Đề tài Công nghệ sản xuất xi măng Poolăng

hợp chu trình kín với hệ thống thiết bị phân ly có hiệu suất cao, hệ thống lọc bụi điện, phối liệu luôn được điều chỉnh đạt yêu cầu về chất lượng, độ mịn và độ đồng nhất. Máy nghiền nguyên liệu dây chuyền 2 có công suất 300 tấn/h. Máy nghiền than trục đứng của dây chuyền 2 công suất 40 tấn/h, cho phép nghiền than có độ ẩm đến 20%, tiết kiệm 10% điện năng. Lò nung dây chuyền 1 với hệ thống sấy sơ bộ 4 tầng cyclone trao đổi nhiệt. Lò quay có đường kính 5,5m, dài 89m, hệ thống làm lạnh kiểu UNAX, công suất 3100 tấn/24h. Nhiên liệu nung bằng than cám kết hợp phun dầu MFO. Lò nung dây chuyền 2 : + Lò quay đường kính 4,15m, dài 71m, hệ thống làm lạnh kiểu ghi. + Nhiên liệu nung bằng than cám nghiền mịn, có hệ thống SCANNER giám sát nhiệt độ vỏ lò. Cả hai dây chuyền 1 và 2 đều có hệ thống lọc bụi tĩnh điện, hàm lượng bụi khi vào máy lọc 41g/m3, sau khi lọc chỉ còn 225mg/m3 khí (dây chuyên 1) và 100mg/m3 khí (dây chuyền 2), đảm bảo vệ sinh môi trường. Phòng điều khiển trung được trang bị thiết bị đo, hệ thống màn hình màu công nghiệp và hệ thống vi tính, hệ thống liên lạc vô tuyến, hữu tuyến giám sát và điều hành chặt chẽ các thông số và hoạt động của thiết bị từ khâu đầu đến khâu cuối. Trung tâm xử lý vi tính với hệ thống máy tính điện tử hiện đại làm nhiệm vụ lập chương trình và xử lý các thông số kỹ thuật giúp cho việc vận hành thiết bị chính xác, đạt năng suất cao. Máy nghiền xi măng hoạt động theo chu trình kín với thiết bị phân ly hiệu suất cao và hệ thống lọc bụi tĩnh điện, sản phẩm luôn đảm bảo độ mịn. Máy nghiền xi măng dây chuyền 1 công suất 176 tấn/h. Máy nghiền xi măng dây chuyền 2 công suất 200 tấn/h. Hệ thống silô chứa xi măng bột gồm 5 silô cao 42,5m, đường kính 16m, sức chứa 39500 tấn. Tám máy đóng bao loại 12 vòi, công suất mỗi máy 90 tấn/h, đảm bảo đóng bao đủ trọng lượng 50kg ± 1. Xi măng đóng bao được chuyển và xuất xuống các phương tiện đường thuỷ, đường bộ, đường sắt bằng hệ thống băng tải. Cảng xuất xi măng đường thuỷ, xà lan 300 tấn vào nhận hàng thuận tiện. Xưởng sản xuất vỏ bao công suất 40 triệu chiếc/năm, thiết bị may bao của Nhật. Phòng kiểm tra chất lượng sản phẩm (KCS) được trang bị các phương tiện kiểm nghiệm và đo lường hiện đại nhất, quản lý chặt chẽ chất lượng từ khâu nguyên liệu, bán thành phẩm clinke đến xi măng xuất xưởng. Nhờ vậy sản phẩm luôn ổn định về chất lượng, đạt các tiêu chuẩn quốc tế. Từ năm 1983 đến nay, xi măng Hoàng Thạch mang nhãn hiệu “con sư tử” đã góp phần xây dựng nhiều công trình trọng điểm của Nhà nước như cầu Thăng Long, thuỷ điện Hoà Bình, Bảo tàng Hồ Chí Minh… Chương 2 : Hệ thống lò nung clinke dây chuyền HT II 1 - Khái quát về công nghệ: a. Các quá trình hoá lý và phản ứng hoá học xảy ra trong quá trình tạo clinke xi măng pooclăng : Nhiệt độ (0C) Các quá trình hoá lý Các phản ứng hoá học (1)< 100 Sấy, loại nước tự do H2O(l) → H2O(g) (2)100 - 400 Loại nước hấp phụ (3)400 - 750 Phân huỷ đất sét với sự hình thành metacaolinit Al4(OH)8Si4O10 → 2(Al2O3.2SiO2) + 4H2O (4)600 - 900 Phân huỷ metacaolinit thành hỗn hợp ôxít phản ứng tự do Al2O3.2SiO2 → Al2O3 + 2SiO2 (5)600 - 1000 Phân huỷ đá vôi và sự hình thành CS và CA CaCO3 → CaO + CO2 3CaO+2SiO2+Al2O3 → 2(CaO.SiO2)+CaO.Al2O3 (6)800 - 1300 Liên kết của vôi tự do và CS, CA với sự hình thành C2S, C3A và C4AF CaO.SiO2 + CaO → 2CaO.SiO2 2CaO + SiO2 → 2CaO.SiO2 CaO.Al2O3 + 2CaO → 3CaO.Al2O3 CaO.Al2O3+3CaO+ Fe2O3 → 4CaO.Al2O3.Fe2O3 (7)1250-1450 Liên kết đá vôi 2CaO.SiO2 + CaO → 3CaO.SiO2 b. Yêu cầu kỹ thuật đối với clinke xi măng pooclăng sản xuất tại Công ty xi măng Hoàng Thạch : (TC 03-2003) Các chỉ tiêu Giá trị CaO tự do, %, max 1,5 CaO, % 58 – 67 SiO2, % 18 – 26 Al2O3, % 3 – 8 Fe2O3, % 2 – 5 MgO, %, max 5 Hệ số bão hoà vôi LSF 88 – 100 Mô đun silíc SIM 2 – 2,6 Mô đun nhôm ALM 0,7 – 2 Hệ thống lò nung dây chuyền II: Lò II là hệ thống lò quay phương pháp khô nhưng sử dụng tháp trao đổi nhiệt 1 nhánh 5 tầng cyclone sử dụng calciner tiền nung và giàn ghi làm lạnh clinke COOLAX COOLER. Đó là 2 điểm khác biệt cơ bản của hệ thống lò II so với lò I. Bột phối liệu được tháo từ đáy silô đồng nhất tinh CF xuống két cân W2A01, nhờ vít tải W2A06 đưa tới chân 1 trong 2 gầu nâng W2A20, W2B20 (1 chiếc dự phòng) rồi đưa lên máng khí động W2A21, qua van tiếp liệu cánh khế W2A26 xuống van đối trọng W2A27 để đổ vào đoạn ống cong giữa cyclone tầng 4 (W2A52) và cyclone tầng 5 (W2A51). Tại đây bột liệu gặp dòng khí nóng đi từ ống đứng của W2A52 thổi lên cuốn vào cyclone W2A51 theo phương tiếp tuyến với thành cyclone. Bột liệu được lắng xuống đáy rồi qua van đối trọng chảy xuống đoạn ống cong giữa cyclone tầng 3 (W2A53) và cyclone tầng 4. Quá trình trao đổi nhiệt và phân ly tương tự như vậy tiếp tục diễn ra ở các tầng cyclone tiếp theo. Sau khi được lắng tại cyclone W2A54, bột liệu qua van chia liệu W2A71, khoảng 40% bột liệu đưa xuống buồng khói để đưa lên cyclone W2A55, khoảng 60% sẽ qua van chia liệu W2A73 để cấp vào 2 tầng của calciner W2A56 (tỷ lệ chia dao động : tầng trên/tầng dưới ≈ 30/70) để thực hiện quá trình canxi hoá. Khí cung cấp cho quá trình cháy trong calciner là gió nóng được thu hồi từ giàn ghi làm lạnh clinke COOLAX COOLER qua ống gió 3. Bột phối liệu từ calciner được hút sang W2A55 qua van đối trọng rồi vào lò quay W2W01. Khí nóng lẫn bột liệu mịn chưa phân ly hết trong W2A51 đi ra qua ống đứng dưới sức hút của quạt hút đầu lò J2J15 để vào tháp làm lạnh J2K11 (một phần sang máy nghiền nguyên liệu), vào lọc bụi điện đầu lò J2P21 lắng nốt bột liệu. Khí thải sau lọc bụi điện được quạt J2P27 hút để thải ra ngoài trời qua ống khói đầu lò. Sau khi ra khỏi lò quay, clinke đổ xuống giàn ghi W2K01 và được làm lạnh nhanh và làm nguội trước khi vào máy búa W2M01 để đập tới kích thước yêu cầu ( ≤ 25 mm). Gầu xiên W2K08, gầu nâng W2J12, xích cào W2J13 có nhiệm vụ vận chuyển clinke sau khi ra khỏi máy búa để đổ vào silô chứa clinke. Lò II sử dụng tháp trao đổi nhiệt 5 tầng có calciner nên liệu trước khi đưa vào lò quay đã đạt t0 ≈ 885 0C, tức là các quá trình hoá lý từ (1) đến (6) đã được thực hiện (hoàn toàn hoặc phần lớn) ở tháp trao đổi nhiệt. Bởi vậy, trong lò quay chủ yếu thực hiện các quá trình (5), (6), (7). Đó là nguyên nhân chính làm cho lò quay W2W02 có kích thước nhỏ gọn hơn lò quay W1W01. 2 - Các thiết bị chính trong phân xưởng lò nung : Xưởng lò nung gồm các công đoạn : - Công đoạn hút xử lý khí thải - Công đoạn cấp liệu - Công đoạn lò - Công đoạn nghiền than và nồi hơi Với rất nhiều thiết bị, trong đó có các thiết bị đặc trưng quan trọng của phân xưởng như : hệ thống tháp sấy sơ bộ 5 tầng, calciner, lò quay, thiết bị làm lạnh kiểu ghi, vòi đốt, tháp làm lạnh… 2.1 - Cyclone trao đổi nhiệt : Hệ thống cyclone (lắp đặt thành tháp) được sử dụng để sấy tách ẩm và thực hiện một số quá trình hoá lý, hoá học đối với bột phối liệu trước khi cấp vào lò quay nhằm giảm thiểu các bộ phận trong hệ thống lò, từ đó giảm tiêu hao năng lượng (điện năng, nhiệt năng). a. Cấu tạo: Là kiểu cyclone sụt thấp, dây chuyền II sử dụng loại thiết kế mới. b. Nguyên lý hoạt động: Trong tháp trao đổi nhiệt, khí nóng đi và bột phối liệu được vận chuyển ngược chiều nhau. Khí nóng đi từ dưới lên nhờ sức hút của quạt hút đầu lò. Bột phối liệu đi từ trên xuống dưới tác dụng của trọng lực. Quá trình trao đổi nhiệt giữa khí nóng và bột phối liệu bắt đầu khi chúng gặp nhau ở ống đứng của cyclone tầng dưới (ngay sau hộp tán liệu). ống đứng từ tầng cyclone dưới đi vào cyclone tầng trên theo phương tiếp tuyến. Bột phối liệu và khí nóng sẽ chuyển động xoáy theo thành cyclone. Lực ly tâm tách các hạt liệu ra và chúng va chạm với thành cyclone khiến các hạt bị mất dần động năng cho tới khi trọng lượng các hạt thắng được sức hút của quạt hút đầu lò thì hạt bột liệu sẽ rơi xuống đáy hình nón của cyclone. Khí nóng và một phần bột liệu chưa phân ly hết sẽ tiếp tục chuyển động xoáy lên và thoát qua ống lồng ở đỉnh cyclone, theo ống đứng để lên tầng cyclone tiếp theo (hoặc tới tháp làm lạnh…). ống lồng ngăn không cho các hạt bụi thoát qua đỉnh cyclone, tăng hiệu suất phân ly. Bởi vậy, cyclone thực chất vừa là thiết bị trao đổi nhiệt, vừa là thiết bị phân ly rắn – khí. c. Một số đặc tính kỹ thuật và yêu cầu công nghệ của tháp trao đổi nhiệt 5 tầng dây chuyền II: Cyclone W2A51 : - Đường kính : D = 6900 mm - Chiều cao phần trụ : 14267 mm - Công suất phân ly : ≈ 93% 2 - Cyclone W2A52 : - Đường kính : D = 6900 mm - Chiều cao phần trụ : 9305 mm - Công suất phân ly : ≈ 88% 3 - Cyclone W2A53 : - Đường kính : D = 7200 mm - Chiều cao phần trụ : 9725 mm - Công suất phân ly : ≈ 85% 4 - Cyclone W2A54 : - Đường kính : D = 7200 mm - Chiều cao phần trụ : 9725 mm - Công suất phân ly : ≈ 82% 5 - Cyclone W2A55 : - Đường kính : D = 7200 mm - Chiều cao phần trụ : 10352 mm - Công suất phân ly : ≈ 78% Vị trí Định mức (MV) Max I (H1) Max II (H2) Min I (L1) Min II (L2) Điểm đo nhiệt độ (0C) (0C) (0C) (0C) (0C) W2A50T1 440 500 100 W2A52T1 561 825 850 W2A52T2 555 825 850 W2A53T1 686 825 850 W2A53T2 668 825 850 W2A54T1 789 825 850 W2A54T2 772 825 850 W2A55T1 886 925 910 W2A55T2 866 900 775 Điểm đo áp suất (mbar) (mbar) (mbar) (mbar) W2A50P1 61 W2A52P2 40 10 W2A53P2 38 10 W2A54P2 28 10 W2A55P1 19 W2A55P2 22 10 Bột phối liệu trước khi vào tháp sấy sơ bộ phải đạt chỉ tiêu : - Độ ẩm : < 1% - Độ sót sàng R0009 : ≤ 15% 2.2 - Calciner (Buồng phân huỷ trước) W2A56: Chủ yếu thực hiện quá trình canxi hoá bên ngoài lò quay, giảm tải nhiệt của zone nung trong lò quay (khoảng 60% nhiên liệu đốt trong calciner). Quá trình canxi hoá trong calciner xảy ra rất nhanh. Do đó với kích thước lò nhất định có thể tăng năng suất lò quay lên gấp 2 lần so với lò quay phương pháp khô có tháp trao đổi nhiệt kiểu treo. a.Cấu tạo : Loại SLC – S (Sperate line calciner - special) Calciner có cấu tạo gồm 2 tầng hình trụ thắt ở giữa : - Đường kính phần trụ : D = 6000 mm - Chiều cao tầng trên : 12000 mm - Chiều cao tầng dưới : 6000 mm Calciner có 3 đầu vào và 1 đầu ra: * Đầu vào : - Bột phối liệu: Bột phối liệu từ cyclone W2A54 qua hệ thống van đối trọng, van chia liệu, W2A71, W2A73 vào calciner qua bộ phận tán liệu. Việc chia liệu vào 2 tầng Calciner do W2A73 thực hiện. Tỷ lệ chia lý thuyết là : tầng trên/tầng dưới ≈ 30/70. Song thực tế, tỷ lệ này luôn dao động phụ thuộc vào nhiệt độ W2A56T8. - Nhiên liệu: Nhiên liệu sử dụng cho Calciner là than cám 3b. Bên cạnh đó còn sử dụng dầu MFO để sấy và gas để mồi. Bởi vậy Calciner dùng 4 vòi đốt dầu, 2 vòi than và 1 mỏ đốt gas bố trí ở đáy tầng dưới. - Gió nóng: Gió sử dụng cho quá trính sấy và đốt trong Calciner là gió nóng thu hồi từ giàn ghi làm lạnh clinke COOLAX COOLER (còn gọi là gió 3). * Đầu ra: Là hỗn hợp phối liệu đã được canxi hoá (≈ 90 – 95%) và gió nóng. b.Nguyên lý làm việc: Gió 3 được điều chỉnh lưu lượng bằng van W2A76 và được gia nhiệt nhờ trạm đốt dầu W2V31 (khi nhiệt độ gió 3 thấp). Dùng vòi gas để mồi trong giai đoạn bắt đầu sấy Calciner. Khi nhiệt độ gió 3 đạt nhiệt độ bắt cháy của dầu MFO thì bắt đầu khởi động các vòi đốt dầu. Than chỉ được cấp vào khi Calciner đang đốt dầu có chế độ cháy ổn định. Quá trình canxi hoá được thực hiện nhờ nhiệt của quá trình đốt than. Phối liệu được cấp vào qua 2 cửa tán liệu bố trí gần ranh giới giữa phần trụ và phần côn đáy của 2 tầng. Dưới sức hút của quạt hút đầu lò phối liệu được cuốn lên đỉnh Calciner cùng với gió nóng. c.Các thông số vận hành của Calciner : Vị trí Tên gọi đặc trưng của thông số Khoảng vận hành (MV) Max I (H1) Max II (H2) Điểm đo nhiệt dộ 0C 0C 0C W2A56T1 1065 1150 1200 W2A56T2 1106 1100 1150 W2A56T3 994 1100 1150 W2A56T6 1022 1190 1195 W2A56T7 990 1000 1100 W2A56T8 1054 1230 1250 Điểm đo áp suất mbar W2A56P2 5 Nhiệt độ nguyên liệu vào Calciner ≈ 8000C Nhiệt độ gió nóng: ≈ 850 - 9000C Nhiệt độ làm việc của Calciner: ≈ 10000C Thời gian lưu liệu trong Calciner theo thiết kế khoảng 3 giây nhằm đốt cháy hết nhiên liệu. Có 1 trạm đốt dầu W2V21 phục vụ cho việc sấy Calciner. 2.3 - Lò quay: Lò quay là thiết bị trung tâm của hệ thống lò. Nó làm nhiệm vụ chuyển hoá bột phối liệu mịn thành clinke xi măng nhờ quá trình đốt trong lò. Lò quay được hiểu là một ống giãn nở nhiệt bằng thép chịu nhiệt, bên trong lót gạch chịu lửa. Trong lò sử dụng nhiều loại gạch chịu lửa khác nhau và bê tông chịu lửa ở các bờ côn đầu vào và đầu ra lò. Lò được đặt nghiêng trên các bệ đỡ với các con lăn đỡ ( số bệ đỡ phụ thuộc kích thước và kết cấu lò) và được dẫn động bởi hệ thống vành răng lò lắp cố định trên vỏ lò và các động cơ lò. Các vành băng đa lắp lỏng trên vỏ lò nhờ các guốc lò, có nhiệm vụ đỡ thân lò và giúp quá trình quay của lò dễ dàng hơn. Để lò luôn ở vị trí làm việc ổn định, hệ thống con lăn đẩy thuỷ lực với bơm dầu thuỷ lực được lắp đặt tại các bệ đỡ gần đầu vào của lò. Quá trình cung cấp nhiên liệu và điều chỉnh quá trình đốt trong lò quay được thực hiện nhờ một vòi đốt chính (vòi đốt đa kênh). Giới thiệu lò nung clinke dây chuyền II (lò quay W2W01) : - Loại : FLS - SLC 4,15*71 + Coolax 1266 - Dài :71 m - Đường kính : 4,15 m - Độ nghiêng của lò : 4% - Tốc độ quay của lò khi chạy động cơ chính : 0,1 – 3,25 v/ph (động cơ điện 1 chiều) - Tốc độ quay của lò khi chạy động cơ phụ : 0,1 v/ph (động cơ điện xoay chiều) - Năng suất thiết kế : 3300 tấn/ngày - Tỷ lệ đốt nhiên liệu trong lò : 40 – 45% - Nhiên liệu đốt chính : 100% than cám 3b - Trạm đốt dầu W2V11 để phục vụ cho việc sấy lò Lò được lắp trên 3 bệ đỡ. Con lăn đẩy thuỷ lực (con lăn chữ T) được lắp ở bệ đỡ số 3 của lò. Lò được dẫn động bởi động cơ chính W2W03 qua hộp giảm tốc W2W02 truyền chuyển động quay cho vành răng lò W2W31 nhờ khớp nối màng. Các thông số kỹ thuật của W2W03 : N = 50 – 1000 v/ph P = 22,5 – 450 KW Các thông số kỹ thuật của W2W02 : P = 450 KW N = 31,28 – 1000 v/ph Nếu phải quay chậm lò thì động cơ chính W2W03 dừng và chạy động cơ phụ W2W06. 2.4 - Thiết bị làm lạnh clinke : Hệ thống lò dây chuyền II sử dụng thiết bị làm lạnh kiểu ghi (COOLAX COOLER) a. Mục tiêu của làm lạnh kiểu ghi : - Làm lạnh nhanh và làm mát clinke trước khi đưa tới các thiết bị vận chuyển. - Thu hồi nhiệt năng để đưa tới các vị trí cần thiết trong hệ thống lò (Calciner, nghiền than,…) để đạt hiệu quả kinh tế cao nhất. Đây là ưu thế của hệ thống lò sử dụng thiết bị làm lạnh kiểu ghi so với thiết bị làm lạnh kiểu hành tinh. b. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động : + Loại : Coolax 1266 – HY – 2D + Có 2 modul : - Giàn ghi CFG (giàn ghi I) : gồm 3 khoang dưới gầm giàn ghi và có 2 quạt làm kín riêng biệt với 6 quạt làm mát clinke. - RFT (giàn ghi II) : gồm 4 khoang dưới gầm giàn ghi, quạt làm mát clinke đồng thời là quạt làm kín khoang. Cả 2 modul này cùng được kết cấu bởi hệ thống các hàng ghi động xen kẽ các hàng ghi tĩnh. Các hàng ghi động (gồm các tấm ghi lắp trên các đế và lắp trên các thanh dầm ngang) lắp trên 2 thanh dầm động có khả năng dịch chuyển dọc theo chiều dài ghi nhờ các piston – xilanh thuỷ lực bố trí ở đầu và 2 bên ghi. Các hàng ghi tĩnh (gồm các tấm ghi lắp trên các đế và lắp trên các thanh dầm ngang) lắp trên 2 thanh dầm cố định dọc theo chiều dài ghi. Các thanh dầm, tấm đế, tấm ghi đều có kết cấu rỗng, khi lắp ráp thành một hệ thống thì có tác dụng như một đường ống dẫn khí từ quạt lên mặt tấm ghi để làm mát clinke. + Kích thước : - Chiều rộng danh định : 2,4x3,6 m - Chiều dài danh định : 21,8 m - Diện tích hữu ích ghi làm nguội : 71,7 m2 - Đầu ra của lò và bộ phận làm kín được làm mát bằng khí từ quạt trung áp. Các vòi phun được bố trí ở 3/4 đường tròn phía dưới. + Hệ thống cung cấp khí làm mát gồm 11 quạt (W1K10, W1K11, W1K12, W1K13, W1K14, W1K15, W1K17, W1K18, W1K19, W1K20) + 2 quạt làm kín cho giàn ghi CFG : W1K09, W1K16. + Máy đập clinke FK 90x300. + Hệ thống phun nước làm mát khí dư W1K46 Clinke từ lò quay rơi xuống đầu giàn ghi CFG gặp dòng khí áp lực cao do các quạt W2K10, W2K11 cung cấp thổi lên qua các tấm ghi và được làm lạnh đột ngột. Sau đó clinke được vận chuyển dần tới các khoang tiếp theo của giàn ghi CFG và giàn ghi RFT để tới máy đập búa W2M01 nhờ sự dịch chuyển của các hàng ghi động trên bề mặt các hàng ghi tĩnh. Trong suốt quá trình vận chuyển đó, clinke tiếp tục được làm mát nhờ hệ thống các quạt làm mát ghi. Cuối giàn ghi RFT có một ghi sàng phân loại clinke, các hạt clinke có kích thước đạt yêu cầu ( < 25 mm) sẽ lọt qua ghi sàng để xuống gầu xiên W2K08. Lượng clinke còn lại sẽ qua máy đập búa W2M01 để đập tới kích thước yêu cầu. Sau khi ra khỏi ghi, nhiệt độ clinke khoảng 150 – 1800C. Dưới sức hút của quạt hút đầu lò J2J15, không khí sau khi làm lạnh clinke, một phần lên tham gia vào quá trình đốt nhiên liệu trong lò, một phần được thu hồi qua ống gió 3 để tới làm gió đốt trong Calciner (gió 3). Phần còn lại (chủ yếu ở giàn ghi RFT) sẽ được hút sang lọc bụi tĩnh điện W2P21 nhờ quạt W2P27 để lắng bụi rồi đưa gió nóng sạch tới nghiền than K2 để sấy than trong máy nghiền và sang lò I làm gió 1 cho lò. Hệ thống phun nước làm nguội khí dư W2K46 gồm 2 giàn vòi phun bố trí 2 bên thành của buồng ghi có nhiệm vụ điều chỉnh nhiệt độ khí trước khi vào lọc bụi điện W2P21. 2.5 - Vòi phun : Lò II sử dụng vòi phun Centrax. Đây là loại vòi phun đa kênh bao gồm vòi đốt gas, vòi phun dầu, kênh than, kênh khí. Theo thiết kế, vòi đốt 100% than. Vòi phun được treo trên 1 bộ giá được kết hợp mang cả đường ống gió 1 nối với quạt thổi W2V91. Vòi phun được treo trên dầm dọc sàn lò qua ống đỡ có cửa gió 1 vào để tiếp nhận gió 1 từ quạt W2V91. ống vòi phun được lắp bao quanh ống đỡ. Giữa thân ống đỡ và ống vòi phun có 1 khe hở cách đều suốt dọc chiều dài thân ống. ống vòi phun được nối với cửa gió 1. ống than ngoài được lắp bên trong ống đỡ tỳ lên các cánh dẫn hướng. Vành phun ngoài được hàn lên ống vòi phun và ống than ngoài. ống vòi phun và phần ngoài cùng của vành phun ngoài được phủ 1 lớp bê tông chịu lửa để bảo vệ vòi phun trong điều kiện nhiệt độ cao. Cửa vào than được phủ 1 lớp chịu mòn đặc biệt. Cửa này nối với ống than ngoài. Mặt khác, cửa than vào còn được nối với ống đỡ bằng ống mềm. ống bảo vệ trung tâm được lắp ở trong ống than trong. Bên trong ống bảo vệ có ống bảo vệ vòi phun dầu ở tâm và ống bảo vệ vòi đốt gas ở bên cạnh. Vòi phun dầu và vòi đốt gas có thể kéo ra khỏi ống bảo vệ để vệ sinh và bảo dưỡng. ống bảo vệ trung tâm và ống than trong được hàn nối với nhau bằng vành phun trong. 2 vành phun có 2 vòng lỗ bố trí đều xung quanh để cấp gió 1 và than vào lò. Như vậy các ống bằng thép chịu nhiệt trong vòi phun Centrax phối hợp với nhau tạo thành : - ống gió 1 ngoài : do ống vòi phun ghép với ống đỡ. - ống gió hồi về : do ống đỡ kết hợp với ống than ngoài. - ống than : do ống than ngoài và ống than trong kết hợp tạo thành. - ống gió 1 trong : do ống than trong và ống bảo vệ trung tâm tạo thành. 2.6 - Máy nghiền than : a. Máy nghiền ATOX – KM 27.5 : * Giới thiệu : - Là máy nghiền đứng chu trình kín sấy nghiền liên hợp. - Kiểu máy nghiền ATOX. - Loại KM 27.5. - Giảm tốc loại TDVLA – 1270. - Phân ly khí loại RAKM – 27. - Các bộ phận nghiền gồm có 3 roller và bàn nghiền. - áp lực nghiền (Pw) = 90 – 150 bar. - Độ mịn sản phẩm < 6% trên sàng 90 μm. - Độ ẩm : < 1%. - Năng suất : 40 t/h. - Tác nhân sấy : + Khí thải ở ghi làm nguội clinke + Lò đốt phụ - Nhiệt độ khí nóng vào máy nghiền ~ 3000C. - Nhiệt độ sau máy nghiền 800C ở độ ẩm 1% H2O : + Tmax1 = 80 + 50C + Tmax2 = 80 + 10C * Cấu tạo : Bộ phận nghiền gồm có 1 bàn nghiền được dẫn động bởi 1 động cơ (K2M03) và 3 con lăn nghiền với hệ thống thuỷ lực (gồm 1 bơm dầu, 3 xi lanh thuỷ lực, mỗi xi lanh có sự hỗ trợ của 2 bình tích năng). Trên bàn nghiền có 1 đường nghiền chạy vòng tròn. Đường nghiền có các tấm lót chịu mòn – nhiệt làm bằng hợp kim Cr – Ni. Vành chặn than được lắp vòng theo mép bàn nghiền, có chức năng dồn than vào đường nghiền tạo ra 1 lớp đệm nghiền. Thanh gạt nắp tại mặt dưới của bàn nghiền có nhiệm vụ gom than rơi qua miệng vành chặn xuống tấm dưới của vỏ máy nghiền ra cửa đổ. ở đó than được đưa trở lại buồng nghiền nhờ quạt gió K2M09. Ba con lăn nghiền được lắp cố định trong khoang máy nghiền tương quan với vỏ máy nghiền nhưng quay quanh trục được giữ chặt bởi gông trung tâm. Con lăn nghiền quay quanh trục bằng ổ con lăn bôi trơn mỡ. Trục được lắp các bạc lót cho 4 vòng làm kín trục. Chức năng của chúng là ngăn cản 1 phần mỡ nạp giữ trong con lăn và ngăn cản bụi than xâm nhập vào con lăn, làm kín trục trên cả 21 mặt con lăn. Trong con lăn được bảo vệ 1 lần nữa bởi hệ thống khí làm kín. Khí làm kín được cung cấp bởi quạt K2M06. Từ bên ngoài vỏ máy nghiền, khí làm kín đi vào gông trung tâm rồi đi theo các máng tới trục của 3 con lăn. Các con lăn nghiền được bọc bởi các tấm chịu mòn. Các tấm này được cố định bởi các bộ gối kẹp và các vít hãm. * Nguyên lý hoạt động : Than thô từ két than thô K2L01, định lượng nhờ cân đôsimat K2A01 và cấp vào tâm máy nghiền K2M01 bằng vít tải đôi K2A02. Động cơ K2M03 quay, mômen chuyển động được truyền tới bàn nghiền thông qua hộp giảm tốc K2M02 và làm bàn nghiền quay theo. Khi bàn nghiền quay, lực ly tâm xuất hiện và hướng dòng than thô đi vào đường nghiền. Than được nghiền mịn nhờ lực trà sát giữa các con lăn với mặt bàn nghiền. Việc nâng hạ các con lăn nghiền cũng như việc tạo ra áp lực nghiền là nhờ hệ thống thuỷ lực. Trong hệ thống thuỷ lực, bơm K2M07M1 có nhiệm vụ cung cấp dầu cho các xi lanh và các bình tích năng để nhằm duy trì áp lực nghiền. Quạt K2M06 có chức năng làm kín các con lăn nghiền. Để tạo được lớp đệm nghiền thích hợp (d = 29 – 30 mm), bơm nước K2K01 với 3 ống phun nước trực tiếp lên lớp than ở mặt bàn nghiền. Lớp đệm nghiền này có tác dụng giúp ổn định áp lực nghiền cũng như tránh rung cho máy nghiền, áp suất âm trong hệ thống máy nghiền được tạo ra bởi quạt hút K2P22, nhờ đó gió nóng thu hồi từ giàn ghi làm lạnh được hoà trộn với khí hồi lưu sau lọc bụi điện đi vào máy nghiền qua vòng phun gió nóng thực hiện đồng thời 2 nhiệm vụ : sấy khô và cuốn than mịn lên thiết bị phân ly K2S01. Phần than mịn đạt yêu cầu tiếp tục theo dòng khí nóng vận chuyển qua cửa ra ở đỉnh máy nghiền. Các hạt thô bị cản lại và trở lại bàn nghiền để nghiền tiếp tới khi đạt kích thước yêu cầu. * Phân ly khí loại RAKM – 27 : Phân ly dùng trong máy nghiền ATOX là thiết bị phân ly khí động dùng để phân ly các hạt than mịn từ máy nghiền đưa lên bằng luồng khí nóng. Cấu trúc của phân ly gồm : 1 rôto , cánh dẫn hướng , vỏ phân ly , cháp đáy và van côn. Vỏ phân ly bao gồm 2 phần côn và được lắp trực tiếp lên vỏ máy nghiền bằng bu lông. Cửa xả của khí và bụi mịn thoát ra khỏi thiết bị được bố trí trên đỉnh máy nghiền. Rôto có các cánh thẳng đứng làm bằng thép chịu mài mòn. Rôto này được lắp trên 1 trục thẳng đứng. Trục rôto nhận mômen chuyển động từ động cơ thông qua hộp giảm tốc. Cánh dẫn hướng là những tấm thép, 1 đầu được bắt chặt với vỏ thiết bị, đầu dưới gắn với phễu hình côn. Van côn là loại van đối trọng, chức năng của nó là cho liệu rơi xuống mà khí từ khoang nghiền không thể đi lên được. Hiện nay, đã thay van côn bằng 1 ống dẫn trực tiếp than thô chảy xuống bàn nghiền. b. Yêu cầu kỹ thuật của than làm nhiên liệu tại Công ty xi măng Hoàng Thạch : Máy nghiền than ATOX – KM 27.5 Than nhập về là than cám 3 thoả mãn TCVN 1789 - 1999 Các chỉ tiêu Giá trị Độ tro, %, max 1,5 Chất bốc, % 8 Nhiệt lượng, Kcal /kg than mịn 7050 Độ ẩm, %, max 13,5 Kích thước ≤ 15 mm Lượng quá cỡ từ 15 – 25 mm không quá 5% Chương 3 : các hệ thống điều khiển lò nung clinke Đ1. Tổng quan Trong các chương trước chúng ta đã biết qua về công nghệ của quá trình sản xuất xi măng, cấu tạo của hệ thống lò nung và quá trình biến đổi hoá học của liệu khi nung để hình thành clinke. Việc tính toán các chỉ tiêu thông số chuẩn đã được các nhà công nghệ thực hiện và nó được giữ không đổi trong quá trình hoạt động của lò. Yêu cầu đặt ra là phải điều khiển tối ưu hoá hệ thống lò. Việc điều khiển tối ưu hoá hệ thống lò sẽ làm cho chất lượng clinke tốt hơn, hệ thống làm việc với độ chính xác cao hơn, tăng công suất, tiết kiệm nhiên liệu nhưng vẫn đảm bảo chất lượng và sản lượng clinke. Để thực hiện bài toán tối ưu, nhà máy xi măng Hoàng Thạch dùng hệ thống chuyên gia để điều khiển hệ thống lò. Hệ thống chuyên gia Công nghệ sản xuất clinke Điều khiển truyền động quay Điều khiển cấp liệu Điều khiển chế độ nhiệt Điều khiển chế độ khí động Hình 3.1. Hệ thống điều khiển chuyên gia HT II Hệ thống chuyên gia điều khiển lò tự động là hệ thống trên cơ sở hiểu biết cho một nhà máy cụ thể, có hệ thống giám sát và điều khiển hoạt động của lò và làm nguội ở mức cao. Hệ thống chuyên gia điều khiển lò trợ giúp người vận hành lò trong việc tạo ra các điều kiện vận hành tốt nhất cho việc vận hành lò ổn định, chất lượng clinke thích hợp, sản lượng tối đa và tiêu thụ nhiên liệu ít. Đặc điểm của hệ thống điều khiển chuyên gia là nó điều chỉnh điểm đặt chứ không phải là duy trì điểm đặt của các chu trì