Báo cáo thực tập xi măng hoàng thạch. tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý của cân rotor weighfeeder nói riêng và hệ thống lò nung

Báo cáo thực tập xi măng hoàng thạch. tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý của cân rotor weighfeeder nói riêng và hệ thống lò nung

Lời nói đầu

Là một sinh viên, đặc biệt là sinh viên ngành kỹ thuật Việc thực hành thực tế là cực kỳ quan trọng đối với việc phát triển kiến thức và kỹ năng cá nhân của sinh viên

Nhận thức được những điều trên, em và các bạn sinh viên tự động hóa đã rất hào hứng

và có những ngày thực tập tốt nghiệp trước khi ra trường khá bổ ích Chuyến thực tập tốt nghiệp đến nhà máy xi măng Hoàng Thạch tại xã Minh Tân - huyện Kinh Môn - Hải Dương dài 22 ngày đã cho chúng em những trải nghiệm thực tế về một nhà máy công nghiệp hóa với những hệ thống tự động hóa hoàn toàn, cùng với những giờ hoạt động nghiên cứu tại một nhà máy như một kỹ sư thực thụ Đây cũng là khoảng thời gian để chúng em thực sự suy nghĩ về chuyên ngành của mình và những định hướng nghề nghiệp trong tương lai gần sau khi ra trường

Bài báo cáo thực tập này của em gồm có 3 chương:

Chương I: Sơ lược về công ty xi măng Hoàng Thạch

Chương II: Tổng quan công nghệ sản xuất xi măng

Chương III: Lò nung và hệ thống cân Rotor Weighfeeder

Bài báo cáo này nói một cách khái quát và cơ bản nhất về tự động hóa nhà máy xi măng

và cấu tạo hệ thống cân Rotor cấp than tự động, có sử dụng một số tài liệu trên mạng và tài liệu từ nhà máy xi măng

Em xin chân thành cảm ơn Viện Điện và thầy đã tạo điều kiện thuận lợi cho nhóm em đi thực tập chuyến này!

Hà Nội, ngày 22 tháng 08 năm 2014 Sinh viên

Chương I: Sơ lược về công ty Xi măng Hoàng Thạch

1.1 Vị trí địa lý và quá trình hình thành phát triển của công ty

1.1.1 Vị trí địa lý

Nhà máy gồm 2 khu chính:

- Khu sản xuất: Phía hữu ngạn sông Đá Bạch trên khu đồi thuộc thôn Hoàng Thạch, Xã Minh tân, Huyện Kinh Môn, Tỉnh Hải Dương với diện tích 24ha có nguồn nguyên liệu đá vôi và đá sét dồi dào Với trữ lượng trên 150 triệu tấn đá vôi, chất lượng tốt, ít tạp chất, hàm lượng CACO3 > 92%, MgO3 < 3% cộng với trên 50 triệu tấn đá sét là nguyện liệu chính để sản xuất xi măng khoảng 100 năm cho mỗi dây chuyền Ngoài ra còn gồm tất cả các xướng sản xuất chính từ khâu đập đá vôi, đá sét, gia công chế biến các nguyên liệu, nung và nghiền xi măng

- Khu thành phẩm: Phái tả ngạn sông Đá Bạch, thuộc vùng đất của thôn Vĩnh Tuy, Xã Vĩnh Khê, Huyện Đông Triều, Tỉnh Quảng Ninh, với diện tích 12.5ha, gồm 5 xilô chứa

xi măng, hệ thống máy đóng bao xi măng, hệ thống băng tải, máng xuất xi măng theo các tuyến: đường Ôtô, đường thủy, đường sắt Hai khu vực trên được nối liền bằng một cây cầu dài 388.15m qua sông Đá Bạch

1.1.2 Quá trình phát triển nhà máy

Sau khi chiến tranh kết thúc, nền kinh tế nước ta đang bước đầư hồi phục, trước tình hình đó Đảng và Nhà nước hoạch định chiến lược phát triển kinh tế xã hội, trong đó xây dựng cơ sở vật chất kỹ thuật của nền kinh tế được coi trọng hàng đầu Đe làm được viêc

đó, ngành công nghiệp vật liệu xây dựng phải đi trước một bước

- Ngày 15/11/1976, Thủ tướng Chính phủ ra chỉ thị số 448/TTg về việc "Xây dựng Nhà máy xi măng Hoàng Thạch"

- Ngày 15/12/1976, đồng chí Đỗ Mười lúc đó là Phó Thủ tướng Chính phủ ký Quyết định

số 474/TTg “Phê chuẩn nhiệm vụ thiết kế Nhà máy xi măng Hoàng Thạch” (cho phép xây dựng nhà máy xi măng), vói tên gọi "Nhà máy xi măng Hoàng Thạch" Địa diêm xây dựng tại thôn Hoàng Thạch xã Minh Tân, huyện Kim Môn, tỉnh Hải Hưng (Minh Tân -Kinh Môn - Hải Dương ngày nay) và thôn Vĩnh Tuy xã Vĩnh Khê, huyện Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh, số vốn đầu tư ban đầu đe xây dựng là 73.683.000 USD Nhà máy do hãng F.L.Smidth (Đan Mạch) thiết kế, cung cấp thiết bị toàn bộ và cho chuyên gia giúp xây dựng, vận hành nhà máy

- Ngày 19/05/1977, Khởi công xây dựng dây chuyền I Nhà máy xi măng Hoàng Thạch với công suất thiết kế 1,1 triệu tấn/năm, đây là dây chuyền lớn và hiện đại nhất Việt Nam vào thời diêm đó

- Ngày 04/03/1980, Bộ Xây dựng ký Quyết định số 333/BXD-TCCB về việc thành lập Nhà máy xi măng Hoàng Thạch

- Ngày 25/11/1983, Nhà máy sản xuất được mẻ Clinker đầu tiên

Ngày 16/01/1984, bao xi măng mang nhãn hiệu Hoàng Thạch đầu tiên được ra đời đánh dấu thời kỳ mới, thời kỳ sản xuất xi măng theo chỉ tiêu pháp lệnh của Nhà Nước

Để đáp ứng yêu cầu phát triển phù hợp với nền kinh tế thị trường, ngày 12/8/1993, Bộ xây dựng ra quyết định số 363/QĐ-BXD thành lập Công ty xi măng Hoàng Thạch trên cơ

sở hợp nhất Nhà máy xi măng Hoàng Thạch với Công ty kinh doanh số 3 Đồng chí Nguyễn Văn Hạnh được bổ nhiệm làm giám đốc công ty

Cùng với sự phát triển nhanh chóng của nền kinh tế đất nước, nhu cầu xi măng cho xây dựng ngày một tăng, công ty đã đầu tư mở rộng, khẩn trương tiến hành xây dựng dây chuyền II có công suất thiết kế là 1.2 triệu tấn/năm, trên mặt bằng của công ty hiện có, dây chuyền II được khởi công ngày 28/12/1993 Sau gần 3 năm thi công xây dựng, ngày 12/5/1996 dây chuyền II được khánh thành và đi vào sản xuất, như vậy tổng công suất của 2 dây chuyền lúc này là 2.3 triệu tấn/năm Với sự quan tâm của chính quyền, Công ty

xi măng Hoàng Thạch đã không ngừng lớn mạnh và phát triển sản phẩm của Công ty năm sau cao hơn năm trước, chất lượng sản phẩm luôn ổn định ở mức cao Trước tình hình tăng trưởng kinh tế giai đoạn (2006-2010), dự án đầu tư xây dựng dây chuyền III

Công ty xi măng Hoàng Thạch có công suất thiết kế là 1.2 triệu tấn/năm, được thủ tướng chính phủ cho phép đầu tư tại quyết định số 91/QĐ-TTg ngày 20/01/2003 Dây chuyền III được khởi công xây dựng ngày 04/02/2007 trên mặt bằng hiện có của công ty với diện tích đất sử dụng là 7.46ha, đến quý III năm 2009 khánh thành đi vào sản xuất Như vậy khi dây chuyền Hoàng Thạch III đi vào sản xuất đã đưa tổng công suất của Công ty lên 3.5 triệu tấn/năm

Chương II: Tổng quan công nghệ sản xuất xi măng

2.1 Các công đoạn sản xuất xi măng

Dưới đây là sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất xi măng Pooclăng và xi măng Pooclăng hỗn hợp tại Công ty xi măng Hoàng Thạch:

Hình 1.1: Sơ đồ dây chuyền công nghệ nhà máy Hoàng Thạch

2.1.1 Khai thác và vận chuyển đá vôi

Đá vôi được khai thác theo phương pháp cắt tầng bằng nổ mìn sau đó dùng xe ủi hạng lớn Komatsu ủi xuống chân núi , dưới chân núi máy xúc Komatsu công suất lớn xúc đá

có kích thước <1500 mm lên xe tải hạng nặng tự trọng 32tấn nhãn hiệu Koockum tải trọng 30 tấn chuyển về đổ vào phễu phối liệu , từ phễu tiếp liệu băng tải xích chuyển đá đập búa loại 1 trục EV 200-300 động cơ 6kV của hãng F.L.Smith(Đan Mạch ), đá sau đập búa có kích thước ≤ 15 mm, đựơc hệ thống băng tải cao su vận chuyển vào cầu rải (cầu rải có khả năng tịnh tiến đồng thời ngang và dọc ) Đá vôi được rải vào các kho 15-I, 15-II mỗi kho thành 2 đống mục đích là đồng thời một đống rải thì đống kia được xúc bình thường , và mỗi đống được rải từ 8-29 luống , cùng với quá trình rải thì đá vôi được đồng nhất sơ bộ

2.1.2 Công đoạn đập và vận chuyển đá sét

Đá sét có kích thước < 800mm được máy xúc đổ lên xe Koockum tự đổ vận chuyển đổ vào phễu tiếp liệu, nhờ băng tải xích đá sét qua búa đập (va đập phản hồi) dập xuống cơ hạt < 75mm Sau đó đá sét được băng tải cao su vận chuyển tới máy cán 2 trục, kích thước đá sét sau khi cán còn < 25mm Sau khi cán, đá sét được hệ thống băng tải cao su chuyển về kho đồng nhất đống kia, mỗi lớp cũng gồm 8 – 29 luống

2.1.3 Kho chứa liệu

Kho đồng nhất sơ bộ có kích thước chứa:

- Đá vôi: 30000 tấn

- Đá sét: 13000 tấn

Đá vôi + đá sét từ kho đồng nhất sơ bộ được xúc bằng gàu xích, gàu xích từ chân lên đỉnh đống Gàu xích có khả năng vừa di chuyển ngang – dọc để xúc đá vôi, đá sét qua Dosimat (hệ thống cân băng định lượng), định đúng khối lượng cần thiết theo tỉ lệ cân từ băng tải chung rồi từ băng tải chung chuyển đá tới cổ tiếp liệu cho máy sấy nghiền

( nguyên liệu) Đồng thời với quá trình sau định lượng đổ vào băng tải chung và cùng đổ vào cổ tiếp liệu và vào máy sấy nghiền

2.1.4 Công đoạn nghiền liệu

Liệu sau khi đồng nhất sơ bộ được đưa vào máy nghiền liệu Máy sấy nghiền có năng suất 248 tấn/h, vật liệu vào máy phải có kích thước nhỏ hơn 40mm, độ ẩm tối đa ≤ 10% Phối liệu ra khỏi máy được vận chuyển lên Phân ly, hạt qua sang có độ mịn đảm bảo được không khí thổi lên Cyclone lắng, còn hạt thô được hồi lưu trở lại tiếp cổ phối liệu tiếp tục trở vào máy để nghiền lại

2.1.5 Công đoạn đồng nhất liệu

Phối liệu ở Cyclone lắng được tháo vào silo theo kiểu tháo chéo ( đây cũng là một bước đồng nhất sơ bộ nữa)

Silo gồm 2 tầng với kích thước : đường kính 16x26.5 và 16x45 (m)

Sức chứa của Silo là 22000 tấn

Đáy Silo có hệ thống máy nén khí – sục khí vào trong Silo để đồng nhất phối liệu và tạo

sự linh động cho phối liệu khi tháo sẽ dễ dàng Phối liệu dạng tinh bột động được tháo khỏi Silo chảy vào vít tải, vít tải chuyển phối liệu vào gầu nâng, gầu nâng chuyển bột phối liệu vào máng khí động đến két chứa, từ két chứa này chứa phối liệu đưa qua hệ thống cân Schenk để điều chỉnh lượng phối liệu vào lò Phối liệu qua cân xen được đi vào hai máng khí động qua hệ thống van điều chỉnh đi vào 2 bơm vít khí nén và 2 bơm Fuller phối liệu được đưa lên Cyclone trao đổi nhiệt

Tháp 5 tầng gồm 5 Silo đồng nhất, mỗi Silo được chia thành 2 tầng: tầng 1 dùng để đồng nhất, tầng 2 dùng để chứa bột liệu Liệu có thể được tháo từ tầng 1 của Silo thứ nhất sang tầng 2 của Silo thứ 2 hoặc tháo trực tiếp xuống tầng 1 của Silo đó Từ tháp đồng nhất, phối liệu được sấy sơ bộ đến gần 1000°C trước khi đi vào lò nung

2.1.6 Xỉ Pirite

Xỉ pirite được nhập về công ty xi măng Hoàng Thạch từ Vĩnh Phúc qua đường vận tải tày thủy Từ cảng nhập Xỉ được cầu tháp đưa vào phễu ( Bê tông trượt có kích thước 8x8x6m), trượt xuống băng tải cao su chuyển về kho chứa nhờ máy đánh trống Tại kho chứa, Xỉ khi cần cho phối liệu thì được xe gạt gạt xuống phễu tiếp liệu dùng để tháo xỉ xuống băng tải cao su chuyển vào két, sau két Xỉ được định lượng và được đổ vào băng tải chung

2.1.7 Thạch cao

Thạch cao được nhập vào công ty qua đường tàu thủy, thạch cao được chuyển vào kho chứa bằng dây chuyền từ cẩu tháp vào phễu qua búa đập kích thước còn ≤ 25mm chảy xuống băng tải cao su vào đánh đống trong khi Khi cần pha cùng Clinke để vào máy nghiền bi, thạch cao được máy gạt gạt xuống phễu qua băng tải qua cân định lượng và đồng nhất với Clinker và phụ gia trước khi vào máy nghiền xi măng

2.1.8 Than cám ba

Than cám được nhập về cảng, được hệ thống vận chuyển đưa vào đánh đống trong kho chứa Khi cấp liệu, than cám nhờ hệ thống băng cào sẽ cào than xuống băng tải và được chuyển lên két than khô Đáy của két than khô có bộ phận tiếp liệu đĩa tiếp than cho máy nghiền sấy liên hợp Tác nhân sấy cho máy nghiền lấy từ lò đốt phụ Than được nghiền mịn, qua hệ thống phân ly không khí, qua Cyclone lắng, than mịn được chứa vào két Đáy của két than mịn có tiếp liệu vít xoắn (Hoàng Thạch I), nhờ động cơ một chiều mà điều chỉnh được dễ dàng lượng than cấp vào lò Khi than mịn qua phễu tiếp liệu đổ vào vít tải, vít tải vận chuyển than mịn vào đường ống, ở đây có một quạt cao áp thổi than mịn vào lò qua hệ thống vòi phun đa kênh

* Đối với dây chuyền Hoàng Thạch II, Hoàng Thạch III thì việc cân định lượng và cấp than sẽ được đảm nhiệm bởi hệ thống cân Rotor Weighfeeder sẽ được nói đến ở phần sau

2.1.9 Dầu MFO100

Dầu MFO được chuyển về công ty xi măng Hoàng Thạch, từ công ty xăng dầu B12 Quảng Ninh bằng đường thủy Từ cảng nhập dầu của công ty, dầu được bơm lên bể chứa,

từ bể chứa dầu được chuyển bằng hệ thống đường ống qua hệ thống sấy ( nhờ hơi nước của lò hơi) rồi được bơm qua van điều chỉnh vào lò bởi hệ phun dầu (Hiện nay dầu chỉ còn được dùng cho các trường hợp cần gia nhiệt nhanh chóng hoặc lúc khởi động lò, còn lúc hoạt động bình thường thì lò chỉ sử dụng than)

2.1.10 Công đoạn nung Clinker

Lò nung Clinker là loại lò quay bao gồm các hệ thống chính: hệ thống sấy 5 tầng, lò nung, hệ thống làm mát

Nhiên liệu để nung là bột than được phun ở áp suất cao dưới dạng mù Dòng khí nóng đi ngược từ đáy lò đến đỉnh lò Liệu từ két chứa với tỉ lệ đá vôi, quặng sắt, cát,… phù hợp được đưa vào Cyclone Qua 5 tầng Cyclone phối liệu được sấy sơ bộ từ 75°C - 1000°C trước khi đưa vào lò Phối liệu đi vào lò nhiệt độ tăng dần làm các phản ứng pha rắn xảy

ra và được kết khối ở 1300°C - 1450°C tạo thành Clinker

2.1.11 Công đoạn vận chuyển Clinker

Clinker ra khỏi lò có nhiệt độ khá cao được làm nguội qua hệ thống làm mát đến nhiệt độ khoảng 120°C Clinker xi măng Pooclang được tháo ra qua thiết bị làm lạnh ống trùm (kiểu hành tinh ở lò I) hoặc các ghi hạ nhiệt nhờ hệ thống khí nén áp suất cao (lò II, III) Clinker qua ghi phân loại + máy dập búa có kích thước ≤ 25mm và được đổ vào băng cào xích rồi được chuyển lên băng gầu xiên Từ băng gầu xiên Clinker được đổ vào silo chứa,

ở đây Clinker được ủ từ 7 – 15 ngày trước khi tháo cùng phụ gia + thạch cao vào máy nghiền xi măng

2.1.12 Công đoạn nghiền xi măng

Clinker, thạch cao và phụ gia sau khi đồng nhất được cho vào máy nghiền xi măng để tạo ra sản phẩm xi măng Để đảm bảo được nhiệt độ của xi măng, trong khi nghiền nước được phun vào dưới dạng sương mù ở áp suất cao

Xi măng ra khỏi máy nghiền được đưa qua hệ thống phân ly Tại đây có sự sàng lọc, nếu hạt xi măng quá to thì được thu hồi trở lại đầu máy nghiền Nếu xi măng đạt tiêu chuẩn thì được đưa về kho chứa Nếu xi măng quá nhỏ thì được thu hồi bởi hệ thống lọc bụi

2.1.13 Công đoạn đóng bao

Xi măng từ Silo chứa được vận chuyển bằng vít tải, gầu xúc và băng tải tới phân xưởng đóng bao Tại đây có 5 Silo chứa, ở các Silo này xi măng được sục liên tục nhờ các máy nén khí để đồng nhất lần cuối trước khi đưa đến các máy đóng bao hoặc đưa đến cầu cảng

để sản xuất xi măng rời

Chương III Lò nung và hệ thống cân Rotor

3.1 Tổng quan về lò nung Clinker

Hệ thống lò nung bao gồm nhiều thiết bị nằm trong công đoạn chính là tạo ra CLINKER của nhà máy như: Tháp trao đổi nhiệt, buồng phân huỷ, lò nung, bộ phận làm nguội kiểu ghi, hệ thống cấp nhiên liệu, quạt gió, quạt làm mát

Ngoài ra còn nhiều thiết bị phụ khác như: Bộ phân tích khí thải, Bộ phân tích khí đầu lò, Các hệ thống van, các bộ phận truyền động, động cơ …

Định lượng liệu

Tháp trao đổi nhiệt

nguội

Buồng phân huỷ

M.nghiền

Van

Lọc bụi điện

Lọc bụi điện khí

liệukhí

khói

Cân đĩa

ống khói

Silô đồng

nhất phối

liệu

Silô clinker Kho than

Khí Gas

Bể dầu

khói

Cân đĩa

ống khói

Két than mịn

Van Van

Cấp than cho calciner

Cấp than cho lò nung

Hình 3.1: Sơ đồ công nghệ hệ thống lò nung có buồng phân hủy

- Buồng phân hủy:

Mục đích chính của buồng phân hủy là để cho quá trình canxi hóa xảy ra ngoài lò quay Điều này dẫn đến sự giảm tải đáng kể nhiệt lượng cung cấp cho zôn nung, khoảng 60% tổng nhiên liệu cháy trong buồng phân hủy Điều này có thể làm tăng sản lượng gấp đôi đối với cỡ lò nhất định so với lò khô có tháp trao đổi nhiệt treo

Buồng phân hủy có kích cỡ vừa phải vì khí quá trình cháy không đi qua đó Buồng phân hủy được thiết kế với đáy hình nón và do sự tăng nhanh trong tiết diện ở đáy hình nón này sẽ tạo ra xoáy để đảm bảo trộn hiệu quả giữa bột liệu, nhiên liệu và gió Buồng phân hủy gồm có buồng lót gạch chịu lửa Buồng phân hủy có 3 đầu vào và 1 đầu ra:

- Đầu vào: Nhiên liệu (2 đầu), khí nóng từ lò và từ bộ làm nguội.

- Đầu ra: Khí nóng gồm các sản phẩm cháy được và CO2 tạo ra trong quá trình canxi hóa và nguyên liệu ở dạng bụi với khí nóng

Hỗn hợp nguyên liệu/khí sau đó được dẫn tới cyclon, tại đó khí và nguyên liệu được tách ra Nguyên liệu được đưa đến lò quay, và khí nóng được đưa tới cyclon tháp trao đổi nhiệt Tại đây, hầu hết nhiệt lượng bị thu hồi sau khi đã trao đổi nhiệt với nguyên liệu mới được chuyển vào

- Ống lò:

Lò được thiết kế cho phép quá trình nung nóng nguyên liệu xảy ra trong khi nguyên liệu được chuyển xuống đến đầu ra Đồng thời khối lượng khí cháy được kiểm soát chuyển lên lò vào trong ống đứng

Việc làm kín quá trình khỏi sự xâm nhập của khí giả làm tăng nhiệt lượng tiêu thụ

là rất quan trọng và vì vậy người ta lắp đặt các thiết bị làm kín ở đầu lò

Khi nguyên liệu đến gần ngọn lửa, nguyên liệu đã được đốt nóng đến nhiệt độ clinker hóa bằng nhiệt lượng thoát ra khỏi ngọn lửa Nhiệt lượng này được chuyển một phần bằng sự bức xạ trực tiếp từ ngọn lửa đến nguyên liệu và một phần do sự hấp thụ nhiệt của liệu từ lớp lót