Đồ Án ông nghệ sản xuất xi măng nhà máy xi măng tam điệp

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1:GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VÀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG NHÀ MÁY XI MĂNG TAM ĐIỆP 3

I.Giới thiệu tổng quan về nhà máy xi măng TAM ĐIỆP 3

II.Công nghệ sản xuất xi măng tại nhà máy xi măng TAM ĐIỆP 3

II.1.Tổng quan Về công nghệ sản xuất xi măng lò quay 3

II.2.Mô tả Quá trình công nghệ 6

II.3.Các phân xưởng chính trong Sản xuất xi măng 16

II.3.2.Phân xưởng nung CLINKER 22

III.4.Hệ thống điều khiển 29

III.4.1.Các thiết bị điều khiển quá trình 29

III.4.2.Các vị trí vận hành 30

III.4.4.Giám sát và điều khiển FLF-ECS Expert 32

CHƯƠNG 2: HỆ SLC500 CỦA ALLEN - BRADLY 35

I.Tổng quan về PLC 35

I.1.Giới thiệu về PLC 35

I.2.Cấu trúc, hoạt động của PLC 36

I.3.Các bước thiết kế 1 hệ thống diều khiển dùng PLC 38

I.3.1.Xác định quy trình công nghệ 38

I.3.2.Xác định các ngõ vào, ngõ ra 38

I.3.3.Viết chương trình 38

I.3.4.Nạp chương trình vào bộ nhớ 38

I.3.5.Chạy chương trình 38

II.Hệ SLC 500 của ALLen – Bradly 40

II.1.Phần cứng của SLC 500 40

II.2.Tổ chức file 57

II.3.Hệ lệnh 67

IV.Giới thiệu phần mềm lập trình RSLogix 500 94

IV.1.Bắt đầu với RSLogix 500 94

4.2.Các bước bắt đầu một cách nhanh chóng với RSLogix 500 95

IV.2.Nhập một chương trình logic hình thang 103

CHƯƠNG 3: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CẦU RẢI SÉT 106

I.Khái quát 106

II.Cấu tạo và nguyên lý làm việc 107

II.1.Cấu tạo 107

II.2.Nguyên lý làm việc 109

III.Các dạng sai hỏng thường gặp - nguyên nhân - cách khắc phục 113

IV.Quy trình vận hành cầu rải liệu 113

IV.1.Các thiết bị truyền động của cầu tải 113

IV.2.Hệ thống điều khiển cầu rải 113

IV.3.Các mạch liên động của cầu rải 114

IV.4.Các giới hạn di chuyển 115

IV.5.Vận hành cầu rải ở phương thức vận hành tại chỗ "Local test" 116

IV.6.Vận hành cầu rải ở phương thức liên động tại chỗ "Local control" 117

IV.7.Chạy cầu rải theo liên động từ trung tâm "Central control" 118

IV.9.Các thông số của cầu rải 118

CHƯƠNG 4: CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐỐI TƯỢNG CẦU RẢI 122

I.Các chương trình điều khiển 122

I.1.Điều khiển động cơ băng cố định M11 122

I.2.Chương trình điều khiển xe đổ M13 122

I.3.Điều khiển động cơ băng di động M15 122

I.4.Điều khiển động cơ đưa băng dịch chuyển ngang M21 123

I.5.Điều khiển động cơ M31 cho di chuyển dọc cầu 124

II.Quy ước các đầu vào, ra trong SLC500 124

II.1.Các đầu vào (Input) 124

II.2.Các đầu ra (Out put) 125

III.Lưu đồ giải thuật các chương trình 126

III.1.Chương trình điều khiển băng cố định M11 126

III.2.Chương trình điều khiển xe đổ (Throw – off cariage) M13 127

III.3.Chương trình điều khiển băng di động M15 128

III.4.Chương trình điều khiển dịch chuyển ngang 130

III.5.Chương trình điều khiển di chuyển dọc M31 132





CHƯƠNG 1.

GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VÀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG NHÀ MÁY XI MĂNG TAM ĐIỆP

I.Giới thiệu tổng quan về nhà máy xi măng TAM ĐIỆP

Nhà máy xi măng Tam Điệp được xây dựng trên địa bàn xã Quang Sơn -Thị xã Tam Điệp-Tỉnh Ninh Bình. Công suất thiết kế là 4000tấn/1ngày đêm (tương đương 1,4 triệu tấn Clinker/1năm). Với số vốn đàu tư hàng trăm triệu USD, đây là dây chyền sản xuất xi măng hiện đại vào loại bậc nhất của nước ta. Nhà máy được khởi công xây dựng từ năm 1998 đến năm 2002 thì hoàn thành và sau 2 năm chạy thử để hiệu chỉnh thông số cơ, điện, công nghệ hoàn tất, thì đến cuối năm 2004, Nhà máy đã chính thức bước vào sản xuất. Mặc dù mới đi vào sản xuất chính thức hơn 1 năm nhưng Nhà máy đã và đang ngày càng khẳng định được vị trí của mình trong ngành công nghiệp xi măng của đất nước.

Với công nghệ khô tiên tiến của hãng F.L.Smith Đan Mạch. Toàn bộ Nhà máy là một hệ thống sản xuất theo dây chuyền khép kín với thiết bị của các hãng các tập đoàn công nghiệp lớn trên thế giới. Quá trình sản xuất của Nhà máy từ khâu tiếp nhận nguyên, nhiên vật liệu đến khâu xuất sản phẩm cho khách hàng đều được điều khiển hoàn toàn tự động từ phòng điều khiển trung tâm CCR (Central Control Room) thông qua hệ thống máy tính và PLC của hãng Allen-Bradly (Mỹ). Tại nhà máy có hệ thống phân tích nhanh bằng X quang, chương trình tối ưu hóa thành phần phối liệu và hệ thống điều khiển tự động với hàng nghìn điểm đo, đảm bảo việc điều khiển và giám sát liên tục.

Ngoài các chủng loại xi măng pooc-lăng truyền thống PC30, PC40, Nhà máy còn sản xuất các chủng loại xi măng đặc biệt như xi măng dùng cho các giếng khoan sâu và trung bình, xi măng dùng xây dựng các đường hầm tùy thuộc vào yêu cầu đặt hàng của khách.

II.Công nghệ sản xuất xi măng tại nhà máy xi măng TAM ĐIỆP

II.1.Tổng quan Về công nghệ sản xuất xi măng lò quay

II.1.1.Nguyên liệu chính để sản xuất xi măng

Xi măng là chất kết dính thủy lực cứng trong nước và không khí, được tạo ra bởi việc nghiền chung Clinker với thạch cao và một số phụ gia khác. Clinker là thành phần quan trọng nhất của xi măng, quyết định tính chất của xi măng.

Clinker là sản phẩm nung kết phối hỗn hợp nguyên liệu đá vôi, đá sét và một số nguyên liệu khác như cát thạch anh, xỷ sắt Hỗn hợp trên được nghiền thật mịn, đồng nhất và được nung ở nhiệt độ cao. Ở 450OC caolonit bị đehydrat hóa, ở 750-950OC canxi được đecacbonat hóa. Phản ứng gữa các cấu tử CaO với silic và nhôm, sắt bắt đầu mạnh ở 800OC.

Khi đạt tới 1300OC xuất hiện một phần chất nóng chảy và bắt đầu kết khối, ở 1400-1450OC Clinker được hình thành, tức hoàn thành tạo các khoáng chính của Clinker.


II.1.2.Các phương pháp sản xuất xi măng

Thực tế có 2 phương pháp sản xuất xi măng là khô và ướt. Ở phương pháp ướt nguyên liệu được nghiền mịn trong máy nghiền ướt để tạo mùn (pasti) với độ ẩm 30-50% rồi cho thẳng vào lò nung. Ngược lại của phương pháp khô, nguyên liệu vào lò ở dạng bột ẩm 1% hay dạng viên độ ẩm 12-14%.

Những yếu tố cơ bản để chọn phương pháp sản xuất xi măng là các tính chất hóa lý của nguyên vật liệu, nguồn nhiên liệu và nước. Nếu nguyên liệu có độ ẩm tự nhiên lớn hơn 10% trong thành phần hóa học của nó, khả năng phân tán tốt, có đủ nước và nhiên liệu thì sản xuất theo phương pháp ướt tốt hơn.

Phương pháp khô sẽ hợp lý và kinh tế hơn khi nguyên vật liệu có độ ẩm tự nhiên thấp, thành phần hóa học đồng nhất và nguồn nhiên liệu, nước có hạn.

Phương pháp ướt có sơ đồ đơn giản hơn, tiêu tốn điện năng ít hơn, khối lượng chung của thiết bị lớn hơn. Khuyết điểm của phương pháp khô là tiêu tốn điện để nghiền gấp 3 lần so với phương pháp ướt.

Vì vậy, khối lượng xi măng sản xuất bàng phương ướt trước năm 1965 chiếm khoảng 2/3 tổng sản lượng của thế giới và tỷ lệ phương pháp ướt ở các nước như sau: Liên Xô (cũ) 90%; Bỉ 100%; Anh 98%; Canada 97-98%; Ba Lan 85%; Pháp 75-85%; Mỹ 60%; CHLB Đức và Nhật 30%; Italia 10-15%. Ngày nay, ở hầu hết ở tất cả các nước thì tỷ lệ của phương pháp khô tăng lên rất nhiều và là phương pháp sản xuất chủ yếu.

II.1.3.Thành phần hóa học chính của Clinker

Nguyên liệu chính để sản xuất Clinker là đá vôi (CaO) và đá sét (SiO , Fe O , Al O ). Chất lượng của Clinker phụ thuộc vào thành phần hóa học và thành phần khoáng của nó.

Thành phần hóa học của Clinker được biểu diễn bằng tỉ lệ các ôxyt thành phần trong phối liệu và là chỉ têu quan trọng nhất để kiểm tra chất lượng của Clinker. Tổng hàm lượn 4 oxyt cơ bản: CaO, SiO , Fe O , Al O trong Clike chiếm 95-98%. Tính chất của Clinker và xi măng phụ thuộc chủ yếu vào tỷ lệ các ôxyt cơ bản này. Tỷ lệ hàm lượng các ôxyt trong Clinker thông thường như sau:

 CaO : 63-67%

 SiO : 21-24%

 Fe O : 2-4%

 Al O : 4-7%

Bằng việc thay đổi tỷ lệ hàm lượng các oxyt này khi cấp liệu vào máy nghiền, ta có thể thay đổi dược tính chất của xi măng. Ngoài các Oxy cơ bản đó, trong Clinker còn có các Oxyt khác như: MgO, NaO, PO, MnO Các Oxyt này ở mức độ khác nhau sẽ ảnh hưởng đến chất lượng xi măng.

Trong quá trình nung luyện, 4 Oxyt cơ bản CaO, SiO , Fe O , Al O sẽ tác dụng với nhau để tạo thành các khoáng xác định tính chất của xi măng. Trong xi măng có các khoáng chính như sau:

 Silicat 3 Can xi (Alít) 3CaO.SiO

 Silicat 2 Can xi (Bezit) 2CaO.SiO

 Aluminat 3 Can xi 3CaO.Al O

 Alumoferit 4 Can xi 4CaO.Al O .Fe O

Hàm lượng các khoáng cơ bản trong Clinker nằm trong các khoảng sau:

 Silicat 3 Can xi (Alít) : 42-60%

 Aluminat 3 Can xi : 2-15%

 Silicat 2 Can xi (Bezit) : 15-50%

 Alumoferit 4 Can xi : 10-25%

Ngoài các phối liệu cơ bản trên còn có các phụ gia được đưa vào phối liệu nung hoặc nghiền cùng Clinker nhằm tăng cường hoặc hạn chế một số tính chất nào đó của xi măng:

 Phụ gia khoáng làm xúc tác cho những phản ứng hóa học, sau khi hoàn thành sẽ nằm lại luôn trong sản phẩm.

 Phụ gia điều chỉnh dùng điều chỉnh sự kết dính và độ đóng rắn của xi măng, thường dùng thạch cao.

 Phụ gia thủy làm tăng tính bền nước của xi măng.

 Phụ gia điền đầy nhằm hạ giá thành của sản phẩm (độn thêm).

II.1.4.Hệ thống lò nung ống quay – nơi quyết định tính chất của xi măng

Hệ thống lò quay thường bao gồm bộ phận chuẩn bị và cung cấp nhiên liệu, thiét bị trao đổi nhiệt bên trong và bên ngoài lò, thiết bị làm nguội Clinker, thiết bị thông gió và lắng bụi.

Căn cứ vào kích thước người ta phân ra lò ngắn và lò dài. Lò ngắn là lò có tỉ lệ giữa chiều dài L và đường kính D là: L/D > 32. Trong công nghiệp xi măng lò ngắn dùng phương pháp khô, lò dài cho phương pháp ướt.

Theo cấu trúc người ta chia ra lò có thiết bị trao đổi nhiệt bên trong và bên ngoài.

Theo lượng nhiệt tiêu tốn cho 1kg Clinker của các lò quay hiện đại đang dùng được sắp xếp như sau:

 Lò ngắn (60-80m) có xích (trao đổi nhiệt) 1800-2100 kcal/kg

 Lò ngắn (60-80m) có xích và thiết bị trao đổi nhiệt trước xích 1700-1800 kcal/kg

 Lò dài (100-150m) 1350-1600 kcal/kg

 Lò ngắn (60-100) có thiết bị cô đặc bùn 1300-1450 kcal/kg

 Lò ngắn (40-60m) có xích Kalxinato, liệu vào lò có độ ẩm W = 12-14% (không kể nhiệt để sấy) 850-1100 kcal/kg

 Lò ngắn (40-60m) có cyclone trao đổi nhiệt, liệu vào lò là bột khô (không kể nhiệt để sấy) 900-1100 kcal/kg




II.1.5.Chế độ nhiệt độ của lò quay

Quá trình nung hỗn hợp liệu xi măng bao gồm các quá trình thoát hơi nước, nung nóng liệu, phân hóa các sản phẩm đầu tiên, giai đoạn tạo mới và làm nguội sản phẩm. Trong đó sự nung là một khoảng thời gian dài từ thời điểm nạp liệu đến khi sản phẩm ra khỏi lò. Đoạn lò ở phía đầu nạp liệu mà ở đó gần 90% lượng ẩm vật lý được bay hơi hoặc là vùng xích, bởi vì ở đoạn này (để tăng cường sự trao đổi nhiệt) người ta treo nhiều xích, vật liệu khi đi ra khỏi vùng này được nung nóng đến 90-100OC và thường chứa 6-12% lượng ẩm còn lại. Nếu ở vùng xích xảy ra sự nung quá nhiệt và làm tăng sự mất mát theo bụi. Lượng ẩm còn lại sẽ thoát ra ở vùng tiếp sau gọi là vùng sấy, ở đây, nhiệt độ của vật liệu tăng dến 200-250OC. Trong vùng này người ta đặt thiết bị trao đổi nhiệt kim loại.

Khi tiếp tục tăng nhiệt độ của vật liệu lên đến 450-500OC các tạp chất hữu cơ trong liệu sẽ cháy và xảy ra phân hóa caolonit kèm theo sự sinh hơi của nước dín kết hóa học. Vì vậy, đoạn lò này còn được gọi là vùng đehydrat. Đoạn lò mà ở đó tiếp tục nung vật liệu đến khoảng 500-700OC gọi là vùng nung. Tiếp theo là vùng khử khí cacbonic (canxi hóa), ở đó xảy ra sự phân hủy cacbonatcanxi và manhê. Những phản ứng này bắt đầu ở nhiệt độ dưới 700OC và kết thúc ở nhiệt độ cao hơn 900OC.

Sau đó quá trình nung chuyển từ giai đoạn phân hóa sang giai đoạn tạo mới. Vùng đầu tiên trong giai đoạn này gọi là vùng các phản ứng tỏa nhiệt. Trong đó nhiệt độ tăng từ 900-1300OC, quan sát thấy sự tăng đột ngột này của nhiệt độ trên một đọa ngắn của lò vì ở đó nhờ các phản ứng tỏa nhiệt nên sự nung tăng nhanh. Ở cuối vùng các phản ứng tỏa nhiệt tất cả các ôxyt silic dính kết với CS (belit), nhôm ferit canxi dạng CAF, aluminat ở dạng CA, ngoài ra lượng CaO còn lại sẽ nằm ở trạn thái tự do.

Ở vùng tiếp theo gọi là vùng thiêu kết, nhiệt độ của vật liệu tăng từ 1300 đến 1400-1470OC, xảy ra sự nóng chảy một phần các khoáng chất tạo thành trước nó. Ở trạng thái hai pha của vật liệu sẽ tạo thành vật liệu Clinker chủ yếu là alit (CS).

Ở phía đầu ra liệu vùng thiêu kết tiếp giáp với vùng làm nguội, ở đây nhiệt độ của Clinker trước lúc ra khỏi lò giảm xuống đến 1250-1000OC. Sau đó quá trình làm nguội kết thúc trong buồng làm mát, khi ra khỏi thiết bị làm mát nhiệt độ của Clinker dao động trong khoảng 50-300OC. Những vùng công nghệ nêu trên trong lò ống quay theo phương pháp không có ranh giới thật cố định, tức là sự kết thúc của một giai đoạn trùng này với sự bắt đầu của một giai đoạn tiếp theo.



II.2.Mô tả Quá trình công nghệ

 Sơ đồ khối quy trình công nghệ sản xuất Xi Măng