THIẾT kế NHÀ máy sản XUẤT CLANHKE XI MĂNG POÓC LĂNG THEO CÔNG NGHỆ lò QUAY PHƯƠNG PHÁP KHÔ CÔNG SUẤT 1 400 000 tấn CLANHKE năm

KHOA VẬT LIỆU XÂY DỰNG BỘ MÔN CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU XÂY DỰNG -o0o - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT CLANHKE XI MĂNG PC LĂNG THEO CƠNG NGHỆ LỊ QUAY PHƯƠNG PHÁP KHƠ CƠNG SUẤT 1.400.000 TẤN CLANHKE/ NĂM Trưởng Bộ mơn: TS Nguyễn Trọng Lâm Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Vũ Đình Đấu Sinh viên thực hiện: Đoàn Tiến Thành MSSV: 213961 Hà Nội, 12/2020 Lớp: 61VL1 KHOA VẬT LIỆU XÂY DỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN CÔNG NGHỆ VLXD Năm học 2019-2020 KHOA VẬT LIỆU XÂY DỰNG BỘ MÔN CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU XÂY DỰNG -o0o - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT CLANHKE XI MĂNG PC LĂNG THEO CƠNG NGHỆ LỊ QUAY PHƯƠNG PHÁP KHƠ CƠNG SUẤT 1.400.000 TẤN CLANHKE/ NĂM Trưởng Bộ mơn: TS Nguyễn Trọng Lâm Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Vũ Đình Đấu Sinh viên thực hiện: Đồn Tiến Thành MSSV: 213961 Lớp: 61VL1 Hà Nội, 12/2020 SVTH: Đoàn Tiến Thành MSSV: 2139.61 Lớp: 61VL1 KHOA VẬT LIỆU XÂY DỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN CÔNG NGHỆ VLXD Năm học 2019-2020 MỤC LỤC SVTH: Đoàn Tiến Thành MSSV: 2139.61 Lớp: 61VL1 DANH MỤC BẢNG BIỂU SVTH: Đoàn Tiến Thành MSSV: 2139.61 Lớp: 61VL1 DANH MỤC HÌNH VẼ SVTH: Đoàn Tiến Thành MSSV: 2139.61 Lớp: 61VL1 MỞ ĐẦU Xi măng loại chất kết dính thủy lực, dùng làm vật liệu xây dựng Xi măng tạo thành cách nghiền mịn clinker, thạch cao thiên nhiên phụ gia (vỏ sò, đất sét) Khi tiếp xúc với nước xảy phản ứng thủy hóa tạo thành dạng hồ gọi hồ xi măng Tiếp đó, hình thành sản phẩm thủy hóa, hồ xi măng bắt đầu q trình ninh kết sau q trình hóa cứng để cuối nhận dạng vật liệu có cường độ độ ổn định định Xi măng vật liệu thông dụng ngành công nghiệp xây dựng Xi măng đã có mặt đời sống người hàng nghìn năm qua người vẫn sử dụng hầu hết cơng trình xây đựng Theo những dự đốn xi măng vẫn chất kết dính chủ lực kỷ tới Đất nước ta trải qua chiến tranh tàn phá sở hạ tầng thấp Do nhu cầu sử dụng xi măng ngày tăng nước ta vào thời kỳ đổi tiến tới cơng nghiệp hố đại hố đất nước Hàng loạt cơng trình xây dựng: thuỷ điện, cầu cống, đường xá, cơng trình thuỷ lợi, nhà ở , sẽ tiêu thụ lượng xi măng lớn Mặc dù, sản lượng xi măng sản xuất nước ngày tăng nhanh vẫn không đủ nhu cầu nước Do diễn biến phức tạp kéo dài dịch Covid-19, tình hình sản xuất, tiêu thụ xi măng ở thị trường nước thị trường xuất những tháng đầu năm 2020 giảm mạnh Cụ thể, theo thống kê Tổng cục Hải quan, tháng 4/2020 lượng xuất xi măng clinker đạt 2,8 triệu trị giá gần 96 triệu USD tăng 3,9 % lượng giảm 5,1% trị giá so với tháng trước Lũy kế tháng đầu năm, lượng xuất xi măng đạt 10,5 triệu tấn, trị giá gần 395 triệu USD giảm 7,1% lượng giảm 17,9% trị giá so với kỳ Về tình hình tiêu thụ xi măng nước tính riêng tháng 4/2020 đạt khoảng 7,8 triệu tấn, giảm so với tháng trước Vì vậy, việc tăng sản lượng xi măng nhằm cân đối giữa cung – cầu nước, phần tham gia xuất mục tiêu ngành công nghiệp xi măng Việt Nam Để góp phần thúc đẩy tăng trưởng kinh tế đất nước đồng thời thực mục tiêu việc xây dựng nhà máy xi măng cần thiết Như đã biết, kinh tế phát triển cần đến phát triển sở hạ tầng kĩ thuật, nghĩa xây dựng sẽ ngành tiên phong mũi nhọn công phát triển kinh tế quốc dân Công nghiệp xây dựng coi tảng của phát triển kinh tế cơng nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng nguồn gốc phát triển ấy, xi măng chiếm vai trị lớn Trong những năm qua, đất nước ta đã không ngừng đổi hạ tầng sở địi hỏi ngành cơng nghệ vật liệu xây dựng nói chung cơng SVTH: Đồn Tiến Thành MSSV: 2139.61 Lớp: 61VL1 nghiệp xi măng nói riêng phát triển, đổi công nghệ sản xuất nhằm nâng cao suất chất lượng cho sản phẩm nhằm đáp ứng nhu cầu lớn xã hội Việt Nam đất nước có sản lượng đá vơi, đá sét lớn với đội ngũ lao động trẻ dồi Đó điều kiện thuận lợi trình sản xuất xi măng Với những kiến thức tiếp nhận qua đợt thực tập cán kỹ thuật với những kiến thức đã thầy, cô Khoa Vật liệu Xây dựng trường đại học Xây Dựng truyền giảng, đặc biệt hướng dẫn giúp đỡ nhiệt tình thầy PGS.TS Vũ Đình Đấu, chúng em xin trình bày nội dung thiết kế đồ án tốt nghiệp: Thiết kế nhà máy sản suất clanhke xi măng póoc lăng theo cơng nghệ lị quay phương pháp khơ cơng suất 1.400.000 clanhke/ năm, clanhke mác 50 SVTH: Đoàn Tiến Thành MSSV: 2139.61 Lớp: 61VL1 CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CLANHKE XI MĂNG POÓC LĂNG Sự phát triển ngành cơng nghiệp sản xuất xi măng pc lăng trình lâu dài Để xây dựng nhà máy đầu tiên, người ta sử dụng lị nung vơi, nung gạch để nung clanhke xi măng Tại nhà máy gạch, máy thái đất sét, máy cán, máy ép gạch đã sử dụng để gia công chế biến phối phiệu nghiền clanhke lò buồng, lò vòng sử dụng để nung Tại nhà máy sản xuất vơi, lị đứng đã sử dụng để nung clanhke Từ "Clanhke” hay “Cement clanhke” xuất xứ từ nung thiêu kết phối liệu phối liệu vê viên hoặc đóng bánh viên gạch mộc để đưa vào lò nung Trong lò vòng người ta xếp xen kẽ gạch đất sét mộc bánh phối liệu xi măng để nung Mãi đến 1880, nhiều nhà máy khí đã chế tạo thiết bị chuyên dụng cho việc sản xuất xi măng, đã giảm tiêu hao lao động, nâng cao sản phẩm chất lượng, giảm giá thành xi măng Một bước tiến quan trọng năm 1885, Frederik Ransome đã phát minh lị quay xi măng đưa cơng nghiệp sản xuất xi măng lên bước ngoặt xuất, chất lượng sản phẩm có ý nghĩa hơm Clanhke xi măng pc bán thành phẩm công nghệ sản xuất xi măng sản xuất cách nung đến thiêu kết hỗn hợp nguyên liệu nghiền mịn ở trạng thái đồng nhất, phân tán mịn đá vôi, đất sét số phụ gia Để cải thiện tính chất kỹ thuật giảm giá thành xi măng poóc lăng, trình nghiền clanhke người ta đưa vào chất phụ gia khống hoạt tính, phụ gia đầy (phụ gia trơ) hay phụ gia đặc biệt Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 2682:2009 [1], xi măng poóc lăng (PC) loạt chất kết dính thủy chế tạo cách nghiền mịn clanhke xi măng poóc lăng với lượng thạch cao cần thiết Trong q trình nghiền sử dụng phụ gia công nghệ không 1% so với khối lượng clanhke Khi nghiền xi măng poóc lăng có cho thêm phụ gia trơ hay phụ gia khống hoạt tính, sản phẩm lúc gọi xi măng pc lăng hỡn hợp (PCB) 1.1 Tình hình sản xuất tiêu thụ Tình hình tiêu thụ clanhke xi măng nước năm gần thống kê bảng 1.1 [2]: SVTH: Đoàn Tiến Thành MSSV: 2139.61 Lớp: 61VL1 Bảng 1 Tình hình tiêu thụ clanhke xi măng nước (triệu tấn) Thời điểm Sản lượng Công suất Nhu cầu Xuất thiết kế Clanhke Xi măng nội địa Năm 2012 60,5 45,7 51,9 49,3 2,6 Năm 2013 66,2 56,2 57,3 50,5 6,8 Năm 2014 70,86 49,3 52,8 46,0 6,8 Năm 2015 61,15 48,8 57,0 46,05 15,1 Năm 2016 62,38 49,53 57,86 48,5 13,5 Năm 2017 63,14 50,26 58,71 49 14,0 Năm 2018 65,17 53,24 59,63 51,2 15,6 Năm 2019 67,14 54,14 59,75 59,18 26,05 Các dây chuyền sản xuất xi măng đầu tư theo cơng nghệ lị quay phương pháp khơ Đây loại hình cơng nghệ tiên tiến Tuy nhiên, tùy theo xuất xứ thiết bị quy mô công suất, suất tiêu hao nhiên liệu, lượng tiêu mơi trường có khác Các dây chuyền công suất từ 2.500 clanhke/ngày trở lên, thiết bị nước phát triển có tiêu hao nhiên liệu, lượng đạt tiêu quy hoạch nêu (tiêu thụ điện 95 kw.h/tấn xi măng; nồng độ bụi nhỏ 50 mg/Nm3) Các dây chuyền cơng suất nhỏ thường có suất tiêu hao nhiên liệu, lượng cao so với dây chuyền công suất lớn Hiện nay, sản xuất xi măng pooc lăng bền sunphat type II; Xi măng pooc lăng trắng số nhà máy như: xi măng Fico Tây Ninh, xi măng trắng Thái Bình Xi măng xây trát sản xuất chủ yếu loại MC25 Xi măng giếng khoan chủng loại G Viện vật liệu xây dựng phối hợp công ty xi măng Kiện Khê sản xuất Sản lượng tiêu thụ mỗi năm 3000 - 5000 tấn, cung cấp chủ yếu cho cơng ty liên doanh Vietsovpetro Ngồi ra, cịn có số chủng loại xi măng khác như: Xi măng pooc lăng hỗn hợp bền sun phát, Xi măng alumin, Xi măng pc lăng tỏa nhiệt, xi măng đóng rắn nhanh, xi măng nở, xi măng pooc lăng puzolan, xi măng pooc lăng xỉ lò cao, xi măng chịu a xit, xi măng cản xạ để sử dụng vào những mục đích khác Việc đầu tư phát triển sở sản xuất, chế biến nguyên liệu chuyên nghiệp theo hướng tập trung, quy mô lớn; đầu tư chiều sâu, nâng cấp công nghệ cũ, ứng dụng công nghệ đại thời gian gần doanh nghiệp đã giúp cho sản lượng clanhke xi măng không đáp ứng nhu cầu thị trường nước mà tham gia vào SVTH: Đoàn Tiến Thành MSSV: 2139.61 Lớp: 61VL1 thị trường xuất Các dây chuyền sản xuất đã thực vấn đề tiết kiệm nguyên, nhiên liệu, giảm thiểu ô nhiễm môi trường nâng cao chất lượng sản phẩm 1.2 Clanke xi măng pooc lăng Clanhke thành phần xi măng pc lăng Clanhke xi măng poóc lăng sản xuất cách nung đến thiêu kết hỗn hợp nguyên liệu đồng nhất, phân tán mịn đá vơi, đất sét ngun liệu số ngun liệu khác đóng vai trị điều chỉnh : xỉ pyrít, quặng sắt, trêpen tro xỉ nhiệt điện Để điều chỉnh tốc độ đóng rắn số tính chất khác xi măng nghiền clanhke xi măng người ta pha thêm thạch cao Clanhke xi măng poóc lăng thương phẩm mặt hàng clanhke xi măng poóc lăng để trao đổi, mua bán nước xuất nhập Hoạt tính đạo clanhke xi măng poóc lăng độ bền nén sau 28 ngày mẫu thử (TCVN 7024:2013) [3] hỡn hợp clanhke thạch cao 2%, tính theo SO3, nghiền máy nghiền bi thí nghiệm tới độ mịn ÷ % cịn lại sàng có kích thước lỡ 0,08mm, hoặc theo tỷ diện 2800 cm2/gam – 3200 cm2/gam Hệ số nghiền clanhke xi măng poóc lăng tỉ lệ thời gian cần thiết để nghiền cát tiêu chuẩn theo TCVN 7024:2013 nghiền clanhke điều kiện thí nghiệm, đến độ mịn % sàng kích thước lỡ 0,08mm u cầu kỹ thuật clanhke xi măng poóc lăng thương phẩm đưa bảng 1.2: Bảng Các tiêu chất lượng clanhke xi măng pooc lăng thương phẩm theo TCVN 7024:2013 [4] Mức Tên tiêu CPC30 CPC40 CPC50 CPC60 - ngày ± 45 phút 16 21 25 30 - 28 ngày ± 30 40 50 60 Hoạt tính cường độ, N/mm2 (MPa), khơng nhỏ hơn: Hệ số nghiền, không nhỏ 1,2 Cỡ hạt - Nhỏ 1mm, %, không lớn 10 10 - Nhỏ 25 mm lớn mm, %, không nhỏ 40 50 Hàm lượng canxi oxit (CaO), % Từ 58 đến 67 Hàm lượng silic oxit (SiO2), % Từ 18 đến 26 Hàm lượng nhơm oxit (Al2O3), % SVTH: Đồn Tiến Thành MSSV: 2139.61 Từ đến Lớp: 61VL1 10 Đn = Đng.n n : số ngày làm việc năm, n =365 ngày Đn =291 032,1 x 365= 106 226 716,5 (kW/năm) Giá cho 1kW điện 2200 đồng → Tổng chi phí điện phải trả: C2 = 106 226 716,5 × 2,2 = 233 698 776,3 (nghìn đồng/năm) → C2 =10 098 905,7 (USD) + Xác định tiêu động lực: k DL = Dn Q , kW/tấn clanhke Trong đó: Dn = 106 226 716,5 Q = 400 000 (tấn clanhke/năm) → Chỉ tiêu động lực: k = 75,88 (kW/tấn clanhke) 120 SVTH: Đoàn Tiến Thành MSSV: 2139.61 Lớp: 61VL1 CHƯƠNG 12 KIỂM TRA SẢN XUẤT AN TỒN LAO ĐỘNG 12.1 Các biện pháp phịng cháy nổ Trong nhà máy có nhiều cơng đoạn, thiết bị dễ sinh cháy, nổ trình sản xuất như: lọc bụi tĩnh điện, tháp trao đổi nhiệt, máy nghiền than, trạm điện, nồi hơi, kho mìn, trạm khí nén Vì biện pháp phịng cháy nổ phải quan tâm đặc biệt trình thiết kế sau: Cơng trình chính, dễ cháy nổ: Thiết kế bậc chịu lửa cấp I Các cơng trình phụ, có khả gây cháy nổ: Thiết kế bậc chịu lửa cấp II Hệ thống cứu hoả bao gồm: Trạm cứu hoả, bể nước cứu hoả dự phòng bố trí ở địa điểm ứng cứu thuận lợi Mạng lưới cấp cứu hoả, họng cứu hoả, bình bọt thiết kế tới phân xưởng dễ gây cháy nổ Phải trang bị phương tiện, thiết bị kiểm soát, phát báo động trước thiết bị nằm tình trạng nguy hiểm, xây dựng nội quy phịng cháy chữa cháy, thành lập đội cứu hoả thường xuyên luyện tập để đảm bảo an toàn cho người thiết bị 12.2 Vệ sinh Để đảm bảo vấn đề vệ sinh công nghiệp đảm bảo sức khỏe người lao động, nhà máy cần phải thực đầy đủ biện pháp sau: Chống bụi: Các khu vực, điểm phát sinh bụi trang bị lọc bụi đảm bảo nồng độ bụi thải ≤ 50 mg/Nm3 Kho chứa bán thành phẩm xi măng bột phải bao che kín hoặc silơ bê tơng kín Ngoài ra, nhà máy phải quét dọn thường xuyên, có xe phun nước Khí thải: Khí thải có chứa lẫn bụi, lẫn độc sau thải khỏi ống khói phải có nồng độ cực đại nhỏ tiêu chuẩn cho phép Chống ồn: Đảm bảo khống chế nơi phát sinh ồn có độ ồn < 70 dB Chống nhiệt: Các nguồn, thiết bị phát sinh nhiệt phải trang bị lớp cách nhiệt, quạt làm mát thông gió cơng nghiệp Ngồi ra, nhà máy phải có trạm xử lý nước thải, xử lý chất thải hữu cơ, chất thải rắn, trồng xanh để tạo vẻ đẹp cảnh quan môi trường xung quanh 12.3 Kiểm tra sản xuất Mục đích cơng tác nhằm khơng ngừng nâng cao chất lượng sản phẩm, 121 đảm bảo an toàn cho người, cho thiết bị máy móc q trình sản xuất SVTH: Đồn Tiến Thành MSSV: 2139.61 Lớp: 61VL1 Công tác nhân viên kỹ thuật nhà máy, phịng thí nghiệm tiến hành kiểm tra Nội dung kiểm tra sản xuất bao gồm: Kiểm tra tiêu kỹ thuật nguyên liệu, thành phẩm, sản phẩm: + Kiểm tra thành phần hoá nguyên liệu, nhiên liệu, sản phẩm + Kiểm tra độ ẩm phối liệu + Kiểm tra độ mịn phối liệu + Kiểm tra tít phối liệu + Kiểm tra clanhke lò Các tiêu đã quy định tiến hành kiểm tra trường hoặc phịng thí nghiệm Kiểm tra việc thực quy trình cơng nghệ: + Quy định vận hành máy nghiền + Quy định vận hành lò + Lưu lượng phối liệu vào lò, lưu lượng nhiên liệu vào lị, nhiệt độ zơn, xyclon trao đổi nhiệt, phân tích khí thải + Kiểm tra nhiệt độ vỏ lị, gạch lót lị, tốc độ quay lò Các việc kiểm tra phần lớn đại, có thiết bị kiểm tra tự động điều chỉnh Kiểm tra thiết bị máy móc: + Kiểm tra suất máy + Kiểm tra độ mài mòn máy như: lót, bi đạn máy nghiền, búa máy đập búa Kiểm tra đường ống vận chuyển: Công tác kiểm tra cơng nhân sản xuất kiểm tra thường xuyên có theo dõi cán kỹ thuật 12.4 Công tác môi trường Ảnh hưởng trình sản xuất clanke xi măng đến mơi trường: Như ta đã biết nhà máy sản xuất xi măng luôn tồn lượng bụi môi trường Mức độ lớn hay nhỏ tuỳ thuộc vào trình độ giới hố nhà máy Vì nhà máy sản xuất xi măng gần gia công nguyên vật liệu có dạng bột mịn máy móc hoạt động liên tục gây nên những rung động , hoặc chuyển động chi tiết máy gây nên lưu thơng khơng khí bột dễ dàng hố nhập vào khơng khí gây lên những tác hại lớn công nhân lao động nhà máy những người sống chung quanh khu vực Chúng gây lên những bệnh về122 hơ hấp bệnh Silicơ bệnh ngồi da Ngồi hàm lượng bụi khơng khí SVTH: Đồn Tiến Thành MSSV: 2139.61 Lớp: 61VL1 lớn xanh dễ bị tiêu diệt hạt bụi khơng khí lắng xuống chúng bám lên cản trở khả quang hợp lá, hạt bụi xi măng chúng lắng xuống đất tạo thành lớp dầy mặt đất làm cho thực vật khơng thể phát triển Vì vậy, cơng tác môi trường nhà máy xi măng quan trọng phải hạn chế đến mức bé lượng bụi xâm nhập vào môi trường Mặt khác nhà máy cịn có cơng đoạn gia cơng nhiệt (lị sấy, lị nung) cơng đoạn phải lượng lớn khí cháy gây tác hại đến sức khoẻ người cần phải có ống khói để đưa chúng lên cao trước thải vào môi trường để chúng phân tán xa khu sản xuất Chọn thiết bị lọc bụi: Do đặc điểm q trình sản xuất xi măng nhiều cơng đoạn làm việc sẽ sinh bụi gây ảnh hưởng không nhỏ tới sức khoẻ người lao động, ô nhiễm môi trường xung quanh Tác hại bụi tuỳ thuộc tính chất phụ thuộc vào cơng đoạn sản xuất Vì vậy, ở mỡi cơng đoạn khác ta phải bố trí lắp đặt thiết bị lọc bụi khác cho phù hợp Trong dây truyền ta chọn thiết bị lọc bụi lọc bụi tính điện lọc bụi dạng tay áo, hai loại thiết bị lọc bụi hay dùng sản xuất xi măng Các thiết bị lọc bụi nhập từ công ty cung cấp thiết bị cho nhà máy theo hợp đồng ký kết Căn vào hàm lượng bụi khơng khí ở thiết bị sản xuất mà ta lắp đặt thiết bị lọc bụi cho đảm bảo yêu cầu Thiết bị lọc bụi tĩnh điện loại có thơng số : - Cơng suất : ≤ 330000 m /h O - Nhiệt độ khí vào : 130 C - Hàm lượng bụi + Vào : ≤ 80( g / Nm + Ra : ≤ 50( g / Nm -Điển sương : ≥ 47 C O -Tốc độ : 0,66 m/s - Tổn thất áp suất :