppervlak per lijn is 2.200 m²).

De rookgassen worden door de filtermouwen geleid. Het fijne poeder blijft aan de

buitenzijde van de mouwen hangen en het gereinigde gas verlaat de mouw langs de

binnenzijde. Gedurende de doorgang van de gassen doorheen de laag op de

mouwen treden er ook nog chemische reacties en absorptie op.

Wanneer de laagdikte op de buitenzijde te groot wordt, wordt met een persluchtstoot

de mouwen gereinigd, het poeder valt naar beneden, wordt opgevangen in trechters

en via een transportsysteem afgevoerd naar een container.

Per uur is er ongeveer 175 kg residu per lijn. Om de 2 à 3 dagen moet een lege

container geplaatst worden. De volle containers worden afgevoerd naar een

gespecialiseerde installatie voor verwerking.

Figuur 19 persluchtinstallatie mouwenfilter

IVM


1.5.4 De katalytische DeNOx installatie

We spreken van NOx omdat het gaat over verschillende stikstofoxiden NO, NO2, NO3 (dat met water zure regen vormt) die nog in de rookgassen aanwezig kunnen zijn. Deze stikstofoxides moeten uit de rookgassen verwijderd worden.

De I.V.M.-installatie is uitgerust met een katalytische DeNOx; hier gebeurt een reductiereactie van de stikstofoxides met ammoniak (NH4OH). Er werd voor een katalytische DeNOx geopteerd omdat dit aanzien wordt als BBT (best beschikbare technologie) en tevens de mogelijkheid geeft om – als er aanpassingen in de wetgeving zouden komen – nog bij te sturen. Bovendien vermindert dit de dioxines sterk.

Het systeem werkt als een ‘Polizeifilter’: de dioxines die in de vorige stappen niet zijn vernield, moeten in de DeNOx vernietigd worden.

Figuur 20 structuur DeNOx installatie

De gassen uit de mouwenfilter worden eerst heropgewarmd (met stoom) tot 220° Celsius, nadien wordt ammoniak ingespoten; hierna volgt de reactie op het oppervlak van de katalysator: de aanwezige stikstofoxide wordt omgezet in gewone stikstof en water. Op de katalysator treedt ook het afbreken van dioxines op.

IVM


1.5.5 De ammoniakopslag

De ammoniakale oplossing wordt aangevoerd met tankwagens en opgeslagen in een dubbelwandige, roestvrij stalen tank met een nuttige inhoud van 35m³.

Figuur 21 opslaggebouw ammoniak

In en rond het ammoniakopslaggebouw zijn de nodige meet- en doseerapparaten (niveaumeting, temperatuurmeting, drukmeting) en veiligheidsvoorzieningen aanwezig (inkuiping onder de tank en losplaats, overvulbeveiliging, veiligheidskleppen, urgentiedouche).

1.6 De schouw

Voordat de rook in schouw wordt geblazen passeert het een zuigtrekventilator en een geluidsdemper. De zuigtrekventilator zorgt ervoor dat de rookgassen doorheen het hele systeem worden gezogen en dat het hele systeem in onderdruk is zodat er geen ongereinigde gassen naar buiten kunnen lekken.

Figuur 22 schouw

IVM


De schouw meet 62,5 meter en is gemeenschappelijk voor de 2 lijnen. De schouw heeft een stalen binnenpijp en een betonnen buitenwand.

In de schouw staan op 15 m hoogte meetapparaten om continu de emissiewaarden (SO2, CO, HCl, NO, CO2 en water), evenals het stofgehalte, rookgasdebiet en -temperatuur te meten en te registreren.

De meetresultaten worden elke maand doorgestuurd naar AMINAL. Er is ook een continustaalname ten behoeve van de dioxinemeting.

1.7 Energie recuperatie

In de stoomketel wordt water voorverwarmd in een economiser. Nadien wordt het

water gekookt en verdampt; de stoom wordt gedroogd en oververhit.

Er wordt hogedrukstoom van 400 ° Celsius gevormd. Deze stoom wordt ontspannen

in de turbine. De mechanische energie uit de stoom doet de alternator draaien. In

deze alternator wordt elektriciteit opgewekt.

Figuur 23 bovenaanzicht turbine

IVM


1.7.1 De Stoomturbine en generator

De stoomturbine bestaat eenvoudig uitgelegd uit een serie schoepenrijen die op een as zijn gemonteerd. De stoom oefent een kracht uit op de schoepen, waardoor de as aan een hoge snelheid gaat draaien en een generator aandrijft. In de generator wordt mechanische energie omgezet in elektrische energie.

Figuur 24 alternator 12 000V

Bij de uitgang van de turbine is er onderdruk: de druk bedraagt 0,15 bara (dus beneden atmosferische druk). Stoom ontspant, dus het volume neemt toe (met factor 100) en er wordt energie afgegeven.

1.7.2 Aerocondensor

De stoom die de turbine verlaat is stoom op lage druk (0,15 bar) en lage temperatuur (54° C). Deze stoom wordt vervolgens gecondenseerd om er water van te maken. Dit gebeurt in een aerocondensor: een grote radiator met ventilatoren om de verdampingswarmte bij middel van omgevingslucht af te voeren.

Figuur 25 koelvinnen aerocondensator

IVM


Figuur 26 ventillatoren aerocondensator

Het water wordt verzameld in een condensaatwatertank. Vervolgens – na enige tussenstappen - gaat het water (130 graden Celsius) terug naar de stoomketel via pompen. Dit is een kringloopproces.

1.7.3 De elektriciteitsproductie

De elektriciteitsproductie bedraagt +/- 7 MW

20% wordt gebruikt voor de eigen installatie; 80% wordt verkocht aan SPE (goed voor elektriciteitsvoorziening van 8.000 gezinnen van 4 personen)

Figuur 27 hoogspanningskasten

IVM


1.7.4 Groenestroomcertificaten

Sinds eind 2004 beschikt de I.V.M. over groenestroomcertificaten. Deze certificaten worden bij afvalverbranding toegekend aan energie uit de hernieuwbare fractie (korte cyclus) uit het restafval. Het percentage is momenteel berekend en vastgesteld op 41,08%.

De groenestroomcertificaten worden door de klassieke stroomproducenten aangewend in het kader van hun verplichting om een wettelijk voorgeschreven percentage 'groene stroom' te produceren.

Beschrijving van de opdracht


2. Doelstellingen

Kennis maken met I.V.M

Kennis maken met de personeelsstructuur

Kennis maken met veiligheidsprocedures

Kennis maken met het proces van een waste-to-energy plant

Kennis maken met de structuur en het organiseren van onderhoud

Zelfstandig uitwerken van een automatisatieopdracht

o Het leren programmeren van een universele meet omvormer

o Het leren aansluiten en programmeren van een frequentie sturing

o Het leren opstellen van een PLC hardware configuratie.

o Het leren programmeren van een PLC

o Het leren programmeren van een OP

Opstellen van een verslag

3. Inhoud van het verslag


De meetomvormer

De frequentie omvormer

o Elektrisch schema

o Parameters

o Bediening

De PLC

o PLC hardware configuratie

o Het programma

o Referentielijsten

o Symbolenlijst

OP

o Aanmaken van een project

o Communicatie

o Aanmaken van tags

o Maken van beelden



3.1 beschrijving van de opdracht

Aansturing van een motor met frequentiesturing via PLC en bediening met Operator

Panel.

PLC C7-621

o Samenstellen van PLC hardware configuratie

o Met een externe potmeter of via het OP scherm wordt het setpunt van

de motor ingegeven, de potmeter wordt aangesloten op een

meetomvormer die de weerstandswaarde 0-500 ohm moet omzetten

naar 4-20 mA, de uitgang omgezet naar 0-10V welke ingelezen wordt in

de drive

o Schakelaar start links inlezen via PLC digitale ingang en via digitale

uitgang de frequentieomvormer vrijgeven om te starten.

o Schakelaar start rechts inlezen via PLC digitale ingang en via digitale

uitgang de frequentieomvormer vrijgeven om te starten.

o Schakelaar stop inlezen via PLC digitale ingang.

o Schakelaar noodstop inlezen via PLC digitale ingang.

o Alarmcontact van de frequentiesturing inlezen via PLC digitale ingang.

o Snelheid van de motor van de frequentiesturing inlezen via PLC

analoge ingang, schalen en uitsturen via analoge ingang (0-10V) naar

OP.

De motor moet stoppen bij volgende condities:

Geen startsignaal

Stop of noodstop

Alarm drive

Frequentiesturing

o Programmeren

Instellen motorgegevens

Instellen ingangen / uitgangen

o Aansluiten aan de PLC en motor

OP

o Maken van de nodige tags

o Maken van de nodige schermen

Startscherm

o Scherm 1

F1: sturing

F2: status

F3: instelling

F4: alarmen



Sturing

o Scherm 1

F1: Start motor links

F2: Start motor rechts

F3: Stop

Status

o Scherm 1

Motor draait links of Rechts

Snelheid xxxx tr.min

Instellen

o Scherm 1

Ingave snelheid xxxx

Alarmen

o Scherm 1

Noodstop

Alarm drive

3.2 gebruikte apparatuur

PLC C7-621

Meetomvormer

o Z109REG2

Frequentieomvormer

o Lenze EVF8212-E

SIEMENS SITOP power 5 (voeding)

4 polige automaat 10A

Automaat 5A

2 RELAIS

Stroomtang ampèremeter

o Fluke 771

De meetomvormer


4. Onderdelen

4.1 de meetomvormer

Een omvormer is een elektronisch apparaat dat de ingang van een bepaalde grootheid naar een andere grootheid kan omvormen. In tegenstelling tot een transformator kan een omvormer een gelijkspanning naar een wisselspanning omvormen, of een wisselspanning naar een wisselspanning met een andere frequentie.

We kunnen de meetomvormer Z109REG2 gebruiken voor veel toepassingen :

o omvorming o isolator o transmitter

Figuur 28 De meetomvormer

De meetomvormer wordt ingesteld aan de hand van dip switch schakelaars aan de

zijkant van de meetomvormer. Selecteerbare ingang via dip-switches:

o spanning o stroom o weerstand / potentiometer o thermokoppel o RTD (Pt100, Pt500, Pt1000, Ni100, KTY81, KTY84, NTC) o Selecteerbare analoge uitgang via dip-switches: o spanning: 0..10V ; 2..10V ; 0..5V ; 1..5V o stroom: 0..20mA ; 20..0mA ; 4..20mA ; 20..4mA

http://nl.wikipedia.org/wiki/Elektronica

http://nl.wikipedia.org/wiki/Transformator

http://nl.wikipedia.org/wiki/Gelijkspanning

http://nl.wikipedia.org/wiki/Wisselspanning

http://nl.wikipedia.org/wiki/Frequentie

De meetomvormer


Figuur 29 Programmering meetomvormer

Bij deze toepassing gebruiken we een potentiometer als analoge ingang, en stroom

als analoge uitgang 0-20mA.

De ondergrens en bovengrens van de potmeter stellen we in bij Min Input en Max

Input : hier dus 0 en 500 ohm. Links vanonder stellen we een alarmwaarde in. Via de

dip-switches op de meetomvormer zelf, stel je de in-en uitgang ook nog eens in. De

stand waarin ze momenteel staan, kun je zien op de figuur links onder. Linksboven

stellen we net zoals de ingang, de minimum en maximum waarden in. Vanaf er

21mA vloeit, krijgen we een foutmelding.

De meetomvormer


Figuur 30 switches seneca

Figuur 31 aansluitschema seneca

Op de figuur zien we de aansluiting: op klem 2 en 3 hebben we de voeding van 24V

aangesloten. Op de klemmen 8,9 en 10,12 hebben we de potentiometer

aangesloten. De uitgangen bevinden zich op klemmen 1en 6

De frequentieomvormer


4.2 Frequentieomvormer

Een frequentieomvormer heeft als doel de rotatiefrequentie van de motor te regelen.

Maar een frequentieomvormer kan tegelijkertijd gebruikt worden als aanloop

methode om zo aanloopstromen te beperken.

Om de frequentieomvormer te laten werken moeten we deze eerst programmeren

aan de hand van parameters.

Figuur 32 Frequentieomvormer



Figuur 33 Technische gegevens frequentieomvormer

4.2.1 Elektrisch schema

Zie bijlage 1



4.2.2 Parameters

Figuur 34 instellen parameters frequentieomvormer

Hierboven zien we hoe we de frequentieomvormer hebben ingesteld. Dit doen we met de programmeerbare module die erop zit. Op pg 32 zie je de tabel met de codes die we ingegeven hebben.



Dit zijn de verschillende functies en codes die op de module verschijnen. Via deze

lijst konden we de instellingen maken.



De ingestelde parameters (de uitleg van de parameters vind je in de bijlage 2) :

C001 0

COO2 0

C004 0

C007 0

C008 1

C009 1

C010 /

C011 50

C012 0.5

C013 0.5

C014 4

C015 50

C016 0

C017 0

C018 0

C019 0.1

C021 0

C022 150%

C023 80%

C034 0

C036 7%

C037 20

C038 30

C039 40

C050 0

C052 0

C054 0

C056 0

C061 26°

C079 /

C088 0.8

C091 0.7

C093 8212

C099 82:2.2

C105 5

C108 0.5

C111 128

C117 0

C119 /

C120 /

C125 0

C142 1

C144 1

C161 /

C162 /

C163 /

C164 /

C170 1

C171 0

C178 /

C179 /



4.2.3 Bediening

De frequentieomvormer wordt aangestuurd met 3 maal 400 V. We gebruiken 2 relais

om de frequentieomvormer te laten werken. De ene relais beslist wanneer de

frequentieomvormer spanning krijgt om te werken. De tweede relais kiest welke

richting de motor draait. Als de relais niet aantrekt dan draait de motor rechts en als

de relais hoog is dan zal de motor links draaien. We kunnen de relais op 2 manieren

aansturen. Via de PLC en ook via drukknoppen. Als de vrijlooprelais dus hoog is dan

zal de frequentieomvormer werken en zal de motor beginnen draaien. Wanneer we

op een startdrukknop drukken links of rechts dan zal de vrijlooprelais en de relais die

de motor links of rechts beide aansturen.

4.2.4 Aansluiten Drive

C377 /

C500 2000

C501 10



Figuur 35 Aansluitingen drive

Via bovenstaande gegevens hebben wij de drive aangesloten. Op 7 en 8 komt het

analoog signaal van onze PLC.

Op K12 zit er 24V en K14 is het sturingscontact van de drive. Deze geeft het alarm.

62 is de analoge uitgang. Deze heeft een 0 tot 6V signaal naar de PLC terug. Waar

we dit signaal schalen.

28 is de vrijgave van de drive.

E4 regelt de draairichting van de motor, een 0 signaal= rechts en een 1= links.

39 verbinden we met de massa.

PLC


4.3 De PLC

Op onderstaande fig 32 zien we onze PLC C7-621. Het is een PLC met een scherm

en functietoetsen. Het was de bedoeling een schakeling te maken en deze moest

werken met de functietoetsen en ook met drukknoppen. Met Pro tool hebben we de

teksten op het scherm laten verschijnen.

Figuur 36 PLC C7-621

PLC


Hieronder zien we de aansluiting van de PLC met de voeding, analoge, digitale in- en

uitgangen. Alle massas zijn doorverbonden op de analoge in- en uitgangen.

Digitale uitgangssignalen(oranje draden) sluiten we aan op de digitale uitgangen

(Q124.0 en Q124.1). Deze gaan naar de relais.

De paarse draden zijn analoge ingangssignalen (PIW) we kunnen kiezen tussen

spanning en stroom. Deze signalen lopen of komen naar de drive en meetomvormer.

Figuur 37 Aansluiting PLC

PLC


4.3.1 Hardware configuratie

Figuur 38 Hardware configuratie

In slot 1 komt normaal de voeding van de PLC. In slot 2 kunnen we een PLC

invoeren. Wij hebben gekozen voor de C7-621. Slot 3 is voor de communicatie.

Vanaf slot 4 kunnen we de digitale en analoge in en uitgangen invoegen. Wij hebben

deze echter niet nodig. Bij ons zit alles in onze PLC zelf waardoor we dus geen

voeding, communicatie en in of uitgangen nodig hebben.

4.3.2Software

4.3.2.1 OB1

In de OB1 Hebben we 4 netwerken en hierin roepen we onze FC’s aan. Dit wordt

gedaan zodat het hele project overzichtelijk is. Wanneer we dit niet zouden doen de

FC’s aanvragen dan zou het programma niet kunnen werken.

PLC


4.3.2.2 Scale

Wanneer we een waarde instellen met onze potmeter dan moet deze ook zichtbaar

zijn voor de PLC. Deze ziet echter geen analoge waarden. Hierdoor moeten we ons

signaal dus schalen naar een waarde waarmee de PLC kan werken. Dit doen we

door de blok FC 105.

Figuur 39 FC105

EN: Deze klem kan de ‘scale’ functie uitzetten of aanzetten

IN: Op deze klem sluiten we een analoog signaal aan. PIW staat voor Peripheral

Input Word. Wij sluiten het signaal van de omvormer hierop aan, PIW 134

HI_LIM: Het maximale uitgangs signaal. 1350 tr/min

LO_LIM: Het minimale uitgangs signaal 0 tr/min

RET_VAL: Deze uitgang wordt actief wanneer er een fout optreedt, de waarde wordt

opgeslagen in MW 10

OUT : We kiezen een uitgangsadres, waar de gescaleerde waarde wordt in

opgeslagen :MD20

PLC


BIPOLAIR : Bepalen als het signaal alleen positief kan , of als het ook negatief kan.

Bij ons moet dit alleen positief zijn. Dit is bij ons een vaste 0. Wij gebruiken unipolair.

4.3.2.3 Unscale

We kunnen ook ontschalen. Dit gebruiken we wanneer we een signaal van onze PLC

naar onze frequentieomvormer sturen. De frequentieomvormer kan het signaal van,

de PLC niet lezen dus dit moeten we ontschalen en dit doen we met de blok FC 106.

Figuur 40 FC 106

EN: Deze klem kan de ‘scale’ functie uitzetten of aanzetten.

IN : Hier sluit men de locatie op aan waar men de vorige waarde heeft opgeslagen.

MD20 in dit geval MD staat voor merker dubbel word.

HI_LIM: Het maximale uitgangssignaal.1350 tr/min

LO_LIM: Het minimale uitgangssignaal.0 tr/min

RET_VAL: Deze uitgang wordt actief wanneer er een fout optreedt, de waarde wordt

opgeslagen in MW 22

OUT: We kiezen een uitgangsadres, waar de ongescaleerde waarde wordt in

opgeslagen :MW100

PLC


BIPOLAIR: Bepalen als het signaal alleen positief kan , of als het ook negatief kan.

Bij ons moet dit alleen positief zijn. Dit is bij ons een vaste 0. Wij gebruiken unipolair.

4.3.2 Programma

Zie bijlage 3

4.3.3 Referentielijst

o programmeren C7-621 en OP

http://cache.automation.siemens.com/dnl/DEyNDI0MwAA_6968371_HB/621_

e.pdf

o support.automation.siemens.com/.../621b1_e[1].pdf

o www.seneca.it/download_item.php?

o http://www.lenze.com/nl-be/products/previous-products/inverters/8200-vector-

inverters/

o http://src.lenze.com/lenze-bibliothek/en/_start.htm

4.3.4 Symbolenlijst

Figuur 41 Symbolenlijst

http://cache.automation.siemens.com/dnl/DEyNDI0MwAA_6968371_HB/621_e.pdf

http://cache.automation.siemens.com/dnl/DEyNDI0MwAA_6968371_HB/621_e.pdf

http://www.seneca.it/download_item.php

http://www.lenze.com/nl-be/products/previous-products/inverters/8200-vector-inverters/

http://www.lenze.com/nl-be/products/previous-products/inverters/8200-vector-inverters/

OP


4.4 OP

Een OP is een operating panel. Dit kunnen we omschrijven als het ‘scherm’ van de

PLC. Een OP project maken we aan in SIMATIC ProTool.

4.4.1 Aanmaken van een project

Stap 1:

In SIMATIC manager, kunnen we een OP aanmaken, we gaan bij insert-station-

SIMATIC OP.

Stap 2:

We zien dat in ons project een nieuw tabblad verschijnen: OP1. Als we dubbelklikken

hierop, komen we in een nieuw scherm van SIMATIC ProTool.

OP


Stap 3:

Hier ziet u een screenshot van SIMATIC ProTool. Door te dubbelklikken op Screens

of Tags, maken we deze aan.

4.4.2 Maken van beelden (screens)

Als we op het tabblad screens 2x geklikt hebben, krijgen we volgend venster te zien.

OP


Hier hebben we het screen ingevuld. Dit is ons startscreen. Via de functietoetsen F1-

F5 geven we aan wat er gebeurd als we erop klikken. Als we hier dus bijvoorbeeld op

F2 zouden drukken, komen we in een venster ‘status’ waarin we een aantal functies

kunnen plaatsen, zoals de draairichting of snelheid. In F5 kiezen we of we de

snelheid regelen met de potmeter, of via de OP.

Hier hebben we al onze screens aangemaakt, bij startscherm zien we dat er een ‘x’

staat bij ‘Start Screen’, dit wil zeggen dat als we de PLC opstarten, we dit scherm te

zien krijgen. Zoals op de figuur hierboven, kunnen we dan naar een ander venster

gaan via de toetsen F1,F2, F3, en F4.

OP


4.4.3 Aanmaken van tags

Wanneer we 2x drukken op het tabblad ‘tags’, krijgen we dit venster te zien.

We kunnen de tag een naam geven, zoals hier ‘Start L’. Hier geven we ook een

functie aan de tag, zo kunnen we kiezen tussen merkers, woorden, dubbel woorden

enzoverder. Op deze printscreen gebruiken we een merker M0.0. Wanneer deze

merker nu geset wordt, zal de motor links beginnen draaien.

OP


In de taglijst, zien we uiteindelijk alle tags die we gebruiken.

4.4.4 Communicatie

Voor we kunnen downloaden naar de OP, moeten we eerst 4 stappen doen :

o Het OP project opslaan

o Het project genereren

o De downloadparameters beschrijven

o De pc met de OP connecteren

Hierna moeten we eerst de OP resetten. Dit wil zeggen dat we de voeding moeten

afschakelen en de ‘esc’ toets ingedrukt houden samen met de pijlen die naar onder

en rechts wijzen. Deze houden we vast terwijl we de voeding terug aanzetten. De OP

voert een flashtest uit, en start opnieuw op.

Nadat dit gebeurt is, drukken we op enter, dan F4, en F2. We komen terecht in het

venster OP-mode. Hierin verschijnt ‘Operat. mode online’. Nu moeten we op de

toetsen shift en pijl naar beneden drukken. Er wordt een paswoord gevraagd, dit

paswoord kunnen we ingeven met het numeriek-klavier. Het paswoord is ‘100’

We drukken terug 2x op ‘enter’ en op het scherm komt tevoorschijn ‘ready for

transfer’. Nu kunnen we het OP-project downloaden. Het is dus een heel proces om

de OP te veranderen, dit is om te voorkomen dat iedereen er een aanpassing in zou

kunnen maken.

Motor


4.5 Motor

De motor die we aanstuurden was een 3fasige asynchrone motor van BAUER. We hebben de motor in ster geschakeld.

Figuur 42 Kenmerken motor

4.5.1 Aansluiting motor

Gehele project


Op onderstaande figuur zien we het gehele project : voeding, Plc, drukknoppen,

frequentieomvormer, meetomvormer en motor.

Figuur 43 Gehele project

Figurenlijst


5. Figurenlijst

Figuur 1 Rolbrug ................................................................................................................. 4

Figuur 2 de schouw ............................................................................................................. 5

Figuur 3 de turbine .............................................................................................................. 5

Figuur 4 principe van de oven ............................................................................................ 6

Figuur 5 de weegbrug ......................................................................................................... 7

Figuur 6 de stortplaats ........................................................................................................ 7

Figuur 7 stortbunker met poliegrijper ................................................................................ 8

Figuur 8 vultrechter ............................................................................................................. 8

Figuur 9 binnenzicht verbrandingskamer .......................................................................... 9

Figuur 10 oven met luchtleidingen ..................................................................................... 9

Figuur 11 uitbrandtrommel ................................................................................................10

Figuur 12 verwijderen van ijzer met magneetband ..........................................................10

Figuur 13 behuizing van de elektrofilter ...........................................................................11

Figuur 14 container elektrofilter ........................................................................................12

Figuur 15 reactor en silo ongebluste kalk ........................................................................13

Figuur 16 installatie actieve kool en opslagsilo ...............................................................14

Figuur 17 doseerhoppers actieve kool .............................................................................14

Figuur 18 bicar maalmolens ..............................................................................................15

Figuur 19 persluchtinstallatie mouwenfilter .....................................................................16

Figuur 20 structuur DeNOx installatie ..............................................................................17

Figuur 21 opslaggebouw ammoniak .................................................................................18

Figuur 22 schouw ...............................................................................................................18

Figuur 23 bovenaanzicht turbine.......................................................................................19

Figuur 24 alternator 12 000V ..............................................................................................20

Figuur 25 koelvinnen aerocondensator ............................................................................20

Figuur 26 ventillatoren aerocondensator .........................................................................21

Figuur 27 hoogspanningskasten .......................................................................................21

Figuur 28 De meetomvormer .............................................................................................26

Figuur 29 Programmering meetomvormer .......................................................................27

Figuur 30 switches seneca ................................................................................................28

Figuur 31 aansluitschema seneca .....................................................................................28

Figuur 32 Frequentieomvormer .........................................................................................29

Figuur 33 Technische gegevens frequentieomvormer ....................................................30

Figuur 34 instellen parameters frequentieomvormer ......................................................31

Figuur 35 Aansluitingen drive ...........................................................................................35

Figuur 36 PLC C7-621 ........................................................................................................36

Figuur 37 Aansluiting PLC .................................................................................................37

Figuur 38 Hardware configuratie .......................................................................................38

Figuur 39 FC105 .................................................................................................................39

Figuur 40 FC 106 ................................................................................................................40

Figuur 41 Symbolenlijst .....................................................................................................41

Figuur 42 Kenmerken motor ..............................................................................................47

Figuur 43 Gehele project ...................................................................................................48

Bijlagen


6. Bijlagen

6.1Bijlage 1 :

Eplan

Bijlagen


6.2 Bijlage 2

Lijst met betekenis parameters

Bijlagen


6.3 Bijlage 3

Programma in SIMATIC Manager STEP-7

Besluit


7. Besluit

In deze 2weken stage hebben we zeer veel bijgeleerd. In de eerste plaats over de

werking van het bedrijf IVM, maar ook praktisch en theoretisch van een

meetomvormer, frequentieomvormer, en een PLC C7-621met OP. We schreven een

programma in Pro-Tool, wat volledig nieuw was voor ons. Ook werken met analoge

signalen in een PLC hadden we nog niet gezien.

Wij willen graag IVM bedanken voor ons een stageplek aan te bieden en ons te laten

werken aan een project. Het was een zeer boeiende stage met een goede en

aangename sfeer.

8. Bronnen

o www.ivmmilieubeheer.be

o http://www.eplandata.be

o http://www.merkantile.hr/ProductDocuments/537 Z109REG2.pdf

http://www.ivmmilieubeheer.be/

http://www.eplandata.be/

http://www.merkantile.hr/ProductDocuments/537

2012 2013 Stageverslag IVM - Telenetusers.telenet.be/goossens-brecht/Stageverslag.pdfDeze vergunning...

Documents

Transcript of 2012 2013 Stageverslag IVM - Telenetusers.telenet.be/goossens-brecht/Stageverslag.pdfDeze vergunning...