Xem mẫu
- Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống cân băng định lượng
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA ĐIỆN
BỘ MÔN TỰ ĐỘNG - ĐO LƯỜNG
NHIỆM VỤ
THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP
LỚP : 04ĐLT
KHOÁ : 2004-2006
: TỰ ĐỘNG - ĐO LƯỜNG
NGÀNH
NỘI DUNG
1. ĐỀ TÀI THIẾT KẾ
KHẢO SÁT HỆ THỐNG CÂN BĂNG ĐỊNH LƯỢNG NHÀ
MÁY XI MĂNG COSEVCO SÔNG GIANH
2 NỘI DUNG PHẦN THUYẾT MINH:
CHƯƠNG1 : TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY XIMĂNG
COSEVCO SÔNG GIANH
CHƯƠNG 2 : QUY TRÌNH SẢN XUẤT XIMĂNG TẠI CÔNG TY
XIMĂNG COSEVCO SÔNG GIANH
CHƯƠNG 3 : HỆ THỐNG CÂN BĂNG ĐỊNH LƯỢNG
CHƯƠNG 4 : TRANG BỊ ĐIỆN DÙNG TRONG CÂN BĂNG ĐỊNH
LƯỢNG
CHƯƠNG 5: GIỚI THIÊU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ KIỂM
TRA PHÉP ĐO DISOCONT
CHƯƠNG 6: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN
LẬP TRÌNH - PLC
(PROGAMMABLE LOGIC CONTROLLER)
CHƯỜNG 7 : THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN KHẢ TRÌNH SIMANTIC S 7 -200
BÄÜ MÄN TÆÛ ÂÄÜNG HOÏA ÂO LÆÅÌNG
- Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống cân băng định lượng
3. BẢN VẼ:
BẢN VẼ A0
4. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ :
5. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ:
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : NGUYỄN HOÀNG MAI
SINH VIÊN THỰC HIỆN ĐẶNG NGỌC TÀI
:
NGUYỄN HUY HƯNG
LÊ QUÝ VƯƠNG
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN GIÁO VIÊN DUYỆT
(Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên)
TRƯỞNG BỘ MÔN SINH VIÊN THỰC HIỆN
(Ký và ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên)
Đà Nẵng, Ngày tháng năm 2006
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG
(Ký và ghi rõ họ tên)
BÄÜ MÄN TÆÛ ÂÄÜNG HOÏA ÂO LÆÅÌNG
- Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống cân băng định lượng
LỜI NÓI ĐẦU
Đối với một Quốc gia nói chung và nước ta nói riêng thì những ngành đóng
vai trò then chốt của nền kinh tế là: Điện, than, dầu khí...và ngành công nghiệp
ximăng cũng không nằm ngoài chiến lược phát triển kinh tế. Công nghiệp
ximăng góp phần thúc đẩy quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước,
xây dựng cơ sở hạ tầng phục vụ dân sinh.
Để nâng cao chất lượng sản phẩm, số lượng sản phẩm cũng như hổ trợ
cho con người những công việc phức tạp, nghành tự động hoá đã ra đời và
mang lại hiệu quả rất cao đáp ứng hoàn toàn những yêu cầu đó của con người.
Tự động hoá là một lĩnh vực đã được hình thành và phát triển rộng lớn
trên phạm vi toàn thế giới, nó đem lại một phần không nhỏ cho việc tạo ra các
sản phẩm có chất lượng và độ phức tạp cao phục vụ nhu cầu thiết yếu trong
cuộc sống. Ở nước ta, lĩnh vực tự động hoá đã được Đảng và Nhà nước quan
tâm và đấu tư rất lớn, cùng với các lĩnh vực công nghiệp chuyển dịch nền kinh
tế theo định hướng công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước.
Nói đến tự động hoá ngày nay không thể không nhắc đến các thiết bị điều
khiển có lập trình. Trong đó PLC (Programmable Logic Controler) là một thiết bị
điển hình. Với những tính năng ưu việt như dể dàng lập trình thông qua nhiều
kiểu ngôn ngữ (LADDER, STL, FBD), có thể thay đổi chương trình điều khiển
một cách đơn giản, khả năng truyền thông mạnh với môi trường bên ngoài (với
PC, PLC...), gọn nhẹ, làm việc tin cậy trong môi trường công nghiệp khắc
nghiệt ...đã làm cho mọi quá trình sản xuất trở nên đơn giản và hiệu quả. Tạo
nên mối liên kết giữa điều khiển quá trình sản xuất và quản lý kinh doanh (hệ
điều khiển giám sát thu thập số liệu - SCADA).
Tại nhà máy ximăng Sông Gianh hầu hết các công đoạn chính trên dây
chuyền sản xuất đều dùng PLC AC800M, các công đoạn sau đây có dùng PLC
S7-200: Máy rút liệu trong các kho đá vôi, đá sét, phụ gia, kho than, cụm đóng
bao và cảng nhà máy.
BÄÜ MÄN TÆÛ ÂÄÜNG HOÏA ÂO LÆÅÌNG
- Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống cân băng định lượng
SIMATIC S7-200 là một thiết bị lập trình với những tính năng mạnh,
nhanh, linh hoạt thể hiện ở tập lệnh đầy đủ, khả năng kết nối đa điểm (MPI),
tốc độ xử lý lệnh cực nhanh, nhiều modul mở rộng với phạm vi ứng dụng cao.
Cùng với tiện ích HMI và phần mềm STEP 7 đã tạo nên mối hệ ngày càng thân
thiện giữa con người và các thiết bị công nghiệp.
Với thời gian và kiến thức có hạn chắc hẳn trong đồ án không tránh
được những sai sót em mong các thầy, các cô giúp đỡ và chỉ dẫn thêm để đồ án
của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy, các cô trong trường cũng như
khoa điện nói chung và các thầy, các cô trong bộ môn tự động hoá - đo lường
nói riêng đã giúp đỡ em nhiều kiến thức trong những năm qua và đặc biệt là sự
hướng dẫn tận tình của thầy giáo Nguyễn Hoàng Mai đã giúp em hoàn thành đồ
án này.
Đà nẵng, ngày tháng năm 2006
Sinh viên thực hiện
BÄÜ MÄN TÆÛ ÂÄÜNG HOÏA ÂO LÆÅÌNG
- Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống cân băng định lượng
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY XIMĂNG COSEVCO SÔNG GIANH
1.1. Vài nét vét nền ngành công nghiệp ximăng Việt Nam.
Trong giai đoạn công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước, để hội nhập
với nền kinh tế đầy biến động của thế giới, đòi hỏi nước ta phải nhanh chóng
nâng cấp, hoàn thiện cơ sở hạ tầng và kiến trúc thượng tầng. Vì thế nên nhu cầu
sử dụng các sản phẩm của ngành vật liệu xây dựng nói chung và các sản phẩm
của ngành ximăng nói riêng đã tăng lên một cách nhanh chóng.
ộ Để đáp ứng nhu cầu xây dựng cơ sở hạ tầng, nhà nước ta đã có các dự
án đầu tư và xây dựng các nhà máy ximăng có công suất lớn và công nghệ sản
xuất hiện đại như nhà máy ximăng Phúc Sơn, nhà máy ximăng Tây Ninh, nhà máy
ximăng Bút Sơn và nhà máy ximăng Hoàng Mai..... Đặc biệt dự án xây dựng nhà
máy ximăng Cosevco Sông Gianh hiện nay sắp đưa vào hoạt động . Đây là nhà
máy sản xuất ximăng theo công nghệ tiên tiến của Cộng hòa liên bang Đức với
phương pháp sản xuất ximăng lò quay, bằng những trang thiết bị mang tính tự
động hóa cao, cải thiện điều kiện làm việc nhằm nâng cao năng suất , đảm bảo
về môi trường và đạt chất lượng sản phẩm.
1.2. Tổng quan về nhà máy ximăng Sông Gianh.
Do sự yêu cầu từ thị trường và đất nước ta đang trong giai đoạn xây dựng
cơ sở hạ tầng . Sau thời gian khảo sát địa hình, địa chất, trữ lượng đá vôi ở các
mỏ lớn, điều kiện giao thông tốt...nên dự án xây dựng nhà máy ximăng
COSEVCO Sông Gianh đã được đầu tư và xây dựng
Vốn đầu tư: 200 triệu USD.
Các thông số chính của nhà máy :
Diện tích mặt bằng: 33 hecta.
Công suất: 1,4 triệu tấn/năm.
Công suất lò nung : 4000 tấn clinke/ngày
Chủng loại sản phẩm :
BÄÜ MÄN TÆÛ ÂÄÜNG HOÏA ÂO LÆÅÌNG
- Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống cân băng định lượng
* Xi măng bao : 1.275.000 tấn /năm ( 50 kg/bao )
Trong đó :
- Xi măng PCB30 : 325.000 tấn /năm
- Xi măng PCB40 : 750.000 tấn /năm
- Xi măng PC50 : 200.000 tấn /năm
Trang thiết bị và công nghệ của POLYSIUS CHLB Đức, với quá trình sản
xuất được tự động hoàn toàn
BÄÜ MÄN TÆÛ ÂÄÜNG HOÏA ÂO LÆÅÌNG
- Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống cân băng định lượng
CHƯƠNG II
QUY TRÌNH SẢN XUẤT XI MĂNG TẠI NHÀ MÁY XI MĂNG
COSEVCO SÔNG GIANH
2.1. Khái niệm:
Xi măng là chất kết dính vô cơ bền nước, sản xuất bằng cách nghiền
clinker xi măng pooclăng với thạch cao và phụ gia ( ≤ 40% )
Clinker xi măng pooclăng là sản phẩm nung đến kết khối hỗn hợp nguyên
liệu đá vôi, đất sét và một số nguyên liệu khác với tỷ lệ sao cho tạo ra đủ các
khoáng silicát, aluminat, alumô fezit can xi
2.2. Thành phần hoá học của Clinker xi măng pooclăng
Là yếu tố quan trọng đánh giá chất lượng clinker, nó gồm 4 ôxit chính:
1) CaO: chiếm (63÷67)%. Là ôxit quan trọng nhất. Để xi măng có chất
lượng cao CaO phải liên kết với các ôxit khác. Lượng CaO tự do còn lại ở
dạng quá lửa làm cho đá xi măng không ổn định thể tích gây hại
Lượng CaO liên kết lớn- xi măng có cường độ cao. Đóng rắn nhanh,
khi đóng rắn toả nhiệt nhiều, không bền hoá
2) SiO2: chiếm (21÷24)%. Liên kết với CaO tạo khoáng SLC, các
khoáng này có khả năng đóng rắn. SiO2 tự do không ảnh hưởng gì đến chất
lượng xi măng. Lượng SiO2 liên kết lớn xi măng có cường độ sau 28 ngày lớn,
đóng rắn chậm, toả nhiệt nhỏ khi đóng rắn, bền hoá hơn
3) Al2O3: chiếm (4÷8)%. Liên kết với CaO tạo thành khoáng Aluminát
và Alumô fezit can xi. Al2O3 liên kết lớn-xi măng có cường độ phát triển lúc đầu
cao sau chậm, thời gian đóng rắn nhanh, toả nhiệt nhiều khi đóng rắn, kém bền
hoá
4) Fe2O3: chiếm (2.5÷5)%. Liên kết với CaO tạo fezit can xi. Fe2O3 lớn
nhiệt độ kết khối của phối liệu giảm, độ nhớt pha lỏng nhỏ dễ tạo khoáng trong
clinker. Nếu Fe2O3 quá lớn xi măng có tỷ trọng cao, cường độ thấp, đóng rắn
chậm, toả nhiệt thấp,bền hoá
BÄÜ MÄN TÆÛ ÂÄÜNG HOÏA ÂO LÆÅÌNG
- Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống cân băng định lượng
5) MgO (< 5%). Khi MgO > 5% làm xi măng không ổn định thể tích khi
đóng rắn vì nó ở dạng dung dịch rắn, thuỷ tinh, periclaz
6) Kiềm: chiếm (0.1÷1)%. Là thành phần không mong muốn vì nó làm
giảm độ nhớt pha lỏng, tăng dính bết, thay đổi tốc độ đóng rắn xi măng, tạo
những vết loang trên cấu trúc. Tác dụng với SiO2 tạo gel silicát kiềm có thể tích
lớn gây mất ổn định, không bền nước
Ngoài ra còn có các ôxit khác như TiO2, Mn2O3, P2O5 .v.v…có ảnh hưởng
nhỏ, không đáng kể đến chất lượng xi măng
2.3. Thành phần khoáng của Clinker xi măng pooclăng
1) Alít: chiếm (45÷65)%. Là khoáng quan trọng nhất, là dung dịch rắn của
C3S (3CaO.SiO2) có tan lẫn (2÷4)% các ôxit khác. Alít (C3S) tạo thành ở nhiệt độ
12500c
C + C2S = C3S
Và chủ yếu tạo thành khi có mặt pha lỏng. Nó bền ở nhiệt độ 12500C÷19000C.
Khi nhiệt độ < 12500C thì C3S = C + C2S
Sự biến đổi này phụ thuộc vào chế độ làm lạnh và sự có mặt các hợp chất hoà
tan trọng C3S
Tính chất của Alít trong xi măng:
• Cho xi măng có cường độ cao nhất sau 28 ngày
• Thời gian đông kết nhanh, đóng rắn nhanh
• Toả nhiệt nhiều khi đóng rắn
• Không bền trong môi trường sulfat
2) Belít: chiếm (10÷30)%. Là dung dịch rắn của C2S (2CaO.SiO2) có tan
lẫn (1÷3)% các ôxit khác. C2S có nhiều dạng thù hình αC2S, βC2S, γC2S. Nhưng
chỉ có dạng βC2S là chất có tính kết dính dạng mong muốn có
Tính chất của Belít trong xi măng:
• Thời gian đông kết chậm
• Toả nhiệt ít khi đóng rắn
BÄÜ MÄN TÆÛ ÂÄÜNG HOÏA ÂO LÆÅÌNG
- Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống cân băng định lượng
• Bền trong môi trường sulfat
3) Aluminát can xi: chiếm (5÷15)%. Là dung dịch rắn của C3A
(CaO.3Al2O3) có tan lẫn (1÷2)% CaO,v.v. Tuỳ theo lượng CaO, T0, và chế độ làm
lạnh clinker mà Aluminát can xi có thể ở dạng C3A, C5A3. Trong clinker xi măng
pooclăng chủ yếu là C3A
Tính chất của Aluminát can xi trong xi măng:
• Cho xi măng có cường độ phát triển nhanh nhưng sau chậm
• Thời gian đông kết nhanh nhất
• Toả nhiệt nhiều khi đóng rắn
• Không bền trong môi trường sulfat
4) Celít: chiếm (5÷12)%. Là dung dịch rắn của C4AF (4CaO.Al2O3.Fe2O3)
có các phần khác nhau phụ thuộc vào phối liệu và điều kiện nung luyện: C8A3F,
C4AF, C2AF,… Chủ yếu là C4AF
Tính chất của C4AF:
• Cho xi măng có cường độ thấp nhất
• Thời gian đông kết chậm
• Toả nhiệt ít nhất khi đóng rắn
• Bền trong môi trường sulfat
5) Pha thuỷ tinh trong Clinker
Do C3A, C4AF ở nhiệt độ cao lỏng làm lạnh thuỷ tinh
• Pha thuỷ tinh có lẫn MgO và các tạp chất khác
• Tuỳ chế độ làm lạnh mà pha thuỷ tinh nhiều hay ít
• Pha thuỷ tinh nhiều, xi măng khi đóng rắn toả nhiệt nhiều
2.4. Các hệ số cơ bản của Clinker xi măng pooclăng
1) Hệ số bão hoà vôi LSF
100. (CaO + 0.75M)
= (90÷98)%
LSF = (2-1)
2.8.SiO2 + 1.18.Al2O3 + 0.65.Fe2O3
BÄÜ MÄN TÆÛ ÂÄÜNG HOÏA ÂO LÆÅÌNG
- Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống cân băng định lượng
LSF biểu hiện mối quan hệ giữa CaO và tổng lượng CaO cần thiết để
bão hoà hoàn toàn các ôxit khác. Chủ yếu là cần có đủ lượng CaO để liên kết
hoàn toàn các ôxit SiO2, Al2O3, Fe2O3 mặt khác phải tránh thừa CaO tự do gây hại
cho xi măng. LSF có ảnh hưởng lớn đến khả năng nung của Clinker
2) Mô đun silic SM
SiO2
= 1.7÷3.5
SM = (2-2)
Al2O3 + Fe2O3
< 2: Dễ nung, thường pha lỏng quét lớp cola gây hại gạch, khó tạo
clinker, lò kém ổn định. Cường độ xi măng thấp
> 3: Khó nung, ít pha lỏng, cần nhiều nhiệt, ít cola, clinker bột, vôi tự do
cao, lò kém ổn định, cường độ xi măng cao, đóng rắn chậm
Sự tăng SM làm giảm khả năng nung clinker do sự giảm hàm lượng pha
lỏng và giảm xu hướng hình thành lớp cola trong lò, sự tăng SM cũng dẫn tới sự
đóng rắn và cường độ xi măng phát triển chậm. Sự giảm SM dẫn đến sự pha
lỏng tăng điều này cải thiện khả năng nung của clinker và hình thành lớp cola
trong lò
3) Mô đun nhôm AM
Al2O3
= 1.5 ÷ 2.5
AM = (2-3)
Fe2O3
AM lớn có nghĩa là C3A lớn, xi măng có xu hướng đóng rắn nhanh. AM
nhỏ tức là C4AF lớn, xi măng đóng rắn chậm, toả nhiệt thấp khi đóng rắn
2.5. Nguyên liệu để sản xuất xi măng
2.5.1. Các nguyên liệu
1) Nhóm nguyên liệu cung cấp CaO
CaO được cấp chủ yếu từ đá vôi và đá sét. Đá vôi thường có CaCO3 >
90% và MgCO3 < 5%, thường CaCO3 yêu cầu là > 92%. CaCO3 phân huỷ thành
BÄÜ MÄN TÆÛ ÂÄÜNG HOÏA ÂO LÆÅÌNG
- Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống cân băng định lượng
CaO ở 6000c÷7000c mạnh nhất là ở 9000c÷10000c. Khi ở nhiệt độ > 10000c CaO
tạo thành có cấu trúc sít đặc kém hoạt tính ( gây hại )
2) Nhóm nguyên liệu khoáng sét
Lấy từ đất sét các loại. Cung cấp từ (65÷75)% SiO2, (10÷20)% Al2O3,
(4÷10)% Fe2O3
3) Các nguyên liệu điều chỉnh
Khi chọn các cấu tử nguyên liệu để tính phối liệu không thể bảo đảm
các hệ số AM, SM là chuẩn xác, có thể nguyên liệu có ít Al2O3 hoặc Fe2O3 hoặc
SiO2 khi đó ta phải dùng các nguyên liệu điều chỉnh. Thiếu Al2O3 ta dùng boxit,
thiếu Fe2O3 ta dùng quặng sắt, thiếu SiO2 ta dùng đá silíc, sét có nhiều silíc hoặc
cát, cát có đặc điểm là khó nghiền mịn nên ít dùng
Ngoài các chất phụ gia điều chỉnh thành phần như đá bazal, thạch cao,
đá đen, đá cao silíc, sắt, người ta còn đưa một số phụ gia khoáng hoá vào nhằm
giảm quá trình nung như: muối HF, CaF2, HCl.v.v. các chất đó tuỳ theo từng loại
có thể làm:
• Xuất hiện pha lỏng sớm
• Giảm độ nhớt pha lỏng
• Phá huỷ mạng tinh thể, tăng phản ứng tạo khoáng
• Ngăn sự hoà tan ngược của các khoáng có lợi
• Xúc tác phản ứng, v.v.
2.5.2. Chuẩn bị và hỗn hợp nguyên liệu
Nguyên liệu chính dùng để sản xuất xi măng là đá vôi và đá sét, ngoài ra
còn có một số nguyên liệu phụ bổ xung như sỉ sắt, boxit, cát,v.v.
1) Đá vôi: được khai thác bằng khoan nổ mìn vận chuyển tới máy đập đá
vôi. Sau khi được đập nhỏ trong máy đập, kích thước đá vào D = (1÷2)m giảm
còn d = (25÷70)mm, độ ẩm ≈1%, đá được vận chuyển tới kho đồng nhất sơ bộ,
được máy đánh đống rải đồng nhất. Máy đập đá vôi là loại máy đập xung lực
làm việc với năng suất 750 tấn/h
BÄÜ MÄN TÆÛ ÂÄÜNG HOÏA ÂO LÆÅÌNG
- Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống cân băng định lượng
2) Đá sét: thường được khai thác bằng máy xúc, ủi, được vận chuyển tới
máy cán sét. Trong công nghiệp xi măng thường dùng máy cán 2 trục có răng làm
việc với năng suất 200 tấn/h với vật liệu vào có kích thước Dmax = 800 mm, độ
ẩm Wmax =(25÷30)%, kích thước liệu ra dmax = 70 mm sau đó vật liệu được vận
chuyển tới kho đồng nhất sơ bộ
3) Các chất phụ gia: như đá bazal, thạch cao, đá đen, đá cao silíc, sắt, sỉ,
boxit.v.v. lượng ít hơn thường được khai thác vận chuyển riêng tới nhà máy và
được chứa vào các kho, két riêng
Các nguyên liệu đá vôi, đá sét được cầu xúc cấp liệu lên các két chứa
riêng, và chúng được định lượng theo tỷ lệ tính toán phối liệu và cấp vào máy
nghiền. Sau khi nghiền, bột liệu phải đạt tiêu chuẩn về thành phần, độ mịn, độ
ẩm. Bột liệu được đồng nhất trong các silo đồng nhất. Có nhiều phương pháp
đồng nhất, người ta đánh giá mức độ đồng nhất qua sự giao động giữa hàm
lượng CaCO3 của vật liệu đầu vào và vật liệu đầu ra
2.6. Nhiên liệu để nung clinker xi măng pooclăng
Nhiệt năng là một trong các thông số quan trọng đánh giá chất lượng
nhiên liệu, đơn vị đo là Cal/g, Kcal/g. Người ta phân biệt giữa nhiệt trị tổng Hs và
nhiệt trị thực Hi
Nhiệt trị tổng Hs của nhiên liệu xác định trong nhiệt lượng kế là số nhiệt
toả ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 đơn vị khối lượng nhiên liệu trong bom kín có
chứa đầy oxi ở áp suất (20÷30)kg/cm2
Nhiệt trị thực Hi khác Hs ở hàm lượng nước của nhiên liệu trước và sau
khi đốt có trong sản phẩm ở dạng hơi (Hs ở dạng lỏng)
Hi đánh giá chính xác hơn về nhiệt trị của nhiên liệu, từ Hi có thể tính
được lượng nhiên liệu cần cho quá trình đốt. Hàm lượng khoáng và ẩm của
nhiên liệu ảnh hưởng đến Hi. Hi không ảnh hưởng đến khả năng đốt cháy của
nhiên liệu
2.6.1. Đặc tính của nhiên liệu
1) Nhiên liệu rắn : dùng than anthracit
BÄÜ MÄN TÆÛ ÂÄÜNG HOÏA ÂO LÆÅÌNG
- Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống cân băng định lượng
Độ ẩm < 3%. Độ ẩm cao làm giảm nhiệt trị của than, nếu quá cao làm
giảm sự bốc cháy, giảm nhiệt độ ngọn lửa, tăng thời gian cháy hết, tăng tính bất
ổn định của than, gây ra sự bám dính trong thiết bị, gây ra hiện tượng cháy bất
ngờ .v.v.Tuy nhiên cần có một lượng ẩm nhất định để tránh nguy cơ nổ
Chất bốc ≈ (5÷8)%. Là đặc tính quan trọng đánh giá khả năng đốt
cháy của than, độ bền dài ngọn lửa
Tro trong than :chiếm (10÷20)%. Khi đốt than thì C và các thành phần
hữu cơ sẽ cháy và tạo thành CO2, SO2 và NO2 (nếu có), lượng tro còn lại phụ
thuộc vào hàm lượng khoáng trong than. Hàm lượng tro trong than ảnh hưởng tới
khả năng cháy của than : làm thấp nhiệt trị, giảm nhiệt độ ngọn lửa và ảnh
hưởng tới thành phần khoáng hoá clinker
Độ mịn : để đạt được sự đốt cháy hoàn toàn trong lò, canciner, tạo
ngọn lửa mong muốn, độ mịn của bột than là rất quan trọng, độ mịn tối ưu tỷ lệ
nghịch với hàm lượng chất bốc, do điều kiện đốt, nhiệt độ đốt cháy khác nhau.
Thường than dùng cho canciner được nghiền mịn hơn
Nhiệt trị: than ≥ 6600 Kcal/kg
2) Nhiên liệu lỏng : Dầu
Trong công nghiệp xi măng thường dùng dầu năng chứa khoảng
86%C, (11÷17)%H và (1÷3)% sulfua. Lượng sulfua ảnh hưởng lớn trong hệ
thống lò nung, 1 phần tạo sulfat kiền, 1 phần tạo sulfat can xi (CaSO4) ở tháp trao
đổi nhiệt và đến zôn nung thì phân huỷ thành SO2, chu kỳ đó làm tăng SO2 dễ tạo
bám dính không cần thiết trong tháp trao đổi nhiệt
Dầu năng thường có nhiệt trị cao (9800÷10000) Kcal/kg. Sự khác biệt
giữa các loại dầu là nhiệt độ dầu cần để có độ nhớt phù hợp từ (2 ÷2.5)E (độ
Engler) hoặc (12÷18) CSt cần thiết đối với phần lớn các vòi đốt để phun dầu
Cần phải sấy nóng dầu để dầu có độ nhớt mong muốn thuận lợi cho việc
vận chuyển dầu, tạo giọt dầu phun phù hợp. Nếu giọt dầu nhỏ quá khó hoà trộn
với không khí, nếu to quá dầu cháy chậm dễ tạo CO, tăng chu kỳ SO2 ảnh hưởng
xấu đến chất lượng clinker, giảm tuổi thọ của vật liệu lót lò
BÄÜ MÄN TÆÛ ÂÄÜNG HOÏA ÂO LÆÅÌNG
- Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống cân băng định lượng
2.6.2. Qúa trình gia công chế biến và đốt nhiên liệu
1) Than :
Than nhập phải phù hợp với các đặc tính kỹ thuật cho phép như:
• Độ ẩm : W < 11.5%
• Kích thước hạt : từ (0÷15)mm
• Chất bốc : (5÷8)%
• Hàm lượng S < 0.6%
• Nhiệt trị từ (6600÷7480)Kcal/kg
• Độ cứng từ 35÷70
Than thô thông thường được nghiền, sấy trong các máy nghiền sấy liên
hợp. Dù nghiền trong máy nghiền đứng hoặc nghiền bi, bột than phải đạt các chỉ
tiêu về độ mịn
Than mịn được đưa vào đốt ở canciner và trong lò nung. Cháy trong
canciner thì nhiệt lượng toả ra khi đốt được bột liệu hấp thụ ngay trong phản
ứng : Nhiệt + CaCO3 CaO + CO2. Nhiệt độ tạm thời chỉ vượt quá nhiệt độ
cân bằng điển hình 8500c ÷ 9000c, ở nhiệt độ thấp này than khó cháy hết nhanh,
để than ở đây cháy nhanh thì bột than cần mịn hơn hoặc cần tạo ra một khu vực
có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ cân bằng. Đây chính là lý do tại sao đốt ở canciner
dễ bị sự cố hơn ở lò nung. Ở lò nung thường được trang bị với vòi đốt nhiều
kênh, hiện đại để dễ điều chỉnh ngọn lửa, ít sự cố, trong lò nhiệt độ nung cao
than dễ cháy hết như mong muốn
2) Dầu năng: dầu được dự trữ trong các bể chứa và được bơm tới các bể
tiếp liệu, được bơm với áp lực cao tới tháp trao đổi nhiệt và trạm vòi đốt đến
các vòi đốt
Nhiệt hâm sấy dầu có thể thực hiện bằng : hơi nước, điện, và truyền
nhiệt thông qua dầu. Khi xử lý dầu không cần đề phòng đặc biệt vì điểm bốc
cháy của nó cao tới 1100c, tuy nhiên nhiệt độ sấy không được quá cáo. Khi đốt
dầu cần phải xử lý như sau :
BÄÜ MÄN TÆÛ ÂÄÜNG HOÏA ÂO LÆÅÌNG
- Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống cân băng định lượng
• Làm nóng tới nhiệt độ không đổi và độ nhớt mong muốn
• Tạo áp lực cần thiết để phun mù
• Điều chỉnh lưu lượng dầu thích hợp cho vòi đốt
• Chỉnh góc phun dầu thích hợp
2.7. Quy trình công nghệ sản xuất xi măng
2.7.1. Nghiền nguyên liệu và đồng nhất
Đá vôi, đá sét, đá cao silic và sắt từ các kho chứa được đưa tới 4 bunker
tương ứng nhờ hệ thống băng tải. Các bunker chứa liệu được lắp đặt các sensor
báo mức và loadcell để giám sát mức liệu có trong bunker. Tại đáy hình côn của
mỗi bunker được gắn thiết bị điều chỉnh lưu lượng khi liệu được tháo ra. Từ 4
bunker, liệu được tháo xuống hệ thống cân định lượng để xác định thành phần
phần trăm các chất theo tỷ lệ tiêu chuẩn. Tỷ lệ các chất được xác định nhờ hệ
thống băng tải cấp liệu tấm và thiết bị loadcell đặt trên hệ thống cân băng. Tỷ lệ
của các loại nguyên liệu có thể được điều chỉnh bằng cách điều chỉnh tốc độ
băng tải thông qua điều chỉnh tốc độ động cơ băng tải hoặc điều chỉnh độ mở
của cửa van cấp liệu. Để giám sát tốc độ động cơ thì trên trục động cơ được đặt
thiết bị đo tốc độ Encoder để đưa tín hiệu về thiết bị điều khiển
Sau khi xác định tỷ lệ phần trăm của các chất, liệu được đưa đến trạm
nghiền, trước khi đến trạm nghiền thì hỗn hợp các chất sẽ đi qua hệ thống máy
dò và tách kim loại để loại bỏ các thành phần kim loại lẫn trong các chất ra khỏi
băng tải
Trong máy nghiền, liệu được cung cấp ở dạng hỗn hợp và được sấy khô
tới 1%. Máy nghiền nguyên liệu là loại máy nghiền con lăn trục đứng PFEIFFER
MPS 4750 có năng suất 320 tấn/h. Qua máy nghiền, liệu được tán nhỏ nhờ hai cơ
cấu con lăn. Để sấy khô bột liệu đồng thời thì trong quá trình nghiền, khí nóng
được dẫn đến từ tháp trao đổi nhiệt của lò nung. Lượng khí nóng cung cấp cho
máy nghiền phụ thuộc vào độ ẩm của hỗn hợp phối liệu trong máy. Máy tính
của quá trình sẽ nhận tín hiệu từ các thiết bị phân tích độ ẩm của hỗn hợp phối
BÄÜ MÄN TÆÛ ÂÄÜNG HOÏA ÂO LÆÅÌNG
- Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống cân băng định lượng
liệu có trong máy, từ đó điều chỉnh lưu lượng và nhiệt độ của dòng khí nóng
cung cấp vào cho máy nghiền sao cho nhiệt độ của hỗn hợp phối liệu ra khỏi
máy nghiền đạt 900c, độ ẩm không quá 1%
Trong máy nghiền, khí thải sẽ mang bột liệu đến thiết bị phân ly động.
Trong bộ phân ly, các hạt có kích thước lớn được tách ra và đưa trở lại bàn
nghiền, các hạt có độ mịn đạt yêu cầu được đưa về 4 cyclone lắng hiệu suất
cao. Thông qua các van gió quay, liệu được tháo ra theo máng khí động đến silo
đồng nhất để chuẩn bị đưa vào lò nung.
Liệu sau khi được gom lại ở 4 cyclone lắng (hiệu suất đạt 90%), qua các
van gió kiểu quay theo máng khí động đến gầu nâng. Tại đầu vào gầu nâng, bột
liệu sẽ được lấy mẫu nhờ thiết bị lấy mẫu tự động với tần suất lấy mẫu 1 lần/
h. Mẫu sẽ được phân tích các thành phần hoá học và so sánh với giá trị đặt trước.
Nếu không thoả mãn giá trị đặt trước thì các chất sẽ được điều chỉnh nhờ hệ
thống cân băng định lượng. Bột liệu sau khi nghiền có độ mịn đạt yêu cầu sẽ
được vận chuyển bằng gầu tải theo máng khí động vào silo chứa qua hệ thống
phân phối song song, silo có sức chứa 20000 tấn. Silo đồng nhất bột liệu làm
việc theo nguyên tắc đồng nhất và tháo liên tục. Việc đồng nhất bột liệu được
thực hiện trong quá trình tháo bột liệu ra khỏi silo. Mức độ đồng nhất của silo là
10:1. Đáy silo có hệ thống khí nén, khí được sục vào trong silo để đồng nhất phối
liệu và tạo ra sự linh động cho phối liệu khi tháo được dễ dàng
Buồng trộn và cửa tháo của silo được liên thông với nhau để đảm bảo
liệu từ silo nạp vào buồng trộn diễn ra đồng thời với nhau bằng dòng khí nén áp
suất cao theo cụm thiết bị tháo và máng khí động. Liệu sau khi được tháo từ
buồng trộn đưa xuống gầu nâng để đến tháp trao đổi nhiệt. Để phân tích thành
phần hoá học và chất lượng của hỗn hợp phối liệu sau khi đồng nhất, thiết bị
lấy mẫu tự động được đặt ở đáy gầu nâng, tần suất lấy mẫu ở công đoạn này
được quy định cụ thể trong quá trình vận hành và sản xuất. Dòng liệu theo máng
khí động xuống van gió kiểu quay và cửa tấm lật vào tháp trao đổi nhiệt theo hai
luồng riêng biệt
BÄÜ MÄN TÆÛ ÂÄÜNG HOÏA ÂO LÆÅÌNG
- Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống cân băng định lượng
2.7.2. Tháp trao đổi nhiệt
Tháp trao đổi nhiệt gồm 2 nhánh 5 tầng. Tầng 5 có 2 cyclone, tầng 4 đến
tầng 1, mỗi tầng có một cyclone lắng. Tháp trao đổi nhiệt có chức năng thực
hiện quá trình canxi hoá, sấy khô và gia nhiệt cho bột liệu theo nguyên tắc đối
lưu. Liệu được dòng khí nóng đưa vào cyclone tầng 5 đến khi lượng liệu lắng
được nhiều thì van đối lưu mở, hỗn hợp liệu được dòng khí nóng thổi vào
cyclone tầng 4, tiếp tục như vậy khi liệu đến cyclone tầng 1 thì bột liệu đã được
sấy khô và gia nhiệt đạt mức độ yêu cầu thì đưa sang lò nung. Bột liệu sau khi
được gia nhiệt ở tháp trao đổi nhiệt đạt nhiệt độ 8500c÷9000c sẽ được đưa vào
lò nung
2.7.3. Hệ thống lò nung và thiết bị làm lạnh clinker
Lò nung của nhà máy xi măng Sông Gianh có đường kính là 4.5m, chiều
dài 70m với hệ thống sấy sơ bộ 2 nhánh 5 tầng cùng hệ thống calciner, buồng
trộn. Năng suất của lò là 4000 tấn clinker/ngay và tốc độ quay (0.7÷3.5)v/p, nhiệt
lượng tiêu hao cho 1 kg clinker là 720 Kcal, trong đó hàm lượng vôi tự do không
vượt quá 1%. Lò nung clinker là loại lò quay. Trước khi hỗn hợp bột liệu được
nung thành clinker trong lò quay, chúng được đưa qua 5 tầng cyclone của tháp trao
đổi nhiệt, nhiệt từ lò nung được đẩy từ tầng thứ nhất đến tầng thứ năm, liệu
hấp thụ nhiệt từ trên xuống dưới. Mỗi tầng cyclone được kết nối với một ống
dẫn khí và một máng rót liệu. Toàn bộ chiều dài lò được chia thành các zone với
các vùng nhiệt độ khác nhau :
• Zone chuẩn bị gồm sấy + nung nóng, chiếm (50÷60)% chiều
dài lò. Làm khô vật liệu (36÷40)% ẩm, tiêu tốn gần 35% tổng lượng nhiệt
• Zone phân huỷ : chiếm (20÷30)% chiều dài lò, nhiệt độ từ
CaO + CO2. CaO lại tác dụng với Al2O3, SiO2 do sét
6500c÷12000c. Có CaCO3
phân huỷ tạo CF, CA và C2S
• Zone phản ứng toả nhiệt : chiếm (5÷7)% chiều dài lò, nhiệt độ
12000c÷13000c, tạo C4AF, C5A3 C3A và SiO2 C2S và CaO
BÄÜ MÄN TÆÛ ÂÄÜNG HOÏA ÂO LÆÅÌNG
- Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống cân băng định lượng
• Zone kết khối : chiếm (11÷15)% chiều dài lò, nhiệt độ t0 =
13000c-14500c-13000c. Ở cuối zone toả nhiệt đã có CaO, các khoáng C2S, C3A,
C4AF và một phần pha lỏng ở nhiệt độ 12800c, tại 13800c các khoáng C3A, C4AF
chảy lỏng tạo pha lỏng có sự hoà tan C, C2S và phản ứng tạo C3S, quá trình tạo
C3S mạnh nhất ở t0 = 14500c÷14700c phụ thuộc vào lượng, bản chất linh động
của pha lỏng. Ở t0 =14500c-13000c có sự kết tinh và tái kết tinh trong pha lỏng
của C3S và C2S, quá trình tạo khoáng kết thúc ta có 4 khoáng chính C3S, C2S, C3A,
C4AF
• Zone làm lạnh : chiếm (2÷4)% chiều dài lò, nhiệt độ t0=
13000c-10000c, sau đó clinker rơi vào thiết bị làm lạnh nhiệt độ giảm < 1000c
Lò quay được kéo bởi một động cơ một chiều công suất lớn cùng với các
hệ thống truyền động phụ khác. Tốc độ quay của lò được điều khiển đảm bảo
đủ thời gian cho quá trình kết khối clinker xẩy ra hoàn toàn. Lò được thiết kế sử
dụng vòi đốt than đa kênh ROTAFLAM đốt 100% than antraxit, trong đó đốt tại
calciner là (55÷60)%, phần còn lại đốt trong lò
Clinker sau khi ra khỏi lò được đưa xuống giàn ghi làm nguội gồm 10
quạt gió làm mát công suất lớn làm nhiệt độ clinker giảm từ 14000c xuống
khoảng 600c. Clinker sau khi được làm nguội sẽ được đưa tới máy đập búa.
Clinker thu được sau thiết bị làm lạnh được vận chuyển tới 2 silo để chứa và ủ
clinker, có tổng sức chứa là 2x20000 tấn. Bột tả hoặc clinker phế phẩm được
đổ vào silo bột tả có sức chứa 2000 tấn
2.7.4.Nghiền sơ bộ clinker và nghiền xi măng
Clinker, thạch cao và các loại phụ gia (nếu có) sẽ được vận chuyển lên
két máy nghiền bằng hệ thống băng tải và gầu nâng. Từ két máy nghiền, clinker
và phụ gia sẽ được đưa qua máy nghiền sơ bộ CKP 200 nhằm làm giảm kích
thước và làm nứt vỡ cấu trúc để phù hợp với điều kiện làm việc của máy nghiền
bi xi măng. Sau đó, clinker, phụ gia (đã qua nghiền sơ bộ) và thạch cao sẽ được
cấp vào máy nghiền xi măng để nghiền mịn. Máy nghiền xi măng là loại máy
nghiền bi 2 ngăn làm việc theo chu trình kín có phân ly trung gian kiểu O’SEPA.
BÄÜ MÄN TÆÛ ÂÄÜNG HOÏA ÂO LÆÅÌNG
- Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống cân băng định lượng
Xi măng bột được vận chuyển tới 4 silo chứa xi măng bột, có tổng sức chứa là
4x10000 tấn bằng hệ thống máng khí động và gầu nâng. Trong trạm nghiền,
clinker được trộn đều với các chất phụ gia như đá đen, đá bazal, thạch cao theo
đúng tỷ lệ để được các loại xi măng khác nhau (trạm nghiềm được thiết kế với
công suất 210 tấn/h)
Các loại xi măng được sản xuất tại nhà máy xi măng Sông Gianh với hàm
lượng các chất được liệt kê dưới đây :
Loại
PCB 30 PCB 40 PC 40
Chất
Clinker 72% 81.6% 96%
Thạch cao 3% 3.4% 4%
Đá bazal 12.5% 7.5% 0%
Đá đen 12.5% 7.5% 0%
Trong đó :
• Xi măng PCB 30 : 325000 tấn/năm
• Xi măng PCB 40 : 750000 tấn/năm
• Xi măng PC 40 : 200000 tấn/năm
Lượng clinker rót vào silo được giám sát và giới hạn bởi một cảm biến
báo mức, giá trị giới hạn được hiển thị bằng đèn báo. Clinker sau khi được tháo từ
các silo có thể tuỳ chọn để vận chuyển theo các hướng : theo băng tải đến gầu
nâng để đến trạm định lượng hoặc theo băng tải vận chuyển để đến cảng nhà
máy. Clinker chưa đạt yêu cầu sẽ được đưa trở lại hệ thống qua bộ cân kiểu rung
có điều chỉnh lưu lượng
Định lượng cho trạm nghiền xi măng bao gồm 4 thùng chứa, bên dưới
mỗi thùng được lắp đặt thiết bị vận chuyển và điều chỉnh lưu lượng. Các thùng
này cung cấp trực tiếp các chất phụ gia cho công đoạn nghiền xi măng
• Thùng clinker có dung tích 400 tấn
BÄÜ MÄN TÆÛ ÂÄÜNG HOÏA ÂO LÆÅÌNG
- Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống cân băng định lượng
• Thùng thạch cao có dung tích 50 tấn
• Thùng đá bazal có dung tích 100 tấn
• Thùng đá đen có dung tích 100 tấn
Cách thức lấy chất phụ gia là lấy lần lượt từng chất một và lấy một cách
liên tục. Clinker, thạch cao, đá bazal và đá đen được tháo xuống các cân băng định
lượng cấp liệu, sau đó toàn bộ được đổ lên băng tải kiểu máng và được vận
chuyển đến trạm nghiền xi măng
Xi măng thành phẩm được tháo ra theo dòng khí từ máy phân ly và được
thu về các cyclone lắng hiệu suất cao. Sau khi được tách trong các cyclone, xi
măng được vận chuyển qua thiết bị cấp liệu kiểu quay và các băng tải để đến
gầu nâng. Để có được thành phẩm đạt chất lượng yêu cầu thì trước khi được
gầu nâng vận chuyển, xi măng được lấy mẫu với tần suất 1 lần/h nhờ hệ thống
lấy mẫu tự động. Các mẫu sẽ được phân tích các thành phần hoá học và so sánh
với giá trị đặt trước, từ đó các chất phụ gia sẽ được điều chỉnh bởi hệ thống cân
băng
2.7.5. Đóng bao và xuất xi măng
Theo hệ thống băng tải, 3 loại xi măng khác nhau được vận chuyển đến
các silo tương ứng, dung lượng mỗi silo là 12000 tấn. Từ đáy các silo chứa, qua
hệ thống cửa tháo, xi măng sẽ được vận chuyển tới các két chứa của các máy
đóng bao hoặc các hệ thống xuất xi măng rời. Hệ thống xuất xi măng rời gồm 2
vòi xuất cho ô tô năng suất 100 tấn/h và 1 vòi xuất cho tàu năng suất 150 tấn/h.
Hệ thống máy đóng bao gồm 3 máy đóng bao HAVER kiểu quay với công suất
mỗi máy 2000 bao/h để đóng loại bao xi măng 50 kg. Với loại máy đóng bao lớn
từ (500 ÷1000 )kg/bao thì có công suất 25 bao/h. Sau khi đóng bao xong, xi măng
được đưa qua hệ thống cân định lượng. Nếu bao không đủ trọng lượng thì sẽ
được loại ra bằng hệ thống tự động, sau đó qua hệ thống phá vỡ bao để thu lại
xi măng rời, lượng xi măng này được chuyển ngược trở lại khâu đóng bao.
Những bao có trọng lượng đạt tiêu chuẩn sẽ được đưa về kho chứa, sau đó được
vận chuyển bằng hệ thống băng tải đến các máng xuất xi măng bao
BÄÜ MÄN TÆÛ ÂÄÜNG HOÏA ÂO LÆÅÌNG
nguon tai.lieu . vn