III. Khảo sát hệ thống đường ống nhà máy phân bón Hiệp Phước
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 vận chuyển (thể rắn, hoặc dạng dẻo như bùn) đóng kết lại trong đường ống, lâu ngày sẽ dày dần lên làm hẹp đường ống dẫn lại. Điều này làm giảm năng suất vận chuyển cũng như độ bền của đường ống. Bài toán đặt ra là tìm ra giải pháp để dọn sạch phía trong đường ống.
Trong phạm vi của luận văn này, theo yêu cầu thực tế của nhà máy phân bón Hiệp Phước em tìm hiểu và đưa ra các giải pháp cho đường ống có Ø400mm, chất liệu chế tạo bằng kim loại.
I. CÁC PHƯƠNG PHÁP VỆ SINH PHÍA TRONG ĐƯỜNG ỐNG:
Có nhiều phương pháp để vệ sinh đường ống với ưu nhược điểm khác nhau. Tuỳ vào điều kiện của đơn vị sản xuất mà chọn ra phương pháp thích hợp. Dưới đây là một số phương pháp vệ sinh đường ống.
1. Sử dụng sức người: đối với các đường ống có đường kính lớn, vừa với người chui vào thì có thể thuê nhân công để làm công việc vệ sinh đường ống. Đối với các đường ống vào thì có thể thuê nhân công để làm công việc vệ sinh đường ống. Đối với các đường ống nhỏ thì công nhân có thể dùng sào, chổi quét, máy đánh cầm tay cho vào để vệ sinh phía trong đường ống.
Sử dụng xe nâng để nâng công nhân tới vị trí cần vệ sinh, dùng sào dài gắn chổi quét phía đầu thọc vào để làm vệ sinh đường ống.
Tháo rời đường ống ra thành từng đoạn để vệ sinh, sau đó gắn lại như cũ.
- Ưu điểm: Không tốn nhiều chi phí đầu tư ban đầu, giá thành thuê nhân công rẻ, tận dụng được ngay lao động trong nhà máy.
- Nhược điểm:
+ Không thể áp dụng đối với các đường ống nằm trong môi trường độc hại, vận chuyển các chất độc, các đường ống nhỏ, nằm ở những vị trí mà công nhân khó thao tác (như chôn dưới đất), hay các vị trí nguy hiểm (ở trên cao).
+ Ảnh hưởng tới sức khoẻ công nhân, dễ gây tai nạn lao động, do bụi phân đóng bám và chảy nước rất trơn, hệ thống dây chuyền bố trí phức tạp, đường ống nằm trên cao.
CHƯƠNG 2: GIẢI PHÁP VỆ SINH VÀ ROBOT ĐƯỜNG ỐNG
28 - Ứng dụng vào thực tế đường ống khảo sát:
+ Hiện nay việc vệ sinh đường ống tại nhà máy hoàn toàn dựa vào sức người, đối với những đường ống lớn Ø1200, Ø960 có thể chui vào được có thể áp dụng để giảm chi phí, nhưng với những đường ống nhỏ Ø600, Ø400 việc vệ sinh rất khó khăn.
Hình 2.2: Công nhân vệ sinh đường ống.
2. Dùng trục mềm dài:một đầu trục gắn với motor, đầu còn lại gắn với chổi quét,… công nhân đưa trục vào để làm sạch đường ống. công nhân đưa trục vào để làm sạch đường ống.
Hình 2.3: Minh họa giải pháp dùng trục mềm vệ sinh đường ống của hãng Calder
- Ưu điểm:
+ Đơn giản, nguyên lý dễ vận hành.
+ Áp dụng tốt những vật liệu bám nhẹ như bụi…
+ Tuỳ vào chất liệu bám trên đường ống là gì mà ta có thể chọn đầu làm vệ sinh thích hợp nhất.
CHƯƠNG 2: GIẢI PHÁP VỆ SINH VÀ ROBOT ĐƯỜNG ỐNG
29
+ Hiệu suất cao, làm việc được ở những nơi và con người hay các máy móc khác không thể làm vệ sinh như các ống thông hơi, ống nhỏ khó có thể thao tác trực tiếp bằng tay,…
- Nhược điểm:
+ Không áp dụng được cho những chất bám cứng hoặc độ ẩm cao, có nước.
+ Quá trình làm vệ sinh không kiểm soát được tốc độ làm việc, vệ sinh đã sạch hay chưa.
+ Không định hướng để qua các khúc cua được. - Ứng dụng vào thực tế đường ống khảo sát:
+ Dùng trục mềm cần khoảng không gian đầu vào khá lớn nên cần thiết kế bệ đỡ, nên giải pháp khó áp dụng trong điều kiện nhà máy với hệ thống dây chuyền chằng chịt.
3. Dùng giá đỡ đầu công tác:thiết kế một bộ giá đỡ, đỡ lấy đầu công tác làm nhiệm vụ vệ sinh phía trong lòng ống, đầu công tác có thể là đầu phun làm sạch nhờ áp lực khí nén, vệ sinh phía trong lòng ống, đầu công tác có thể là đầu phun làm sạch nhờ áp lực khí nén, nước hay dùng động cơ gắn có gắn chổi làm sạch.
Cơ cấu này cần công nhân điều khiển bằng tay để đưa đầu công tác vào trong đường ống bằng cách đẩy từ phía sau hay kéo từ đầu này sang đầu kia đường ống.
Hình 2.4: Cơ cấu giá đỡ 6 bánh xe, dùng đầu công tác vệ sinh ống. - Ưu điểm:
+ Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo.
+ Đơn giản, dễ sử dụng, giảm được sức người. + Tính cơ động cao.
- Nhược điểm:
CHƯƠNG 2: GIẢI PHÁP VỆ SINH VÀ ROBOT ĐƯỜNG ỐNG
30
+ Kết cấu còn đơn giản, vẫn phải sử dụng sức người.
+ Không kiểm soát được tốc độ làm việc cũng như mức độ làm sạch của đường ống. + Chưa có cơ cấu điều khiển chân giúp cân bằng, nếu xảy ra trường hợp robot bị hụt chân có thể làm cho tay đánh bị đánh lệch, khiến việc vệ sinh không còn hiệu quả và có thể gây nguy hại cho đường ống.
- Ứng dụng vào thực tế đường ống khảo sát:
+ Có khả năng ứng dụng cao, tuy nhiên vẫn cần đến công nhân để đưa đầu công tác vào đường ống, có thể dùng thay thế các dụng cụ vệ sinh thô sơ như sào, chổi quét,… đang sử dụng tại nhà máy hiện nay.
4. Cải tiến công nghệ đường ống:
Hiện nay, với công nghệ hiện đại có thể làm cho đường ống dẫn phân bón không bị đóng bám trong thành ống. Như công nghệ bảo ôn đang được áp dụng ở rất nhiều dây chuyền