CÔNG NGHỆ sản XUẤT XI MĂNG NHÀ máy XI MĂNG TAM điệp

Ket-noi.com din n cụng nghờ, giỏo dc Mục lục CHƯƠNG 1: I.Khái quát .105 107 III.Các dạng sai hỏng thờng gặp - nguyên nhân - cách khắc phục 112 Đại học Bách khoa Hà Nội - Điều khiển tự động - K46 Ket-noi.com din n cụng nghờ, giỏo dc Chơng Giới thiệu tổng quan công nghệ sản xuất xi măng nhà máy xi măng tam điệp I.Giới thiệu tổng quan nhà máy xi măng Tam Điệp Nhà máy xi măng Tam Điệp đợc xây dựng địa bàn xã Quang Sơn -Thị xã Tam Điệp-Tỉnh Ninh Bình Công suất thiết kế 4000tấn/1ngày đêm (tơng đơng 1,4 triệu Clinker/1năm) Với số vốn đàu t hàng trăm triệu USD, dây chyền sản xuất xi măng đại vào loại bậc nớc ta Nhà máy đợc khởi công xây dựng từ năm 1998 đến năm 2002 hoàn thành sau năm chạy thử để hiệu chỉnh thông số cơ, điện, công nghệ hoàn tất, đến cuối năm 2004, Nhà máy thức bớc vào sản xuất Mặc dù vào sản xuất thức năm nhng Nhà máy ngày khẳng định đợc vị trí ngành công nghiệp xi măng đất nớc Với công nghệ khô tiên tiến hãng F.L.Smith Đan Mạch Toàn Nhà máy hệ thống sản xuất theo dây chuyền khép kín với thiết bị hãng tập đoàn công nghiệp lớn giới Quá trình sản xuất Nhà máy từ khâu tiếp nhận nguyên, nhiên vật liệu đến khâu xuất sản phẩm cho khách hàng đợc điều khiển hoàn toàn tự động từ phòng điều khiển trung tâm CCR (Central Control Room) thông qua hệ thống máy tính PLC hãng Allen-Bradly (Mỹ) Tại nhà máy có hệ thống phân tích nhanh X quang, chơng trình tối u hóa thành phần phối liệu hệ thống điều khiển tự động với hàng nghìn điểm đo, đảm bảo việc điều khiển giám sát liên tục Ngoài chủng loại xi măng pooc-lăng truyền thống PC30, PC40, Nhà máy sản xuất chủng loại xi măng đặc biệt nh xi măng dùng cho giếng khoan sâu trung bình, xi măng dùng xây dựng đờng hầmtùy thuộc vào yêu cầu đặt hàng khách II.Công nghệ sản xuất xi măng nhà máy xi măng tam điệp II.1.Tổng quan Về công nghệ sản xuất xi măng lò quay II.1.1.Nguyên liệu để sản xuất xi măng Xi măng chất kết dính thủy lực cứng nớc không khí, đợc tạo việc nghiền chung Clinker với thạch cao số phụ gia khác Clinker thành phần quan trọng xi măng, định tính chất xi măng Clinker sản phẩm nung kết phối hỗn hợp nguyên liệu đá vôi, đá sét số nguyên liệu khác nh cát thạch anh, xỷ sắtHỗn hợp đợc nghiền thật mịn, đồng đợc nung nhiệt độ cao 450OC caolonit bị đehydrat hóa, 750-950OC canxi đợc đecacbonat hóa Phản ứng gữa cấu tử CaO với silic nhôm, sắt bắt đầu mạnh 800OC Khi đạt tới 1300OC xuất phần chất nóng chảy bắt đầu kết khối, 14001450OC Clinker đợc hình thành, tức hoàn thành tạo khoáng Clinker Đại học Bách khoa Hà Nội - Điều khiển tự động - K46 Ket-noi.com din n cụng nghờ, giỏo dc II.1.2.Các phơng pháp sản xuất xi măng Thực tế có phơng pháp sản xuất xi măng khô ớt phơng pháp ớt nguyên liệu đợc nghiền mịn máy nghiền ớt để tạo mùn (pasti) với độ ẩm 30-50% cho thẳng vào lò nung Ngợc lại phơng pháp khô, nguyên liệu vào lò dạng bột ẩm 1% hay dạng viên độ ẩm 12-14% Những yếu tố để chọn phơng pháp sản xuất xi măng tính chất hóa lý nguyên vật liệu, nguồn nhiên liệu nớc Nếu nguyên liệu có độ ẩm tự nhiên lớn 10% thành phần hóa học nó, khả phân tán tốt, có đủ nớc nhiên liệu sản xuất theo phơng pháp ớt tốt Phơng pháp khô hợp lý kinh tế nguyên vật liệu có độ ẩm tự nhiên thấp, thành phần hóa học đồng nguồn nhiên liệu, nớc có hạn Phơng pháp ớt có sơ đồ đơn giản hơn, tiêu tốn điện hơn, khối lợng chung thiết bị lớn Khuyết điểm phơng pháp khô tiêu tốn điện để nghiền gấp 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 giới tỷ lệ phơng pháp ớt nớc nh sau: Liên Xô (cũ) 90%; Bỉ 100%; Anh 98%; Canada 97-98%; Ba Lan 85%; Pháp 75-85%; Mỹ 60%; CHLB Đức Nhật 30%; Italia 10-15% Ngày nay, hầu hết tất nớc tỷ lệ phơng pháp khô tăng lên nhiều phơng pháp sản xuất chủ yếu II.1.3.Thành phần hóa học Clinker Nguyên liệu để sản xuất Clinker đá vôi (CaO) đá sét (SiO , Fe O , Al O ) Chất lợng Clinker phụ thuộc vào thành phần hóa học thành phần khoáng Thành phần hóa học Clinker đợc biểu diễn tỉ lệ ôxyt thành phần phối liệu têu quan trọng để kiểm tra chất lợng Clinker Tổng hàm lợn oxyt bản: CaO, SiO , Fe O , Al O Clike chiếm 95-98% Tính chất Clinker xi măng phụ thuộc chủ yếu vào tỷ lệ ôxyt Tỷ lệ hàm l ợng ôxyt Clinker thông thờng nh sau: CaO : 63-67% SiO : 21-24% Fe O : 2-4% Al O : 4-7% Bằng việc thay đổi tỷ lệ hàm lợng oxyt cấp liệu vào máy nghiền, ta thay đổi dợc tính chất xi măng Ngoài Oxy đó, Clinker có Oxyt khác nh: MgO, NaO, PO, MnOCác Oxyt mức độ khác ảnh hởng đến chất lợng xi măng Trong trình nung luyện, Oxyt CaO, SiO , Fe O , Al O tác dụng với để tạo thành khoáng xác định tính chất xi măng Trong xi măng có khoáng nh sau: Silicat Can xi (Alít) 3CaO.SiO Đại học Bách khoa Hà Nội - Điều khiển tự động - K46 Ket-noi.com din n cụng nghờ, giỏo dc Silicat Can xi (Bezit) 2CaO.SiO Aluminat Can xi 3CaO.Al O Alumoferit Can xi 4CaO.Al O Fe O Hàm lợng khoáng Clinker nằm khoảng sau: Silicat Can xi (Alít) : 42-60% Aluminat Can xi : 2-15% Silicat Can xi (Bezit) : 15-50% Alumoferit Can xi : 10-25% Ngoài phối liệu có phụ gia đợc đa vào phối liệu nung nghiền Clinker nhằm tăng cờng hạn chế số tính chất xi măng: Phụ gia khoáng làm xúc tác cho phản ứng hóa học, sau hoàn thành nằm lại sản phẩm Phụ gia điều chỉnh dùng điều chỉnh kết dính độ đóng rắn xi măng, thờng dùng thạch cao Phụ gia thủy làm tăng tính bền nớc xi măng Phụ gia điền đầy nhằm hạ giá thành sản phẩm (độn thêm) II.1.4.Hệ thống lò nung ống quay nơi định tính chất xi măng Hệ thống lò quay thờng bao gồm phận chuẩn bị cung cấp nhiên liệu, thiét bị trao đổi nhiệt bên bên lò, thiết bị làm nguội Clinker, thiết bị thông gió lắng bụi Căn vào kích thớc ngời ta phân lò ngắn lò dài Lò ngắn lò có tỉ lệ chiều dài L đờng kính D là: L/D > 32 Trong công nghiệp xi măng lò ngắn dùng phơng pháp khô, lò dài cho phơng pháp ớt Theo cấu trúc ngời ta chia lò có thiết bị trao đổi nhiệt bên bên Theo lợng nhiệt tiêu tốn cho 1kg Clinker lò quay đại dùng đợc xếp nh sau: Lò ngắn (60-80m) có xích (trao đổi nhiệt) 1800-2100 kcal/kg Lò ngắn (60-80m) có xích 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 bột khô (không kể nhiệt để sấy) 900-1100 kcal/kg II.1.5.Chế độ nhiệt độ lò quay Đại học Bách khoa Hà Nội - Điều khiển tự động - K46 Ket-noi.com din n cụng nghờ, giỏo dc Quá trình nung hỗn hợp liệu xi măng bao gồm trình thoát nớc, nung nóng liệu, phân hóa sản phẩm đầu tiên, giai đoạn tạo làm nguội sản phẩm Trong nung khoảng thời gian dài từ thời điểm nạp liệu đến sản phẩm khỏi lò Đoạn lò phía đầu nạp liệu mà gần 90% lợng ẩm vật lý đợc bay vùng xích, đoạn (để tăng cờng trao đổi nhiệt) ngời ta treo nhiều xích, vật liệu khỏi vùng đợc nung nóng đến 90-100OC thờng chứa 612% lợng ẩm lại Nếu vùng xích xảy nung nhiệt làm tăng mát theo bụi Lợng ẩm lại thoát vùng tiếp sau gọi vùng sấy, đây, nhiệt độ vật liệu tăng dến 200-250OC Trong vùng ngời ta đặt thiết bị trao đổi nhiệt kim loại Khi tiếp tục tăng nhiệt độ vật liệu lên đến 450-500 OC tạp chất hữu liệu cháy xảy phân hóa caolonit kèm theo sinh nớc dín kết hóa học Vì vậy, đoạn lò đợc gọi vùng đehydrat Đoạn lò mà tiếp tục nung vật liệu đến khoảng 500-700OC gọi vùng nung Tiếp theo vùng khử khí cacbonic (canxi hóa), xảy phân hủy cacbonatcanxi manhê Những phản ứng bắt đầu nhiệt độ dới 700OC kết thúc nhiệt độ cao 900OC Sau trình nung chuyển từ giai đoạn phân hóa sang giai đoạn tạo Vùng giai đoạn gọi vùng phản ứng tỏa nhiệt Trong nhiệt độ tăng từ 900-1300OC, quan sát thấy tăng đột ngột nhiệt độ đọa ngắn lò nhờ phản ứng tỏa nhiệt nên nung tăng nhanh cuối vùng phản ứng tỏa nhiệt tất ôxyt silic dính kết với CS (belit), nhôm ferit canxi dạng CAF, aluminat dạng CA, lợng CaO lại nằm trạn thái tự vùng gọi vùng thiêu kết, nhiệt độ vật liệu tăng từ 1300 đến 14001470OC, xảy nóng chảy phần khoáng chất tạo thành trớc trạng thái hai pha vật liệu tạo thành vật liệu Clinker chủ yếu alit (CS) phía đầu liệu vùng thiêu kết tiếp giáp với vùng làm nguội, nhiệt độ Clinker trớc lúc khỏi lò giảm xuống đến 1250-1000OC Sau trình làm nguội kết thúc buồng làm mát, khỏi thiết bị làm mát nhiệt độ Clinker dao động khoảng 50-300OC Những vùng công nghệ nêu lò ống quay theo phơng pháp ranh giới thật cố định, tức kết thúc giai đoạn trùng với bắt đầu giai đoạn 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 Ket-noi.com din n cụng nghờ, giỏo dc Đại học Bách khoa Hà Nội - Điều khiển tự động - K46 Ket-noi.com din n cụng nghờ, giỏo dc II.2.1.Khai thác, vận chuyển, đập đồng sơ đá vôi Đá vôi Hang Nớc đợc khai thác phơng pháp khoan nổ mìn vận chuyển trạm đập công ty xe ô tô tự đổ Cự ly vận chuyển từ nơi khai thác bốc xúc đến trạm đập khoảng km Đá đợc đổ vào phễu cấp liệu (131.010) qua cấp liệu đa đến băng tải tràn (131.030) vào máy đập (131.100) Máy đập đá vôi loại đập búa va đập trực tiếp rô to có gắn đập, suất 600tấn/h, đập phôi có kính thớc lớn đến 2500mm tích tới 1,5 m Đá vôi sau đập có kích thớc 98% < 150mm, qua băng tải cao su có nhiều dài lên tới 2,8km đợc chuyển vào kho đồng sơ Bụi sinh đợc lọc qua lọc bụi tĩnh điện (131.120) lọc bụi tay áo (lọc bụi túi) (131.170), (141.040) đổ vào băng tải với lợng liệu từ máy đập Máy rải đá vôi Stacker (151.100) có suất bình quân 600tấn/h rải đá vôi thành đống dọc kho Khối lợng đống 16000tấn.Tổng sức chứa kho đồng đá vôi 32000 Hiệu suất đồng (theo bảo đảm bên bán) 10:1 II.2.2.Khai thác, vận chuyển, đập đồng sơ đá sét Đất sét Quyền Cây đợc khai thác phơng pháp bốc xúc trực tiếp vận chuyển trạm đập công ty 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 (133.020), băng tải tràn (133.020) đa vào máy đập (133.100) Máy đập đất sét loại máy đập trục lăn có răng, suất đập 250tấn/h Sau đập sơ từ phôi có kích thớc lớn 800mm đến cỡ (75x75)mm Sản phẩm đợc vận chuyển kho đồng sơ hệ thống băng tải cao su đặt song song với hệ thống băng vận chuyển đá vôi, cự ly 2,8km Kích thớc đất sét sau đập 95%[...]... máy nghiền trớc (máy nghiền sơ bộ) sau đó đa 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. .. nguội xi măng trong máy nghiền Lu lợng nớc phun có thể đợc điều tiết tự động phù hợp với nhiệt độ sản phẩm xả ra từ máy nghiền Việc điều khiển áp suất khí tuần hoàn cho máy phân ly Sepak đợc điều chỉnh bởi van (541.383) và xi măng có thể đợc tiếp tục làm mát nhờ việc mở van (541.385) lắp trên vòng tuần hoàn khí cho máy phân ly Các vòng điều khiển trong công đoạn nghiền xi măng: Điều khiển tải trọng máy. .. van quay Vỏ bao xi măng đợc cấp theo tuyến riêng Xi măng đợc vận chuyển ra ô tô, tàu hoả bằng hệ thống băng tải II.3.Các phân xởng chính trong Sản xuất xi măng II.3.1.Phân xởng Sản xuất bột liệu II.3.1.1.Các thiết bị chính thuộc phân xởng Máy nghiền con lăn đứng Atox 45 Máy phân ly hiệu suất cao RAR 45 Hệ thống cấp liệu Lọc bụi tĩnh điện éP chung cho lò nung và nghiền liệu Quạt máy nghiền (không... giỏo dc Việc điều khiển máy phân ly trong giai đoạn nghiền xi măng nhằm đạt đợc chất lợng xi măng (hoạt tính cờng độ, hàm lợng SO 3 ) và sản lợng tối đa dựa trên: Nhóm điều khiển máy nghiền xi măng gồm các mục đích sau: Độ mịn tối u Sản phẩm tối đa và lợng quay lại máy nghiền tối thiểu Những mục tiêu do khách hang xác định Điều khiển điểm đặt cho các dao động: Tốc độ máy phân ly Cấp liệu mới... lắp đặt để sục khí và khoang trộn Xi măng đợc tháo ra ở cửa đáy duy nhất cho mỗi si lô bên trong khoang trộn rồi qua các van điều khiển lu lợng vào hệ thống máng khí động và gầu nâng đến các bunke chứa cho 4 máy đóng bao Hai máng khí động (621.145); (621.345) xả xi măng rời trực tiếp ra các xe ô tô sitéc chở xi măng chuyên dùng Từ 4 bunke chứa, xi măng đợc tháo vào 4 máy đóng bao (641.080 từ 1- 4) qua... 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... nghiền Điều khiển phun nớc và nhiệt độ xi măng trớc lọc bụi túi Điều khiển độ mịn sản phẩm (tốc độ máy phân ly) Điều khiển tỷ lệ pha trộn Điều khiển áp suất tuần hoàn khí II.2.15.Đóng bao xi măng Xi măng thành phẩm đợc hệ thống vít tải, gầu nâng và máng khí động vận chuyển vào 4 silô chứa (621.100); (621.200); (621.300) và (621.400) Để đồng nhất và tháo xi măng ra khỏi silô, các quạt thổi (621.110);... Gồm có 6 vị trí: Năm giao dịên vận hành gồm có máy tính, chuột, bàn phím để điều khiển quá trình, trong đó có 2 máy tính chủ có dung tích ổ cứng và bộ nhớ gấp đôi máy tính thờng cùng các thiết bị phụ để bảo vệ máy tính chủ, máy in cho ghi chép báo động, máy in lade cho báo cáo, máy in mầu để copy các màn hình cần thiết Một vị trí kĩ thuật lập trình gồm 1 máy tính chủ (có chuột, bàn phím) 32 phần mềm... sát và điều khiển các công đoạn sau (Trình tự khởi động các thiết bị thuộc các công đoạn tại phòng điều khiển trung tâm): Nghiền liệu Cấp liệu lò nung Lò nung Máy làm nguội Nghiền than Nghiền sơ bộ xi măng Nghiền xi măng Đại học Bách khoa Hà Nội - Điều khiển tự động - K46 29 Ket-noi.com din n cụng nghờ, giỏo dc Hệ thống điều khiển các quá trình chính dựa trên cơ sở hệ thống máy tính tại vị trí... 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 II.3.2.1.Các thiết bị chính Phân xởng sản xuất Clinker FLS - SLC - D (Sparate