Tình hình hoạt động tại nhà máy xi măng Hoàng Thạch

LỜI NÓI ĐẦU Trong giai đoạn hiện nay hoạt động sản xuất ngày càng đi vào chiều sâu,các thành tựu của cuộc cách mạng khoa học công nghệ đang diễn ra như vũ bão đã đem lại nhiều cơ hội cho các doanh nghiệp trong lĩnh vực sản xuất đồng thời cũng đem lại những khó khăn thử thách đối với các doanh nghiệp không biết áp dụng các thành tựu đó dẫn đến sản xuất bị đình trệ và năng suất lao động kéo theo là rất thấp có nguy cơ dẫn đến phá sản. Sau một thời gian dài được nghiên cứu kiến thức lý thuyết trong trường,với sự giảng dạy nhiệt tình của các thày cô giáo đã đem lại cho chúng em những kiến thức quý báu phục vụ cho công việc sau khi ra trường.Tuy vậy để làm sinh động lý thuyết đã tiếp thu được phải đi vào thực tiễn để kiểm chứng lại lý thuyết đã được học đồng thời cũng hiểu được những lý thuyết ấy được áp dụng vào thực tế ra sao. Trong thời gian học tập tại trường chúng em cũng có những kì đi thực tế nhưng với thời gian quá ngắn chưa thể giúp chúng em tim hiểu sâu những điều đó. Với sự giới thiệu của thày Đỗ Mạnh Cường chúng em có cơ hội được về Công ty xi măng Hoàng Thạch thực tập trong khoảng thời gian từ ngày 22/12/2009 đến hết ngày 31/01/2010.Đây là một công ty sản xuất xi măng có dây chuyền sản xuất vào loại hiện nhất của nước ta,mang tính chất tự động hóa rất cao.Với khoảng thời gian hơn 1 tháng tuy không dài nhưng với sự nỗ lực,tính ham học hỏi của mình em cung đã thu được những kiến thức vô cùng quý giá. Do thời gian thực tập không dài nên em chưa thể tìm hiểu sâu toàn bộ dây chuyền sản xuất tự động hóa của Nhà máy. Em xin chân thành cảm ơn sự giới thiệu của thày Đỗ Mạnh Cường,cùng sự chỉ bảo nhiệt tình của các đồng chí kĩ sư trong nhà máy đã giúp em thu được những kiến thức mà nếu chỉ trong lý thuyết thì em không thể nào có được và hoàn thành tốt nhiệm vụ trong đợt thực tập này! Sinh viên Bùi Quang Minh Chương 1: Tổng quan về công ty I. Giới thiệu về công ty xi măng Hoàng Thạch. Công ty xi măng Hoàng Thạch được thành lập năm 1981, là một trong những công ty xi măng có dây chuyền hiện đại vào loại bậc nhất ở nước ta hiện nay. Nhà máy được xây dựng tại Kinh Môn - Hải Dương, là nơi có nhiều các núi đất, thạch cao và đồng thời có nhiều đá vôi để dễ dàng khai thác và vận chuyển nguyên vật liệu với sản lượng trung bình là 6300 tấn xi măng/ 1 năm với khoảng 6000 tấn clinker. Các loại xi măng phổ biến mà công ty cung cấp là PC30 và PC50. Công ty sử dụng dây chuyền công nghệ của Đan Mạch, máy móc và động cơ thì hầu hết là của Đức II. Cơ cấu tổ chức của công ty. GIÁM ĐỐC Khối sản xuất P.ĐH Trung Tâm P.Kỹ thuật sản xuất P.Thí nghiệm - KCS Xưởng đóng bao Xưởng Xi Măng Xưởng Lò Nung Xưởng Nguyên Liệu Nhà máy vật liệu chịu lửa kiềm tính Xí Nghiệp bao bì Vĩnh Tuy Khối cơ điện P.Kỹ thuật cơ điện P.Kỹ thuật an toàn-Môi Trường Xưởng Điện-Điện tử Xưởng Cơ Khí Xưởng Nước Xưởng sửa chữa công trình Tổng Kho Khối khai thác vận chuyển P. Kỹ thuật mỏ Xưởng Khai Thác Xưởng Xe Máy Khối hành chính kinh doanh Văn phòng P.Kinh Doanh P. Đời sống P. Y tế Văn phòng giao dịch Bắc Ninh Văn phòng giao dịch Hải Dương Văn phòng giao dịch Lạng Sơn Văn phòng giao dịch Quảng Ninh Văn phòng giao dịch TP Hồ Chí Minh Khối phòng ban chức năng P.Kế hoạch P.Tổ chức lao động P.Vật tư P.Kế toán - Thống kê - Tài chính P.Thẩm định P.Bảo vệ - Quân sự Khối đầu tư xây dựng Ban quản lý dự án Hoàng Thạch 3 P.Xây dung cơ bản Chương II : Hệ thống cung cấp điện của công ty 1. Mạng điện cao áp 110kV: - Công ty xi măng Hoàng Thạch thuộc hộ tiêu thụ điện loại I . Nguồn điện được lấy từ 2 lộ 110kV: Uông bí – Hoà lạc qua 2 thanh cái cao áp . - Trước và sau thanh cái 110kV có dao cách ly cao áp (ký hiệu :171,172), Máy cắt cao áp (ký hiệu : 131, 132 , 133 , 131-1, 132-1 , 133-1, 135-1) - Từ thanh cái 110kV điện áp được đưa vào 4 máy biến áp cao áp 110/6kV, trong đó 2 biến áp ( T1 ,T2) có công suất 17,5 MVA; biến áp T3 có công suất 20 MVA; biến áp T5 có công suất 25MVA - Phía sơ cấp biến áp 110kV có máy biến áp đo lường TU-1,TU-2( tỉ số110kV/110V ) TU-5(tỉ số 110kV/110V/)và các máy biến dòng TI ( tỉ số : 150/5/5/1) , ngoài ra có các đồng hồ đo năng lượng tiêu thụ có ích KWh , đo năng lượng vô công KVArh, đồng hồ đo công suất MW,MVAR, ampemet, voltmet, chống sét van. - Thứ cấp của 4 biến áp có mức điện áp 6kVđược đưa đến các thanh cái phân phối của HT1, HT2 và HT3 . - 4 biến áp 110kV đều có bộ điều chỉnh điện áp dưới tải để đảm bảo điện áp thứ cấp luôn ổn định ở mức 6kV bằng cách thay đổi số vòng dây biến áp . - Phần cao áp 110kV có các bảo vệ sau : + bảo vệ ngắn mạch + bảo vệ quá tải + bảo vệ so lệch - Ngoài ra còn có các tín hiệu cảnh báo : 1.Tranformer Buchholz Gas 2. Oil Temperature 3.Winding Temperature 4. Oil Level Minimum 5. Oil Level Maximum 6. Tap changer Oil level minimum 7. Tap changer Oil level maximum 8. Circuit Breaker 110kV 2. Cấp điện áp 6 kV: - Các thanh cái chính 1; 2 và 3 của HT1, HT2 và HT3 được cấp điện áp từ 4 biến áp 110kV. - Đầu vào thanh cái có đặt máy cắt 6kV , và 4 biến áp đo lường biến điện áp từ 6kV xuống 110V.Các biến dòng TI tỉ số 2000/5/5/1, 2500/5/5/1 và 2500/5/5/5. - Điện áp từ 2 thanh cái chính được đưa xuống các thanh cái trạm . Sau thanh cái chính đều có dao cách ly , máy cắt 6kV ,các biến áp đo lường , các biến dòng dùng để đo lường và bảo vệ . 2.1. Sơ đồ cung cấp điện HT1: - Nhánh 670 cấp cho động cơ đập đá (Crusher) là loại động cơ KĐB rô to dây quấn có công suất 1200kW và biến áp 6kV/0,4kV công suất 630kVA cấp cho phân xưởng đập đá vôi (Crusher Dept I ) MDB11.1 - Nhánh 671 đưa xuống biến áp 6/0,4 kV công suất 800kVA cấp cho phân xưởng đá sét (Shale Crusher) MDB14.1. - Nhánh 672 đưa xuống biến áp6/0,4kV công suất 630 kVA cấp cho kho chứa đá vôi đá sét (LimeStone Shale Store I) MDB 15.1. - Nhánh 673 cấp cho động cơ nghiền liệu (Raw mill) là loại động cơ đồng bộ công suất 3920kW , động cơ quạt (Raw mill ) là động cơ không đồng bộ công suất 1900kW và biến áp 6/0,4kV công suất 1250 kVA (Raw mill Dept I) MDB17.1 - Nhánh 674 đưa xuống biến áp 6/0,4kV công suất 630kVA (Raw mill Dept I)MDB19.1 và biến áp 6/0,4kV công suất 1250kVA (Raw mill Store I) MDB19.2 - Nhánh 675 cấp cho 3 động cơ quạt công suất 1000kW và 310kW , biến áp công suất 800kVA (Kiln Dept I) MDB20.1 và biến áp 3 cuộn dây công suất 1500kVA cấp cho động cơ quay lò (Kiln Drive)công suất 370kW. - Nhánh 676 cấp cho biến áp công suất 630 kVA dùng chiếu sáng (Light). - Nhánh 677 đưa xuống biến áp 630kVA(Coal mill Dept I) MDB30.1, biến áp 630kVA (Coal mill Dept I) MDB30.2 , biến áp 800kVA(Gypsum Crushing Dept) MDB 13.1 và cấp cho động cơ nghiền than công suất 500kW (Coal mill). - Nhánh 678 đưa xuống biến áp 800kVA(Cement mill Dept I) MDB31.2, biến áp 1200kVA (Cement mill Dept I) MDB31.1 , biến áp 1600kVA(Packing Dept I) MDB 34.1 và cấp cho động cơ nghiền ximăng công suất 6500kW (Cement mill). - Nhánh 679 Dự phòng trạm điện xưởng nước - Nhánh 680 Dự phòng trạm 35kV , mba khu ban , khu dèo gai, khu núi trường. 2.2. Sơ đồ cung cấp điện HT2: - Nhánh 682 cấp cho động cơ đập đá (Crusher) là loại động cơ KĐB rô to dây quấn có công suất 1200kW và biến áp 6kV/0,4kV công suất 630kVA cấp cho phân xưởng đập đá (Crusher Dept I ) MDB3.1 - Nhánh 683 đưa xuống biến áp 6/0,4 kV công suất 1000kVA cấp cho kho chứa liệu (Raw Material II) MDB3.2. - Nhánh 684 cấp cho biến áp6/0,4kV công suất 1600 kVA (Raw mill Dept II) MDB3.3, động cơ nghiền liệu công suất 4850kW (Raw mill) và động cơ quạt công suất 1700kW(Raw mill Fan). - Nhánh 685 cấp cho biến áp 6/0,4kV công suất 1600 kVA (Kiln inlet end II) MDB3.4, động cơ I.D Fan công suất 1700kW, Filter Fan công suất 450kW và động cơ quay lò công suất 450kW. - Nhánh 687 cấp cho biến áp công suất 1250kVA trạm khí nén (Compressor Station II) MDB3.5. - Nhánh 688 đưa xuống biến áp 6/0,4kV công suất 1600kVA (Cooler Dept II)MDB3.6 và biến áp 6/0,4kV công suất 1600kVA (Clinker Transport ) MDB3.7 - Nhánh 689 cấp cho động cơ nghiền than công suất 900kW(Coal mill), đông cơ quạt công suất 530kW(Coal mill Fan) và biên áp công suất 1250kVA (Coal mill Dept II) MDB3.8 - Nhánh 690 cấp cho biến áp công suất 1200 kVA (Cement mill Dept II) MDB3.9, biến áp công suất 1000kVA (Packing Plant II) MDB3.10, động cơ nghiền ximăng công suất 6800 kW (cement mill) và động cơ quạt công suất 450kW . 2.3. Sơ đồ cung cấp điện HT3 Nhánh 691 cấp cho EX-LINE Nhánh 692 cấp cho công đoạn đập đá sét Nhánh 693 cấp nguồn cho cảng nhập Nhánh 694 cấp cho nguồn dự phòng Nhánh 695 cấp nguồn cho công đoạn nghiền Nhánh 696 cấp nguồn cho lò nung Nhánh 697 cấp nguồn cho hệ thống bơm khí nén Nhánh 698 cấp nguồn cho thiết bị làm mát clinke Nhánh 699 cấp cho công đoạn nghiền than Nhánh 700 là nguồn dự phòng. Chương III: Công nghệ sản xuất xi măng 3.1 Xi măng Poocland là gì : Xi măng Poocland là chất kết dính chịu nước, được sản xuất từ 2 nguyên liệu chính là đá vôi và đá sét nung đến nhiệt độ 14600C sau đó làm nguội và nghiền mịn . Ngoài 2 nguyên liệu chính là đá vôi và đá sét còn dùng thêm các phụ gia hoạt tính như xỉ pyrit , cát thạch anh được pha trộn theo tỷ lệ nhất định . Thành phần hoá học có 4 oxít quan trọng : S - SiO2=21- 25 % Al- Al2O3 =4-7 % F - Fe2O3 = 2,5- 4 % C- CaO = 63- 67 % 3.2 Dây truyền công nghệ sản xuất xi măng : Công nghệ sản xuất của công ty xi măng Hoàng Thạch là sản xuất Clinker và xi măng đen theo phương pháp lò quay; Quá trình sản xuất diễn ra các phản ứng hoá học. Các công đoạn sản xuất có mối quan hệ khăng khít với nhau và vận hành sản xuất liên động với nhau qua điều hành trung tâm. Dây chuyền sản xuất chính của công ty xi măng Hoàng Thạch bao gồm các hạng mục công trình sau: Từ công trình 01 đến công trình 10 là khu khai thác đá vôi và đất sét , bao gồm 7 núi đá và 3 đồi đá sét tại các núi phải làm công tác kiến thiết cơ bản mở , làm đường đưa thiết bị lên núi. Phương pháp khai thác là cắt tầng nổ mìn phá đá từ trên xuông dưới . Công trình 11 và công trình 19 là phân xương nguyên liệu : với nhiệm vu đập nhỏ đá vôi và đá sét để đưa vào kho 15 sau đó đưa qua máy nghiền nguyên liệu và điều chỉnh đồng nhất phối liệu. Công trình 20 và công trình 30: là phân xưởng Lò , đây được coi là xương sống của nhà máy , nó làm nhiệm vụ nung luyện bột liệu thành Clinker . Công trình 31 và công trình 33 : là phân xưởng xi măng làm nhiệm vụ nghiền Clinker thành xi măng và đưa vào silô chứa . Công trình 34: là phân xưởng đóng bao và xuất xi măng với nhiệm vụ đóng bao xi măng và xuất xi măng theo các tuyến đường bộ, đường sông và đướng sắt khi có phương tiện đến nhận. Một điều lưu ý là tại công ty xi măng Hoàng Thạch không có kho chứa xi măng bao mà chỉ có các silô chứa xi măng rời mỗi khi có phương tiện vào nhận thì mới đóng bao và xuất ngay . Sơ đồ công nghệ của công ty xi măng đựơc trình bày tại hình 1.2 2.3 Các công đoạn sản xuất xi măng: 2.3.1 Khai thác và vận chuyển đá vôi: Đá vôi được khai thác theo phương pháp cắt tầng bằng nổ mìn sau đó dùng xe ủi hạng lớn Komatsu ủi xuống chân núi , dưới chân núi máy xúc Komatsu công suất lớn xúc đá có kích thước <1500 mm lên xe tải hạng nặng tự trọng 32tấn nhãn hiệu Koockum tải trọng 30 tấn chuyển về đổ vào phễu phối liệu , từ phễu tiếp liệu băng tải xích chuyển đá đập búa loại 1 trục EV 200-300 động cơ 6kV của hãng F.L.Smith(Đan Mạch ), đá sau đập búa có kích thước <=15 mm, đựơc hệ thống băng tải cao su vận chuyển vào cầu rải (cầu rải có khả năng tịnh tiến đồng thời ngang và dọc ) . Đá vôi được rải vào các kho 15-I , 15-II mỗi kho thành 2 đống mục đích là đồng thời một đống rải thì đống kia được xúc bình thường , và mỗi đống được rải từ 8-29 luống , cùng với quá trình rải thì đá vôi được đồng nhất sơ bộ . 2.3.2 Công đoạn đập và vận chuyển đá sét : Đá sét có kích thước < 800 mm được máy xúc đổ lên xe Koockum tự đổ vận chuyển đổ vào phễu tiếp liệu , nhờ băng tải xích đá sét qua búa đập ( va đập phản hồi) dập xuống cỡ hạt < 75 mm. Sau đó đá sét được băng tải cao su vận chuyển tới máy cán 2 trục kích thước đá sét sau khi cán còn < 25mm. Sau khi cán ,đá sét được hệ thống băng tải cao su chuyển về kho đồng nhất đống kia , mỗi lớp cũng gồm 8- 29 luống . 2.3.3 Kho chứa liệu : Kho đồng nhất sơ bộ (15) có kích thước chứa : -Đá vôi có sức chứa 30000 tấn -Đá sét có sức chứa 13000 tấn Đá vôi + Đá sét từ kho 15 đồng nhất sơ bộ - được xúc bằng gàu xích , gàu xích từ chân lên đỉnh đống . Gàu xích có khả năng vừa di chuyển ngang –dọc để xúc đá vôi, đá sét qua Đôsimát ( hệ thống cân đinh lượng tự động ) định đúng khối lượng cần thiết theo tỷ lệ cân từ băng tải chung rồi từ băng tải chung chuyển đá tới cổ tiếp liệu cho máy sấy nghiền( nguyên liệu). Đồng thời với quá trình sau định lượng thì Xỉ (pirite)và cát thạch anh cũng được tháo ra từ các két qua cân định lượng đổ vào băng tải chung và cùng đổ vào cổ tiếp liệu và vào máy sấy nghiền. 2.3.4 Công đoạn nghiền liệu : Liệu sau khi đồng nhất sơ bộ được đưa vào máy nghiền liệu . Máy sấy nghiền có năng suất 248tấn/h , vật liệu vào máy phải có kích thước nhỏ hơn 40 mm , độ ẩm tối đa <=10 % . Phối liệu ra khỏi máy được vận chuyển lên Phân ly ( khí động) ở phân ly, hạt qua sàng có độ mịn đảm bảo được không khí thổi lên cyclone lắng , còn hạt thô được hồi lưu trở lại tiếp cổ phối liệu tiếp tục vào máy nghiền lại. 2.3.5 Công đoạn đồng nhất liệu: Phối liệu ở Cyclone lắng được tháo vào silô theo kiểu tháo chéo ( đây cũng là một bước đồng nhất sơ bộ nữa ). Silô gồm 2 tầng với kích thước : đường kính 16x26,5 và 16x45 (m) Sức chứa của silô là 22000 tấn . Đáy silô có hệ thống máy nén khí – sục khí vào trong silô để đồng nhất phối liệu và tạo sự linh động cho phối liệu khi tháo sẽ dễ dàng. Phối liệu dạng tinh bột động được tháo khỏi silô chảy vào vít tải U01, vít tải chuyển phối liệu vào gầu nâng , gầu nâng chuyển bột phối liệu vào máng khí động đến két chứa A01, từ két chứa này phối liệu được đưa qua hệ thống cân xen ( schenk) để điều chỉnh lượng phối liệu vào lò . Phối liệu qua cân xen được đi vào hai máng khí động qua hệ thống van điều chỉnh đi vào 2 bơm vít khí nén và 2 bơm Fuller phối liệu được đưa lên Cyclone trao đổi nhiệt . Tháp 5 tầng gồm 5 silô đồng nhất , mỗi silô được chia thành 2 tầng , tầng 1 dùng để đồng nhất , tầng 2 dùng để chứa bột liệu. Liệu có thể được tháo từ tầng 1 của silô thứ nhất sang tầng 2 của silô thứ 2 hoặc tháo trực tiếp xuống tầng 1 của silô đó . Từ tháp đồng nhất , phối liệu được sấy sơ bộ đến gần 10000C trước khi đi vào lò nung . 2.3.6 Xỉ pirite : Xỉ pirite được nhập về công ty xi măng Hoàng Thạch từ Vĩnh Phú qua đường vận tải tàu thuỷ . Từ cảng nhập Xỉ được cẩu tháp đưa vào phễu ( bê tông trượt có kích thước 8x8x6m ) , trượt xuống băng tải cao su chuyển về kho chứa nhờ máy đánh đống . Tại kho 26 , xỉ khi cần cho phối liệu thì được xe gạt FL 170 hoặc Volvo gạt xuống phễu tiếp liệu dung để tháo xỉ xuống băng tải cao su chuyển vào két , sau két xỉ được định lượng và được đổ vào băng tải chung. 2.3.7 Thạch cao: Thạch cao được nhập vào công ty qua đường thuỷ , thạch cao được chuyển vào kho ( 26) chứa bằng dây chuyền từ cẩu tháp vào phễu qua búa đập kích thước còn <=25 mm chảy xuống băng tải cao su vào đánh đống trong kho . Khi cần pha cùng Clinker để vào máy nghiền bi , Thach cao được máy gạt , gạt xuống phễu qua băng tải qua cân định lượng và đồng nhất với Clinker và phụ gia trước khi vào máy nghiền xi măng . 2.3.8 Than cám ba : Than cám được nhập về cảng , được hệ thống vận chuyển đưa vào đánh đống trong kho ( 26) chứa . Khi cấp liệu , than cám nhờ hệ thống băng cào – cào than xuống băng tải và được chuyển lên két than khô . Đáy của két than khô có bộ phận tiếp liệu đĩa tiếp than cho máy nghiền sấy liên hợp . Tác nhân sấy cho máy nghiền lấy từ lò đốt phụ . Than được nghiền mịn, qua hệ thống phân ly không khí , qua Cyclone lắng- than mịn được chứa vào két. Đáy của két than mịn có tiếp liệu vít xoắn, nhờ động cơ 1 chiều mà điều chỉnh được dễ dàng lượng than cấp vào lò . Khi than mịn qua phễu tiếp liệu đổ vào vít tải , vít tải vận chuyển than mịn vào đường ống , ở đây có một quạt cao áp thổi than mịn vào lò qua hệ thống vòi phun đa kênh . 2.3.9 Dầu MFO100: Dầu MFO được chuyển về công ty xi măng Hoàng Thạch , từ công ty xâng dầu B12 Quảng Ninh bằng đường thuỷ . Từ cảng nhập dầu của công ty , dầu được bơm lên bể chứa , từ bể chứa dầu được chuyển bằng hệ thống đường ống qua hệ thống sấy ( nhờ hơi nước của lò hơi ) rồi được bơm qua van điều chỉnh vào lò bởi hệ phun dầu . 2.3.10 Công đoạn nung Clinker: Lò nung Clinker là loại lò quay bao gồm các hệ thống chính : hệ thống sấy 5 tầng, lò nung , hệ thống làm mát . Nhiên liệu để nung là bột than được phun ở áp suất cao dưới dạng mù . Dòng khí nóng đi ngược từ đáy lò đến đỉnh lò . Liệu từ két chứa với tỷ lệ đá vôi , quặng sắt, cát…được đưa vào Cyclone . Qua 5 tầng Cyclone phối liệu được sấy sơ bộ từ 750C – 10000C, trước khi đưa vào lò . Phối liệu đi vào lò nhiệt độ tăng dần làm các phản ứng pha rắn xảy ra và được kết khối ở 13000C –14500C tạo thành Clinker. 2.3.11 Công đoạn vận chuyển Clinker: Clinker ra khỏi lò có nhiệt độ khá cao được làm nguội qua hệ thống làm mát đến nhiệt độ khoảng 1200C. Clinker xi măng Poorland được tháo ra qua thiết bị làm lạnh ống trùm (kiểu hành tinh ở lò I) hoặc các ghi hạ nhiệt nhờ hệ thống khí nén áp suất cao (lòII).Clinker qua ghi phân loại + máy dập búa có kích thước <= 25mm và được đổ vào băng cào xích rồi được chuyển lên băng gầu xiên . Từ băng gầu xiên Clinker được đổ vào silô chứa – ở đây Clinker được ủ từ 7-15 ngày trước khi tháo cùng phụ gia + thạnh cao vào máy nghiền xi măng . 2.3.12 Công đoạn nghiền xi măng: Clinker, thạch cao và phụ gia sau khi đồng nhất được cho vào máy nghiền xi măng để tạo ra sản phẩm xi măng . Thành phần Clinker, thạch cao, phụgia được điều chỉnh để đạt được chất lượng xi măng theo yêu cầu . Máy nghiền xi măng là máy nghiền kiểu bi đạn . Để đảm bảo được nhiệt độ của xi măng , trong khi nghiền nước được phun vào dưới dạng sương mù ở áp suất cao . Ximăng ra khỏi máy nghiền được đưa qua hệ thống phân ly . Tại đây có sự sàng lọc . Nếu hạt xi măng quá to thì được thu hồi trở lại đầu máy nghiền . Nếu xi măng đạt tiêu chuẩn thì được đưa về kho chứa . Nếu xi măng quá nhỏ thì được thu hồi bởi hệ thống lọc bụi . 2.3.13 Công đoạn đóng bao : Xi măng từ silô chứa được vận chuyển bằng vít tải , gầu xúc và băng tải tới phân xưởng đóng bao. Tại đây có 5 silô chứa ,ở các silô chứa này xi măng được sục liên tục nhờ các máy nén khí để đồng nhất lần cuối trước khi đưa đến các máy đóng bao hoặc đưa đến cầu cảng để xuất xi măng rời 3.4 Hệ thống điều khiển dây chuyền I xi măng Hoàng Thạch: Dây chuyền nhà máy xi măng Hoàng Thạch được trang bị một hệ thống tự động hoá tương đối hoàn chỉnh bao gồm các hệ thống sau : Hệ thống điều chỉnh chất lượng xi măng . Hệ thống điều chỉnh tương tự với bộ PID chuẩn hoá Hệ đo lường và biểu đồ tín hiệu FLS-110. Hệ thống điều khiển LOGIC bằng vi tính 4040 và rơ le . Hệ điện tử công suất lớn . 2.4.1 Hệ điều chỉnh chất lượng xi măng : Hệ QCX để điều chỉnh mức phối liệu nhằm đảm bảo các thành phần hoá học thích ứng của vật liệu trước khi đưa vào máy nghiền Clinker . Hệ QCX có hai thiết bị chính là máy tính Solar –16/40 và máy phân tích Rơnghen ARL-7400. Máy tính Solar 16/40 nhận tín hiệu vào máy phân tích Rơnghen và đưa ra chủ yếu là 4 tín hiệu điều chỉnh 4 chiết áp xác định mức đặt % cho đá vôi, đá sét, xỉ sét, và cát thạch anh trong tổng lượng liệu đặt trước cho máy nghiền liệu .Thành phần trăm của đá vôi ,xỉ sét ,đá sét ,cát thạch anh được máy tính Solar tính toán theo một chương trình công nghệ đã có sẵn trong máy tính . Thành phần % các loại nguyên liệu này được điều khiển thay đổi hàng giờ theo lượng liệu đặt tổng . Điện áp u(t) tỉ lệ với tổng lượng liệu cho vào máy nghiền . Tổng lượng liệu này được giữ không đổi nhờ 5 mạch vòng điều chỉnh. Mạch vòng điều chỉnh tốc độ băng tải đổ vào máy nghiền và 4 mạch vòng điều chỉnh trọng lượng đá vôi, sét, xỉ sắt , thạch cao đổ lên băng tải đưa vào máy nghiền . Các điện áp Uq1,Uq2,Uq3,Uq4 sẽ tỷ lệ với trọng lượng của đá vôi , đá sét , xỉ sắt và thạch cao . 2.4.2 Hệ điều chỉnh tương tự với bộ PID : Hệ điều chỉnh tương tự với các bộ PID chuẩn hoá NL-470 dùng để điều chỉnh các thống số của quá trình công nghệ : như áp suất , nhiệt độ , lưu lượng…Để sai lệch của đại lượng điều chỉnh so với đại lượng đặt chuẩn là nhỏ nhất , luật điều chỉnh ở đây là luật tỉ lệ – tích phân - đạo hàm (PID) . Nhưng trong thực tế của quá trình thường xuất hiện luật điều chỉnh tỉ lệ – tích phân (PI) . Vì giá trị thực tế của quá trình thường xuất hiện chậm so với thời điểm xuất hiện chậm so với thời điểm xuất hiện tín hiệu chuẩn ( tín hiệu đặt ) một thời gian nào đó . Và như vậy thường làm cho quá trình điều chỉnh dễ mất ổn định . Để bù hiện tượng chậm đó bộ PID chuẩn hoá có khâu bù hằng số thời gian chậm nhờ mạch trễ và khối tích phân mắc ở đầu ra tín hiệu . Toàn nhà máy sử dụng 16 bộ PID chuẩn hoá NL-470 đặt ở tầng hai nhà điều khiển. 2.4.3. Hệ đo lường và biến đổi tín hiệu FLS-410: Hệ thống FLS-410 là hệ thống đo lường và tập trung đã được thống nhất hoá và chuẩn hoá với 330 điểm đo . Hệ đo lường FLS –410 thu thập tín hiệu đo rải rác khắp nhà máy về phòng điều khiển trung tâm . Tín hiệu đo từ các bản chất vật lí khác nhau như : nhiệt độ , áp suất , lưu lượng , nồng độ khí ..đều được biến đổi thành các tín hiệu điện và được chuẩn hoá thành điện áp từ 0-10Vhoặc dòng điện từ 0-20mA . Hệ đo lường FLS-410 là tai mắt của quá trình điều khiển . 2.4.4 Hệ thống điều khiển LOGIC bằng vi tính 4040 và Rơle : Hệ này dùng vi tính để điều khiển khởi động và dừng lò , là liên động của cả quá trình . Toàn nhà máy sử dụng 8 vi tính 4040 cho 8 phân xưởng và khoảng 300 modul LE03 để điều khiển khoảng 300 cơ cấu chấp hành van , động cơ vài trăm W đến 6500kW. Mạng vi tính dùng để điều khiển logic cũng được thiết kế chuẩn hoá . Mạng logic đã làm cho hệ điều khiển Logic ở nhà máy nhẹ nhàng, linh hoạt, dễ vận hành nhiều hơn so với các nhà máy khác khi dùng Rơle… 2.4.5 Hệ điện tử công suất lớn : Để nhận tín hiệu điều khiển và biến đổi thành các tín hiệu công suất lớn cung cấp cho các hệ truyền động tự động , hệ lọc bụi … ở nhà máy đã sử dụng một hệ thống điện tử công suất lớn hiện đại và đa dạng bằng các Thyristor với các mạch vòng điều khiển bằng dòng điện, điện áp , tốc độ với luật điều chỉnh tỉ lệ tích phân đảm bảo cho đặc tính điều chỉnh của toàn bộ hệ là tốt nhất . Các Thyristor sử dụng ở nhà máy có công suất lớn nhất là loại 400A-1600V – cho hệ điều khiển khởi động lò và nghiền liệu , loại 10A-900V được sử dụng phổ biến trong các mạch điều chỉnh , mạch biến tần . 3.5 Hệ thống điều khiển dây chuyền II xi măng Hoàng Thạch : Dây chuyền II nhà máy xi măng Hoàng Thạch được điều khiển bằng hệ thống điều khiển phân tán DCS ( Distributed Control System) . Đây là hệ thống điều khiển hiện đại bậc nhất ở Việt Nam và khu vực được áp dụng vào sản xuất xi măng . So với hệ điều khiển truyền thống , hệ thống điều khiển dây chuyền Hoàng Thạch II có rất nhiều ưu việt, nó dùng hệ điều khiển DCS , với các mức sau: Mức I : là các thiết bị chấp hành liên quan trực tiếp đến nhà máy bao gồm các động cơ , van , công tắc … Quy trình đặc trưng ở đây là : Đo đạc Chuyển mạch Điều chỉnh Mức 2: là các bộ điều chỉnh (PLC), các bộ ghép nối (I/O), bộ điều khiển động cơ (MCC) lắp đặt ở các phân xưởng để điều khiển tự động hoá các quá trình công nghệ mà tại đó hệ điều khiển thực xảy ra . Các quy trình đặc trưng ở đây là : Điều khiển Điều chỉnh Giám sát Tại mức này việc xử lý thông tin cảm ứng từ mức 1 điều khiển và điều chỉnh tại chỗ và nối tới mức điều khiển trung tâm . Mức này bao gồm các Master-piece90(MP90) và Master-piece51(MP51) Mức 3: Bao gồm các bộ PLC chính , hệ thống cơ bản bao gồm 5 Master-piece200/1 , mỗi Master-piece 200/1 được nạp các chương trình ứng dụng và cơ sở dữ liệu để có thể truy nhập một cách tập trung , do đó có thể trao đổi tín hiệu với phòng điều khiển trung tâm . Mức 4 : Bao gồm các hệ thống chuyên dùng để điều khiển tối ưu, là Masterview 850 cộng màn hình hiện thi. Quy trình đặc trưng ở đây là : Điều khiển Giám sát Hiển thị Tính toán Tối ưu hoá . Mức 5: Máy tính quá trình Đây là bộ phận tham gia vận hành, gồm các quy trình đặc trưng sau : Hiển thị Phân tích Ghi chép Hội thoại In ra Giám sát Chương IV: Thực tế tham quan tại nhà máy Trong công nghệ sản xuất ximăng cân băng định liệu có một vai trò quan trọng nhằm định lượng và vận chuyển nguyên vật liệu cũng như sản phẩm đảm bảo đúng yêu cầu công nghệ. Cơ cấu cấp liệu DOSIMAT chính là hệ thống cân băng định lượng đảm nhận việc cấp liệu theo đúng tỉ lệ yêu cầu công nghệ đặt ra. Tại nhà máy, hệ thống DOSIMAT tham gia vào cả hai dây chuyền sản xuất HT1 và HT2. Dây chuyền HT1 sử dụng 5 cơ cấu cấp liệu DOSIMAT, đó là: Dosimat loại TVSG 130 dùng để cấp đá vôi (kí hiệu là R1A05F1). Dosimat loại TVSG 130 dùng để cấp đá sét (kí hiệu là R1B05F1). Dosimat loại TSG 130 dùng để cấp Clinker (kí hiệu là Z1A01F1). Dosimat loại TSG 80 dùng để cấp thạch cao (kí hiệu là Z1B01F1). Dosimat loại TSG 80 dùng để cấp phụ gia (kí hiệu là Z1C01F1). Tất cả các Dosimat này đều dùng động cơ một chiều với bộ biến đổi Thyristor điều khiển hoàn toàn để điều khiển tốc độ động cơ. 1. Chức năng của hệ thống cân định liệu: Xác định khối lượng cũng như lưu lượng liệu để từ đó phục vụ cho các hệ thống điều khiển khác như điều khiển cấp liệu máy nghiền, điều khiển cấp liệu lò nung thông qua thiết bị như load cell, dosimat (cân băng), disomat (cân két), belt weight (cân băng tải) v.v… M¸y ph¸t tèc ®é M« t¬ Nguyªn liÖu Weigh cell B¨ng chuyÒn T/h 7658 Controller Bé ®iÒu khiÓn Biªn ®é Bé ®Õm C©n b× Bé ghi M KhuÕch ®¹i T HS 2. Các thành phần chính của cân băng bao gồm: - Giá cân. - Tế bào cân. - Phát tốc. - Bộ khuếch đại cân. - Bộ tính tổng. - Bộ chỉ thị. - Bộ đếm. Đối với nhà máy ximăng cân định lượng tham gia vào hai công đoạn nghiền liệu và nghiền ximăng. Ở công đoạn nghiền ximăng cân định lượng có nhiệm vụ xác định khối lượng Clinker, thạch cao và các chất phụ gia, do đó nó quyết định chất lượng sản phẩm đồng thời làm cơ sở tính toán năng suất sản xuất và tổng khối lượng sản phẩm. 3. Nguyên lý hoạt động Khi vật liệu được chuyên chở trên băng nó sẽ gây ra một lực F tác động lên bề mặt băng. Băng tải di chuyển với vận tốc V trên các con lăn tải. Truyền động kéo cân băng định lượng nhờ hai tang trống, trong đó một tang trống chủ động nối với trục động cơ. Tang bị động được gắn với hệ thống đối trọng để khắc phục hiện tượng trượt giữa tang trống và băng tải. Để tính trọng lượng vật liệu trên băng, ở đây sử dụng một cảm biến trọng lượng là tế bào cân (loadcell). Trọng lượng của vật liệu trên 1m chiều dài băng tải trên giá cân truyền vào tế bào cân. Đồng thời tốc độ của băng tải được đo bằng máy phát tốc (điện áp đưa ra từ máy phát tốc tỷ lệ với tốc độ băng tải). Điện áp này cung cấp cho cầu đo trong tế bào cân. Như vậy tín hiệu lấy ra từ đường chéo cầu cân cho biết lưu lượng liệu trên băng. Để xác định lưu lượng vật liệu trên băng cần phải xác định đồng thời vận tốc của băng tải và trọng lượng vật liệu trên 1m chiều dài. Trong đó tốc độ băng tải được đo bằng cảm biến tốc độ có liên hệ động học với động cơ. Năng suất của băng tải đặc trưng bởi lưu lượng Q và tính theo công thức sau: Q =.v [kg/s] hay Q ==3,6. .v [tấn/h]. (2-1) Trong đó: + v là tốc độ di chuyển của băng, [m/s]. + là khối lượng tải theo một đơn vị chiều dài, [kg/m]. =S..10 (2-2) Với: + là khối lượng riêng của vật liệu, [tấn/m ]. + S là tiết diện cắt ngang của vật liệu trên băng, [m]. 4. Các thiết bị điện của cơ cấu: Máy cấp liệu được trang bị các thiết bị điện dưới đây: - Một động cơ một chiều có gắn phát tốc. Máy phát tốc bao gồm hai cuộn dây tách biệt, một cuộn dùng cho tế bào cân, cuộn kia dùng cho phản hồi đến bộ điều khiển Dosimat. - Một bộ điều khiển Dosimat tại chỗ để điều chỉnh tốc độ của động cơ trên. Một tế bào cân dùng để đo trọng lượng của vật liệu trên băng tải. - Một hộp đầu cáp gắn trên phễu cấp liệu. - Một nút cắm đa năng. - Một đồng hồ chỉ báo t/h (tấn/giờ). - Một đồng hồ chỉ báo rev/min (vòng/phút). - Một đồng hồ đo tổng liệu. - Một khóa chọn chế độ hoạt động. + Chế độ người điều khiển tại chỗ. + Chế độ tự động điều khiển tại chỗ. + Chế độ dùng Panel điều khiển. - Một khóa START/STOP Với chế độ dùng Panel điều khiển từ xa, các thiết bị sau đây được gắn trên Panel điều khiển: - Một đồng hồ chỉ báo t/h. - Một máy đếm xung để đếm tổng số tấn. - Một chiết áp định hướng để điều chỉnh lượng liệu đặt, nó có thể dùng chung cho vài cơ cấu cấp liệu. - Một chiết áp để điều chỉnh cấp liệu tổng của vài bộ phận, được thiết kế cho cả điều khiển từ xa và điều khiển tự động. - Một bộ khuếch đại thích hợp dùng trong mạch với sự điều chỉnh tương ứng tất cả máy cấp liệu để đạt được tỉ lệ yêu cầu giữa chúng. 5. Hệ thống truyền động điện: 5.1. Băng tải: Là loại băng tải cao su dài 3,5 m, rộng 1,2 m được truyền động nhờ một động cơ một chiều kích từ độc lập, kéo qua bộ giảm tốc và được điều khiển tốc độ nhờ một hệ thống cân và mạch vòng điều chỉnh. Băng tải truyền động theo phương năm ngang. Băng tải được chuyển động nhờ lực ma sát với tang trống do động cơ quay. Chính vì thế để khắc phục hiện tượng trượt giữa tang trống và băng tải người ta đặt một hệ thống kéo căng tang trống. Toàn bộ băng tải và giá đặt băng tải, động cơ đều đặt trên giá cân và được đè lên tế bào cân tức là tế bào cân đặt ở phía dưới hai bên giá băng tải. 5.2. Động cơ: Động cơ của Dosimat là loại động cơ một chiều kích từ độc lập loại 300/ 2k. 140SP N0 36946 có các thông số sau: Pđm = 2,2 kW. Uđ = 220 V. Iđ = 11,2 A. n = 1600 vòng/phút. Ukt = 220 V. Ikt = 0,25 A. p = 2. 5.3. Loadcell: Loadcell hay còn gọi là tế bào cân, nó là một loại cảm biến dùng để chuyển đổi áp lực sang tín hiệu điện. Loadcell được cấu tạo từ các điện trở Tenzo, đó là những điện trở có hệ số thay đổi điện trở theo lực tác dụng. Điện trở khi tăng sẽ bị căng (+DR) và khi giảm sẽ bị nén (- DR) Nguyên lý hoạt động của loadcell. Các điện trở R1, R2, R3 là các điện trở đã biết trị số, Rx là điện trở chưa biết trị số có thể thay đổi (biến trở). Khi cầu cân bằng tức là R1/R2 = R3/Rx thì điện áp ở hai điểm B và D là bằng nhau nghĩa là không có điện chạy qua VG. Khi Rx thay đổi thì cầu mất cân bằng, khi đó sẽ có dòng chạy qua điện kế. Điện áp giữa 2 điểm BD được tính gần đúng: UBD Trong đó: là lượng biến thiên điện trở tương đối. U là điện áp nguồn cấp cho cầu điện trở. Điện trở Rx là loại điện trở lực căng nghĩa là giá trị của nó thay đổi theo áp lực tác dụng lên nó. Như vậy với biến trở lực căng và cầu điện trở người ta đã chế tạo ra cảm biến chuyển đổi đại lượng áp lực thành đại lượng điện và đó cũng chính là nguyên lý hoạt động của loadcell biến đổi cân nặng thành tín hiệu điện Trong sơ đồ sử dụng cầu chỉnh lưu đối xứng một pha. Trước cầu chỉnh lưu có sử dụng máy biến áp với điện áp thứ cấp là 300V. Mạch kích từ động cơ sử dụng cầu chỉnh lưu không điều khiển. Trong sơ đồ có các khối phát tốc, khối điều chỉnh tốc độ PID, điều chỉnh dòng điện PI, Bộ phát xung, Load Cell, bộ hiển thị, và 2 máy phát tốc Trong sơ đồ bao gồm có 2 máy phát tốc được nối đồng trục với trục động cơ M. Một máy phát tốc dùng để cấp nguồn cho cầu Load Cell (hay còn gọi là các tế bào cân). Một máy phát tốc thứ hai dùng để lấy tín hiệu phản hồi để đưa đến bộ điều khiển Dosimat. Để đo trực tiếp lượng liệu đổ vào máy nghiền hệ thống sử dụng tế bào cân gắn dưới giá băng tải. Tế bào cân nhận được điện áp từ máy phát tốc, điện áp này tỷ lệ với tốc độ của động cơ truyền động. Tải cung cấp điện áp tỷ lệ với điện áp máy phát tốc, tương ứng với áp lực tác dụng lên tế bào cân. Điện áp được cấp tương ứng với lượng liệu thực, nó được tự động giữ cân bằng với điện áp chuẩn tương ứng với lượng liệu theo yêu cầu. Khi có sự sai khác giữa 2 tín hiệu này, hệ thống sẽ tự động điều chỉnh thông qua điều chỉnh tốc độ động cơ truyền động băng tải. Tín hiệu lấy ra từ đường chéo cầu đo là tích QxV, trong đó Q là lực ép của vật liệu trên 1m chiều dài băng tải, V là tốc độ băng tải và tín hiệu này được gọi là tín hiệu cân. Tín hiệu cân chỉ nhỏ cỡ mV và được đưa đến bộ khuyếch đại cân mV. Đây là mạch khuếch đại một chiều có hệ số khuếch đại rất lớn, nhận tín hiệu cân mV từ tế bào cân khuếch đại thành điện áp 0 10 VDC tương ứng với phạm vi của cân. Đầu ra của bộ khuếch đại được so sánh với tín hiệu từ máy tính đưa xuống tạo thành tín hiệu điều khiển đưa đến bộ khuếch đại thuật toán. Bộ khuếch đại thuật toán này được dùng như bộ điều khiển PI (nối với tụ điện và điện trở phản hồi âm). Nó cung cấp một điện áp tương tự trong khoảng 010 V đến bộ điều chỉnh tốc độ PID. Bộ điều chỉnh tốc độ PID có hai bộ khuếch đại thuật toán A1 và A2 . Bộ khuếch đại thuật toán A1 là một mạch lặp, có tác dụng chuyển đổi điện áp điều khiển vì điện áp này có thể dương hoặc âm.. Sau đó tín hiệu ra của A1 sẽ được đưa tới đầu đảo của KĐTT A2, đồng thời tín hiệu phản hồi âm tốc độ của máy phát tốc cũng được đặt vào đầu đảo của KĐTT A2, nếu động cơ chạy ở tốc độ đặt, hai tín hiệu trên bằng nhau do đó điện áp đặt vào đầu vào A2 sẽ tương ứng bằng 0. Bộ KĐTT A2 có nhiệm vụ tạo luật điều khiển PI, tín hiệu ra sẽ xác định dòng điện phần ứng. Tín hiệu ra của bộ PI được đưa tiếp đến bộ điều chỉnh dòng điện PI ( bộ điều chỉnh dòng điện) cũng bao gồm hai bộ KĐTT A1 và A2. Khuếch đại thuật toán A1 cùng với mạch R-C phản hồi âm tạo thành bộ điều khiển PI. Đồng thời một tín hiệu từ máy biến dòng được đưa vào đầu đảo của A1 tạo thành mạch phản hồi âm dòng điện. Tín hiệu ra của A1 được đưa tới đầu vào đảo A2 thông qua bộ chia áp gồm 2 điện trở 22 kΩ và 12 k.Ω. Tín hiệu vào đầu vào không đảo của A2 là tín hiệu đồng bộ hóa được lấy từ khối logic, kết quả là đầu ra của A2 là xung vuông chu kỳ đúng bằng tín hiệu đồng bộ hóa. Tín hiệu ra của A2 được đưa tới bộ logic. Chức năng của bộ logic tạo tín hiệu điều khiển logic (bao gồm 2 tín hiệu ra) điều khiển sự kích mở của một cặp Thyristor tương ứng. Để khóa bộ điều khiển động cơ trong trường hợp mất kích từ, một tín hiệu sẽ được lấy từ bộ chỉnh lưu kích từ tới bộ logic. Khi có kích từ thì Transistor mở tương ứng với một tín hiệu bằng 0, nếu không có kích từ thì Transistor sẽ khóa tương ứng với tín hiệu bằng 1, nó sẽ khóa bộ điều khiển PID và bộ điều khiển PI không cho 2 bộ này hoạt động dẫn tới hệ thống ngừng hoạt động. Một số hình ảnh thật: