Vai trò của ximăng đối với sự phát triển của đất nước và sự phát triển của nghành xi măng hiện nay và tương lai

655 0, 68 0,314 IV.3. Xác định lượng khí và lượng không khí trong 1 giờ 1. Tính thể tích khí ra khỏi các tầng xyclon, canxinơ, lò quay trong, 1 giờ ở nhiệt độ làm việc. a. Công thức tính : Trong đó : G0 - Năng suất thiết kế của lò : G0 = 186 tấn/giờ Vồ - Tổng lượng khí ra (m3. t. c/kgCL) t - Nhiệt độ khí ra (0C) Tính toán : Xyclon C ở: 3300C Thay số : - t : = 3300C Ta có : V11ra =137,48 m3/s *Các tầng xyclon còn lại tính tương tự ta có bảng kết quả sau: Bảng : Lưu lượng khí trong hệ lò Lưulượng khí 1nhánh Tầng C Tầng C Tầng C Tầng C Tầng C Lò+canciner , m3/h m3/s 494433,12 137,48 595757,05 165 669996,53 186,11 712193,37 197,83 732182,12 203,4 765886,00 212,75 V. Tính đường kính các xyclon V.1. Công thức tính 1. Công thức tính đường kính xyclon Trong đó : * KBX - Thông số hình học đặc trưng điều kiện cửa vào (quan hệ tiết diện cửa vào với tiết diện ngang của xyclon). Theo thực nghiệm KBX = 0, 2 VBX - Lưu lượng khí vào cyclon : m3/h xXCL - Độ giảm áp suất của khí trong xyclon; x lấy bằng 2, 8 DPXCL - độ giảm áp suất của khí trong xyclon, mmH2O r - Trọng lượng riêng của khí, kgm3 (Bảng 22) - Nồng độ bụi của dòng khí, kg/kg (Bảng 23) 2. Tiết diện thẳng góc của ống dẫn khí vào xyclon Trong đó : wBX - Vận tốc dòng khí vào xyclon m/s 3. Đường kính của ống dẫn khí thải Trong đó : - Lưu lượng khí ra khỏi xyclon, m2/s w - Vận tốc dòng khí ra. * Để xác định các thông số chọn : wBX = 23m/s, w = 20m/s V. 2. Tính toán Giả thiết ban dầu : Đối với các xyclon ta coi lưu lượng khí ra từ xyclon tầng dưới bằng lưu lượng khí vào của xyclon tầng trên, bỏ qua sự phân huỷ của nguyên liệu, bốc hơi ẩm. . . trong ống dẫn khí từ xyclon tầng dưới lên xyclon tầng trên. 1. Đối với xyclon tầng C:do có 2 cặp nên * Lượng khí vào tầng C: V = 82,5 (m3/s) Lượng khí ra từ tầng C : Vc5Ra = 68,74(m3/s) = 0, 55(kg/kg) r = 0, 656 (kg/m3) Thay Dvào ta có : = 4,78(m) 2. Xyclon C * Lượng khí vào tầng C: Vc3ra = 186,11 m3/s * Lượng không khí ra khỏi tầng 2 : V12R = 165 m3/s Thay Dvào ta có : = 7,15(m) 3. Xyclon C * Lượng khí vào tầng 3 : Vc3V = Vc2ra = 197,83 m3/s *lượng khí ra khỏi tầng 3: V13Ra = 186,11 m3/s = 0, 655 r = 0,433 Thay Dvào đ = 7,4(m) jgdsdscjhc Tầng 2 : * lượng khí vào : Vc2V = Vrac1 = 203,4 (m3/s) * Lượng khí ra khỏi mỗi xyclon : Vra14 = 197,83(m3/s) Thay Dvào đ = 7, 51(m) Cách tính tương tự ta có bảng đường kính các xyclôn trong hệ lò và trở lực của các xyclôn Bảng 27: Đường kính xyclôn, đường kính ống dẫn khí, áp suất âm Tầng C Tầng C Tầng C TầngC Tầng C Đường kính Xyclôn D(m) 4,78 7,15 7,4 7,51 7,68 D ống dẫn khí d(m) 1,48 2,3 2,43 2,51 2,55 áp suất âm : Dp( mmH2O) 76,76 63,07 54,10 48,44 35,00  Chương 8 tính và lựa chọn thiết bị phụ cho hệ thống lò I. Tính và lựa chọn thiết bị cho phân xưởng 1. Chọn vật liệu chịu lửa cho hệ thống : Việc chọn vật liệu chịu lửa cho hệ thống là một khâu hết sức quan trọng, nó là một trong những yếu tố quyết định tuổi thọ của lò. Thông thường để có thể lựa chọn vật liệu chịu lửa để sử dụng một cách hiệu quả, kinh tế nhất thì ta phải căn cứ vào điều kiện sử dụng nó như: nhiệt độ, tính chất môi trường nung, độ ổn định nhiệt độ. . . kết hợp với tính chất của từng loại vật liệu chịu lửa từ đó chọn được loại vật liệu phù hợp nhất, kinh tế nhất. Ngày nay khi mà luật môi trường sẽ phạt rất nặng đối với những vật liệu có hại cho môi trường rất là những kim loại nặng có ảnh hưởng lớn đến đời sống con người khi sử dụng có thải ra môi trường ví dụ Cr2O3. . . Do đó ngoài việc gạch chịu lửa có các đặc tính kỹ thuật còn phải xét giá thành và tác động của nó đối với môi trường. Các tính chất quan trọng cần phải quan tâm khi lựa chọn vật liệu chịu lửa là : +. Nhiệt độ biến dạng dưới tải trọng +. Độ bền nhiệt +. Độ bền hoá +. Độ ổn định thể tích ở nhiệt độ cao +. Sự bám dính co la. . . +. Chịu tác động mạnh của lực va đập do Clinke gây ra Tuỳ thuộc vào từng khu vực làm việc khác nhau của hệ thống là mà ta chọn từng loại vật liệu chịu lửa sao cho sử dụng chúng một cách hiệu quả nhất. Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại vật liệu chịu lửa, ta có thể lựa chọn để sử dụng chúng như sau. Các tầng xyclon trao đổi nhiệt và canxinơ. Nhiệt độ làm việc từ 300á11000C, chế độ làm việc tĩnh. Ta chọn samôt A. - Tính chất gạch : + Nhiệt độ biến dạng dưới tải trọng : 1400 á 17000C + Độ bền nhiệt (làm lạnh bằng nước) : 10 á 15 lần + Sức co phụ % không quá 0, 7 ở nhiệt độ 14000C + Cường độ chịu nén không nhỏ hơn 125 (kg/cm2) + Độ xốp biểu kiến không lớn hơn 30 (%) Tại các vị trí có cấu tạo phức tạp như cổ xyclon, canxinơ. . . ta dùng bê tông chịu nhiệt. * Đối với lò : - Tại zôn phản ứng (toả nhiệt) : nhiệt độ của phối liệu đi trong lò : 950 á 13500C. Chế độ làm việc động, có xỉ than nóng chẩy, có hợp chất kiềm. . . Ta chọn gạch cao Alumin, có độ bền hoá cao, chống sự ăn mòn của xỉ. - Tại zon kết khối : nhiệt độ của phối liệu đi trong là : 1350 á 1450 á 15500C, môi trường làm việc là môi trường kiềm. Ta chọn gạch Manhedi - Spinel, gạch này có tính chất bền hoá, cơ cao. - Tại zon làm lạnh : nhiệt độ vật liệu : 1350 á 12000C. Ta chọn vật liệu là caoAlumin có độ bền nhiệt và cơ cao. hoặc chọn bê tông chịu lửa có độ bền nhiệt và cơ học rất cao bởi vì ở zôn làm lạnh Clinke có độ cứng nhất định khi làm lạnh do tác động của Clinke vào vật liệu chịu lửa sẽ gây vỡ vật liệu chịu lửa. Bên cạnh việc lựa chọn vật liệu chịu lửa hợp lý, ta có thể áp dụng một số biện pháp để có thể tăng tuổi thọ của gạch chịu lửa như sau : +. Tạo lớn cola bảo vệ gạch +. ổn định thành phần hoá phối liệu +. Chế độ làm việc của lò ổn định +. Đặt lệch vòi đốt vào góc phần tư thứ IV tránh ngọn lửa làm chảy lớp cola. +. Làm mát vỏ lò. 2.Chọn máy làm lạnh CL : Quá trình làm lạnh CL là một trong những quá trình quan trọng quyết định chất lượng của XM. Tốc độ làm lạnh CL quyết định cấu trúc, thành phần khoáng, hàm lượng pha thuỷ tinh và pha tinh thể, khả năng nghiền của CLinke. Máy làm lạnh CL cần phải làm lạnh nhanh CL từ nhiệt độ 12000C xuống nhiệt độ 800C, và đảm bảo năng suất lớn hơn hoặc bằng năng suất lò (³ 4464tấn/ngày). Ta chọn máy làm lạnh kiểu ghi Folaks của hãng Smidth. Máy làm lạnh này cho phép làm lạnh clinker từ nhiệt độ 13500C đến nhiệt độ cao hơn nhiệt độ môi trường 600C với chi phí làmmát2,0á 3m3kk/1kgCL. So với máy làm lạnh kiểu tang, kiểu vệ sinh là làm mát CL tiến hành hầu tư theo dòng ngang của không khí thì máy lạnh kiểu ghi này, quá trình làm mát vừa theo hướng ngang vừa theo hướng dọc. Chọn máy làm lạnh kiểu ghi Folaks của Smidth có đặc tính kỹ thuật sau: +. Năng suất riêng của máy : 35 á 40 tấn CL/m3 ngày +. Tiêu hao khí cho quá trình làm lạnh CL từ nhiệt độ 12000C đến 800C : 2, 43kg/kgCL +. Năng suất máy : 4464 tấn/ngày.  Phần v Phân xưởng nguyên liệu 1. Thiết bị gia công nguyên liệu Đá vôi, đá sét sau khi khai thác ở mỏ về có kích thước lớn, vì vậy, cần phải đập sơ bộ chúng trước khi đưa vào nghiền. Để đập đá vôi, đá sét có thể dùng máy đập hàm, đập nón, đập trục, đập búa, máy nghiền đứng. Căn cứ vào hiệu quả các loại máy đập và bản chất của nguyên liệu (độ ẩm của đá vôi Ê 3%, đá sét Ê 10%) nên chọn máy đập búa để đập sơ bộ đá vôi, đá sét. - Ưu điểm của máy đập búa: + Cấu tạo đơn giản, trọng lượng nhỏ, kích thước gọn, dễ lắp đặt. + Làm việc liên tục, chắc chắn và có độ tin cậy cao. + Năng suất cao, mức độ đập nghiền lớn. + Khả năng tự động hoá cao. + Có hệ thống ghi sàng phân loại trong khi đập mà các máy đập khác không có do đó giảm được công vô ích, nâng cao hiệu quả làm việc. + Có thiết bị lọc bụi túi sẽ lọc bụi đảm bảo môi trường làm việc của người lao động - Tuy nhiên máy đập búa có nhược điểm sau: + Các chi tiết của máy nhất là búa và ghi mau bị mài mòn. + Không đập được các vật liệu có độ ẩm > 15% vì khi đó khe ghi sẽ bị bết kín, khi làm việc với vật liệu có độ ẩm cao thì năng suất máy đập sẽ giản, và thiết bị lọc bụi phải ngừng hoạt động vì bụi vật liệu ẩm sẽ gây tắc lọc bụi túi. + Khi có dị vật cứng rơi vào thì máy sẽ bị phá huỷ. a.) Máy đập đá vôi: Chọn 1 máy đập búa EV của hãng F. L. Smidth để đập đá vôi từ kích thước Ê 1500 mm xuống còn Ê 25 mm. * Máy đập búa EV là loại máy búa một rôto nhiều dãy búa, tác động va đập phản hồi. Ngoài những ưu điểm kể trên, máy đập búa EV còn có một số ưu điểm vượt trội các máy đập búa cùng loại là: - Mức độ đập nghiền lớn (i = 1 : 100), kích thước sản phẩm đồng đều. - Chỉ cần diện tích mặt bằng lắp đặt nhỏ, chiều cao nhà thấp do đó sẽ giảm được giá thành xây dựng cơ bản. - Bảo dưỡng, sửa chữa dễ dàng. - Các quả búa sử dụng được đến khi mòn 25% và có thể điều chỉnh ghi xả tương ứng với độ mài mòn của quả búa. - Thiết bị này đã dược sử dụng ở một số nhà máy ở nước ta nó đã chứng tỏ được ưu điểm của nó so với một số loại máy khác, nó có thiết bị thay thế khi bị hỏng và có sẵn thiết bị thay thế của các nhà máy bạn khi cần thay thế gấp * Các đặc trưng kỹ thuật cơ bản của máy đập búa EV: - Cường độ chịu nén của nguyên liệu : Ê 2500 kG/ cm2 - Độ cứng theo thang Moos : Ê 4 - Độ ẩm tự nhiên : Ê 3% - Hàm lượng thạch anh : Ê 10% - Hàm lượng sét : Ê 12% - Kích thước vật liệu vào : Ê 1500 mm - Kích thước vật liệu ra : Ê 25 mm (chiếm ³ 95%) - Chi phí năng lượng khi đập đến độ lớn : Ê 25 mm (95%), bằng 0, 9 á 1, 1 kwh/ t * Xác định năng suất máy đập: (II - tr. 109) - Thời gian bảo dưỡng, sửa chữa máy trong năm là: T1 = 20 ngày = 20. 24 = 480 giờ - Hệ số dự trữ sửa chữa, bảo dưỡng theo kế hoạch là: P1 = T1 : 87, 6 = 480 : 87, 6 = 5, 48 (%) - Máy làm việc 1 ca/ ngày (có kho dự trữ) nên hệ số dự trữ cho phân xưởng lò làm việc liên tục P2 = 0 - Hệ số dự trữ dư năng suất: P3 = P - (P1 + P2) = P - (5, 48 + 0) = P - 5, 48 (%) Vậy phải chọn máy sao cho hệ số dự trữ năng suất tổng P > 5, 48% - Năng suất yêu cầu của máy đập: GÂ = G0. BH. K + G0 : Năng suất của phân xưởng lò: G0 =186 (t. Cl/ h) + BH : Tiêu hao đá vôi ẩm thực tế cho 1 tấn clinke, BH = 1, 305(t. đá vôi/ t. Cl) + K : Hệ số ca làm việc của máy, 1 ca/ ngày đ K = 3 GÂ = 186. 1, 305. 3 = 728,2(t/ h) - Chọn 1 máy đập búa một trục có năng suất 800 t/ h + Hệ số dự trữ năng suất tổng P= + Hệ số dự trữ dư năng suất: P3 = P - 5, 48 = 9,8 - 5, 48 = 4,32 (%) Vậy chọn 1 máy có năng suất 800t/ h là phù hợp. b.) Máy đập đá sét. Máy đập búa một trục tác động va đập phản hồi chỉ áp dụng cho các vật liệu đá giòn, có độ cứng trung bình, còn các vật liệu dẻo thì phải đập bằng các phương pháp khác. Vì đá sét ở đây vừa cứng, vừa dẻo do đó chọn máy đập búa hai trục DMI của hãng F. L. Smidth để đập thô từ kích thước Ê 800 mm xuống còn 75 mm và sau đó dùng tiếp máy cán hai trục (trên bề mặt trục có răng) để đập đá sét từ kích thước 75 mm xuống còn 25 mm trước khi đưa vào máy nghiền, răng trên bề mặt của trục có tác dụng cào xé vật liệu và loại bỏ các vật liệu cứng khó nghiền như là sỏi, đá cuội có lẫn trong đá sét. Để cào xé vật liệu được thì hai trục của máy cán phải có tốc độ quay khác nhau, một trục quay nhanh một trục quay chậm. * Đặc trưng kỹ thuật của máy đập búa hai trục DMI: - Độ ẩm tự nhiên của nguyên liệu : Ê 10% - Kích thước vật liệu vào : Ê 800 mm - Kích thước vật liệu ra : Ê 75 mm (³ 95%) * Xác định năng suất máy đập búa hai trục DMI: - Máy làm việc 1 ca/ ngày, chọn máy sao cho hệ số dự trữ năng suất tổng P > 5, 48% (xem cách tính ở phần chọn máy đập đá vôi). - Năng suất yêu cầu của máy đập: GÂ = G0. BH. K + BH : Tiêu hao đá sét ẩm thực tế cho 1 tấn clinke, BH = 0, 285 (t. đá sét/ t. Cl) + K : Hệ số ca làm việc của máy, 1 ca/ ngày đ K = 3 đ GÂ = 186. 0, 285. 3 = 159,03 (t/ h) - Chọn 1 máy đập búa có năng suất 180 t/ h + Hệ số dự trữ năng suất tổng + Hệ số chọn dư năng suất của máy là: P3 = P - P1 = 6,9 - 5, 48 =1,42(%) Vậy chọn 1 máy có năng suất 170 t/ h là phù hợp. 2. Chọn phương pháp đồng nhất sơ bộ nguyên liệu Nguyên liệu được khai thác từ các mỏ ở gần nhà máy thường có thành phần hoá thay đổi, sự khác biệt thành phần hoá này là do tự nhiên. Trong công nghiệp sản xuất ximăng, độ đồng nhất của phối liệu có ảnh hưởng lớn đến chất lượng clinke. Vì vậy, để đảm bảo độ đồng nhất của phối liệu trước khi nạp liệu vào lò, trước hết nguyên liệu phải trải qua quá trình đồng nhất sơ bộ. - Có hai phương pháp để đồng nhất sơ bộ: + Phương pháp đồng nhất chung các cấu tử hỗn hợp nguyên liệu cùng một lúc được áp dụng khi các cấu tử có thành phần hoá ổn định. Phương pháp này ít được sử dụng vì thành phần hoá của nguyên liệu trong thiên nhiên thường không ổn định và hiệu quả đồng nhất không cao. + Phương pháp đồng nhất riêng rẽ các cấu tử hỗn hợp nguyên liệu được sử dụng chủ yếu để ổn định nguyên liệu trong công nghiệp ximăng. - ở phương pháp thứ hai, để đồng nhất hoá sơ bộ có nhiều cách rải liệu: + Rải đống kiểu mái (phương pháp hình chữ V): Được sử dụng rộng rãi nhất do rải liệu đơn giản, chi phí thấp nhưng có hiện tượng phân lớp và tích tụ các cục liệu lớn ở chân đống. + Rải liệu di động theo nguyên lý Chevron (kiểu luống): Vừa rải liệu di động theo chiều dọc đống, vừa rải liệu di động theo chiều ngang đống. Phương pháp rải liệu này khắc phục được nhược điểm của rải đống kiểu mái và đạt được hiệu quả đồng nhất sơ bộ cao nhất trong các phương pháp rải liệu. Nhưng phương pháp này lại có nhược điểm là: chi phí cao hơn và trong thời gian rải liệu, ở mỗi tiết diện ngang nó chiếm mất nhiều vị trí làm việc khác nhau. - Nhược điểm của phương pháp này là tiêu tốn diện tích nhà xưởng + Phương pháp rải liệu vòng tròn là phương pháp cho hiệu quả đồng nhất cao diện tích giải đống nhỏ, nên đống liệu có công suất lớn. Rải đống vòng tròn có hiệu quả cao do có hai quá trình liên tục sẩy ra đó là quá trình vừa rải vừa lấy liệu giản dược thiết bị máy móc trong nhà máy. + Ngoài ra còn có phương pháp rải liệu thành từng lớp ngang, rải theo trục, rải các lớp liền nhau liên tục và rải các lớp xen kẽ. * Căn cứ vào chất lượng nguyên liệu (nhất là sét) dao động theo từng địa tầng và từng khu mỏ. Vì vậy, trong thiết kế này phải đồng nhất sơ bộ cả hai cấu tử đá vôi, đá sét, chọn phương pháp rải liệu kiểu đống tròn * Kích thước đống liệu: - Khối lượng của từng đống liệu thông thường 6 á 10 ngày. Trong thiết kế này tính cho mỗi đống liệu đá vôi và đá sét đủ để cung cấp liệu cho lò hoạt động liên tục trong 8 ngày. - Khối lượng của đống đá vôi là : m1 = BH. G0. 8 = 4464 1, 305. 8 = 46604,16(tấn đá vôi) V = = vậy chọn đống giải liệu có dung tích là 20 000 m3 với đường kính của đống liệu là D = 80 m Với đống liệu với dung tích là 20 000 m3 thì lượng đá vôi dự trữ trong các ngày là t = Vậy chọn đống liệu là hợp lý. * Cách tính tương tự ta có số liệu của các đống còn lại Đống đá sét ta chọn đống có dung tích 23 000 m3 Thời gian dự trữ của đống sét là: t = Với đống sét có lượng nhỏ vì vậy có thể dự trữ đá sét trong một tháng do sét thường có độ ẩm cao vào mùa mưa vì vậy trong một số ngày mưa ta ngừng khai thác do đó không ảnh hưởng gì đến sản suất. còn đối với đá vôi do độ am của nó thất và ít ảnh hưởng của môi trường nên thời gian dự trữ của nó là thấp đi. 3. Chọn máy nghiền nguyên liệu. Trước đây, máy nghiền bi được sử dụng chủ yếu để sấy nghiền liên hợp trong công nghiệp ximăng vì nó có các ưu điểm sau: - Có thể sấy và nghiền trong cùng một máy. - Cấu tạo đơn giản, vận hành dễ dàng, chi phí bảo dưỡng, sửa chữa không cao và quá trình vệ sinh máy cũng đơn giản. Làm việc tin cậy, ổn định, mức độ đập nghiền cao - Vật liệu nghiền được trộn khá đồng nhất. Nhưng máy nghiền bi có nhược điểm sau: - Tốc độ chuyển động của máy bị hạn chế (n = 20 á 40 v/ f) nên hạn chế về năng suất. Nến quá trình chuyển động mà nhanh thì quá trình nghiền sẽ không xẩy ra do bi sẽ chuyển động tròn, không còn lực va đập giữa vật liệu và bi. Nếu tăng đường kính của thiết bị thì thiết bị sẽ lớn khó lắp đặt, và có độ ồn lớn. - Thể tích hữu ích của thùng không cao (30 á 45%) - Kích thước máy lớn, độ ồn cao. - Tiêu hao điện năng lớn (yếu tố này rất quan trọng đến chi phí đầu vào sản xuất, vì điện năng chiến gần 30 % giá thành sản xuất.). - Kích thước vật liệu vào thường phải khống chế (Ê 25 mm) và chỉ sấy + nghiền được vật liệu có độ ẩm đến 8% nếu độ ẩm cao thì vật liệu sẽ dính vào bi nghiền. Trong khoảng 20 năm gần đây, máy nghiền đứng được sử dụng rất rộng rãi trong ngành công nghiệp ximăng và rất được ưa chuộng, phổ biến nhất trong công đoạn nghiền liệu, nghiền than chủ yếu do máy nghiền đứng có các ưu điểm sau: + Vừa kết hợp sấy + nghiền + phân lý hạt trong cùng một máy do đó kích thước máy gọn hơn. + Tiêu hao điện năng thấp, giảm 20 á 40% so với máy nghiền bi. + Có thể nghiền được nguyên liệu có W = 20%, nghiền được nguyên liệu thô với kích thước cục bằng 5% đường kính con lăn nên giảm được nhu cầu đập nhỏ trước khi nghiền. + Năng suất máy nghiền đứng cao hơn máy nghiền bi. - Nhưng máy nghiền đứng cũng có những nhược điểm sau: + Cấu tạo phức tạp hơn. + Quá trình vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa và vệ sinh máy phức tạp hơn, chi phí để sửa chữa, thay thế cao hơn, giá thành đầu tư mua thiết bị là lớn, giá đầu tư ban đầu là cao. * Trong đồ án thiết kế này chọn máy nghiền đứng ATOX của hãng F. L. Smidth. Máy nghiền ATOX ngoài các ưu điểm của máy nghiền đứng kể trên còn có các ưu điểm nổi bật: rất gọn, độ rung và độ ồn rất nhỏ, tổng tiêu thụ năng lượng quạt và nghiền thấp, quá trình vận hành đơn giản, bảo dưỡng dễ dàng. a. Xác định năng suất của máy nghiền đứng: - Hệ số dự trữ bảo dưỡng, sửa chữa máy là : P1 = 5, 48% - Hệ số dự trữ cho phân xưởng lò làm việc liên tục : P2 = 15% - Hệ số dự trữ dư năng suất: P3 = P - (P1 + P2) = P - (5, 48 + 9, 42) = P - 20,48 (%) Phải chọn máy sao cho hệ số dự trữ năng suất tổng P > 20,48% - Năng suất yêu cầu của máy đập: GÂ = G0. BH. K + BH : Tiêu hao nguyên liệu ẩm thực tế cho 1 tấn clinke, BH = 1,651 t/ t + K : Hệ số ca làm việc của máy, 3 ca/ ngày đ K = 1 đ GÂ = 1, 651. 186. 1 = 307,086 (t/ h) - Chọn 1 máy đập búa có năng suất 380 t/ h + Hệ số dự trữ năng suất tổng P = + Hệ số dự trữ năng suất dư: P3 = P - 20, 48% = 22,74 - 20, 48 = 3,26 (%) Vậy chọn 1 máy có năng suất 380 t/ h là phù hợp. 4. Chọn silô đồng nhất tinh bột phối liệu. Trước đây, quá trình đồng nhất bột phối liệu theo phương pháp ướt tốt hơn phương pháp khô vì hỗn hợp bùn nguyên liệu được khuấy trộn liên tục không lắng. Ngày nay, với sự phát triển trong lĩnh vực khí động học và kỹ thuật khí nén cho phép đồng nhất hỗn hợp bột phối liệu khô mà vẫn đảm bảo mức độ đồng nhất như phương pháp ướt. Phương pháp đồng nhất tinh bột phối liệu ở các silô đã được nhiều hãng trên thế giới nghiên cứu và sản xuất như hãng Fuller, Polisius, Sket/ zab (Cộng hoà dân chủ Đức), . . . Trong phương pháp đồng nhất phối liệu bởi các silô chứa bằng khí nén dựa trên nguyên tắc giả lỏng nguyên liệu bột tầng sôi. ở tất cả các phương pháp đồng nhất lúc đầu bột liệu được làm tơi bằng cách đưa không khí vào tất cả các tấm phân khí ở đáy silô. Sau đó bằng cách cấp nhiều khí chỉ cho một phần đáy silô sẽ tạo ra được một luồng xoáy vật liệu rất mạnh. Tuỳ thuộc vào phương pháp đồng nhất mà bề mặt làm tơi có thể đạt tới 55-75% tổng diện tích đáy silô. Các tấm phân khí nửa thấm: cho không khí lên phía trên, các tấm rỗng không cho thấm bột liệu xuống dưới khi ngừng cấp khí. * Trong thiết kế này, chọn 1 silô CF đồng nhất liên tục bột phối liệu của hãng F. L. Smidth. Silô CF có những ưu điểm sau: - Quá trình đồng nhất bột phối liệu được thực hiện ở những tỷ lệ tháo liệu khác nhau và tháo ở các vị trí khác nhau, do đó ở cùng một thời điểm, tại vị trí các cửa tháo thì chiều cao các lớp liệu là khác nhau nên khi tháo xuống két chứa bột phối liệu được đồng nhất. Vì vậy, silô CF chỉ tiêu tốn lượng khí tạo độ linh động để tháo bột liệu mà không cần lượng khí để đảo trộn đồng nhất, do đó tiết kiệm được khí, giảm chi phí điện năng. - Cấu tạo tương đối đơn giản, chiều cao xây dựng thấp. Nhưng silô CF có nhược điểm: quá trình đồng nhất bột phối liệu tốt khi dao động tít phối liệu nhỏ (0, 5 á 1%), còn khi tít phối liệu dao động lớn (5%) thì hiệu quả đồng nhất kém. * Xác định kích thước của silô CF: - Thông thường, sức chứa tối thiểu của silô từ 1á 3 ngày . Trong đồ án này, thiết kế silô CF với sức chứa 3 ngày là: GÂ = 4464. 1, 593. 3 = 21333,46 (tấn) - 1,593: Tiêu hao nguyên liệu khô thực tế vào máng liệu cho 1 tấn clinke, t/ t - 4464: Năng suất phân xưởng lò, t/ ngày - Trọng lượng riêng của bột phối liệu là: g = 1, 25 t/ m3 - Thể tích của silô với hệ số sử dụng 98% là: (m3) - Chọn chiều cao silô : H = 40 m - Đường kính silô là: (m) - Tỷ lệ tối ưu giữa D : H = 1 : 1, 6 á 1 : 2 - Chọn silô có D : H = 24 : 40 = 1 : 1, 67 là hợp lý. Phần VI Phân xưởng nghiền ximăng Phân xưởng nghiền ximăng bắt đầu từ các silô chứa clinke và kết thúc tại các silô chứa ximăng. I. Nhiệm vụ phân xưởng 1. Tiếp nhận clinke đạt tiêu chuẩn kỹ thuật từ các silô chứa clinke. 2. Nghiền hỗn hợp clinke, thạch cao và phụ gia thành ximăng bột đạt tiêu chuẩn chất lượng theo TCVN 6260 - 1997: Các chỉ tiêu Ximăng PCB 40 1. Cường độ nén (N/ mm2): + 72 giờ ± 45 phút + 28 ngày ± 2 giờ ³ 14 ³ 40 2. Thời gian đông kết: + Bắt đầu (phút) + Kết thúc (giờ) ³ 45 Ê 10 3. Độ nghiền mịn: + Phần còn lại trên sàng 0, 08 mm (%) + Bề mặt riêng theo phương pháp Blaine (cm2/ g) Ê 15 ³ 2700 4. Độ ổn định thể tích theo phương pháp Le Chatelier (mm) Ê 10 5. Hàm lượng SO3 (%) Ê 3, 5 3. Phân xưởng nghiền xi măng phải bảo đảm năng suất 2, 1 triệu tấn/ năm. * Theo thiết kế nhà máy Ximăng có hai phân xưởng nghiền Clinke. Một phân xưởng dặt tại địa điểm nhà máy một đặt tại miền nam, tại nhà máy nghiền 50% Clinke còn lại phía nam nghiền 50%. Việc đặt 2 hai trạm nghiền Clinke có ưu điểm như sau: - Tại thị trường phía nam lượng tiêu thụ Ximăng là rất lớn song tại khu vực đó nguồn nguyên liệu khai thác một cách khó khăn, cho nên rất khó khăn để xây dựng một nhà máy. Trong khi đó Ximăng PCB có lượng phụ gia đầy cần một lượng lớn mà lượng phụ gia này lại có tại địa phương, do vậy sẽ giản được giá thành sản phẩm xuống - Việc bảo quản Xi măng trong môi trường không khí ẩm ở nước ta đặc biệt khó khăm, trong khi đó việc bảo quản Clinke một cách dễ dàng do đó giảm được giá Ximăng khi xuất kho do giảm được giá đầu vào do không phải sử dụng chất bảo quản. - Việc đặt trạm nghiền ở hai khu vực sẽ đáp ứng nhu cầu kịp thời cần thiết khi thị trường cần, khi cần thiết có thể nhập Clinke để sản xuất Xi măng khi thị trường thiếu Xi măng mà các nhà máy trong nước không đáp ứng đủ nhu cầu của xã hội II. Tính và chọn các thiết bị chính trong phân xưởng 1. Chọn máy đập thạch cao và phụ gia - Thạch cao khi nhập về thường có kích thước lớn do việc cần đảm bảo chất lượng, vì thạch cao có kích thước nhỏ thường bị giảm chất lượng do bị phân huỷ của môi trường. Thạch cao chỉ được đập nhỏ trước khi nghiền cùng Clinke trong một khoảng thời gian ngắn để đảm bảo chất lượng của nó Thạch cao có kích thước lớn và xỉ nhiệt điện Hải Phòng nhập về nhà máy có kích thước < 500mm Đá đen sau khi khai thác ở mỏ về có kích thước < 500 mm trước khi đưa vào nghiền. Để tiết kiệm chi phí đầu tư ta dùng một máy đập búa một trục EV của hãng F. L. Smidth để đập chung cho cả đá đen, thạch cao và xỉ than nhiệt điện Hải Phòng. (Các tính năng của máy đập búa EV xem ở phần phân xưởng nguyên liệu trang). * Xác định năng suất của máy * Các tính toán khác - Thời gian bảo dưỡng, sửa chữa máy trong năm: T1 = 480 giờ. - Hệ số dự trữ, sửa chữa máy là: P1 = T1 : 87, 6 = 480: 87, 6 = 5, 48 (%) - Máy làm việc 2 ca/ ngày, có kho dự trữ nên hệ số dự trữ cho phân xưởng lò làm việc liên tục P2 = 0. - Hệ số dự trữ dư năng suất: P3 = P - (P1 + P2) = P - 5, 48 (%) Vậy phải chọn máy sao cho hệ số dự trữ năng suất tổng P > 5, 84 %. - Năng suất yêu cầu của máy đập: GÔ = G0. BH. K + BH: Tiêu hao thạch cao và phụ gia ẩm thực tế cho một tấn clinke. + K: Máy làm việc 2 ca/ ngày đ K = 3/2. đ GÔ = 186. (0, 053 + 0, 157). 3/2 = 58,59 (t/ h) - Chọn hai máy đập búa có năng suất 40 t/h + Hệ số dự trữ năng suất tổng: P = + Hệ số dự trữ dư năng suất: P3 = P - 5, 48 = 36,54 - 5, 48 = 31,06 (%) + Việc chọn hai máy đập phụ gia có hệ số dự trữ dư năng suất lớn vì Clinke xuất lò có mác thay đổi, Xi măng làm theo đơn đặt hàng thì sẽ sản xuất Xi măng mác thấp hơn so với dự kiến, khi thị trường cần Ximăng thì có thể nhập Clinke về để nghiền vì vậy việc chọn máy đập phụ gia này phải có hệ số dự trữ dư năng suất lớn Vậy chọn hai máy có năng suất 40 t/ h là phù hợp. * Đặc trưng kỹ thuật của máy đập búa EV: - Năng suất : 40 t/ h - Kích thước vật liệu vào : Ê 800 mm - Kích thước vật liệu ra : Ê 25 mm (³95%) 2. Chọn hệ thống nghiền xi măng a) Nghiền ximăng là giai đoạn kỹ thuật quan trọng nhất của phân xưởng nghiền và kết thúc giai đoạn này sản phẩm được hoàn thành. Clinke trước khi nghiền thường có độ cứng nhất định vì vậy để nghiền Clinke trong máy nghiền bi đạt hiệu quả cao đòi hỏi phải nghiền sơ bộ trước. Trong thiết kế này, chọn hệ thống nghiền gồm 1 máy nghiền đứng của hãng F. L. Smidth để nghiền sơ bộ clinke từ kích thước 25 mm đến 1mm. Sau đó chúng cùng với thạch cao, phụ gia vào tiếp 1 máy nghiền bi 2 ngăn loại Tirax - Unidan và thiết bị phân ly động hiệu suất cao Sepax của hãng F. L. Smidth để nghiền thành ximăng đạt đến tỉ diện 3200 cm2/g (kiểm tra diện tích bề mặt theo phương pháp Blaine). Hệ thống nghiền này có ưu điểm là tiết kiệm năng lượng từ 20 á 30 % so với hệ thống nghiền theo chu trình kín. Việc lựa chọn máy nghiền bi trong việc nghiền XM ở nước ta, và các nước trên thế giới vẫn còn phổ biến, mặc dù máy nghiền đứng có rất nhiều ưu điểm trong quá trình nghiền. Song thành phần hạt của XM đòi hỏi phải nằm trong một khoảng giới hạn xác định, giới hạn của các hạt này đã được kiểm chứng trong một thời gian tương đối lâu do máy nghiền bi đã được sử dụng từ lâu đời. trong khi đó máy nghiền đứng mới được đưa vào sử dụng. Vì vậy mà ta chưa thể xác định được biên độ dao động thành phần hạt. Như ta đã biết kích thước hạt của Clinke trong XM ảnh hưởng trực tiếp đến lượng nước tiêu chuẩn, thời gian bắt đầu, và kết thúc đông kết, ảnh hưởng tới cường độ XM sau 28 ngày, dẫn đến ảnh hưởng đến chất lượng của XM. b) Xác định năng suất của máy nghiền ximăng: Máy làm việc 3 ca/ ngày * Máy nghiền đứng. - Năng suất yêu cầu tối thiểu của hai máy phải đạt công suất lò: - G' = 186 t/h - Phải chọn máy sao cho hệ số dự trữ năng suất tổng P > 20,48 % (xem cách tính ở phần chọn năng suất máy nghiền liệu tr. 105) - Chọn mỗi máy có năng suất là: 115 t/h - Hệ số dự trữ năng suất tổng là: P = - Hệ số dư năng suất: P3 = 23,66 – 20,48 = 3,18% < 5% Vậy chọn hai máy nghiền đứng nghiền sơ bộ có năng suất là 115 t/h * Máy nghiền bi Thời gian dự trữ, bảo dưỡng, và kiểm tra định kỳ: P = 5, 48% Năng suất của phân xưởng XM là: 186 t/h - Chọn hai máy, mỗi máy có năng suất: 110 t/ h + Hệ số dự trữ năng suất tổng: + Hệ số dự trữ dư năng suất: P3 = P - 5, 48 = 18,28 - 5, 48 = 12,8 (%) Vậy chọn hai máy nghiền bi có năng suất là 110 t/ h là phù hợp. Mặc dù hệ số dư năng suất cao song ta có thể chọn như vậy vì phân xưởng nghiền Xi măng có thể sản xuất độc lập có thể nhập thên Clinke về để nghiền thành Xi măng. 3. Chọn thiết bị phụ trợ cho máy nghiền bi. a, Máy phân ly. Để XM đạt chất lượng theo yêu cầu thì đòi hỏi thạch cao trong quá trìng nghiền không bị chết bị qúa nhiệt bốt hơi ẩm. để khác phục hiện tượng này người ta phân ly ngoài. Chọn 2 máy phân ly có năng suất mỗi máy là 220t/h Việc chọn máy phân ly có năng suất gấp 2 lần máy nghiền vì máy phâm ly còn phải làm việc với phần hồi lưu lại khi nghiền. b, Chọn gầu nâng Chọn 2 gầu nâng với năng suất của mỗi gầu nâng là 220t/h tương ứng với máy phân ly. Phần vii Phân xưởng đóng bao Xưởng đóng bao là công đoạn kết thúc của dây chuyền công nghệ ximăng, nó bắt đầu từ các silô chứa xăng và kết thúc bằng các máng xuất ximăng. I. Nhiệm vụ xưởng đóng bao Tiếp nhận ximăng bột từ các silô chứa ximăng qua hệ thống cửa tháo vào máy đóng bao và xuất ra khỏi nhà máy bằng hệ thống các máng xuất. II. tính và chọn các thiết bị chính trong phân xưởng 1. Silô chứa ximăng * ủ ximăng từ 7 á 15 ngày trong các silô chứa nhằm mục đích: + Hạ nhiệt độ (vì trong quá trình nghiền nó lại sinh nhiệt) + Tiếp tục hyđrát hóa 1 phần CaOtd để làm cho ximăng ổn định thể tích hơn khi đóng rắn. + Cứu lại 1 phần thạch cao đã chết nếu như trước đó nghiền quá nhiệt. + Đồng nhất giữa các mẻ XM, đồng nhất thành phần của XM + Là kho trung chuyển để xuất ximăng rời mà không ảnh hưởng tới phân xưởng nghiền ximăng. * Tính kích thước silô ximăng: - Năng suất ximăng của nhà máy: 5000 tấn/ ngày - Lượng ximăng dự trữ trong 10 ngày: G = 5000. 10 = 50 000 (tấn) - Khối lượng thể tích ximăng phooclăng hỗn hợp: g = 1, 45 t/ m3 - Hệ số sử dụng dung tích silô: j = 0, 95 - Thiết kế 10 silô chứa ximăng giống nhau với dung tích chứa 1 silô là: - V = - Chọn đường kính của 1 silô là: D = 10 m Chiều cao của 1 silô là: = 21,5 (m) Vậy chọn 10 silô chứa ximăng giống nhau với D = 10 m, H = 21,5 m 2. Máy đóng bao * Chọn máy đóng bao quay của hãng Claudius Peter BMH (IX - tr. 73). Máy này có ưu điểm nổi bật: kích thước gọn, vận hành đơn giản, tự động hoá trong toàn bộ quá trình, công suất cao, độ chính xác cao, đạt tiêu chuẩn bảo vệ môi trường cao và bảo dưỡng dễ dàng. * Xác định năng suất của máy đóng bao - Lượng ximăng đóng bao trong nhà máy là 60% tổng lượng ximăng. - Thời gian máy đóng bao làm việc: 16 giờ - Năng suất công đoạn đóng bao là: 5000. 60% = 3000 (tấn ximăng/ ngày) hay: 3000 : 16 = 187,5 (tấn ximăng/ giờ) * Chọn 2 máy đóng bao có năng suất 100 t/ h (2000 bao/ h) - Đặc trưng kỹ thuật của máy: + Loại máy 12 vòi kiểu quay + Trọng lượng 1 bao đóng gói: 50 kg + Độ chính xác: ã ± 200g cho 95% bao đã được đóng gói. ã 5% bao còn lại nằm trong phạm vi sai số + 600/ -200. 3. Kho chứa xi măng Thiết kế 2 kho chứa ximăng đảm bảo chứa lượng ximăng bao trong 2 ngày - Tải trọng chứa ximăng bao trên 1 m2 nhà kho: 3 t/ m2 (II - tr. 141) - Hệ số hữu ích sử dụng bề mặt kho: 0, 65 (II - tr. 141) - Diện tích 2 kho chứa ximăng: = 4615,4 (m2) - Diện tích 1 kho chứa là: S = 2307,7 (m2) - Chọn chiều dài kho là 60 m đ chiều rộng kho là: 2307,7 : 60 = 38,46 (m) Tuy nhiên, trong thực tế, khi xây dựng người ta phải tiêu chuẩn hóa các kích thước trên và kích thước kho ximăng như sau: + Chiều dài kho là 84 m + Chiều rộng kho là 42 (m) Phần VIIi Kiểm tra sản xuất - an toàn lao động I. Các biện pháp phòng cháy nổ - vệ sinh công nghiệp - an toàn lao động. 1. Các biện pháp phòng cháy nổ. Cháy nổ là mối nguy ngại ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình sản suất cũng như đến tính mạng của người lao động. vì vậy việc phòng chống cháy nổ phải được quan tâm trong quá trình sản suất. Trong nhà máy Xi măng có nhiều công đoạn, thiết bị dễ sinh cháy, nổ trong quá trình sản xuất như: kép chứa than, lọc bụi điện, tháp trao đổi nhiệt, máy nghiền than, trạm điện, nồi hơi, kho mìn, trạm khí nén. . . Vì vậy các biện pháp phòng chống cháy nổ phải được quan tâm đặc biệt khi vận hàng và sử dụng các thiết bị dễ gây cháy nổ, và phân cấp các khu vực dễ gây cháy nổ để đề ra các giải pháp cụ thể đề phòng một cách hợp lý. a) Công trình chính, dễ cháy nổ: Thiết kế bậc chịu lửa cấp I. b) Các công trình phụ, ít có khả năng gây cháy nổ: Thiết kế bậc chịu lửa cấp II. c) Hệ thống cứu hoả bao gồm: - Trạm cứu hoả, bể nước cứu hoả dự phòng được bố trí ở địa điểm ứng cứu thuận lợi. Mạng lưới cấp cứu hoả, họng cứu hoả, bình bọt được thiết kế tới từng phân xưởng dễ gây cháy nổ. - Xây dựng một đội ngũ công nhân có khả năng phòng chống cháy nổ tốt, có một đội cứu hoả mang tính chất chuyên nghệp khả năng tác chiến tốt. - Phải trang bị các phương tiện, thiết bị kiểm soát, phát hiện báo động trước khi thiết bị nằm trong tình trạng nguy hiểm, xây dựng nội quy phòng cháy chữa cháy. Khi có báo động nguy hiểm thì phải huy động được các trang thiết bị để phòng chống cháy nổ. 2. Vệ sinh công nghiệp Để đảm bảo vấn đề vệ sinh công nghiệp là một phần rất quan trọng trong việc bảo vệ sức khoẻ của người lao động cũng bảo vệ môi trường. Vì vậy để giả quyết vấn đề vệ sinh công nghiệp cần phải quan tâm các vấn đề sau. a) Chống bụi: Các khu vực, các điểm phát sinh bụi được trang bị lọc bụi túi, lọc điện để đảm bảo nồng độ bụi thải ra Ê 50 mg/Nm3. Kho chứa bán thành phẩm và xi măng bột phải được bao che kín hoặc silô bê tông kín. Ngoài ra, nhà máy phải được quét dọn thường xuyên, có xe phun nước. b) Khí thải: Khí thải có chứa lẫn bụi, lẫn độc sau khi thải ra khỏi ống khói phải có nồng độ cực đại nhỏ hơn tiêu chuẩn cho phép. Để tránh ảnh hưởng trực tiếp đến người lao động cũng như khu vực dân cư xung quanh cần phải xây dựng ống khói cao để giản nồng độ khí độc hại. c) Chống ồn: Đảm bảo khống chế các nơi phát sinh ồn có độ ồn < 70 dB. Những nơi có tiếng ồn cao như nơi đặp các thiết bị gây ồn cao như các máy đập, máy nghiền đứng, nghiền bi, cần được bố trí xa khu dân cư có thiết bị tre chắn, có cây xanh trồng xunh quanh d) Chống nhiệt: Các nguồn, thiết bị phát sinh nhiệt phải được trang bị lớp cách nhiệt, quạt làm mát thông gió công nghiệp. e) Ngoài ra, nhà máy phải có các trạm xử lý nước thải, xử lý chất thải hữu cơ, chất thải rắn, trồng cây xanh để tạo vẻ đẹp cảnh quan môi trường xung quanh, cây xanh có rất nhiều tác dụng trong việc bảo vệ môi trường đậc biệt là cây có khả năng phân huỷ khí độc hại như cây Trúc Đào có khả năng phân huỷ khí SO2, NyOx, các cây xanh có chiều cao như Xà Cừ để chống bụi, chống ồn, làm môi trường mát mẻ. ------ 3. An toàn lao động Các công trình, thiết bị của nhà máy xi măng lò quay thuộc loại siêu trường, siêu trọng, các thiết bị chuyển động. Do đó rất dễ xảy ra tai nạn lao động trong quá trình sản xuất. Vì vậy, các biện pháp về an toàn lao động phải được chấp hành nghiêm chỉnh: - Các nhà xưởng, các sàn thao tác. . có độ cao trên 2m trở nên phải có lan can, lồng thép bảo vệ xung quanh. Cầu thang lên xuống phải có tay vịn, lồng bảo vệ, có đầy đủ hệ thống chống sét, tiếp địa. - Các thiết bị cơ, điện phải có biển báo nguy hiểm, lồng lưới bảo vệ và các thiết bị đóng cắt tự động khi cần thiết. - Các thiết bị chuyển động phải được che chắn, các vật cứng như đất, đá, than, Clinke ở trên phải được bao bọc và có các biểm báo nơi có vật cứng ở trên cao, trang bị các mũ bảo hiểm để chống vật dơi tự do. - Người lao động phải được trang bị đầy đủ về thiết bị an toàn lao động, kiến thức về an toàn lao động cũng được tập huấn kỹ trước khi bước vào vận hành, sản xuất. Những khu vực nguy hiểm hạn chế người lao động và thây thế các thiết bị tự động để đảm bảo tính mạng người lao động. II. Kiểm tra sản xuất Trong quá trình sản suất thường xẩy ra các sự cố mà ta không thể biết trước để đề phòng, cũng như dưa ra các gải pháp để hạn chế tổn thất do các tác nhân gây bất thường gây ra. Việc kiểm tra sản suất là bắt buộc cho tất cả các công đoạn, và có một đội ngũ thường xuyên kiển tra. * Nội dung kiểm tra sản xuất bao gồm: - Kiểm tra các chỉ tiêu kỹ thuật của nguyên liệu, thành phẩm, sản phẩm: + Kiểm tra thành phần hoá của các nguyên liệu, nhiên liệu, sản phẩm. + Kiểm tra độ ẩm phối liệu. + Kiểm tra độ mịn phối liệu. + Kiểm tra tít phối liệu. + Kiểm tra clinke ra lò. + Kiểm tra độ mịn xi măng. + Kiểm tra các tính chất của xi măng. + Kiểm tra trọng lượng bao xi măng. + Kiểm tra chất lượng vỏ bao Xi măng. Các chỉ tiêu trên đã được quy định và được tiến hành kiểm tra theo chu kỳ cũng có thể đột xuất, có thể kiểm tra tại nơi sản suất cũng có thể tại phòng thí nghiệm - Kiểm tra việc thực hiện các quy trình công nghệ: + Quy định vận hành máy nghiền. + Quy định vận hành lò. + áp suất các điểm của xyclôn, áp suất trong các silô chứa để dưa ra các mức nguy hiẻm hay ổn định. + Lưu lượng phối liệu vào lò, lưu lượng nhiên liệu vào lò, nhiệt độ các zôn, các xyclon trao đổi nhiệt, phân tích khí thải. + Kiểm tra nhiệt độ vỏ lò, gạch lót lò, tốc độ quay của lò. . . Các việc kiểm tra này phần lớn hiện đại, có các thiết bị giám sát kiểm tra tự động điều chỉnh. - Kiểm tra thiết bị máy móc: + Kiểm tra nhiệt độ ở các trục máy móc, kiểm tra tốc độ quay của thiết bị, vận tốc của thiết bị chuyển động. + Kiểm tra năng suất máy, công suất máy để đưa ra các tín hiệu báo động khi thiết bị chạy quá tải, hay chạy dưới mức quy định. + Kiểm tra độ mài mòn của máy như: các tấm lót, bi đạn trong máy nghiền, các quả búa của máy đập búa. . . - Kiểm tra các đường ống vận chuyển chống hiện tượng tắc ngẽn. Công tác kiểm tra này do công nhân sản xuất chính kiểm tra thường xuyên và có sự theo dõi của cán bộ kỹ thuật nhà máy.  Phần ix Xây dựng công nghiệp I. Giới thiệu địa điểm xây dựng nhà máy Phần lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy đã được trình bày ở phần tổng quan , do đó ở phần này chỉ đánh giá thêm vài nét về địa chất công trình, địa chất thủy văn và khí hậu. - Địa chất công trình: Địa tầng gồm 2 lớp chính kế tiếp nhau; Lớp trên là lớp đệ tứ không đồng nhất về thành phần và chiều dầy, có khả năng chịu tải khá. Lớp dưới là lớp đá vôi có cấu trúc đơn giản, chịu tải tốt, thành thạch học biến đổi không đáng kể theo bề mặt và độ sâu. - Địa chất thủy văn: Khu vực mặt bằng nhà máy được bao quanh bởi các con sông Đá Bạch, sông Liêu và sông Thải, phía tây giáp với dải núi đá. Mực nước cực đại của các con sông về mùa mưa bão trên sông Bạch Đằng(tiếp giác với sông đá Bạch) đạt tới độ cao 250, 5 cm(hệ Hòn Dấu). Mực nước ngầm trong lớp đất nằm trên bề mặt đá vôi ở độ sâu 0, 2 - 0, 5 m. Nước ngầm có tính ămn mòn xâm thực đối với bê tông cốt thép. Do đó, các công trình khi xây dựng cần lưu ý đến khả năng ăn mòn của nước ngầm. - Khí hậu: Nhà máy nằm hoàn toàn trong vùng nhiệt đới gió mùa, chịu ảnh hưởng nhiều của mưa bão. Vì vậy, khi thiết kế phải quan tâm đến việc lựa chọn kết cấu và vật liệu thích hợp để đảm bảo cho các công trình có tuổi thọ cao, ít phải chi phí bảo dưỡng. II. Bố trí tổng mặt bằng nhà máy 1. Mặt bằng nhà máy được bố trí theo nguyên tắc phân vùng. Căn cứ vào dây chuyền công nghệ, đặc điểm sử dụng, tổng mặt bằng nhà máy được phân chia thành 4 vùng chính sau: a) Vùng trước nhà máy: Vùng này gồm các nhà hành chính, quản lý, nhà khách, phục vụ sinh hoạt, cổng ra vào, ga-ra ôtô, xe đạp, xe máy, bảng tin, cây xanh: b) Vùng sản xuất và phụ trợ: Vùng này bố trí các phân xưởng sản xuất chính của nhà máy bao gồm: phân xưởng nguyên liệu, phân xưởng lò nung, phân xưởng nghiền ximăng. Các phân xưởng sản xuất chính được bố trí liền nhau theo thứ tự của dây truyền công nghệ và cùng nằm trên một trục chạy ngang của nhà máy. Ngoài ra, còn bố trí xen kẽ một phần hệ thống kho tàng như các silô chứa; các công trình phụ trợ như trạm khí nén, nghiền than, nhà nồi hơi vào trong khu vực sản xuất nhằm tiết kiệm năng lượng vận chuyển và rút ngắn dây chuyền công nghệ. Phân xưởng lò nung được ưu tiên bố trí nằm trước mặt khu phòng ban điều hành kỹ thuật + phòng thí nghiệm + phòng KCS để dễ dàng điều hành quá trình sản xuất. c) Vùng các công trình phụ và kho tàng: Các công trình cung cấp điện, nước, xử lý nước thải. . . . được bố trí tập trung ở một khu vực. Các kho than, xỉ, phụ gia được bố trí chạy song song với dây chuyền chính của nhà máy để dễ dàng cung cấp nguyên nhiên liệu cho các công trình nghiền liệu, nghiền than, nghiền ximăng. Silô ximăng, kho ximăng, phân xưởng đóng bao được bố trí bên cạnh sông Đá Bạch sát đầu dãy núi Mỏ Vịt thuận tiện cho việc suất XM theo đường thuỷ. d) Vùng mở rộng nhà máy: Vùng này nằm giữa vùng trước nhà máy và vùng sản xuất * Nhận xét đánh giá: - Cách bố trí tổng mặt bằng máy theo nguyên tắc phân vùng như trên có ưu điểm như sau: + Các khu vực sản xuất, kho, hành chính phân khu rõ ràng nên dễ dàng quản lý theo các phân xưởng, theo thứ tự các công đoạn của dây chuyền sản xuất. + Phù hợp với yêu cầu của dây chuyền công nghệ như: tận dụng nhiệt khí thải và dàn làm lạnh để sấy nghiền liệu, nghiền than, giảm bớt các đường giao thông nội bộ trong nhà máy, đảm bảo điều kiện thông thoáng, chiếu sáng tự nhiên tốt. + Đảm bảo các yêu cầu vệ sinh công nghiệp, dễ dàng xử lý các phát sinh bất lợi trong sản xuất như bụi, cháy nổ. . . + Phù hợp với đặc điểm khí hậu của nước ta và của địa phương. - Tuy nhiên, cách bố trí này có nhược điểm: hệ số xây dựng và hệ số sử dụng thấp. III. Các giải pháp kiến trúc Căn cứ vào yêu cầu của công nghệ sản xuất, qui mô xây dựng công trình, điều kiện khí hậu, khả năng cung cấp vật liệu cũng như điều kiện thi công, các giải pháp kiến trúc được chọn đảm bảo sự hài hoà hình khối, hình dáng công nghiệp với vật liệu bao che phù hợp vừa đảm bảo nhẹ nhàng, tiết kiệm, nâng cao thẩm mỹ công nghiệp được thể hiện ở các giải pháp chính sau: 1. Các công trình sản xuất có độ rung lớn, kho có khẩu độ lớn, nhà sản xuất cao, yêu cầu nhịp nhà lớn phải sử dụng dạng khung thép, bao che bằng tôn sóng mạ kẽm, có các cửa sổ bằng kính lật hoặc kính đẩy, tạo điều kiện thi công nhanh theo các phương pháp hiện đại. 2. Các silô, ống khói bằng bê tông cốt thép, thi công theo phương pháp trượt. 3. Các công trình phụ trợ có độ cao dưới 10 m sử dụng cột bê tông cốt thép, vì kèo thép, mái lợp tôn sóng, bao che bằng gạch với các cửa sổ kính chớp. 4. Các công trình phụ trợ, yêu cầu vệ sinh cao như các khu hành chính, bệnh xá, phòng điều hành trung tâm, phòng thí nghiệm xây dựng bằng gạch chịu lực, mái và sàn bằng bê tông cốt thép đổ tại chỗ. Các cửa sổ bằng kính chớp hoặc bao che bằng nhôm kính. IV. Giải pháp kết cấu các hạng mục công trình 1. Các công trình sản xuất chính: Tháp trao đổi nhiệt, bệ lò, nhà nghiền, nhà làm lạnh clinke, đóng bao. . . ; kết cấu khung cột, dầm, sàn, mái bê tông cốt thép đổ tại chỗ, có thể xen kẽ kết cấu thép khi cần thiết (sử dụng bê tông mác 300. Cầu thang giao thông giữa các tầng sàn chính, sàn thao tác kết cấu thép. Riêng lồng cầu thang máy ở tháp trao đổi nhiệt bằng bê tông cốt thép. 2. Silô, ống khói: Tường ống khói chính của nhà máy bằng bê tông cốt thép không ứng suất trước + lót bông cách nhiệt và gạch chịu lửa bên trong. ống khói khu vực nhà nghiền than bằng thép. Dầm, sàn, mái, cột trong silô: kết cấu bằng bê tông cốt thép đổ tại chỗ, bê tông mác 300. Cầu thang lên silô bằng thép kết hợp với các bản mã đặt sẵn trong các thân tường silô. 3. Nhà kho, xưởng phục vụ sản xuất: Kết cấu khung thép, cột, vì kèo được chế tạo từ thép hình hoặc thép bản tổ hợp. 4. Hầm cáp chính, hầm cáp phụ đi vào các hạng mục công trình: Kết cấu bê tông cốt thép đổ tại chỗ, bê tông chống thấm mác 300, có sử dụng phụ gia chống thấm. 5. Các công trình dân dụng phục vụ sản xuất: Nhà ăn, phòng điều khiển trung tâm, nhà khách, trụ sở công ty. . . kết cấu nhà khung bê tông cốt thép đổ tại chỗ, xây tường bao che kết hợp với các tấm che ngang, đứng cùng hệ thống cửa đi, cửa sổ làm bằng vật liệu gỗ, kính tạo mặt đứng có thẩm mỹ kiến trúc cao và phù hợp với yêu cầu sử dụng bên trong. 6. Đường bãi: Kết cấu bê tông cốt thép, riêng các khu vực nền yếu thì nền được gia công bằng cọc cát, cọc bản nhựa. . ., mặt đường kết cấu bê tông cốt thép mác 250. 7. Các bể chứa nước: Bể xử lý nước, bể nước tuần hoàn, nước sinh hoạt. . . kết cấu bê tông cốt thép đổ toàn khối bê tông mác 300 có sử dụng phụ gia chống thấm. * Tóm lại: Với các giải pháp cơ bản như trên là phù hợp với xu hướng xây dựng hiện đại, đáp ứng được yêu cầu sử dụng trong quá trình sản xuất, mang lại hiệu quả trước mắt cũng như lâu dài của nhà máy. Phần x tổ chức - kinh tế I. Tổ chức 1. Bố trí ca, kíp cho vận hành nhà máy. - Khai thác nguyên liệu, đập và vận chuyển : 1 ca/ ngày - Nghiền nguyên liệu đến nghiền ximăng : 3 ca/ ngày - Đóng và xuất ximăng : 2 ca/ ngày - Sửa chữa cơ, điện : 3 ca/ ngày 2. Bố trí nhân lực trong nhà máy. Nhà máy gồm 1 giám đốc , 1 phó giám đốc , và các phòng gồm : phòng kỹ thuật , phòng quản đốc , phòng KCS , phòng kinh doanh , các phòng này chịu trách nhiệm quản lý các hoạt động của nhà máy. II. Kinh tế . 1. Vốn đầu tư xây dựng Bảng 29 :Suất đầu tư và tổng chi phí vốn của nhà máy sản xuất Xi măng Công suất Clinke (tấn /ngày) 3000 6000 10000 Tổng chi phí vốn (triệu $) 177 275 355 + Công suất của nhà máy thiết kế : 4464 Tấn Cl /ngày) + Tổng chi phí vốn cho nhà máy thiết kế. Giả sử công suất Clinke và tổng chi phí vốn tuyến tính trong khoảng 3000 dến 6000 Tấn Cl/ngày. Theo công thức nội suy ta tính được tổng chi phí vốn cho nhà máy K = 177 + = 224,824 (triệu $). Tuy nhiên đây chỉ là cách tính thuần tuý , trong thực tế thì chi phí có lẽ cao hơn. 2. Giá bán sản phẩm và các chi tiêu khác a. Bảng giá thành sản phẩm: Danh mục Giá thành nhà máy (USD/ T) Giá thành toàn bộ (USD/ T) Giá bán (USD /T) Clinke Xi măng rời Xi măng bao 25,293 26,415 31,621 28,000 35,000 40,000 31,500 51,000 56,000 b. Lãi suất từ bán ximăng. Năng suất Xi măng: 1800000 tấn/ năm Nhà máy dự kiến xuất 15% clinke, 40% xi măng rời và 60% xi măng bao. * Lãi hàng năm: - Xi măng rời: 1800000 . 40% . (51 - 35) = 11520000 (USD) - Xi măng bao: 1800000 . 60% . (56 - 40) = 17280000 (USD) đ Tổng lãi hàng năm: L = 11520000 + 17280000 L = 29800000 (USD). 3. Hiệu quả kinh tế xã hội Việc đầu tư nhà máy ximăng này , đem lại hiệu quả kinh tế xã hội lớn. Nhà máy cung cấp khoảng 1,8 triệu tấn ximăng cho công cuộc xây dựng đất nước , đóng góp vào ngân sách nhà nước hàng trăm tỉ đồng từ thuế doanh thu và thuế lợi tức..., tạo việc làm trực tiếp và ổn định cho 583 lao động và tạo việc làm gián tiếp cho hàng ngàn lao động trong ngành xây dựng và các ngành khác. 4.Kết luận . Sau khi tính toán , dù mức độ chính xác chưa cao nhưng đã phán ánh đủ chỉ tiêu kinh tế mà nhà máy định thiết kế .  Phần xi : Kết luận Sau ba tháng làm việc, được sự hướng dẫn tận tình của các thầy(cô) giáo, đặc biệt là thầy giáo Nguyễn Đăng Hùng, em đã hoàn thành bản đồ án thiết kế tốt nghiệp được giao. Bản đồ án đã thực hiện đầy đủ các phần trong nội dung thiết kế, đặc biệt là phần tính toán kỹ thuật và công nghệ của nhà máy, tính toán và lựa chọn các thiết bị trong các phân xưởng chính, đồng thời đã xác định được hiệu quả kinh tế của nhà máy. Do còn hạn chế về mặt thời gian, kiến thức thực tế còn hạn hẹp nên trong việc tính toán sẽ không tránh khỏi nhiều thiếu sót. Tuy vậy, bản thiết kế đã sử dụng những tiến bộ của khoa học kỹ thuật vào sản xuất song chưa đưa ra được các thiết bị hiện đại nhất (do em còn hạn chế hiểu biết về khoa học kỹ thuật mới hiện nay) . Qua quá trình làm đồ án, với cách làm việc nghiêm túc, em đã hoàn thành nhiệm vụ được giao, đồng thời củng cố thêm những kiến thức đã được học trong nhà trường, làm quen được với phong cách làm việc trong khoa học, cách giải quyết vấn đề khi đứng trước nhiệm vụ cụ thể và cách vận dụng những kiến thức đã được trang bị trong thực tế. Em mong rằng, sau khi tốt nghiệp ra trường sẽ tiếp tục học hỏi thêm được nhiều trong công việc để dần dần sẽ nắm bắt và đảm đương được trọng trách của một người kỹ sư. Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Đăng Hùng đã giúp đỡ em hoàn thành bản thiết kế tốt nghiệp. Hà Nội, ngày 15 tháng 5 năm 2004 Sinh viên Nguyễn Trọng Quang Tài liệu tham khảo I. Bùi Văn Chén Kỹ thuật sản xuất ximăng pooclăng và các chất kết dính. Khoa đại học tại chức xuất bản. II. Bộ môn Silicat - Trường đại học Bách Khoa - Hà Nội Hướng dẫn thiết kế đồ án môn học và tốt nghiệp kỹ thuật ximăng và các chất kết dính. III. Đuđa Ximăng - Nhà xuất bản “Baupherlag” Visbaden (Cộng hoà liên bang Đức) - Công ty ximăng Bỉm Sơn dịch. IV. Tác giả dịch: Trần Quốc Bảo Tuyển tập một số bài dịch về kỹ thuật và thiết bị ngành xi măng - Nhà xuất bản Tổng công ty Xi măng Việt Nam - Bộ xây dựng. 1994. V1,2.. Tập thể tác giả - Bộ môn Quá trình và Thiết bị công nghệ hoá chất (Khoa hoá, trường Đại học Bách khoa Hà Nội). VI.Công ty TNHH Công nghiệp nặng Mitsubishi Dự án công ty xi măng Nghi Sơn VII. Thông tin khoa học kỹ thuật xi măng Phòng kỹ thuật Tổng công ty xi măng Việt Nam phát hành - Số 4/2000 VIII. Khoa đại học tại chức - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Thiết bị các nhà máy silicát - tập 1,2. IX. Vận hành các thiết bị trong phân xưởng lò. Công ty xi măng Hoàng Thạch phát hành.  Mục lục Trang Mở đầu 1 Phần i: Tổng quan XMP 2 I. Giới thiệu xi măng pooclang 2 II.Lược sử sự phát triển của xi măng 2 1.Lược sử phát triển của ximăng thế giới 2 2.Sự phát triển của nghành ximăng của nước ta 3 3.Tình hình sản suất và tiêu thụ từ năm 1990á2002 6 III Định hướng phát triển của xi măng thế giới 7 IV. Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy 8 1.Yêu cầu địa điểm xây dựng nhà máy 9 2. Giới thiệu địa điểm 10 3.Lựa chọn phương pháp sản xuất 12 Phần II. Cơ sở lý thuyết 19 Chương 1: Lý thuyết chung 19 Chương 2: Thành phần hoá của ximăng 22 Chương 3: Thành phần khoáng ximăng 24 Chương 4: Mô đun hệ số và mối liên hệ các khoáng 27 Chương 5: Quá trình hoá lý 31 Chương 6: Quá trình đóng rắn và hydrát hoá 34 Phần III:Tính toán chung 37 Chương1: Tính bài phối liệu và các môđun hệ số 37 Chương2 : Cân bằng vật chất 41 Phần IV:Phân xưởng lò nung 44 Chương 1: Quá trình cháy nhiên liệu 44 Chương 2: Những tính toán và quy ước ban đầu 47 Chương 3: Tính cân bằng vật chất hệ lò nung 49 Chương 4 :Tính kích thước lò 51 Chương5: Nhiệt lý thuyết tạo clinke 53 Chương 6: Tính cân bằng nhiệt hệ lò nung 55 Chương 7: Tính cân bằng vật chất, nhiệt , kích thước cyclon 57 Chương 8: Tính và chọn thiết bị phụ 71 Phần V:Phân xưởng nguyên liệu 74 Thiết bị gia công nguyên liệu 74 Chọn phương pháp đồng nhất 77 Chọn máy nghiền liệu 79 Chọn silô đồng nhất 80 Phần VI:Phân xưởng đóng bao 88 I.Nhiệm vụ thiết kế 88 II.Tính và chọn thiết bị chính 88 Phần VII: Kỹ thuật an toàn sản xuất 90 Phần VIII: Xây dựng công nghiệp 94 I.Giới thiệu đĩa điểm xây dựng 94 II.Bổ trí mặt bằng 94 III.Các giải pháp kiến trúc 96 Phần IX:Tổ chức kinh tế 98 I.Tổ chức 98 II. Kinh tế 98 Phần X:Kết luận 101 Phần XI: Tài liệu tham khảo 102