TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN
BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HOÁ XNCN
====o0o====
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hà nội, 6-2012TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN
BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HOÁ XNCN
====o0o====
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG CẤP THAN LÒ QUAY
NHÀ MÁY XI MĂNG
Trưởng bộ môn : TS. Trần Trọng Minh
Giáo viên hướng dẫn : Hà Tất Thắng
Sinh viên thực hiện : Trần Hải Bình
Lớp : TĐH3 - K52
MSSV : 20076176
Hà nội, 6-2012
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

NHIỆM VỤ


5. Họ tên cán bộ hướng dẫn:6. Ngày giao nhiệm vụ đồ án:
7. Ngày hoàn thành đồ án:
Ngày tháng năm ….
Trưởng bộ môn
( Ký, ghi rõ họ, tên)
Cán bộ hướng dẫn
( Ký, ghi rõ họ, tên)
Sinh viên đã hoàn thành và nộp đồ án tốt nghiệp ngày…. tháng …. năm 2012
Người duyệt
( Ký, ghi rõ họ, tên)
Sinh viên
( Ký, ghi rõ họ, tên)
LỜI CAM ĐOAN
Em xin cam đoan bản đồ án tốt nghiệp: “Nghiên cứu hệ thống cấp than cho lò nung
nhà máy xi măng” do em tự thiết kế dưới sự hướng dẫn của thầy giáo Hà Tất Thắng. Các
số liệu và kết quả là hoàn toàn đúng với thực tế.
Để hoàn thành đồ án này em chỉ sử dụng những tài liệu được ghi trong danh mục
tài liệu tham khảo và không sao chép hay sử dụng bất kỳ tài liệu nào khác. Nếu phát hiện
có sự sao chép em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm.
Hà Nội, ngày 05 tháng 06 năm 2012
Sinh viên thực hiện
Trần Hải Bình
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU 1
CHƯƠNG 5 79
MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 79

tình giúp đỡ em trong suốt quá trình thời gian làm đồ án.
Do thời gian và trình độ bản thân còn hạn chế nên đồ án tốt nghiệp này chắc chắn không
tránh khỏi còn nhiều sai sót, kính mong nhận được sự góp ý của các thầy cô cùng các bạn để bản
đồ án được hoàn thiện hơn.
Hà Nội, ngày 5 tháng 6 năm 2012
Sinh viên thực hiện
Trần Hải Bình
1
Chương 1: Tổng quan công nghệ sản xuất xi măng
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG
1.1. Giới thiệu về nhà máy xi măng Hải Phòng
1.1.1. Giới thiệu chung về nhà máy
Công ty xi măng Hải Phòng tiền thân là Nhà máy xi măng Hải Phòng, được người
Pháp khởi công xây dựng ngày 25/12/1899 trên vùng đất ngã ba sông Cấm và kênh đào
Hạ Lý, là nhà máy sản xuất xi măng đầu tiên tại Việt Nam…
Hình 1.1. Hình ảnh nhà máy xi măng Hải Phòng mới
Xi măng Hải Phòng với nhãn hiệu “Con Rồng” truyền thống từ lâu đã in sâu trong
tiềm thức mỗi người dân Việt Nam. Sản phẩm của chính công ty là xi măng Pooclăng
hỗn hợp PCB30, PCB40 và các loại xi măng đặc biệt khác theo đơn đặt hàng.
Với trên 100 năm tồn tại và phát triển, Công ty xi măng Hải Phòng đã từng cung
cấp xi măng xây dựng nên các công trình lịch sử như Lăng Bác Hồ, Bảo tàng Hồ Chí
Minh, Cầu Thăng Long, Thủy điện Hòa Bình…
2
Chương 1: Tổng quan công nghệ sản xuất xi măng
Theo Quyết định số 1019/TTg ngày 29/11/1997 của Thủ tướng Chính Phủ về việc
đầu tư dự án Nhà máy xi măng Hải Phòng (mới), trên mảnh đất Tràng Kênh – bên cạnh
dòng sông Bạch Đằng lịch sử, dây chuyền Xi măng Hải Phòng mới theo phương pháp
khô (lò quay) do hãng F.L.Smidth (Đan Mạch) chế tạo, cung cấp với công suất 1,4 triệu
tấn xi măng / năm đã hoàn thành và đi vào hoạt động. Đây là dây chuyền sản xuất xi

độ mịn nhất định hoặc trộn chung hỗn hợp Clinke với các phụ gia cần thiết sau khi đã
được nghiền mịn riêng. Khi được sử dụng với các vật liệu xây dựng khác, xi măng trở
thành một chất kết dính, liên kết các thành phần với nhau một cách vững chắc.
Clinke là sản phẩm nung kết khối của hỗn hợp đá vôi, đá sét và cấu tử điều chỉnh
(nếu có). Thành phần hóa học chủ yếu để sản xuất ra Clinke gồm 4 oxit chính là CaO,
SiO
2
, Al
2
O
3
, Fe
2
O
3
. Oxit CaO chủ yếu lấy từ đá vôi CaCO
3
, các oxit còn lại do khoáng sét
cung cấp. Trong trường hợp thiếu Al
2
O
3
sẽ dùng quặng bô xít để tăng cường.
4 oxit chính trong phối liệu khi nung đến 1450ºC sẽ phản ứng với nhau tạo thành 4
khóang chính trong clinker C
3
S (3CaO. SiO
2
) ; C
2

O
3
= 2 - 5%. Ngoài ra còn có một số các oxit khác ở hàm lượng nhỏ :
MgO, Na
2
O, K
2
O ( Hàm lượng MgO <=5%, tổng hàm lượng kiềm không vượt quá 2%).
Hình 1.2. Hình ảnh và kích thước tương đối về clinke
1.2.2. Phân loại xi măng
Có nhiều cách để phân loại xi măng như:
4
Chương 1: Tổng quan công nghệ sản xuất xi măng
- Phân loại theo kiểu lò nung clinke
- Phân loại theo phương pháp phối liệu trước khi nung
- Loại Clinke và thành phần xi măng
- Độ bền (mác xi măng)
- Tốc độ đóng rắn
- Thời gian đông kết
- Các tính chất đặc biệt
Trong các cách phân loại trên, cách phân loại theo độ bền hay mác xi măng
thường được sử dụng nhất, tiếp đó là đến phân loại theo loại Clinke và thành phần xi
măng.
a. Phân loại theo mác xi măng (khi dùng cùng cát nhiều cỡ hạt)
- Mác thấp: độ bền tiêu chuẩn nhỏ hớn 25 Mpa/ cm
2
- Mác thường: độ bền tiêu chuẩn trong khoảng 25 – 45 Mpa/ cm
2
- Mác cao: độ bền tiêu chuẩn lớn hơn 45 Mpa/ cm
2

- Đông kết bình thường: thời gian bắt đầu đông kết quy định từ 45 phút đến 2 h
- Đông kết nhanh: khi thời gian bắt đầu đông kết quy định dưới 45 phút

d. Theo tốc độ đóng rắn
- Loại đóng rắn bình thường và chậm: độ bền tiêu chuẩn đạt được sau 28 ngày
- Loại đóng rắn nhanh: khi độ bền sau 3 ngày đêm đạt được không dưới 55% của
độ bền tiêu chuẩn sau 28 ngày đêm
1.2.3. Công nghệ sản xuất xi măng
Các nguyên liệu sản xuất chính để sản xuất xi măng là đá vôi, đá sét, quặng pyrit
và silica. Ngoài ra để cải thiện chất lượng và thay đổi mác xi măng, trong sản xuất còn
trộn thêm một số phụ gia khác như thạch cao, tro bay, khoáng chất điatomit, thuốc.
Xi măng được sản xuất theo phương pháp khô hiện đại, với dây chuyền đồng bộ,
mức độ cơ khí hóa và tự động hóa cao, nối mạng toàn nhà máy. Các thiết bị trong dây
chuyền được điều khiển tự động từ trung tâm điều hành chính và cụm điều khiển các
công đoạn.
Toàn bộ các thông số kỹ thuật được đo đạc, chuẩn hóa và gửi về trung tâm điều
khiển bằng mạng lưới cáp quang và cáp đôi dây xoắn.
Chất lượng của sản phẩm ở đầu ra của toàn bộ các công đoạn đều được quản lý
một cách nghiêm ngặt bằng hệ thống phân tích đánh giá chất lượng sản phẩm QCX. Từ
việc phân tích chất lượng sản phẩm mỗi công đoạn, hệ thống tự động có sự điều chỉnh
cần thiết để đảm bảo chất lượng của sản phẩm ở khâu cuối cùng.
Quá trình sản xuất xi măng tại nhà máy xi măng Hải Phòng được mô tả như sơ đồ
công nghệ dưới đây:
6
Chương 1: Tổng quan công nghệ sản xuất xi măng
Hình 1.3. Sơ đồ công nghệ sản xuất xi măng nhà máy xi măng Hải Phòng
Công nghệ sản xuất xi măng nói chung gồm các công đoạn sau:
- Công đoạn khai thác và nghiền nguyên liệu thô
- Công đoạn đồng nhất và nghiền nguyên liệu hỗn hợp
- Công đoạn nghiền than

Nguyên liệu đá vôi đầu vào máy đập búa có kích thước lớn nhất 1500 mm, độ ẩm
tối đa 3%, sau khi đập có kích thước nhỏ hơn 60 mm. Đá sét, pyrit và silica luân phiên
đưa vào két chứa và máy cán hai cấp, nguyên liệu đầu vào của cán cấp 1 có kích thước
lớn nhất 600 mm, độ ẩm tối đa là 15 %, đầu ra có kích thước nhỏ hơn 60 mm sẽ là đầu
vào của cán cấp 2, cuối cùng cho liệu đầu ra khỏi máy cán hai cấp lớn nhất là 25 mm.
Trong quá trình vận chuyển bằng các băng tải có các hệ thống lọc bụi tay áo thu
hồi bụi nhằm mục đích giảm ô nhiễm và tận thu.
Liệu sau khi nghiền được vận chuyển vào các kho, quá trình đồng nhất sơ bộ liệu
thực hiện bằng hệ thống cầu dải chạy dọc và băng cào chạy ngang nhà kho. Đá vôi được
dải làm hai đống trong một nhà kho riêng (kho131) với sức chứa 2x11000 tấn. Đá sét
được dải làm hai đống, pyrit một đống, silica một đống trong cùng một nhà kho (kho132)
với sức chứa tương ứng 2x3700, 4200 và 2400 tấn.
9
Kho đá vôi Kho đá sét/pyrit/silica
Vận chuyển bằng băng tải cao
su
Vận chuyển bằng băng tải cao
su
Két chứa đá vôi Két chứa đá sét Két chứa pyrit Két chứa silica
Vận chuyển bằngbăng tải cao su và
gầu nâng
CB định lượng CB định lượng CB định lượng CB định lượng
Máy nghiền liên hợp 3 con lăn
Cyclo lắng
Vận chuyển bằng máng khí động
Silo đồng nhất
Hình 1.5. Sơ đồ nghiền nguyên liệu hỗn hợp và đồng nhất
Chương 1: Tổng quan công nghệ sản xuất xi măng
b. Công đoạn đồng nhất và nghiền nguyên liệu hỗn hợp
10

- Số lượng: thông qua áp suất vi sai, là sự chênh áp giữu đầu vào và đầu ra của khí
trong máy nghiền. Áp suất vi sai tỉ lệ thuận với lượng liệu nghiền được. Khi có sự giảm
hoặc tăng áp suất vi sai so với giá trị ứng với số lượng liệu đặt thì cần giảm hoặc tăng cấp
liệu đầu vào tương ứng.
- Độ mịn: liệu sau khi nghiền được lấy mẫu để phân tích độ mịn, nếu độ mịn lớn thì
tăng tốc độ phân ly, giảm sức hút quạt gió, tăng áp lực nghiền. Nếu vẫn không đạt phải
giảm lượng cấp vào máy nghiền. Nếu độ mịn quá nhỏ thì thao tác vận hành ngược lại.
- Độ ẩm: liệu sau khi nghiền được lấy mẫu để phân tích độ ẩm, nếu độ ẩm thấp thì
mở giảm van gió nóng, mở thêm van gió lạnh. Nếu độ ẩm cao thì thao tác vận hành
ngược lại.
- Thành phần: liệu sau khi nghiền được lấy mẫu để phân tích thành phần bằng hai
máy tính điện tử và phổ kế Rơnghen. Nếu có sự sai lệch về thành phần so với yêu cầu sẽ
điều chỉnh lượng cấp liệu từ các két liệu thành phần và các tốc độ của các cân băng định
lượng, việc điều chỉnh này hoàn toàn tự động thông qua mạng điều khiển của dây
chuyền.
11
Chương 1: Tổng quan công nghệ sản xuất xi măng
c. Công đoạn nghiền than
Công đoạn nghiền than được tiến hành theo các bước như trên hình 1.6.
Động cơ của máy nghiền than là động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc được điều
chỉnh tốc độ bằng biến tần có các thông số:
- Công suất định mức P
đm
= 750 KW
- Điện áp định mức U
đm
= 690 V
- Tốc độ định mức n
đm
= 990 vòng/ phút

lạnh).
d. Công đoạn clinke
Trong dây chuyền sản xuất xi măng, công đoạn clinker là công đoạn quan trọng
nhất. Nguyên liệu đầu vào là đá vôi, đá sét, pyrit và silica được nung chảy, các phản ứng
hóa học ở nhiệt độ cao xảy ra tạo thành clinker. Sau đó clinker được làm nguội, đập nhỏ
đưa vào công đoạn nghiền xi măng.
Các thiết bị chính sử dụng trong công đoạn lò nung:
- Một tháp sấy với năm tầng cyclon có tổng chiều cao 114m, dùng để sấy liệu trước
khi đưa vào lò nung.
- Một calciner cấp nhiệt chính cho tháp sấy năm tầng.
- Lò nung có đường kính 4,15 m, chiều dài 64m với 3 bệ đỡ và độ nghiêng 4
0
.
- Một động cơ chính để quay lò khi hoạt động bình thường, là động cơ một chiều
điều khiển bằng bộ chỉnh lưu sử dụng thyristo, có công suất định mức P
đm
= 560 KW, tốc
độ định mức n
đm
= 942 vòng/phút, hiệu điện thế định mức U
đm
= 600 V và cường độ dòng
điện định mức I
đm
= 798 A.
- Một động cơ phụ để quay chậm lò khi có sự cố, là động cơ không đồng bộ rôto
lồng sóc điều khiển bằng biến tần, có P
đm
= 22 KW, n
đm

Chương 1: Tổng quan công nghệ sản xuất xi măng
- Hệ thống CemScanner quét nhiệt độ vỏ lò nung, có màn hình theo dõi tại phòng
điều khiển trung tâm.
Hoạt động của công đoạn lò nung được vận hành, điều khiển và giám sát tại phòng
điều khiển trung tâm.
Liệu hỗn hợp trong silô đồng nhất sau khi qua hệ thống tháp sấy năm tầng có nhiệt
độ lên đến gần 1000
0
C. Qua hệ thống lò nung, bột liệu được nung ở giôn nung tạo pha
lỏng ở 1450
0
và hình thành clinker. Sau khi làm mát và đập, đầu ra gồm clinker thành
phẩm có kích thước đạt yêu cầu, clinker thứ phẩm có kích thước lớn và bột tả. Bột tả thì
đưa vào silô phụ, clinker thứ phẩm đưa trở lại máy đập búa, còn clinker thành phẩm vận
chuyển vào silô clinker bằng băng tải tấm.
Khí dư có lẫn clinker ở cuối ghi làm mát được thu hồi vào lọc bụi tĩnh điện, qua lọc
bụi tĩnh điện, khí được làm sạch một phần tận dụng cho hệ thống sấy nghiền than, phần
còn lại thải ra môi trường. Clinker lắng ở đáy lọc bụi tĩnh điện được tận thu bằng hệ
thống vít tải đôi đổ vào hệ thống băng tải tấm để vận chuyển vào silô clinker.
Để đảm bảo yêu cầu chất lượng clinker, trong công đoạn sử dụng các vòng điều
chỉnh chính sau:
- Vòng điều chỉnh nhiệt độ: thông tin áp suất và nhiệt độ đo được ở lò nung và
calciner chuyển về phòng điều khiển trung tâm phân tích, từ đó ra lệnh điều khiển lưu
lượng than (hoặc dầu cho giai đoạn sấy) từ các két chứa vào lò nung và calciner tương
ứng.
- Vòng điều chỉnh tốc độ: thông tin áp suất đo được do clinker tác dụng lên các giàn
ghi chuyển về phòng điều khiển trung tâm phân tích, từ đó ra lệnh điều khiển hệ thống
thủy lực dẫn động cho các giàn ghi để vận chuyển clinker.
14
Chương 1: Tổng quan công nghệ sản xuất xi măng

Tháp sấy 5 tầng
Lò nung
Ghi làm nguội
Đập clinker bằng máy đập búa
Vận chuyển bằng băng tải tấm
Silô clinke
Hình 1.7. Sơ đồ quy trình công đoạn clinke
Chương 1: Tổng quan công nghệ sản xuất xi măng

16
Hình 1.8. Sơ đồ quy trình công đoạn nghiền xi măng
Két chứa clinker
Cân băng định lượng
Vận chuyển bằng băng tải cao
su và gầu nâng
Máy nghiền đứng
Vận chuyển phụ gia bằng tầu
Nghiền phụ gia
Vận chuyển bằng băng tải cao
su
Đồng nhất sơ bộ trong kho
Silô clinke
Vận chuyển bằng băng tải cao
su
Vận chuyển bằng băng tải cao
su
Két chứa phụ gia
Cân băng định lượng
Vận chuyển bằng hệ thống băng
tải cao su
18
Chương 2: Hệ thống điều khiển dây chuyền sản xuất
Chương 2
HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT
XI MĂNG
2.1. Tổng quan về mạng truyền thông công nghiệp
2.1.1. Khái niệm
Mạng truyền thông công nghiệp hay mạng công nghiệp là một khái niệm chung
chỉ các hệ thống mạng truyền thông số, truyền bít nói tiếp, được sử dụng để ghép nối các
thiết bị công nghiệp.
a.Đặc điểm
So với các loại mạng truyền thông quảng bá thì mạng truyền thông công nghiệp có
sự khác biệt sau:
- Phạm vi hoạt động: Mạng truyền thông công nghiệp chỉ làm việc trong phạm vi
của một nhà máy công nghiệp.
- Độ tin cậy khi truyền: Vì yêu cầu độ chính xác cao trong việc giám sát nên mạng
truyền thông công nghiệp cần có độ tin cậy cao.
b. Ưu điểm của mạng truyền thông công nghiệp
- Cho phép làm việc với các sản phẩm của nhiều nhà sản xuất khác nhau.
- Là hệ thống mở, đồng thời cho phép hiệu chỉnh để điều khiển từ phòng điều
khiển trung tâm.
- Hệ thống hoạt động với độ tin cậy cao hơn.
- Độ mềm dẻo hoạt động gần như không có giới hạn.
- Giá thành thấp.
- Lượng thông tin truyền tải lớn.
19