TÀI LIỆU đào tạo vận hành lò quay nhà máy xi măng

KIỂM SOÁT VẬN HÀNH LÒ
Stefan Gross
TPT 02/21185/E

1. GIỚI THIỆU...................................................................................3
2. THÔNG SỐ KIỂM SOÁT...............................................................4
2.1

Vị trí đo các thông số và biến số kiểm soát..................... 6

2.1.1 Lò ướt...............................................................................5
2.1.2 Lò Lepol............................................................................7
2.1.3 Lò có Preheater.................................................................7
2.1.4 Lò có Precalciner .............................................................8
2.2

Nhiệt độ zôn nung (BZT)...................................................8

2.2.1 Pyrometer ........................................................................9
2.2.2 NOx của khí thải.............................................................10
2.2.3 Tải lò.................................................................................9
2.2.4 Nhiệt độ gió 2 (SAT) và nhiệt độ gió 3 (TAT)....................11
2.2.5 Vị trí của phần liệu tối(chỉ áp dụng cho lửa gas)............12
2.3

Nhiệt độ đầu lò (BET).....................................................12

2.4
Kiểm soát bằng O2..........................................................11
3. BIẾN SỐ KIỂM SOÁT (chỉ cho lò)...............................................14
3.1

Lưu lượng nhiên liệu.......................................................12

3.2

Lượng liệu nạp vào lò.....................................................13

3.3

Gió lò...............................................................................13

3.4
Tốc độ lò.........................................................................14
4. PHƯƠNG PHÁP KIỂM SOÁT......................................................15
4.1

Lưu ý chung....................................................................15

4.2

Các khả năng có thể của các thông số ..........................17

4.3

Sơ đồ nhánh của các quyết định.....................................18

4.4
Cách khắc phục..............................................................17
5. KIỂM SOÁT PRECALCINER.......................................................25

© Holcim Group Support Ltd.

5.1

Nhiệt độ khử CO2...........................................................26

5.2

Kiểm soát O2..................................................................28

5.3

Các thông số kiểm soát khác..........................................28

Page 1


6. KIỂM SOÁT GRATE COOLER ...................................................29
6.1

Chiều cao lớp bed và tốc độ ghi......................................30

6.2

Các vòng kiểm soát cấp thấp..........................................30

6.2.1 Lưu lượng gió làm nguội.................................................30
6.2.2 Áp suất kiln hood ........................................................3133
7. PROCESS PROBLEMS AND KILN UPSET CONDITIONS.........32
7.1

Dao động vòng lặp..........................................................32

7.2

Sập coating.....................................................................33

7.3

Bể vòng ring....................................................................34

7.3.1 Vòng ring clinker.............................................................34
7.3.2 Vòng ring ở giữa, liệu. bùn..............................................35
7.4

Liệu nóng phun ..............................................................36

7.5

Vết đỏ trên vò lò..............................................................36

7.6
Mất liệu cấp vào lò..........................................................37
8. THỦ TỤC KHỞI ĐỘNG VÀ DỪNG LÒ........................................37
8.1

Khởi động........................................................................37

8.2
Dừng lò...........................................................................39

9.CÁC ĐIỀU KIỆN CHUNG
60
10.TÍNH TOÁN THỜI GIAN LƯU.....................................................62
11.MỘT SỐ KIẾN THỨC CƠ BẢN KHÁC CẦN CHO VH LÒ...........65
12.PHƯƠNG PHÁP KIỂM SOÁT VẬN HÀNH LÒ TẠI HÒN CHONG
12.1

Thủ tục vận hành lò tại Hòn Chông

12.2

Quy trình cấp liệu lò

12.3

Quy trình sấy lò

12.4

Quy trình dừng lò

12.5

Vận hành bằng Linkman

12.6

Vận hành lò với AFR

13.CÁC SỰ CỐ Ở HVL VÀ BÀI HỌC KINH NGHIỆM

Page 2

13.1

Nghẹt C1

13.2

Nghẹt C2

13.3

Nghẹt C5

13.4

Coating rơi từ DDF

13.5

Clinker đóng tảng trong cooler

© Holcim Group Support Ltd.


13.6

Kiln flush

13.7

Thời gian sấy kéo dài do lò nguội

13.8

Rớt gạch, đỏ vỏ lò

13.9

Ghi bị thủng

13.10

Cân than bị nghẹt

13.11

Flowmeter bị kẹt

13.12

Lò bị cong

15.CÁC THIẾT BỊ CHÍNH
15.1

Hệ thống kíck lò

15.2

Kết cấu cooler và hệ thống thuỷ lực cooler

15.3

Flowmeter

15.4

Coal weigh feeder

15.4

Quạt

15.5

Vật liệu chịu lửa

15.6

Bec đốt

15.7

Cyclone

16.CÁC THIẾT BỊ ĐO CHÍNH
16.1

Phân tích khí

16.2

Can nhiệt ( thermo-couple)

16.3

Thiết bị đo áp

16.4

Pyro-meter

17.PID
18.INTERLOCKS và CÁC TÍN HIỆU KIỂM SOÁT
19.HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
20.

1.

GIÔÙI THIEÄU

© Holcim Group Support Ltd.

Page 3


Các hệ thống lò nung clinker khác nhau có thể phân
biệt theo độ ẩm của nguyên liệu nạp vào lò. Các

loại công nghệ khác nhau như sau:
 Công nghệ ướt
 Bán ướt

15-21 %

 Bán khô
 Khô

30-40 % độ ẩm

10-15 %

<1%

Mặc dù mỗi loại công nghệ lò nung có những
thông số vấn hành riêng nhưng vật liệu phải qua
các phản ứng lý hoá tương tự cho đến khi clinker ra
khỏi hệ thống lò nung
Các phản ứng cơ bản là:
 Sấy khô vật liệu
 Gia nhiệt vật liệu
 Khử CO2
 Tạo khoáng clinker
 Làm nguội clinker
Điểm khác nhau chính giữa các lại công nghệ khác
nhau là thời gian và năng lượng yêu cầu mà mỗi
phản ứng cần để hoàn thành.Do đó giới hạn vận
hành của các thông số kiểm soát khác nhau thay
đổi từ hệ thống này sang hệ thống khác. Tương tự

như vậy đối với thời gian phản hồi cũng như tần số
và biên độ của bất kỳ sự điều chỉnh nào trên
các bộ điều khiển.
Tuy nhiên có một số các quy luật cơ bản được áp
dụng cho tất cả các loại hệ thống lò nung, như được
trình bày bên dưới, tạo thành cơ sở nền tảng của
việc vận hành lo.ø

Page 4

© Holcim Group Support Ltd.


2.

THÔNG SỐ KIỂM SOÁT
Các hệ thống lò nung thường được trang bò một số
lượng lớn các thiết bò đo lường, cảm biến. Một số
chỉ dùng cho mục đích thông tin (ví dụ cánh van đóng
hay mở), những cái khác dùng để phát hiện các
tình huống nguy hiểm (cyclone nghẹt), nhưng chỉ có
một vài thiết bò luôn luôn được dùng cho vận hành
lò.
Những giá tri đo quan trọng nhất dùng để kiểm soát
việc vận hành lò được gọi là các thông số kiểm
soát. Để giữ các thông số kiểm soát gần với một
giá trò mục tiêu nào đó, người vận hành sẽ điều
chỉnh các biến số kiểm soát.
Những thơng số kiểm sốt
Những thơng số kiểm sốt quan trọng nhất trong vận hành bất kỳ một hệ

thống lò nào bao gồm:

 Nhiệt độ zơn nung (chỉ số cho biết chất lượng clinker)
 Nhiệt độ đầu lò (chỉ số cho biết tình trạng bột liệu chủ yếu là mức độ
sấy, gia nhiệt và khử CO2)

 Hàm lượng Oxy của khí thải khỏi lò (chỉ số cho biết hiệu quả cháy)
 Trường hợp lò có precalciner: Nhiệt độ và Oxy là của khí thải ở đầu ra
của precalciner

 Đối với lò có grate coolers: Chiều cao lớp clinker trên ghi.
Các biến số kiểm sốt
Các biến số quan trọng nhất được điều chỉnh để duy trì các thơng số kiểm
sốt trên trong một phạm vi cho phép nào đó gồm:

 Lượng nhiên liệu đi lò
 Lượng liệu nạp vào lò
 Gió trong lò
 Tốc độ lò
 Trường hợp lò có precalciner: Lượng nhiên liệu và gió đưa vào
precalciner

 Trường hợp lò có grate cooler : Tốc độ ghi

© Holcim Group Support Ltd.

Page 5


Những mục tiêu vận hành lò

Việc vận hành một hệ thống lò cần phải đạt các u cầu sau:

 Bảo vệ thiết bị và con người
 Chất lượng clinker luôn luôn tốt
 Vận hành ổn đònh ít thay đổi
 Hiệu suất nhiệt tối đa
 Năng suất tối đa
Vò trí đo của các thông số và biến số
kiểm soát
2.1

Vò trí đo và một vài giá trò tiêu biểu của các thông số
kiểm soát khác nhau được minh hoạ bên dưới, các biến
số kiểm soát được điều chỉnh gần với các chỉ tiêu
được thể hiện cho các loại lò khác nhau

2.1.1Lò ướt
BZT

BET

~1450 °C

~800 °C

Fuel rate

Kiln speed

Oxygen (for

coal) 1.0 –
2.0%

Feed rate

Kiln draft

Figure 1: Control parameters and control variables of
a wet kiln

Page 6

© Holcim Group Support Ltd.


2.1.2Lepol kiln

Oxygen (for
coal) 2.0 - 2.5
%

BET
BZT

~1050 °C

~1450 °C

Fuel rate

Kiln
speed

Feed rate

Kiln draft

(H2O/RM)

Figure 2: Control parameters and control variables of
a Lepol kiln
2.1.3Preheater kiln

BZT
1450 °C

BET
~1050 °C

Oxygen (for
coal) 2.0 2.5%

Figure 3: Control parameters and control variables of a PH
kiln
Fuel rate

© Holcim Group Support Ltd.

Kiln speed

Kiln draft

Page 7

Feed rate


2.1.4

Precalciner kiln

Oxygen after PC
1.5 - 2.5 %

BZT

BET

1450 °C

~1150 °C

Oxygen at KI
(for coal)
2.5 - 3.5%

Kiln draft
Fuel rate

Kiln speed

and PC draft

Feed rate

Figure 4: Control parameters and control variables of a
precalciner kiln

2.2

Nhiệt độ zone nung (BZT)

Nhiệt độ zone nung xác đònh clinker được nung tốt đến
mức độ nào và quá trình chuyển C2S thành C3S
hoàn tất đến đâu. Khi clinker ra khỏi zone nung, vôi tự
do thường là khoảng 0.5-1.5%.
Việc phân tích đònh kỳ vôi tự do sẽ cho biết nhiệt
độ zone nung thực tế có phù hợp với mức vôi tự do
mong muốn hay không, hoặc phải tăng lên hoặc
giảm xuống.
Chỉ tiêu BZT có thể cần phải thay đổi do thành
phần và khả năng nung của vật liệu thay đổi, do sự
thay đổi của đặc tính của ngọn lửa, do việc sử dụng
nhiều loại nhiên liệu hoặc sự biến đổi của điều
kiện cháy.

Page 8

© Holcim Group Support Ltd.

Cùng một mục đích, ngoài việc đo vôi tự do, đôi khi
người ta còn đo dung trọng clinker. Mặc dù trong đa số
trường hợp, sự tương quan giữa nhiệt độ zone nung và
dung trọng là không đủ để đánh giá chỉ tiêu nhiệt
độ zone nung một cách chính xác.
Dung trọng đïc xác đònh bằng khối lượng 1 dm3
clinker có cỡ hạt xác đònh ví dụ cỡ hạt từ 8-11mm.
Việc điều chỉnh chỉ tiêu BZT thường kéo dài vài
giờ tuỳ theo thời gian phân tích vôi tự do (hoặc dung
trọng) , thường việc phân tích được thực hiện theo chu
kỳ 1 hoặc 2 giờ.
Đối với mục đích kiểm soát lò, thời gian phân tích
mẫu 1-2 giờ là quá chậm cho việc điều chỉnh vận
hành lò vì quá trình nung là một quá trình khá nhạy
và dao động nhiệt độ zon nung xảy ra thường xuyên
và trong thời gian ngắn.
Do đó có thêm nhiều chỉ số hiển thò liên tục được
sử dụng để xác đònh BZT. Hầu hết các chỉ số này
không cho biết nhiệt độ tuyệt đối của BZT nhưng
chúng cho các thông tin cần thiết để biết được BZT
tăng hoặc giảm so với giá trò mong muốn trước đó.
Có nghóa là chúng cho biết xu hướng biến đổi của
BZT trong khoảng thời gian ngắn.
Các chỉ số này giúp dự báo vôi tự do cho đến khi
có mẫu phân tích thật sự.
2.2.1

Pyrometer ( hoả quang kế)

Bức xạ phát ra bởi clinker và lớp trám trong BZ có
một sự tương quan với nhiệt độ của BZ. Do đó BZT
có thể xác đònh bởi việc đo cường độ hoặc màu
sắc của bức xạ này.
Một sự tương quan nhiệt độ màu sắc tương đối như
sau: (chỉ đối với chuỗi màu nhìn thấy được)
Lowest visible red to dark red
Dark red to cherry red
Đỏ anh đào tới đỏ chói

475-650 °C
650-750 °C
750-850

°C
Đỏ chói tới cam

© Holcim Group Support Ltd.

850-900 °C

Page 9


Cam tới vàng

900-1100 °C

Vàng tới vàng lạt

1100-1350 °C

Vàng lạt tới trắng

1350-1550 °C

Bắng cách đo màu sắc của bức xạ BZ và không như
cường độ, chỉ thò ít bò ảnh hưởng bởi lượng bụi trong
gió 2.
Do đó các hỏa quang kế hoặc camera quang kế hiện
đại đều đo sự chuyển màu (phương pháp đo nhiệt hai
màu) mà không đo cường độ bức xạ.
2.2.2

NOx của khí thải

NOx là một sản phẩm phụ sinh ra từ quá trình cháy
trong lò và trong calciner.
Một trong những yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng
NOx là nhiệt độ của ngọn lửa và của khí cháy.
Ngọn lửa càng nóng thì càng nhiều NOx được tạo ra
và ngược lại.
Tuy nhiên có nhiều thông số khác (như hàm lượng O2
tại đuôi ngọn lửa, mức không khí dư, xung lượng của
vòi đốt, chiều dài ngọn lửa, hàm lượng N2 trong
nhiên liệu v.v…) cũng ảnh hưởng đến hàm lượng NOx
tạo ra. Do đó việc trộn nhiên liệu, cân chỉnh bec
đốt, hàm lượng O2 và CO trong khí thải cũng phải
được xem xét nếu dùng NOx để chỉ thò BZT, đặc
biệt là khi sử dụng AFR.

2.2.3

Mômen tải

Nếu BZT tăng, BZ chuyển dòch về phía trên và dài
hơn, do cỡ hạt clinker tăng lên và việc vê viên bột
liệu xảy ra sớm hơn. Do đó clinker cục càng nhiều và
cục càng lớn khi BZT tăng.
Đồng thời, lớp vật liệu trong lò bò nâng cao hơn
khiến cho trọng tâm dòch ra xa hơn trục quay của lò.
Do đó sự thay đổi cỡ hạt và góc trượt làm cho
momen quay tăng lên nếu BZT tăng.

Page 10

© Holcim Group Support Ltd.


x

Hot kiln –
High torque

x

Cold kiln –
Low torque

Figure 5: Mômen tải của lò khi nóng và khi
nguội

Sự thay đổi tình trạng trám trong BZ có ảnh hưởng
rất lớn đến (ảnh hưởng càng nhiều khi càng giảm
tỉ lệ L/D). Kết quả là momen tải có thể thay đổi
rất lớn trong một khoảng thời gian dài mà không
có sự thay đổi nhiệt độ BZT. Tuy nhiên trong khoảng
thời gian ngắn, momen tải là một chỉ thò rất hữu ích
về các điều kiện và khuynh hướng của lò.
Momen tải được đo bằng dòng động cơ nếu dùng
động cơ DC. Đối với động cơ AC, moment tải thường
lấy từ bộ biến tần (nhưng đôi khi phải sử dụng tỉ
số công suất/tốc độ lò). Đối với động cơ AC có
biến tần thì:
Mq= kN/ n=k 3 .UI.cos  /n
Do U/n=const=a đối với động cơ AC có biến tần
Mq= k 3 .a.cos  .I
Do đó nếu có tín hiệu dòng tại động cơ (sau bộ
converter), thì cường độ dòng điện sẽ thể hiện
mômen tải của lò. Nếu không có tín hiệu dòng
mà có tín hiệu công suất thì momen tải có thể là
tỉ số công suất/ tốc độ.

© Holcim Group Support Ltd.

Page 11


Nhiệt độ gió 2 (SAT) hoặc nhiệt độ gió
3 (TAT)
2.2.4

Lò có làm nguội bằng ghi có trang bò thiết bò đo
chính xác SAT, TAT thì các nhiệt độ này thường được
sử dụng như một chỉ thò của BZT.
Nhiệt độ BZT càng cao, clinker ra lò càng nóng và
nhiệt độ gió 2/3 càng cao (và ngược lại). Tuy nhiên
nhiệt độ SAT/TAT bò ảnh hưởng bởi cỡ hạt clinker,
chế độ vận hành cooler, v.v…), do đó không có một
mối quan hệ rõ ràng giữa BZT và TAT,SAT.
Vò trí của vùng liệu tối (chỉ có giá trò
đối với ngọn lửa gas thuần túy)
2.2.5

Nếu có thể thấy rõ bên trong lò (ít bụi, ngọn lữa
dài và trong), bột liệu sau khi khử CO2 như một luồng
chảy màu tối khi đi vào BZ. Có thể xác đònh khu vực
mà tại đó bột liệu chảy như nước bắt đầu tạo pha
lỏng và chuyển thành viên clinker rắn. Vò trí của
vùng mà sự chuyển hoá này xảy ra là một chỉ thò
của BZ. Nếu vùng này chuyển xuống dưới, BZT bò
giảm hoặc ngược lại.

Figure 6: Position of the dark feed
2.2.6 Nhiệt độ đầu lò (BET)
Nhiệt độ đầu lò BET thông thường là nhiệt độ của
khí thải tại đầu lò trong hệ thống lò có PH hoặc là
nhiệt độ của khí trung gian (trước vùng xích) nếu lò
được gắn xích. BET chủ yếu phụ thuộc vào hệ thống

Page 12

© Holcim Group Support Ltd.


và tỉ lệ L/D của lò và nằm trong khoảng ~800 °C
đối lò ướt (trước vùng xích) đến ~1150 – 1200 °C đối
với lò có calciner.
Nếu không có được sự đo đạc tin cậy tại đầu lò
hoặc trước vùng xích, thường nhiệt độ ra PH hoặc
nhiệt độ đầu lò (lò có xích) đïc sử dụng.
Trước khi bột được chuyển thành clinker trong BZ, nó
phải trải qua những phản ứng trung gian, đặc biệt là
sấy khô và khử CO2. Do đó BET là một chỉ thò cho
sự tiến triển của các phản ứng trung gian và cho
biết bột liệu sống được chuẩn bò tốt đến đâu khi đi
vào lò hoặc đi qua điểm đo trung gian ( đối với lò có
xích).
Càng nhiều năng lượng cho các phản ứng trung gian
trong lò, (phụ thuộc vào dạng công nghệ), việc kiểm
soát thích đáng BET càng quan trọng.
Do vậy BET trong lò ướt có ý nghóa quan trọng hơn so
với lò có calciner.
Đặc biệt là những biến động của vật liệu được
quan sát trước tiên thông qua BET, do đó nó có thể
dự báo sớm một ảnh hưởng sẽ đến tại BZ.
Nếu tất cả các thông số khác không đổi và BET
giảm, đây là bằng chứng cho toàn bộ zone phản
ứng bò dời xuống dưới và ngược lại.
Nếu các zôn này dời lên hoặc xuống, kết qủa sau
đó là BZT sẽ tăng hoặc giảm nếu không có các
biện pháp khắc phục sớm.

2.3 Kiểm soát O2
Để có quá trình cháy tốt và hiệu quả, một lượng
không khí thừa là cần thiết để đạt được ngọn lửa
nóng và ngắn. Nếu các vòng sulfur và clo trong hệ
thống là nghiêm trọng, cần có một lượng không khí
thậm chí dư nhiều hơn, bởi vì không khí dư ảnh hưởng
rất mạnh đến khả năng bay hơi của sulfur và như
vậy giảm nguy cơ đóng bám, nghẹt cyclone hoặc tạo
vòng spurrite.
Lượng không khí dư yêu cầu được xác đònh bởi hàm
lượng O2 của khí thải. Kiểm soát hợp lý mức O2 là

© Holcim Group Support Ltd.

Page 13


quan trọng cho quá trình cháy tốt và hiệu quả nhiệt
cao.
Mức O2 yêu cầu phụ thuộc vào hệ thống lò và rất
nhiều vào dạng nhiên liệu được sử dụng ( vd gas cần
ít kk dư hơn than và AFR rắn). Dãy O2 tiêu biểu của O2
tại đầu lò trong hầu hết hệ thống lò như bảng bên
dưới :
Khí

D ầu

Than

Preheater
kiln

1.01.5%

1.52.0%

2.02.5%

2.03.0%

PC Kiln

2.53.0%

2.53.0%

2.53.5%

2.54.0%

L ò ư ớt
Lepol

Petcoke,
solid AFR
0.5 - 1.5 1.0 - 2.0 1.0 - 2.0 2.0 - 2.5
%
%
%

%
1.5 - 2.0 2.0 - 2.5 2.0 - 3.0
1.0%
%
%
1.5%

Table 1: Mức O2 tiêu biểu tại đầu lò (dựa
trên khí khô)
Vì lượng kk dư được xác đònh không chỉ bởi hiệu suất
cháy mà còn bởi vòng sulfur và clo đang hiện diện
trong lò, mức O2 cao hơn trong bảng sẽ được chọn nếu
đang có vấn đề về bay hơi sulfur.
Trong thực tế, do tình trạng khó khăn tạo ra từ sulfur
là phổ biến, trong nhiều hệ lò lượng kk dư yêu cầu
chỉ hơn một chút giá trò mà tại đó quá trình cháy
là hiệu quả nhất và nhiệt độ ngọn lửa là cao
nhất. Trong trường hợp này giảm một ít kk dư sẽ làm
tăng nhiệt độ ngọn lửa.
Tuy nhiên kk dư quá thấp sẽ làm giảm nhiệt độ
ngọn lữa, ngọn lữa bò kéo dài ( cháy sau) và hiệu
suất nhiên liệu bò giảm. Ngoài ra sự bay hơi sulfur sẽ
tăng lên tạo ra sự đóng bám nhiều hơn.
Quá dư kk sẽ làm nguội ngọn lữa và dẫn đến hiệu
suất nhiệt kém. Thêm vào đó là vòng tuần hoàn
bụi tăng lên vì tổng lưu lượng khí tăng lên. Như vậy

Page 14

© Holcim Group Support Ltd.

mức O2 thấp sẽ được chọn nếu không có vấn đề
về bay hơi sulfur.
Một công thức chung là ở giá trò O2 thấp nhất hàm
lượng CO phải nhỏ hơn 0.05% ở đầu lò.
3.

BIẾN SỐ KIỂM SOÁT (chỉ với lò)
Các thông số kiểm soát phải được giữ trong một
khoảng nhỏ gần với giá trò mong muốn để có thể
chạy lò một cách hiệu quả và ổn đònh. Mức dao
động của các thông số này so với giá trò đặt càng
nhỏ, kiểm soát lò càng tốt.
Các thông số kiểm soát được giữ gần với mục tiêu
thông thường bằng cách điều chỉnh các biến số
kiểm soát. Các biến số kiểm soát chính là:
 Mức nhiên liệu cho lò
 Mức cấp liệu
 Mức quạt khí thải
 Tốc độ lò
Để đơn giản hoá các tương quan tương đối phức tạp,
giả thiết rằng, việc điều chỉnh chỉ thực hiện với
chỉ một biến số tại một thời diểm (không đụng
vào các biến số khác) và việc điều chỉnh là
nhỏđến mức không có thông số kiểm soát nào
biến động xa khỏi mục tiêu.
3.1 Mức nhiên liệu cấp cho lò
Khi tăng mức nhiên liệu cấp cho lò:


BZT tăng



BET tăng



O2 giảm

(Giảm mức cấp nhiên liệu tạo ra hiệu quả ngược
lại).
3.2 Mức cấp liệu
Khi tăng liệu thì:


© Holcim Group Support Ltd.

BZT giảm

Page 15




BET giảm



O2 giảm

(Giảm feed gây ra kết quả ngược lại).
Khi tăng feed vào lò, nhiệt độ đầu lò sẽ giảm
trước tiên. Sau khi một lượng liệu nhiều hơn đến BZ,
BZT bắt đầu giảm.
Lượng liệu thêm vào sẽ phóng thích thêm một lượng
nước từ quá trình sấy khô và CO2 từ quá trình khử
tạo ra thêm một lượng khí nũa làm giảm lượng khí
cháy (như vậy làm giảm kk dư), do lượng khí thải
thoát ra không thay đổi. Điều này khiến O2 bò giảm
trong khí thải.
3.3 Gió lò
Khi tăng gió qua lò:


BZT giảm



BET tăng



O2 tăng

(Giảm gió sẽ tạo ra kết quả ngược lại. Nếu quá
trình cháy xảy ra dưới điều kiện khử (rất ít kk dư)
BZT giảm lại và BET tăng.).
Khi tăng gió lò, nhiều gió 2 được kéo vào lò qua BZ

làm giảm nhiệt độ ngọn lữa và kết quả là BZT
giảm. Mặc dù lượng nhiệt cấp vào lò có thể cao
hơn (nhiều gió 2), ít nhiệt được hấp thụ trong BZ
( nhiệt độ ngọn lửa thấp hơn dẫn đến trao đổi nhiệt
giảm) khiến cho BET tăng.
3.4 Tốc độ lò
Khi tăng tốc độ lò:


BZT giảm (tạm thời)



BET giảm (tạm thời)



O2 giảm (tạm thời)

(A decrease of the kiln speed has the inverse effect)

Page 16

© Holcim Group Support Ltd.


Khi tăng tốc độ lò, bột liệu di chuyển nhanh hơn
khiến các zone phản ứng di chuyển xuống dưới làm
cho BET và BZT giảm.
Do tức thời nhiều liệu đi vào vùng sấy và khử CO2

(hiệu ứng tương tự như tăng feed), thêm một lượng
H2O và CO2 được phóng thích dẫn đến O2 giảm.
Những hiệu ứng chỉ xảy ra tức thời do tốc độ lò
cao hơn ở mức feed không đổi làm giảm mức độ đổ
đầy trong lò. Một khi mức đổ đầy đã được hạ thấp
trong toàn bộ lò) BZT, BET và O2 được khôi phục.
Ghi chú:
Trong hầu hết các phương pháp vận hành lò, tốc độ
lò phụ thuộc vào mức cấp liệu. Mục đích là để giữ
mức đổ đầy không thay đổi. Như vậy trong điều kiện
vận hành thông thường tốc độ lò không là biến
số độc lập, mà được điều chỉnh tương ứng với mức
cấp liệu.
Tuy nhiên trong các điều kiện bất ổn (đặc biệt là
bột liệu nóng đáng sợ tuôn chảy), tốc độ lò phải
giảm nhiều song song với việc giảm liệu, có thể
dẫn đến việc quá nhiệt tại đầu lò.
4.

PHƯƠNG PHÁP KIỂM SOÁT
4.1 Lưu ý chung:
Như đã thấy, việc điều chỉnh chỉ một biến số
kiểm soát tác động đến ba thông số kiểm soát.
Để giữ các thông số kiểm soát trong khoảng gần
với mục tiêu, thông thường cần điều chỉnh nhiều
hơn một biến số.
Tuy nhiên khi làm điều đó, việc hiệu chỉnh một
thông số kiểm soát riêng biệt có thể làm tăng sự
biến động của một thông số khác. Kết quả là
phải tìm một cách thu xếp nào đó để làm giảm

giá trò trung bình của mức sai lệch của các thông
số là nhỏ nhất.
Độ lớn của mức quan trọng của từng thông số
kiểm soát phụ thuộc vào loại hệ thống và loại lò.

© Holcim Group Support Ltd.

Page 17


Ví dụ, đối với lò có calciner, BET ít quan trọng hơn
nhiều so với lò ướt. Do đó mức ảnh hưởng của BET
được ước lượng ít hơn nhiều so với lò ướt.
Việc lựa chọn các biến số kiểm soát dùng để đem
một thông số kiểm soát hoặc nhiều hơn về lại bình
thường phụ thuộc vào tình hình của toàn bộ thông
số kiểm soát.
4.2 Các khả năng có thể của thông số lò
Gỉa đònh rằng 3 thông số BZT, BET và O2 đầu lò có
thể ở một trong ba tình trạng sau:


Trong giới hạn mong muốn, có nghóa là

o.k.



Trên giới hạn mong muốn, nghóa là

cao



Dưới giới hạn mong muốn, nghóa là
thấp

Giới hạn mong muốn tiêu biểu của ba thông số
kiểm soát này như sau:
BZT

BET

Oxygen

Wet kiln

Mục tiêu +/- Mục tiêu +/- Mục tiêu +/20 °C
10 °C
0.3 %

Lepol kiln

Mục tiêu +/- Mục tiêu +/- Mục tiêu +/20 °C
15 °C
0.5 %

Preheater kiln Mục tiêu +/- Mục tiêu +/- Mục tiêu +/20 °C
15 °C
0.5 %

Precalciner
kiln

Mục tiêu +/- Mục tiêu +/- Mục tiêu +/20 °C
20 °C
0.7 %

Table 2: Typical
parameters

range

of

the

different

control

Kết hợp ba thông số này với ba trạng thái riêng
biệt của chúng trong bất cứ kết hợp nào dẫn đến
3^3=27 điều kiện có thể xảy ra. 27 điều kiện này

Page 18

© Holcim Group Support Ltd.


được minh hoạ dưới dạng sơ đồ trong phần 4.3 và được

gọi là “decision tree”.
4.3 Decision tree

Figure 7: Decision tree

4.4 Hành động khắc phục
Đối với mỗi trạng thái đều có một hành động
riêng biệt để đem các thông số kiểm soát về lại
giá trò mục tiêu (sẽ là trạng thái 14). Các cách
khắc phục này được áp dụng trong điều kiện giả sử
rằng không tồn tại các ngưỡng giới hạn trong hệ
thống lò.
Biên độ biến động cũng đóng vai trò rất lớn vì nó
ảnh hưởng đến cường độ của hành động khắc
phục. Việc điều chỉnh các thông số quá yếu hoặc
quá mạnh sẽ dẫn đến một sự đáp ứng yếu hoặc
vượt quá sự phản ứng lại của thông số (tạo ra vòng
tuần hoàn). Thông thường, việc điều chỉnh biến số
kiểm soát nằm trong khoảng 1-2% giá trò thực.
Trong các hệ thống lò mà BET ít quan trọng, hầu như
BZT và O2 là yếu tố quyết đònh cho các hành động.
Có nghóa là một mức lệch nào đó so với giá trò
mục tiêu là có thể tạm thời chấp nhận, chẳng hạn
như lò có calciner, nếu điều này giúp đảm bảo
năng suất cao của lò và miễn là toàn bộ điều
kiện không bò ảnh hưởng. Nếu cho phép tiếp tục

© Holcim Group Support Ltd.

Page 19

trong thời gian dài, sự gia tăng BET có thể dẫn đến
sư tăng cường ngưng tụ của các chất bay hơi. Điều
này có thể gây ra nghẹt và dừng lò.
Trong các hệ thống lò mà mục tiêu %O2 là khá cao
do sự bay hơi sulfur chứ không phải do hiệu quả cháy,
thường trong thực tế cách vận hành là giảm nhẹ
mức O2 nếu BZT thấp, lý do là vì sự bay hơi sulfar ít
nguy kòch hơn so với BZT thấp, BZT sẽ hồi phục nhanh
hơn, và ngoài ra còn tránh được sự quá nhiệt đầu
lò.
Các hành động khắc phục tiêu biểu được đưa ra trong
bảng dưới đây nhấn mạnh đến việc ổn đònh lò hơn
là đạt tối đa năng suất lò. Do đó một người vận
hành có kinh nghiệm có thể xử lý khác trong một
số tình huống.
T Điều kiện
T
1 BZT

Hành động Ảnh hưởng

thấp Khi BZT giảm ít:

OXYGEN

thấp 1 Tăng gió lò Tăng O2 và chuẩn bò
cho bước 2, tăng BET

BET

thấp 2 Tăng một ít Tăng BZT và BET, đưa O2
nhiên liệu
về giá trò bt
Khi
BZT
thấp:

rất

1 Tăng gió lò Tăng O2 và chuẩn bò
cho bước 2, tăng BET
2 Tăng một ít Tăng BZT và BET, đưa O2
nhiên liệu
về giá trò bt

2 BZT

Page 20

low

3 Giảm
độ lò

tốc Tăng BZT và BET nhiều
hơn

4 Giảm

một ít

liệu Giữ mức đổ đầy không
đổi

1 Tăng
gió lò

nhẹ Tăng
O2,
tăng
BET
chuẩn bò cho bước 2

© Holcim Group Support Ltd.


OXY

low

BET

o.k.

2 Giảm một ít Tăng thêm O2, đưa BET
nhiên liệu
về bình thường
3 Giảm
độ lò

tốc Tăng BZT

4 Giảm
một Duy trì mức
chút liệu
không đổi
3 BZT

low

OXY

low

BET

high

1 Giảm
chút
liệu

một Tăng O2 và chuẩn bò
nhiên cho bước 2, giảm BET

tốc Tăng BZT

4 Giảm một ít Duy trì mức
liệu

không đổi

đổ

đầy

low

Khi
BZT
thấp:

OXYGEN

o.k.

1 Tăng gió lò Tăng BET, tăng O2 để
chuẩn bò cho bước 2

BET

low

2 Tăng
liệu

hơi

nhiên Tăng BZT và BET

Khi
BZT
thấp:

rất

1 Tăng
gió lò

nhẹ Tăng
O2,
tăng
BET
chuẩn bò cho bước 2

2 Tăng
liệu
3 Giảm
độ lò

nhiên Tăng BZT và BET
tốc Tăng thêm BZT và BET

4 Giảm một ít Duy trì mức
liệu
không đổi
5 BZT

© Holcim Group Support Ltd.

đầy

2 Giảm gió lò Giảm BET
3 Giảm
độ lò

4 BZT

đổ

low

đổ

đầy

Khi BZT hơi thấp và O2hơi cao, nhưng vẫn
o.k.:

Page 21


OXYGEN

o.k.

1 Tăng
liệu

nhiên Tăng BZT

BET

o.k.

Khi
BZT
thấp:

rất

1 Tăng
gió lò

nhẹ Tăng O2 và chuẩn bò
cho bước 2

2 Tăng một ít Tăng BZT
nhiên liệu
3 Giảm
độ lò

tốc Tăng thêm BZT

4 Giảm một ít Duy trì mức
liệu
không đổi
6 BZT

đổ

đầy

low

Khi BZT hơi thấp và O2 hơi cao, nhưng
vẫn o.k.:

OXYGEN

o.k.

1 Giảm gió lò Tăng BZT và giảm BET

BET

high

Khi
BZT
thấp:

rất

1 Giảm một ít Giảm BET, tăng O2 để
nhiên liệu
chuẩn bò cho bước 2
2 Giảm gió lò Giảm BET, đưa O2 về
bt
3 Giảm

độ lò

tốc Tăng BZT

4 Giảm một ít Duy trì mức
liệu
không đổi
7 BZT

low

Khi
BZT
thấp:

OXYGEN

high

1 Tăng
liệu

BET

low

Khi
thấp:
1 Tăng
liệu

Page 22

đổ

đầy

hơi
nhiên tăng BZT và BET, giảm
O2

BZTrất
nhiên Tăng BZT BET, giảm O2

© Holcim Group Support Ltd.


2 Giảm
độ lò

tốc Tăng BZT và BET

3 Giảm một ít Duy trì mức
liệu
không đổi
8 BZT

low

Khi

BZT
thấp:

OXYGEN

high

1 Tăng
liệu

BET

o.k.

Khi
thấp:

hơi

BZTrất
nhiên Tăng BZT, giảm O2

2 Giảm
độ lò

tốc Tăng BZT

3 Giảm một ít Duy trì mức
liệu
không đổi

low

Khi
BZT
thấp:

OXYGEN

high

1 Tăng
liệu

BET

high

2 Giảm gió lò
Khi
thấp:
1 Tăng
liệu

đầy

nhiên tăng BZT, giảm O2

1 Tăng
liệu

9 BZT

đổ

đổ

đầy

hơi
nhiên tăng BZT, giảm O2

BZTrất
nhiên Tăng BZT, giảm O2

2 Giảm gió lò
3 Giảm
độ lò

tốc Tăng BZT

4 Giảm một ít Duy trì mức
liệu
không đổi
10 BZT
OXYGEN

© Holcim Group Support Ltd.

đổ

đầy

o.k.

1 Tăng gió lò Tăng O2, tăng BET

low

2 Tăng một ít Bù BZT giảm ở bước

Page 23


nhiên liệu

1

BET

low

11 BZT

o.k.

1 Tăng gió lò Tăng O2

OXYGEN

low

2 Tăng một ít Bù BZT giảm ở bước 1
nhiên liệu

BET

o.k.

12 BZT

o.k.

1 Giảm
liệu

OXYGEN

low

2 Giảm một ít giảm BET, bù cho BZT
gió lò
giảm ở bước 1

BET

high

13 BZT

nhiên giảm BET, tăng

chuẩn bò cho bước 2

o.k.

1 Tăng gió lò tăng BET

OXYGEN

o.k.

2 Tăng một ít Bù O2 tăng và
nhiên liệu
giảm ở bước 1

BET

low

14 BZT

o.k.

Khi điều kiện này ổn đònh

OXYGEN

o.k.

1 Tăng gió lò Tăng O2 chuẩn bò cho
bước 2

BET

o.k.

2 Tăng
liệu

Tăng sản lượng

4 Tăng tốc độ Duy trì mức
lò
không đổi
Khi điều kiện này chỉ tạm thời
1 Không làm gì
15 BZT

BZT

nhiên Tăng BZT để chuẩn bò
bước 3

3 Tăng liệu

Page 24

O2,

o.k.

Khi O2 hơi cao, nhưng vẫn o.k.:

OXYGEN

o.k.

1 Giảm gió lò giảm BET

BET

high

Khi O2 hơi cao, nhưng vẫn o.k.:

© Holcim Group Support Ltd.

đổ

đầy


1 Giảm một ít giảm BET và chuẩn bò
nhiên liệu
cho bước2
2 Giảm gió lò giảm BET
16 BZT

o.k.

1 Tăng một ít Tăng BET, O2 chuẩn bò

gió lò
cho bước 2

OXYGEN

high

2 Tăng
liệu

BET

low

17 BZT

o.k.

1 Giảm gió lò Giảm O2

OXYGEN

high

2 Giảm một ít Giảm BET, bù lại BZT
nhiệt liệu
tăng ở bước 1

BET

o.k.

18 BZT

o.k.

1 Giảm gió lò Giảm O2, BET

OXYGEN

high

2 Giảm một ít Giảm BET, bù lại BZT
nhiệt liệu
tăng ở bước 1

BET

high

19 BZT

high

Khi BZT hơi cao:

OXYGEN

low

1 Tăng gió lò Giảm BZT, tăng oxygen
và BET

BET

low

Khi BZT rất cao:

nhiên Tăng BET, bù BZT giảm
ở bước 1

1 Tăng gió lò Giảm BZT, tăng oxygen
và BET chuẩn bò cho
bước 2
2 Tăng tốc độ Giảm BZT
lò
3 Tăng liệu

20

© Holcim Group Support Ltd.

BZT

high

Duy trì mức
không đổi

Khi BZT hơi cao:

Page 25

đổ

đầy