Báo cáo Tổng quan về công nghệ sản xuất xi măng tại nhà máy xi măng Hoàng Thạch

Chương I: Tổng quan vể công nghệ sản xuất xi măng tại nhà máy xi măng Hoàng Thạch 1 Chương I TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG TẠI NHÀ MÁY XI MĂNG HOÀNG THẠCH 1.1. Tổng quan về dây truyền sản xuất của nhà máy xi măng Hoàng Thạch. Nhà máy xi măng Hoàng Thạch được xây dựng năm 1976 do Vương quốc Đan Mạch tài trợ. Đây là nhà máy xi măng hiện đại, sản xuất theo phương pháp khô do hãng FLSMIT đảm nhiệm. Nhà máy có dây truyền sản xuất với công suất thiết kế là 1,1 triệu tấn xi măng/năm. Dây truyền công nghệ của nhà máy được điều khiển từ phòng trung tâm qua hệ thống tự động hóa bao gồm các máy tính và phân tích thành phần hóa học bằng tia X quang, sản xuất của nhà máy xi măng là xi măng mang nhãn hiệu P300, P400, P500. 1.2. Công nghệ sản xuất xi măng. 1.2.1. Công nghệ sản xuất và yêu cầu kỹ thuật. a) Nguyên liệu: Gồm hai thành phần chính đá vôi và đá sét. *. Đá sét. Được khai thác từ mỏ bằng phương pháp khoan nổ mìn, cắt theo tầng, đây là phương pháp khai thác an toàn và năng suất cao. Kích thước tối đa của đá khai thác là 800 mm thể tích khoảng 0,5 m3. Đá được xúc lên ô tô vận chuyển về nơi chế biến, tại đây đá được đổ vào máy búa đập nhỏ kích thước xuống còn 75 x 75 mm. Máy đập búa có ký hiệu là C1M01. Công suất 110 KW, Năng suất 210 t/h. Chương I: Tổng quan vể công nghệ sản xuất xi măng tại nhà máy xi măng Hoàng Thạch 2 Thời gian làm việc 35÷42h/tuần Sau đó đá sét với kích thước 75 x75 được đưa đến máy cán, cán nhỏ xuống còn kích thước 25 x 25 mm. Máy cán có ký hiệu là C1M02. Công suất 250kW, năng suất 210 t/h. Sau khi đá sét được làm nhỏ xuống 25 x 25 mm được đưa lên bằng tích cao su, được vận chuyển đến kho đồng nhất sơ bộ theo nguyên tắc nguyên liệu dải theo luống dọc kho thành 15 lớp và 29 luống sau đó được gầu xúc, xúc tất cả các lớp nguyên liệu theo chiều ngang kho và đổ lên băng tải và đổ vào cân định lượng sau đó đưa vào máy nghiền. *. Đá vôi. Được khai thác từ mỏ bằng phương pháp khoan và nổ mìn, cắt theo tầng. Kích thước tối đa của đá khai thác là 2000 mm, thể tích khoảng 1,5m3. Đá được xúc lên ô tô vận chuyển về nơi chế biến, sau đó được máy đập búa đập nhỏ kích thước xuống 25 x 25. Máy đập búa có ký hiệu là A1M01. Công suất động cơ: 1200kW. Năng suất 775 t/h. Thời gian làm việc: 35 h/tuần. Đá vôi sau khi kích thước nhỏ còn 25 x 25 được đưa vào băng tải cao su và được vận chuyển về kho đồng nhất sơ bộ. Tại đây đá được cầu dải, dải thành 15 lớp và 29 luống. Sau khi cầu dải dải song thành đống, thì cầu xúc, xúc tất cả lên băng tải đổ vào cân định lượng rồi đưa đến máy nghiền. *. Kho đồng nhất sơ bộ. Chương I: Tổng quan vể công nghệ sản xuất xi măng tại nhà máy xi măng Hoàng Thạch 3 Đồng nhất sơ bộ theo nguyên tắc nguyên liệu được dải theo luống dọc kho và được gầu xúc, xúc tất cả lớp nguyên liệu theo chiều ngang kho. Dung tích. Đá vôi 2 đống: 15.000 t/đống. Đá sét 2 đống: 6.600 t/đống. Thời gian làm việc: 35 ÷ 42h/tuần (đầu vào kho là cần dải). 140 h/tuần (đầu ra là cần xúc). Hai cần xúc đá vôi và đá sét đổ cùng vào băng tải cao su qua cân định lượng Dosimat để khống chế lượng liệu đổ vào máy nghiền theo tỷ lệ phần trăm đặt trước. *. Phụ gia (Quặng sắt + cát silic). Quặng sắt hoặc cát silic được chứa trong kho 26 được đổ vào phiễu qua cấp liệu dung D1J01 sau đó đưa vào băng tải cao su đến 2 silô. - Silô cát silic. - Silô quặng sắt. Kích thước 2 silô V = 160 m3/1 silô, h = 12 m. Hai silô này có thiết bị silôpilot để đo mức liệu. Từ hai silô, silic, quặng sắt sẽ được sút và đổ vào băng tải cao su và được vận chuyển đến máy nghiền và đổ cùng vào băng tải cao su có chứa đá vôi và đá sét để đưa vào máy nghiền. Cát silic và quặng sắt cũng được qua cần băng điện tử. b) Nghiền nguyên liệu. Tất cả các nguyên liệu như đá sét, đá vôi, phụ gia được đưa vào máy nghiền sấy liên hợp đổ nghiền thành bột mịn. Chương I: Tổng quan vể công nghệ sản xuất xi măng tại nhà máy xi măng Hoàng Thạch 4 Máy nghiền bi kiển Tiraxunidan Kích thước máy nghiền: 5,6 x 7 x 3,6 Công suất: 248 t/h. Công suất động cơ: 3920 kW. Thời gian làm việc: 140 h/ tuần. Máy nghiền bi có cấu tạo 2 ngăn (ngăn bi cầu và ngăn bi đạn). Ngăn thứ nhất chứa bi cầu dùng để đập nguyên liệu đưa vào tương đối nhỏ. Phần nguyên liệu nhỏ lọt qua sàng sang phần bi đạn là ngăn thứ 2, ở đây bi đạn có nhiệm vụ làm nhỏ phần nguyên liệu được lọt sang để đạt tới độ mịn cần thiết. Bột liệu sau khi được nghiền xong thì lấy mẫu đưa về phân tích Rơnghen máy tính để điều chỉnh tỷ lệ các nguyên liệu sau đó bột liệu được đổ vào 2 silô đồng nhất. Đồng nhất bột liệu: Bột liệu được đưa vào 2 silô ở đây bột liệu được sục lên bằng máy nén khí và được tháo ra đưa vào lò nung bằng nhiều cửa van để đồng nhất phối liệu lần 2. c) Nghiền than và hâm sấy dầu. *. Than. Được vận chuyển vào kho và chia thành 2 đống mỗi đống 5.500 tấn than được đưa vào máy nghiền bi TIRAX: 32x 4,4 x 2,5. Công suất: 25÷30 t/h. Than được đập mịn và đưa vào két chứa, sau đó vào vít tải đến vòi phun vào lò nung. *. Dầu MFO (dầu nặng). Chương I: Tổng quan vể công nghệ sản xuất xi măng tại nhà máy xi măng Hoàng Thạch 5 Được vận chuyển từ cảng lên và đưa vào buồng chứa vì độ nhớt ban đầu lớn lên trước khi đốt phải được xấy, đưa nhiệt độ từ 90 ÷ 1000C sau đó được vòi phun phun vào lò dưới dạng xương mù. d) Lò nung. Lò quay bằng phương pháp khô 4 tầng Syclo trao đổi nhiệt có hệ thống làm lạnh Umax (lò con). Lò quay kích thước 5,5 x 89 m. Bột liệu được cấp vào lò nhờ hệ thống cân cấp liệu tự động và các bơm Fullex. Bột liệu đi từ các đỉnh Siclo trao đổi nhiệt đến tầng cuối cùng, bột liệu nâng nhiệt độ lên đến 7000C sau đó được bơm phun vào lò. Vòi phun hỗn hợp than, dầu là nhiên liệu cấp vào lò để trao đổi nhiệt với bột liệu, bột liệu được cấp từ đầu vào của lò nung còn than và dầu được cấp ngược lại (từ đầu ra). ở đây bột liệu được đo ngược với nhiệt độ của lò ( bột liệu đi ngược với than và dầu). Nhiệt độ trong lò được nâng lên 12000C, tất cả bột liệu được hoá lỏng cho đến khi nhiệt độ được điều chỉnh từ 1400÷15000C. Ở đây tất cả các phản ứng hoá lỏng kết thúc, dòng bột liệu được chảy vào lò con để làm nguội tại đây người ta làm nguội bằng nước và gió, sau khi bột liệu được làm nguội và vê thành viên và được chảy ra từ các lò con người ta gọi là Clinke được đưa vào máy nghiền và nghiền ra xi măng. e) Nghiền xi măng và phụ gia. Xi măng được nghiền từ Ckinke, thạch cao, phụ gia không tích cục (phụ gia lưới). Máy nghiền xi măng là máy nghiên bi liên hợp loại TIRAXUNIDAN. - Kích thước: 5,6 x 7 x 3,6. Chương I: Tổng quan vể công nghệ sản xuất xi măng tại nhà máy xi măng Hoàng Thạch 6 - Công suất: 248 t/h. - Công suất động cơ: 3920kW. - Thời gian làm việc: 140 h/ tuần. Máy nghiền xi măng sử dụng máy nghiền chu trình kín có 4 phân li trung gian và có hệ thống làm mát bằng nước ở đầu vào. Sau khi nghiền song, xi măng được đưa qua phân ly nhờ cầu tải. Tại đây máy phân ly có nhiệm vụ tách bột xi măng làm 2 loại. Loại nhỏ đúng theo yêu cầu đưa thẳng vào các silô để đóng bao, loại to được đưa quay trở về máy nghiền để nghiền lại. f) Đóng bao và xuất xi măng. Xi măng được lấy từ các silô chứa và đưa vào kít chứa của máy đóng bao. Có 6 máy đóng bao mỗi máy 8 vòi, công suất của mỗi máy là 40 t/h. Ở đây người ta dùng máy đóng bao loại quay, để đóng được một bao xi măng phải có 3 điều kiện thì máy đóng bao mới nhả bao ra. - Bao phải đủ 50 kg. - Phải đúng cửa tháo. - Băng tải đằng trước cửa tháo phải chạy. Sau khi bao được đóng song đưa lên băng tải và vận chuyển đến ô tô hoặc tầu hỏa hay đưa ra cảng để xuất cho tầu thủy. 1.2.2: Sơ đồ dây truyền công nghệ: hình 1.1. Chương I: Tổng quan vể công nghệ sản xuất xi măng tại nhà máy xi măng Hoàng Thạch 7 Đá vôi Máy đập Kho ĐNSB Cầu xúc Cân định lượng Đá sét Đập, cán Kho ĐXSB Cầu xúc Cân định lượng Phụ gia Kho chứa Két chứa Cân định lượng Than Dầu Máy nghiền, sấy Nghiền, sấy than Hâm, sấy dầu Thiết bị đồng nhất Lò nung (lò quay) Thạch cao Thiết bị làm lạnh Máy đập Clinker Máy đập Phụ gia Máy nghiền Silô chứa Clinker Silô chứa xi măng Máy đóng bao Xuất xi măng rời Xuất xi măng bao Hình 1.1: Sơ đồ dây truyền nhà máy xi măng Hoàng Thạch Chương I: Tổng quan vể công nghệ sản xuất xi măng tại nhà máy xi măng Hoàng Thạch 8 1.3: Hệ thống điều khiển tự động hóa nhà máy xi măng Hoàng Thạch 1.3.1. Hệ thống SDR Hệ thống giám sát- đối thoại – báo cáo. + Giám sát. Các số liệu ở các điểm đo ở từng công đoạn sản xuất được tập hợp xử lý và đưa lên máy tính để tạo ra các bản số liệu của từng công đoạn. - Công đoạn đá vôi, đá sét. - Công đoạn nghiền liệu. - Công đoạn nghiền phụ gia. - Công đoạn nghiền than, sấy dầu. - Công đoạn lò nung. - Công đoạn nghiền xo. - Công đoạn đóng bao. Các số liệu gồm: Trị số của các quá trình sản xuất, số liệu về các động cơ chính. + Đối thoại. Là sự trao đổi giữa người vận hành ở phòng điều khiển trung tâm với các công đoạn sản xuất được thực hiện thông qua các máy tính và các thiết bị ngoại vi của nó. + Báo cáo. Chương I: Tổng quan vể công nghệ sản xuất xi măng tại nhà máy xi măng Hoàng Thạch 9 Các số liệu cần thiết nhất của các thiết bị cần được lưu trữ trong máy tính chúng được dùng để lập các bản báo cáo. - Báo cáo của nhà máy thể hiện các số liệu theo từng giờ. Để chuẩn bị cho việc bảo dưỡng các thiết bị theo từng kỳ. - Nắm bắt được tình trạng thiết bị để kịp thời bảo dưỡng hoặc thay thế. - Báo cáo về báo động của từng công đoạn để công nhân nắm bắt được trước khi sự cố. 1.3.2. Hệ thống FLS-COM. Đây là hệ thống thông tin xí nghiệp bao gồm các hệ thống truyền hình công nghiệp. + Chức năng. Giúp cho người vận hành ở Trung tâm biết và có thể quan sát bằng mắt ở các điểm hay các vị trí quan trọng. + Hệ thống truyền hình công nghiệp. Nhà máy được trang bị hệ thống camera đặt ở các nơi, các vị trí quan trọng trong dây chuyền. Tương ứng với các mẫu hình được đặt ở trong phòng điều hành trung tâm của nhà máy. + Hệ thống thông tin nội bộ: Bao gồm các hệ thống điện thoại tự động và các bộ đàm dùng để liên lạc, giúp cho người vận hành trung tâm liên lạc trực tiếp một cách nhanh nhất đến người vận hành tại chỗ để thông báo hoặc chỉ đạo người vận hành làm theo những yêu cầu cần thiết khi chạy máy hoặc sự cố. 1.3.3. Hệ thống FLS – QCX. Chương I: Tổng quan vể công nghệ sản xuất xi măng tại nhà máy xi măng Hoàng Thạch 10 Đây là hệ thống kiểm tra chất lượng bằng máy tính điện tử và phân tích quang phổ gồm có: + Phân tích mẫu như xi măng, clinke, đá sét, đá vôi… - Để biết được chất lượng của các mẫu đó, để kịp thời điều chỉnh phụ gia bổ sung vào hay bớt đi để cho ra một sản phẩm tốt nhất. - Để tính toán điều chỉnh đơn phối liệu in, báo cáo và phân tích của thiết bị trong hệ thống QCX. + Máy phân tích Rơnghen: Đây là máy phân tích nhanh dùng để phân tích các mẫu bột liệu trong thời gian ngắn nhất để kịp thời điều chỉnh các nguyên liệu vào máy nghiền. + Máy tính điện tử: dùng để tính toán các số liệu mà máy phân tích Rơnghen hoặc phân tích mẫu đưa sang để kịp thời điều chỉnh trọng lượng của các vật liệu đưa vào máy nghiền hoặc lò nung clinke. + Cân băng và bộ PID là bộ cân băng định lượng dùng để cân chính xác trọng lượng vật liệu vào máy nghiền, nhờ bộ PID đưa tín hiệu về phòng trung tâm. 1.3.4. Hệ thống xử lý báo động. + Chức năng: Thông tin quá trình vận hành cho phòng điều khiển trung tâm về tình trạng vận hành của nhà máy. Hệ thống này là hệ thống bổ sung cho hệ thống điều khiển động cơ và thường làm việc với hệ thống logic tĩnh. Trong hệ thống này có 2 báo động. - Báo động về thiết bị. - Báo động về quá trình sản xuất. 1.3.5. Hệ thống xử lý đo lường. Chương I: Tổng quan vể công nghệ sản xuất xi măng tại nhà máy xi măng Hoàng Thạch 11 Chức năng tập hợp xử lý và phân bố các tín hiệu đo lường. Các tín hiệu đo lường dẫn từ các bộ chuyển đổi đặt tại các điểm đo được tập hợp về hệ thống xử lý đo lường, các tín hiệu này được qua bộ khuyếch đại. Mặt khác do yêu cầu công nghệ chế tạo, các bộ chuyển đổi tín hiệu có thể là: U = 0 ÷ 10 V I = 0 ÷ 20 mA I = 4 ÷ 20 mA. Đồng nhất hóa các tín hiệu ra là điện áp một chiều ( 0 ÷ 10). 1.3.6. Hệ thống tự động điều chỉnh, duy trì tự động các thông số kỹ thuật. Các thông số kỹ thuật gồm: t0, P, F, Q. + Các thông số kỹ thuật trên được cố định theo yêu cầu công nghệ với độ chính xác nhất định. + Toàn bộ hệ thống tự động điều chỉnh của nhà máy bao gồm nhiều mạch vòng điều chỉnh. + Thông thường một mạch vòng điều chỉnh có một bộ chuyển đổi có nhiệm vụ biến đổi các đại lượng điện thành không điện bằng các tín hiệu điện tỷ lệ. 1.3.7. Hệ thống điều khiển logic. Đây là hệ thống điều khiển logic chương trình hóa, dùng để điều khiển trình tự hoạt động hay không một cách liên động giữa các động cơ của các máy trong một công đoạn. Thông thường các động cơ khởi động – dừng một cách liên động có thể thực hiện bằng 3 thế hệ thiết bị. + Hệ thống Rơle điện từ. + Hệ thống logic tĩnh. Chương I: Tổng quan vể công nghệ sản xuất xi măng tại nhà máy xi măng Hoàng Thạch 12 + Hệ thống máy tính. *. Chức năng của hệ thống. + Thông tin về vận hành (tình trạng thiết bị). + Trình tự khởi động và dừng. + Liên động vận hành. + Liên động bảo vệ. + Lựa chọn chế độ vận hành. *. Mức điều khiển ( có 4 mức). + Mức điều khiển của người vận hành. + Mức điều khiển chính. + Mức điều khiển đơn vị. + Mức điều khiển quá trình sản xuất. *. Trang bị: + Hệ thống các bảm nút bấm phần C của bàn điều khiển Trung tâm. +Hệ thống các máy tính cho các công đoạn chịu sự chi phối của phòng điều hành Trung tâm. + Hệ thống các tủ điều khiển đơn vị (tại công đoạn). + Hệ thống các tủ chuyển tiếp nối giữa các tủ điều khiển đơn vị U = 24 v DC và mạch động lực. Chương I: Tổng quan vể công nghệ sản xuất xi măng tại nhà máy xi măng Hoàng Thạch 13