III. Khảo sát hệ thống đường ống nhà máy phân bón Hiệp Phước
f. Đườngống vào máy nghiền nguyên liệu
Đường ống đưa bụi từ máy nghiền liệu vào máy nghiền nhỏ ra ngoài đường ống chính – hình 1.10.
Hình 1.10: Đường ống vào máy nghiền nguyên liệu (Ø400).
g. Đường ống vào máy sàng rung (Ø400):
Đường ống đưa bụi từ sàng rung ra đường ống dẫn phụ – hình 1.11.
Hình 1.11: Đường ống vào sàng rung (Ø400).
ĐƯỜNG ỐNG VÀO CHÍNH Ø1200
ĐƯỜNG ỐNG VÀO MÁY NGHIỀN NGUYÊN LIỆU Ø400
MẶT CẮT C-C
ĐƯỜNG ỐNG VÀO HÚT BỤI SÀNG RUNG Ø400
ĐƯỜNG ỐNG VÀO HÚT BỤI SÀNG RUNG Ø400
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VÀ KHẢO SÁT ĐƯỜNG ỐNG
14
h. Một số ảnh thực tế từ hệ thống đường ống của nhà máy:
- Bộ phận chính của hệ thống hơi nước thùng quay là nồi hơi và thùng quay tròn dạng 1 đường ống lớn có chức năng sấy và trộn nguyên liệu như hình 1.17 là minh hoạ của bộ phận này.
Hình 1.12: Máy tạo hạt thùng quay, nồi hơi và đường ống dẫn khí thải.
- Khi sản xuất với cường độ ca, phân bón thường bám dày và chặn cả đường ống rất phức tạp, đặc biệt là ở những khúc co và cua rẽ, và để dọn dẹp vệ sinh thì phương án đưa ra hiện tại là dùng cẩu hay sàn nâng – như trong hình 2.16 để đưa công nhận vệ sinh đến những khu vực khó tao tác này.
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VÀ KHẢO SÁT ĐƯỜNG ỐNG
15
- Việc thực hiện bằng tay quá trình vệ sinh đường ống tuy có tiết kiệm chi phí đầu tư ban đầu nhưng hiệu quả rất hạn chế. Đặc biệt nếu không được trang bị đầy đủ sẽ rất nguy hiểm cho công nhân vì các vấn đề như độc hại, trơn trượt. Như trong hình 2.17 là 1 đoạn ống rẽ cua bị phân bón bao phủ dày và rất trơn trượt.
Hình 1.14: Một đoạn co 90o bị phân bón bao phủ.
- Một trong những điểm khó khi thao tác vệ sinh bằng tay là hệ thống sản xuất chằng chịt với những băng tải, đường ống dẫn liệu nhỏ và lớn chạy đan xen nhau nên rất khó bố trí những sàn thao tác. Hình 1.19 trên là sàn thao tác vệ sinh đường ống chính ngay bên dưới là băng tải dẫn liệu.
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VÀ KHẢO SÁT ĐƯỜNG ỐNG
16
2. Khảo sát phân bón bám trong đường ống:
Do phân bón là hợp hỗn của các loại hóa chất, rất dễ chảy lỏng trong không khí nên các đường ống dẫn bụi thường xuyên bị đóng lớp dẫn đến tắt nghẽn đường ống, bụi phân bón phát sinh từ các máy công tác không được thu lắng về bộ phận xử lý khí thải, gây ô nhiễm môi trường làm việc, lan tỏa, ăn mòn các chi tiết trong xưởng. Vì vậy để đảm bảo hoạt động của dây chuyền, phải thường xuyên vệ sinh đường ống.
Hình 1.16: Minh họa lớp phân bón bám trong đường ống.
Phần dưới của đường ống luôn bị đọng phân lại nhiều hơn phần phía trên. Dưới đây là khảo sát lượng phân bón đóng lớp ở một số đoạn ống điển hình:
Hình 1.17: Sơ đồ thể hiện bề dày lớp phân bón bám trong đường ống Ø400 từ máy nghiền liệu to đến máy làm nguội.
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
ngày 1 ngày 2 ngày 3
phía dưới
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VÀ KHẢO SÁT ĐƯỜNG ỐNG
17
Hình 1.18: Sơ đồ thể hiện bề dày lớp phân bón bám trong đường ống Ø400 từ bunke trung gian đến ống sấy 1.
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
ngày 1 ngày 2 ngày 3
phía dưới phía trên STT ĐƯỜNG ỐNG KHẢO SÁT KÍCH THƯỚC SỐ NGÀY THỬ LƯỢNG PHÂN ĐÓNG BÁM TRONG ỐNG 1 Đường ống Ø400 từ máy nghiền liệu
to đến máy làm nguội Ø400 L=16m 1 - Vị trí ống thẳng đóng bám phía dưới ống khoảng 60mm,thành ống phía trên khoảng 20mm.
- Vị trí co 170˚ bám khoảng 70mm phía dưới và trên khoảng 35mm.
2
- Vị trí ống thẳng đóng bám phía dưới ống khoảng 100mm, thành ống phía trên 50mm
- Vị trí co 170˚ bám khoảng 130mm phía dưới và trên khoảng 80mm
3
- Vị trí ống thẳng đóng bám phía dưới ống khoảng 150mm, thành ống phía trên 70mm
- Vị trí co 170˚ bám khoảng 200mm phía dưới và trên khoảng 100mm
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VÀ KHẢO SÁT ĐƯỜNG ỐNG
18
Bảng 1.1: Bảng khảo sát đường ống dây chuyền sản xuất NPK nhà máy phân bón Hiệp Phước.
2
Đường ống Ø400 từ bunke trung gian
đến ống sấy 1
Ø400 L=13m
1 - Thành ống phía dưới khoảng 55mm, - Thành ống phía trên khoảng 20mm 2 - Thành ống phía dưới khoảng 90mm.
- Thành ống phía trên khoảng 40mm
3
- Thành ống phía dưới khoảng 120mm.
- Thành ống phía trên khoảng 60mm
3 Đường ống Ø960 từ sấy 1, sấy 2 đến
lắng bụi
Ø960 1 tuần
- Đóng bám phía dưới khoảng 200mm.
- Thành ống phía trên khoảng 50mm.
4
Đường ống Ø960 từ nguội đến buồng
lắng bụi
Ø960 1 tuần
- Vị trí ống thẳng phía dưới khoảng 200mm.
- Thành ống phía trên khoảng 50mm. - Đặc biệt tại vị trí giao giữa ống Ø400 với ống Ø960 phía dưới ống bám khoảng 300mm.
5 Đường ống Ø1200 từ Cyclone sấy 1,
sấy 2, nguội
Ø1200 1 tuần - Đóng bám phía dưới khoảng 250mm - Đóng bám phía trên khoảng 60mm
6
Đường ống Ø800 từ quạt sấy 1, sấy 2,
nguội đến hấp thụ cánh vảy
Ø800
4 ngày - Đóng bám phía dưới khoảng 200mm - Đóng bám phía trên khoảng 80mm
7 ngày - Đóng bám phía dưới khoảng 350mm - Đóng bám phía trên khoảng 100mm
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VÀ KHẢO SÁT ĐƯỜNG ỐNG
19
3. Công tác vệ sinh đường ống:
- Đường ống Ø400 mỗi ngày phải vệ sinh đường ống một lần do lượng bụi nguyên liệu dễ bị hút vào và lượng phân bón bám vào thành ống nhiều dễ gây ra nghẹt ống làm giảm quá trình vận hành của máy. Qúa trình vệ sinh rất nguy hiểm vì phân bón chảy nước bám vào thành ống bên ngoài gây trơn trượt, và cao độ bố trí đường ống cao từ 3,3m đến 6m nên rất khó vệ sinh đường ống.
- Đối với đường ống Ø1200 do lượng phân bám vào thành ống so với đường kính ống không quá nhiều nên khoảng 2 tuần vệ sinh ống một lần.
-Thông thường công nhân khi vệ sinh đường ống phải leo trèo các vị trí cao rất trơn trượt và nguy hiểm, công cụ thường chỉ là sào dài, năng suất lao động thấp. Đồng thời do tiếp xúc trực tiếp với phân bón nên vô cùng độc hại.
Hình 1.19: Hình ảnh công nhân vệ sinh đường ống.
4. Thực trạng đường ống tại nhà máy và các đề xuất cải tiến:
Ở các nhà máy của công ty CP phân bón Miền Nam (và hầu hết các công ty phân bón khác) vấn đề vệ sinh đường ống của hệ thống xử lý khí thải trong sản xuất phân bón là rất quan trọng. Bởi nguyên liệu làm phân bón có những tính chất rất phức tạp như dễ chảy nước (như SA, Urê) bám cứng làm nghẹt đường ống (đặc biệt là ở các vị trí co rút, và chữ T) dẫn
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VÀ KHẢO SÁT ĐƯỜNG ỐNG
20
đến hiệu suất của hệ thống xử lý khí thải thấp. Đường ống lại có cao độ cao, phía ngoài ống cũng có bụi phân bón bám vào nên rất ẩm ướt và trơn trượt.
Nếu đường ống bị tắc dẫn đến trở lực đường ống tăng lên, ảnh hưởng rất nhiều đến chất lượng sản phẩm như: độ ẩm của sản phẩm không đạt yêu cầu, nhiệt độ sản phẩm cao không thể đóng gói được ngay, môi trường không được đảm bảo, sản phẩm không đảm bảo độ nguội cần thiết dễ gây đóng rắn sản phẩm…
Nhằm khắc phục những khó khăn trong việc xử lý vệ sinh trong đường ống khí thải, công ty đã có nhiều đầu tư và cải tiến song hiệu quả không được như mong muốn, cụ thể mỗi tuần phải dừng máy 1 lần để vệ sinh đường ống, ảnh hưởng đến năng suất chạy máy. Hầu hết công việc vệ sinh đường ống hiện tại được làm bằng tay, cho hiệu suất kém, chưa kể đến sự trơn trượt và cao độ của đường ống dễ dẫn đến tai nạn cho công nhân trong quá trình xử lý. Nhà máy cũng đã mua trang thiết bị để nâng đỡ công nhân trong khi vệ sinh nhưng không hiệu quả, có quá ít vị trí có thể đặc thiết bị nâng phù hợp do vị trí mặt bằng chật hẹp nhiều vật cản như băng tải, các thiết bị phụ trợ…
=> Đánh giá chung: Thực tế qua khảo sát ở nhà máy cho thấy bụi phân bón độc hại, khi đặc lại thì dẻo, trơn và có độ bám dính cao, quá trình xử lý hiện tại hầu hết được tiến hành bằng tay qua các cửa vệ sinh, tốn thời gian và năng suất thấp. Thêm vào đó đường ống có cấu trúc phức tạp, nhiều ngã rẽ, đoạn co và khớp nối chữ T, kèm theo đó là độ dốc. Muốn đưa robot tự động hoá vào cần có một số sửa đổi cần thiết.
Đối với mỗi đoạn đường ống, ta có từng giải pháp riêng rẽ. Riêng trong phần này, em xin đề xuất các phương án cải tiến đường ống để thuận tiện hơn trong công tác vệ sinh cũng như phù hợp với robot vệ sinh đường ống sẽ nghiên cứu chế tạo.
a. Đoạn ống chính dẫn xuống buồng lắng bụi:
Hạ cao độ đoạn ống này xuống để đường ống được đặt làm ngang, thuận tiện cho quá trình tháo đặt và di chuyển của robot. Đồng thời giảm mức độ nguy hiểm cho công nhân trong quá trình lắp đặt, tháo dỡ cũng như vận hành robot.
Lắp thềm sàn thao tác cố định, vì đây là vị trí thường xuyên thao tác với robot. Bố trí cửa trên thân đường ống để đặt và lấy robot.
Trang bị thêm quạt hút loại lớn với V=50.000m3/h dùng cho đường ống chính với Ø960mm có thông với ống khói qua buồng lắng bụi.
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VÀ KHẢO SÁT ĐƯỜNG ỐNG
21
Hình 1.20: Sơ đồ đề xuất cải tiến đoạn ống dẫn chính.
b. Khu vực ống tại máy nghiền liệu to:
Với đường ống vào sau máy nghiền liệu to như hình là ta đã hạ độ cao đường ống vào băng tải Ø400 xuống 400mm, nhằm giảm độ dốc ban đầu và dễ dàng lấy robot ra ở cửa vệ sinh gần băng tải.
BỐ TRÍ SÀN THAO TÁC MÁY LÀM NGUỘI HẠ CAO ĐỘ QUẠT V=50.000m3/h ỐNG KHÓI BU Ồ NG L Ắ NG B Ụ I ĐƯỜNG ỐNG VÀO
CHÍNH Ø1200 ĐƯỜNG ỐNG VÀO MÁY
LÀM NGUỘI Ø600 HẠ CAO ĐỘ BỐ TRÍ SÀNG THAO TÁC CỬA VỆ SINH MÁY LÀM NGUỘI
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VÀ KHẢO SÁT ĐƯỜNG ỐNG
22
Hình 1.21: Sơ đồ cải tiến đoạn ống vào máy nghiền liệu to.
c. Khu vực hút bụi sàng rung:
Hình 1.22: Sơ đồ cải tiến đoạn ống vào sàng rung.
Ở hình 1.22 là hệ thống dẫn bụi sàng rung sau khi đã bố trí thêm 1 sàn công tác tại ngã rẽ này, đây là vị trí cửa phụ để robot thay chổi.
ĐƯỜNG ỐNG VÀO MÁY NGHIỂN LIỆU TO
Ø400 HƯỚNG NHÌN A Băng tải HƯỚNG NHÌN A BĂNG TẢI BỐ TRÍ SÀNG THAO TÁC ĐƯỜNG ỐNG VÀO HÚT BỤI SÀNG RUNG Ø400 SÀNG RUNG
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VÀ KHẢO SÁT ĐƯỜNG ỐNG
23
Cũng cần phải hạ cao độ trên đường ống dẫn Ø400mm xuống để thành 1 đường thẳng chỗ nối co giúp việc thao tác thay chổi của robot dễ dàng hơn.
Hình 1.23: Sơ đồ cải tiến đoạn ống vào sàng rung nhìn theo mặt cắt.
Mặt cắt của hệ thống dẫn bụi sàng rung, vì đây là hệ thống đường ống đan xen nhiều nhất trong khu vực sản xuất nên rất khó bố trí sàn thao tác, cũng như đưa ra phương pháp cải tiến nên ta chỉ hạ độ cao đường ống Ø400mm xuống 1 chút để bố trí 1 cửa vệ sinh phụ lấy robot ra.
d. Khu vực hút bụi vào Cyclone:
Như ta thấy trong hình 1.24 ta phải nâng cao độ đường ống Ø400mm nối ra Xyclone để bố trí thêm 1 dàn quạt hút công suất nhỏ hơn so với đường ống chính V=40.000m3/h, ngoài ra hệ thống này trang bị thêm màng lọc nước vì đây là khu vực bụi phân tập trung nhiều và dày.
ĐƯỜNG ỐNG VÀO HÚT BỤI SÀNG RUNG Ø400 SÀNG RUNG HẠ CAO ĐỘ ĐƯỜNG ỐNG CHÍNH Ø1200
ĐƯỜNG ỐNG VÀO MÁY NGHIỀN Ø400
MẶT CẮT C-C
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VÀ KHẢO SÁT ĐƯỜNG ỐNG
24
Hình 1.24: Sơ đồ cải tiến đoạn ống vào Cyclone.
Tổng hợp lại ta rút ra được một số đề xuất sau đối với hệ thống đường ống lọc bụi của dây chuyền trên như sau:
- Giảm các gờ bậc, co nối, đoạn chia chữ T, các đoạn có xảy ra sự thay đổi kích thước đường ống. MẶT CẮT B-B ĐƯỜNG ỐNG CHÍNH Ø1200 CỬA VỆ SINH ĐƯỜNG ỐNG VÀO CYCLONE Ø600 CYCLONE HẤP THỤ MÀNG NƯỚC QUẠT V=40.000m3/h
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VÀ KHẢO SÁT ĐƯỜNG ỐNG
25
- Hạ cao độ trên đường ống dẫn chính xuống để thành 1 đường thẳng chỗ nối co giúp việc thao tác ban đầu với robot dễ dàng hơn.
- Lắp thêm sàn cố định để thao tác cho robot vào, hoặc có thể sử dụng xe nâng.
- Các đoạn co là nơi tập trung nhiều phân bón bị đóng lại, vậy nên trong thiết kế lại giảm các co và nối không cần thiết. Có một số đoạn ống có sự thay đổi về đường kính, điều này gây khó khăn vì thiết kế robot không đi trong nhiều loại đường ống trong 1 lần vận hành được, vậy nên nếu có thể, ta nên chuẩn hoá về kích thước ống, bố trí các cửa công tác để dễ lấy robot.
- Bố trí lại các cửa dọc theo đường ống để thuận tiện cho việc thao tác, vận hành robot. - Tại những nơi tập trung nhiều bụi nên bố trí quạt hút (hoặc quạt thổi nhỏ) để thổi đi phần bụi robot đánh ra.
- Khu vực sàn rung nên hạ cao độ đường ống xuống ở chỗ co nối để dễ dàng cho việc thao tác. Khu vực này băng tải nhiều nên tránh va chạm.
- Hạ độ cao đường ống vào băng tải Ø400 ở đường ống vào sau máy nghiền liệu to xuống 400mm, nhằm giảm độ dốc ban đầu và dễ dàng lấy robot ra ở cửa vệ sinh gần băng tải.
- Ngoài ra có thể cần phải thiết kế lại hệ thống đường ống, tại các góc cua, như tăng bán kính cong, tăng độ mịn của các múi cắt trên đoạn co, để robot thiết kế có thể dễ dàng hoạt động (vấn đề này sẽ được nghiên cứu trong các bước thiết kế robot tiếp sau đây).
CHƯƠNG 2: GIẢI PHÁP VỆ SINH VÀ ROBOT ĐƯỜNG ỐNG
26
CHƯƠNG 2:
CÁC GIẢI PHÁP VỆ SINH ĐƯỜNG ỐNG
VÀ TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ROBOT ĐƯỜNG ỐNG
Vận chuyển bằng đường ống là một trong những phương pháp vận chuyển phổ biến nhất trong sản xuất công nghiệp và đời sống.
Đường ống trong công nghiệp hường sử dụng để vận chuyển đối với các loại chất lỏng, chất khí, hay các chất hoá học có thuộc tính ổn định không tác dụng phản ứng với vật liệu chế tạo đường ống. Vì vậy có thể chuyển đi từ nước thải, bùn, nước sinh hoạt hay cả những đường ống dẫn thực phẩm như bia... đến những có đường ống đòi hỏi kĩ thuật cao như những đường ống dẫn nguyên liệu như dầu mỏ, khí đốt tự nhiên và nhiên liệu sinh học. Ngoài ra người ta còn dùng để vận chuyển chất rắn ở dạng hạt, viên, hoặc vật chất ở dạng bột đi trong đường
ống bằng khí nén, hoặc sử dụng áp suất cao.
Hình 2.1:Các hệ thống đường ống công nghiệp thường thấy.
(a) Hệ thống dẫn nguyên liệu – (b) Hệ thống ống dẫn dầu – (c) Hệ thống ống dẫn ga
(a) (b)
CHƯƠNG 2: GIẢI PHÁP VỆ SINH VÀ ROBOT ĐƯỜNG ỐNG
27
Đường ống trong công nghiệp đa dạng về vật liệu cấu tạo, có thể được chế tạo từ thép, nhôm, gang, inox, nhựa, beton… tuỳ theo yêu cầu và mục đích sử dụng mà chọn chất liệu chế tạo sao cho phù hợp.
Chính vì tính phổ biến và đa dạng của nó đã đặt ra vô vàn các vấn đề về tính toán thiết kế, lắp đặt, cải tiến kỹ thuật, bảo trì bảo dưỡng… sao cho hệ thống đường ống luôn hoạt động thông suốt.
Trong các vấn đề thường gặp của hệ thống đường ống dẫn, đó là việc các vật chất được