Thiết kế nhà máy sản xuất xi măng PCB 40 năng suất 2.3 tấn/ngày

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU…………………………………………………………………4
PHẦN I:VAI TRÒ VÀ SỰ PHÁT TRIỂN CỦA XI MĂNG…………6
I. Vai trò của xi măng đối với sự phát trriển của đất nước………..6
II. Sự phát triển của xi măng trên thế giới …………………………7
III. Sự phát triển của xi măng Việt Nam……………………………8
PHẦN II:CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA XI MĂNG……………………11
I. Giới thiệu xi măng Pooclăng và phân loại………………..……..11
1. Ximăng Pooclăng(XMP)……………………………………….11
2. Ximăng Pooclăng hỗn hợp(XMPCB)…………………………..11
3. Clinke XMP………………………………………………….....11
4. Phụ gia của xi măng…………………………………………….11
II.Thành phần khoáng hóa của clinker xi măng pooclăng…….…11
1.Thành phần hoá…………………………………………………11
2.Thành phần khoáng…………………………………………......11
3. Hệ số đặc trưng cho thành phần clinke………………………...12
III.Nguyên nhiên liệu sản xuất xi măng pooclăng…………………13
1.Nguyên liệu……………………………………………………..13
2. Nhiên liệu………………………………………………………13
IV . Các phương pháp sản xuất xi măng pooclăng………………...13
1.Theo chuẩn bị phối liệu……………………………………….....13
2.Theo hệ thống lò………………………………………………....13
V. Quá trình hóa lý khi nung…………………..……………………13
1.Nung nóng và sấy khô phối liệu…………………………………13
2.Phân huỷ các cấu tử nguyên liệu khi nung nóng………………..13
3.Các phản ứng pha rắn……………………………………………14


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

4.Quá trình kết khối khi có mặt pha lỏng tạo C3S…………………14
5. Quá trình làm lạnh clinke……………………………………….14
VI. Quá trình gia công và bảo quản Clinker xi măng pooclăng….14

1. Gia công clinker ximăng pooclăng…………………………….14
2. Bản quản clinker ximăng pooclăng……………………………15
VII. Quá trình đóng rắn và hyđrat hóa xi măng…………………15
VIII. Các tính chất của xi măng……………………………………15
PHẦN III:TÍNH TOÁN PHỐI LIỆU………………………………..17
I. Nguyên liệu , nhiên liệu……………………..……………………17
1. Nguyên liệu chính……………………………………………...17
2. Cấu tử điều chỉnh………………………………………………18
3. Nhiên liệu……………….……………………………………...18
II. Thành phần phối liệu……………………………………………19
1.Xác định lượng tro than lẫn trong CL………………………… .19
2. Quy đổi nguyên liệu về 100%………………………………… 20
3 .Quy về nguyên liệu khô đã nung 100% và tính lượng tro trong
clinke…………………………………………………………………… 20
4.Tính ∆C i , ∆S i , ∆A i …………………………………………… 22
5 . Tính kiểm tra………………………………………………… ..26
6 .Tính chuyển về bài phối liệu chưa nung……………………… .29
III. Tính cường độ clinker ……………………………………….32
PHẦN IV:TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT TOÀN NHÀ MÁY…..33
I. Các kí hiệu,đơn vị tính và số liệu ban đầu……………………….33
II.Tính toán………………………………………………………….33
1. Tiêu hao các cấu tử nguyên liệu theo lý thuyết………………...34
a.Nguyên liệu khô……………………………………………….34
b.Nguyên liệu ẩm ……………………………………………....34

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
c. Lượng CL thu được khi nung 1kg phối liệu khô …………….35
2.Tiêu hao các cấu tử nguyên liệu theo thực tế …………………...35
a.Nguyên liệu khô………………………………………………..36
b.Nguyên liệu ẩm ………………………………………….…….37
c. Lượng CL thu được khi nung 1kg phối liệu khô thực tế……...36
Bảng tổng hợp các chỉ tiêu nguyên liệu cho 1kg CL………....36
3.Tiêu tốn nhiên liệu cho nhà máy……………………………..….36
4.Tiêu tốn phụ gia cho 1 Kg CL………………………………..….36
Bảng Cân Bằng Vật Chất Toàn Nhà Máy……………………37
PHẦN V :TÍNH TOÁN LÒ NUNG……………………………......38
I . Xác định năng suất phân xưởng lò nung………………………..38
II. Tính toán kích thước hệ thống lò nung………………………….39
III.Tính toán quá trình cháy nhiên liệu……………………………..40
1. Quy ước……………………………..………………………..40
2.Bảng thành phần làm việc của than ở độ ẩm W=1%..................40
3. Bảng quá trình cháy của than………………………………....40
Bảng quá trình cháy với các hệ số không khí dư khác nhau……42
IV. Các số liệu kỹ thuật khác………………………………………43
1. Tính lượng than tiêu tốn………………………………………...43
2. Lượng phối liệu khô tuyệt đối…………………………...……...43
3. Lượng CO2 từ phối liệu ………………………………………...43
4. Lượng nước hoá học……………………………..……………...43
5. Lượng CaCO3 trong phối liệu …………………………………..43
6. Lượng MgCO3 trong phối liệu …………………………………43
V. Thiết lập cân băng vật chất lò nung……………………………44
A. Vật chất vào ……………………………………………………44
1. Lượng nhiên liệu đốt vào lò và calciner………...………………44
2. Lượng phối liệu vào lò …………………………………………44

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
3. Không khí vào lò……………..…………………………………44
4. Tổng vật chất vào hệ thống lò…………………………………..45
B. Vật chất ra khỏi hệ thống lò…………………………………...45
1. Lượng Clinke ra lò………………………………………………45
2. Khí thải từ máy làm lạnh………………………………………..45
3. Khí thải từ xyclon V…………………………………………….45
1) Sản phẩm cháy của nhiên liệu ……………………………..45
2) Khí do phối liệu sinh ra…………………………………….46
4. Lượng bụi của phối liệu bay ra …………………………………47
5. Tổng lượng vật chất ra khỏi hệ thống là………………………...47
Bảng tổng kết cân bằng vật chất lò nung…………………………….47
VI .Nhiệt lý thuyết tạo clinker………………………………………..48
1. Lượng nhiệt liệu tiêu tốn cho 1kg CL ……………………….....48
2. Lượng nguyên liệu khô lý thuyết vào lò ……………………......48
3. Nhiệt cần để nung nóng phối 0 ÷ 4500C ………………………..48
4. Nhiệt cần để phân huỷ caonilit ở 4500C…………………...……48
5. Nhiệt cần để nung nóng phối liệu đã mất nước hyđrat ở
450 ÷ 9000C ………………………………………………….....48
6. Nhiệt phân huỷ cacbonat C aCO3 và MgCO3 của phối liệu
ở 9000C ……………………………………………...……………….....48
7. Nhiệt nung nóng đỏ phối liệu từ 900 ÷ 14000C ………………..49
8. Nhiệt tiêu hao để tạo pha lỏng ở 14000C ……………………….49
Tính tổng lượng nhiệt vào khi nung CL…………………..…49

1. Nhiệt sinh ra do hiệu ứng toả nhiệt khi tạo khoáng CL
ở 1000÷14000C……………………………………………………49
2. Nhiệt sinh ra do hiệu ứng tạo mêtacaonilit AS2 ở 9500C………49
3. Nhiệt thu hồi khi làm lạnh CL ở 14000C ÷ 00C………………...49

4. Nhiệt sinh ra do kết quả làm lạnh của COC2 của phối liệu……..49


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
5. Nhiệt thu hồi do làm lạnh hơi nước từ 450 ÷ 00C và do ẩn nhiệt ngưng
tụ của hơi nước thoát ra………………………………………….50
VII .Cân bằng nhiệt lò nung…………...……………………...………51
A. Tính toán và giả thiết ban đầu………………………………..51
1. Nhiệt độ của phối liệu vào ống nối từ xyclon tầng IV tới

Cyclon

tầng V2. Nhiệt độ Clinke ra khỏi máy làm lạnh……...….51
3. Nhiệt độ của khí thải làm lạnh………………………………...51
4. Nhiệt độ của than cấp vào hệ thống lò………………………...51
5. Nhiệt độ của khí thải khỏi xyclon tầng V……………………..51
6. Tỉ nhiệt của than ………………………………………………51
7. Tỉ nhiệt của phối liệu………………………………………….51
8. Tỉ nhiệt của clinke……………………………………………..51
9. Tỉ nhiệt của hơi nước……………………………………...…..51
10. Hàm ẩm của không khí ở điều kiện thường ……..…………..51
B. Cân bằng nhiệt lò nung……………………………………….51
B.1. Nhiệt vào……………………………………………………51
1. Nhiệt từ phối liệu……………………………………………..51
2. Nhiệt lý học của than ẩm 1%....................................................51
3. Nhiệt do than cháy sinh ra ……………………………...……52
4. Nhiệt của KK ẩm mang vào hệ lò …………………………...52
5.Tổng nhiệt lượng mang vào hệ lò. ……………………………52
B.2. Nhiệt tiêu tốn ……………………………………………….52
1. Nhiệt lý thuyết tạo CL………………………………………...52

2. Nhiệt tiêu tốn để bốt hơi ẩm phối liệu………………………...52
3.Nhiệt tổn thất theo khí thải đem ra ngoài ở tkt =295 CO……….53
4. Nhiệt tiêu tốn do khí thải của máy làm lạnh CL ở 2500C……..53
5. Nhiệt tiêu tốn do bụi CL theo khí ở 2650C……………………54
6. Nhiệt tổn thất do Clinke mang ra khỏi máy làm lạnh ở 80oC ...54
7. Nhiệt do bụi thải mang ra ở 2950C……………………………54
8. Nhiệt mất mát ra môi trường xung quanh ………………...….54


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
9. Tổng nhiệt ra…………………………………………………..54
B.3 . Cân bằng nhiệt ………………………………………....….54
B.4 . Tổng kết cân bằng vật chất và cân bằng nhiệt lò nung….55
1.Cân bằng vật chất………………...…………………………....55
2. Cân bằng nhiệt lò nung…………………………………....….56
3. Xác định hiệu suất nhiệt, hệ số tác dụng kỹ thuật có ích của lò..57
KẾT LUẬN……………………………………………………...….58
TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………....….59


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

MỞ ĐẦU
Xi măng là vật liệu thông dụng nhất trong ngành công nghiệp xây dựng.
Xi măng đã có mặt trong đời sống của con người hàng nghìn năm qua và cho
đến nay con người vẫn sử dụng nó trong hầu hết các công trình xây dựng.
Theo những dự đoán thì xi măng vẫn là chất kết dính chủ lực trong thế kỷ tới.
Đất nước ta trải qua 2 cuộc chiến tranh tàn phá cơ sở hạ tầng còn thất
kén. Do vậy nhu cầu sử dụng xi măng ngày càng tăng khi nước ta bước vào
thời kỳ đổi mới tiến tới công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước. Hàng loạt các

công trình xây dựng: thuỷ điện, cầu cống, đường xá, các công trình thuỷ lợi,
nhà ở. ., sẽ tiêu thụ một lượng xi măng rất lớn. Mặc dù, sản lượng xi măng
sản xuất trong nước ngày càng tăng nhanh nhưng vẫn không đủ nhu cầu sử
dụng trong nước. Vì vậy, việc tăng sản lượng xi măng nhằm cân đối giữa
cung - cầu trong nước, một phần tham gia xuất khẩu đang là mục tiêu của
ngành công nghiệp xi măng Việt Nam. Để góp phần thúc đẩy sự tăng trưởng
kinh tế của đất nước đồng thời thực hiện được mục tiêu trên thì việc xây dựng
các nhà máy xi măng là rất cần thiết.
Qua sự phân tích và đánh giá tình hình nhu cầu tiêu thụ xi măng trong
nước, trong đồ án thiết kế này dự định sẽ xây dựng một nhà máy ximăng PCB
40 với năng suất 2,3 triệu tấn/năm. Nhà máy sẽ được áp dụng công nghệ tiên
tiến và hiện đại, trình đọ tự động hoá ở mức cao nhằm tiếp kiệm nhiên liệu,
điện năng và các vật tư sản xuất, đảm bảo chất lượng clinke ra lò, giản bớt
người lao động trực tiếp trong nhà máy. Sản phẩm của nhà máy sản xuất đạt
chất lượng mác XM Poóclăng hỗn hợp 40 (XMPCB 40). Ngoài ra, vấn đề
bảo đảm vệ sinh công nghiệp theo đúng tiêu chuẩn Việt Nam và Quốc tế.


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

PHẦN I:VAI TRÒ VÀ SỰ PHÁT TRIỂN CỦA XI
MĂNG
I. VAI TRÒ CỦA XI MĂNG ĐỐI VỚI SỰ PHÁT TRIỂN
CỦA ĐẤT NƯỚC:
Xi măng là một loại vật liệu xây dựng quan trọng, không thể thiếu được
trong các công trình xây dựng cơ bản ở mọi lĩnh vực của nền kinh tế quốc
dân.Ngành xi măng phát triển sẽ thúc đẩy sự tăng trưởng kinh tế của đất
nước.
Nước ta đang trong thời kỳ đổi mới, tiến tới công nghiệp hoá, hiện đại
hoá đất nước, do vậy nhu cầu về sử dụng xi măng trong công tác xây dựng cơ

bản ngày một tăng. Mặc dù sản lượng xi măng sản xuất trong nước ngày một
tăng nhưng vẫn chưa đủ đáp ứng nhu cầu trong nước và xuất khẩu.
Là một thành phần kinh tế đóng góp 10 - 12% GDP của tổng các ngành
công nghiệp, ngành xi măng Việt Nam đã chiếm một vai trò quan trọng ở một
đất nước đang trong giai đoạn chuyển đổi:
+Tạo ra sản phẩm xi măng phục vụ cho công cuộc xây dựng đất nướcvà
tham ra xuất khẩu.
+ Góp phần tăng trưởng GDP quốc gia.
+ Tạo việc làm và thu nhập cho một lực lượng lao động khá lớn của xã
hội.


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
+ Ngành công ngiệp xi măng phát triển đã kéo theo nhiều ngành nghề
khác phát triển như: Giao thông vận tải, năng lượng, cơ khí chế tạo cũng như
các ngành dịch vụ khác như: xây lắp, sản xuất thiết bị phụ tùng, vật liệu chịu
lửa, sản xuất bê tông, bao bì.
+ Ngành công nghiệp xi măng tạo ra bộ mặt mới cho ngành công nghiệp
Việt Nam; Công nghệ sản xuất xi măng khá hiện đại và là tổng hợp thành qủa
phát triển của nhiều ngành công nghiệp khác như cơ khí, điện, điện tử...
+Làm thay đổi bộ mặt xã hội ở những vùng đặt nhà máy, rút ngắn
khoảng cách phát triển giữa các vùng, giữa nông thôn và thành thị, góp phần
vào công cuộc đô thị hóa đất nước.
+ Như vậy ta thấy ngành công nghiệp xi măng có một vai trò và vị trí rất
quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Để góp phần xây dựng và phát triển
hơn nữa thì việc xây dựng các nhà máy xi măng là rất cần thiết.

II. SỰ PHÁT TRIỂN CỦA XIMĂNG THẾ GIỚI:
Từ xa xưa loài người đã biết dùng các loại nguyên liệu thiên nhiên có tính
kết dính để xây dựng các công trình, nhưng nói chung các chất kết dính này

có cường độ thấp không đáp ứng được nhu cầu sử dụng ngày càng cao của
con người. Đến năm 1825 XMP mới được phát hiện, XMP đã được phát triển
qua gần hai thế kỷ nên công nghệ sản xuất ngày càng cao. Trước đây xi măng
được sản xuất chủ yếu theo phương pháp ướt lòquay, phương pháp khô chỉ là
thứ yếu, sản lượng xi măng sản xuất theo phương pháp ướt chiếm 70 - 80%
sản lượng xi măng sản xuất ra. Ngày nay để tiết kiệm nhiên liệu, nhiệt lượng,
cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ thì công nghệ sản xuất xi


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
măng theo phương pháp khô chiếm vị trí chủ đạo. Hiện nay công nghệ sản
xuất xi măng trên thế giới đạt đến trình độ cao, sản lượng tăng, chất lượng
tốt, phong phú về chủng loại. Đứng đầu là các nước có nền công nghiệp tiên
tiến như Nhật, Đức và các nước Tây âu.
*Sản lượng XM của một số nước Đông Nam Á trong những năm đầu và
cuối thập kỷ 90 như sau (triệu tấn XM):
Sản lượng XM của một số nước Đông Nam Á
NĂM

THÁI LAN

INĐÔNÊSIA

MALAIXA

PHILIPIN

1990

18,044

16,298

6,732

6,632

1991

18,890

16,238

7,738

7,536

1998

22,289

22,314

11,722

12,888

1999

25,700

33,212

15,840

13,394

2000

26,700

43,983

18,050

15,039

Nhận xét: Sản lượng XM tăng nhanh, sau 10 năm sản lượng tăng gần gấp
3 như Indônêxia, Malaixia, Philipin. Riêng Thái Lan do chịu khủng hoảng tài
chính những năm cuối của thập kỷ nên sản lượng tăng chậm hơn so với bình
quân các nước khác.
Sản lượng XM trên một đầu người ở nước ta và một số nước trong khu
vực (kg/người/năm):
Năm

Hàn quốc Malaixia

Thái Lan

Philipin

Inđonêsia

Việt Nam

1990

772

321

330

112

87

45

1997

1205

690

655

235

140

125

Nhận xét: Bình quân XM trên đầu người nước ta còn rất thấp so với các
nước trong khu vực điều đó chứng tỏ cùng với sự phát triển của xã hội thì
nhu cầu XM của nước ta còn rất lớn thì mới đáp ứng được cơ sở hạ tầng, giao
thông mà nước ta đã đề ra vào những năm tới.

III. SỰ PHÁT TRIỂN CỦA XIMĂNG VIỆT NAM:


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Cuối thế kỷ XIX thực dân Pháp đã xây dựng nhà máy xi măng Hải phòng
vào năm 1899 để phục vụ xây dựng cầu cống, công trình quân sự và các công
sở để phục vụ cho chương trình khai phá và bóc lột thuộc địa, nên nhà máy
có công xuất nhỏ chỉ đáp ứng cho nhu cầu xây dựng của tầng lớp xã hội
thượng lưu.
Năm 1899 đến 1922 xây dựng 5 hệ thống lò đứng có năng suất 12 vạn tấn,
năm 1928 ÷ 1939 xây 5 lò quay có năng suất 30 vạn tấn.
Sau hoà bình lập lại ở miền bắc 1954 các nước xã hội chủ nghĩa giúp ta
khôi phục và cải tạo nhà máy xi măng Hải phòng đưa tổng công suất lên 70
vạn tấn. Từ năm 1960 ÷ 1970 xây dựng thêm hàng chục nhà máy xi măng lò
đứng. ở miền nam vào năm 1963 xây dựng nhà máy XM Hà tiên I (theo phương pháp ướt) nhằn phục vụ nhu cầu Xi măng tại chỗ. Từ năm 1976 ÷ 1982
xây dựng nhà máy xi măng Bỉm Sơn theo phương pháp ướt có năng suất 1, 2
triệu tấn và nhà máy xi măng Hoàng Thạch với năng suất 1, 1 triêu tấn theo
phương pháp khô. Từ năm 1991 ÷ 1992 xây dựng nhà máy Hà Tiên II theo
phương pháp khô với năng suất 1, 1 ÷ 1, 2 triệu tấn. Năm 1993 ÷ 1996 xây
dựng hơn 40 dây truyền xi măng lò đứng với công nghệ, và thiết bị của Trung
quốc. Năm 1994 sản lượng Xi măng sản xuất theo phương pháp ướt đạt 914
nghìn tấn, năm1995 đạt 1200000 tấn, năm 1995 đạt 2, 384 triệu tấn. Năm

1998 xây song Hoàng Thạch II với năng suất 1, 2 triệu tấn, năm 1999 xây
xong Bút Sơn với năng suất 1, 4 triệu tấn. Ngoài ra còn xây dựng thêm 3 cơ
sở liên doanh: Chinh Poong năng suất 1, 5 triệu tấn, Sao Mai 1, 7 triệu tấn,
Nghi Sơn 2, 3 triệu tấn. Năm 2001 xây dựng xong nhà máy Xi măng Hoàng
Mai với công suất 1, 4 triệu tấn, vào nhưng năm cuối của thế kỷ 20 các trạm
nghiền Xi măng tại các địa phương ở phía nam được đầu tư xây dựng.
Tình hình sản xuất và tiêu thụ ximăng của Việt Nam từ trước đến nay:
Năm

Đơn
vị

2000

2002

2003

2004

2005

2006


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nhập khẩu Clinker

Triệu

0,2

3,5

4,1

4,1

4,4

5,6

so năm trước(NT=100)
Sản lượng sản xuất

tấn
Triệu

13,3

233,3
21,1

117,1
24,1

100
25,3

107,3

28

127,3
32,2

so năm trước(NT=100)
Tiêu thụ

tấn
Triệu

13

131,1
21,1

114,2
24,1

105
25,2

110,6
27,5

115
32

so năm trước(NT=100)

tấn

-

131,1

114,2

104,6

109,1

116,4

Nhu cầu tiêu thụ xi măng nước ta, sản lượng dự kiến đến năm 2020.
Năm
Tốc độ tăng tiêu thụ (%)
Nhu cầu xi măng
(triệu tấn)
Dự kiến sản lượng
(triệu tấn)

2007
12

2008
10

2009
10

2010
10

2015
5– 8

2020
2,5- 3

36,50

40,10

44,20

48,60

63–65

68- 70

35,30

42,05

47,60

49,80

62,80

-

Để đáp ứng nhu cầu Xi măng trên thị trường trong nước từ năm 2005 ÷
2020 đáp ứng đủ lượng xi măng cho xã hội thì đòi hỏi phải xây dựng một loạt
các nhà máy xi măng ưu tiên xây dựng các nhà máy xi măng có công suất lớn,
có công nghệ hiện đại, và tập trung ở những vùng có nguồn nguyên liệu tốt,
và thuận tiện trong việc tiêu thụ, tập trung xây dựng các nhà máy mà thuận
tiện trong giao thông vận tải, có sẵn cơ cở vật chất giản giá thành xây dựng cơ
bản. Xây dựng các nhà máy có cảng nước sâu thuận tiện cho quá trình suất
khẩu, cũng như suất Clinke vào thị trường phía nam nơi sẽ đặt các trạn nghiền
Clinke, tập trung xây dựng các nhà máy tại Quảng Ninh, và phía nam tỉnh
Thanh Hoá nơi có nguồn nguyên liệu và có cảng nước sâu. Sau đây là bảng số
liệu các dự án xi măng sẽ được xây dựng trong thời gian tới
Các nhà máy xi măng đang xây dựng và sẽ đầu tư xây dựng
TT
1
2
3
4
5
6
7
8

Tên nhà máy
Xi măng Thái Nguyên
XM Hạ Long
XM Tuyên Quang

XM Thăng Long
XM Cẩm Phả
XM Bình Phước
XM Phúc Sơn
XM Hoàng Thạch 3

Công suất thiết kế

Thời gian xây dựng

(tr tấn)
1, 5
2, 0
1, 4
2, 3
2, 3
2, 0
1, 8
1, 2

2002 ÷ 2006
2002 ÷ 2006
2006 ÷ 2009
2002 ÷ 2006
2003 ÷ 2006
2003 ÷ 2007
2003 ÷2005
2003 ÷ 2005

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22

XM Bút Sơn 2
XM Bỉm Sơn 2
XM Chin Fon HP 2
XM Thạch Mỹ
XM Hà Tiên 3
XM Mỹ Đức
XM Đồng Lâm
XM Nghi Sơn 2
XM Đồng Bánh
XM Sông Gianh 2
XM Hạ Long 2
XM Cẩm Phả 2
XM Yên Bái
XM Thăng Long 2

2, 3
2, 3
1, 5
2, 5
1, 2
2, 3
2, 3
3, 0
1, 5
2, 3
3, 0
3, 0
1, 4
3, 0

2003 ÷ 2006
2003 ÷ 2006
2005 ÷ 2008
2003 ÷ 2007
2004 ÷ 2007
2010 ÷ 2014
2004 ÷ 2008
2007 ÷ 2010
2004 ÷ 2008
2007 ÷ 2010
2010 ÷ 2013
2009 ÷ 2012
2010 ÷ 2015
2008 ÷ 2012

Với các nhà máy đang và sẽ xây dựng nó sẽ đáp ứng đủ nhu cầu xi măng
xây dựng của nước ta trong tương lai gần đây, góp một phần vào công cuộc
xây dựng đất nước. Đưa đất nước ta trở thành một nước công nghiệp, với
lượng xi măng tiêu thụ trên một đầu người ngang tần với các nước khu vực,
cũng như trên thế giới.


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

PHẦN II: LỰA CHỌN ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG
NHÀ MÁY VÀ DÂY CHUYỀN
I. CƠ SỞ LỰA CHỌN ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG NHÀ MÁY.
Để lựa chọn được địa điểm xây dựng nhà máy một cách hợp lý thì địa điểm
được chọn phải thỏa mãn các yêu cầu sau:

1. Yêu cầu về tổ chức sản xuất:
Trước hết địa địa điểm xây nhà máy phải được chọn trên cơ sở nguyên liệu
tại. Cung cấp đủ lượng đá vôi, đất sét... đảm bảo việc cung cấp nhiên liệu,
điện, nước và gần nơi tiêu thụ sản phẩm hoặc thuận tiện cho việc di chuyển
sản phẩm đi nơi khác tiêu thụ.


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
2. Yêu cầu hạ tầng kỹ thuật:
Phù hợp và tận dụng tối đa hệ thống giao thông quốc gia bao gồm đường
bộ, đường thuỷ, đường sắt.
Phù hợp với phân vùng kinh tế, mạng lưới phát triển công nghiệp trung
ương và địa phương, nhằm tạo điều kiện phát huy tối đa công suất nhà máy
và khả hợp tác với các nhà máy lân cận.

3. Yêu cầu về xây dựng, vận hành nhà máy:
Thuận tiện cho việc cung cấp vật liệu, vật tư, xây dựng nhằm giảm chi phí
vận chuyển.
Địa điểm xây dựng còn chú ý đén nguồn cung cấp nhân lực tại chỗ, cung
cấp lương thực, thưc phẩm cho đời của công nhân nhà máy.

4. Yêu cầu về điều kiện địa chất, thủy văn:
Địa hình xây dựng nhà máy phải có kích thước hình dạng thuận lợi trong
việc xây dựng trước mắt cũng như mở rộng diện tích sau này.
Khu đất phải cao ráo, tránh ngập lụt về mùa mưa lũ, có mực nước ngầm
thấp tạo điều kiện cho việc thoát nước.
Địa điểm phải không nằm trên vùng có mỏ khoáng sản hoặc địa chất không
ổn định.
Về khí hậu phải thoã mãn yêu cầu không phải vùng gió quặt luôn sinh ra
lốc xoáy. Không ngập lụt hàng năm, mùa gió ổn định để dễ cho việc bố trí
mặt bằng bảo đảm an toàn vệ sinh công nghiệp

5. Yêu cầu về kỹ thuật xây dựng:
Về địa hình khu đất có kích thước hình dạng thuận lợi trong việc xây dựng
trước mắt cũng như mở rộng diện tích nhà máy sau này và thuận lợi cho việc
thiết kế bố trí dây truyền công nghệ sản xuất. Khu đất phải cao ráo, tránh ngập
lụt về mùa mưa lũ, có mực nước ngầm thấp tạo điều kiện cho việc thoát nước.


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Độ dốc tự nhiên thấp hạn chế việc san lấp mặt bằng. Về địa chất, địa điểm
phải không được nằm trên các vùng có mỏ khoáng sản hoặc địa chất không ổn
định. Cường độ khu đất xây dựng từ 1,5 ÷ 2kg/cm2.
Nhận xét: Để lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy hợp lý phải căn cứ vào

các yêu cầu trên. Nhưng trong thực tế rất khó khăn cho việc lựa chọn địa điểm
mà nó thoả mãn đủ các yêu cầu đó. Sau khi xem xét những thuận lợi và khó
khăn từng mặt trong đồ án này nhà máy xi măng em dự định xây dựng tại xã
Quỳnh Vinh-Huyện Quỳnh Lưu-Tỉnh Nghệ An. Địa điểm này thoả mãn được
các điều kiện xây dựng một nhà máy sản xuất xi măng Pooclăng hỗn hợp
PCB 40 với năng suất 2,3 triệu tấn /năm.

II. GIỚI THIỆU VỂ ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG NHÀ MÁY XI
MĂNG :
1. Nguồn nguyên liệu- nhiên liêu cho nhà máy:
1.1. Đá vôi:
+ Mỏ đá vôi Hoàng Mai A (Nghệ An) có trữ lượng :205,446 triệu tấn.
+ Mỏ đá vôi Hoàng Mai B (Nghệ An) có trữ lượng :132,646 triệu tấn.
Đá vôi được khai thác và vạn chuyển về nhà máy bằng hệ thống băng tải .Tất
cả đều do các công ty khai thác đảm bảo cho nhà máy về cả trữ lượng và chất
lượng.
1.2. Đất sét:
+ Mỏ đá sét Quỳnh Vinh (Nghệ An) có trữ lượng :17,675 triệu tấn.
+ Mỏ đá sét Trà Bồng có trữ lượng

:61,76 triệu tấn.

Các mỏ đá vôi và đá sét cách nhau khoảng 2 km và gần với địa điểm đặt nhà
máy thuận tiện cho việc vận chuyển giảm chi phí trong vấn đề này.
1.3. Nguyên liệu điều chỉnh:
• Quặng sắt:


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
- Quặng Sắt từ các nơi được nhập về nhà máy dưới dạng thành phẩm có

kích thước đạt yêu cầu nguồn sau:
- Quặng sắt Thạch Thành-Thanh Hoá: Hàm lượng Fe2O3 : 30÷65% là loại
quặng có chất lượng khá.Trữ lượng mỏ khoảng trên 4 triệu tấn.
- Quặng sắt thứ sinh Tuyên Quang-Thạch Thành, Thanh Hoá: Là loại mỏ
có chất lượng trung bình.Trữ lượng của mỏ trên 1 triệu tấn.
- Quặng sắt từ mỏ Thanh Kỳ, Như Xuân, Thanh Hoá: Có chất lượng tốt
hơn quặng sắt Thạch Thành, hàm lượng Fe2O3 tới 70%.Trữ lượng mỏ quặng
sắt Thanh Kỳ khoảng 3-4 triệu tấn.
- Với tổng trữ lượng của các mỏ quặng sắt trên khoảng 8÷9 triệu tấn: đủ
đáp ứng sản xuất xi măng lâu dài của nhà máy.
• Boxít: Bổ sung Al2O3
- Boxít được nhập về nhà máy từ các nguồn
+ Boxít Lạng Sơn
+ Boxít Cao Bằng
+ Boxít Hải Hưng
1.4. Nhiên liệu:
a. Than:
Nhiên liệu để sản xuất Clinker là than Hòn Gai - Cẩm Phả loại cám 3
Chất lượng than cám 3 theo TCVN 1790 – 1999 như sau:
- Nhiệt trị toàn phần

: > 6850 Kcal/Kg

- Tro trung bình

: 16,5 (giới hạn 15 ÷ 18%)

- Chất bốc trung bình

: 6,5%

- Độ ẩm trung bình

: 7,0 (max12%)

- Cỡ hạt

: max 15mm

b. Dầu FO :


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Dầu FO nhập ở nước ngoài và được vận chuyển về nhà máy từ cảng Hải Phòng
bằng tàu hoả. Nhu cầu FO mỗi năm khoảng 1000 tấn.
*Các tính chất của dầu FO.
- Tỷ nhiệt

: 0,93 – 0,98 kg/l

- Nhiệt trị

: 9800 – 10.000 Kcal/kg

- Hàm lượng

: S ≤ 3%

1.5. Các loại phụ gia
a.Thạch cao:

Nhà máy sử dụng nguồn Thạch Cao nhập ngoại (từ Lào hoặc Thái Lan),
thông qua công ty kinh doanh Thạch Cao xi măng với khả năng cung cấp
cũng như chất lượng đã được khẳng định trong nhiều năm qua trong các nhà
máy xi măng. Thạch Cao được vận chuyển về nhà máy bằng tàu hoả.
b. Phụ gia lười:
Phụ gia lười chủ yếu là đá bazan được lấy từ các nguồn sau:
+ Đá bazan Nông Cống- Thanh Hóa: Trữ lượng khai thác 2,55 triệu tấn.
+ Đá bazan Phủ Qùy-Nghệ An: Trữ lượng mỏ là 67 triệu tấn

2. Vị trí địa lý, khí hậu và địa chất công trình thuỷ văn:
2.1.Vị trí địa lý:
Nằm trên khu ruộng của HTX Vinh Hoa xã Quỳnh Vinh huyện Quỳnh Lưu
Nghệ An .Phía đông cách quốc lộ 1A 1,2 km .Phía Bắc là xóm Đồng Thạch
giáp mỏ đá sét Quỳnh Vinh .Phía tây là cánh đồng của hợp tác xã Vinh
Hoa.Phía Nam giáp tuyến đường sắt thống nhất.

2.2. Đặc điểm khí hậu:
• Nhà máy xi măng nằm trong vùng có đặc điểm khí hậu nhiệt đới gió
mùa và được phân thành hai mùa rõ rệt:


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
- Mùa nóng kéo dài từ tháng 4 đến giữa tháng 11 gồm 2 thời kì :
Thời kì nóng khô có gió lào từ tháng 4 đến cuối tháng 7
Thời kì nóng , ẩm có bão từ tháng 8 đến tháng 10
- Mùa lạnh từ cuối tháng 11 đến cuối tháng 3 gồm 2 thời kì :
Thời kì lạnh khô thừ cuối tháng 11 đến cuối tháng 1với gió mùa đông
bắc
Thời kì lạnh khô có mưa phùn vào tháng 2 và 3.
• Các yếu tố khí hậu đặc trưng :

- Lượng mưa trung bình hàng năm là 1543 mm.
Số ngày mưa phùn trung bình năm 28,1 ngày.
- Nhiệt độ trung bình hàng năm khoảng 23,6oC.
Nhiệt độ tối cao trung bình hàng năm khoảng 27,3 oC.
- Số ngày quá nóng (> 30oC) trong năm 22,3 ngày .
Số ngày quá lạnh (< 15oC) trong năm 43,1 ngày .
- Độ ẩm trung bình 84,8%.Độ ẩm trung bình thấp nhất vào tháng 7 (78%)
và tăng đến tháng 3 , 4 năm sau (89%) ứng thời kì có mưa.
- Khu vực có 2 hướng gió chính là
Gió mùa đông bắc : tháng 11 đến tháng 3 năm sau .Gió mùa đông bắc
thướng có tần suất theo tháng từ 21-35% với tốc độ gió trung bình 2,8-3,6
m/s.
Gió mùa tây nam : tháng 5 đến cuối tháng 7.Gió mùa tây nam thấp biến
tính gọi là gió lào rất nóng và khô là gió mạnh nên làm cho cường độ bốc
thoát hơi rất lớn.Số ngày gió lào trung bình trong năm 25,4 ngày và thường
cao nhất vào tháng 7 là 9,3ngày và có nhiệt độ cao nhất có thể trên 35 0C.
- Bão :hằng năm ở Quỳnh Lưu chịu ảnh hưởng của 1-2 cơn bão vào tháng
8-10.Sức gió ở đồng bằng mạnh ,những cơn gió giật có thể đến 40-50 m/s
nhưng suy yếu nhanh chóng ở vùng đồi núi.
2.3. Địa chất công trình:


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Địa hình xây dựng nhà máy tương đối bằng phẳng là cánh đồng rộng hằng
trăm ha .Phía bắc của địa điểm dự kiến khu ruộng có cao độ 9-11m và thấp
dần về phía nam có cao độ 2,1-3,2m.Đường sắt thống nhất có cao độ 3,8-3,9
m.
Diện tích mặt bằng nằm trên nền đất đá thuộc hệ tầng đồng Trầu .Trong
phạm vi chiều sâu khảo sát đến độ sâu 27 m gồm các lớp đất đá từ trên xuống
dưới như sau :

+ Lớp đất trồng trọt :dày 0,3-0,5 m.
+ Lớp sét dẻo ít cát :dày trung bình 10m.Cường độp kháng nén trung bình
là 3,54 kg/cm2.
+ Lớp sạn sỏi pha sét có lẫn cát : dày 7m.
+ Lớp sét bột kết xe cát kết: dày trung bình >7 m.Cường độp kháng nén
trung bình là 139 kg/cm2.
Ta thấy địa điểm xây dựng nhà máy không có lớp đất yếu , các lớp đất đá
phân bố tương đối đều về diện cũng như chiều sâu .Cho phép ta có thể xây
dựng các công trình có tải trọng trung bình đến lớn.

3. Giao thông vận tải.
Nhà máy ximăng dự kiến xây dựng ở một vị trí khá thuận lợi về vận tải vì
nằm gần các trục giao thông chính quốc lộ 1A và đường sắt thống nhất Bắc
nam, cách không xa cảng Cửa Lò và Cảng Nghi Sơn.
3.1. Đường sắt:
Bao gồm các tuyến đường sau :
• Đường sắt Hà Nội- Thành Phố Hồ CHÍ Minh:nhu cầu vận tải của nha
máy chủ yếu lien quan đến đoạn Hà Nội –Vinh; Vinh-Đà Nẵng.
• Đường sắt Hà Nội –Lào Cai dài 297 km dùng để đưa quặng sắt về nhà
máy.
• Đường sắt Cầu Giát –Nghĩa Đàn :dài 31 km dùng để vận chuyển
Bazan về nhà máy .


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
• Đường sắt Quán Hành –Cửa Lò.
3.2. Đường bộ:
Nhà máy nằm cạnh quốc lộ 1A.Ngoài ra còn có các đường ôtô đến cảng
Cửa Lò và cảng Nghi Sơn và các đường sang Lào.
3.3. Đường thủy :

• Cảng Cửa Lò :
• Cảng Nghi Sơn:

4. Cung cấp điện nước :
Cách hàng rào nhà máy về phía đông 100 m có tuyến điện quốc gia 220 KV
và tuyến kép 110 KV chạy theo hướng Đông Bắc-Tây Nam song song với
chiều dài nhà máy .
Nhà máy sử dụng nguồn nước ngầm khu vực Hoàng Mai trong phạm vi
cách nhà máy 4 km.

II-THUYẾT MINH SƠ ĐỒ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ:
1. Bản vẽ sơ đồ dây chuyền công nghệ nhà máy :
2 .Thuyết minh dây chuyền công nghệ nhà máy:
2.1. Công đoạn gia công và chuẩn bị phối liệu :


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
- Đá vôi nhận từ công ty khai thác đạt yêu cầu chất lượng được đưa vào
kho chứa đồng nhất sơ bộ bằng hệ thống băng tải, và được rải thành các đống
dọc kho (dải theo phương pháp CHEVRON) có hiệu suất đồng nhất cao 10:1.
- Đất sét nhận từ công ty khai thác đạt yêu cầu chất lượng được chuyển về
kho đồng nhất sơ bộ cũng bằng hệ thống băng tải (rải theo phương pháp
WINDROW). Hiệu suất đồng nhất 10:1.
- Tiếp nhận than, phụ gia, nguyên liệu điều chỉnh, thạch cao, vào kho tổng
hợp.
- Các loại nguyên, nhiên liệu trên được vận chuyển về công ty bằng ô tô
hoặc tàu hoả. Sau đó được đưa vào kho bằng hệ thống băng tải và rải thành
những đống riêng biệt nhờ Stacker chạy dọc kho. Riêng thạch cao và phụ gia
dạng cục có thể được chứa tại bãi ngoài trời gần với kho chứa tổng hợp.
Trước khi đưa vào kho chứa đồng nhất sơ bộ, thạch cao và phụ gia cục được

đập qua máy đập búa.
2.2. Nghiền nguyên liệu và đồng nhất:
- Các cầu xúc đá vôi, quăczít và quặng sắt được cấp vào các két chứa của
máy nghiền. Từ đó qua hệ thống cân định lượng cấp vào băng tải chung đổ
vào máy nghiền. Riêng đất sét được xúc và vận chuyển thẳng đến băng tải
chung cấp liệu vào máy nghiền. Bột liệu sau khi ra khỏi máy nghiền có độ sót
sàng trên sàng R008 là 10% và có độ ẩm W ≤ 1% . Bột liệu đạt yêu cầu được
chuyển đến Silô đồng nhất bột liệu bằng hệ thống máng khí động và gầu
nâng. Silô đồng nhất làm việc theo nguyên tắc đồng nhất và tháo liệu liên tục.
Việc đồng nhất bột liệu được thực hiện trong quá trình tháo liệu ra khỏi Silô.
Mức độ đồng nhất của Silô là 10:1.
2.3. Hệ thống lò nung và thiết bị làm lạnh:
- Bột liệu từ Silô được qua két cân định lượng rồi được vân chuyển về hệ
thống cyclôn trao đổi nhiệt bằng hệ thống gầu nâng và máng khí động, sau khi
qua calciner, lò quay, máy làm lạnh tạo thành Clinker. Clinker sau khi làm


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
nguội được vận chuyển về Silô ủ chứa Clinker, có hai loại silô chứa Clinker
một loại Clinker thành phẩm và một loại Clinker phế phẩm.
2.4. Nhiên liệu:
- Lò được thiết kế chạy 100% than Antraxít, dầu FO chỉ sử dụng trong quá
trình sấy lò và chạy ban đầu. Than được sử dụng là loại tham cám 3. Than
được nghiền mịn với độ sót sàng là 5% trên sàng R009 và có độ ẩm ra là W ≤
0,5%. Bột than mịn được chứa trong hai két chứa than, một két dùng cho lò
chiếm 40% và một két dùng cho Calciner chiếm 60%. Than mịn được cấp vào
lò và Calciner qua hệ thống thùng cân định lượng và bơm khí nén.
2.5. Nghiền xi măng:
Clinker, thạch cao và phụ gia được vận chuyển lên các két chứa máy
nghiền bằng hệ thống băng tải và gầu nâng, từ các két chứa này Clinker ,

thạch cao và phụ gia điều chỉnh sẽ được đưa vào máy nghiền để nghiền mịn.
Xi măng bột liệu được vận chuyển tới các silô chứa xi măng bột bằng hệ
thống máng khí động và gầu nâng.
2.6. Đóng bao xi măng:
Từ đáy silô chứa, qua hệ thống cửa tháo, xi măng sẽ được vận chuyển tới
các két chứa của các máy đóng bao với hệ thống cân điện tử. Sau đó xi măng
bao sẽ được chuyển tới các máng xuất xi măng bao xuống tàu hoả hoặc ô tô.
Ngoài ra từ các silô chứa xi măng rời từ đây có thể xuất theo xi măng rời theo
đơn đặt hàng .


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

PHẦN III:CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA XI MĂNG
I. GIỚI THIỆU XIMĂNG POÓCLĂNG VÀ PHÂN LOẠI.
1. Ximăng Pooclăng(XMP):
Là sản phẩm nghiền mịn của hỗn hợp gồm clinke XMP, thạch cao(thường
3÷5%),và phụ gia công nghệ (nếu có).

2. Ximăng Pooclăng hỗn hợp(XMPCB):


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Là sản phẩm nghiền mịn của hỗn hợp gồm clinke XMP, thạch cao (thường
3÷5%), phụ gia hỗn hợp(tổng lượng≤ 40%, phụ gia lười không quá 20%) và
phụ gia công nghệ (nếu có).

3. Clinke XMP:
Là sản phẩm thu được sau khi nung hỗn hợp nghiền mịn từ nguyên liệu chủ
yếu là đá vôi và khoáng sét đến kết khối để tạo thành các khoáng chính chủ

yếu là silicát canxi có độ bazơ cao (C2S,C3S…) .

4. Phụ gia của xi măng:
 Phụ gia đầy(lười) ≤ 20%, cho vào trong xi măng để tăng sản lượng
của ximăng, không ảnh hưởng xấu đến chất lượng xi măng, nó không tham
gia phản ứng tạo sản phẩm mới với xi măng.
 Phụ gia khoáng hoạt tính:
Cho vào trong xi măng để cải thiện cải tạo một số tính chất của xi măng
trong quá trình hyđrát hoá và đóng rắn của xi măng. Nó có tác dụng với sản
phẩm của xi măng.
 Phụ gia công nghệ:
Phụ gia công có tác dụng cải thiện tính chất của xi măng nhằm đáp ứng
các yêu cầu sử dụng hoặc có phụ gia tăng cường quá trình nghiền, vận
chuyển, đóng bao và bảo quản (hàm lượng ≤1%)

II.THÀNH PHẦN KHOÁNG HOÁ CỦA CLINKE XMP:
1.Thành phần hoá:
Gồm 2 nhóm ôxít:
+Nhóm chính: SiO2, Al2O3, CaO, Fe2O3: Nhóm chính chiếm(95÷97)% khối
lượng.