Tài liệu Đồ án Tốt Nghiệp - Nghiên cứu hệ thống cân bằng định lượng trong nhà máy sản xuất xi măng

Đồ án tốt nghiệp

Nghiên cứu hệ thống cân

bằng định lượng trong nhà

máy sản xuất xi măng lò

đứng

GIỚI THIỆU VỀ BỘ ĐIỀU KHIỂN PLC

1

Với đề tài “Nghiên cứu hệ thống cân băng định lượng

trong nhà máy sản xuất xi măng lò đứng”.

Chương 1

TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY XI MĂNG TIÊN SƠN – HÀ TÂY

1.1. Giới thiệu sơ lược về công ty:

Công ty xi măng Tiên Sơn tiền thân là nhà máy vôi đá, năm 1995 được sự quan

tâm chỉ đạo của Đảng và Nhà nước, nhà máy đã đầu tư xây xựng một dây chuyền sản

xuất xi măng có công 25Tấn/h và đưa vào hoạt động từ năm 1996,thiết bị và dây chuyền

công nghệ ban đầu được nhập khẩu hoàn toàn của Trung Quốc,với tổng giá trị đầu tư

ban đầu là 39 tỷ đồng.Sau gần 10 năm hoạt đông sản xuất cho tới nay nhà máy đã có

nhiều thay đổi sửa chữa nâng cấp thiết bị cũng như dây chuyền công nghệ,nhằm nâng

cao hiệu quả kinh tế trong quá trình sản xuất, đặc biệt là đã kết hợp cùng với trường Đại

Học Công Nghiệp Thái Nguyên để thiết kế cải tiến và thay thế một số thiết bị của dây

chuyền cân băng định lượng.

Với đội ngũ CBCNV giàu kinh nghiệm đã đưa nhà máy hoạt động ngày càng phát triển

đi lên,có hiệu quả kinh tế cao luôn đạt danh hiệu là đơn vị đi đầu cho ngành xi măng

trong khu vực.với cơ cấu sắp xếp tổ chức cán bộ hợp lý không những đã đưa nhà máy

hoạt động có hiệu quả kinh tế cao mà còn xứng danh là đơn vị vững mạnh trong công

tác tổ chức công đoàn và đoàn TN của khu vực.Với địa hình nhà máy được xây dựng

trên vùng đất của xã Hồng Quang - huyện Ứng Hoà tĩnh Hà Tây,khu sản xuất đặt sát với

GIỚI THIỆU VỀ BỘ ĐIỀU KHIỂN PLC

2

núi thuận tiện cho việc khai thác đá nguyên liệu, văn phòng làm việc của công ty được

xây dựng cách nhà máy sản xuất khoảng 500m,thuận tiện cho việc quản lý và theo dõi

xử lý kịp thời những vướng mắc trong quá trình sản xuất, để tiện cho việc giao dịch và

tiêu thụ sản phẩm công ty đã xây dựng tất cả 3 văn phòng đại diện trên địa bàn các

huyện và tĩnh lân cận trong khu vực.Với phương châm phấn đấu sản xuất và tiêu thụ

150.000 tấn xi măng trên năm, trong nhiều năm nhà máy đã phải hoạt động liên tục hết

công suất để hoàn thành mọi chỉ tiêu đề ra, trong thời gian gần đây sản phẩm xi măng

của nhà máy sản xuất ra không đủ cung cấp cho thị trường trong tĩnh và trong nước,

hướng tới công ty muốn đầu tư nâng công suất sản xuất của nhà máy lên nhằm đảm bảo

đủ sản lượng để cung cấp cho thị trường tiêu thụ trong nước đặc biệt là thị trường trong

tĩnh Hà Tây và một số tĩnh lân cận.

1.2 Tìm hiểu về tổ chức hoạt động của công ty :

Được biết công ty hoạt động sản xuất có hiệu quả, sản phẩm sản xuất ra được

người tiêu dùng ưa chuộng là nhờ có bộ máy lãnh đạo tốt, kết hợp với việc bố trí sắp

xếp công việc hợp lý cho từng CBCNV . Qua tìm hiểu được biết sơ đồ tổ chức của công

ty như sau : (Hình 1.1)

GIỚI THIỆU VỀ BỘ ĐIỀU KHIỂN PLC

3

Hình 1.1 – Sơ đồ tổ chức công ty xi măng Tiên Sơn

1.3.Quy trình công nghệ sản xuất xi măng - Nhà máy xi măng Tiên Sơn:

Với thiết kế quy trình công nghệ gồm hai dây chuyền hoạt động song song với

nhau nhà máy đã sản xuất rất có hiệu quả, tránh được việc lãng phí thời gian và nguyên

vật liệu trong quá trình sản xuất, kết hợp với việc cải tạo thay thế một số thiết bị trong

dây chuyền, nên hiện nay nhà máy đã thuộc diện một trong những nhà máy sản xuất xi

măng hiện đại của nước ta. Đặc biệt là hệ thống cân băng định lượng, công ty đã kết hợp

với trường đại học công nghiệp - Thái Nguyên để cải tạo và thay thế hệ thống cân băng

định lượng, trước đây sử dụng theo nguyên lý cấp liệu rung, thay vào đó nay được lắp

Giám Đốc

Phụ trach chung

P.Giám Đốc

VTVT(QMR)

P.Giám Đốc

Phụ trach SX

PHÒNG

KTCN

BAN

ISO

PHÒNG

VTVT

PHÒNG

TCHC

PHÒNG

VTTK

PHÒNG

KHĐĐ

PHÒNG

T.PHẨM

PX

Cơ điiện

PX

Liệu

PX

Lò

PX

K.thác đá

PX

T.phẩm

GIỚI THIỆU VỀ BỘ ĐIỀU KHIỂN PLC

4

đặt hệ thống cân cấp liệu tự động điều khiển bằng biến tần, thiết bị hiện đại được mô

phỏng trên máy tính. Dưới đây là sơ đồ khối dây chuyền sản xuất xi măng của nhà máy

xi măng Tiên Sơn–Hà Tây (Hình 1.2):

GIỚI THIỆU VỀ BỘ ĐIỀU KHIỂN PLC

5

H20

Lò nung số 1+2

Kiểm tra

H20

Máy hút bụi Nghiền liệu số 1 + 2

Phân ly số 1 + 2

Hạt thô

Kiểm tra

Máy hút bụi Si lô 6,7,8

Đồng nhất B

Trộn ẩm 1+2

Vê viên 1+2

Kiểm tra

Máy hút bụi

Kiểm tra Kiểm tra

Thạch cao Phụ gia

A

Đập,nạp

GIỚI THIỆU VỀ BỘ ĐIỀU KHIỂN PLC

6

Nhập kho

B

Si lô 9,10,11 Máy hút bụi Si lô 12,13

Máy hút bụi Nghiền xi số 3+4

Hệ thống cân băng định lượng số 3+4

Phân ly số 3+4

Hạt thô

Si lô 14,15,16 Máy hút bụi Đồng nhất

Đóng bao

Kiểm tra D

Kiểm tra

Kiểm tra

Kiểm tra Kiểm tra

GIỚI THIỆU VỀ BỘ ĐIỀU KHIỂN PLC

7

Hình 1.2 – Sơ đồ khối dây chuyền công nghệ sản xuất xi măng –Cty xi măng Tiên Sơn

1.4. Thuyết minh sơ đồ công nghệ:

1.4.1 Công đoạn chuẩn bị nguyên liệu.

Nguyên liệu để sản xuất xi măng chủ yếu là đá vôi, ngoài ra còn có các loại phụ

gia khác như than, đất, quặng sắt, thạch cao. Với điều kiện thuận lợi là nguyên liệu ở

gần sát nhà máy, đá sau khi được khai thác được hệ thống các băng tải cao su vận

chuyển về nơi tập kết và được phân loại (đá vôi đen, đá vôi xanh), kiểm tra chất lượng.

Đá đạt chất lượng có kích thước giới hạn là 350 mm.

Đá đã đạt chất lượng được đưa xuống các máng đá, từ các máng đá này, được các

băng tải xích tấm đưa đến các máy kẹp hàm đá để thực hiện công đoạn đập đá lần thứ

nhất. Sau khi qua các máy kẹp hàm này thì kích thước đá đạt kích thước giới hạn là 80

mm.

Sau khi qua công đoạn đập đá lần 1, đá được hệ thống băng tải cao su đưa vào

máy đập búa để thực hiện công đoạn đập đá lần 2. Qua khỏi công đoạn này, đá nguyên

liệu đạt kích thước 25 mm và được hệ thống gàu tải xúc lên đổ vào các xilo 1 và 2.

Các loại phụ gia khác thì được đưa từ các nơi về và tập kết ở kho chứa phụ gia.

qua công đoạn đập nhỏ, sấy, sàng phân loại để có được kích cỡ quy định tạo điều kiện

cho máy nghiền đạt năng suất sau đó được đổ vào các xilo 3và 4.

Riêng phụ gia đá thạch cao thì cũng như đá nguyên liệu (đá vôi) được máy kẹp

hàm đập nhỏ rồi được gàu tải xúc lên chứa trong xilo 5.

1.4.2 Công đoạn phối và nghiền nguyên liệu.

Đây là công đoạn quan trọng, quyết định chất lượng sản phẩm của công nghệ sản

xuất xi măng lò đứng. Đảm nhận công đoạn quan trọng này chính là hệ thống cân băng

định lượng điều khiển bằng máy vi tính. Hệ thống gồm 06 bộ cân băng được đặt dưới

đáy các xilo theo thứ tự từ cuối băng tải chính đến miệng máy nghiền là : Đá 1, đá 2,

than, quặng sắt, thạch cao. Nhiệm vụ chính của các cân băng đáp ứng sự ổn định về lưu

lượng và điều khiển lượng nguyên liệu cấp này sao cho phù hợp với yêu cầu công nghệ

đặt ra.

Nguyên liệu từ đáy các xilo được trút lên mặt các băng tải cân băng qua hệ thống

cấp liệu. Mỗi cân băng trong hệ thống nhận 1 nhiệm vụ khác nhau (vận chuyển các

nguyên liệu khác nhau với 1 lưu lượng khác nhau) nhằm mục đích khống chế và điều

chỉnh (tốc độ băng) sao cho lưu lượng liệu nhận được ứng với giá trị đặt trước theo yêu

cầu công nghệ sản xuất với sai số bé hơn hoặc bằng giá trị cho phép.

GIỚI THIỆU VỀ BỘ ĐIỀU KHIỂN PLC

8

Hệ thống 06 cân băng định lượng này đổ nguyên liệu lên 1 băng tải cao su và

băng tải này có nhiệm vụ vận chuyển nguyên liệu (đã được phối) đổ vào máy ngiền bi

thực hiện nghiền thành bột liệu. Các hạt bột liệu đạt tiêu chuẩn (về kích thước) sẽ được

hệ thống gàu tải xúc lên đổ vào cá xilo chứa, các hạt chưa đạt (có độ mịn > 10% trên

sàng 4900 lỗ/cm2

) sẽ được máy phân ly đưa trở lại vào đầu máy nghiền để nghiền lại.

Tỷ lệ phối liệu theo định mức sau:

Đá1: từ (29 ÷ 37%)

Đá2 : từ (32 ÷ 40%)

Quặng sắt : 6%

Than đá : 16%

Đất sét : 4%

Thạch cao : 5%

1.4.3 Công đoạn nung luyện clinke.

Đây cũng là 1 trong những công đoạn quyết định chất lượng của sản phẩm. Bột

liệu được lấy ra và được đồng nhất bằng hệ thống rút liệu,sau đó qua hệ thống máy trộn

ẩm đạt độ ẩm 60% rồi đưa vào máy vê viên kiểu sàng quay. Những viên liệu có kích cỡ

6 → 8 mm sẽ được đổ xuống 1 băng tải cao su rồi đưa vào hệ thống cấp liệu cho lò

nung, các viên liệu được cấp vào lò bằng cách rãi đều từng lớp một và được nung ở

nhiệt độ 1500o

c sau đó được rút ra bằng hệ thống máy ghi xả. Lúc này các viên liệu đã

trở thành clinke và dính vào nhau thành từng tảng có kích thước khoảng 80 → 100 mm.

Hệ thống ghi xả sẽ xả clinke nóng lên băng tải xích tấm đặt ngay dưới đáy lò và các tảng

clinke được đưa vào máy kẹp hàm clinke để đập nhỏ. Tuỳ theo chất lượng clinke tốt hay

xấu mà được đưa vào chứa trong các xilo riêng (Để sau này rút ra và phối với các lượng

phụ gia khác nhau.

1.4.4 Công đoạn nghiền clinke thành ximăng thành phẩm và đóng bao xi măng.

Clinke sau khi được các bộ phận chức năng kiểm tra chất lượng, clinke được hệ

thống cân băng định lượng phối cùng với các thành phần đá mỡ, thạch cao, đất pháp cổ,

xỉ bông theo một tỷ lệ nhất định, sau đó được hệ thống băng tải cao su đưa vào máy

nghiền bi. Sản phẩm sau máy nghiền chính là xi măng thành phẩm. Các hạt xi măng

chưa đạt (có độ mịn > 10% trên sàng 4900 lỗ/cm2

) sẽ được máy phân ly đưa trở lại vào

đầu máy nghiền để nghiền lại. Sản phẩm xi măng đạt chất lượng được đổ vào các xilo

14, 15, 16. Sau khi để nguội thì được đưa vào máy đóng bao, thành phẩm được đóng

kho kết thúc quy trình sản xuất.

GIỚI THIỆU VỀ BỘ ĐIỀU KHIỂN PLC

9

Chương 2

MÔ TẢ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CÂN BĂNG PHỐI LIỆU

2.1. Khái niệm:

Cân băng định lượng là bao gồm các thiết bị ghép nối với nhau mà thành, cân

băng định lượng của nhà máy sản xuất xi măng là cân định lượng băng tải, được dùng

cho hệ thống cân liên tục (liên tục theo chế độ dài hạn lặp lại). Thực hiện việc phối liệu

một cách liên tục theo tỷ lệ yêu cầu công nghệ đặt ra.

Trong các nhà máy sản xuất công nghiệp, các dây chuyền sản xuất xi măng, hệ

thống cân băng định lượng còn đáp ứng sự ổn định về lưu lượng liệu và điều khiển

lượng liệu cho phù hợp với yêu cấu, chính vì nó đóng một vai trò rất quan trọng trong

việc điều phối và hoạch định sản xuất, do đó nó quyết định vào chất lượng sản phẩm,

góp phần vào sự thành công của công ty.

Cân băng định lượng trong nhà máy sản xuất xi măng là cân băng tải, nó là thiết bị

cung cấp kiểu trọng lượng vật liệu được chuyên trở trên băng tải mà tốc độ của nó được

điều chỉnh để nhận được lưu lượng vật liệu ứng với giá trị do người vận hành đặt trước.

2.2. Cấu tạo của cân băng định lượng :

1

3 6 7 8 9

4

10 2

5

Hình 2.1: Sơ đồ cấu tạo cân băng định lượng.