Chúng tôi xin giới thiệu thiết bị phân tích PGNAA CBXcủa Hãng Thermo Fisher do Công ty Cổ phần Nông Nghiệp T&H làm đại điện tại Việt Nam: website: http://th-jsc.com.vn 1 Phân tích thời
Trang 1Hiện nay, nhu cầu phân tích thời gian thực để các nhà máy có phương án hiệu chỉnh phối liệu một cách chuẩn xác, giúp cho dây chuyền sản xuất xi măng hoạt động ổn định đang là nhu cầu rất lớn Chúng tôi xin giới thiệu thiết bị phân tích PGNAA CBXcủa Hãng Thermo Fisher do Công ty Cổ phần Nông Nghiệp T&H làm đại điện tại Việt Nam: website: http://th-jsc.com.vn
1 Phân tích thời gian thực đối với nguyên liệu thô và nguyên liệu hỗn hợp trên băng tải:
Máy CBX đã được phát triển nhằm đáp ứng những yêu cầu của thị trường đối với một loại máy phân tích có độ chính xác và tin cậy cao Thermo Fisher đã dựa trên kinh nghiệm rộng lớn của mình trong phân tích thời gian thực để tạo ra một thiết bị sử dụng công nghệ tiên tiến, các kỹ thuật thực hiện trên băng tải, kỹ thuật truy vấn nơtron, được thiết kế chuyên biệt cho các ứng dụng công nghiệp trong ngành xi măng Công nghệ này có thể ứng dụng đối với nhiều loại vật liệu rời được trộn lẫn với nhau như đá vôi và sét trên băng tải
CBX sử dụng kỹ thuật phân tích bằng tia gama cảm ứng nơtron được biết đến với công nghệ PGNAA (Prompt Gamma Neutron Activation Analysis – Phân tích hoạt hoá tức thời bằng tia Gamma)
CBX liên tục phân tích các nguyên tố hoặc các ô xít nằm trong các vật liệu rời được vận chuyển bằng băng tải chạy qua bụng máy ở các thời điểm thực, từng phút một máy cung cấp các kết quả chính xác để điều khiển chu trình với tần suất cao, dựa trên những yêu cầu như Điểm Điều Hòa Đá Vôi (LSF), Silica Module (SM) …để có thể áp cho các ứng dụng khác nhau chẳng hạn như giám sát khai thác mỏ, quản lý vật liệu trước khi đưa vào máy nghiền Bởi vì CBXsẽ được lắp đặt trên các băng tải hiện hành do đó không cần trang bị thêm các thiết bị để lấy mẫu, các điểm chuyển và các thiết bị vận chuyển vật liệu
Ví dụ như, CBX xác định thành phần hóa học của đá vôi và sét sau công đoạn đập, thông qua phần mềm tối ưu hóa để cung cấp các thông tin phản hồi về mỏ để cho các kỹ sư tại mỏ điều phối số lượng xe vận chuyển đá vôi hay sét hoặc đưa các thông tin trên đến các bộ phận cấp liệu để tăng hay giảm tốc độ của các băng tải tại các bộ phận cấp liệu nói trên để điều chỉnh
tỷ lệ trộn hợp lý nhằm thỏa mãn các yêu cầu đặt ra, cũng như cung cấp các thông tin phục vụ việc xây dụng kho chứa Các ứng dụng tương tự như vậy cũng được đưa vào bất kỳ một quá trình khai thác vận chuyển các vật liệu rời, chẳng hạn như quặng sắt, các kim loại gốc, quặng nhôm hay manhezit khi sử dụng máy trong ứng dụng quản lý trộn phối CBXcũng có thể được sử dụng để tự động trộn vật liệu để đảm bảo việc nạp liệu đồng đều để cung cấp các nguyên liệu đồng nhất cho lò quay, hay máy nghiền tại các thời điểm khác nhau
Ứng dụng 1: Quản lý kho chứa bằng tay (do kỹ sư tại mỏ điều khiển các xe tải vận chuyển
nguyên liệu có chất lượng cao và các xe tải có nguyên liệu có chất lượng thấp, phối trộn với nhau để đảm bảo tính đồng nhất của nguyên liệu đầu vào cho lò – tận dụng tối đa các nguyên liệu có chất lượng kém – kéo dài thời gian khác thác mỏ và tiết kiệm chi phí khai thác
Trang 2Ứng dụng 2: Quản lý kho chứa bằng tự động hóa
Ứng dụng 3: Quản lý kho chứa khi tổ hợp vận hành bằng tay và bằng tự động hóa
Máy phân tích (CBX)
Drucke r
Cân trên băng
Tủ điều khiển
Phần mềm tại trung tâm điều khiển
Mẻ trộn
PLC của nhà máy
Máy phân tích (CBX)
Drucke r
Cân trên băng
Tủ điều khiển
Phần mềm tại trung tâm điều khiển
Mẻ trộn
PLC của nhà
máy
Trang 3CBXcung cấp phân tích nguyên tố chính xác của toàn bộ vật liệu được trộn trên băng tải mà không cần phải lấy mẫu Công nghệ PGNAA cung cấp một phân tích đẩy đủ và sâu sắc với độ dày của toàn bộ nguyên liệu chạy qua bụng máy đảm bảo tất cả các nguyên liệu được phân tích với tần suất cao và được tối ưu hóa trộn tạo điều kiện cho nguyên liệu sau khi trộn có tính đồng nhất trước khi đưa vào lò nung, giảm bớt độ tích tụ trong thành lò, kéo dài tuổi thọ của gạch chịu lửa trong thành lò
và nâng cao tối đa công suất lò, giảm đi thời gian dừng lò để bảo dưỡng và mang lại lợi ích kinh tế cao cho nhà máy.
Ứng dụng 4: Quản lý nguyên liệu trộn trước khi đưa vào máy nghiền
Ứng dụng 5: Tổ hợp nhiều silo chứa nhiều nguyên liệu khác nhau
Intermediate Clay Mix Pile
Weigh Scale
Máy CrossBelt Analyzer
Electronic s
Control software
DEMANDS/
ADVISORIES
Pre-blending Stockpile
Điều khiển
SM & IM
Wireless Terminal
in Loader
Máy
đập
Kho chứa
PLC của nhà máy
Máy phân tích CrossBelt Xpert (CBX)
Analyzer
Tủ điều khiển
Phần mềm
Máy nghiền đứng Raw Mill
Hoppers
Trang 4CBX sử dụng kỹ thuật phân tích kích hoạt nơtron bằng tia gamma tức thời để thực hiện phân tích thành phần và sử dụng kỹ thuật truyền vi sóng để thực hiện phân tích độ ẩm của vật liệu
đi qua nó trên một băng tải tiêu chuẩn Thông tin được thu thập liên tục và kết quả được cập nhật từ 1 đến 5 phút một lần để đáp ứng các yêu cầu điều khiển qui trình
Máy CBX tiêu chuẩn được thiết kế để có thể lắp đặt với các băng tải có chiều rộng từ 600
mm đến 2200 mm với các góc máng tải từ 300 đến 450 Có chiều dài từ 1600 mm đến 2616
mm
CBX được cấu tạo từ nhiều phần ghép lại: Dễ dàng lắp đặt cho cả nhà máy mới và nhà máy đang vận hành
Máy nghiền
bi 1 90TPH Máy nghiền đứng
2
240 Tấn/h
Máy phân tích CrossBelt CBX
Electronic Cabinet Bảng đ.khiển t tâm
PLC Của nhà máy
Điều khiển các bộ
cấp liệu tại đáy của
silô
1 600mm
CBX1
1 752 mm
CBX2
2 032 mm
2 616 mm
CBX5
Trang 5 Khung chính hình chứ H tạo điều kiện dễ dàng gắn kết các phần riêng lẻ của vỏ máy lại với nhau Một hộp chứa nguồn phóng xạ độc lập, các đầu đọc và các thiết bị điện
tử Nguồn phóng xạ được đặt dưới phần giữa của băng tải, bao quanh bởi các vật liệu chắn ở phần thấp hơn Phần trên chứa các đầu đọc tiếp nhận tia gamma
Hộp chứa các thiết bị điện tử làm bằng thép không rỉ gắn trên khung chính được đệm kín để ngăn không cho nước và bụi vào bao gồm máy tính, modem, UPS, các modul đầu vào/ra và đường tiếp cận nguồn phóng xạ CBX có một tấm chắn bên có thể tháo rời trong trường hợp lắp thêm băng trong suốt quá trình lắp đặt Băng không tải khi quay lại sẽ chạy dưới bộ phân tích
Ăng ten siêu tần được lắp trong một khung riêng rẽ đặt trong phạm vi 5m của khung chính, và nhập các dữ liệu siêu tần vào trong hộp điện tử
Các bước lắp đặt máy phân tích: xem các hình ảnh sau:
Idler angle
Idler angle between 35° and 45°
Side idler width
Side idler width
Following parameters have to be configured:
Centre idler width Center idler
width
Trang 6Bước 5 Bước 6
Idler
angle
Idle angle between 35° and 45°
Side idler width
Side idler width Centre idler width
Center idler width
Tunnel height de fined
by max material height
Idler angle Center idler width Side idler width
Stockpile 38 µg
252 Cf Raw-Mix 66 µg
252 Cf
Detectors are individually positioned for optimum detection efficiency
Trang 7Bước 13 Bước 14
2.1 Các đặc điểm về an toàn:
Phần phía dưới, giữ nguồn nơtron Cf-252, đã được thử nghiệm đầy đủ và phù hợp với các tiêu chuẩn an toàn nghiêm ngặt trên thế giới Máy CBX sử dụng các vật liệu bảo vệ sinh học không tan chảy dưới ánh nắng mặt trời chiếu trực tiếp hay lửa do công nghệ chống phóng xạ của quân đội các vật liệu bảo vệ trong phần dưới đã qua thử nghiệm cháy tại nhiệt độ 8000 C trong 30 phút mà không ảnh hưởng đến tính nguyên vẹn của bộ phận chứa nguồn nơtron
Cf-252
Máy CBX có các đèn chỉ thị màu đỏ và xanh được gắn ở vị trí dễ quan sát trên cửa của Hộp Điện tử để chỉ thị vị trí của nguồn Cf-252 Khi đèn đỏ sáng (“BEAM ON”) thì có nghĩa là nguồn được sử dụng, trong khi đó nếu đèn xanh sáng (“BEAM OFF”) thì có nghĩa là nguồn
đã được lưu trữ an toàn (hoặc được loại bỏ, nếu không bao gồm một hộp lưu trữ nguồn) các chuyển mạch lân cận trên hộp nguồn nối các đèn trong một hệ “kháng lỗi”
Máy CBX có thể được cung cấp cùng với một cơ chế truyền động nguồn tự động tùy chọn và
cơ chế này lưu trữ nguồn trong một diện tích có trường bảo vệ lớn hơn vị trí của băng bất kỳ khi nào việc phân tích là không cần thiết
Máy CBX tuân thủ theo đúng các tiêu chuẩn do Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IAEA), Bộ Y
Tế Australia và Ban điều hành năng lượng nguyên tử Mỹ (NRC) thiết lập
2.2 Các ưu điểm của máy CBX:
Khung thép chữ H Dễ dàng cho lắp đặt
Chịu được thời tiết khắc nghiệt Không cần mái che xung quanh máy CBX
Trang 8do bản thân nó có mái tre, giảm chi phí xây dựng nhà riêng cho máy Mái có thể gắn lên đỉnh khung thép và giảm nhiệt tác động trực tiếp từ ánh nắng mặt trời và làm giảm chi phí lắp đặt xuống khoản 1 nửa
Thiết kế các tấm blocks nằm 2 bên “đường
hầm” nằm trong bụng máy với các góc
nghiêng khác nhau phù hợp với góc
nghiêng của puli băng tải, chúng tôi có thể
làm được với các góc khác nhau như 350,
400 và 450
Sẽ không phải yêu cầu nhà máy lắp bằng chuyền phù hợp với máy khi quyết định mua máy Giảm chi phí đầu tư
Thiết kế tân tiến của CBX làm cho người
sử dụng có thể dễ dàng lựa chọn và nâng
cao được “đường hầm” nằm trong bụng
máy nơi có băng chuyền và vật liệu chạy
qua Chiều cao lớn nhất của đường hầm
trong bụng máy được tính toán dựa trên
chiếu rộng của máy phân tích và có thể
thiết kế lên đên 860 mm
Làm cho người sử dụng có nhiều khả năng lựa chọn chiều cao hầm và sẽ dảm đi hạn chế về kích cỡ của nguyên liệu chạy qua máy Một số máy phân tích khác, họ phải hạn chế kích cỡ của nguyên liệu vào khoảng dưới 300 mm do e ngại sẽ làm hỏng đầu đọc hoặc đầu dò do sự va đập của nguyên liệu Tránh đi những phiền phức trong quá trình vận hành
Ưu điểm nhất là Bộ vi sử lý tín hiệu số
(DSP) Thermo Fisher đã thiết kế và chế tạo bộ visử lý tín hiệu số Đây là cở sở để đảm bảo
đề kháng cao với sự thay đổi của nhiệt độ
và cho phép vận hành thiết bị khi có sự thay đổi về nhiệt độ môi trường xung quanh nơi lắp đặt thiết bị
Không cần điều hòa nhiệt độ:
Không cần Điều hòa nhiệt độ cho các thiết
bị điện tử và các vỏ máy dò do sử dụng tính
hiệu số
Các thiết bị của máy phân tích sẽ không cần phải cần phải lo đến hệ thống điều hòa
và đảm bảo phân tích tốt tại những địa điểm đặt máy có điều kiện khí hậu thời tiết khắc nghiệt Giảm chi phí bảo dưỡng và vận hành
Đầu đọc Bằng nitrat natri có thể thu nhận các năng
lượng phổ với chất lượng tuyệt hảo
Hai đầu đọc này được bố trí nằm ngang và được bảo vệ bằng các vật liệu chống va chạm, Việc di chuyển các đầu đọc theo phương ngang sẽ tạo ra cơ hội để phối hợp
và nâng cao hiệu suất của máy phân tích Các mẫu đối chứng cho khách hàng đặt Không cần cẩu và máy nâng, do đó giảm
Trang 9trong túi dễ sử dụng, hoặc dạng các ống trụ chi phí lắp đặt trong quá trình hiệu chỉnh
2.3 Các bảo đảm trong quá trình vận hành máy
Tải trọng
vc
nguyên
liệu của
băng tải
kg/m SiO2 Fe2O3 Al2O3 CaO MgO K2O Na2O SO3 Cl TiO2 Mn2O3
Tải trọng
vc
nguyên
liệu của
băng tải
kg/m SiO2 Fe2O3 Al2O3 CaO MgO K2O Na2O SO3 Cl TiO2 Mn2O3
Trang 10195 0.17 0.03 0.18 0.28 0.39 0.04 0.13 0.07 0.004 0.016 0.007
(1) Các giá trị trong bảng này được áp dụng khi chiều cao của “đường hầm” tại bụng máy là
454 mm
Tuổi
nguồn Mười phút lập lại tại 235 Kg/meter (1)
tháng SiO2 Fe2O3 Al2O3 CaO MgO K2O Na2O SO3 Cl TiO2 Mn2O3
2.4 Kết cấu thép của vỏ máy
Máy CBX được lắp trong vỏ thép có độ ổn định nhiệt cao, đảm bảo tuổi thọ và thời gian bảo dưỡng lâu dài ngay cả khi vận hành trong điều kiện môi trường khắc nghiệt
2.5 Tính ổn định về nhiệt:
Để đảm bảo việc vận hành tối ưu của tất cả các máy phân tích PGNAA thì phải có sự ổn định
về nhiệt độ đối với cả các máy dò và các thiết bị điện tử Máy CBX sử dụng một hệ thống điều khiển nhiệt độ ở trạng thái rắn rất đơn giản và có thể tránh được các vấn đề liên quan đến làm mát bằng tuần hoàn chất lỏng Máy CBX không sử dụng máy lạnh, bơm và lưu chất làm lạnh
2.6 Định lượng dựa trên chuẩn đoán thời gian thực:
Modul chuẩn đoán thời gian thực này có thể truy cập vào tất cả các hệ thống phụ cần thiết của máy CBX Cơ cấu này giúp cho máy có thể thực hiện chuẩn đoán lỗi tức thời và cho phép người vận hành ngay tại hiện trường có thể sửa chữa phần cứng một cách đơn giản Chuẩn đoán vấn đề chính xác sẽ giảm việc phải gọi điện để yêu cầu khắc phục sự cố và giảm thời gian phải có mặt tại hiện trường khi yêu cầu cần phải đến hiện trường để khắc phục các
sự cố kỹ thuật
Trang 11Các đường dẫn truy cập vào hệ thống chuẩn đoán có thể thực hiện từ:
Đường dẫn nhận dữ liệu tương thích với PLC
Kết nối của laptop của kỹ sư dịch vự đến máy phân tích
Các vị trí từ xa thông qua modem
Máy tính hiển thị trên công trường
2.7 Truy cập từ xa
Truy cập từ xa có thể thực hiện tốt nhất thông qua kết nối Internet băng thông rộng VPN, tuy nhiên khi việc kết nối này không thể thực hiện đươc thì phải dùng đến modem Cho phép truy cập từ xa đến máy phân tích là một đặc tính then chốt để đảm bảo dễ dàng bảo dưỡng, phát hiện lỗi phần cứng và phần mềm, tăng cường phần mềm và hỗ trợ bảo dưỡng từ xa Việc truy cập trực tiếp vào máy CBXđược cung cấp với mục đích quan sát:
Phần mềm hệ điều hành
Modul chuẩn đoán bao gồm giám sát nhiệt độ và điện áp
Các tham số định lượng
Tất cả các tham số nguyên tố và tham số được suy ra, cả hiện tại và trước đó
Các dữ liệu quang phổ thô
truy cập từ xa cũng có thể được sử dụng để tải các kết quả kiểm tra định lượng và thiết lập các thay đổi về cấu hình hiển thị theo yêu cầu của khách hàng
2.8 Máy tính hiển thị Scan
Trạng thái và các kết quả phân tích của máy CBX được đưa ra bằng một giao thức thông qua internet hay cáp quang kết nối trực tiếp tới hệ thống điều khiển của nhà máy hoặc các hệ thống máy chủ Các giao thức liên lạc hay các loại kết nối khác là tùy chọn và sẽ được thực hiện khi khách hàng yêu cầu
Các kết quả cũng có thể được truyền đến máy tính tiếp nhận dữ liệu và điều khiển và máy tính này cũng cung cấp thêm các báo cáo và hiển thị Phần mềm này chạy trên hệ điều hành Microsoft Windows và đã được thiết lập cấu hình chuyên biệt cho ứng dụng của máy CBX Hơn nữa, Thermo Fisher có thể tùy chỉnh phần mềm để phù hợp với các yêu cầu vận hành
và điều khiển quy trình đặc biệt của từng nhà máy Chúng tôi rất hoan nghênh và khuyến khích sự tham gia của tất cả những ai đang sử dụng hệ thống trong bước thuyết minh tiêu chuẩn kỹ thuật và thiết lập cấu hình này
Các đặc điểm của CBX bao gồm:
Đồ thị xu hướng và bảng kết quả
Phân tích tức thời
Bình quân dao động ngang
Bình quân tích sự tụ nước
Phân tích dự trữ nước trong
Các tham số điều khiển chất lượng
Tình trạng máy phân tích
Quản lý cảnh báo, cả những đặc tính vận hành của máy CBX và các tham số nguyên
tố cơ bản (chẳng hạn như “tỷ lệ AL2O3 CAO MGO) cũng có thể được cảnh báo
Trang 12 Đưa ra báo cáo phân tích thống kê cho chúng ta biết số liệu tại từng thời điểm, số liệu cuốn chiếu cho từng giai đoạn, số liệu cộng dồn…
Thể hiện các đồ thị: Các đồ thị với các thông
tin khác nhau có thể tổ hợp thành một và được
cân chỉnh
Thể hiện các xu hướng: Các số liệu phân
tích được thể hiện tại thời điểm hoặc thời gian hiện tại cũng như thể hiện các số liệu phân tích theo thời gian cuốn chiếu
Các số liệu thông kê ô xít cơ bản Các số liệu liên quan đến tình trạng hoạt
động của phần cứng: ví dụ như Nhiệt độ và
thông tin liên lạc, thông tin về dòng chay của nguyên liệu, tất cả các thông tin về tình trạng hoạt động của các bộ phận (phần cứng) của
máy phân tích
Tình trạng phân tích: toàn bộ những trạng
thái hoàn chỉnh cho tất cả các phân tích và
những tham số điều khiển được tính toán
Bảng phân tích: cho ta các số liệu tức thời,
cộng dồn, từng giai đoạn (ví dụ như cùng một khoảng thời gian, cùng tháng nhưng