Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel (: 0918.775.368
Đồ án tốt nghiệp
Mục lục
CHƯƠNG 1:
I.Khái quát .................................................................................................................. 105
................................................................................................................................... 107
III.Các dạng sai hỏng th ờng gặp - nguyên nhân - cách khắc phục ............................ 112
Đại học Bách khoa Hà Nội - Điều khiển tự động - K46 1
Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel (: 0918.775.368
Đồ án tốt nghiệp
Chơng 1.
Giới thiệu tổng quan và công nghệ sản xuất xi măng nhà
máy xi măng tam điệp
I.Giới thiệu tổng quan về nhà máy xi măng Tam Điệp
Nhà máy xi măng Tam Điệp đợc xây dựng trên địa bàn xã Quang Sơn -Thị xã Tam
Điệp-Tỉnh Ninh Bình. Công suất thiết kế là 4000tấn/1ngày đêm (tơng đơng 1,4 triệu tấn
Clinker/1năm). Với số vốn đàu t hàng trăm triệu USD, đây là dây chyền sản xuất xi
măng hiện đại vào loại bậc nhất của nớc ta. Nhà máy đợc khởi công xây dựng từ năm
1998 đến năm 2002 thì hoàn thành và sau 2 năm chạy thử để hiệu chỉnh thông số cơ,
điện, công nghệ hoàn tất, thì đến cuối năm 2004, Nhà máy đã chính thức bớc vào sản
xuất. Mặc dù mới đi vào sản xuất chính thức hơn 1 năm nhng Nhà máy đã và đang ngày
càng khẳng định đợc vị trí của mình trong ngành công nghiệp xi măng của đất nớc.
Với công nghệ khô tiên tiến của hãng F.L.Smith Đan Mạch. Toàn bộ Nhà máy là
một hệ thống sản xuất theo dây chuyền khép kín với thiết bị của các hãng các tập đoàn
công nghiệp lớn trên thế giới. Quá trình sản xuất của Nhà máy từ khâu tiếp nhận
nguyên, nhiên vật liệu đến khâu xuất sản phẩm cho khách hàng đều đợc điều khiển hoàn
toàn tự động từ phòng điều khiển trung tâm CCR (Central Control Room) thông qua hệ
thống máy tính và PLC của hãng Allen-Bradly (Mỹ). Tại nhà máy có hệ thống phân tích
nhanh bằng X quang, chơng trình tối u hóa thành phần phối liệu và hệ thống điều khiển
tự động với hàng nghìn điểm đo, đảm bảo việc điều khiển và giám sát liên tục.
Ngoài các chủng loại xi măng pooc-lăng truyền thống PC30, PC40, Nhà máy còn sản
Thực tế có 2 phơng pháp sản xuất xi măng là khô và ớt. ở phơng pháp ớt nguyên liệu
đợc nghiền mịn trong máy nghiền ớt để tạo mùn (pasti) với độ ẩm 30-50% rồi cho thẳng
vào lò nung. Ngợc lại của phơng pháp khô, nguyên liệu vào lò ở dạng bột ẩm 1% hay
dạng viên độ ẩm 12-14%.
Những yếu tố cơ bản để chọn phơng pháp sản xuất xi măng là các tính chất hóa lý
của nguyên vật liệu, nguồn nhiên liệu và nớc. Nếu nguyên liệu có độ ẩm tự nhiên lớn
hơn 10% trong thành phần hóa học của nó, khả năng phân tán tốt, có đủ nớc và nhiên
liệu thì sản xuất theo phơng pháp ớt tốt hơn.
Phơng pháp khô sẽ hợp lý và kinh tế hơn khi nguyên vật liệu có độ ẩm tự nhiên thấp,
thành phần hóa học đồng nhất và nguồn nhiên liệu, nớc có hạn.
Phơng pháp ớt có sơ đồ đơn giản hơn, tiêu tốn điện năng ít hơn, khối lợng chung của
thiết bị lớn hơn. Khuyết điểm của phơng pháp khô là tiêu tốn điện để nghiền gấp 3 lần
so với phơng pháp ớt.
Vì vậy, khối lợng xi măng sản xuất bàng phơng ớt trớc năm 1965 chiếm khoảng 2/3
tổng sản lợng của thế giới và tỷ lệ phơng pháp ớt ở các nớc nh sau: Liên Xô (cũ) 90%;
Bỉ 100%; Anh 98%; Canada 97-98%; Ba Lan 85%; Pháp 75-85%; Mỹ 60%; CHLB Đức
và Nhật 30%; Italia 10-15%. Ngày nay, ở hầu hết ở tất cả các nớc thì tỷ lệ của phơng
pháp khô tăng lên rất nhiều và là phơng pháp sản xuất chủ yếu.
II.1.3.Thành phần hóa học chính của Clinker
Nguyên liệu chính để sản xuất Clinker là đá vôi (CaO) và đá sét (SiO
2
, Fe
2
O
3
, Al
2
O
3
). Chất lợng của Clinker phụ thuộc vào thành phần hóa học và thành phần khoáng của
Bằng việc thay đổi tỷ lệ hàm lợng các oxyt này khi cấp liệu vào máy nghiền, ta có
thể thay đổi dợc tính chất của xi măng. Ngoài các Oxy cơ bản đó, trong Clinker còn có
các Oxyt khác nh: MgO, NaO, PO, MnOCác Oxyt này ở mức độ khác nhau sẽ ảnh h-
ởng đến chất lợng xi măng.
Trong quá trình nung luyện, 4 Oxyt cơ bản CaO, SiO
2
, Fe
2
O
3
, Al
2
O
3
sẽ tác dụng
với nhau để tạo thành các khoáng xác định tính chất của xi măng. Trong xi măng có các
khoáng chính nh sau:
Silicat 3 Can xi (Alít) 3CaO.SiO
2
Silicat 2 Can xi (Bezit) 2CaO.SiO
2
Đại học Bách khoa Hà Nội - Điều khiển tự động - K46 3
Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel (: 0918.775.368
Đồ án tốt nghiệp
Aluminat 3 Can xi 3CaO.Al
2
O
3
Alumoferit 4 Can xi 4CaO.Al
2
Lò ngắn (60-80m) có xích và thiết bị trao đổi nhiệt trớc xích 1700-1800
kcal/kg
Lò dài (100-150m) 1350-1600 kcal/kg
Lò ngắn (60-100) có thiết bị cô đặc bùn 1300-1450 kcal/kg
Lò ngắn (40-60m) có xích Kalxinato, liệu vào lò có độ ẩm W = 12-14%
(không kể nhiệt để sấy) 850-1100 kcal/kg
Lò ngắn (40-60m) có cyclone trao đổi nhiệt, liệu vào lò là bột khô (không kể
nhiệt để sấy) 900-1100 kcal/kg
II.1.5.Chế độ nhiệt độ của lò quay
Quá trình nung hỗn hợp liệu xi măng bao gồm các quá trình thoát hơi nớc, nung
nóng liệu, phân hóa các sản phẩm đầu tiên, giai đoạn tạo mới và làm nguội sản phẩm.
Trong đó sự nung là một khoảng thời gian dài từ thời điểm nạp liệu đến khi sản phẩm ra
Đại học Bách khoa Hà Nội - Điều khiển tự động - K46 4
Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel (: 0918.775.368
Đồ án tốt nghiệp
khỏi lò. Đoạn lò ở phía đầu nạp liệu mà ở đó gần 90% lợng ẩm vật lý đợc bay hơi hoặc
là vùng xích, bởi vì ở đoạn này (để tăng cờng sự trao đổi nhiệt) ngời ta treo nhiều xích,
vật liệu khi đi ra khỏi vùng này đợc nung nóng đến 90-100
O
C và thờng chứa 6-12% lợng
ẩm còn lại. Nếu ở vùng xích xảy ra sự nung quá nhiệt và làm tăng sự mất mát theo bụi.
Lợng ẩm còn lại sẽ thoát ra ở vùng tiếp sau gọi là vùng sấy, ở đây, nhiệt độ của vật liệu
tăng dến 200-250
O
C. Trong vùng này ngời ta đặt thiết bị trao đổi nhiệt kim loại.
Khi tiếp tục tăng nhiệt độ của vật liệu lên đến 450-500
O
C các tạp chất hữu cơ trong
liệu sẽ cháy và xảy ra phân hóa caolonit kèm theo sự sinh hơi của nớc dín kết hóa học.
Vì vậy, đoạn lò này còn đợc gọi là vùng đehydrat. Đoạn lò mà ở đó tiếp tục nung vật
phơng pháp không có ranh giới thật cố định, tức là sự kết thúc của một giai đoạn trùng
này với sự bắt đầu của một giai đoạn tiếp theo.
II.2.Mô tả Quá trình công nghệ
Sơ đồ khối quy trình công nghệ sản xuất Xi Măng
Đại học Bách khoa Hà Nội - Điều khiển tự động - K46 5
Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel (: 0918.775.368
§å ¸n tèt nghiÖp
Đá vôi
Phụ gia
Đá sét
Máy
đập
Kho đồng
nhất sơ bộ
Kho đồng
nhất sơ bộ
Máy
cán
Máy
đập
Két
chứa
Két
chứa
Két
chứa
Két
chứa
Định
KC ĐL
DầuThan
Hâm, sấy dầu
Nghiền sấy
than
Xuất
Clinker
rời
§¹i häc B¸ch khoa Hµ Néi - §iÒu khiÓn tù ®éng - K46 6
Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel (: 0918.775.368
Đồ án tốt nghiệp
II.2.1.Khai thác, vận chuyển, đập và đồng nhất sơ bộ đá vôi
Đá vôi Hang Nớc đợc khai thác bằng phơng pháp khoan nổ mìn và vận chuyển về
trạm đập của công ty bằng xe ô tô tự đổ. Cự ly vận chuyển từ nơi khai thác bốc xúc về
đến trạm đập khoảng 4 km. Đá đợc đổ vào phễu cấp liệu (131.010) qua cấp liệu tấm đa
đến băng tải tràn (131.030) rồi vào máy đập (131.100). Máy đập đá vôi là loại mấy đập
búa va đập trực tiếp 1 rô to có gắn các thanh đập, năng suất 600tấn/h, có thể đập phôi có
kính thớc lớn đến 2500mm và có thể tích tới 1,5 m
3
. Đá vôi sau khi đập có kích thớc
98% < 150mm, qua băng tải cao su có nhiều dài lên tới 2,8km đợc chuyển vào kho đồng
nhất sơ bộ. Bụi sinh ra đợc lọc qua lọc bụi tĩnh điện (131.120) và các lọc bụi tay áo (lọc
bụi túi) (131.170), (141.040) và đổ vào băng tải cùng với lợng liệu từ máy đập. Máy rải
đá vôi Stacker (151.100) có năng suất bình quân 600tấn/h rải đá vôi thành 2 đống dọc
kho. Khối lợng mỗi đống 16000tấn.Tổng sức chứa của kho đồng nhất đá vôi là 32000
tấn. Hiệu suất đồng nhất (theo bảo đảm của bên bán) là 10:1.
II.2.2.Khai thác, vận chuyển, đập và đồng nhất sơ bộ đá sét
Đất sét Quyền Cây đợc khai thác bằng phơng pháp bốc xúc trực tiếp và vận chuyển
về trạm đập của công ty bằng xe ô tô tự đổ với cự li từ 2,3 đến 2,5km. Liệu đợc đổ vào
phễu cấp liệu (133.010) qua cấp liệu tấm (133.020), băng tải tràn (133.020) đa vào máy
(151.320) vận chuyển lên két chứa đá vôi (331.010). Tốc độ của Reclaimer đợc điều
khiển tự động nhằm giữ cho két chứa ở một độ dầy nhất định (đã đặt trớc) nhờ sự chỉ
báo của tế bào trọng lợng gắn trên két chứa.
Kho chứa đất sét cũng đợc trang bị một Reclaimer (153.300) kiểu cào ngợc, cắt
ngang luống đa sét vào băng tải (153.320) chạy dọc kho sau đó đổ vào băng tải
(153.340) có gắn thiết bị định lợng (151.345) vận chuyển đất trực tiếp vào máy nghiền
liệu.
Quặng sắt (hoặc xỷ pyrit) và nguyên liệu giàu SiO
2
(có thể là phiến silic) cũng đợc
Reclaimer (224.200) kiểu cần cẩu cào vào băng (224.400) chạy dọc kho đồng nhất và đa
vào các két chứa riêng biệt (331.050) cho xỷ, (331.090) cho cát. Tốc độ của Reclaimer
(224.200) sẽ đợc điều khiển để giữ cho két chứa ở một độ đầy nhất định nhờ sự chỉ báo
của các tế bào trọng kợng gắn trên két chứa.
Trừ đất sét đợc định lợng qua băng (153.340), đá vôi, quặng sắt và nguyên liệu giàu
SiO
2
đều đợc định lợng nhờ các băng cân trớc khi đa vào máy nghiền liệu.
Máy nghiền đứng 3 con lăn Atox (341.020) đợc trang bị cho nghiền và sấy hỗn hợp
nguyên liệu. Máy phân ly động (341.021) đợc lắp liền trên máy nghiền liệu để phân loại
bột liệu. Những hạt quá cỡ sẽ đợc quay lại bàn nghiền, những hạt thô văng ra khỏi bàn
nghiền đợc cấp liệu rung (341.030) đa vào hệ thống tuần hoàn vật liệu gồm băng tải
(331.150) và gầu nâng (331.140) đa trở lại máy nghiền.
Trớc khi vào máy nghiền, các kim loại lẫn trong nguyên liệu đợc tách ra bằng các
thiết bị chia tách (331.110) và (331.120).
Nguồn nhiệt cho sấy đợc sử dụng chủ yếu là khí thải lò nung sau quạt Preheater.
Nhiệt độ khí thải lò nung đợc điều chỉnh bằng phơng pháp phun nớc trong tháp điều hòa
khí thải GCT (341.340) để giữ cho nhiệt độ ra khỏi máy nghiền liệu không đổi (ở mức
đặt trớc khoảng 94
0
(341.390) ra ống khói (341.050) nhờ quạt máy nghiền (341.090) và quạt khí thải
(341.400).
Có 5 vòng điều khiển cho quá trình nghiền liệu.
Cân đối cấp liệu máy nghiền.
Cấp liệu máy nghiền.
Lu lợng khí máy nghiền.
Nhiệt độ tại cửa ra máy nghiền.
áp suất thấp tại cửa vào máy nghiền.
II.2.5.Đồng nhất silô bột liệu - CF (361.040)
Silo bột liệu đợc chế tạo bằng bê tông cốt thép có sức chứa 20.000 tấn bột liệu. Đáy
silo đợc bố trí 7 cửa xả liệu ứng với 7 khoang tròn hình nón và đợc sục khí bởi hệ thống
3 quạt thổi pitông quay (361.BL.01- 03) nhằm đạt tới hiệu quả đồng nhất cao.
Hệ thống đờng ống cấp khí sục phức tạp và các hộp khí đặt tại đáy silo tạo nên tầng
sôi bột liệu và xả qua 7 cửa tháo đáy theo chơng trình. Mỗi lần xả gồm 3 cửa đáy tơng
ứng với 3 múi tam giác trong 4 múi tại đáy silo. Mỗi chu kì bằng 60s .Trong chu kì xả
đáy 12 phút, mỗi múi đợc sục khí một lần. Quá trình sục khí silo và xả đáy đợc điều
khiển bởi một bộ PLC lắp đặt trong một hệ thống vi xử lí.
II.2.6.Cấp liệu lò nung
Có 7 cửa tháo tại đáy silo (361.040) mỗi cửa đợc lắp đặt 2 van, một van đợc vận hành
bằng tay, một van vận hành bằng khí nén. Trong vận hành bình thờng các van tay đựơc
mở 100%, các van (361.040.FV01-07) điều chỉnh tuỳ theo mức đầy của phễu nhận và
theo chu kì xả tại các cửa tháo tơng ứng. Sau khi tập chung tại phễu nhận, bột liệu qua
van vận hành khí nén (361.050) vào cân cấp liệu lò nung. Thùng cấp liệu lò nung đợc
giữ theo trọng lợng đặt trớc nhờ sự đóng mở van tự động (361.050) qua các tế bào trọng
lợng gắn trên thùng cấp liệu lò nung. Việc tháo xả bột liệu từ cân cấp liệu lò nung nhờ
van vận hành môtơ (van điều khiển lu lợng 361.FG11) và van vận hành bằng khí nén
(van ngắt sự cố 361.SG11). Trong vận hành bình thờng, van khí nén mở hết. Van vận
hành môtơ đợc điều khiển theo yêu cầu mức cấp liệu lò nung còn gọi là van điều khiển
lu lợng. Khi lộ trình cấp liệu chính bị trục trặc thì lộ trình dự phòng (stand-by) bao gồm
van khí nén (361.SG12) và van điều khiển lu lợng (361.FG12) sẽ đợc mở và sao chép lại
trình canxi hoá xảy ra mãnh liệt khi bột liệu đơc đa vào calciner (421.110) và ống đứng
lò nung để tiếp tục vào C
3
. Trứơc khi vào lò nung, mức độ canxi hoá đạt đợc từ 90-95%.
Nhiệt độ của bột liệu từ 860-875
O
C.
Do có độ dốc và chuyển động quay của lò nung, bột liệu đợc vận chuyển từ đầu lò tới
máy làm lạnh clinker trên chiều dài 71m. Tại đây, dới tác tác dụng nhiệt từ lò phun lò
Douflex (9441.700), bột liệu tiếp tục các phản ứng phân huỷ hoàn toàn cacbonat thực
hiện các phản ứng pha rắn và phản ứng kết khối tạo clinker.
Khi ra khỏi lò quay, Clinker có nhiệt độ khoảng 1350
0
C đợc rơi vào máy lạnh
clinker kiểu ghi (loại Coolax cooler 1284 CC-3 giàn ghi, dẫn động thuỷ lực) để làm
nguội clinker đến nhiệt độ 65
0
C cộng với nhiệt độ của môi trờng.
Quạt Preheater (341.420) là loại quạt tuabin có công suất môtơ 2001 kw, lu lợng khí
637.920m
3
/h, áp suất 850 mm WH tạo sc hút qua hệ thống lò và đa khí thải tới sử dụng
cho máy nghiền liệu hoặc qua ESP (341.390) nhờ quạt khí thải (341.400) đa ra ống
khói . Nhiệt độ khí thải ra môi trờng không vợt quá 150
0
C.
Có 11 vòng điều khiển (control loops) cho hệ thống lò nung clinker trong quá
trình vận hành lò và preheater.
áp suất không đổi trong quạt ID - Fan.
Đại học Bách khoa Hà Nội - Điều khiển tự động - K46 10
còn lại đợc qua quạt hút (441.610) hút qua lọc bụi tĩnh điện ESP (441.610) và đẩy ra ống
khói có trích một phần dử dụng cho sấy than trong máy nghiền than. Bụi lắng từ ESP đ-
ợc hệ thống băng cào vận chuyển bụi clinker về băng gầu (471.010).
Có 7 mạch điều khiển đợc lắp đặt cho hệ thống máy làm nguội Coolax.
áp suất tại cửa ra của lò nung (kiln hood) đợc điều khiển bởi bộ điều khiển
PID bằng vịệc điều chỉnh tốc độ quạt hút khí thải cooler.
Tốc độ ghi 1 đợc điều khiển bởi áp suất CFG từ các quạt K21, K22 và K23.
Tốc độ ghi 2 đợc điều khiển bởi tốc độ ghi 1.
Tốc độ ghi 3 đợc điều khiển bởi tốc độ ghi 2.
Lu lợng khí cho ghi 1 đợc điều khiển bởi việ điều chỉnh van hút của các
quạt K11, K12, k21, K22, K23, K41, K42và các quạt khí kín K20 và K30.
Đại học Bách khoa Hà Nội - Điều khiển tự động - K46 11
Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel (: 0918.775.368
Đồ án tốt nghiệp
Lu lợng khí cho ghi 2 đợc điều khiển bởi việc điều chỉnh các quạt K43 và
K44.
Lu lợng khí cho ghi 3 đợc điều khiển bởi việc điều chỉnh van hút các quạt
K45 và K46.
Nhiệt độ khí thải Cooler tới lọc bụi tĩnh điện ESP đợc điều khiển bởi việc
phun nớc làm mát tới cooler.
II.2.9.Nghiền than
Than cám 4A (nay là 3C) đợc reclaimer (224.200) cào vào băng tải (224.300) chạy
dọc kho và đa tới két chứa (461.060) nhờ hệ thống băng tải. Trớc khi vào két chứa, kim
loại trong than đợc chia tách, thải bỏ nhờ thiết bị phát hiện và chia tách (224.374;
224.372) gắn trên băng tải (224.370). Nhờ máy cấp liệu than vận hành bằng môtơ điều
khiển tốc độ, than đơc tháo qua két chứa vào máy nghiền qua vít tải cấp liệu vào máy
nghiền. Máy nghiền than là loại máy nghiền Atox loại 3 con lăn (Atox 27.5) đợc lắp đặt
cùng máy phân ly động kiểu RAKM 27.5
Than cám đợc nghiền đến độ mịn: 5% sót lại trên sàng 009, các hạt có kích thớc lớn
hơn đợc máy phân ly thải ra quay lại bàn nghiền. Nhờ sức hút của quạt máy nghiền
chọn 2 trong 3 vòi phun calciner và chọn 1 trong 2 quạt cho vòi phun chính lò nung trớc
khi khởi động các nhóm van chuyển than mịn nhng phải yêu cầu công nhận vận hành
khoá các van tay tại cửa ra của quạt stand-by. Tốc độ cấp than cho vòi phun đợc điều
chỉnh bởi tốc độ môtơ cân than. Lợng gió do các quạt thổi sinh ra để đẩy than mịn đơc
coi nh một lợng gió sơ cấp tham gia vào quá trình cháy của vòi phun.
b.Đốt dầu
Dầu MFO đựoc một thiết bị hâm sấy tới nhiệt độ 120-130
0
C và đợc bơm tới vòi
phun cho giai đoạn sấy và khởi động lò bằng bơm cao áp với áp suất từ 30 - 40 bar. Sau
khi đã đi qua một hệ thống van điều khiển lu lợng tại các tổ hợp phân phối, dầu đợc
cung cấp cho các vòi phun:
Vòi phun calciner qua tổ hợp (421.470).
Vòi phun chính của lò nung qua tổ hợp (441.790).
Vòi phun khởi động qua tổ hơp (441.920).
Ngoài ra dầu còn đợc cung cấp tới các generator phát nhiệt cho sấy máy nghiền liệu
và máy nghiền than. Các generator chỉ sử dụng nhất thời. Trong vận hành bình thờng,
khí nóng từ Coolax cooler và từ lò nung đợc cung cấp cho sấy vật liệu thô và than thô
trong máy nghiền liệu và máy nghiền than.
II.2.11.Xử lý khí thải
Khí thải từ lò nung và tháp trao đổi nhiệt đợc quạt preheater (341.420) hút qua GCT
(tháp diều hoà khí thải 341.410) cung cấp cho máy nghiền liệu (9341.021). Nhiệt độ khí
ra khỏi máy nghiền đợc điều khiển bằng generator (341.040) và việc phun nớc trong
GCT (theo vòng điều khiển ). Khi nhiệt độ ra khỏi máy nghiện liệu lớn hơn điểm dặt cho
trớc thì bơm nớc (341.410) sẽ khởi động và phun nớc ở dạng sơng để giảm nhiệt độ khí
và lắng bụi. Khi máy nghiền liệu không làm việc thì điểm đặt nhiệt độ khí thải đợc đặt ở
trớc lọc bụi tĩnh điện (341.090) thờng là không lớn hơn 150
0
C. Nhờ sức hút của quạt khí
thải ESP, khí thải sau khi lắng tại lọc bụi tĩnh điện (341.390) đợc trả ra môi trờng qua
vào máy nghiền xi măng.
Tuyến II: Các băng tải chạy theo chiều nghịch. Clinker, thạch cao và phụ gia
từ các băng cân vào băng tải (541.230) đổ thẳng vào máy nghiền xi măng không qua
thiết bị nghiền sơ bộ.
b.Nghiền xi măng
Máy nghiền xi măng (540.300) năng suất 240tấn /h là loại máy nghiền chu trình kín
với máy phân ly động kiểu Sepak, có lắp đặt hệ thống máy nghiền sơ bộ nhằm nâng cao
năng suất hệ thống nghiền.
Theo tuyến I: Clinker, thạch cao và phụ gia trớc khi vào nghiền sơ bộ đợc tách bỏ
kim loại nhờ các thiết bị (541.100) và (541.140). Sau khi đợc nghiền sơ bộ, vật liệu đợc
đa vào băng tải và gầu nâng để đa vào máy nhiền bi (541.300). Nhờ lực va đập và chà
sát của bi, đạn nghiền, vật liệu đợc nghiền thành xi măng. Sau khi qua máy phân ly
Sepak, xi măng thành phẩm đợc lắng qua 2 lọc bụi túi (541.500) và (541.505) và nhờ hệ
thống vít tải, gầu nâng, máng khí động vận chuyển về silô chứa xi măng. Phần cha đủ độ
mịn (tách ra từ máy phân ly) đợc quay trở lại máy nghiền bi nhờ các máng khí động.
Một cân định lợng kiểu va đập (541.140) đợc lắp đặt cho việc cân vật liệu quay trở
lại máy nghiền. Tốc độ cấp liệu từ các băng cân định lợng (Clinker, thạch cao, phụ gia)
đợc điều khiển tự động phù hợp với các điểm đặt trớc và trị số lu lợng vật liệu quay trở
lại máy nghiền. Có nghĩa là: khi vật liệu quay trở lại máy nghiền (từ máy phân ly Sepak)
tăng thì hệ thống điều khiển tự đông sẽ tác động làm giảm tốc độ các bằng cân Clinker,
thạch cao và phụ gia sao cho tổng cấp liệu máy nghiền là không đổi.
Thiết bị đo âm thanh máy nghiền (541.300) đợc lắp đặt cho việc giám sát tình trạng
bên trong máy nghiền (độ đầy của vật liệu).
Đại học Bách khoa Hà Nội - Điều khiển tự động - K46 14
Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel (: 0918.775.368
Đồ án tốt nghiệp
Tốc độ quay của máy phân ly Sepak đợc điều khiển từ xa bởi ngời vận hành CCR
phù hợp với dữ liệu về độ mịn xi măng từ phòng thí nghiệm.
Một thiết bị phun nớc (541.300-WT 01) đợc cung cấp cho việc làm nguội xi măng
trong máy nghiền. Lu lợng nớc phun có thể đợc điều tiết tự động phù hợp với nhiệt độ
Vận chuyển sản phẩm.
Quạt lọc bụi kiểu MTS 400/392 Môtơ 513 kW.
Khoảng điều chỉnh 33-100%.
II.3.1.2.Năng suất
Máy nghiền đợc thiết kế với năng suất 320 tấn/h ở độ mịn 10% trên sàng 009 .Việc
thiết kế hàm lợng ẩm của hỗn hợp liệu cấp cho máy nghiền là 8% và đợc sấy tới độ ẩm
0.5% với kính thớc vật liệu max: 0%>158 mm và 2%>135 mm.
Đại học Bách khoa Hà Nội - Điều khiển tự động - K46 15
Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel (: 0918.775.368
Đồ án tốt nghiệp
II.3.1.3.Quá trình công nghệ
a.Hệ thống cấp liệu
Các loại nghuyên liệu đợc vận chuyển từ kho tới các két chứa riêng biệt. Từ các két
chứa, nguyên kiệu đợc xả qua các băng cân định lợng theo phần trăm đã định trớc do hệ
thống điều khiển cân đối và điều chỉnh phối liệu tự động thực hiện (riêng đất sét đợc
điều khiển qua thiết bị định lợng (153BW03) gắn trên băng tải (153.340). Bộ điều khiển
tự động cân đối bột liệu sẽ giữ tỷ lệ cấp liệu phù hợp với các hệ số chế tạo mục tiêu
(LSF, SM, AM). Từ các băng cân định lợng, nguyên liệu đợc vận chuyển tới máy nghiền
liệu bởi hệ thống vận chuyển. Để tránh các loại kim loại lẫn trong nghuyên liệu rơi vào
máy nghiền, hệ thống vận chuyển cấp liệu máy nghiền đợc trang bị một máy hút kim
loại kiểu từ tính trên đầu cuối của băng tải chung cấp vào máy nghìên. Cũng trên băng
tải này, một máy phát hiện kim loại đợc trang bị để loại trừ kim loại không nhiễm từ.
Những kim loại này sẽ đợc thải ra sàn tầng trệt nhờ van 2 ngả lắp tại vị trí trớc khi vào
máy nghiền nhờ một van quay cùng một lợng nhỏ khí từ môi trờng.
b.Máy nghiền Atox
Qua van quay, nguyên liệu rơi vào một ống trợt và nạp vào bàn nghiền. Bàn nghiền
quay trên trục cố định nhờ môtơ và hộp giảm tốc máy nghiền. Nguyên liệu đựơc nghiền
mịn do lực ép giữa các con lăn và bàn nghiền. Lực ép đợc sinh ra do áp suất thuỷ lực của
hệ thống bơm thuỷ lực đợc lắp đặt cho hệ thống máy nghiền. áp suất thuỷ lực đợc điều
chỉnh bằng cánh thay đổi điểm đặt trong phòng điều khiển trung tâm. Vật liệu đợc lu giữ
nghiền.
Sau quạt máy nghiền, một phần khí gas của quá trình đợc quay trở lại cửa vào máy
nghiền, một phần đợc dẫn tới lọc bụi tĩnh điện ESP.
e.Vận chuyển sản phẩm
Bột liệu đựơc tập chung bởi các cyclone, lọc bụi tĩnh điện và đợc vận chuyển cùng
với bụi lắng từ tháp điều hoà khí thải tới silô bột liệu.
Một dụng cụ lấy mẫu tự động kiểu vít đợc lắp đặt trên đờng vận chuyển trớc khi vào
silô, lấy các mẫu bột liệu đại diện phục vụ cho việc điều chỉnh thành phần hoá và độ mịn
của bột liệu.
II.3.1.4.Hệ thống điều khiển và các vòng điều khiển
Các mô tơ, máy móc, các van và các thiết bị khác đợc vận hành và điều khiển từ hệ
thống điều khiển trung tâm (Central Control Room).
a.Các chơng trình cho vận hành công đoạn nghiền liệu
Từ phòng điều khiển trung tâm, công đoạn nghiền liệu có thể đợc vận hành bởi việc
lựa chọn một số các chơng trình và một số các chức năng trực tiếp.
Cấu trúc của hệ thống điều khiển bao gồm một số nhóm mô tơ. Các mô tơ của
mỗi nhóm có thể đợc khởi động theo trình tự khi vận hành nhóm. Trong nhóm mô
tơ, một máy chỉ có thể đợc khởi động khi các máy cuối nguồn của nhóm đang vận
hành. Một nhóm mô tơ có thể đợc khởi động khi các nhóm cuối nguồn của công
đoạn đang vận hành.
Các chơng trình đã lắp đặt trong hệ thống điều khiển sẽ thực hiện các thủ tục khởi
động và dừng các máy đã đợc phân chia tới các nhóm. Từ đó, việc vận hành đợc giám
sát tự động, kiểm tra tất cả các liên động cho vận hành, bảo vệ và an toàn .
b.Liên động điện
Liên động vận hành
Nguyên tắc chung của liên động vận hành là không máymóc nào đợc khởi động khi
các máy cuối nguồn của nhóm cha đợc khởi động và khởi động không đúng trình tự đã
sắp đặt trong nhóm. Việc dừng của bất kỳ máy nào sẽ là nguyên nhân dừng của các
máy trớc nó theo trình tự.
Liên động bảo vệ
của quạt máy nghiền dựa trên dụng cụ đo venturi đợc lắp đặt tại vị trí giữa các cyclone
tập trung bột liệu và quạt máy nghiền.
Nhiệt độ tại cửa ra máy nghiền.
Nhiệt độ tại cửa ra máy nghiền đợc giữ ở mức không đổi bằng việc phun nớc trong
máy nghiền hoặc phun nớc trong tháp điều hoà khí thải. Trong trờng hợp sử dụng khí
sấy của lò đốt phụ (heat generator) trong vận hành máy nghiền, việc điều chỉnh nhiệt độ
tại cửa ra máy nghiền tiến hành bằng việc điều chỉnh lu lợng nhiên liệu cấp tới
generator.
áp suất thấp tại cửa vào máy nghiền.
áp suất thấp tại cửa vào máy nghiền đợc giữ ở mức không đổi bằng việc điều chỉnh
van hút của quạt lọc bụi tĩnh điện ESP.
II.3.1.4.Các thiết bị điều khiển từ xa
Các thiết bị sau đây có thể điều khiển từ xa bởi ngời vận hành CCR:
Tất cả các van điều chỉnh.
Tất cả các van ngắt.
Đại học Bách khoa Hà Nội - Điều khiển tự động - K46 18
Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel (: 0918.775.368
Đồ án tốt nghiệp
Van hút quạt ID-fan.
Tốc độ phân ly.
Trị số cấp liệu cuả các thành phần cấp liệu riêng biệt.
Vị trị nâng hạ con lăn.
II.3.1.5.Vận hành máy nghiền
Trình tự khởi động, dừng hệ thống sẽ dễ dàng hơn nhờ các vòng điều khiển và việc
điều khiển bằng tay, sau đây sẽ mô tả việc đặt các thông số máy nghiền và tổ hợp cơ khí
máy nghiền sẽ ảnh hởng tới vận hành máy nghiền nh thế nào.
a.Ghi chép vận hành
Khi phân xởng đang hoạt động ổn định, tất cả các thông số vận hành nh: áp suất,
nhiệt độ, trị số cấp liệu, vị trí van phải đợc ghi chép. Các dữ liệu này rất cần thiết cho
quá trình khởi động lại phân xởng.
Phần ngoại biên của bàn nghiền đợc lắp rắp cùng với vòng chắn. Vòng chắn đợc làm
bởi một các vòng phân đoạn. Bằng việc lắp thêm hoặc tháo hoàn toàn các vòng, chiều
cao của vòng chắn có thể đợc điều chỉnh. Vòng chắn cao hơn sẽ giữ lại vật liệu nhiều
hơn trên bàn nghiền và bằng việc làm nh vậy sẽ cải thiện đợc sự ổn định của quá trình
nghiền. Tuy nhiên, cùng với chiều cao hơn của bàn nghiền, lớp vật liệu trên bàn nghiền
sẽ dày hơn và hiệu quả nghiền sẽ kém.
Việc đặt chiều cao vòng chắn tối u sẽ đợc thiết lập trong quá trình chạy bảo hành
năng suất máy nghiền.
Sau khi thay thế những phần h hỏng của bàn nghiền, chiều cao của vòng chắn nên đợc
lu giữ để duy trì chiều cao vòng chắn thực tế.
Vòng miệng.
Tiết diện vòng miệng đợc điều chỉnh bởi các tấm phôi kích thớc khác nhau đợc cung
cấp cùng với máy nghiền.
điều chỉnh tiết diện có nghĩa là thay đổi vận tốc dòng khí đi qua vòng miệng. Máy
nghiền nên đợc vận hành với tiết diện vòng miệng lớn nhất có nghĩa là vận tốc dòng khí
lớn nhất. Từ đó, vật liệu rơi qua vòng miệng có thể quay trở lại bàn nghiền. Vận tốc
dòng khí gas qua vòng miệng không đợc ở mức thấp mà có thể gây rung động máy
nghiền.
Tiết diện vòng miệng thích hợp sẽ đợc thiết lập trong thời gian chạy bảo hành phân
xởng nghiền liệu.
d.Các thông số tác động khác
Tác động của phép đo độ hạt cấp liệu: Máy nghiền con lăn có khả năng đập hiệu
quả vật liệu cấp tới có kích thớc dạng cục phụ thuộc vào đờng kính con lăn.
Nếu cấp lệu máy nghiền thô có nghĩa là nó chứa nhiều cục lớn hơn. Việc vận hành
máy nghiền có thể có vấn đề. Đó là: Độ rung động máy nghiền cao hơn và mức sản
phẩm nghiền sẽ thấp hơn.
Nếu cấp liệu máy nghiền gồm nhiều hạt nhỏ và bụi, máy nghiền có thể duy trì ổn
định lớp vật liệu nghiền nhng độ rung máy nghiền lại cao hơn. Vấn đề này khắc phục
bằng cách làm tăng lợng nớc phun máy nghiền.
II.3.2.Phân xởng nung CLINKER
áp suất 850 mm.
Nhiệt độ khí 302
o
C.
II.3.2.2.Mô tả quá trình
Hệ Calciner SLC-D đợc lắp đặt và bố trí tách biệt song song với ống đứng lò nung.
Khí cháy cung cấp cho Calciner là khí thải đợc thu hồi từ máy làm nguội kiểu ghi
Coolax. Lò nung đợc trang bị với Calciner 2 nhánh 5 tầng. Vòi phun chính của lò nung
là loại vòi phun Duoflex đợc thiết kế với vận tốc 160 m/ s trong ống gió sơ cấp
(gió 1). Bột liệu đợc xả từ silô CF (Controlled Flow) qua thùng cấp liệu cân tới 2 nhánh
preheater bởi hệ thống gầu nâng và máng khí động theo 3 lộ trình có thể chuyển đổi
thay thế lẫn nhau trong quá trình vận hành. Bột liệu đợc cấp vào ống khí đi lên giữa
cyclone số 1 và cyclone số 2 của hai nhánh preheater qua van quay và đối trọng
(Flap Valve).
Preheater vận hành theo nguyên lý trao đổi nhiệt ngợc dòng. Bột liệu đi xuống qua
các nhánh preheater do trọng lợng và khí nóng do lò, Calciner sinh ra đi ngợc lên do sức
hút của quạt ID - fan. Do đó, bột liệu đợc trao đổi (gia nhiệt) trên lộ trình còn khí nóng
thì mất nhiệt dần.
Khi đến van phân chia của 2 cyclone tầng 4, bột liệu đợc chia thành 2 dòng. Một
dòng đi vào ống gió 3 và một dòng đi vào ống đứng lò nung (cả 2 nhánh A và B của
preheater). Sự phân chia bột liệu sẽ đợc điều chỉnh trong quá trình vận hành và thờng
xấp xỉ: 65% tới ống gió 3; 35% tới ống đứng lò nung.
Đại học Bách khoa Hà Nội - Điều khiển tự động - K46 21
Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel (: 0918.775.368
Đồ án tốt nghiệp
Trong DDC (Calciner), xấp xỉ 58% nhiên liệu đợc đốt cháy. Nhiên liệu trong
Calciner đợc đốt trong vòi phun 2 kênh kiểu đứng cùng với gió 1 đợc lắp đặt trên đỉnh
của DDC. Khí nóng thu hồi từ Cooler, một phần đợc đa vào đỉnh DDC (qua ống gió 3)
cung cấp cho quá trình cháy tại Calciner (gió 3), một phần đợc đa vào lò nung cung cấp
cho quá trình của vòi phun trung tâm (gió 2). Tơng quan giữa lợng gió 1, gió 2, gió 3
máy nghiền liệu. Phần khí d sẽ qua một buồng lắng trớc khi vào lọc bụi tĩnh điện
(ESP).
Khi máy nghiền liệu dừng, toàn bộ khí thải lò nung sẽ đợc qua tháp điều hoà khí thải GCT
(Gas Conditioning Tower). Sau khi qua GCT, khí thải cũng đợc lắng bụi rồi đợc làm sạch nhờ
lọc bụi tĩnh điện ESP trớc khi thải ra môi trờng. Bụi đợc thu hồi trong buồng lắng bụi GCT
và trong ESP đợc đa trở về silô hoặc vào hệ thống cấp liệu lò nung.
II.3.2.3.Thủ tục sấy hệ thống lò nung Clinker
a.Buồng khói, ống đứng buồng khói, preheater, ống gió 3, máy làm nguội và
lò nung
Việc sấy và gia nhiệt cho lớp lót của hệ thống phải đợc tiến hành rất từ từ để tránh sự
nứt rạn và vỡ lớp lót. Đặc biệt chú ý với các zôn lớn lót bằng vữa và bê tông chịu lửa.
Đại học Bách khoa Hà Nội - Điều khiển tự động - K46 22
Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel (: 0918.775.368
Đồ án tốt nghiệp
Cần thiết phải tiến hành các thủ tục sấy lò theo đờng cong sấy theo yêu cầu của các
nhà cung cấp gạch chịu lửa.
Việc sấy hệ thống lò nung phải đợc tiến hành với điều kiện lắp dựng toàn bộ hệ thống
đã hoàn thiện và đồng bộ sau khi sấy, lò nung phải đợc đa vào hoạt động ngay. Quá
trình sấy và nâng nhiệt hệ thống lò nung lần đầu tiên nên đợc phân ra 3 giai đoạn với
khoảng thời gian: 48, 72 và 24 giờ (theo biểu đồ sấy kèm theo).
b.Vận hành sấy lần đầu
Quá trình sấy lần đầu tiên đợc bắt đầu và tiến hành theo 3 giai đoạn sau:
Giai đoạn 1: Sấy ống đứng và buồng khói sử dụng vòi phun khởi động có thể di
chuyển đợc.
Giai đoạn 2: Sấy ống gió 3 và máy làm nguội sử dụng vòi phun Calciner.
Giai đoạn 3: Sấy preheater và lò quay sử dụng vòi phun chính và vòi phun
Calciner.
II.3.2.4.Cung cấp khí trong giai đoạn nâng nhiệt
Trong thời kỳ nâng nhiệt, cần có khối lợng nhiệt lớn nhất đợc tập trung gia nhiệt cho
lò nung có nghĩa là cần có một thể tích gió cần thiết và phù hợp qua lò. Tuy nhiên, một
Một số các gía trị đặt có thể đợc điều khiển tự động bởi các vòng điều khiển và một
số có thể đợc điều khiển bằng tay.
Chức năng khoá liên động và báo động đợc gắn với một số các thông số của quá trình.
b.Các vòng điều khiển (11vòng)
Để duy trì ổn định vận hành bất kể các thay đổi các thông số mà nó có thể làm ảnh h-
ởng tới quá trình, hệ thống đợc cài đặt một vài vòng điều khiển mà nó sẽ thực hiện
những tác động đúng khi đợc đặt trong chế độ tự động.
Không có bộ điều khiển nào cần đặt trong chế độ tự động khi mà các giá trị đầu vào
của quá trình đạt tới ổn định ở mức tơng đơng với điểm đặt của bộ điều khiển.
Để phục vụ cho ngời vận hành trong điều khiển quá trình, các vòng điều khiển sau
đây sẽ có hiệu lực.
áp suất không đổi sau quạt ID-fan:
áp suất giữa quạt ID-fan và quạt lọc bụi - áp suất đợc đo sau quạt ID-fan đợc giữ
không đổi bằng việc điều chỉnh tốc độ quạt lọc bụi. Vịêc làm này duy trì ổn định sức
hút preheater.
Độ đầy của lò nung:
Tốc độ lò nung và mức cấp liệu đợc đồng bộ.
nhiệt độ không đổi sau cyclone tầng 5:
Nhiệt độ khí tại cửa ra cyclone tầng 5 điều khiển lợng nhiên liệu tới DDC. Có 2 nhiệt
độ đợc lựa chọn điểm đặt. Hai bộ điều khiển làm việc theo kiểu nối tầng. Bộ điều khiển
thứ 2 điều khiển điểm đặt nhiệt độ đã chọn sau cyclone tầng 5. Điểm đặt này xác định
điểm đặt nhiên liệu tới bộ điều khiển thứ nhất điều tiết điểm đặt nhiên liệu theo cách
điều chỉnh van dầu nhiên liệu tới vòi phun.
nhiên liệu tới vòi phun không đổi:
Nhiên liệu cấp tới vòi phun sẽ đợc giữ không đổi ở giá trị đặt trớc.
Vị trí van phân chia cấp liệu lò nung:
Vị trí van phân chia cấp liệu sẽ đảm bảo tình trạng nhiệt độ khí nh nhau giữa 2 nhánh
preheater.
nhiệt độ đầu vào lọc bụi tĩnh điện ESP chính:
Nhiệt độ đầu vào đợc điều chỉnh bởi tháp điều hoà khí thải GCT.
đứng buồng khói có thể đợc thay đổi bởi ngời vận hành.
Đồng bộ hoá lò nung:
Ngời vận hành có thể thay đổi sự đồng bộ hoá.
cấp liệu tới lò nung:
Mức cấp nhiên liệu tới hệ thống thiết bị lò nung đợc xác định trên cơ sở sự đánh giá
chất lợng Clinker nh: trọng lợng, hàm lợng vôi tự do, quan sát màu bằng ngoại quan đối
với clinker.
II.3.2.6.Các tình trạng đặc trng liên quan đến vận hành lò nung
a.Phân tích khí
Phân tích khí là một nguồn thông tin rất quan trọng trong việc đánh giá quá trình
cháy. Do đó, điều quan trọng là phải có thiết bị phân tích đúng. Khí (khói) không đợc
chứa đựng bất cứ một loại chất không cháy nào nh: Cacbon (C), Oxytcacbon (CO).
Dới các tình huống có hại, sự có mặt của các loại khí chứa các chất không cháy nh
trên sẽ là nguyên nhân gây cháy hoặc nổ. Mặt khác, việc vận hành lò nung mà để sản
sinh ra nhiều khí CO sẽ làm tiêu tốn thêm nhiên liệu cho 1kg Clinker tăng.
Một lợng khí CO 1% trong khí (khói) bắt buộc phải tiêu tốn thêm trong lò nung xấp
xỉ 40 kcal/Clinker.
Bất cứ sự có mặt nào của chất không cháy cũng đều chỉ báo không tơng thích của khí
cho sự cháy của nhiên liệu. Thậm chí, với một lợng khí thích hợp, khói vẫn có thể chứa
Đại học Bách khoa Hà Nội - Điều khiển tự động - K46 25
Copyright: Tài liệu đại học ©