Đồ án: Nghiên cứu hệ thống điều khiển công đoạn nghiền liệu cho dây chuyền 2 nhà máy xi măng hoàng thạch

LỜI NÓI ĐẦU
Trong thời đại hiện nay, cùng với sự phát triển xã hội, quá trình công nghiệp
hóa cũng phát triển một cách mạnh mẽ và không ngừng. Những công trình công
nghiệp lớn và trọng điểm đều được áp dụng ở mức độ tự động hóa tương đối cao. Mọi
thành tựu về tự động hóa đều phải được thực hiện trên nền tảng của lý thuyết điều
khiển tự động. Chính vì vậy, lý thuyết điều khiển tự động là yếu tố quyết định của mọi
quá trình tự động hóa sau này.
Xi măng là vật liệu quan trọng trong ngành xây dựng. Các nhà máy sản xuất xi
măng ở nước ta hiện nay đều là những nhà máy có quy mô lớn, có mức độ tự động hóa
tương đối cao, sản xuất chủ yếu dựa vào nguồn nguyên liệu sẵn có tại địa phương.
Trong quá trình sản xuất xi măng thì công đoạn nghiền liệu đóng vai trò then chốt
trong toàn bộ dây chuyền. Công đoạn nghiền liệu có ảnh hưởng lớn đến chất lượng của
xi măng. Vì vậy nhóm sinh viên thực hiện đồ án đã chọn đề tài: “Nghiên cứu hệ thống
điều khiển công đoạn nghiền liệu cho dây chuyền 2 nhà máy xi măng Hoàng Thạch”.
Nội dung đồ án gồm 4 chương như sau:

Chương I : GIỚI THIỆU CHUNG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG.
Chương II : NGHIÊN CỨU CÔNG ĐOẠN NGHIỀN LIỆU.
Chương III : HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CẤP LIỆU CÔNG ĐOẠN NGHIỀN LIỆU
Chương IV : THIẾT KẾ GIAO DIỆN GIÁM SÁT HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CẤP
LIỆU MÁY NGHIỀN.
Đây là đồ án tốt nghiệp về một nhà máy sản xuất xi măng lớn, hơn nữa chúng
em không có đủ điều kiện và tài liệu để tìm hiểu về nhà máy nên đồ án của nhóm em
chắc chắn không thể tránh khỏi những hạn chế. Chúng em mong nhận được ý kiến
đánh giá của thầy cô và các bạn quan tâm đến đề tài này. Chúng em xin chân thành
cảm ơn thầy giáo TS Nguyễn Văn Hòa, và các thầy cô giáo trong bộ môn đã hướng
dẫn và chỉ bảo nhiệt tình trong quá trình thực tập và hoàn thành đồ án này.
Chúng em xin cảm ơn tới các kỹ sư đang làm việc tại nhà máy xi măng Hoàng Thạch
đã hướng dẫn và cung cấp tài liệu trong quá trình tìm hiểu nhà máy.
Hà Nội, ngày 29 tháng 5 năm 2010
Nhóm sinh viên thực hiện

Nguyễn Khả Hoan
Phạm Trung Thành

Sinh viên :Nguyễn Khả Hoan –Phạm Trung Thành-Lớp ĐKTĐ1

1


MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU......................................................................................................1
Chương IV : THIẾT KẾ GIAO DIỆN GIÁM SÁT HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
CẤP LIỆU MÁY NGHIỀN...................................................................................1
CHƯƠNG I...........................................................................................................4
GIỚI THIỆU CHUNG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG...........................4
1.1. Giới thiệu về nhà máy xi măng Hoàng Thạch............................................4
1.1.1. Các khái niệm về sản phẩm xi măng pooclăng...................................4
1.1.2. Nguyên liệu sản xuất xi măng pooclăng..............................................5
1.1.3. Nhiên liệu dùng cho công nghệ sản xuất xi măng...............................5
1.1.4. Một số tính chẩt của xi măng pooclăng..............................................5
1.2. Dây chuyền công nghệ sản xuất xi măng...................................................7
1.2.1. Công đoạn chuẩn bị nguyên liệu.........................................................8
1.2.2. Công đoạn nghiền nguyên liệu............................................................9
1.2.3. Công đoạn cấp liệu vào lò.................................................................10
1.2.4. Công đoạn tiền nung..........................................................................11
1.2.5. Công đoạn nghiền ximăng.................................................................12
1.2.6. Công đoạn đóng bao..........................................................................13
1.3.Hệ thống tự động hoá trong nhà máy xi măng Hoàng Thạch....................14
1.3.1. Hệ thống SDR....................................................................................14
1.3.3. Hệ thống FLS – QCX........................................................................15
1.3.4. Hệ thống xử lý báo động...................................................................15

1.3.5. Hệ thống xử lý đo lường....................................................................15
1.3.6. Hệ thống tự động điều chỉnh, duy trì tự động các thông số kỹ thuật.
.....................................................................................................................15
1.3.7. Hệ thống điều khiển logic..................................................................16
CHƯƠNG II........................................................................................................17
NGHIÊN CỨU CÔNG ĐOẠN NGHIỀN LIỆU.................................................17
2.1.Thiết bị và công nghệ công đoạn nghiền liệu............................................17
2.1.1. Kho đồng nhất sơ bộ..........................................................................17
2.1.2. Máy nghiền.......................................................................................17
2.1.3. Máy phân ly SEPAX 560 – 144........................................................26
2.1.4. Silo CF...............................................................................................29
2.1.5. Cầu xúc liệu.......................................................................................30
2.1.6. Các băng tải cao su............................................................................34
2.1.7. Các máng Fluxo.................................................................................35
2.1.8. Các gầu nâng.....................................................................................35
2.1.9. Các loại van trong công đoạn............................................................35
2.2.Mô tả dây chuyền công nghệ công đoạn R2..............................................35
2.3 Hệ thống điều khiển công đoạn nghiền liệu..............................................42
2.3.1. Các bộ điều khiển điều chỉnh và ý nghĩa tính chất của nó................42
2.3.2.Hệ thống cân định lượng....................................................................43
Sinh viên :Nguyễn Khả Hoan –Phạm Trung Thành-Lớp ĐKTĐ1

2


2.3.2. Bộ điều khiển tỉ lệ PIDCON..............................................................47
2.3.3.Hệ thống ổn định chất lượng QCX.....................................................50
2.3.4.Hệ thống điều chỉnh độ mịn và độ ẩm của bột liệu............................53
CHƯƠNG III.......................................................................................................55
HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CẤP LIỆU CÔNG ĐOẠN NGHIỀN LIỆU..........55

3.1. Sơ đồ điều khiển hệ thống cấp liệu máy nghiền.......................................55
3.2. Cân định lượng.........................................................................................56
3.2.1. Khái niệm..........................................................................................56
3.2.2.Cấu tạo cân băng định lượng,và nguyên lí hoạt động........................56
3.2.3 Tế bào cân trọng lượng(Loadcell)......................................................57
3.2.4.Nguyên lí tính lưu lượng....................................................................59
3.2.5. Đo trọng lượng liệu trên băng tải:.....................................................60
3.2.6. Khái quát về điều chỉnh cấp liệu cho cân băng.................................60
3.2.7 .Sơ đồ khối cấu trúc của hệ cân định lượng.......................................61
3.3.Cân máng đo liệu hồi lưu R2J06...............................................................62
3.4. Động cơ....................................................................................................62
3.5.Biến tần......................................................................................................63
3.5.1.Xây dựng vectơr không gian:.............................................................63
3.5.2. Điều khiển biến tần trên cơ sở phương pháp điều chế vector không
gian:.............................................................................................................65
3.5.3. Nguyên lý của phương pháp điều chế vector không gian:................67
3.6.Tổng hợp bộ điều chỉnh lưu lượng............................................................71
3.6.1.Phương pháp tính toán thông số của bộ điều chỉnh lưu lượng...........72
3.6.2. Tổng hợp bộ điều chỉnh lưu lượng của hệ thống cân cấp liệu và lưu
lượng máy nghiền........................................................................................75
CHƯƠNG IV.......................................................................................................83
THIẾT KẾ GIAO DIỆN GIÁM SÁT HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CẤP LIỆU
MÁY NGHIỀN....................................................................................................83
4.1 Giới thiệu phần mềm WINCC...................................................................83
4.1.1 Tổng quan về Wincc...........................................................................83
4.1.2 Các loại Project trong WinCC............................................................83
4.1.3 WinCC Explorer.................................................................................83
4.1.5 Các trình soạn thảo và đối tượng chuẩn của WinCC..........................85
4.1.5.1 Graphic Designer.............................................................................85
4.2. Xây dựng chương trình giám sát..............................................................88

4.2.1. Tạo dự án Project...............................................................................88
4.2.2. Tạo Tag và Group Tags......................................................................89
4.2.3. Xây dựng màn hình công nghệ..........................................................89
4.2.4. Tạo thuộc tính Tag Logging..............................................................90
4.2.5. Tạo thuộc tính Alarm Logging..........................................................91
4.3. Quy trình vận hành...................................................................................92
KẾT LUẬN.........................................................................................................99
Sinh viên :Nguyễn Khả Hoan –Phạm Trung Thành-Lớp ĐKTĐ1

3


TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................100

CHƯƠNG I
GIỚI THIỆU CHUNG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG
1.1. Giới thiệu về nhà máy xi măng Hoàng Thạch
Nhà máy xi măng Hoàng Thạch là một đơn vị thành viên của Tổng công ty xi
măng Việt Nam nămg trên địa bàn xã Minh Tân, huyện Kinh Môn, tỉnh Hải Dương.
Nhà máy được khởi công từ ngày 19/05/1976, do hãng F.L.SMIDTH của Đan Mạch
thiết kế và xây dựng với hai dây chuyền công nghệ khép kín, hiện đại, mức độ tự động
hóa cao, sản xuất xi măng theo phương pháp khô sử dụng lò quay, tháp trao đổi nhiệt
gồm hai nhánh, buồng phân hủy (Canciner) đốt hoàn toàn bằng than cám.
Nhà máy hoàn thành lắp đặt dây chuyền sản xuất Hoàng Thạch I vào năm 1982
và ngày 25/11/1983 công ty cho ra đời được mẻ Clinker đầu tiên.
Cùng với nhu cầu xi măng trong nước tăng cao do sự phát triển nhanh chóng của
nền kinh tế, dây chuyền sản xuất Hoàng Thạch II dược gấp rút xây dựng vào năm
1982. Cho đến năm 1996 thì sản phẩm của cả hai dây chuyền đều được tung ra thị
trường. Dây chuyền II với công suất thiết kế đạt 1,2 triệu tấn/năm, nâng tổng công suất
của cả hai dây chuyền lên 2,3 triệu tấn/năm.

Trong thực tế sản xuất thì năng suất cũng được tăng dần từng năm:
- Năm 1991 sản xuất được : 931.203 tấn.
- Năm 1992 sản xuất được : 1.000.418 tấn.
- Năm 1995 sản xuất được : 1.282.523 tấn.
- Năm 1997 sản xuất được : 2.100.000 tấn.
Hiện nay công ty đang tiến hành xây dựng dây chuyền Hoàng Thạch III với công
suất thiết kế 1,2 triệu tấn clinker/năm. Dây chuyền III dự tính sẽ đưa vào hoạt động sản
xuất vào quý III năm 2009 nâng tổng công suất của cả 3 dây chuyền lên 3,5 triệu tấn xi
măng/ năm.
Với công nghệ sản xuất và thiết bị tiên tiến thuộc loại bậc nhất trên thế giới của
hãng F.L.SMIDTH, cả ba dây chuyền sản xuất được tự động hóa và tin học hóa ở mức
cao từ khâu phối liệu, nung luyện clinker đến nghiền, đóng bao xi măng thông qua
chương trình được lập ở trung tâm xử lý vi tính và điều hành ở hai phòng điều khiển
trung tâm. Nhờ vậy sản phẩm xi măng Hoàng Thạch luôn có chất lương cao, được
khách hàng tín nhiệm.
1.1.1. Các khái niệm về sản phẩm xi măng pooclăng
Xi măng pooclăng là chất kết dính xây dựng, các thành phần của nó gồm có các
hợp chất có độ bazơ cao.
Trên quan điểm hoá học người ta phân chia như sau:
Nhóm xi măng silic - môi trường nước.
Nhóm xi măng Alumin - môi trường nhiệt độ cao.
Nhóm xi măng khác - môi trường đăc biệt.
Xi măng pooclăng là chất kết dính thủy lực được sản xuất bằng cách nghiền mịn
clinker xi măng với thạch cao (3-5%) và phụ gia nếu có.

Sinh viên :Nguyễn Khả Hoan –Phạm Trung Thành-Lớp ĐKTĐ1

4

Khi thành phần phụ gia thêm vào > 15% thì xi măng được gọi theo gốc cùng với
tên phụ gia như xi măng pooclăng xỉ , xi măng pooclăng pudơlan…
Clinker xi măng là sản phẩm nung đến kết khối của hỗn hợp nguyên liệu đá vôi đá sét
theo các modun hệ số phù hợp để tạo ra các thành phần khoáng theo mong muốn.
1.1.2. Nguyên liệu sản xuất xi măng pooclăng
Thành phần phối liệu của sản xuất xi măng gồm có bốn oxit chính là CaO, SiO 2,
Al2O3, Fe2O3.
- Oxít canxi do các nhóm nguyên liệu chứa cacbonnat canxi cung cấp (đá vôi).
- Oxit silcic, oxit nhôm, oxit sắt nằm trong các khoáng sét do các đá sét cung
cấp.
- Để điều chình cho phù hợp các thành phần phải thêm vào một số phụ gia điều
chình như quặng sắt, bôxít.
Khi chọn nguyên liệu cho đá vôi sét mà hàm lượng sét > 20% là tốt nhất. Cho
clinker tốt, công nghệ đơn giản ít tốn năng lượng.
Đất sét chứa các thành phần sau: khoáng sét, muối khoáng, tạp chất hữu cơ, đá
sỏi cát trương thạch trong đó khoáng sét là chủ yếu.
Để sản xuất xi măng thì đá sét phải có hàm lượng khoáng sét > 70- 75%.
1.1.3. Nhiên liệu dùng cho công nghệ sản xuất xi măng
Quá trình tạo clinker thu nhiệt cà chỉ xảy ra hoàn toàn ở nhiệt độ cao 1400 - 1500
0
C trong thời gian nhất định. Vì vậy phải cung cấp nhiên liệu để nung chín được
clinker.
Trong công nghệ sản xuất xi măng hiện sử dụng 3 nhiên liệu chính:
- Nhiên liệu rắn (than).
- Nhiên liệu lỏng (dầu MFO).
- Nhiên liệu khí (khí thiên nhiên).
Nhiên liệu rắn chủ yếu thường dùng với loại than đá lửa dài, nhiều chất bốc để
pha hỗn hợp than bụi.
Nhiên liệu lỏng dầu MFO nhiệt năng cao ít tro dễ điều chỉnh khi nung nhưng giá
thành cao và phải gia nhiệt trước khi đưa và lò.

1.1.4. Một số tính chẩt của xi măng pooclăng
- Độ mịn:
Độ mịn quyết định cường độ của ximăng khi đông cứng, xi măng sẽ cứng hơn
nếu min hơn lại dễ hút ẩm và khi hoá rắn thường hay rạn nứt, toả nhiều nhiệt. Hơn nữa
nếu nghiền quá mịn xi măng, thì làm tốn thời gian và năng lượng nên năng suất giảm.
- Trọng lượng riêng:
Phụ thuộc và thành phần khoáng của clinker, hàm lượng phụ gia. Trọng lựợng
riêng của xi măng pooclăng là 3.05 - 3.2 g/cm3.
- Lượng nước tiêu chuẩn:
Là lượng nước cần thiết đưa vào trộn vưa xi măng.
Lượng nước đưa vào sẽ ảnh hưởng tới thời gian đóng rắn của xi măng và giảm
cường độ của xi măng.
- Thời gian đông kết:
Là thời gian tính từ khi đổ nước vào xi măng khi bắt đầu và kết thúc đóng rắn.

Sinh viên :Nguyễn Khả Hoan –Phạm Trung Thành-Lớp ĐKTĐ1

5


Đây là một đặc tính quan trọng của xi măng pooclăng dựa vào đó có thể tính
toán thời gian thi công xây dựng.
Tốc độ đông kết của xi măng phụ thuộc vào thành phần khoáng của clinker,
lượng nước nhào vữa, độ mịn của xi măng, nhiệt độ của môi trường.
- Tính chịu lửa:
Xi măng pooclăng chịu nhiệt kém. Ở nhiệt độ 2000 0C thì mác xi măng giảm
50%, ở nhiệt độ 57500C thì xi măng bị phá huỷ hoàn toàn.
- Mác của xi măng:
Người ta làm một mẫu bê tông theo tiêu chuẩn rồi đo cường độ chịu lực của
mẫu đó. Giá trị cường độ chịu lực của mẫu bê tông chính là mác của xi măng.

- Độ ổn định thể tích:
Là độ co ngót nằm trong phạm vi cho phép được xác định bằng nguyên tắc dụng
cụ Le chaterlie < 10 mm.

Sinh viên :Nguyễn Khả Hoan –Phạm Trung Thành-Lớp ĐKTĐ1

6


1.2. Dây chuyền công nghệ sản xuất xi măng.

Đá vôi

Đập búa

Đập trục

Đậpbúa

Đá vôi

Kho đồng nhất sơ bộ

Cảng

Sà lan
dầu

Kho:
Than,xỉ

Bô xít
Phụ gia
thạch
cao

Bể dầu

Sấy,nghiền nguyên liệu
Đồng nhất bột liệu
Máy
nghiền than
Hầm
sấy dầu

Cấp liệu lò nung
Lò nung
Si lo clinker

Phụ gia

Thạch cao

Clinker

Nghiền xi măng

Silo chứa xi măng
Đóng bao

Đường sắt

Đường thuỷ

Đường bộ

Sinh viên :Nguyễn Khả Hoan –Phạm Trung Thành-Lớp ĐKTĐ1

7


Dây chuyền sản xuất chính của công ty xi măng Hoàng Thạch bao gồm các
công trình sau đây:
- Từ công trình 1 đến 10 là khu khai thác đá vôi và đá sét, được khai thác theo
phương pháp cắt tầng, nổ mìn phá đá.
- Công trình 11 và công trình 19 là phân xưởng nguyên liệu: với nhiệm vụ đập nhỏ
đá vôi và đá sét để đưa vào kho 15 sau đó đưa qua máy nghiền và được đồng nhất phối
liệu.
- Công trình 20 và công trình 30 là phân xưởng lò, nó làm nhiệm vụ nung luyện
bột liệu đã được đồng nhất thành Clinker.
- Công trình 31 và công trình 33 là phân xưởng xi măng, có nhiệm vụ nghiền
Clinker thành xi măng và được đưa vào xi lô chứa.
- Công trình 34 là phân xưởng đóng bao và xuất xi măng với nhiệm vụ đóng bao xi
măng và xuất xi măng theo các tuyến đường bộ, đường sắt và đường sông.
1.2.1. Công đoạn chuẩn bị nguyên liệu

ÐÁ VÔI
P31
M

J10

M

M01

J12

U10

J01

U12

Hình 1:Công đoạn nghiền và vận chuyển đá
- Đá vôi: đá vôi được khai thác bằng phương pháp khoan nổ, cắt tầng, sau đó đá
vôi được xúc và vận chuyển tới máy đập búa bằng các thiết bị có trọng tải lớn. Đá vôi
được đổ vào băng tải kiểu xích cào J10. Tại đây những loại đá có kích thước nhỏ được
đưa trực tiếp xuống băng tải J12. Còn những loại đá to được đưa qua máy đập kiểu búa
EV để đập nhỏ, sau đó cũng đổ xuống băng tải J12. Nguyên liệu sau khi được đổ
xuống J12 sẽ được tiếp tục đưa xuống băng tải U10 và U12 để vận chuyển vào kho
chứa liệu. Kho chứa liệu có 2 tác dụng vừa để dự phòng vừa để đồng nhất nguyên vật
liệu.
- Đá sét: được khai thác bằng phương pháp cầy ủi hoặc khoan nổ mìn và bốc xúc
vận chuyển bằng các thiết bị có trọng tải lớn về máy đập búa xuống kích thước 75 mm
(đập lần 1) và đập bằng máy cán trục xuống kích thước 25 mm (đập lần 2). Sau khi
đập đá sét được vận chuyển và rải thành 2 đống riêng biệt trong kho đồng nhất sơ bộ,
mỗi đống khoảng 6.600 tấn.

Sinh viên :Nguyễn Khả Hoan –Phạm Trung Thành-Lớp ĐKTĐ1

8

- Phụ gia điều chỉnh: để đảm bảo chất lượng Clinker, công ty kiểm soát quá trình
gia công và chế biến hỗn hợp phối liệu theo đúng các modul, hệ số được xác định. Do
đó ngoài đá vôi và đá sét còn có các nguyên liệu điều chỉnh là quặng sắt, quặng bôxít
và đá silic.
* Công đoạn nghiền đá sét và vận chuyển cũng tương tự như công đoạn nghiền và vận
chuyển đá vôi.
1.2.2. Công đoạn nghiền nguyên liệu

Hình 2 :Công đoạn nghiền liệu
Đá vôi, đá sét, phụ gia được cấp vào máy nghiền qua hệ thống cân DOSIMAT và
cân băng điện tử JO9 qua van điều liệu được đưa vào máy nghiền bi R2M01. Liệu ở
đầu ra máy nghiền được đưa tới buồng phân ly S01. Tại đây nếu liệu nhỏ và mịn sẽ
được thổi lên đưa vào 2 cyclon S15 và S17, liệu mịn lắng xuống vào 2 van kiểu vít
S16, S18 và được đổ xuống máng U01. Những hạt liệu to sẽ được đưa trở lại máy
nghiền qua máng M22 đến gầu nâng J01, qua máng J02 đến máng J04.
Đồng thời những hạt liệu có kích thước vừa cũng được hút lên S01, qua van và rơi
xuống máng J04, từ máng J04 qua bộ đo lưu lượng J06 để quay trở lại máy nghiền.
Khí thải được tách bụi mịn tại 2 cyclon S15 và S16 được hút bởi quạt S20. Khí từ
quạt S20 hồi lưu trở lại phân ly S01, một phần được đưa vào lọc bụi tĩnh điện J2P21.
Sau khi qua lọc bụi, khí sạch được đưa ra ngoài theo hệ thống quạt thông gió.
Dây chuyền I nhà máy ximăng Hoàng Thạch là dây chuyền sản xuất ximăng lò quay
phương pháp khô, chu trình kín, có hệ thống trao đổi nhiệt 4 tầng (cyclon) và hệ thống
làm nguội kiểu hành tinh gồm 10 lò con. Nhiên liệu hỗn hợp gồm 85% than cám 3 và
15% dầu MFO, nhưng hiện nay công ty đã cải tạo lại vòi phun và đốt bằng 100% than

Sinh viên :Nguyễn Khả Hoan –Phạm Trung Thành-Lớp ĐKTĐ1

9

cám 3, dầu nặng MFO chỉ dùng cho sấy lò và sử dụng khi nghiền than gặp sự cố thiếu
than mịn.
Dây chuyền II nhà máy là dây chuyền sản xuất ximăng lò quay phương pháp khô,
chu trình kín, có hệ thống tiền nung (Canciner) tiêu hao nhiệt lượng thấp là 715 Kcal/
Kg Clinker, được làm nguội kiểu dàn ghi, tăng hiệu quả làm mát, chất lượng sản phẩm
tốt, dễ nghiền. Hệ thống điều khiển tự động hoàn toàn, hiện đại bằng công nghệ PJC
Master Piece ABB.
Ngoài ra ở dây chuyền II còn có hệ thống SCANNER giám sát nhiệt độ vỏ lò. Lò
được kéo bởi động cơ 1chiều công suất 450 Kw dùng hệ điều khiển SIMOREG.
1.2.3. Công đoạn cấp liệu vào lò
Trong công đoạn này bao gồm 2 gầu nâng: Gầu nâng R2A20 là gầu nâng chính
còn gầu nâng W2B20 là gầu nâng phụ.
Nguyên vật liệu sau khi vào một trong hai gầu nâng R2A20 hoặc W2B20 sẽ được
rơi xuống máng khí động R2A21, từ đây liệu sẽ được đưa vào silô đồng nhất H2H01,
trong đó có khí nén sục liên tục. Dòng khí sục liên tục này có tác dụng đồng nhất liệu
một cách hiệu quả.

Hình 3 :Công đoạn cấp liệu vào lò
Khi xảy ra sự cố hoặc gầu nâng R2A20 đầy thì khi đó van phân chia R2U06 sẽ
đưa liệu vào gầu nâng phụ W2B20, từ đây liệu được đưa lên máng trượt W2A21, qua
van phân chia W2A24 và W2A25 để đưa xuống máng trượt R2A21. Sau đó nguyên
liệu sẽ
được đưa vào xilô đồng nhất H01 để đồng nhất liệu. Đáy xilô có dạng hình tròn, từ đây
liệu sẽ được rút xuống theo các cửa liệu khác nhau theo từng cụm một, điều này giúp
cho liệu được rút xuống một cách đều đặn.
Các van điều tiết điều chỉnh lưu lượng liệu qua bộ giám sát H2-3050, qua van H30
xuống két cân W2A01, qua máng xuống đường ống dẫn theo kiểu vít xoắn W2A06,

Sinh viên :Nguyễn Khả Hoan –Phạm Trung Thành-Lớp ĐKTĐ1

10


tiếp tục qua van phân chia W2A09 đưa liệu vào gầu nâng W2A20, qua máng trượt
W2A21 để đưa liệu vào hệ thống tháp trao đổi nhiệt.
1.2.4. Công đoạn tiền nung
Dây chuyền II xi măng Hoàng Thạch có hệ thống sấy cyclon năm tầng và hệ
thống làm mát kiểu dàn ghi được điều khiển bằng biến tần.
Khi sử dụng hệ thống sấy cyclon 5 tầng có các đặc điểm sau:
- Giúp năng suất lò tăng lên 2,5 lần.
- Mức độ canxi hóa trong Canciner không lớn hơn 90 đến 95 % để tránh quá
nhiệt và tổn thất nhiệt lớn tại Canciner.

Hình 4 :Công đoạn tiền nung và làm mát Clinker
Tháp trao đổi nhiệt nung nguyên liệu khoảng 800 0C. Sau đó bột liệu được đưa tới lò
quay W01. Nhiệt độ sau lò cỡ khoảng 1300 0C. Để đốt lò cháy, ban đầu lò được đốt
bằng dầu FO, sấy lên cỡ 100 0C, đưa vào vòi phun dưới dạng mù để dầu cháy được dễ
dàng và triệt để. Sau khi cháy sơ bộ, nhiệt độ trong lò đủ lớn thì sẽ phun than đưa vào
lò. Than cũng được phun vào lò dưới dạng sương mù.
Nguyên vật liệu sau khi được nung sẽ chuyển thành Clinker. Sau đó Clinker đang
nóng được đưa vào khu vực làm mát, qua máy đập búa M01 đập nhỏ chuyển vào xilô
chứa. Ở dây chuyền Hoàng Thạch I sử dụng hệ thống lò vệ tinh gồm 10 lò con để làm
mát tự nhiên, phương pháp này mất nhiều thời gian và không hiệu quả. Còn trong dây
chuyền HT II sử dụng dàn ghi K08, liệu sau khi đi qua dàn ghi này sẽ được hệ thống
quạt thổi làm mát, đồng thời nguyên liệu dưới tác động của dàn ghi rung sẽ được rơi
xuống và rút ra ngoài qua 11 cửa tháo.

Sinh viên :Nguyễn Khả Hoan –Phạm Trung Thành-Lớp ĐKTĐ1

11


Khí nóng thoát ra trong quá trình này sẽ được tận dụng đưa vào lò sấy, phương
pháp này giúp Clinker nguội nhanh và tối ưu hóa được quá trình sấy.
1.2.5. Công đoạn nghiền ximăng
Máy nghiền ximăng trong dây chuyền I và II đều làm việc theo chu trình kín
(có phân ly trung gian), máy nghiền dây chuyền I năng suất thiết kế là 176 tấn/h, máy
nghiền dây chuyền I năng suất thiết kế là 200 tấn/h.

Hình 5 :Công đoạn trộn phụ gia, thạch cao
Clinker ở trong silô L10 qua hệ thống van tháo xuống băng tải J20, liệu tiếp tục
qua hệ thống gầu nâng W2J27 (dạng xích) để đổ vào hệ thống cân liệu DOSIMAT.
Cùng lúc đó các chất phụ gia, thạch cao cũng được lấy từ kho qua hệ thống băng tải
bằng cao su đổ vào hệ thống cân A01, B01, C01. Tùy theo tỷ lệ yêu cầu giữa các
nguyên vật liệu đã được tính toán trước để kết hợp với nhau. Sau đó nguyên vật liệu sẽ
được đổ xuống hệ thống băng tải A02, A03 để đưa vào máy nghiền ximăng M01.

Sinh viên :Nguyễn Khả Hoan –Phạm Trung Thành-Lớp ĐKTĐ1

12


Hình 6 :Công đoạn nghiền ximăng
Sau khi nghiền, xi măng được đưa xuống máng trượt M22 qua hệ thống gầu nâng
J01 và được đưa xuống máng trượt J02. Tại đây những hạt đủ tiêu chuẩn sẽ được cuốn
theo dòng khí động vào buồn phân ly S01, từ buồng phân ly này sẽ được đi qua các
cyclon S15, S17, S19, S21. Tại các cyclon này, ximăng được lắng xuống, qua van S16,
S18 xuống máng trượt J04 và qua van S20, S22 xuống máng trượt J07. Từ 2 máng

trượt này xi măng được đổ xuống đường ống dẫn có vít xoắn U01, qua hệ thống băng
tải U02 đến U08, qua van phân chia để đưa vào 5 xilô chứa.
Trường hợp những hạt có kích thước vừa và to thì sẽ theo máng trượt J02, được
đưa tiếp qua máng trượt J08, qua bộ đo lưu lượng J10-320 để đưa trở lại máy nghiền
M01 nghiền lại cho đạt độ mịn yêu cầu.
Bụi xi măng qua máy nghiền sẽ được lọc bụi, làm sạch và thoát ra ngoài. Trường
hợp bụi bám vào tay áo sẽ được qua van vít P13 và van phân chia P14 đi xuống đường
ống dẫn có vít xoắn U01 hoặc rơi xuống máng trượt M22.
1.2.6. Công đoạn đóng bao
Từ đáy các xilô chứa, qua hệ thống cửa tháo liệu, xi măng được vận chuyển tới các
két chứa của máy đóng bao hoặc các bộ phận xuất ximăng rời theo đường bộ.
Hệ thống máy đóng bao gồm:
+ Dây chuyền I có 6 máy đóng bao mỗi máy 12 vòi, năng suất 100 tấn/giờ.

Sinh viên :Nguyễn Khả Hoan –Phạm Trung Thành-Lớp ĐKTĐ1

13


+ Dây chuyền II gồm 2 máy đóng bao mỗi máy có 8 vòi, năng suất 120 tấn/giờ,
các bao xi măng sau khi được đóng xong qua hệ thống băng tải sẽ được vận chuyển
đến các máng xuất đường bộ, đường sắt và đường thuỷ.
1.3.Hệ thống tự động hoá trong nhà máy xi măng Hoàng Thạch
1.3.1. Hệ thống SDR
Hệ thống giám sát- đối thoại – báo cáo.
+ Giám sát.
Các số liệu ở các điểm đo ở từng công đoạn sản xuất được tập hợp xử lý và đưa lên
máy tính để tạo ra các bản số liệu của từng công đoạn.
- Công đoạn đá vôi, đá sét.
- Công đoạn nghiền liệu.

- Công đoạn nghiền phụ gia.
- Công đoạn nghiền than, sấy dầu.
- Công đoạn lò nung.
- Công đoạn nghiền xo.
- Công đoạn đóng bao.
Các số liệu gồm: Trị số của các quá trình sản xuất, số liệu về các động cơ chính.
+ Đối thoại.
Là sự trao đổi giữa người vận hành ở phòng điều khiển trung tâm với các công
đoạn sản xuất được thực hiện thông qua các máy tính và các thiết bị ngoại vi của
nó.
+ Báo cáo.
Các số liệu cần thiết nhất của các thiết bị cần được lưu trữ trong máy tính chúng
được dùng để lập các bản báo cáo.
- Báo cáo của nhà máy thể hiện các số liệu theo từng giờ. Để chuẩn bị
cho việc bảo dưỡng các thiết bị theo từng kỳ.
- Nắm bắt được tình trạng thiết bị để kịp thời bảo dưỡng hoặc thay thế.
- Báo cáo về báo động của từng công đoạn để công nhân nắm bắt được
trước khi sự cố.
Đây là hệ thống thông tin xí nghiệp bao gồm các hệ thống truyền hình công
nghiệp.
+ Chức năng.
Giúp cho người vận hành ở Trung tâm biết và có thể quan sát bằng mắt ở các
điểm hay các vị trí quan trọng.
+ Hệ thống truyền hình công nghiệp.
Nhà máy được trang bị hệ thống camera đặt ở các nơi, các vị trí quan
trọng trong dây chuyền. Tương ứng với các mẫu hình được đặt ở trong phòng
điều hành trung tâm của nhà máy.
+ Hệ thống thông tin nội bộ:
Bao gồm các hệ thống điện thoại tự động và các bộ đàm dùng để liên lạc, giúp
cho người vận hành trung tâm liên lạc trực tiếp một cách nhanh nhất đến người

vận hành tại chỗ để thông báo hoặc chỉ đạo người vận hành làm theo những yêu cầu
cần thiết khi chạy máy hoặc sự cố.

Sinh viên :Nguyễn Khả Hoan –Phạm Trung Thành-Lớp ĐKTĐ1

14


1.3.3. Hệ thống FLS – QCX.
Đây là hệ thống kiểm tra chất lượng bằng máy tính điện tử và phân tích quang phổ
gồm có:
+ Phân tích mẫu như xi măng, clinke, đá sét, đá vôi…
- Để biết được chất lượng của các mẫu đó, để kịp thời điều chỉnh phụ
gia bổ sung vào hay bớt đi để cho ra một sản phẩm tốt nhất.
- Để tính toán điều chỉnh đơn phối liệu in, báo cáo và phân tích của thiết
bị trong hệ thống QCX.
+ Máy phân tích Rơnghen:
Đây là máy phân tích nhanh dùng để phân tích các mẫu bột liệu trong thời
gian ngắn nhất để kịp thời điều chỉnh các nguyên liệu vào máy nghiền.
+ Máy tính điện tử: dùng để tính toán các số liệu mà máy phân tích Rơnghen
hoặc phân tích mẫu đưa sang để kịp thời điều chỉnh trọng lượng của các vật liệu
đưa vào máy nghiền hoặc lò nung clinke.
+ Cân băng và bộ PID là bộ cân băng định lượng dùng để cân chính xác trọng
lượng vật liệu vào máy nghiền, nhờ bộ PID đưa tín hiệu về phòng trung tâm.
1.3.4. Hệ thống xử lý báo động.
+ Chức năng: Thông tin quá trình vận hành cho phòng điều khiển trung tâm về tình
trạng vận hành của nhà máy. Hệ thống này là hệ thống bổ sung cho hệ thống điều
khiển động cơ và thường làm việc với hệ thống logic tĩnh. Trong hệ thống này có 2
báo động.
- Báo động về thiết bị.

- Báo động về quá trình sản xuất.
1.3.5. Hệ thống xử lý đo lường.
Chức năng tập hợp xử lý và phân bố các tín hiệu đo lường. Các tín hiệu đo
lường dẫn từ các bộ chuyển đổi đặt tại các điểm đo được tập hợp về hệ thống xử lý
đo lường, các tín hiệu này được qua bộ khuyếch đại. Mặt khác do yêu cầu công
nghệ chế tạo, các bộ chuyển đổi tín hiệu có thể là:
U = 0 ÷ 10 V
I = 0 ÷ 20 mA
I = 4 ÷ 20 mA.
Đồng nhất hóa các tín hiệu ra là điện áp một chiều ( 0 ÷ 10).
1.3.6. Hệ thống tự động điều chỉnh, duy trì tự động các thông số kỹ thuật.
0
Các thông số kỹ thuật gồm: t , P, F, Q.
+ Các thông số kỹ thuật trên được cố định theo yêu cầu công nghệ với độ chính xác
nhất định.
+ Toàn bộ hệ thống tự động điều chỉnh của nhà máy bao gồm nhiều mạch vòng
điều chỉnh.
+ Thông thường một mạch vòng điều chỉnh có một bộ chuyển đổi có nhiệm vụ
biến đổi các đại lượng điện thành không điện bằng các tín hiệu điện tỷ lệ.

Sinh viên :Nguyễn Khả Hoan –Phạm Trung Thành-Lớp ĐKTĐ1

15


1.3.7. Hệ thống điều khiển logic.
Đây là hệ thống điều khiển logic chương trình hóa, dùng để điều khiển trình
tự hoạt động hay không một cách liên động giữa các động cơ của các máy trong
một công đoạn. Thông thường các động cơ khởi động – dừng một cách liên động
có thể thực hiện bằng 3 thế hệ thiết bị.

+ Hệ thống Rơle điện từ.
+ Hệ thống logic tĩnh.
+ Hệ thống máy tính.
*. Chức năng của hệ thống.
+ Thông tin về vận hành (tình trạng thiết bị).
+ Trình tự khởi động và dừng.
+ Liên động vận hành.
+ Liên động bảo vệ.
+ Lựa chọn chế độ vận hành.
*. Mức điều khiển ( có 4 mức).
+ Mức điều khiển của người vận hành.
+ Mức điều khiển chính.
+ Mức điều khiển đơn vị.
+ Mức điều khiển quá trình sản xuất.
*. Trang bị:
+ Hệ thống các bảm nút bấm phần C của bàn điều khiển Trung tâm.
+Hệ thống các máy tính cho các công đoạn chịu sự chi phối của phòng
điều hành Trung tâm.
+ Hệ thống các tủ điều khiển đơn vị (tại công đoạn).
+ Hệ thống các tủ chuyển tiếp nối giữa các tủ điều khiển đơn vị U = 24 v
DC và mạch động lực.

Sinh viên :Nguyễn Khả Hoan –Phạm Trung Thành-Lớp ĐKTĐ1

16


CHƯƠNG II
NGHIÊN CỨU CÔNG ĐOẠN NGHIỀN LIỆU
2.1.Thiết bị và công nghệ công đoạn nghiền liệu

2.1.1. Kho đồng nhất sơ bộ
Nguyên liệu đá vôi và đá sét sau khi được gia công sơ bộ bởi các máy đập,máy
cán trục, được vận chuyển về kho đồng nhất sơ bộ nguyên liệu
Đồng nhất theo phương thức đánh đống , rải theo từng lớp , kiểu luống

Hình 2.1: Kho đồng nhất sơ bộ
2.1.2. Máy nghiền
Máy nghiền sử dụng trong công đoạn là loại máy nghiền TUMS 5,4 x 11,5 +
3,15.Thân máy nghiền Tums 5,4*11,5 + 3,15m.Hộp giảm tốc Symetro kiểu
TS*2160A, có tỷ số truyền là 584/14,08 (vòng/phút).Giảm tốc quay chậm kiểu TTVF1700T tỷ số truyền là 985/8.18(vòng/phút).Phân ly SEPAX 560M124-250KW.Hai
cyclôn lắng Φ 6.3m.Lò đốt phụ HG-0.Khí thải từ lò nung vào.
* Cấu tạo của máy nghiền:

Sinh viên :Nguyễn Khả Hoan –Phạm Trung Thành-Lớp ĐKTĐ1

17


-Vỏ máy nghiền:
Là một bộ phận chính của máy và chứa vật thể nghiền, phân loại bên trong. Là
một chi tiết hình trụ bằng thép, đảm bảo độ đồng tâm . Vỏ máy được bảo vệ bởi các
tấm lót .
- Ngõng trục máy nghiền:
Dùng để đỡ toàn bộ máy nghiền và được đặt trên hai ổ đỡ guốc trượt .
- Đầu máy nghiền:
Là phần nối giữa thân máy nghiền và ngõng trục, trên đó có lắp các tấm lót chịu mài
mòn .
- Thiết bị gầu múc:
Cung cấp cho máy nghiền dòng liệu đồng nhất. Vận chuyển vật liệu từ ngăn
sấy sang ngăn nghiền .

- Ngăn sấy:
Ngăn sấy dài 3.15m , trong đó có lắp các cánh xới và gầu múc liệu. Chức năng
chủ yếu của chúng là, làm tơi xốp vật liệu, tăng diện tích tiếp xúc với dòng khí nóng
loại bỏ độ ẩm tự nhiên, trước khi vào khoang nghiền ..
- Ngăn nghiền:
Dài 11.5m trong đó có lắp các tấm lót chịu mài mòn và chứa từ 260- 290tấn bi
có kích thước từ Φ20 ÷ 90 .
Lượng bi nạp trong máy nghiền hiện nay như sau:
stt
loại bi( mm)
KL nạp( tấn)
Tỷ lệ(%)
1
90
36,526
13,86
2
80
50,933
19,33
3
70
32,552
12,35
4
60
38
14,42
5
30

36,679
13,92
6
25
42
15,94
7
20
26,805
10,17
Tổng lượng bi nạp:
263,495
100
- Phần chuyển tiếp:
Có các nhiệm vụ nối ngõng trục với khớp màng nhờ đó chuyển được mô men
quay từ hộp số tới trục máy nghiền. Cho bột liệu nghiền đi ra khỏi máy nghiền, thông
gió máy nghiền .
Trong máy nghiền có lót các tấm lót chịu mài mòn bằng thép hợp kim , cụ thể ở
ngăn nghiền sử dụng tấm lót phân loại, tạo nên sự phân loại các kích cỡ bi đạn nghiền
( bi lớn ở đầu khoang sấy, bi nhỏ ở đầu ra bột liệu ).
Các vách ngăn dùng để chia máy nghiền thành các khoang khác nhau, trên đó
có gắn các tấm ghi chịu mài mòn.
* Nguyên lý làm việc:
Vật liệu được các thiết bị vận chuyển đưa đến đầu vào máy nghiền và
ngăn sấy có w < 6%.

Sinh viên :Nguyễn Khả Hoan –Phạm Trung Thành-Lớp ĐKTĐ1

đến

18


Dòng khí nóng được lấy từ sau hệ thống tháp trao đổi nhiệt năm tầng của lò
nung hoặc từ hệ thống gia nhiệt theo đường ống dẫn đến khoang sấy của máy. Dòng
khí có nhiệt độ từ 280 – 350.o C.
Máy được chia làm hai ngăn, ngăn sấy dài 3.15(m) ngăn nghiền dài 11.5(m).
Ngăn sấy có các cánh xới nhằm làm tơi xốp vật liệu, tăng bề mặt tiếp xúc của dòng vật
liệu trong dòng khí nóng, làm hiệu quả quá trình sấy và nghiền được tốt hơn.
Tại khoang sấy khi máy nghiền hoạt động, vật liệu được các cánh xới và gầu
múc liệu, múc lên theo chiều quay của máy nghiền và dải đổ xuống phân tán vào dòng
khí nóng và được sấy khô.
Vật liệu được chuyển sang ngăn nghiền nhờ dòng khí và các cánh dẫn hướng
tại phần vách ngăn. Tại ngăn nghiền vật liệu được đập và trà sát, giảm kích thước đến
độ mịn theo yêu cầu. Bột mịn được dòng khí đưa đến phần chuyển tiếp và đi qua các
lỗ của ghi ra liệu.
Tại phần chuyển tiếp, phần lớn bột liệu lọt qua các lỗ ghi đến thiết bị vận
chuyển
N0
Danh mục
Thông số
1
Năng suất máy
300 (Tấn /giờ)
2
Nhiệt độ tác nhân sấy (vào )
< 4500C
3
Nhiệt độ tác nhân sấy (ra )
70 – 900C

4
Độ ẩm liệu ra khỏi máy nghiền
W < 1%
5
Lượng sót sàng (R009)
< 12%
6
Kích thước máy nghiền
5,4*(11,5 + 3,15 )m
7
Công suất động cơ
4850KW
8
Số vòng quay động cơ
591(vòng /phút )
9
Hiệu điện thế động cơ
6KV
10
Dòng động cơ
590A
11
Khối lượng bi cầu nạp
260 – 290 ( Tấn)
12
Công suất quạt hút
1700KW
13
Hiệu điện thế quạt hút
6 KV

Sinh viên :Nguyễn Khả Hoan –Phạm Trung Thành-Lớp ĐKTĐ1

19


Sơ đồ cấu tạo máy nghiền

Hình 2.2: Cấu tạo máy nghiền

Sinh viên :Nguyễn Khả Hoan –Phạm Trung Thành-Lớp ĐKTĐ1

20


Ổ đỡ dạng guốc trượt của máy nghiền R2M01

Sinh viên :Nguyễn Khả Hoan –Phạm Trung Thành-Lớp ĐKTĐ1

21


Hình 2.3 :Cấu tạo dạng guốc trượt của máy nghiền
Vị trí các tấm lót

Sinh viên :Nguyễn Khả Hoan –Phạm Trung Thành-Lớp ĐKTĐ1

22

Hình 2.4 : Vị trí cấu tạo các tấm lót

Sinh viên :Nguyễn Khả Hoan –Phạm Trung Thành-Lớp ĐKTĐ1

23


Hình 2.5 : Cấu tạo vách máy nghiền R2M01
Cấu tạo nắp máy nghiền R2M01

Sinh viên :Nguyễn Khả Hoan –Phạm Trung Thành-Lớp ĐKTĐ1

24


Hình 2.6 : Cấu tạo nắp máy nghiền

Sinh viên :Nguyễn Khả Hoan –Phạm Trung Thành-Lớp ĐKTĐ1

25