Đồ án máy đóng bao xi măng tự động

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (5.72 MB, 72 trang )

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

Hà Nội – Năm 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

Để hoàn thành được đồ án này là quá trình nỗ lực của bản thân trongsuốt thời gian theo học tại trường, đặc biệt là từ khi bắt tay vào q trìnhnghiên cứu để được thành cơng như ngày hôm nay em không bao giờ quênđược sự giúp đỡ và sự giảng dạy rất nhiệt tình của các thầy cơ trong khoa điện- tự động hóa trường đại học công nghiệp Hà Nội

Các thầy cô là đội ngũ đi trước rất am hiểu về lĩnh vực khoa học kỹ thuậtđã tận tình giảng dạy và giúp chúng em hoàn thành được rất nhiều đề tài khoahọc rất hay và có ứng dụng nhiều trong thực tế. Và điều không thể kể đến sựthành công của em trong ngày hơm nay là hướng đẫn tận tình nhiệt huyết củacơ đã giúp em hồn thành bài đồ án này.

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

<b>MỤC LỤC</b>

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY XI MĂNG HẢI PHỊNG...8

1.1 Lịch sử hình thành và phát triển nhà máy xi măng Hải Phòng...8

1.2. Giới thiệu về công nghệ sản xuất xi măng...11

1.2.1. Các công nghệ sản suất Xi Măng hiện nay...11

1.2.2. Công nghệ Sản Xuất xi măng của nhà máy xi măng Hải Phòng...13

1.3. Quy trình sản xuất xi măng...13

1.3.1. Cơng đoạn sàng lọc nguyên, vật liệu đầu vào dây truyền...13

1.3.2. Công đoạn đồng nhất liệu...16

1.3.3. Công đoạn nung bột liệu thành Clinker...16

1.3.4. Công đoạn làm mát Clinker và Xi măng thành phẩm:...18

1.3.5. Công đoạn đóng bao và vận chuyển xi măng:...22

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐÓNG BAO XI MĂNG TỰ ĐỘNG242.1. Sơ đồ cơng nghệ hệ thống trộn và đóng bao xi măng...24

2.2. Cấu tạo của máy đóng bao...26

2.2.1 Phễu cấp liệu...26

2.2.2 Cơ cấu nạp liệu vào bao...27

2.2.3 Hệ thống cân điện tử...29

2.2.4 Cơ cấu đỡ, hất bao...29

2.3 Lựa chọn các thiết bị cho máy đóng bao xi măng...32

2.3.1 Thiết bị mạch lực...32

2.3.2 Thiết bị mạch điều khiển...38

2.4 Lập trình điều khiển...55

2.4.1 u cầu cơng nghệ...55

2.4.2 Sơ đồ đấu nối...59

2.4.3 Chương trình điều khiển...60

2.4.4 Xây dựng giao diện điều khiển giám sát...69

Kết luận và hướng phát triển...73

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

TÀI LIỆU THAM KHẢO...74

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

Hình 1.1 Nhà máy xi măng Hải Phịng năm 1959...8

Hình 1.2 Nhà máy xi măng Hải Phịng hiên nay...11

Hình 1.3 Đầu cân định lượng hiển thị tải trọng nguyên liệu theo thời gian....14

Hình 1.4 Đầu cân định lượng hiển thị trọng lượng than xít trên băng tải...15

Hình 1.5: Quy trình khai thác than đá...15

Hình 1.6: Tháp trao đổi nhiệt trong dây truyền sản xuất xi măng...16

Hình 1.7: Đầu cân hiển thị lượng than sau khi nghiền được đưa vào lị nung 17Hình 1.8 Hệ thống điều khiển sử dụng PLC điều khiển lượng than...18

Hình 1.9 Clinker sau khi ra khỏi lị...19

Hình 1.10: Màn hình HMI của hệ thống phun nước giàn ghi...19

Hình 1.11: Tủ Điều Khiển của hệ thống phun dầu thủy lực...20

Hình 1.12: Màn hình HMI của hệ thống phun dầu thủy lực...20

Hình 1.13: Màn hình hiển thị hệ thống bơm dầu thủy lực cho các trục cán...21

Hình 1.14: Mơ hình hiển thị hệ thống máy lọc bụi điện...22

Hình 1.15: Cơng đoạn đóng bao xi măng thành phẩm...23

Hình 2.1: Sơ đồ cơng nghệ máy đóng bao...24

Hình 2.2: Sơ đồ hệ thống máy đóng bao tự động...26

Hình 2.3 Phễu cấp liệu...27

Hình 2.4: Cơ cấu cấp liệu vào bao...28

Hình 2.5: Sơ đồ khối hệ thống cân điện tử...29

Hình 2.6: Cơ cấu đỡ và hất bao...30

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

Hình 2.14 Cảm biến sợi quang FSV31...43

Hình 2.15 Cảm biến báo mức dạng xoay...44

Hình 2.16 Cảm biến báo mức dạng xoay VELT-RPS-M-F...45

Hình 2.17 Cảm biến loadcell...46

Hình 2.18 Bộ chuyển đổi tín hiệu cảm biến loadcell...48

Hình 2.19 Sơ đồ đấu nối bộ chuyển đổi tín hiệu với cảm biến loadcell...49

Hình 2.20 Lắp đặt cảm biến loadcell để cân bao xi măng...50

Hình 2.21 Nguồn tổ ong 24V 1A...52

Hình 2.28 Lưu đồ thuật tốn...57

Hình 2.29 Sơ đồ đấu nối mạch điều khiển...59

Hình 2.30 Sơ đồ đấu nối van khí...59

Hình 2.31 Sơ đồ đấu nối động cơ...60

Hình 2.32 Giao diện Wincc...69

Hình 2.33 Màn Hình SCADA điều khiển giám sát khi gá bao vào...70

Hình 2.34 Màn Hình SCADA điều khiển giám sát khi ở vị trí 1...70

Hình 2.35 Màn Hình SCADA khi ở vị trí 2...71

Hình 2.36 Màn Hình SCADA khi phát hiện bao lỗi...71

Hình 2.37 Màn Hình SCADA khi nhấn nút Reset...72

Hình 2.38 Màn Hình SCADA khi hết liệu ở bồn chứa liệu...72

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

<b>CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY XI MĂNG HẢIPHỊNG</b>

<b>1.1 Lịch sử hình thành và phát triển nhà máy xi măng Hải Phòng</b>

Tiền thân là Nhà máy Xi măng Hải Phòng được xây dựng từ thời Phápthuộc trải qua 3 thế kỷ - Xi măng Hải Phòng là cái nôi của Ngành Xi măng ViệtNam

1. Tên Công ty: Cơng ty TNHH một thành viên Xi măng Vicem HảiPhịng (gọi tắt là Cơng ty Xi măng Vicem Hải Phịng)

2. Địa chỉ: Tràng Kênh – Minh Đức – Thủy Nguyên – Hải Phòng.

4. Ngày, tháng, năm thành lập: Tiền thân của Cơng ty là Nhà máy Ximăng Hải Phịng, được người Pháp xây dựng ngày 25/12/1899 trên vùng đấtngã ba Sơng Cấm và kênh đào Hạ Lý.

5. Tóm tắt q trình phát triển: Lịch sử 119 năm xây dựng và phát triểncủa Xi măng Hải Phòng trải dài qua 3 thế kỷ, gắn liền với lịch sử cách mạngViệt Nam, với quá trình đấu tranh giành độc lập dân tộc, xây dựng XHCNcơng nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước và bảo vệ chủ quyền Tổ Quốc ViệtNam, với chặng đường phát triển của Thành phố Hải Phòng và Tổng Cơng tycơng nghiệp XM VN.

<i>Hình 1.1 Nhà máy xi măng Hải Phòng năm 1959</i>

* Dưới thời thuộc Pháp: Nhà máy xi măng Hải Phịng là cơ sở duy nhấtở Đơng Dương sản xuất xi măng phục vụ chính sách khai thác thuộc địa của

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

người Pháp. Do máy móc thiết bị cịn thơ sơ, điều kiện làm việc nặng nhọc,lại bị áp bức nặng nề nên công nhân Xi măng Hải Phòng đã đứng lên đấutranh, từ tự phát sang tự giác, trở thành một trong những lực lượng tiên phongcách mạng ở Hải Phòng và cả nước. Ngày 08/01/1930, cuộc bãi cơng lớntrong tồn Nhà máy thu hút gần 2000 cơng nhân tham gia, địi tăng lương,chống đánh đập, cúp phạt... đã giành được thắng lợi và ngày 08/01 trở thànhngày truyền thống của nhà máy Xi măng Hải Phòng, nay trở thành ngàytruyền thống ngành Xi măng Việt Nam.

* Giai đoạn 1955-1975: Sau khi tiếp quản thành cơng Nhà máy, hàngnghìn cơng nhân đã trở lại làm việc, đồn kết một lịng, khắc phục khó khănđể đưa Nhà máy đi vào sản xuất. Vừa ngoan cường đấu tranh chống Mỹ, vừakiên quyết bám máy. kịp thời đáp ứng cho các cơng trình kinh tế và quốcphòng.

* Giai đoạn 1975 –1996: Năm 1978-1979, việc xây dựng thêm 02 lònung đã giúp Nhà máy tăng thêm năng lực sản xuất 25 vạn tấn/năm và hoànthành vượt mức kế hoạch được giao. Tiến hành tổ chức sắp xếp lại sản xuấtvà lực lượng lao động, từng bước thích ứng với đường lối đổi mới kinh tế củaĐảng. Năm 1993, Nhà máy xi măng Hải Phòng được sáp nhập với Công tykinh doanh xi măng, đổi tên thành Công ty Xi măng Hải Phòng và tổ chứcSXKD theo cơ chế thị trường.

* Giai đoạn chuyển đổi sản xuất (1997- đến nay): Ngày 29/11/1997, Thủtướng Chính phủ có Quyết định số 1019/QĐ-TTg cho phép Cơng ty Xi măngHải Phịng chuyển đổi sản xuất bằng việc xây dựng nhà máy mới. Ngày25/12/2002, Dự án xây dựng Nhà máy Xi măng Hải Phịng mới được khởicơng xây dựng, Ngày 30/11/2005, mẻ clinker đầu tiên ra lò, về trước 32 ngàyso với kế hoạch. Ngay trong giai đoạn sản xuất thử, nhà máy đã sản xuất đạt90% công suất thiết kế và sản phẩm đạt 100% chính phẩm. Năm đầu tiên nhàmáy mới đã sản xuất đạt xấp xỉ 1 triệu tấn clinker, các năm tiếp theo sản xuấtđạt và vượt công suất thiết kế. Đặc biệt từ năm 2014 đến nay, Công ty luôn

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

giữ được nhịp độ tăng trưởng năm sau cao hơn năm trước (kết quả SXKD 6tháng đầu năm 2018 tăng 10% so với cùng kỳ).

6. Qui mô nhà máy:

- Dây chuyền sản xuất và các thiết bị của nhà máy được nhập khẩu đồngbộ từ các nước G7, theo công nghệ FL Smidth đi vào hoạt động từ cuối năm2005 với cơng suất lị nung clinker là 1,050 triệu tấn/năm và nghiền xi mănglà 1,4 triệu tấn/năm.

7. Những thành tích đã đạt được:

Cơng ty đã được đón nhận những danh hiệu cao quý do Đảng, Nhà nướctrao tặng và các hình thức khen thưởng của các Bộ, ngành và Thành phố, điểnhình như:

- Bằng khen của Hội đồng Bộ trưởng;- Bằng Tổ quốc ghi công;

- Hn chương Chiến cơng hạng Nhất (1967), hạng Nhì, hạng Ba;- Huân chương lao động hạng Nhất;

- Danh hiệu Anh hùng lực lượng Vũ trang nhân dân (năm 1996);- Huân chương lao động hạng Ba (1992);

- Huân chương Độc lập Hạng Nhất (năm 1999);- Huân chương Hồ Chí Minh (năm 2009);

- Cờ thi đua của Thủ tướng Chính phủ (năm 2005, 2008, 2015);- Bằng khen của Thủ tướng Chính phủ (năm 2007);

- Cờ Thi đua của Bộ Xây dựng (năm 1991, 2009);- Cờ Thi đua của Bộ Công An (năm 2009, 2010);

- Cờ Thi đua của Vicem (các năm 2000, 2004, 2007, 2010, 2012, 2013, 2014, 2015, 2017);

- Cờ Thi đua của UBND Thành phố Hải Phòng (năm 2011, 2015);- Nhiều năm được nhận Bằng khen của Bộ Xây dựng, các Bộ, ngành, đoàn thể, Vicem và Thành phố Hải Phịng.

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

<i>Hình 1.2 Nhà máy xi măng Hải Phịng hiên nay</i>

<b>1.2. Giới thiệu về cơng nghệ sản xuất xi măng 1.2.1. Các công nghệ sản suất Xi Măng hiện nay</b>

Công nghệ sản xuất Clinker xi măng porland được phân loại như sau:- Theo thiết bị nung có hai cơng nghệ chính

+ Cơng nghệ lị đứng+ Cơng nghệ lị quay

- Theo tính chất vật lý phối liệu gồm các phương pháp.+ Phương pháp ướt

+ Phương pháp khô+ Phương pháp bán khôa) Phương pháp ướt

- công nghệ sản xuất Clinker xi măng Porland theo phương pháp ướt tứclà nung phối liệu đã chế tạo ở dạng bùn ướt có độ ẩm 33% ÷ 37% trong lịquay có zơn xích trao đổi nhiệt.

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

- Các nguyên liệu đều được nghiền ướt sau đó qua bể đồng nhất, điềuchỉnh.

- Đồng nhất phối liệu tốt.- Kết cấu thiết bị ít phức tạp

- Tiêu hao năng lượng nghiền phối liệu ít.- Lò dài, gạch xây lò lớn.

- Tiêu hao năng lượng nung lớn ≈ 1.300 kcal/kg CLK

- Quá trình sấy làm yếu mạng lưới liên kết do vậy sẽ tạo ra Clinker dễdàng hơn.

- Diện tích bố trí thiết bị lớn.b) Phương pháp khô

- Công nghệ sản xuất Clinker xi măng Porland theo phương pháp khôtức là nung phối liệu đã chế tạo ở dạng khô (Độ ẩm thường ≤ 1%) trong lịquay có tháp trao đổi nhiệt có các tầng cyclon và có hoặc khơng có buồngphân huỷ đá vôi (Precalciner).

- Độ ẩm của bột phối liệu thấp- Đồng nhất phối liệu kém- Kết cấu thiết bị phức tạp.

- Tiêu hao năng lượng nghiền phối liệu cao.- Lò ngắn, gạch xây lị ít

- Tiêu hao năng lượng nung thấp ≈ 800 Kcal/Kg CLK- Diện tích bố trí thiết bị nhỏ

- Dễ cơ giới hoá và tự động hoá.c) Phương pháp bán khô

- Công nghệ sản xuất Clinker xi măng Porland theo phương pháp bánkhô tức là Các nguyên liệu đều được sấy khô trước khi nghiền, khi cấp liệu lịngười ta cho thêm nước có độ ẩm từ 12 ÷ 14%. Than được trộn lẫn với phốiliệu. Kết hợp và sử dụng và dung hoà các ưu nhược điểm của hai phương

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

pháp trên nhưng phổ biến áp dụng cho lò đứng nhưng tiêu hao năng lượngcao nhất Clinker chín khơng đều do ozon nung ngắn.

<b>1.2.2. Công nghệ Sản Xuất xi măng của nhà máy xi măng Hải Phịng</b>

Cơng nghệ sản suất xi măng bằng phương pháp khơ, lị quay để tạo raClinker, Clinker nghiền mịn với một tỷ lệ nhất định cộng với thạch cao và cácphụ gia khác thành xi măng.

<b>1.3. Quy trình sản xuất xi măng</b>

<b>1.3.1. Công đoạn sàng lọc nguyên, vật liệu đầu vào dây truyền</b>

<b>Đá vôi: Một trong những nguyên liệu thành phần chính và chủ yếu tạo ra</b>

Clanke là đá vôi giàu CaCO3. Đá vôi được khai thác bằng phương phápkhoan nổ và cắt tầng đúng quy trình, hợp với quy hoạch khai thác từ mỏ đátrong khai trường, thuộc phạm vi quản lý của công ty thuận lợi cho việc vậnchuyển và khai thác cũng như chế biến. Đá vôi sau khi được khai thác từ mỏđá sẽ được xúc và đưa tới máy cối búa đập, sau máy là máy cán trục, nhằmnghiền nhỏ đá vơi với kính cỡ 25x25. Sau đó, đá được vận chuyển đến khođồng nhất sơ bộ bằng băng tải. Ở tại kho đồng nhất, một máy rải sẽ rải đi rảilại trên mặt đống đá để lượng đá được đều. Dưới chân bãi đá của kho đồngnhất, một máy rút liệu đảm bảo mỗi lần lấy liệu được trạm cân định lượng cânchính xác lượng đá để đưa đến bunke chứa.

<i> Hình 1.3 Đầu cân định lượng hiển thị tải trọng nguyên liệu theo thời gian</i>

<b>Đá sét: đá sét được khai thác bằng phương pháp cày ủi hoặc khoan nổ</b>

mìn bốc xúc vận chuyển bằng các phương tiện vận chuyển có trọng tải lớn về

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

máy cối búa đập xuống kích thước 75mm (lần 1), sau đó xuống kích thước25mm (lần 2) bằng máy cán trục. Đá sét khi được đập xong sẽ được vậnchuyển tới kho đồng nhất sơ bộ bằng băng tải. Ở đây tương tự như đá vơi, bãiđá sét cũng sẽ có một máy rải liệu trên mặt đống và một máy rút liệu dướichân đống. Hai máy này sẽ đảm bảo lượng đá sét đưa vào bunke, qua trạmcân định lượng liên tục và chính xác nhất.

<b>Quặng Bơ-xít và đá Silic(cát): Để đảm bảo chất lượng Clanke, cơng</b>

ty kiểm sốt q trình gia công và chế biến hỗn hợp phối liệu theo đúng cácModun, hệ số được xác định. Do đó ngồi đá vơi(chiếm 70%) và đá sét(chiếm20%), ngun liệu như quặng Bơ-xít (giàu hàm lượng Al2O3) và đá Silic(giàuhàm lượng SiO3). Hai nguyên liệu cũng sẽ được đưa qua trạm cân định lượngđể đo lường trước khi được vào các bun ke chứa.

<b> Than xít: một lượng nhỏ được cân lượng, nghiền trộn cùng với các</b>

nguyên liệu khác thành hỗn hợp bột liệu.

<i>Hình 1.4 Đầu cân định lượng hiển thị trọng lượng than xít trên băng tải</i>

<b>Than đá: là nguyên liệu chính tạo ra nhiệt cung cấp cho lò nung</b>

Clinker. Than đá sau khi được khai thác tại các mỏ than được vận chuyểnbằng đường sông hoặc đường bộ đến bãi tập kết của nhà máy. Tại đây than sẽđược rửa bằng hệ thống bể có trục quay đảo than ở giữa bể. Khi đã được rửasạch thì than sẽ theo băng tải đẩy lên đống. Từ đây than sẽ được xúc lên xetrọng tải lớn chuyển tới kho than. Kho cũng có máy rải liệu và rút liệu hoạt

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

động. Từ đây than trước khi được đưa vào bunke, nó sẽ được cho vào máynghiền bi với những viên bi sắt. Than sẽ được nghiền thành bột mịn và cânđịnh lượng đo lường tấn/phút.

<i>Hình 1.5: Quy trình khai thác than đá</i>

Công đoạn này người ta dùng hai xi lơ đồng nhất, mỗi cái có dung tích3725 tấn và hai xi lơ chứa, mỗi cái dung tích 7600 tấn. Khi khởi động cơngđoạn này thì một trong hai xi lô đồng nhất được nạp đến một nửa. Sau đó liệuđược nạp vào từng xi lơ trong từng khoảng thời gian đặt trước. Khi liệu đãđược nạp đầy 1 trong 2 xi lơ thì tháo từ xi lô đầy xuống xi lô chứa bên dướitheo nguyên tắc: Xi lơ đang tháo sẽ khơng được nạp cịn xi lô đang nạp sẽkhông được tháo. Sự đồng nhất liệu được thực hiện bằng một luồng khí nénthổi ngược từ đáy xi lô khi liệu đang nạp khiến cho vật liệu linh động và đượctrôn đều. Khi tháo, liệu được tháo theo hiệu ứng lỗ chuột, ra khỏi xi lô là liệucắt qua tất cả các lớp. Mỗi xil lô đều có thiết bị đo mức và báo mức đầy đếntrung tâm điều khiển về tình trạng của từng xi lô.

<b>1.3.3. Công đoạn nung bột liệu thành Clinker</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

<i>Hình 1.6: Tháp trao đổi nhiệt trong dây truyền sản xuất xi măng</i>

Một tời sảo liệu sẽ đưa bột liệu lên đỉnh tháp trao đổi nhiệt để đổ vàobăng tải. Băng tải sẽ đưa bột liệu liên tục và lần lượt từ buồng C1 đến buồngC5. Trong buồng sẽ có một chuỗi trục đứng, bột liệu đi qua đây trước khi vàolò nung. Tháp trao đổi nhiệt hoạt động theo nguyên lý, nó sử dụng nguồnnhiệt lượng từ lị quay bên dưới bốc lên trên cao. Than thơ sau khi đượcnghiền thành bột mịn sẽ được đưa vào 2 ống phun, phun vào đầu lò và cuối lònung quay. Quạt ID sẽ thổi lượng nhiệt liên tục từ lò lên tháp trao đổi nhiệt.Dòng bột liệu từ trên tháp cao dồn xuống sẽ được làm nóng từ dần dần tới khinung bởi nguồn nhiệt bốc lên theo chiều ngược lại. Nhiệt độ từ trên buồng C1rơi vào khoảng 3000C,đến khi dịng bột liệu xuống tới lị quay thì nhiệt độ sẽdao động từ 9000C-10000C. Các buồng trước nung này sẽ tận dụng đượcnhiệt lượng tạo ra từ lò, việc làm này sẽ giúp tiết kiệm năng lượng và khiếncho nhà máy thân thiện môi trường hơn. Trong thời gian di chuyển dòng bộtliệu, các hạt bột rất dễ bị vén cục và có thể gây tắc tại các phễu dưới đáy các

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

buồng. Vì tránh trường hợp dòng bột liệu bị tắc, dây truyền đã bố trí các súngbắn khí tại đáy các phễu, các súng bắn khí này sẽ tự động bắn vào dịng bộtliệu khi có hiện tượng tắc phễu xảy ra.Than mịn sẽ được quạt thổi tung lênhòa trộn cùng với bột liệu trong lò nung. Nhiệt độ cao của lò khiến nguyênliệu nhão ra, ở đây phản ứng hóa học là phản ứng khử Cacbon, thải ra khíCO2. Chuỗi phản ứng hóa học giữa Ca và SiO2 tạo ra sản phẩm CaSiO3(chính là Clinker).

<i>Hình 1.7: Đầu cân hiển thị lượng than sau khi nghiền được đưa vào lò nung</i>

<i> Hình 1.8 Hệ thống điều khiển sử dụng PLC điều khiển lượng than</i>

Lò nung được coi là khâu quan trọng nhất trong qua trình sản xuất ximăng. Có hai dạng lò nung Clinker là dạng lò đứng và dạng lò quay. Dâytruyền sản xuất Xi măng Lam Thạch II sử dụng dạng lò quay để nung Clinker,dạng lò này khá lớn và có thể quay được có ưu điểm năng suất sản xuấtClinker là liên tục, không ngừng nghỉ và có tính ổn định về chất lượngClinker. Lò nhận nhiệt từ bột than được bắn vào lò nung. Nhiệt lượng trong lò

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

nung phụ thuộc vào lượng bột than được thêm vào đầu lò và cuối lị. Bênngồi của lị quay, có các camera vào ra theo chu kì soi vào trong lị qua cửasổ nhỏ để quan sát ngọn lửa trong lò, cũng như nhiệt độ từng đoạn suốt chiềudài thân lò sẽ được cảm biến nhiệt độ đo đạc lại. Khi phát hiện nhiệt lượnggiảm, hệ thống điều khiển giám sát sẽ tự động thêm than, hoặc người giám sáthệ thống trên phịng điều khiển cũng có thể thao tác bằng tay để thêm thanvào lò nung, dựa theo kinh nghiệm chuyên mơn. Ngun liệu ở phần thấpnhất của lị thì nó sẽ hình thành xỉ khơ.

<b>1.3.4. Cơng đoạn làm mát Clinker và Xi măng thành phẩm:</b>

Sau khi ra khỏi lị, xỉ sẽ được làm mát bằng khí cưỡng bức, xỉ sẽ tỏa ra lượng nhiệt hấp thụ được là từ từ giảm nhiệt, nhiệt lượng mà xỉ tạo ra sẽ đượcthu lại quay trở lại lò, việc này giúp tiết kiệm năng lượng. Xỉ khi được chạy tới cuối lị, sẽ có 8 quạt làm mát thân lị cơng suất 4 Kw mỗi chiếc. Tiếp đếnlà hệ thống phun nước giàn ghi cung cấp nước cho máy làm nguội nhằm mục đích làm mát, hạ nhiệt độ của Clanke xuống cịn 90<small>0</small>C. Ngồi ra tại đây, cịn có 3 động cơ phun dầu thủy lực và các ống dẫn dầu lên trên trục lị quay nhằmbơi trơn cho trục lị quay.

<i>Hình 1.9 Clinker sau khi ra khỏi lị</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

<i>Hình 1.10: Màn hình HMI của hệ thống phun nước giàn ghi</i>

<i>Hình 1.11: Tủ Điều Khiển của hệ thống phun dầu thủy lực</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

<i>Hình 1.12: Màn hình HMI của hệ thống phun dầu thủy lực</i>

Sau khi Clinker được làm mát đến nhiệt độ thích hợp, Clinker được đưavào máy nghiền, nhà máy sử dụng trục cán khác khi nghiền than nung đểnghiền Clinker nhỏ thành bột mịn. Máy này sẽ nâng năng xuất lên 150 tấn/hso với hơn 100 tấn/h khi nghiền bằng bi sắt. Tại đây Clinker sẽ có thể dichuyển theo 2 hướng khác nhau, 1 là nó sẽ được chuyển tới xi-lơ chứa Clinkerđể rót xuống các xe bom vận chuyển đi tiêu thụ ngay, 2 là nó tiếp tục đượcthêm các phụ gia khác như đá đen, đá xanh, thạch cao cùng các loại phụ giakhác tùy theo loại xi măng mà nhà máy xi măng muốn sản xuất. Các loại phụgia này cũng được các đầu cân đo lường chính xác trước khi đưa vào phốitrộn với Clinker.

<i>Hình 1.13: Màn hình hiển thị hệ thống bơm dầu thủy lực cho các trục cán</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

Clinker khi được nghiền thành loại bột mịn có kích thước rất nhỏ, bộtClinker dễ dàng bị phân tán trong khơng khí vào thốt khỏi hệ thống xi-lơchứa và băng truyền. Nếu loại bột này thốt ra ngồi sẽ vừa gây ra thất thốtrất lớn cho cơng ty, vừa gây ra ơ nhiễm mơi trường khơng khí cho các khuvực dân cư và nơng nghiệp xung quanh. Chính vì lí do này, nhà máy lắp đặthệ thống máy lọc bụi ở sau công đoạn nghiền than và nghiền Clinker. Máy lọcbụi sẽ phóng điện vào các đám hạt bụi. Các hạt bụi bị nhiễm điện tích sẽ bịhút xuống bên dưới và tiếp tục được đưa về băng tải để tới xi-lô chứa xi măngchuyển qua cơng đoạn đóng bao. Mặc dù đã được tự động hóa trong q trìnhlọc bụi, nhưng hệ thống vẫn có người trực giám sát 3 ca, kiểm tra và ghi lạithông số kịp thời theo từng giờ, nhằm phát hiện sớm sự cố. Thơng báo về chophịng điều khiển giám sát trung tâm, phòng giải pháp điều chỉnh, ngăn chặnnhư tăng giảm điện áp động cơ, ngăn bụi mịn thất thốt ra ngồi mơi trườngxung quanh.

<i> Hình 1.14: Mơ hình hiển thị hệ thống máy lọc bụi điện</i>

<b>1.3.5. Cơng đoạn đóng bao và vận chuyển xi măng:</b>

Xi măng chứa trong 3 xi-lô tối đa 5000 tấn của nhà máy sẽ được dichuyển tới hai dây truyền đóng bao khác nhau. Một dây truyền đóng các baocó trọng lượng 50 kg/bao. Xi măng sẽ được đổ vào 2 bunke. Từ mỗi bunke, ximăng được chảy ra 8 vịi phun ở phía dưới, khi có bao rỗng dưới vịi thì xi tự

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

động chảy ra, khi đủ xi động cơ cấp liệu sẽ tự dừng ( sau khoảng 3 vòng quaycấp liệu). Các vòi vừa phun vừa xoay xung quanh một trục thẳng đứng, sẽ cócơng nhân đứng trực máy cho bao vào kẹp dưới các vòi phun xi măng. Khicảm biến cho thấy xi măng ở trong bao đạt trọng lượng yêu cầu, thì máy sẽ tựđộng đóng bao bằng dây và gạt bao ra khỏi máy đóng bao 8 vịi. Bao xi măngsẽ theo băng tải chuyển tới vị trí xe vận chuyển nơi có cơng nhân bốc xếphàng.

Ngồi dây truyền đóng bao 50 kg/bao, phục cho nhu cầu dân dụng vàtrong nước. Nhà máy còn phát triển thêm dây truyền đóng bao Subo phục vụcho nhu cầu xuất ra thị trường quốc tế. với trọng lượng bao xi măng từ 1-2tấn. Sau khi các bao xi măng Subo được bơm đầy và đóng gói hồn chỉnh,chúng sẽ được các xe đầu kéo của công ty vận chuyển ra cảng đường sôngHàng Mã xuống tàu trọng tải vừa. Những tàu này sẽ chạy ra sơng Đá Bạcxi xuống cảng Đình Vũ (Hải Phịng), xếp lên các tàu có tải trọng lớn hơn đểxuất đi các nước trong khu vực và trên thế giới.

<i>Hình 1.15: Cơng đoạn đóng bao xi măng thành phẩm</i>

<b>Kết luận: Qua chương này em đã tìm hiểu được lịch sử hình thành và</b>

phát triển của nhà máy xi măng Hải Phịng và các cơng đoạn để sản xuất ramột bao xi măng. Chương sau em sẽ tìm hiểu sơ đồ hệ thống trộn đóng bao xi

</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">

măng và sẽ chỉ tập trung vào công đoạn đóng bao, tính tốn lựa chọn các thiếtbị sử dụng, lập trình điều khiển và đấu nối thiết bị trong hệ thống đóng bao ximăng.

<b>CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐĨNG BAO XI MĂNG TỰĐỘNG</b>

<b>2.1. Sơ đồ cơng nghệ hệ thống trộn và đóng bao xi măng</b>

Xi măng từ silo chính (silo chứa được 45.000 tấn) được đưa về két tĩnh1746 bằng hệ thống khí động và gầu nâng. Mỗi silo xi măng chứa được45.000 tấn. Xi măng từ két 1746 này được đưa tới phễu tĩnh 1760 (có thể tích4m3) bằng máng khí động 1750. Lưu lượng xi măng qua phễu 1760 ở mức tối

</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">

đa đạt 10 tấn/giờ. Xi măng từ phễu 1760 được đưa xuống máy đóng bao 1764.Khối lượng bao đóng được đặt trên bảng điều khiển cân điện tử, tuỳ thuộc vàoyêu cầu (từ 25kg đến 50kg). Sai số khối lượng của bao đóng +/-500g. Bao saukhi đóng được đưa qua hai băng tải vận chuyển. Trong các hệ thống băng tảivận chuyển, ngoài các máng khí động cịn có lắp đặt các lọc bụi tay áo (lọcbụi túi) nhằm làm sạch môi trường, đồng thời thu lại lượng bụi (xi măng) thấtthoát. Bao sau khi đóng sẽ được làm sạch.

Nếu bao khơng đủ cân thì cơ cấu nạp liệu xi măng sẽ dừng và báo lỗi.Bao không đạt tiêu chuẩn sẽ bị rơi xuống máy xẻ bao. Máy xẻ bao gồm haiđộng cơ 1769M9 (3 kw) và 1769M7 (3 kw) dẫn động hai lưỡi cắt. Bao khôngđạt tiêu chuẩn sau khi bị phá rơi xuống lồng sàng do động cơ 1769M8 (1.5kw) dẫn động. Vỏ bao sẽ được đẩy ra ngồi cịn xi măng sẽ được đưa xuốngvít tải do động cơ 1769M (2.2kw) dẫn động. sau đó được đưa tới gầu nâng hồilưu về két tĩnh 1746.

Bao xi măng đủ cân được đưa qua băng tải luân chuyển 1764M vàđưa ra băng tải 1775. Băng tải 1775 là băng tải cao su do hãng HAVER sảnxuất.

Những bao xi măng từ băng tải 1775 được đưa xuống băng tải cao su1777A.

Xi măng bao từ băng tải 1777A được đưa xuống băng tải đảo chiều1778. Sau đó xi măng bao được đưa xuống hai băng tải gạt loại MSR để xuấtra ô tô.

Nếu khi ta chọn xuất ra tàu thì từ băng tải 1775 bao sẽ được chuyểnxuống băng tải 1776. Sau đó những bao xi măng này được đưa xuống băng tảiđảo chiều 1781 và được đưa xuống các băng tải gạt để xuất ra tàu.

Mỗi máy đóng bao có thể xuất ra ơ tơ hoặc tàu tuỳ theo lựa chọn củatrung tâm điều khiển (CCR)

Bao xi măng xuất ra tàu hoặc ơ tơ đều được tự động hố hồn tồn,khơng cần sự can thiệp của người điều khiển.

</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">

Trong sơ đồ cơng nghệ trên thì đồ án của em sẽ tập trung vào hệ thốngmáy đóng bao.

Mỗi máy đóng bao gồm có nguồn, phễu cấp liệu, van điện từ, hệ thống cân điện từ, băng tải chuyển bao, cơ cấu đỡ và hất bao

<i>Hình 2.2: Sơ đồ hệ thống máy đóng bao tự động</i>

Phễu cấp liệu là nơi lưu trữ và cung cấp nguyên liệu cho máy đóng bao,nó được chế tạo bằng các hợp kim có độ bền cao. Trong phễu cấp liệu sẽ cócảm biến để đo mức nguyên liệu trong phễu, sẽ có hai cảm biến đặt ở hai mứclà mức đầy và mức cạn, khi cảm biến phát hiện mức nguyên liệu trong phễuthấp thì sẽ bật động cơ để bơm xi măng vào phễu, tránh làm gián đoạn việcđóng bao xi măng.

Phễu cấp liệu

Cơ cấu nạp liệu

Băng tải chuyển bao

</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">

Khi cảm biến phát hiện bao thì bao được xi lanh kẹp bao tác động để kẹpbao lại, động cơ quay quay về vị trí 1, khi cảm biến vị trí 1 phát hiện bao thìdừng lại sau đó động cơ tuabin cấp liệu quay cánh quạt. Xi măng sẽ được đẩyra ngồi vịi và vào bao xi măng. Bao xi măng sẽ có cơ cấu dùng xi lanh để bịtvịi phun lại khi khơng bơm nữa, tránh xi măng rớt vãi ra ngoài.

</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">

Ưu điểm và lợi ích

-Bộ định lượng khơng cần bảo trì -Kênh chiết rót được đóng hồn tồn -Quy trình chiết rót sạch

-Tuổi thọ hoạt động của vịi rót dài do được dùng những loại vật liệuđược cải tiến

-Hộp chiết rót được thiết kế phù hợp ngay cả đối với xi măng có độ mịncao.

- Hiệu suất hoạt động cao, trong q trình chiết rót khơng làm thất thốtsản phẩm nên làm cho lợi nhuận tăng

-Sản lượng cao do thời gian ngừng hoạt động ít hơn

-Giảm chi phí do ít phải vệ sinh và chi phí phụ tùng thay thế thấpTuabin cấp liệu

Xilanh cơ cấu nạp liệuVòi cấp liệu

</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27">

<b>2.2.3 Hệ thống cân điện tử </b>

Sơ đồ khối của một hệ thống cân điện tử như sau:

<i>Hình 2.5: Sơ đồ khối hệ thống cân điện tử</i>

Tuỳ theo yêu cầu và mục đích sử dụng, khối xử lý được dùng là vi xử lý,PLC hoặc máy tính. Nếu bộ xử lý xử dụng vi xử lý thì có thể thêm khối dữliệu truyền về máy tính, có thể thêm khối in ấn hoặc khơng tuỳ vào mục đíchsử dụng.

Dưới tác dụng của khối lượng đặt ở trên, loadcell sẽ chuyển thành tínhiệu điện ở đầu ra. Tín hiệu điện này là rất nhỏ do đó nó phải được khuếch đạilên nhiều lần trước khi đưa đến bộ biến đổi tương tự số A/D để chuyển thànhtín hiệu số và đưa về bộ xử lý để xử lý theo chương trình có sẵn và hiển thịhoặc in ấn. Bộ xử lý cần có thêm bộ nhớ để thêm dữ liệu. Bộ biến đổi A/Dgiữ vai trị quan trọng vì thực chất nó xác định độ nhạy của bộ phận điện tử.

Do tính linh hoạt của bộ xử lý, tuỳ theo mục đích cụ thể mà chương trìnhviết cho bộ xử lý khác nhau. Hệ thống cân này có thể ứng dụng trong nhiềulĩnh vực có liên quan đến việc đo khối lượng.

</div><span class="text_page_counter">Trang 28</span><div class="page_container" data-page="28">

*Cơ cấu đỡ (Support Mechanism):

Cơ cấu đỡ giữ vai trị hỗ trợ và duy trì vị trí của bao xi măng trong qtrình đóng gói.

Nó bao gồm các bộ phận như khung máy, hệ thống truyền động, và cáccơ cấu nâng hạ.

Cơ cấu đỡ đảm bảo rằng bao xi măng khơng bị lệch hoặc đổ trong qtrình đóng gói.

*Cơ cấu hất bao (Bag Kicker Mechanism):

Cơ cấu hất bao gồm 1 pittong đá bao có nhiệm vụ đẩy bao xi măng từ vịtrí đóng gói ra khỏi máy.

Khi bao đã được đóng đầy, cơ cấu hất bao sẽ hoạt động để đẩy bao rakhỏi vị trí đóng gói xuống băng tải. Điều này giúp bao xi măng được chuyểntới các máng xuất cho ô tô và tàu hoả.

Cơ cấu hất bao

Cơ cấu đỡ

</div><span class="text_page_counter">Trang 29</span><div class="page_container" data-page="29">

<b>Danh sách các thiết bị dự kiến trong hệ thống </b>

<i>Bảng 2.1: Các cảm biến và plc trong hệ thống</i>

<i>Bảng 2.2 Các cơ cấu điều khiển trong hệ thống</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 30</span><div class="page_container" data-page="30">

STT Nội dung Đơn vị Số lượng

<b>2.3 Lựa chọn các thiết bị cho máy đóng bao xi măng2.3.1 Thiết bị mạch lực</b>

Van khí nén cịn thường được gọi với cái tên khác là van đảo chiều khí nén, có vai trị điều khiển việc đóng/mở của các cửa van, cung cấp lượng khí nén cần thiết để đáp ứng yêu cầu vận hành của các thiết bị: bình dầu, điều áp, bộ lọc, xi lanh, … Thiết bị hoạt động dựa trên sự tác động của khí nén, đồng thời được điều khiển bằng điện hoặc cơ.

Van khí nén thường được chế tạo từ các vấn liệu có độ cứng cáp, bền bỉcao như đồng, inox, thép, …, giúp hạn chế sự oxy hóa, ăn mịn do nhiệt độ,độ ẩm, áp suất cao. Tuy vào cách thức bảo quản cũng như tần suất sử dụngmà tuổi thọ trung bình của thiết bị có thể giao động từ 5 đến 10 năm.

Điều chế khí: Bằng cách tận dụng áp lực vào khí quyển, van khí néngiúp kiểm soát tốt áp suất của máy nén. Các loại van giảm áp hiện được sửdụng phổ biến cho các thiết bị lưu trữ khơng khí hoặc các loại máy thu, giúpngăn ngừa áp lực quá mức.

</div><span class="text_page_counter">Trang 31</span><div class="page_container" data-page="31">

Điều khiển hướng

Van khí nén điều khiển hướng có tác dụng điều khiển những dịng khínén ln đi đúng hướng, giúp đảm bảo an toàn cho hệ thống, đáp ứng kịp thờiyêu cầu vận hành của các thiết bị như điều áp, bộ lọc, xi lanh,…

Đây là lí do vì sao mọi hệ thống khí nén hiện nay dù quy mô lớn haynhỏ, đơn giản hay phức tạp thì việc lắp đặt van khí điều hướng đều là cầnthiết.

Điều khiển dịng chảy

Bên cạnh điều chế khí và điều chỉnh hướng khí, van khí nén cịn có tácdụng điều khiển áp lực, lưu lượng dịng chảy, qua đó, giúp quá trình điềukhiển tốc độ hoạt động, làm việc của động cơ hay xi lanh bên trong hệ thốngmotor khí nén được diễn ra một cách thuận tiện, dễ dàng hơn.

Để điều khiển piton kẹp bao, pitton đá bao và pitton đẩy 3 loại piton nàyđều là loại piton 2 trạng thái nên ta dùng van 5/3 là hợp lí vậy lựa chọn van5/3 điều khiển bằng điện và có lị xo hồi tiếp.

</div><span class="text_page_counter">Trang 32</span><div class="page_container" data-page="32">

Để thổi khí thì ta dùng van 3/2 có 2 trạng thái là on và off để đóng và mởkhí vậy chọn van 3/2 điều khiển bằng điện.

<b>b. Xilanh khí nén*Khái niệm</b>

Xi lanh khí nén (Pneumatic cylinder) là một thiết bị cơ học sử dụng khínén làm nguồn năng lượng để tạo ra chuyển động tuyến tính hoặc chuyểnđộng quay. Nó hoạt động bằng cách sử dụng chênh lệch áp suất được tạo ragiữa khí nén trong xi lanh và áp suất khí quyển để tạo ra lực, giúp di chuyểnpít-tơng theo hướng thẳng hoặc hướng quay.

Có hai loại xi lanh là xi lanh tác động đơn và tác động kép

<i>Hình 2.8 Xilanh tác động đơn và xi lanh tác động kép</i>

Để lựa chọn các loại xi lanh phù hợp với máy nén khí piston thì ngườidùng cần nắm rõ thơng số kỹ thuật của các loại xi lanh khí nén. Thơng số xilanh khí nén quan trọng cần xác định đó là lực đẩy của xi lanh, piston là baonhiêu kgf/cm2. Từ đó tính tốn được đường kính tiết diện sao cho phù hợpvới xi lanh.

Cơng thức tính như sau:F = P . A

Trong đó:

F: Lực của xi lanh

P: Áp suất của khí nén cung cấp vào (kg/cm²)

</div><span class="text_page_counter">Trang 33</span><div class="page_container" data-page="33">

A: Diện tích của piston máy nén khí theo cm.

Vậy em lựa chọn xi lanh khí nén trịn cho phần van cấp liệu thiết bị cóthể vận hành ở mức áp suất thấp nhất là 1.5 bar.

</div><span class="text_page_counter">Trang 34</span><div class="page_container" data-page="34">

 Động cơ KĐB roto lồng sóc Động cơ KĐB roto dây quấn

<b><small>*Nguyên lý hoạt động của động cơ không đồng bộ xoay chiều 3 pha</small></b>

Khi ta cho dòng điện 3 pha tần số f vào 3 đầu dây quấn Stator sẽ tạo ra từtrường quay với tốc độ n1. Từ trường quay cắt các thanh dẫn của Rotor hìnhthành nên suất điện động cảm ứng.

Vì dây quấn Rotor nối ngắn mạch nên suất điện động cảm ứng sẽ sinh radòng điện trong các thanh dẫn Rotor. Lực tác dụng tương hỗ giữa từ trườngquay của máy với thanh dẫn mang dòng điện cảm ứng kéo Rotor quay cùngchiều từ trường quay với tốc độ n.

Do rotor có tốc độ n khác n1 của từ trường quay nên gọi là động cơkhông đồng bộ. Độ chênh lệch giữa tốc độ từ trường quay và tốc độ máy gọilà tốc độ trượt.

Động cơ xoay 3 KW

Động cơ bơm xi măng 2 KWĐộng cơ băng tải 5 KWĐộng cơ nạp liệu 4 KW

</div><span class="text_page_counter">Trang 35</span><div class="page_container" data-page="35">

<i>Bảng 2.3 Các cơ cấu điều khiển sử dụng trong hệ thống</i>

Nội dung Đơn vị Xuất xứ Số lượng

3 Pittong cơ cấu cấp liệu Cái Festo 1

</div><span class="text_page_counter">Trang 36</span><div class="page_container" data-page="36">

<b>2.3.2 Thiết bị mạch điều khiển</b>

<b>a. Chọn PLC và Module mở rộng </b>

Do đề tài cần 9 đầu vào DI, 11 đầu ra DQ và 1 đầu vào analog để đo tínhiệu cảm biến loadcell nên em chọn PLC s7-1200 1214 DC/DC/RLY vàmodule mở rộng Module 6ES7222-1BF32-0XB0 Siemens là hợp lý

Khối lượng: 0,415 kgHãng sản xuất: Siemens

CPU 1214c được thiết kế dưới dạng module nhỏ gọn với bộ điều khiển hiệu suất cao :

- Gồm 13 module tín hiệu số và tương tự khác nhau.

</div>

Đồ án máy đóng bao xi măng tự động

<b>MỤC LỤC</b>

<b>CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY XI MĂNG HẢIPHỊNG</b>

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về