Tài liệu Tự đông hoá hệ thống cân băng định lượng tại nhà máy xi măng cẩm phả

Trêng §¹i Häc Má - §Þa ChÊt §å ¸n tèt nghiÖp lời nói đầu Trong giai đoạn hiện nay, song song với sự phát triển kinh tế, xây dựng cơ sở hạ tầng và xây dựng dân dụng tăng lên nhanh chóng đã kích thích sự phát triển công nghiệp xi măng ở nhiều nước, trong đó phải kể đến Việy Nam. Để đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng về chất lượng, giá cả, sự cạnh tranh trên thị trường, việc đầu tư cải tiến công nghệ đang là một giải pháp hữu hiệu nhất. Nứoc ta đang có một nên kinh tế và khoa học kỹ thuật trên đà phát triển, phù hợp với sự phát triển chung ở khu vực và với chính sách mở của Đảng và Nhà nước, đang thu hút vốn đầu tư của nước ngoài ngày càng nhiều, trong đó phải kể đến việc đầu tư vào công nghệ sản xuất xi măng trong những năm gần đây. Với bất kỳ một nhà máy nào, nhất là đối với những nhà máy có mức độ tự động hoá cao thì việc dùng cân băng định lượng giám sát, điều khiển các thành phần phối liệu là vô cùng quan trọng. Đó là một trong những yếu tố quyết định đến năng suất của cả dây truyền, tỷ lệ các thành phần phối liệu và ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng xi măng sản xuất ra. Do đặc điểm sản xuất xi măng có nhiều công đoạn và hầu hết là cần đến hệ thống cân băng định lượng từ khâu nguyên liệu đến khâu nghiền xi măng. Với nhiệm vụ đặt ra cho cân băng định lượng là thoả mãn những nhu cầu từ thực tế sản xuất, phải đảm bảo đủ lượng liệu cần thiết cho công đoạn sản xuất tiếp theo về khối lượng tỷ lệ các thành phần phối liệu và tốc độ cấp liệu cho từng thời điểm. Tuỳ theo vị trí, tính chất, chức năng của các khâu trong dây truyền sản xuất mà cân băng định lượng ở khâu đó có những đặc điểm riêng, như chế độ làm việc, sai số cho phép, dải điều chỉnh tốc độ, độ ổn định... tuy nhiên các cân băng định lượng trong dây truyền sản xuất đều có đặc điểm chung: Các đối tượng cân là cân băng tải cấp liệu, kích thước vật liệu cần cân thay đổi trong phạm vi rộng từ các nguyên liệu thô cho đến những nguyên liệu mịn dạng bột. Ngày nay tự động hóa PLC hoặc LoGo cho phép thiết lập các hệ thống tự động điều khiển các thiết bị máy thực hiện theo các chương trình và công nghệ SV: NguyÔn B¸ Hµ 1 Líp : LT- CNT§ K1 Trêng §¹i Häc Má - §Þa ChÊt §å ¸n tèt nghiÖp sản xuất. Mặt khác khả năng truyền thông tin, nối mạng điều khiển công nghiệp của PLC cho ta công cụ thiết lập hệ thống tự động hóa toàn bộ dây chuyền sản xuất, bao gồm rất nhiều công đoạn mà các phương pháp tự động trước đây bằng rơle không thể thực hiện được, giảm những thao tác cho đội ngũ công nhân vận hành thiết bị và đảm bảo an toàn cho người và máy móc, nâng cao sản xuất , chất lượng sản phẩm. Xuất phát từ tình hình đó, với mục đích áp dụng các kiến thức đã học để xây dựng ứng dụng, em được hướng dẫn thiết kế đề tài : “ Tự đông hoá hệ thống cân băng định lượng tại nhà máy xi măng Cẩm Phả ”. Nội dung đề tài gồm những nội dung sau: Chương I: Tổng quan về Công ty cổ phần xi măng Cẩm Phả Chương II: Giới thiệu về hệ thống cân băng định lượng và phương pháp phối liệu Chương III: Lựa chọn thiết bị cảm biến và cơ cấu chấp hành Chương IV: Xây dựng hệ thống điều khiển Chương V: ứng dụng phần mềm ProTool pro CS/RT để thiết kế hệ thống điều khiển và giám sát Được sự giúp đỡ của thầy giáo Ths.Phạm Minh Hải cùng với các thầy cô trong bộ môn Tự động Hoá Trường Đại Học Mỏ _Địa Chất, bạn bè và các kỹ sư nhà máy xi măng Cẩm Phả, cùng với sự lỗ lực của bản thân em đã hoàn thành đề tài. Nội dung của bản đồ án này chắc chắn còn nhiều thiếu sót, em rất mong được tiếp thu những ý kiến đóng góp bổ sung của các thầy cô giáo để bản đồ án của em được hoàn chỉnh hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Nguyễn Bá Hà Hà Nội, tháng 05 năm 2010 SV: NguyÔn B¸ Hµ 2 Líp : LT- CNT§ K1 Trêng §¹i Häc Má - §Þa ChÊt §å ¸n tèt nghiÖp Mục lục Chương i: Tổng quan về công ty cổ phần xi măng cẩm phả 1.1 Giới thiệu chung về công ty cổ phần xi măng Cẩm Phả..............................................5 1.1.1 vi trí địa lý của nhà máy......................................................................................................7 1.1.2 Điều kiện khí tượng thủy văn............................................................................................7 1.1.3 Chức năng và nhiệm vụ........................................................................................................9 1.1.4 Cơ cấu tổ chức..........................................................................................................................9 1.2 Quy trình công nghệ nhà máy xi măng Cẩm Phả.......................................................11 1.2.1 Mổ tả chung về dây chuyền và phương pháp sản xuất........................................11 1.2.2 Quy trình sản xuất nguyên liệu sống..........................................................................14 1.2.3. Quy trình sản xuất nguyên liệu chín...........................................................................15 1.2.4. Nghiền và đóng bao............................................................................................................17 Chương II: Giới thiệu hệ thống cân băng định lượng và phương pháp phối liệu 2.1. Giới thiệu về hệ thống cân băng định lượng.................................................................18 2.1.1. Khái niệm.................................................................................................................................18 2.1.2. Cấu tạo chung của hệ thống cân băng định lượng..................................................19 2.2. Giới thiệu về cân băng định lượng của nhà máy xi măng Cẩm Phả...................21 2.2.1. Nguyên lý hoạt động............................................................................................................23 2.2.2. Màn hình điêu khiển............................................................................................................24 2.2.3. Tỉ lệ phối liệu của nhà máy xi măng Cẩm Phả........................................................25 2.3. Thông số kỹ thuật của cân băng định lượng trong nhà máy..................................25 SV: NguyÔn B¸ Hµ 3 Líp : LT- CNT§ K1 Trêng §¹i Häc Má - §Þa ChÊt §å ¸n tèt nghiÖp Chương III: lựa chọn thiết bị và cơ cấu chấp hành. 3.1. Các loại cảm biến......................................................................................................................28 3.1.1. Cảm biến trọng lượng (Load cell) .................................................................................28 3.1.2. Cảm biến tốc độ (Encorder) ............................................................................................33 3.1.3. Cảm biến chống lệch băng...............................................................................................36 3.1.4. Cảm biến chống ùn tắc than.............................................................................................37 3.1.5. Cảm biến bảo vệ trượt băng..............................................................................................38 3.2. Động cơ không đồng bộ.........................................................................................................44 3.3. Biến tần..........................................................................................................................................48 Chương IV: tự động hoá hệ thống cân băng cấp liệu của nhà máy xi măng cẩm phả bằng PLC S7- 200 4.1. Khái quát về PLC......................................................................................................................53 4.2. Sơ đồ ghép nối PLC với biến tần........................................................................................55 4.3. ứng dụng PLC S7- 200 điều khiển hệ thống cân băng định lượng......................56 4.3.1. Lưu đồ thuật toán điều khiển...........................................................................................56 4.3.2. Chương trình PLC S7- 200 để thực hiện tự động hoá phối liệu........................62 Chương V: ứng dụng phần mềm protool pro cs/rt để thiết kế hệ thống điều khiển giám sát. 5.1. Giới thiệu tổng quan về phần mềm SIMATIC ProTool pro...................................71 5.2. Truyền thông giữa giao diện ProTool pro với PLC....................................................73 5.2.1. Cài chương trình điều khiển cho PLC S7- 200........................................................73 5.2.2. Truyền thông giữa ProTool pro CS trên PC với thiết bị điều khiên PLC......75 SV: NguyÔn B¸ Hµ 4 Líp : LT- CNT§ K1 Trêng §¹i Häc Má - §Þa ChÊt §å ¸n tèt nghiÖp 5.2.3. Soạn thảo, thiết kế hệ thống SCADA trên PC Display.........................................76 5.3. Giao diện đo lường - điều khiển – giám sát..................................................................77 Kết luận. Chương i Tổng quan về công ty cổ phần xi măng cẩm phả 1.1 Giới thiệu chung về công ty cổ phần xi măng Cẩm Phả. SV: NguyÔn B¸ Hµ 5 Líp : LT- CNT§ K1 Trêng §¹i Häc Má - §Þa ChÊt §å ¸n tèt nghiÖp Hình 1.1 Toàn cảnh nhà máy xi măng Cẩm Phả Công ty cổ phần xi măng Cẩm Phả ngày nay tiền thân là Ban quản lý dự án xi măng Cẩm Phả , được ký quyết định số 1259/QĐ-TTg ngày 30 tháng 12 năm 2002 của thủ tướng chính phủ về việc phê duyệt đầu tư dự án nhà máy xi măng VINACONEX - Cẩm Phả. Nhà máy xi măng Cẩm Phả do Tổng Công ty Cổ phần Xuất nhập khẩu và Xây dựng Việt Nam( VINACONEX,.JSC) đầu tư, xây dựng với tổng số vốn trên 370 triệu USD. Đây là một nhà máy hiện đại vào bậc nhất Việt Nam hiện nay, áp dụng công nghệ sản xuất xi măng tiên tiến lò quay, phương pháp khô của Nhật Bản. Dây chuyền sản xuất được điều khiển tự động hoá cao từ công đoạn nhập nguyên liệu cho tới công đoạn xuất sản phẩm. Toàn bộ thiết bị điện và hệ thống phần mềm điều khiển quá trình sản xuất xi măng đều của hãng ABB ( Thuỵ Sĩ). Các thiết bị điện tiên tiến có độ bền, độ ổn định và tính chính xác cao, có khả năng kiểm soát được quá trình, đáp ứng được mọi yêu cầu công nghệ. Phần mềm điều khiển quá trình được tối ưu hoá trong công nghệ sản xuất xi măng. Nhà máy sản xuất chính được xây dựng trên diện tích đất 75 ha, tại Km6 quốc lộ 18A, phường Cẩm Thạch, thị xã Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh với công suất thiết kế 6.000 tấn Clinker/ngày tương đương 2,3 triệu tấn xi măng SV: NguyÔn B¸ Hµ 6 Líp : LT- CNT§ K1 Trêng §¹i Häc Má - §Þa ChÊt §å ¸n tèt nghiÖp PCB40/năm. Trạm nghiền xi măng Cẩm Phả được xây dựng trên diện tích đất 20 ha, tại khu công nghiệp Mỹ Xuân A, tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu với công suất 1.480.000 tấn xi măng PCB40/năm. Nhà máy Xi măng VINACONEX Cẩm Phả được đặt trên địa bàn Quảng Ninh có nhiều thuận lợi về nguồn nguyên liệu và hạ tầng cho nghành công nghiệp xi măng. Tại đây, nhà máy có thể sử dụng hiệu quả và tiết kiệm nguồn nguyên liệu từ các mỏ đá Quang Hanh, mỏ sét Hà Chanh, than Quảng Ninh; đồng thời, nhà máy còn nằm cạnh cảng nước sâu có thể tiếp nhận tàu trọng tải 15.000 tấn - nơi trung chuyển thuận lợi sản phẩm đầu ra. Công ty cổ phần xi măng Cẩm Phả áp dụng mô hình tiêu thụ sản phẩm qua nhà phân phối chính , xi măng cẩm phả đã tận dụng được năng lực của xã hội với xác lập lợi ích hài hòa giữa nhà sản xuất và nhà phân phối. Hiện nay thương hiệu “ Xi măng Cẩm Phả “ đã có mặt tại 63 tỉnh thành trong cả nước với tổng số hơn 100 nhà phân phối chính trên toàn quốc, trong đó nhiều nhà phân phối dự án. Thương hiệu “ xi măng Cẩm Phả “ đã được cung cấp xi măng xây dựng công trình các tầng lớp dân cư và các dự án lớn. Với mục tiêu chất lượng hàng đầu, giá thành hợp lý, sự phân phối cung cấp sản phẩm linh hoạt giữa nhà máy và nhà phân phối, giữa nhà phân phối với người tiêu dùng, thương hiệu “Xi măng Cẩm Phả” đã đạt được nhiều danh hiệu lớn. Tháng 8 năm 2008, Công ty đã được Trung tâm chứng nhận phù hợp tiêu chuẩn thuộc Tổng cục tiêu chuẩn đo lường chất lượng cấp giấy chứng nhận phù hợp tiêu chuẩn ISO 9001:2000 và ISO 14004:1996. Sản phẩm của công ty đã đạt được nhiều huy chương vàng tại các hội chợ triển lãm tổ chức tại Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh, giải thưởng sao vàng đất việt năm 2008, giải thưởng hàng việt nam chất lượng cao do người tiêu dùng bình chọn năm 2008 và Bằng khen của Thủ tướng Chính Phủ. Cùng với sự phấn đấu bền bỉ trong những năm qua , Công ty cổ phần xi măng Cẩm phả đã được bộ xây dựng, Ngành xây dựng việt nam gắn biển công trình trào mừng 50 năm Ngành xây dựng Việt Nam và tặng nhiều cúp vàng, cờ thưởng thi đua. Với nhiều thành tích đã đạt được trong công tác cũng như góp SV: NguyÔn B¸ Hµ 7 Líp : LT- CNT§ K1 Trêng §¹i Häc Má - §Þa ChÊt §å ¸n tèt nghiÖp phần vào việc xây dựng xã hội chủ nghĩa và bảo vệ tổ quốc , ngày 21/09/2006, Thủ tường chính phủ đã ký quyết định số 993/QĐ-TTg tặng bằng khen cho công ty cổ phần xi măng Cẩm Phả. 1.1.1 Vị trí địa lý của Nhà máy. Địa điểm đầu tư xây dựng Nhà máy xi măng Cẩm Phả được đặt tại phường Cẩm Thạch, thị xã Cẩm phả, tỉnh Quảng Ninh. Khu đất Nhà máy : - Phía Bắc giáp mặt đường 18A mới và tuyến đường sắt vận chuyển than của mỏ than Cẩm Phả. Phía ngoài tuyến sắt là quốc lộ 18 cách mặt bằng khoảng 800m. - Phía Nam là biển. - Phia Đông Bắc giáp núi đá chồng. - Phia Đông Nam giáp núi Hòn Một. - Phía Tây là dãy núi đá vôi Quang Hanh I. 1.1.2. Điều kiện khí tượng thủy văn Khu vực xây dựng Nhà máy nằm ở phía Đông Bắc – Bắc Bộ, mang đặc điểm chung của miền Bắc Việt Nam là nóng, ẩm và mưa nhiều. Thời tiết được phân thành 02 mùa rõ rệt là mùa nóng, mùa lạnh và có gió mùa. Mặt khác khu vực thuộc vùng đồi núi thấp, nằm kề sát biển nên mang màu sắc của vùng khí hậu thuỷ văn miền núi, ven biển chịu ảnh hưởng của khí hậu hải dương. a. Nhiệt độ không khí Khí hậu Quảng Ninh ấm áp có 2 mùa rõ rệt: Mùa nóng từ tháng 5 đến tháng 10, mùa lạnh từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau. Nhiệt độ trung bình nhiều năm tại trạm Bãy Cháy là 22,6 0C. Tháng có nhiệt độ cao nhất trong năm là tháng 7 trung bình là 28,60C. Tháng có nhiệt độ thấp nhất trong năm là tháng 1 trung bình là 15,30C. Nhiệt độ không khí tối cao là 33,80C (Tháng 7 năm 1983). Nhiệt độ không khí tối thấp nhiều năm là 4,60C (Tháng 1 năm 1983). Biên độ nhiệt dao động trong nhiều năm là 260C – 33,70C (Tháng 5 đến tháng 10). SV: NguyÔn B¸ Hµ 8 Líp : LT- CNT§ K1 Trêng §¹i Häc Má - §Þa ChÊt §å ¸n tèt nghiÖp Nhiệt độ mùa lạnh 10,70C – 23,80C (Tháng 12 – tháng 3). b. Độ ẩm không khí Độ ẩm không khí thay đổi theo mùa. Trong năm độ ẩm không khí tương đối trung bình đạt giá trị lớn nhất vào tháng 3 là 89% và thấp nhất vào tháng 11, 12 là 77,6%. - Độ ẩm tuyệt đối: trung bình nhiều năm tại Cửa Ông là 23,7 mb. - Độ ẩm lớn nhất tháng 7 là 32,3 mb. - Độ ẩm tuyệt đối tối cao là 40,2 mb (tháng 6 năm 1983). - Độ ẩm tuyệt đối tối cao thường xuất hiện vào mùa hè là các tháng 6, 7, 8. Ch¬ng 1- Độ ẩm tuyệt đối thấp nhất thường xuất hiện vào mùa đông các tháng 1, 2, 3, 12. c. Mưa Ch¬ng 2Lượng mưa trung bình năm trong khu vực vào khoảng 2274.5 mm. Mùa mưa bắt đầu từ tháng 4, kết thúc vào tháng 10. Lượng mưa lớn trong năm thường xảy ra vào các tháng từ tháng 5 đến tháng 10, lượng mưa nhỏ nhất xảy ra vào tháng 1, 2, 12. - Vào các tháng mùa hè thường là mưa rào, cường độ mưa lớn. - Vào các tháng mùa đông thường là mưa phùn, lượng mưa nhỏ và kéo dài. d. Gió Trong năm có 04 hướng gió thịnh hành chính là hướng Bắc (N), Đông bắc (NE), Nam (S) và Tây bắc (NW). Ch¬ng 3- Từ tháng 10 đến tháng 3 hướng gió thịnh hành là hướng Bắc (N) và Đông bắc (NE). - Từ tháng 4 đến tháng 8 hướng gió thịnh hành là hướng Nam (S). - Từ tháng 8 đến tháng 11 là thời kỳ chuyển tiếp giữa các hướng gió thịnh hành. SV: NguyÔn B¸ Hµ 9 Líp : LT- CNT§ K1 Trêng §¹i Häc Má - §Þa ChÊt §å ¸n tèt nghiÖp Theo thống kê nhiều năm thì tần suất xuất hiện các cấp tốc độ gió  9m/s rất nhỏ (<1%). Tốc độ gió lớn nhất quan trắc được là 40m/s (Chủ yếu theo hướng Bắc). e. Bão Theo tài liệu thống kê của đài khí tượng thuỷ văn Phù Liễn từ năm 1991 đến năm 1996 có 74 cơn bão đã ảnh hưởng từ Hải Phòng đến Quảng Ninh. Năm có số cơn bão đổ bộ vào khu vực này nhiều nhất là năm 1963 và 1968 với số lượng 3 cơn bão một năm. - Tốc độ gió trong bão chủ yếu  25 m/s (22/24 lần xuất hiện). - Tốc độ gió lớn nhất 30  40m/s. 1.1.3 Chức năng và nhiệm vụ. - Sản xuất xi măng các loại. - Khai thác cát, đá vôi, đất sét, nguyên liệu xi măng. - Sản xuất và kinh doanh vật liệu xây dưng. - Kinh doanh clanker, thạch cao và xi măng các loại. - Kinh doanh thiết bị xây dựng và khai thác mỏ. - Kinh doanh máy móc thiết bị, phụ tùng nguyên liệu phục vụ công nghiệp xi măng, vận tải hàng hóa đường bộ và đường thủy. - Kinh doanh khai thác cầu cảng, bốc xếp hàng hóa thủy, bộ và cho thuê kho bãi. - Xuất nhập khẩu các nguyên vật liệu sản xuất xi măng, xi măng các loại và máy móc thiết bị phụ tùng phục vụ công nghiệp sản xuất xi măng. 1.1.4 Cơ cấu tổ chức. Công ty cổ phần xi măng cẩm phả là doanh nghiệp Nhà nước trực thuộc Tổng công ty cổ phần xuất nhập khẩu xây dựng việt nam(VINACONEX), trụ sở chính tại phường Cẩm Thạch, thị xã Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh. Đơn vị trực thuộc - trạm nghiền Xi măng cẩm phả tại khu công nghiệp Mỹ Xuân A, Tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu và 2 văn phòng đại diện tại 2 thành phố lớn là Hà Nội, TP Hồ Chí Minh. SV: NguyÔn B¸ Hµ 10 Líp : LT- CNT§ K1 Trêng §¹i Häc Má - §Þa ChÊt SV: NguyÔn B¸ Hµ §å ¸n tèt nghiÖp 11 Líp : LT- CNT§ K1 Trêng §¹i Häc Má - §Þa ChÊt §å ¸n tèt nghiÖp chi nhán h phía nam ban tổng hợp Phòng Tổ chức Phòng Hành chính Px.Nghiền Liệu Phòng Đối ngoại pháp chế Px. Lò Nung Px.Nghiền & Đóng bao ban sản xuất Phòng Sản xuất BP Điều khiển Trung tâm Phó Tổng Giám đốc Phụ trách Sản xuất Phòng Tài chính kế toán Phòng KSCL BP Tự động hoá Hội Đồng Quản Trị Tổng Giám đốc Phòng Thị trường Đại hội đồng cổ đông Tổ thí nghiệm bê tông Phó Tổng Giám đốc Phụ trách Kinh Doan h Phòng Mỏ ban kinh doanh Phòng Kinh tế kế hoạch Phòng Vận tải điều độ Bộ phận CTKT&HDP Phó Tổng Giám đốc Phụ trách Đầu tư Xưởng điện Phòng điện nước Phòng an toàn SV: NguyÔn B¸ Hµ 12 Líp : LT- CNT§ K1 Ban Kiểm Soát Phòng Cơ khí ban kỹ thuật Xưởng SC TTHT Tiểu ban Trợ Lý/Th ư ký Ban Tgđ Phòng Vật tư thiết bị Phó Tổng Giám đốc Phụ trách Kỹ thuật Xưởng BD&GCCT Trêng §¹i Häc Má - §Þa ChÊt §å ¸n tèt nghiÖp 1.2. Quy trình công nghệ nhà máy Xi măng Cẩm Phả 1.2.1. Mổ tả chung về dây chuyền và phương pháp sản xuất. Nhà máy Xi măng Cẩm Phả được đặt tại Phường Cẩm thạch, thị xã Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh, Xi măng được sản xuất bằng lò quay theo phương pháp khô để tạo ra Clinker, Clinker nghiền mịn với một tỷ lệ nhất định cộng với thạch cao và các phụ gia khác thành xi măng. Xi măng Cẩm Phả - Công nghệ Nhật Bản, công suất lò 6.000 tấn clanke/ngày tương đương với 1.890.000 tấn clanke/năm, trong đó nghiền 690.000 tấn clanke/năm để sản xuất 820.000 tấn xi măng PCB 40/năm, tại phường Cẩm Thạch, thị xã Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh, còn lại 1.200.000 tấn clanke/năm được đưa vào nghiền tại trạm nghiền Xi măng Cẩm Phả được đặt tại KCN Mỹ Xuân A, tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu với công suất 1.480.000 tấn/năm Xi Măng PCB 40. Phương pháp khô Lò quay dài phương pháp khô đã được phát triển khá mạnh ở Mỹ. Ban đầu, các lò quay có chiều dài khoảng 140- 160m, không sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt bên trong, dẫn đến nhiệt độ khí thải ra khỏi lò vào khoảng 700- 750C. Do đó phải sử dụng hệ thống phun nước để giảm nhiệt độ dòng khí thải trước khi đưa vào thiết bị thu bụi. Để tận dụng lượng nhiệt thừa trong khí thải người ta thiết kế hệ thống trao đổi nhiệt bên trong lò. Các hệ thống trao đổi nhiệt trong lò là các cơ cấu bằng gốm hoặc kim loại. Lắp đặt cơ cấu trao đổi nhiệt trong lò với mục đích phân chia vật liệu cấp cho lò cũng như khí nóng trong lò thành 3 hoặc 4 khoang riêng biệt để tăng bề mặt tiếp xúc và trao đổi nhiệt giữa khí nóng và vật liệu đạt hiệu quả cao hơn. Các cơ cấu trao đổi nhiệt bằng gốm được láp đặt ở vùng có nhiệt độ khí lò cao từ 1000- 1200C, vùng lệch có sự chênh lệch nhiệt độ lớn giữa nhiệt độ khí và nhiệt độ của bộ liệu và do đó tại vùng này sụ trao đổi nhiệt đạt hiệu quả cao nhất. Việc sử dụng các cơ cấu gốm lắp đặt trong lò làm tăng năng xuất lò quay lên tới 8- 12%, đồng thời làm giảm tiêu hao nhiệt riêng xuống từ 8- 12%. Nhiệt độ khí thải lò giảm xuống chỉ còn 600- 650C. SV: NguyÔn B¸ Hµ 13 Líp : LT- CNT§ K1 Trêng §¹i Häc Má - §Þa ChÊt §å ¸n tèt nghiÖp Nhiệt đọ khí thải của các lò quay dài phương pháp khô có láp đặt hệ thống xích vào khoảng 380- 400C với dòng khí thải này, bột liệu cấp vào lò có hàm lượng ẩm lên tới 13% thì vẫn được sấy khô mà không cần phải gia thêm nhiệt. Tuy nhiên, việc sử dụng các cơ cấu trao đổi nhiệt trong lò bằng gốm cũng như bằng kim loại đều dẫn đến việc tăng trở lực của dòng khí chuyển động trong lò làm tăng chi phí điện năng cho quạt khói lò. Hình 1.2 Hệ thống lò nung và tháp trao đổi nhiệt 4 tầng Quá trình sản xuất xi măng được mô tả tóm tắt như sau: SV: NguyÔn B¸ Hµ 14 Líp : LT- CNT§ K1 Trêng §¹i Häc Má - §Þa ChÊt SV: NguyÔn B¸ Hµ §å ¸n tèt nghiÖp 15 Líp : LT- CNT§ K1 Trêng §¹i Häc Má - §Þa ChÊt §å ¸n tèt nghiÖp 1.2.2. Quá trình sản xuất nguyên liệu sống a. Nguyên liệu đầu vào Cung cấp sét: Đất sét khai thác tại mỏ sét Hà Chanh cách nhà máy 40km, đất sét được vận chuyển về cảng nhập tại Nhà máy. Tại cảng nhập, đất sét được bốc dỡ bằng cầu trục lên phễu tiếp nhận, qua cấp liệu đất sét được cấp đều đặn vào máy đập. Đất sét được đập nhỏ và được thu hồi bằng băng tải phẳng, qua hệ thống băng tải và van 2 ngả tới cầu rải, rải sét thành đống trong kho chứa sét. Cung cấp cao silic: Cao silic được cung cấp từ mỏ cao silic thôn 7 và được xe tải vận chuyển về Nhà máy. Đá vôi: được khai thác, nghiền và vận chuyển từ Mỏ đá vôi Quang Hanh tới Nhà máy bằng một băng tải dài 6,4 km. Quặng sắt: được khai thác và vận chuyển bằng đường thuỷ từ đảo Cái Bầu Thạch cao:được mua và vận tải bằng đường thuỷ từ Thái Lan, Trung Quốc.. Phụ gia( diatomite, đá đen...) sẽ được khai thác tại các vùng lân cận Nhà Máy SV: NguyÔn B¸ Hµ 16 Líp : LT- CNT§ K1 Trêng §¹i Häc Má - §Þa ChÊt Ch¬ng 4 §å ¸n tèt nghiÖp Than: than cám nhập về nhà máy được trộn đều sơ bộ thành đống và chứa ở kho than. Than cám dự trữ trong kho không dùng được ngay mà phải được đưa vào máy nghiền than để nghiền thành bột than mịn. Ch¬ng 5b. Định lượng và nghiền nguyên liệu Ch¬ng 6Định lượng nguyên liệu: Đá vôi, đất sét, cao silic và quặng sắt từ các két chứa được các băng tải tấm cấp liệu theo tỷ lệ xác định tới hệ thống cấp liệu của máy nghiền liệu. Nghiền nguyên liệu: Hỗn hợp nguyên liệu từ van hai ngả tới van quay vào máy nghiền. Nguyên liệu được nghiền sấy liên hợp trong máy nghiền với năng suất 500T/h. Tác nhân sấy cho công đoạn nghiền liệu là khí thải của tháp trao đổi nhiệt của lò nung(khoảng 320C). c. Đồng nhất bột liệu và cấp liệu lò. Việc chứa và đồng nhất bột liệu được thực hiện tại silô đồng nhất với sức chứa 24.000T đủ dự trữ cho 2,5 ngày lò nung chạy liên tục. Silô đồng nhất hoạt động theo phương thức nạp – tháo đồng nhất liên tục với các hệ thống sục khí dưới đáy silô. 1.2.3. Quy trính sản xuất nguyên liệu chín SV: NguyÔn B¸ Hµ 17 Líp : LT- CNT§ K1 Trêng §¹i Häc Má - §Þa ChÊt §å ¸n tèt nghiÖp a. Nung và làm nguội Clinker Ch¬ng 7Lò nung bao gồm tháp trao đổi nhiệt 2 nhánh, 5 tầng cyclone với 02 buồng phân huỷ đầu lò và lò quay, kết hợp với máy làm nguội Clinker kiểu ghi với hiệu suất thu hồi nhiệt cao, tạo thành một hệ thống đồng bộ sử dụng than cám tại Cẩm Phả có năng suất 6.000T Clinker /ngày cho sản phẩm Clinker đạt chất lượng sản xuất xi măng PCB 50 trong điều kiện lò hoạt động bình thường. b. Nghiền than Ch¬ng 8Than thô từ két chứa được rút ra từ cấp liệu băng cào, kết hợp với vít tải kép điều tốc, than khô được cấp vào máy nghiền đứng thực hiện quá trình nghiền sấy liên hợp khi máy nghiền hoạt động với khí nóng của thiết bị làm nguội clanhke từ lò đưa sang( khoảng 250C). Than mịn sau khi nghiền đạt tiêu chuẩn được luân phiên đổ vào 2 két chứa, sau đó được cấp vào vòi đốt buồng phân huỷ và vòi đốt lò nung thông qua hệ thống van và cân quay. Lò nung đốt than mịn tạo ra nhiệt độ cao, nung bột liệu tới nhiệt độ khoảng 1450C. ở nhiệt độ cao này sẽ xảy ra phản ứng hoá học giữa các thành phần CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3,... có trong bột liệu tạo thành Clinker c. Chứa và phân phối clinker Ch¬ng 9Clinker chính phẩm được chứa trong 2 silô, mỗi silô được trang bị các cửa tháo kết hợp với các băng tải chịu nhiệt dưới đáy silô để rút Clinker chuyển tới tuyến xuất Clinker ra cảng hoặc tới xưởng nghiền xi măng thông qua 2 băng tải đảo chiều. Clinker thứ phẩm chứa tại silô có thể tháo qua cấp liệu rung, chuyển tới bãi chứa hoặc theo cấp liệu rung, băng tải để pha với Clinker chính phẩm trên tuyến vận chuyển Clinker tới xưởng nghiền xi măng. SV: NguyÔn B¸ Hµ 18 Líp : LT- CNT§ K1 Trêng §¹i Häc Má - §Þa ChÊt §å ¸n tèt nghiÖp 1.2.4. Nghiền và đóng bao a. Nghiền xi măng Clanhke từ két chứa được định lượng nhờ băng tấm cấp liệu, tới băng tải và được cấp vào máy nghiền sơ bộ kiểu đứng. Clinker qua nghiền sơ bộ được hệ thống gầu nâng, van 02 ngả để được tiếp tục được nghiền mịn trong máy nghiền. + Phụ gia xi măng từ két được định lượng nhờ cấp liệu băng. + Thạch cao từ két chứa qua cân băng định lượng. + Hỗn hợp thạch cao và phụ gia đều được đổ vào băng tải cấp trực tiếp vào máy nghiền. b. Chứa, đóng bao và phân phối xi măng Ch¬ng 10Sản phẩm xi măng sau khi nghiền được chứa trong silô. Hệ thống vận chuyển xi măng rời tới công đoạn đóng bao và xuất xi măng được bắt đầu từ đáy silô xi măng thông qua hệ thống cửa tháo, các máng khí động, sàng rung, két chứa và máy đóng bao. Ch¬ng 11+ Hệ thống xuất xi măng đường thuỷ. SV: NguyÔn B¸ Hµ 19 Líp : LT- CNT§ K1 Trêng §¹i Häc Má - §Þa ChÊt §å ¸n tèt nghiÖp Ch¬ng 12+ Hệ thống xuất xi măng đường bộ. Ch¬ng 13 Ch¬ng 14 Ch¬ng 15 Chương II Giới thiệu về hệ thống cân băng đinh lượng Và phương pháp phối liệu 2.1. Giới thiệu về hệ thống cân băng đinh lượng 2.1.1. Khỏi niệm: Cân băng định lượng là bao gồm các thiết bị ghép nối với nhau mà thành, cân băng định lượng của nhà máy sản xuất xi măng là cân định lượng băng tải, được dùng cho hệ thống cân liên tục. Thực hiện việc phối liệu một cách liên tục theo yêu cầu của nhà máy đặt ra. Trong các nhà máy sản xuất công nghiệp, các dây chuyền sản xuất xi măng, hệ thống cân băng định lượng còn đáp ứng sự ổn định về lưu lượng liệu và điều khiển lưu lượng liệu cho phù hợp với yêu cầu, chính vì nó đóng vai trò rất quan trọng trong việc điều phối và hoạch định sản xuất, do đó nó quyết định chất lượng sản phẩm góp phần vào sự thành công của nhà máy. Cân băng định lượng trong nhà máy sản xuất xi măng là cân băng tải, nó là thiết bị cung cấp kiểu trọng lượng vật liệu được chuyên trở trên băng tải mà tốc độ của nó được điều chỉnh để nhận được lưu lượng vật liệu ứng với giá trị do người vận hành đặt trước. Hệ thống cân băng định lượng trong công đoạn nghiền phối liệu bao gồm : 1 - Cân băng đá vôi 2 - Cân băng đất sét 3 - Cân băng quặng sắt 4 - Cân băng phụ gia Hệ thống cân băng được định lượng theo phần trăm đã định trước do hệ thống điều khiển cân đối và điều chỉnh phối liệu tự động thực hiện. Từ các cân băng định lượng, nguyên liệu được vận chuyển tới máy nghiền bi bằng băng tải. SV: NguyÔn B¸ Hµ 20 Líp : LT- CNT§ K1