ĐỒ án LIÊN môn 3 kĩ THUẬT điều KHIỂN và tự ĐỘNG hóa đề tài xây DỰNG hệ THỐNG điện và điều KHIỂN CHO TRẠM NGHIỀN XI MĂNG

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN ĐỒ ÁN LIÊN MÔN KĨ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA ĐỀ TÀI: XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ ĐIỀU KHIỂN CHO TRẠM NGHIỀN XI MĂNG Sinh viên thực hiện: DƯƠNG TIẾN ĐẠT(LD) ĐINH VIẾT THANH HÙNG LÊ VŨ HOÀI NAM NGUYỄN THỊ MINH TRANG NGUYỄN MAI NHẬT LAM Giáo viên hướng dẫn: TS.NGUYỄN KIM ÁNH ThS.NGUYỄN VĂN TẤN TS.VÕ QUANG SƠN Danang, 2022 PROJECT BASED LEARNING NHÓM Mục lục Mục lục CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VÀ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ .2 Phần 1: Tổng quan giới thiệu .2 1.1: Giới thiệu đề tài .2 1.2 Nguyên liệu cấu trúc xi măng 1.2.1 Nguyên liệu 1.2.2 Nhiên liệu 1.2.3 Clinker .4 Phần 2: Quy trình cơng nghệ 2.1 Khái qt quy trình cơng nghệ .5 2.2 Quy trình cơng nghệ thực dự án 10 2.2.1 Quy trình 10 2.2.2 Các phân đoạn máy móc cụ thể .11 PROJECT BASED LEARNING NHÓM CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VÀ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ Phần 1: Tổng quan giới thiệu 1.1: Giới thiệu đề tài Quy trình sản xuất xi măng nghiệp chuổi công đoạn thực loại máy móc, động biến nguyên liệu thô ban đầu thành xi măng phục vụ cho đời sống Trong dự án lần này, nhóm tập trung xây dựng hệ thống điều khiển từ phân đoạn clinker đến thành phẩm xi măng (khơng đóng bao) 1.2 Nguyên liệu cấu trúc xi măng 1.2.1 Nguyên liệu • Có ngun liệu đá vơi đất sét • Đá vôi: Đá vôi dùng để sản xuất xi măng pooc lăng loại đá có hàm lượng Ơ Xít Can xi cao, MgO kiềm thấp Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6072:1996 quy định thành phần hóa học đá vôi làm nguyên liệu sản xuất xi măng sau: CaCO3 ≥ 85%; MgCO3 ≤ 5%; K2O + Na2O ≤ 1% Khai thác đá vôi sản xuất xi măng Đất sét tự nhiên • Đất sét: Đất sét loại nham thạch trầm tích Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6071:1996 quy định thành phần hóa học đất sét làm nguyên liệu sản xuất xi măng pooc lăng sau: SiO2: 55-70%, Al2O3: 10-24%, K2O + Na2O≤3% ❖ Nguyên liệu khác: o Bùn nhephelin o Xỉ lò cao o Phụ gia điều chỉnh PROJECT BASED LEARNING NHÓM o Phụ gia xi măng o Phụ gia điều chỉnh o Phụ gia đầy o Phụ gia bảo quản o Phụ gia trợ nghiền o Phụ gia khoáng hóa Phụ gia giàu silic 1.2.2 Nhiên liệu • Nhiên liệu dùng cho lị quay nhiên liệu rắn, lỏng, khí • Nhiên liệu khí: loại nhiên liệu tốt khí dễ cháy, nhiệt lượng cao, khơng có tro thiết bị đốt đơn giản Tuy nhiên giá thành cao nên không kinh tế sử dụng lò quay sản xuất xi măng • Nhiên liệu lỏng: thường sử dụng dầu DO, MFO, nhiệt lượng cao (>9000 Kcal/kg), khơng có tro, dễ cháy thiết bị đốt phức tạp phải có phận sấy dầu trước phun vào lò để đốt Nhiên liệu lỏng có giá thành cao nên khơng kinh tế sử dụng lị quay sản xuất xi măng • Nhiên liệu rắn: nhiên liệu rắn khơng có ưu điểm loại lại dùng phổ biến lý kinh tế Các cơng ty thường sử dụng than antraxit có chứa 75- 85% Cacbon, nhiệt lượng từ 5000-7000 Kcal/kg, hàm lượng tro từ 15-35%, thành phần hóa học tro than gần giống đất sét nung Đối với công nghệ sản xuất xi măng lị quay phương pháp khơ nên sử dụng loại than có hàm lượng tro ít, nhiệt lượng cao hàm lượng lưu huỳnh thấp tốt PROJECT BASED LEARNING NHÓM 1.2.3 Clinker • Là kết nung luyện bột liệu lò, bột liệu lò di chuyển từ tháp trao đổi nhiệt xuống lò nung khỏi máy làm nguội clinker • Clinker (Portland) pooc lăng: sản phẩm nhận sau nung đến kết khối hỗn hợp phối liệu đến nhiệt độ 1450 độ C tạo khoáng chính: C3S (3CaO.SiO2), C2S (2CaO.SiO2), C4AF (4CaO.Al2O3.Fe2O3) C3A (3CaO.Al2O3) • Các hệ số chế tạo clinker: • Hệ số bảo hịa vơi LSF = 100 C/(2,8S+1,18A+0,65S) theo cơng thức KH=(C1,65A0,35F)/2,8S • Hệ số silic MS= S/(A+F) • Hệ số alumin MA=A/F • Với C, S, A, F: hàm lượng % xít CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3 clinker PROJECT BASED LEARNING NHÓM Phần 2: Quy trình cơng nghệ 2.1 Khái qt quy trình cơng nghệ Quy trình sản xuất xi măng trải qua giai đoạn chính, tương ứng với giai đoạn khu vực điều khiển độc lập nhau: PROJECT BASED LEARNING NHÓM ❖ GIAI ĐOẠN 1: TÁCH CHIẾT NGUYÊN LIỆU THÔ Sản xuất xi măng cần đến nguyên liệu thô gồm canxi, silic, sắt, nhôm Những nguyên liệu thô tách từ núi đá vơi sau thơng qua băng chuyền vận chuyển tới nhà máy Ngồi cịn nhiều chất phụ gia khác dùng để sản xuất xi măng như: đá phiến, vảy thép cán, tro bay bơ xít với số lượng Trước vận chuyển tới nhà máy khối đá lớn nghiền nhỏ có kích thước tương đương với kích thước viên sỏi Khai thác đá vôi + Đá vôi: Đá vôi khai thác cách khoan nổ cắt tầng theo quy định quy hoạch khai thác Sau đá vơi xúc vận chuyển tới máy đập xe tải chuyên chở cỡ lớn Tại đá vôi đập nhỏ thành đá dăm vận chuyển kho Sau rải thành đống riêng biệt, khoảng 15.000 tấn/1 đống + Đá sét: Đá sét khai thác phương pháp cày ủi nổ mìn Xúc lên xe tải máy xúc chuyển máy đập búa Đá sét đập máy đập búa xuống kích thước 75 mm tiếp tục đập máy cán trục xuống kích thước 25 mm Sau đập đá sét vận chuyển rải thành đống riêng biệt kho Mỗi đống khoảng 6.600 + Phụ gia điều chỉnh: Để đảm bảo chất lượng thành phẩm Cần kiểm sốt q trình gia cơng chế biến hỗn hợp vật liệu theo hệ số xác định Do ngồi đá vơi đá sét cịn có ngun liệu điều chỉnh quặng, quặng bôxit đá Silic Chúng ta thấy nhà máy sản xuất xi măng thường đặt khu vực gần núi đá vơi Nhằm mục đích tiết kiệm chi phí vận chuyển nguyên liệu giúp giảm giá thành xi măng Nguyên liệu thô tách chiết từ núi đá vơi Sau vận chuyển trực tiếp đến nhà máy gần PROJECT BASED LEARNING NHÓM ❖ GIAI ĐOẠN 2: PHÂN CHIA TỈ LỆ, TRỘN LẪN VÀ NGHIỀN Nguyên liệu thơ chuyển đến phịng thí nghiệm nhà máy Tại phịng thí nghiệm nhà máy tiến hành phân tích, phân chia tỉ lệ xác đá vôi đất sét hệ thống cân định lượng Trước bắt đầu nghiền nguyên liệu Theo tỉ lệ thơng thường 80% đá vơi 20% đất sét Tiếp theo sau phịng thí nghiệm phân tích nguyên liệu xong đến nhiệm vụ nhà máy Tại nhà máy nghiền hỗn hợp dựa vào lăn bàn xoay Bàn xoay quay liên tục lăn lăn tiếp xúc trực tiếp với hỗn hợp Con lăn nghiền hỗn hợp thành bột mịn đảm bảo yêu cầu Sau nghiền thành bột mịn hỗn hợp lưu giữ hệ thống đường ống lớn nhà máy(cịn gọi si lơ) Máy nghiền đứng ❖ GIAI ĐOẠN 3: TRƯỚC KHI NUNG Sau kết thúc giai đoạn nghiền nguyên liệu thô lưu trữ với khối lượng định Nguyên liệu đưa buồng chứa trước nung Buồng chứa chứa chuỗi buồng xốy trục đứng, ngun liệu thơ qua trước vào lò nung Buồng trước nung tận dụng nhiệt lượng tỏa từ lò để làm nóng nguyên liệu Việc giúp tiết kiệm lượng giảm khí thải cho nhà máy PROJECT BASED LEARNING NHÓM ❖ GIAI ĐOẠN 4: GIAI ĐOẠN TRONG LỊ Lị nung nhà máy lớn xoay Nó coi phần quan trọng trình sản xuất xi măng Trong lị nhiệt độ lên tới 14500 độ C Nhiệt độ đạt phản ứng hóa học khử Cacbon Q trình thải khí CO2 Giai đoạn nung lị Nhiệt độ cao lò nung làm cho nguyên liệu nhão Chuỗi phản ứng hóa học Ca SiO2 lị tạo thành phần xi măng CaSiO3 hay gọi clinker Lò nhận lượng nhiệt từ bên ngồi nhờ vào khí tự nhiên than đá Khi nguyên liệu phần thấp lị hình thành xỉ khơ PROJECT BASED LEARNING NHÓM ❖ GIAI ĐOẠN 5: LÀM MÁT VÀ NGHIỀN THÀNH PHẨM Sau khỏi lị, xỉ khơ làm mát nhờ vào khí cưỡng Xỉ tỏa lượng nhiệt hấp thụ làm nguyên liệu từ từ giảm nhiệt Lượng nhiệt mà xỉ tỏa thu lại vào lò Việc làm giúp tiết kiệm lượng Tiếp đến giai đoạn nghiền clinker hoàn chỉnh Giai đoạn sử dụng viên bi sắt, giúp nghiền bột mịn Đây kết tồn q trình tạo xi măng Nghiền thành phẩm ❖ GIAI ĐOẠN 6: ĐÓNG GÓI VÀ VẬN CHUYỂN Sau nghiền thành bột mịn với số lượng lớn Xi măng đóng bao với trọng lượng từ 20-50 kg/ bao Sau đưa lên xe chuyển đến nhà phân phối Cuối đưa đến cơng trình xây dựng Đóng bao xi măng PROJECT BASED LEARNING NHĨM 2.2 Quy trình cơng nghệ thực dự án 2.2.1 Quy trình Tóm tắt quy trình cơng nghệ sơ đồ tư Các Bin chứa liệu(15) Clinker Đá vôi Puzzolan Thạch cao 67% 18% 11% 4% Dưới Bin chứa, nguyên liệu qua cân định lượng theo khối lượng đơn phối liệu đưa vào máy cán Sau đưa vào máy nghiền bi Máy cán(16) -Nghiền sơ Hạt có Ø