tài liệu về công đoạn nghiền nhà máy Xi Măng Bỉm Sơn

31/05/2020 BÁO CÁO MƠN HỌC ĐIỀU KHIỂN Q TRÌNH TÌM HIỂU VỀ QUÁ TRÌNH VẬN HÀNH NHÀ MÁY XI MĂNG BỈM SƠN Nhóm thực hiện: Mục Lục I Tổng quan đề tài Quá trình phát triển ngành xi măng Việt Nam Xi măng ngành cơng nghiệp hình thành sớm có vị trí quan trọng ngành cơng nước ta Lịch sử hình thành xi măng nước ta chia thành giai đoạn phát triển: [1] • • Giai đoạn 1899 - 1975: Giai đoạn sơ khai, quy mô sản xuất hạn chế Giai đoạn 1975 – 2000: Khôi phục sản xuất sau chiến tranh & lần đầu xây dựng • khung pháp lý ngành Giai đoạn 2000 - 2010: Nhu cầu tiêu thụ công suất tồn ngành xi măng tăng • trưởng nóng Giai đoạn 2010 – nay: Chính phủ siết chặt phát triển nhà máy xi măng giúp ổn định tình hình cung cầu nước Vị ngành xi măng giới: Năm 2019, ngành xi măng Việt Nam có sản lượng sản xuất đạt 99 triệu tấn, đứng thứ giới tiêu thụ xi măng đạt 98 triệu tấn, đứng thứ giới Kể từ năm 2018, Việt Nam dẫn đầu giới sản lượng xuất với 30 triệu xi măng xuất hàng năm (chiếm ~11% thị phần xuất giới), chủ yếu xuất sang thị trường Trung Quốc Đông Nam Á Với vị tại, ngành xi măng Việt Nam coi có quy mô sức ảnh hưởng đáng kể tới thị trường xi măng khu vực [1] Vị kinh tế Việt Nam: Ngành xi măng năm 2019 có tổng doanh thu đạt 119 nghìn tỷ đồng, đóng góp 1,9% vào tổng GDP nước 5,5% GDP khối cơng nghiệp xây dựng Trong đó, nhiều doanh nghiệp sở hữu quy mô lớn khu vực Đông Nam Á, bật Tổng công ty Xi măng Việt Nam (VICEM) doanh nghiệp có quy mô sản xuất lớn Việt Nam lớn thứ hai Đông Nam Á, bao gồm 10 công ty trực thuộc nắm giữ tổng cộng 16 dây chuyền sản xuất miền Việt Nam với lực sản xuất đạt 30 triệu tấn/năm [1] Một số nhà máy xi măng tiêu biểu: Xi măng Bỉm Sơn, Xi măng VICEM Hà Tiên, Xi măng VICEM Bút Sơn, Xi măng Nghi Sơn,… Nhà máy xi măng Bỉm Sơn Được thành lập vào ngày 4/3/1980 phường Ba Đình, thị xã Bỉm Sơn tình Thanh Hóa Từ nhà máy với dây chuyền công nghệ sản xuất theo phương pháp ướt với công suất 1,2 triệu năm liên xô xây dựng, đến Cơng ty có dây chuyền sản xuất tiên tiến, thiết bị đại (Công nghệ Nhật Bản), công suất 4,5 triệu sản phẩm/năm; 01 trạm nghiền xi măng, công suất 250.000 xi măng/năm, đặt Quảng Trị mua Cổ phần chi phối Công ty Cổ phần Xi măng Miền Trung Quảng Ngãi, công suất 500.000 tấn/năm [2] Xi măng Bỉm Sơn xây dựng Thủy điện Hịa Bình, cầu Thăng Long, Bảo tàng Hồ Chí Minh nhiều cơng trình trọng điểm Quốc gia, xây dựng cơng trình cơng nghiệp dân dụng khắp đất nước Giới thiệu đề tài tìm hiểu Trong giới hạn nội dung báo cáo này, chúng em tìm hiểu qui trình sản xuất xi măng nhà máy xi măng Bỉm Sơn sơ đồ cấu trúc thiết bị nghiền xi măng nhà máy II Qui trình sản xuất xi măng nhà máy Bỉm Sơn Mặt tổng thể dây chuyền sản xuất Ảnh 1: Tổng quan nhà máy xi măng Bỉm Sơn – nguồn : Internet Nhà máy xi măng Bỉm Sơn gồm phân xưởng sản xuất chính, phân xưởng sản xuất phụ Các phân xưởng sản xuất bao gồm : [2] • Xưởng mỏ nguyên liệu: Với dụng cụ máy móc thiết bị phục vụ cho việc khai thác đá • vơi đất sét mỏ nằm cách nhà máy khoảng 3km Xưởng ô tô vật tư: Bao gồm ô tô vận tải trọng lượng lớn để vận chuyển đá vôi • đất sét cơng ty Xưởng tạo ngun liệu: Thiết bị máy đập, máy nghiền thiết bị phụ trợ khác làm nhiệm vụ nghiền đá vôi, đất sét để tạo hỗn hợp nguyên liệu sản xuất • Clanker Xưởng lị nung: Có thể nói phân xưởng quan trọng cơng ty Tại xảy trình nung hỗn hợp nguyên liệu để tạo clanker Hoạt động lò nung có ảnh hưởng trực tiếp quan trọng q trình sản xuất cơng ty Với loại • xi măng sản xuất cơng ty có loại lị nung phù hợp Xưởng nghiền xi măng: Thiết bị máy nghiền chuyên dùng thiết bị phụ trợ khác có nhiệm vụ nghiền hỗn hợp clanker, thạch cao chất phụ gia thành xi • măng Xưởng đóng bao: Dùng máy đóng bao có nhiệm vụ đưa xi măng bột vào đóng bao thành phẩm Các phân xưởng sản xuất phụ bao gồm: • Phân xưởng điện tự động: Phân xưởng điện có chức đảm bảo cung cấp điện • liên tục cho trình sản xuất Phân xưởng cấp nước: Có nhiệm vụ cấp nước cho sản xuất sinh hoạt cho công nhân viên đồng thời cung cấp nước cho phận dân cư lân cận Ngồi cịn có số phân xưởng: sửa chữa thiết bị, sửa chữa cơng trình, xưởng khí Các phân xưởng mang tính chất phục vụ cho phân xưởng Sơ đồ cơng nghệ dây chuyền sản xuất xi măng Dây chuyền sản xuất xi măng nhà máy Bỉm Sơn tóm gọn sơ đồ khối đây: Ảnh 2: Sơ đồ khối cấu trúc dây chuyền công nghệ sản xuất xi măng Bỉm Sơn Sơ đồ công nghệ qui trình sản xuất: Ảnh 3: Qui trình cơng nghệ sản xuất xi măng Bỉm Sơn - nguồn Internet Giải thích qui trình cơng nghệ: Q trình sản xuất xi măng mô tả qua giai đoạn cụ thể sau: a) Quá trình chuẩn bị nguyên nhiên liệu: Đưa nhiên liệu đá vôi đổ vào máy đập búa (1) để nhiên liệu kích thước nhỏ sau đưa vào máy rải liệu (2) để rải liệu chất thành đống kho (đồng sơ bộ) Tương tự với đất sét phụ gia (3) sau qua máy đập búa (1) đưa vào máy rải liệu (2) Than đá thô sau qua máy đập búa (1) cho qua máy rải liệu (4) chất vào kho Tại kho chứa, loại máy cào liệu (5) (6) cào lớp (đồng lần hai) đưa lên băng chuyền để nạp vào Bin chứa liệu (7) theo loại đá vôi, đất sét, quặng sắt Than Đá thô từ kho chứa đưa vào máy nghiền đứng (20) để nghiền, với kích thước hạt đạt yêu cầu đưa vào Bin chứa (21) hạt chưa đạt hồi máy nghiền nghiền lại đảm bảo hạt than nhiên liệu cháy hoàn toàn cấp cho lò nung tháp trao đổi nhiệt b) Quá trình sản xuất Clinker thành phẩm: Từ Bin chứa liệu (7), loại nguyên liệu rút chạy qua hệ thống cân định lượng theo tỷ lệ cấp phối đưa từ nhân viên vận hành điều khiển (tỷ lệ phối liệu định từ phịng thí nghiệm) Tất ngun liệu gom vào băng tải chung đưa vào máy nghiền đứng (8) để nghiền kích thước yêu cầu, nguyên liệu đồng lần Bột liệu sau nghiền chuyển lên Silo đồng (9) chuẩn bị để cấp cho lò nung, Silo đồng có hệ thống sục khí nén liên tục vào Silo để tiếp tục đồng lần Để có sản phẩm Clinker ổn định thấy nguyên liệu phải qua lần đồng : • Tháp trao đổi nhiệt (11) hệ thống gồm từ 3-5 tầng, tầng có Cyclone có cấu tạo để tăng thời gian trao đổi nhiệt bột liệu Bột liệu cấp từ đỉnh tháp xuống, nhiệt nóng từ than đốt cháy từ Calciner lị nung lên tạo điều kiện cho phản ứng tạo khoáng bên bột liệu Mặc dù bột liệu xuống khí nóng lên thực chất q trình trao đổi nhiệt chiều • cấu tạo đặc biệt Cyclon trao đổi nhiệt Lị nung (12) có dạng hình trụ trịn đường kính từ - mét dài từ 30 - 80 mét tùy vào cơng suất lị Vỏ lò nung làm băng thép chịu nhiệt, bên có lót lớp vật liệu chịu lửa Góc nghiêng lò từ 3% - 5% để tạo độ nghiêng cho dòng nguyên liệu chảy bên Tại đầu Clinker có dàn quạt thổi gió tươi • làm nguội nhanh Clinker Than mịn rút từ Bin chứa trung gian (21) cấp cho vòi đốt tháp trao đổi • nhiệt lị nung để đốt cháy nung nóng bột liệu Phối liệu rút từ Silo chứa (9), qua cân định lượng đưa lên đỉnh tháp trao đổi nhiệt thiết bị chuyên dùng Từ đỉnh tháp (11), liệu từ từ xuống qua tầng Cyclone kết hợp với khí nóng từ lị nung lên gia nhiệt dần lên khoảng 800-9000C trước vào lò nung (12) Trong lò, nhiệt độ 14500C oxit CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3 có nguyên liệu kết hợp với tạo thành số khống định chất lượng Clinker như: C3S, C2S, C3A C4AF Viên Clinker khỏi lò rơi xuống dàn làm lạnh (13), hệ thống quạt cao áp đặt bên thổi gió tươi vào làm nguội nhanh viên Clinker nhiệt độ khoảng 50 ÷ 900C, sau Clinker chuyển lên Silo chứa Clinker c) Q trình sản xuất xi măng đóng bao thành phẩm: Clinker rút từ Silo, cấp vào Bin chứa (15) để chuẩn bị nguyên liệu cho trình nghiền xi măng Tương tự Thạch Cao Phụ Gia từ kho chuyển vào Bin chứa riêng theo loại Dưới Bin chứa, nguyên liệu qua cân định lượng theo khối lượng đơn phối liệu, xuống băng tải đưa vào máy cán (16) để cán sơ bộ, sau đưa vào máy nghiền xi măng (17) Bột liệu khỏi máy nghiền đưa lên thiết bị phân ly (18), hạt chưa yêu cầu hồi lưu máy nghiền để nghiền tiếp cịn hạt đạt kích thước yêu cầu phân ly tách ra, theo dòng quạt hút đưa lên lọc bụi (19) thu hồi toàn đưa vào Silo chứa xi măng (22) Quá trình nghiền diễn theo chu trình kín liên tục Từ Silo chứa (22) xi măng cấp theo cách khác nhau: • • Rút xi măng cấp trực tiếp cho xe bồn nhận hàng dạng xá/rời Và cấp qua máy đóng bao (23), để đóng thành bao 50kg giao đến phương tiện nhận hàng III Công đoạn nghiền Yêu cầu kĩ thuật Đá vơi: • • • Được khai thác phương pháp khoan nổ, cắt tầng Được xúc vận chuyển (oto) tới máy đập búa : đập nhỏ thành đá dăm cỡ 25 x 25 Vận chuyển băng tải kho đồng sơ rải thành đống riêng biệt, đống khoảng 15.000 Đất sét: • Được khai thác phương pháp cày ủi khoan nổ mìn • Bốc xúc vận chuyển (oto, băng tải) máy đập búa: Đá sét đập máy đập búa xuống kích thước 75 mm (đập lần 1) đập máy cán trục xuống kích thước 25 mm • (đập lần 2) Vận chuyển rải thành đống riêng biệt kho đồng sơ bộ, đống khoảng 6.600 Phụ gia điều chỉnh: Các nguyên liệu điều chỉnh : • • • Quặng sắt (giàu hàm lượng xít Fe2O3) Quặng bơxit (giàu hàm lượng xít Al2O3) Đá Silíc ( giàu hàm lượng SiO2)… Nghiền nguyên liệu : • • Đá vơi, đá sét phụ gia phối trộn hệ thống cân DOSIMAT Các điều khiển tự động khống chế (hệ QCS) tỷ lệ % đá vơi, đá sét, bơ xít quặng sắt cấp vào nghiền điều khiển máy tính điện tử thơng qua số liệu phân tích • • • hệ thống QCX Nguyên liệu thô nạp vào máy nghiền bi Máy nghiền nguyên liệu bi (sấy nghiền liên hợp có phân ly trung gian) Bột liệu sau máy nghiền vận chuyển đến xilô đồng nhất, hệ thống gầu nâng, máng khí động Ảnh 4: Máy nghiền đứng - Nguồn Internet Máy nghiền đứng : Đồng sơ  Yêu cầu : • Đồng nguyên liệu vào • Đánh đống dự trữ cho sản xuất liên tục • Nguyên liệu đầu vào : Khai thác từ mỏ đập kích thước < 25 mm  Thiết bị kho đồng : • Máy rải (Stracker) : rải liệu thành đống • Máy cào (Scraper/Reclaimer): Rút liệu từ đống đưa lên băng tải đến cân băng • • • định lượng Kho LHO : Đống dọc với kiểu chất đống Chevron (Chữ V ngược) Liệu dải lớp dọc theo chiều dài đống Đống liệu dạng mái nhà Rải kiểu đống dài với Tỉ lệ chiều dài/chiều cao : 4/1 Ảnh 5: Kho LHO Cấu tạo nguyên lí hoạt động máy nghiền Ảnh : Cấu tạo máy nghiền [3] 10 Máy nghiền xi măng loại máy móc có thiết kế kích thước to lớn cồng kềnh kết cấu từ nhiều phận chi tiết máy lớn nhỏ khác Các phận máy nghiền xi măng : • Vỏ máy nghiền: Bao gồm phần hình trụ hình cơn, bên vỏ máy lắp động phân ly đường ống thoát Vỏ máy nghiền dùng để tạo khoang nghiền vầ bao che • phận bên máy nghiền Bàn nghiền: Có tiết diện hình chữ Y, mặt bàn lót 12 lót tạo thành hình đĩa, làm hợp kim chống mài mòn cố định bulong Bàn nghiền • thường có đường kính 3400mm nâng bệ đỡ thủy lực Con lăn: Máy nghiền xi măng sử dụng đến lăn có đường kính 1900 Các lăn lót vành lót chống mịi mịn hình lốp, cho phép đảo ngược vị trí mịi mịn • q nhiều Hộp giảm tốc: Là cấu chấp hành dạng thẳng đứng, bao gồm bánh dẫn động • • bánh truyền động Thông thường máy nghiền đứng sử dụng hộp giảm tốc lớn Bộ phận nạp nhiên liệu: dùng để cung cấp vật liệu nghiền vào bàn nghiền Vành phun khí: Dùng để phân bố dịng xung quanh mép bàn nghiền, để vật liệu • nghiền tràn từ vành chắn phân ly Phân ly: Được liên kết chặt chẽ với mặt bích vào phần vỏ máy, gồm hệ thống cánh động cánh tĩnh, cho phép điều chỉnh độ mịn sản phẩm cách thay đổi tốc độ phân ly lưu lượng khí qua máy nghiền Chi tiết trình Sơ đồ cấu trúc trình : Ảnh 7: Sơ đồ khối trình nghiền xi măng Nguyên lí hoạt động hệ thống nghiền xi măng: • Nguyên liệu định lượng vận chuyển vào máy nghiền xi măng nhờ hệ thống băng tải công nghiệp Ở đó, ngun liệu xử lí qua hệ thống tách kim loại từ tính phi từ tính 11 • Tiếp theo, ngun liệu đưa đến bàn nghiền xử lí qua hệ thống nghiền, sấy, làm khô để tạo xi măng Sơ đồ nguyên lí hệ thống nghiền: Ảnh 8: Nguyên lí hoạt động hệ thống nghiền [3] Giải thích sơ đồ ngun lí : • Bin chứa liệu: Rải nguyên liệu đầu vào (1) dc sơ chế (đá vơi, đất sét, quặng sắt, • thạch cao phụ gia…) theo tỉ lệ định đưa vào máy nghiền Máy nghiền: nghiền nguyên liệu thô Các hạt rơi khỏi cối nghiền thu hồi băng tải (19) Khi cối nhiệt, van cấp nước (10) phun nước vào cối để • hạ nhiệt độ Hệ thống gió: sấy (17) đưa vào máy nghiền để sấy liệu nghiền, hạt nhỏ bay lên lắng lại Si lơ lắng(12) Sau qua lọc bụi(27) để thu hồi lại hạt không lắng lại si lô lắng Nguyên liệu đưa vào máy nghiền thơng qua phận nạp nhiên liệu Sau chúng đưa đến bàn nghiền để tiền hành công đoạn nghiền với lăn hoạt động Bao quanh bàn nghiền vành chắn kim phun, vành chắn xung quanh bàn nghiền có tác dụng dàn vật liệu thành lớp có bề dày định kim phun có tác dụng phân bố dịng khí xung 12 quanh mép bàn nghiền để vật liệu tràn khỏi vành chắn để đưa lên vùng phân ly Tại phận phân ly, sản phẩm đầu giai đoạn nghiền lọc để đưa sản phảm với chất lượng mong muốn, phần chưa đạt yêu cầu đưa trở lại bàn nghiền Quy trình lặp lặp lại máy nghiền Các mạch vòng điều khiển hệ thống nghiền: Ảnh 9: Các mạch vòng điều khiển hệ thống nghiền [3] • Mạch vòng 1: Điều khiển ổn định lưu lượng khí qua máy nghiền, đảm bào làm • việc ổn định máy nghiền Mạch vòng 2: Điều khiển lưu lượng liệu nạp vào máy nghiền theo chênh áp vào/ra • Chênh áp phụ thuộc vào cản lượng liệu áp lực gió Mạch vịng 3: Điều khiển lưu lượng khí thải sau quạt nghiền bổ xung cho máy • nghiền, trì áp lực gió đầu vào khơng đổi Mạch vịng 4: Điều khiển nhiệt độ dịng liệu mịn đầu : điều kiển gió vào phun • nước Mạch vịng 5: Điều khiển tốc độ khí để điều khiển lưu lượng liệu hồi lưu Một số loại máy nghiền sử dụng HRM2200M 13 Thơng số kỹ thuật - Đặc điểm kỹ thuật: HRM2200M Đường kính bàn nghiền: φ 2200 Đường kính trục lăn: φ 1500mm Số trục lăn: Tốc độ bàn nghiền: 34,2r / phút Kích thước tiếp liệu tối đa: 25mm liệu cho máy nghiền độ ẩm: ≤10% mịn sản phẩm: ≥ /g Công suất: 40 ~ 45t / h (200mesh) ≥ 80% qua Bảo vệ độ ẩm: ≤1,0% Nhiệt độ cấp khí máy nghiền: < 350 ° C  Nhiệt độ xả khí máy nghiền: 80 ~ 90 ° C  Lưu lượng khí xả máy nghiền: 125000 / h Giảm áp suất máy nghiền: 4000 ~ 6000Pa Áp suất làm việc hệ thống thủy lực: ≤8-14MPa Tổng trọng lượng máy nghiền: 330000kg Động - Loại: YRKK560-6 Cơng suất: 560KW Tốc độ: 990r / phút Điện áp: 10KV Cấp bảo vệ: TP54 Bộ giảm tốc - Nhà sản xuất: Cơng ty TNHH Tập đồn sản xuất thiết bị truyền động xác cao Nam Kinh Loại: MLX60-F Số lượng: 1pc - Model: XGD30 / 250 - Tốc độ rôto: 50 ~ 200r / phút Loại động cơ: YVP280S-4 Công suất động cơ: 75KW Loại hộp giảm tốc: RV202-6.3IAR - Tổng trọng lượng 128300KG Trạm dầu bôi trơn cao-thấp thùng dầu phụ Bộ phân tách Hệ thống thủy lực IV - Kết luận Bài báo cáo nhóm em khái quát hệ thống sản xuất xi măng nhà máy xi măng Bỉm Sơn tìm hiểu chi tiết trình thực công đoạn nghiền xi măng 14 nhà máy Qua thấy để sản xuất bì xi măng mà sử dụng để xây dựng cơng trình địi hỏi hệ thống vận hành phực tạp phải thực khoa học, hợp lí Do dịch bệnh covid-19 nên việc đến tận nơi nhà máy để hiểu rõ tường tận hệ thống thông qua internet thật không dễ dàng nên thiếu sót khơng thể tránh khỏi Trong tương lai nhóm em cố gắng phát triển hoàn thiện nội dung sâu vào chi tiết cách vận hành nhà máy Reference [1] Nguyễn Lí Thanh Chương – “ FPTS Initial Cement Industry Report ” – 09/2020 [2] http://ximangbimson.com.vn/ [3] Slide “ Dây chuyền sản xuất xi măng” thầy Nguyễn Mạnh Tiến [4] Một số nguồn internet khác 15