GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VÀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG NHÀ MÁY XI MĂNG TAM ĐIỆP (2).DOC

GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VÀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG NHÀ MÁY XI MĂNG TAM ĐIỆP

Mục lụcCHƯƠNG 1:

Giới thiệu tổng quan và công nghệ sản xuất xi măng nhà

máy xi măng tam điệp 3

I.Giới thiệu tổng quan về nhà máy xi măng Tam Điệp 3

II.Công nghệ sản xuất xi măng tại nhà máy xi măng tam điệp 3

II.1.Tổng quan Về công nghệ sản xuất xi măng lò quay 3

II.2.Mô tả Quá trình công nghệ 6

II.3.Các phân xởng chính trong Sản xuất xi măng 16

II.3.2.Phân xởng nung CLINKER 22

III.4.Hệ thống điều khiển 29

III.4.1.Các thiết bị điều khiển quá trình 29

III.4.2.Các vị trí vận hành 30

III.4.4.Giám sát và điều khiển FLF-ECS Expert 32

Chơng 2: hệ SLC500 của allen - bradly 35

I.Tổng quan về PLC 35

I.1.Giới thiệu về PLC 35

I.2.Cấu trúc, hoạt động của PLC 36

I.3.Các bớc thiết kế 1 hệ thống diều khiển dùng PLC 38

IV.Giới thiệu phần mềm lập trình RSLogix 500 94

IV.1.Bắt đầu với RSLogix 500 94

4.2.Các bớc bắt đầu một cách nhanh chóng với RSLogix 500 95

IV.2.Nhập một chơng trình logic hình thang 103

Chơng 3: Quy Trình công nghệ Cầu rảI sét 106

I.Khái quát 106

II.Cấu tạo và nguyên lý làm việc 107

II.1.Cấu tạo 107

II.2.Nguyên lý làm việc 109

III.Các dạng sai hỏng thờng gặp - nguyên nhân - cách khắc phục 113

IV.quy trình vận hành cầu rải liệu 113

IV.1.Các thiết bị truyền động của cầu tải 113

IV.2.Hệ thống điều khiển cầu rải 113

IV.3.Các mạch liên động của cầu rải 114

IV.4.Các giới hạn di chuyển 115

IV.5.Vận hành cầu rải ở phơng thức vận hành tại chỗ "Local test" 116

IV.6.Vận hành cầu rải ở phơng thức liên động tại chỗ "Local control" 117

IV.7.Chạy cầu rải theo liên động từ trung tâm "Central control" 118

IV.9.Các thông số của cầu rải 118

Chơng 4: chơng trình điều khiển đối tợng cầu rải -122

I.Các chơng trình điều khiển 122

I.1.điều khiển động cơ băng cố định M11 122

I.2.Chơng trình điều khiển xe đổ M13 122

I.3.Điều khiển động cơ băng di động M15 122

I.4.Điều khiển động cơ đa băng dịch chuyển ngang M21 123

I.5.Điều khiển động cơ M31 cho di chuyển dọc cầu 124

II.Quy ớc các đầu vào, ra trong SLC500 124

II.1.Các đầu vào (Input) 124

II.2.Các đầu ra (Out put) 125

III.Lu đồ giải thuật các chơng trình 126

III.1.Chơng trình điều khiển băng cố định M11 126

III.2.Chơng trình điều khiển xe đổ (Throw – Bradly off cariage) M13 127

III.3.Chơng trình điều khiển băng di động M15 128

III.4.Chơng trình điều khiển dịch chuyển ngang 130

III.5.Chơng trình điều khiển di chuyển dọc M31 132

Chơng 1.

Giới thiệu tổng quan và công nghệ sản xuất xi măng nhàmáy xi măng tam điệp

I.Giới thiệu tổng quan về nhà máy xi măng Tam Điệp

Nhà máy xi măng Tam Điệp đợc xây dựng trên địa bàn xã Quang Sơn -Thị xã Tam Điệp-Tỉnh Ninh Bình Công suất thiết kế là 4000tấn/1ngày đêm (tơng đơng 1,4 triệu tấn Clinker/1năm) Với số vốn đàu t hàng trăm triệu USD, đây là dây chyền sản xuất xi măng hiện đại vào loại bậc nhất của nớc ta Nhà máy đợc khởi công xây dựng từ năm 1998 đến năm 2002 thì hoàn thành và sau 2 năm chạy thử để hiệu chỉnh thông số cơ, điện, công nghệ hoàn tất, thì đến cuối năm 2004, Nhà máy đã chính thức bớc vào sản xuất Mặc dù mới đi vào sản xuất chính thức hơn 1 năm nhng Nhà máy đã và đang ngày càng khẳng định đợc vị trí của mình trong ngành công nghiệp xi măng của đất n-ớc.

Với công nghệ khô tiên tiến của hãng F.L.Smith Đan Mạch Toàn bộ Nhà máy là một hệ thống sản xuất theo dây chuyền khép kín với thiết bị của các hãng các tập đoàn công nghiệp lớn trên thế giới Quá trình sản xuất của Nhà máy từ khâu tiếp nhận nguyên, nhiên vật liệu đến khâu xuất sản phẩm cho khách hàng đều đợc điều khiển hoàn toàn tự động từ phòng điều khiển trung tâm CCR (Central Control Room) thông qua hệ thống máy tính và PLC của hãng Allen-Bradly (Mỹ) Tại nhà máy có hệ thống phân tích nhanh bằng X quang, chơng trình tối u hóa thành phần phối liệu và hệ thống điều khiển tự động với hàng nghìn điểm đo, đảm bảo việc điều khiển và giám sát liên tục.

Ngoài các chủng loại xi măng pooc-lăng truyền thống PC30, PC40, Nhà máy còn sản xuất các chủng loại xi măng đặc biệt nh xi măng dùng cho các giếng khoan sâu và trung bình, xi măng dùng xây dựng các đờng hầm…tùy thuộc vào yêu cầu đặt hàng của khách.

II.Công nghệ sản xuất xi măng tại nhà máy xi măng tam điệp

II.1.Tổng quan Về công nghệ sản xuất xi măng lò quayII.1.1.Nguyên liệu chính để sản xuất xi măng

Xi măng là chất kết dính thủy lực cứng trong nớc và không khí, đợc tạo ra bởi việc nghiền chung Clinker với thạch cao và một số phụ gia khác Clinker là thành phần quan trọng nhất của xi măng, quyết định tính chất của xi măng.

Clinker là sản phẩm nung kết phối hỗn hợp nguyên liệu đá vôi, đá sét và một số nguyên liệu khác nh cát thạch anh, xỷ sắt…Hỗn hợp trên đợc nghiền thật mịn, đồng nhất và đợc nung ở nhiệt độ cao ở 450OC caolonit bị đehydrat hóa, ở 750-950OC canxi đợc đecacbonat hóa Phản ứng gữa các cấu tử CaO với silic và nhôm, sắt bắt đầu mạnh ở 800OC.

Khi đạt tới 1300OC xuất hiện một phần chất nóng chảy và bắt đầu kết khối, ở 1400-1450OC Clinker đợc hình thành, tức hoàn thành tạo các khoáng chính của Clinker.

II.1.2.Các phơng pháp sản xuất xi măng

Thực tế có 2 phơng pháp sản xuất xi măng là khô và ớt ở phơng pháp ớt nguyên liệu đợc nghiền mịn trong máy nghiền ớt để tạo mùn (pasti) với độ ẩm 30-50% rồi cho thẳng vào lò nung Ngợc lại của phơng pháp khô, nguyên liệu vào lò ở dạng bột ẩm 1% hay dạng viên độ ẩm 12-14%.

Những yếu tố cơ bản để chọn phơng pháp sản xuất xi măng là các tính chất hóa lý của nguyên vật liệu, nguồn nhiên liệu và nớc Nếu nguyên liệu có độ ẩm tự nhiên lớn hơn 10% trong thành phần hóa học của nó, khả năng phân tán tốt, có đủ nớc và nhiên liệu thì sản xuất theo phơng pháp ớt tốt hơn.

Phơng pháp khô sẽ hợp lý và kinh tế hơn khi nguyên vật liệu có độ ẩm tự nhiên thấp, thành phần hóa học đồng nhất và nguồn nhiên liệu, nớc có hạn.

Phơng pháp ớt có sơ đồ đơn giản hơn, tiêu tốn điện năng ít hơn, khối lợng chung của thiết bị lớn hơn Khuyết điểm của phơng pháp khô là tiêu tốn điện để nghiền gấp 3 lần so với phơng pháp ớt.

Vì vậy, khối lợng xi măng sản xuất bàng phơng ớt trớc năm 1965 chiếm khoảng 2/3 tổng sản lợng của thế giới và tỷ lệ phơng pháp ớt ở các nớc nh sau: Liên Xô (cũ) 90%; Bỉ 100%; Anh 98%; Canada 97-98%; Ba Lan 85%; Pháp 75-85%; Mỹ 60%; CHLB Đức và Nhật 30%; Italia 10-15% Ngày nay, ở hầu hết ở tất cả các nớc thì tỷ lệ của ph-ơng pháp khô tăng lên rất nhiều và là phph-ơng pháp sản xuất chủ yếu

II.1.3.Thành phần hóa học chính của Clinker

Nguyên liệu chính để sản xuất Clinker là đá vôi (CaO) và đá sét (SiO2, Fe2O3, Al

2O3) Chất lợng của Clinker phụ thuộc vào thành phần hóa học và thành phần khoáng của nó.

Thành phần hóa học của Clinker đợc biểu diễn bằng tỉ lệ các ôxyt thành phần trong phối liệu và là chỉ têu quan trọng nhất để kiểm tra chất lợng của Clinker Tổng hàm l-ợn 4 oxyt cơ bản: CaO, SiO2, Fe2O3, Al2O3 trong Clike chiếm 95-98% Tính chất của Clinker và xi măng phụ thuộc chủ yếu vào tỷ lệ các ôxyt cơ bản này Tỷ lệ hàm l -ợng các ôxyt trong Clinker thông thờng nh sau:

 CaO : 63-67%  SiO2 : 21-24%  Fe2O3: 2-4%  Al2O3: 4-7%

Bằng việc thay đổi tỷ lệ hàm lợng các oxyt này khi cấp liệu vào máy nghiền, ta có thể thay đổi dợc tính chất của xi măng Ngoài các Oxy cơ bản đó, trong Clinker còn có các Oxyt khác nh: MgO, NaO, PO, MnO…Các Oxyt này ở mức độ khác nhau sẽ ảnh hởng đến chất lợng xi măng

Trong quá trình nung luyện, 4 Oxyt cơ bản CaO, SiO2, Fe2O3, Al2O3 sẽ tác dụng với nhau để tạo thành các khoáng xác định tính chất của xi măng Trong xi măng có các khoáng chính nh sau:

 Silicat 3 Can xi (Alít) 3CaO.SiO2  Silicat 2 Can xi (Bezit) 2CaO.SiO2  Aluminat 3 Can xi 3CaO.Al2O3

 Alumoferit 4 Can xi 4CaO.Al2O3.Fe2O3

Hàm lợng các khoáng cơ bản trong Clinker nằm trong các khoảng sau:  Silicat 3 Can xi (Alít) : 42-60%

 Aluminat 3 Can xi : 2-15%

 Silicat 2 Can xi (Bezit) : 15-50%  Alumoferit 4 Can xi : 10-25%

Ngoài các phối liệu cơ bản trên còn có các phụ gia đợc đa vào phối liệu nung hoặc nghiền cùng Clinker nhằm tăng cờng hoặc hạn chế một số tính chất nào đó của xi măng:

 Phụ gia khoáng làm xúc tác cho những phản ứng hóa học, sau khi hoàn thành sẽ nằm lại luôn trong sản phẩm.

 Phụ gia điều chỉnh dùng điều chỉnh sự kết dính và độ đóng rắn của xi măng, thờng dùng thạch cao.

 Phụ gia thủy làm tăng tính bền nớc của xi măng.

 Phụ gia điền đầy nhằm hạ giá thành của sản phẩm (độn thêm).

II.1.4.Hệ thống lò nung ống quay – nơi quyết định tính chất của xi măng

Hệ thống lò quay thờng bao gồm bộ phận chuẩn bị và cung cấp nhiên liệu, thiét bị trao đổi nhiệt bên trong và bên ngoài lò, thiết bị làm nguội Clinker, thiết bị thông gió và lắng bụi.

Căn cứ vào kích thớc ngời ta phân ra lò ngắn và lò dài Lò ngắn là lò có tỉ lệ giữa chiều dài L và đờng kính D là: L/D > 32 Trong công nghiệp xi măng lò ngắn dùng ph-ơng pháp khô, lò dài cho phph-ơng pháp ớt.

Theo cấu trúc ngời ta chia ra lò có thiết bị trao đổi nhiệt bên trong và bên ngoài Theo lợng nhiệt tiêu tốn cho 1kg Clinker của các lò quay hiện đại đang dùng đợc sắp xếp nh sau:

 Lò ngắn (60-80m) có xích (trao đổi nhiệt) 1800-2100 kcal/kg

 Lò ngắn (60-80m) có xích và thiết bị trao đổi nhiệt trớc xích 1700-1800 kcal/ kg

 Lò dài (100-150m) 1350-1600 kcal/kg

 Lò ngắn (60-100) có thiết bị cô đặc bùn 1300-1450 kcal/kg

 Lò ngắn (40-60m) có xích Kalxinato, liệu vào lò có độ ẩm W = 12-14% (không kể nhiệt để sấy) 850-1100 kcal/kg

 Lò ngắn (40-60m) có cyclone trao đổi nhiệt, liệu vào lò là bột khô (không kể nhiệt để sấy) 900-1100 kcal/kg

II.1.5.Chế độ nhiệt độ của lò quay

Quá trình nung hỗn hợp liệu xi măng bao gồm các quá trình thoát hơi nớc, nung nóng liệu, phân hóa các sản phẩm đầu tiên, giai đoạn tạo mới và làm nguội sản phẩm Trong đó sự nung là một khoảng thời gian dài từ thời điểm nạp liệu đến khi sản phẩm ra khỏi lò Đoạn lò ở phía đầu nạp liệu mà ở đó gần 90% lợng ẩm vật lý đợc bay hơi hoặc là vùng xích, bởi vì ở đoạn này (để tăng cờng sự trao đổi nhiệt) ngời ta treo nhiều xích, vật liệu khi đi ra khỏi vùng này đợc nung nóng đến 90-100OC và thờng chứa 6-12% lợng ẩm còn lại Nếu ở vùng xích xảy ra sự nung quá nhiệt và làm tăng sự mất mát theo bụi Lợng ẩm còn lại sẽ thoát ra ở vùng tiếp sau gọi là vùng sấy, ở đây, nhiệt độ của vật liệu tăng dến 200-250OC Trong vùng này ngời ta đặt thiết bị trao đổi nhiệt kim loại.

Khi tiếp tục tăng nhiệt độ của vật liệu lên đến 450-500OC các tạp chất hữu cơ trong liệu sẽ cháy và xảy ra phân hóa caolonit kèm theo sự sinh hơi của nớc dín kết hóa học Vì vậy, đoạn lò này còn đợc gọi là vùng đehydrat Đoạn lò mà ở đó tiếp tục nung vật liệu đến khoảng 500-700OC gọi là vùng nung Tiếp theo là vùng khử khí cacbonic (canxi hóa), ở đó xảy ra sự phân hủy cacbonatcanxi và manhê Những phản ứng này bắt đầu ở nhiệt độ dới 700OC và kết thúc ở nhiệt độ cao hơn 900OC.

Sau đó quá trình nung chuyển từ giai đoạn phân hóa sang giai đoạn tạo mới Vùng đầu tiên trong giai đoạn này gọi là vùng các phản ứng tỏa nhiệt Trong đó nhiệt độ tăng từ 900-1300OC, quan sát thấy sự tăng đột ngột này của nhiệt độ trên một đọa ngắn của lò vì ở đó nhờ các phản ứng tỏa nhiệt nên sự nung tăng nhanh ở cuối vùng các phản ứng tỏa nhiệt tất cả các ôxyt silic dính kết với CS (belit), nhôm ferit canxi dạng CAF, aluminat ở dạng CA, ngoài ra lợng CaO còn lại sẽ nằm ở trạn thái tự do.

ở vùng tiếp theo gọi là vùng thiêu kết, nhiệt độ của vật liệu tăng từ 1300 đến 1400-1470OC, xảy ra sự nóng chảy một phần các khoáng chất tạo thành trớc nó ở trạng thái hai pha của vật liệu sẽ tạo thành vật liệu Clinker chủ yếu là alit (CS).

ở phía đầu ra liệu vùng thiêu kết tiếp giáp với vùng làm nguội, ở đây nhiệt độ của Clinker trớc lúc ra khỏi lò giảm xuống đến 1250-1000OC Sau đó quá trình làm nguội kết thúc trong buồng làm mát, khi ra khỏi thiết bị làm mát nhiệt độ của Clinker dao động trong khoảng 50-300OC Những vùng công nghệ nêu trên trong lò ống quay theo phơng pháp không có ranh giới thật cố định, tức là sự kết thúc của một giai đoạn trùng này với sự bắt đầu của một giai đoạn tiếp theo

II.2.Mô tả Quá trình công nghệ

 Sơ đồ khối quy trình công nghệ sản xuất Xi Măng

II.2.1.Khai thác, vận chuyển, đập và đồng nhất sơ bộ đá vôi

Đá vôi Hang Nớc đợc khai thác bằng phơng pháp khoan nổ mìn và vận chuyển về trạm đập của công ty bằng xe ô tô tự đổ Cự ly vận chuyển từ nơi khai thác bốc xúc về đến trạm đập khoảng 4 km Đá đợc đổ vào phễu cấp liệu (131.010) qua cấp liệu tấm đa đến băng tải tràn (131.030) rồi vào máy đập (131.100) Máy đập đá vôi là loại mấy đập búa va đập trực tiếp 1 rô to có gắn các thanh đập, năng suất 600tấn/h, có thể đập phôi có kính thớc lớn đến 2500mm và có thể tích tới 1,5 m3 Đá vôi sau khi đập có kích thớc 98% < 150mm, qua băng tải cao su có nhiều dài lên tới 2,8km đợc chuyển vào kho đồng nhất sơ bộ Bụi sinh ra đợc lọc qua lọc bụi tĩnh điện (131.120) và các lọc bụi tay áo (lọc bụi túi) (131.170), (141.040) và đổ vào băng tải cùng với lợng liệu từ máy đập Máy rải đá vôi Stacker (151.100) có năng suất bình quân 600tấn/h rải đá vôi thành 2 đống dọc kho Khối lợng mỗi đống 16000tấn.Tổng sức chứa của kho đồng nhất đá vôi là 32000 tấn Hiệu suất đồng nhất (theo bảo đảm của bên bán) là 10:1.

II.2.2.Khai thác, vận chuyển, đập và đồng nhất sơ bộ đá sét

Đất sét Quyền Cây đợc khai thác bằng phơng pháp bốc xúc trực tiếp và vận chuyển về trạm đập của công ty bằng xe ô tô tự đổ với cự li từ 2,3 đến 2,5km Liệu đợc đổ vào phễu cấp liệu (133.010) qua cấp liệu tấm (133.020), băng tải tràn (133.020) đa vào máy đập (133.100) Máy đập đất sét là loại máy đập 2 trục lăn có răng, năng suất đập 250tấn/h Sau khi đập sơ bộ từ phôi có kích thớc lớn nhất 800mm đến cỡ (75x75)mm Sản phẩm đợc vận chuyển về kho đồng nhất sơ bộ bằng hệ thống băng tải cao su đặt song song với hệ thống băng vận chuyển đá vôi, cự ly 2,8km Kích thớc đất sét sau khi đập 95%<75mm Kho sét đợc trang bị 2 máy rải Stacker (153.100) và (153.200), rải đất sét thành 2 đống dọc kho theo phơng pháp đánh luống (Windrow) Năng suất rải của mỗi Stacker bình quân 280 tấn /h.Khối lợng mỗi đống 7000 tấn Tổng sức chứa của kho 14000 tấn Hiệu suất đồng nhất (theo bảo đảm của bên bán) là 10:1 Bụi sinh ra đợc lọc qua lọc bụi tĩnh điện (133.210) và lọc bụi túi (133.270), (143.040).

II.2.3.Tiếp nhận than, phụ gia, xỷ quặng, nguyên liệu điều chỉnh, thạch cao, đậpthạch cao và kho tổng hợp

Các loại nguyên, nhiên liệu trên đợc vận chuyển về công ty bằng phơng tiện ô tô hoặc tàu hoả Thạch cao, xỷ quặng từ tầu hỏa đổ vào phễu cấp liệu (220.020) đợc sàng qua 3 cấp liệu rung (222.030) xuống một hệ thống băng tải trớc khi đợc rải thành đống trong kho Than, phụ gia từ ô tô đổ vào băng tải (222.140), sau đó nó đợc đa vào kho bằng băng tải (224.010) và rải thành những đống riêng biệt nhờ Stacker (224.100) chạy dọc kho Riêng thạch cao dạng cục có thể đợc chứa tại bãi ngoài trời gần với kho chứa tổng hợp.Trớc khi đa vào kho đồng nhất sơ bộ.Thạch cao dạng cục đợc đập qua máy đập (222.100) có năng suất 120tấn/h Khối lợng mỗi loại trong kho:

Kho chứa đá vôi đợc lắp đặt một máy cào Realaimer (151.200) kiểu 2 mái bừa, cắt ngang đống, xúc đá vôi vào băng tải (151.300) chạy dọc kho sau đó đổ vào băng (151.320) vận chuyển lên két chứa đá vôi (331.010) Tốc độ của Reclaimer đợc điều khiển tự động nhằm giữ cho két chứa ở một độ dầy nhất định (đã đặt trớc) nhờ sự chỉ báo của tế bào trọng lợng gắn trên két chứa.

Kho chứa đất sét cũng đợc trang bị một Reclaimer (153.300) kiểu cào ngợc, cắt ngang luống đa sét vào băng tải (153.320) chạy dọc kho sau đó đổ vào băng tải

(153.340) có gắn thiết bị định lợng (151.345) vận chuyển đất trực tiếp vào máy nghiền liệu.

Quặng sắt (hoặc xỷ pyrit) và nguyên liệu giàu SiO2 (có thể là phiến silic) cũng đợc Reclaimer (224.200) kiểu cần cẩu cào vào băng (224.400) chạy dọc kho đồng nhất và đa vào các két chứa riêng biệt (331.050) cho xỷ, (331.090) cho cát Tốc độ của Reclaimer (224.200) sẽ đợc điều khiển để giữ cho két chứa ở một độ đầy nhất định nhờ sự chỉ báo của các tế bào trọng kợng gắn trên két chứa.

Trừ đất sét đợc định lợng qua băng (153.340), đá vôi, quặng sắt và nguyên liệu giàu SiO2 đều đợc định lợng nhờ các băng cân trớc khi đa vào máy nghiền liệu.

Máy nghiền đứng 3 con lăn Atox (341.020) đợc trang bị cho nghiền và sấy hỗn hợp nguyên liệu Máy phân ly động (341.021) đợc lắp liền trên máy nghiền liệu để phân loại bột liệu Những hạt quá cỡ sẽ đợc quay lại bàn nghiền, những hạt thô văng ra khỏi bàn nghiền đợc cấp liệu rung (341.030) đa vào hệ thống tuần hoàn vật liệu gồm băng tải (331.150) và gầu nâng (331.140) đa trở lại máy nghiền.

Trớc khi vào máy nghiền, các kim loại lẫn trong nguyên liệu đợc tách ra bằng các thiết bị chia tách (331.110) và (331.120).

Nguồn nhiệt cho sấy đợc sử dụng chủ yếu là khí thải lò nung sau quạt Preheater Nhiệt độ khí thải lò nung đợc điều chỉnh bằng phơng pháp phun nớc trong tháp điều hòa khí thải GCT (341.340) để giữ cho nhiệt độ ra khỏi máy nghiền liệu không đổi (ở mức đặt trớc khoảng 940C) Khi khí nóng từ lò nung không đủ nhiệt độ để sấy liệu bên trong máy nghiền thì một máy phát nhiệt (generator) sẽ đợc khởi động cấp khí nóng bổ sung cho quá trình sấy vật liệu trong máy nghiền.

Tỷ lệ phần trăm pha trộn các loại vật liệu (đá vôi, đất sét, xỉ quặng và nguyên liệu giàu SiO2 ) đợc tính toán cân đối tự động bằng hệ thống điều chỉnh cân đối bột liệu trên cơ sở các hệ thống chế tạo do phòng KTSX đa ra phù hợp với quá trình nung luyện và chất lợng clinke theo yêu cầu (chế độ trực tuyến: online mode) Tỷ lệ trên cũng có thể đặt trực tiếp nếu ngời vận hành chuyển sang chế độ ngoại tuyến (offline mode).

Quá trình khởi động hệ thống nguyên vật liệu tới máy nghiền liệu Reclaimer (153.300) phải khởi động trớc cùng với cới các băng tải để đất sét có thời gian tới các chứa đá vôi, xỷ, quặng, nguyên liệu giàu SiO2 Có nghĩa là các băng cân (331.020, 331.060, 331.100) phải khởi động trớc một thời gian (đã tính toán trớc) kể từ khi Reclaimer (153.300) bắt đầu khởi động.

Trờng hợp sau khi dừng khẩn cấp máy nghiền, vật liệu thô vẫn còn trên băng tải thì ngời vận hành CCR có thể khởi động bình thờng toàn bộ hệ thống vận chuyển mà không cần có thời gian trễ.

Bột liệu sau khi đợc tập chung tại 4 cyclon lắng (341.070) đợc vận chuyển bằng máng khí động đa vào xilo đồng nhất (341.110) xuống các vít tải (341.360, 370) Tốc độ của máy phân ly đợc điều chỉnh bởi kết quả phân tích độ mịn sản phẩm của phòng thí nghiệm.

Lộ trình vận chuyển bột liệu qua gầu nâng (361.010) hoặc gầu nâng (361.100) đợc chọn bởi ngời vận hành CCR trớc khi khởi động nhóm thiết bị vận chuyển Khí và bụi sau cyclon lắng đợc tuần hoàn lại máy nghiền liệu hoặc đa qua lọc bụi tĩnh điện (341.390) ra ống khói (341.050) nhờ quạt máy nghiền (341.090) và quạt khí thải (341.400).

Có 5 vòng điều khiển cho quá trình nghiền liệu.

 Cân đối cấp liệu máy nghiền  Cấp liệu máy nghiền.

 Lu lợng khí máy nghiền.

 Nhiệt độ tại cửa ra máy nghiền  áp suất thấp tại cửa vào máy nghiền.

II.2.5.Đồng nhất silô bột liệu - CF (361.040)

Silo bột liệu đợc chế tạo bằng bê tông cốt thép có sức chứa 20.000 tấn bột liệu Đáy silo đợc bố trí 7 cửa xả liệu ứng với 7 khoang tròn hình nón và đợc sục khí bởi hệ thống 3 quạt thổi pitông quay (361.BL.01- 03) nhằm đạt tới hiệu quả đồng nhất cao.

Hệ thống đờng ống cấp khí sục phức tạp và các hộp khí đặt tại đáy silo tạo nên tầng sôi bột liệu và xả qua 7 cửa tháo đáy theo chơng trình Mỗi lần xả gồm 3 cửa đáy tơng ứng với 3 múi tam giác trong 4 múi tại đáy silo Mỗi chu kì bằng 60s Trong chu kì xả đáy 12 phút, mỗi múi đợc sục khí một lần Quá trình sục khí silo và xả đáy đợc điều khiển bởi một bộ PLC lắp đặt trong một hệ thống vi xử lí.

II.2.6.Cấp liệu lò nung

Có 7 cửa tháo tại đáy silo (361.040) mỗi cửa đợc lắp đặt 2 van, một van đợc vận hành bằng tay, một van vận hành bằng khí nén Trong vận hành bình thờng các van tay đựơc mở 100%, các van (361.040.FV01-07) điều chỉnh tuỳ theo mức đầy của phễu nhận và theo chu kì xả tại các cửa tháo tơng ứng Sau khi tập chung tại phễu nhận, bột liệu qua van vận hành khí nén (361.050) vào cân cấp liệu lò nung Thùng cấp liệu lò nung đợc giữ theo trọng lợng đặt trớc nhờ sự đóng mở van tự động (361.050) qua các tế bào trọng lợng gắn trên thùng cấp liệu lò nung Việc tháo xả bột liệu từ cân cấp liệu lò nung nhờ van vận hành môtơ (van điều khiển lu lợng 361.FG11) và van vận hành bằng khí nén (van ngắt sự cố 361.SG11) Trong vận hành bình thờng, van khí nén mở hết Van vận hành môtơ đợc điều khiển theo yêu cầu mức cấp liệu lò nung còn gọi là van điều khiển lu lợng Khi lộ trình cấp liệu chính bị trục trặc thì lộ trình dự phòng (stand-by) bao gồm van khí nén (361.SG12) và van điều khiển lu lợng (361.FG12) sẽ đợc mở và sao chép lại mức độ mở van của lộ trình chính dể quá trình cấp liệu đợc liên tục Quạt (361.060) đợc cung cấp cho vệc sục khí thùng cân (361.050).

Có 3 lộ trình cấp liệu lò nung liên quan đến hệ thống vận chuyển bột liệu từ máy nghiền liệu đến silô mà ngời vân hành CCR phải lựa chọn trớc khi khởi động hệ thống cấp liệu lò nung:

 S361.010P361.100  S361.010P361.080  S361.100P361.080

Và 2 lộ trình RECIR tuần hoàn liệu sau cân cấp liệu về silô.

Ngoài ra, ngời vận hành còn có thể đổi từ lộ trình này sang lộ trình khác nếu lộ trình đang vận hành bị trục trặc theo một nguyên tắc nhất định.

II.2.7.Nung clinker

Bột liệu đã qua cân đợc đa vào Preheater 2 nhánh 5 tầng nhờ máng khí động (361.090), các van quay (361.120) và các van đối trọng (Flap Valve) (361.125) vào vị trí ống nối giữa cyclone số 2 và cyclone số1 của cả 2 nhánh A và B Vị trí van phân chia liệu (361.095) đợc điều khiển để tình trạng khí giữa 2 nhánh là nh nhau.

Do có sức hút của quạt preheater (341.420), khí nóng từ lò và calciner cuốn bột liệu vào 2 cyclone tầng 1 (C1), lắng lại ở 2 cyclone này và rơi xuống đoạn ống nối giữa C2 và C3 lại hoà vào dồn khí nóng, lắng tại C2…

Cứ tiếp tục nh vậy quá trình trao đổi nhiệt xảy ra giữa bột liệu và khí nóng Bột liệu tăng dần nhiệt độ và xảy ra các phản ứng mất nớc, phản ứng phân huỷ khoáng sét Quá trình canxi hoá xảy ra mãnh liệt khi bột liệu đơc đa vào calciner (421.110) và ống đứng lò nung để tiếp tục vào C3 Trứơc khi vào lò nung, mức độ canxi hoá đạt đợc từ 90-95% Nhiệt độ của bột liệu từ 860-875OC.

Do có độ dốc và chuyển động quay của lò nung, bột liệu đợc vận chuyển từ đầu lò tới máy làm lạnh clinker trên chiều dài 71m Tại đây, dới tác tác dụng nhiệt từ lò phun

lò Douflex (9441.700), bột liệu tiếp tục các phản ứng phân huỷ hoàn toàn cacbonat thực hiện các phản ứng pha rắn và phản ứng kết khối tạo clinker.

Khi ra khỏi lò quay, Clinker có nhiệt độ khoảng 13500C đợc rơi vào máy lạnh clinker kiểu ghi (loại Coolax cooler 1284 CC-3 giàn ghi, dẫn động thuỷ lực) để làm nguội clinker đến nhiệt độ 650C cộng với nhiệt độ của môi trờng.

Quạt Preheater (341.420) là loại quạt tuabin có công suất môtơ 2001 kw, lu lợng khí 637.920m3/h, áp suất 850 mm WH tạo sc hút qua hệ thống lò và đa khí thải tới sử dụng cho máy nghiền liệu hoặc qua ESP (341.390) nhờ quạt khí thải (341.400) đa ra ống khói Nhiệt độ khí thải ra môi trờng không vợt quá 1500C.

Có 11 vòng điều khiển (control loops) cho hệ thống lò nung clinker trong quátrình vận hành lò và preheater.

 áp suất không đổi trong quạt ID - Fan  Độ đầy của lò nung.

 Nhiệt độ không đổi sau cyclone tần 5  Nhiên liệu tới vòi phun không đổi  Vị trí van phân chia cấp liệu lò nung.

 nhiệt độ đầu vào lọc bụi tĩnh điện ESP chính  áp suất thấp trong kiln hood.

 áp suất dới ghi cfg (Controlled fall gate)  tốc độ ghi 2.

 khí làm mát.

 làm mát nớc ESP cooler.

II.2.8.Làm nguội Clinker

Tổ hợp thiết bị làm nguội clinker kiểu Coolax cooler 1284CC 3 giàn ghi đợc lắp đặt cho việc làm nguội clinker xả ra từ lò nung Các tấm ghi cố độ bền nhiệt cao cùng với sự phân khoang (3 zôn) và hệ thống quạt gồm 13 cái đảm bảo cho việc thu hồi nhiệt đạt tới hiệu suất thu hồi nhiệt cao (gió 2 và gió 3) cho lò nung, calciner và đảm bảo làm nguội clinker đến nhiệt độ thiết kế Các zôn của Coolax cooler:

 Zôn đầu CIS: 6 hàng ghi (Zôn thu hồi nhiệt)  Zôn CFG: 18 hàng ghi (Zôn thu hồi nhiệt)  Zôn RFT: 60 hàng ghi (Zôn làm nguội).

Tổ hợp gồm 13 quạt khí làm mát trong đó 2 quạt khí kín, 2 quạt cho CIS, 3 quạt cho CFG và 6 quạt cho RFT.

Clinker có kích thớc <=30mm qua các thanh ghi rơi trực tiếp xuống băng gầu Các hạt có kích thớc lớn hơn 30mm qua máy đâp búa (441.340) để đập sau đó rơi xuống băng gầu (471.010) để vận chuyển lên silô chứa cùng với clinker hạt nhỏ rơi xuống từ các khoang trên suốt chiều dài của hệ thống ghi.

Tốc độ của ghi đợc điều khiển bởi áp suất dới ghi 1 do các quạt K21, K22 và K23 tạo ra theo vòng điều khiển.

Hơn 70% khí nóng từ cooler đợc thu hồi cho quá trình cháy lò nung và calciner, l-ợng còn lại đợc qua quạt hút (441.610) hút qua lọc bụi tĩnh điện ESP (441.610) và đẩy ra ống khói có trích một phần dử dụng cho sấy than trong máy nghiền than Bụi lắng từ ESP đợc hệ thống băng cào vận chuyển bụi clinker về băng gầu (471.010).

Có 7 mạch điều khiển đợc lắp đặt cho hệ thống máy làm nguội Coolax.

 áp suất tại cửa ra của lò nung (kiln hood) đợc điều khiển bởi bộ điều khiển PID bằng vịệc điều chỉnh tốc độ quạt hút khí thải cooler.

 Tốc độ ghi 1 đợc điều khiển bởi áp suất CFG từ các quạt K21, K22 và K23.

 Tốc độ ghi 2 đợc điều khiển bởi tốc độ ghi 1  Tốc độ ghi 3 đợc điều khiển bởi tốc độ ghi 2.

 Lu lợng khí cho ghi 1 đợc điều khiển bởi việ điều chỉnh van hút của các quạt

 Nhiệt độ khí thải Cooler tới lọc bụi tĩnh điện ESP đợc điều khiển bởi việc phun nớc làm mát tới cooler

II.2.9.Nghiền than

Than cám 4A (nay là 3C) đợc reclaimer (224.200) cào vào băng tải (224.300) chạy dọc kho và đa tới két chứa (461.060) nhờ hệ thống băng tải Trớc khi vào két chứa, kim loại trong than đợc chia tách, thải bỏ nhờ thiết bị phát hiện và chia tách (224.374; 224.372) gắn trên băng tải (224.370) Nhờ máy cấp liệu than vận hành bằng môtơ điều khiển tốc độ, than đơc tháo qua két chứa vào máy nghiền qua vít tải cấp liệu vào máy nghiền Máy nghiền than là loại máy nghiền Atox loại 3 con lăn (Atox 27.5) đợc lắp đặt cùng máy phân ly động kiểu RAKM 27.5

Than cám đợc nghiền đến độ mịn: 5% sót lại trên sàng 009, các hạt có kích thớc lớn hơn đợc máy phân ly thải ra quay lại bàn nghiền Nhờ sức hút của quạt máy nghiền (461.250) than mịn đợc lắng qua lọc bụi túi (461.230) tốc độ máy phân ly đợc điều khiển phù hợp với kết quả độ mịn từ phòng thí nghiệm.

Nguồn nhiệt cho sấy đợc trích từ khí thải lò nung và thiết bị phát nhiệt (461.580).

Có 4 mạch điều khiển đợc lắp đặt cho máy nghiền than:

 Nhiệt độ ra khỏi máy nghiền sẽ đợc giữ không đổi bằng việc điều chỉnh vị trí van trong ống khí nóng từ máy làm nguội kiểu ghi.

 Lu lợng khí qua máy nghiền đợc điều khiển bằng cách điều chỉnh van hút quạt máy nghiền/lọc bụi.

 Mức cấp liệu tới máy nghiền đợc diều khiển bởi chênh áp máy nghiền  áp suất cửa vào máy nghiền đợc điều khiển bởi vị trí van trong ống tuần

hoàn khí.

Ngoài các vòng điều khiển trên mà tất cả đều có thể làm việc ở chế độ điều khiển bằng tay, các thông số sau đây có thể đợc điều khiển từ xa:

 Cung cấp nhiên liệu tới generator (lò đốt phụ nghiền than).

II.2.10.Đốt nhiên liệu trong lò quay và trong calcinera.Đốt than

Cân than cho lò nung (461.640) và cân than cho calciner (461.560) đợc trang bị riêng dới các két than mịn (461.610) và (461.410) Than mịn đợc đa tới các vòi phun nhờ khí từ các quạt thổi (461.575 từ 0-05) cho vòi phun calciner và các quạt (461.670 từ (01-02) cho vòi phun chính của lò nung.

Mỗi nhóm quạt có một quạt thổi dự phòng (stand-by) Ngời vận hành CCR đợc phép chọn 2 trong 3 vòi phun calciner và chọn 1 trong 2 quạt cho vòi phun chính lò nung trớc khi khởi động các nhóm van chuyển than mịn nhng phải yêu cầu công nhận vận hành khoá các van tay tại cửa ra của quạt stand-by Tốc độ cấp than cho vòi phun đợc điều chỉnh bởi tốc độ môtơ cân than Lợng gió do các quạt thổi sinh ra để đẩy than mịn đơc coi nh một lợng gió sơ cấp tham gia vào quá trình cháy của vòi phun.

b.Đốt dầu

Dầu MFO đựoc một thiết bị hâm sấy tới nhiệt độ 120-1300C và đợc bơm tới vòi phun cho giai đoạn sấy và khởi động lò bằng bơm cao áp với áp suất từ 30 - 40 bar Sau khi đã đi qua một hệ thống van điều khiển lu lợng tại các tổ hợp phân phối, dầu đ-ợc cung cấp cho các vòi phun:

 Vòi phun calciner qua tổ hợp (421.470)

 Vòi phun chính của lò nung qua tổ hợp (441.790)  Vòi phun khởi động qua tổ hơp (441.920).

Ngoài ra dầu còn đợc cung cấp tới các generator phát nhiệt cho sấy máy nghiền liệu và máy nghiền than Các generator chỉ sử dụng nhất thời Trong vận hành bình th-ờng, khí nóng từ Coolax cooler và từ lò nung đợc cung cấp cho sấy vật liệu thô và than thô trong máy nghiền liệu và máy nghiền than.

II.2.11.Xử lý khí thải

Khí thải từ lò nung và tháp trao đổi nhiệt đợc quạt preheater (341.420) hút qua GCT (tháp diều hoà khí thải 341.410) cung cấp cho máy nghiền liệu (9341.021) Nhiệt độ khí ra khỏi máy nghiền đợc điều khiển bằng generator (341.040) và việc phun nớc trong GCT (theo vòng điều khiển ) Khi nhiệt độ ra khỏi máy nghiện liệu lớn hơn điểm dặt cho trớc thì bơm nớc (341.410) sẽ khởi động và phun nớc ở dạng sơng để giảm nhiệt độ khí và lắng bụi Khi máy nghiền liệu không làm việc thì điểm đặt nhiệt độ khí thải đợc đặt ở trớc lọc bụi tĩnh điện (341.090) thờng là không lớn hơn 1500C Nhờ sức hút của quạt khí thải ESP, khí thải sau khi lắng tại lọc bụi tĩnh điện (341.390) đợc trả ra môi trờng qua ống khói Hàm lợng bụi trong khí thải ra môi trờng không lớn hơn 50mg/Nm3 Tháp điều hoà khí thải (341.410) đợc trang bị vít tải (341.SC01) để đa bụi đã lắng trong tháp ra ngoài Nếu bụi bị ớt, vít tải thuận nghịch (341.430) sẽ đảo chiều đa bụi ớt thải đi Bình thờng bụi khô đợc đa vào vít tải (341.470) và vận chuyển cùng với bụi lắng từ lọc bụi tĩnh điện về silô đồng nhất.

II.2.13.Vận chuyển clinker

Toàn bộ clinker từ máy làm lạnh (441.200) và bụi cha lắng từ lọc bụi tĩnh điện (441.600) đợc đa vao băng gầu (471.010) và vận chuyển lên các silô chứa Van phân chia (471.040) có nhiệm vụ phân chia clinker về các silô (481.120) sứ chứa 20.000 tấn/silô Clinker không đạt yêu cầu đợc đa vào silô (481.080) sức chứa 2.000 tấn.

II.2.14.Nghiền xi măng.

a.Vận chuyển Clinker, thạch cao, phụ gia

Clinker chính phẩm đựoc xả ra từ từ 2 silô (481.120), mỗi silô có 6 cửa xả qua các van vận hành bằng môtơ đua vào hệ thống băng tải và gầu nâng vận chuyển lên két chứa (541.010).

Thạch cao và phụ gia trong kho đợc reclaimer (224.200) cào văng băng tải (224.300) chạy dọc kho và đợc hệ thống băng tải vận chuyển đến két chứa thạch cao (541.030) và két chứa phụ gia (541.050).

Dới các két chứa clinker, thạch cao và phụ gia là các băng cân định lợng đặt dới các van que (Rod gate) Tốc độ các băng cân đợc cân dối tự động phù hợp với tỷ lệ đã định trớc bởi ngời vận hành CCR.

Clinker, thạch cao và phụ gia từ các băng cân (541.020); (541.040); (541.060) đợc đổ vào các băng tải đảo chiều (541.075); (541.080); (541.085) và chia thành 2 tuyến.

 Tuyến I: Các băng cân chạy theo chiều thuận đa clinker, thạch cao phụ gia

vào băng tải (541.135) để vận chuyển vào máy nghiền trớc (máy nghiền sơ bộ) sau đó đa vào máy nghiền xi măng.

 Tuyến II: Các băng tải chạy theo chiều nghịch Clinker, thạch cao và phụ gia

từ các băng cân vào băng tải (541.230) đổ thẳng vào máy nghiền xi măng không qua thiết bị nghiền sơ bộ.

b.Nghiền xi măng

Máy nghiền xi măng (540.300) năng suất 240tấn /h là loại máy nghiền chu trình kín với máy phân ly động kiểu Sepak, có lắp đặt hệ thống máy nghiền sơ bộ nhằm nâng cao năng suất hệ thống nghiền.

Theo tuyến I: Clinker, thạch cao và phụ gia trớc khi vào nghiền sơ bộ đợc tách bỏ

kim loại nhờ các thiết bị (541.100) và (541.140) Sau khi đợc nghiền sơ bộ, vật liệu đ-ợc đa vào băng tải và gầu nâng để đa vào máy nhiền bi (541.300) Nhờ lực va đập và chà sát của bi, đạn nghiền, vật liệu đợc nghiền thành xi măng Sau khi qua máy phân ly Sepak, xi măng thành phẩm đợc lắng qua 2 lọc bụi túi (541.500) và (541.505) và nhờ hệ thống vít tải, gầu nâng, máng khí động vận chuyển về silô chứa xi măng Phần cha đủ độ mịn (tách ra từ máy phân ly) đợc quay trở lại máy nghiền bi nhờ các máng khí động.

Một cân định lợng kiểu va đập (541.140) đợc lắp đặt cho việc cân vật liệu quay trở lại máy nghiền Tốc độ cấp liệu từ các băng cân định lợng (Clinker, thạch cao, phụ gia) đợc điều khiển tự động phù hợp với các điểm đặt trớc và trị số lu lợng vật liệu quay trở lại máy nghiền Có nghĩa là: khi vật liệu quay trở lại máy nghiền (từ máy phân ly Sepak) tăng thì hệ thống điều khiển tự đông sẽ tác động làm giảm tốc độ các bằng cân Clinker, thạch cao và phụ gia sao cho tổng cấp liệu máy nghiền là không đổi Thiết bị đo âm thanh máy nghiền (541.300) đợc lắp đặt cho việc giám sát tình trạng bên trong máy nghiền (độ đầy của vật liệu).

Tốc độ quay của máy phân ly Sepak đợc điều khiển từ xa bởi ngời vận hành CCR phù hợp với dữ liệu về độ mịn xi măng từ phòng thí nghiệm.

Một thiết bị phun nớc (541.300-WT 01) đợc cung cấp cho việc làm nguội xi măng trong máy nghiền Lu lợng nớc phun có thể đợc điều tiết tự động phù hợp với nhiệt độ sản phẩm xả ra từ máy nghiền.

Việc điều khiển áp suất khí tuần hoàn cho máy phân ly Sepak đợc điều chỉnh bởi van (541.383) và xi măng có thể đợc tiếp tục làm mát nhờ việc mở van (541.385) lắp trên vòng tuần hoàn khí cho máy phân ly.

Các vòng điều khiển trong công đoạn nghiền xi măng:

 Điều khiển tải trọng máy nghiền

 Điều khiển phun nớc và nhiệt độ xi măng trớc lọc bụi túi  Điều khiển độ mịn sản phẩm (tốc độ máy phân ly).

 Điều khiển tỷ lệ pha trộn

 Điều khiển áp suất tuần hoàn khí.

II.2.15.Đóng bao xi măng

Xi măng thành phẩm đợc hệ thống vít tải, gầu nâng và máng khí động vận chuyển vào 4 silô chứa (621.100); (621.200); (621.300) và (621.400) Để đồng nhất và tháo xi măng ra khỏi silô, các quạt thổi (621.110); (621.210); (621.310); (621.410) đợc lắp đặt để sục khí và khoang trộn Xi măng đợc tháo ra ở cửa đáy duy nhất cho mỗi si lô bên trong khoang trộn rồi qua các van điều khiển lu lợng vào hệ thống máng khí động và gầu nâng đến các bunke chứa cho 4 máy đóng bao Hai máng khí động (621.145); (621.345) xả xi măng rời trực tiếp ra các xe ô tô sitéc chở xi măng chuyên dùng Từ 4

bunke chứa, xi măng đợc tháo vào 4 máy đóng bao (641.080 từ 1- 4) qua các van lật và van quay Vỏ bao xi măng đợc cấp theo tuyến riêng Xi măng đợc vận chuyển ra ô tô, tàu hoả bằng hệ thống băng tải.

II.3.Các phân xởng chính trong Sản xuất xi măngII.3.1.Phân xởng Sản xuất bột liệu

II.3.1.1.Các thiết bị chính thuộc phân xởng

 Máy nghiền con lăn đứng Atox 45  Máy phân ly hiệu suất cao RAR 45  Hệ thống cấp liệu

 Lọc bụi tĩnh điện éP chung cho lò nung và nghiền liệu

 Quạt máy nghiền (không phải do FLSA cung cấp) Môtơ 2500kW  Hệ thống tuần hoàn vật liệu máy nghiền

 Vận chuyển sản phẩm

 Quạt lọc bụi kiểu MTS 400/392 Môtơ 513 kW  Khoảng điều chỉnh 33-100%.

II.3.1.2.Năng suất

Máy nghiền đợc thiết kế với năng suất 320 tấn/h ở độ mịn 10% trên sàng 009 Việc thiết kế hàm lợng ẩm của hỗn hợp liệu cấp cho máy nghiền là 8% và đợc sấy tới độ ẩm 0.5% với kính thớc vật liệu max: 0%>158 mm và 2%>135 mm

II.3.1.3.Quá trình công nghệa.Hệ thống cấp liệu

Các loại nghuyên liệu đợc vận chuyển từ kho tới các két chứa riêng biệt Từ các két chứa, nguyên kiệu đợc xả qua các băng cân định lợng theo phần trăm đã định trớc do hệ thống điều khiển cân đối và điều chỉnh phối liệu tự động thực hiện (riêng đất sét đ -ợc điều khiển qua thiết bị định lợng (153BW03) gắn trên băng tải (153.340) Bộ điều khiển tự động cân đối bột liệu sẽ giữ tỷ lệ cấp liệu phù hợp với các hệ số chế tạo mục tiêu (LSF, SM, AM) Từ các băng cân định lợng, nguyên liệu đợc vận chuyển tới máy nghiền liệu bởi hệ thống vận chuyển Để tránh các loại kim loại lẫn trong nghuyên liệu rơi vào máy nghiền, hệ thống vận chuyển cấp liệu máy nghiền đợc trang bị một máy hút kim loại kiểu từ tính trên đầu cuối của băng tải chung cấp vào máy nghìên Cũng trên băng tải này, một máy phát hiện kim loại đợc trang bị để loại trừ kim loại không nhiễm từ Những kim loại này sẽ đợc thải ra sàn tầng trệt nhờ van 2 ngả lắp tại vị trí tr-ớc khi vào máy nghiền nhờ một van quay cùng một lợng nhỏ khí từ môi trờng

b.Máy nghiền Atox

Qua van quay, nguyên liệu rơi vào một ống trợt và nạp vào bàn nghiền Bàn nghiền quay trên trục cố định nhờ môtơ và hộp giảm tốc máy nghiền Nguyên liệu đựơc nghiền mịn do lực ép giữa các con lăn và bàn nghiền Lực ép đợc sinh ra do áp suất thuỷ lực của hệ thống bơm thuỷ lực đợc lắp đặt cho hệ thống máy nghiền áp suất thuỷ lực đợc điều chỉnh bằng cánh thay đổi điểm đặt trong phòng điều khiển trung tâm Vật liệu đợc lu giữ trên bàn nghiền bởi vòng chắn Độ cao của vòng chắn đợc điều chỉnh để quá trình nghiền đạt mức tối u Tại vùng ngoại biên của bàn nghiền, vật liệu rơi qua vòng chắn hoà lẫn vào dòng khí nóng đợc đa vào máy nghiền qua các vòng miệng xung quanh bàn nghiền Một phần không đáng kể vật liệu hạt lớn rơi qua vòng miệng quay trở lại máy ngiền bởi hệ thống tuần hoàn vật liêu máy nghiền.

Máy nghiền còn đợc trang bị một hệ thống phun nớc Hệ thống này đợc sử dụng để điều khiển nhiệt độ ra khỏi máy nghiền Ngoài ra chúng còn đợc sử dụng cho việc ổn định bề dày lớp vật liệu trên bàn nghiền trong trờng hợp nguyên liệu nạp vào quá khô

c.Máy phân ly RAR

Một phần vật liệu rơi qua biên của bàn nghiền đợc quay trở lại bàn nghiền bởi dòng khí nóng đa vào máy nghiền qua vòng miệng Các hạt mịn đợc cuốn vào dòng khí nóng và đa vào máy phân ly

Trong máy phân ly, dòng khí mang theo bột liệu đợc chia tách thành 2 phần: các hạt thô đợc quay trở lại bàn nghiền để nghiền lại, các hạt mịn thành phẩm đợc vận chuyển cùng với khí gas lên các cyclone Tại các cyclone này, sự chia tách khí gas và bột liệu đợc thực hiện Bột liệu đợc lắng lại, khí gas đợc đa ra ống khói sau khi đã làm sạch tại lọc bụi tĩnh điện (ESP) chung cho lò nung và máy nghiền liệu Dẫn động cho rôto máy phân ly là một môtơ thay đổi tốc độ Tốc độ máy phân ly đợc xác định bởi độ mịn của bột liệu

d.Hệ thống khí gas nghiền

Quá trình sấy vật liệu của dòng khí gas, việc vận chuyển và phân ly vật liệu trong máy nghiền đợc thiết lập bởi một quạt máy nghiền đợc lắp đặt giữa các cyclone và lọc bụi tĩnh điện chung Thành phần khí gas vào trong máy nghiền bao gồm khí thải preheater và khí tuần hoàn từ máy nghiền Nhiệt độ dòng khí đợc xác định bởi nhu cầu sấy vật liệu cấp vào trong máy nghiền Khí tuần hoàn đựoc sử dụng cho việc duy trì không đổi lu lợng khí gas qua máy nghiền và máy phân ly

Lu lọng khí gas đợc giám sát bởi ống venturi lắp đặt giữa các cyclone và quạt máy nghiền

Sau quạt máy nghiền, một phần khí gas của quá trình đợc quay trở lại cửa vào máy nghiền, một phần đợc dẫn tới lọc bụi tĩnh điện ESP.

e.Vận chuyển sản phẩm

Bột liệu đựơc tập chung bởi các cyclone, lọc bụi tĩnh điện và đợc vận chuyển cùng với bụi lắng từ tháp điều hoà khí thải tới silô bột liệu

Một dụng cụ lấy mẫu tự động kiểu vít đợc lắp đặt trên đờng vận chuyển trớc khi vào silô, lấy các mẫu bột liệu đại diện phục vụ cho việc điều chỉnh thành phần hoá và độ mịn của bột liệu.

II.3.1.4.Hệ thống điều khiển và các vòng điều khiển

Các mô tơ, máy móc, các van và các thiết bị khác đợc vận hành và điều khiển từ hệ thống điều khiển trung tâm (Central Control Room).

a.Các chơng trình cho vận hành công đoạn nghiền liệu

Từ phòng điều khiển trung tâm, công đoạn nghiền liệu có thể đợc vận hành bởi việc lựa chọn một số các chơng trình và một số các chức năng trực tiếp.

Cấu trúc của hệ thống điều khiển bao gồm một số nhóm mô tơ Các mô tơ của mỗi nhóm có thể đợc khởi động theo trình tự khi vận hành nhóm Trong nhóm mô tơ, một máy chỉ có thể đợc khởi động khi các máy cuối nguồn của nhóm đang vận hành Một nhóm mô tơ có thể đợc khởi động khi các nhóm cuối nguồn của công đoạn đang vận hành.

Các chơng trình đã lắp đặt trong hệ thống điều khiển sẽ thực hiện các thủ tục khởi động và dừng các máy đã đợc phân chia tới các nhóm Từ đó, việc vận hành đợc giám sát tự động, kiểm tra tất cả các liên động cho vận hành, bảo vệ và an toàn

b.Liên động điện

 Liên động vận hành

Nguyên tắc chung của liên động vận hành là không máymóc nào đợc khởi động khi các máy cuối nguồn của nhóm cha đợc khởi động và khởi động không đúng trình tự đã sắp đặt trong nhóm Việc dừng của bất kỳ máy nào sẽ là nguyên nhân dừng của các máy trớc nó theo trình tự.

 Liên động bảo vệ

Các liên động bảo vệ nh:  Nhiệt độ ổ đỡ

 Rung động bánh răng  Rung động máy nghiền  Nhiệt độ dây quấn môtơ  Mức dầu tối thiểu

 Các giảm sát tốc độ  Mức vật liệu quá cao…

Sẽ dừng tất cả các máy trong công đoạn để bảo vệ thiết bị Trong hầu hết các tr ờng hợp, báo động cảnh báo trớc sẽ đợc phát ra.

c.Các vòng điều khiển

Để đảm bảo ổn định vận hành cũng nh sự đồng đều của sản phẩm, công đoạn nghiền liệu đợc đa vào các vòng điều khiển, mỗi vòng điều khiển duy trì riêng biệt các thông số vận hành của công đoạn.

 Cân đối cấp liệu máy nghiền.

Mỗi thành phần cấp liệu đợc đặt % trong cấp liệu tổng nhng tổng số phần trăm các nguyên liệu thành phần phải là 100%

Bộ điều khiển cân đối sẽ duy trì phần cấp liệu riêng biệt cho dù có sự thay đổi trị số tổng cấp liệu mới.

 Cấp liệu máy nghiền.

Trị số cấp liệu máy nghiền đợc điều khiển bởi chênh áp máy nghiền Chênh áp máy nghiền đợc duy trì tại giá trị điểm đặt đã lựa chọn bằng việc điều khiển trị số cấp liệu mới tới máy nghiền.

Mức vật liệu trên băng cấp liệu đợc giữ không đổi bởi việc điều chỉnh tốc độ đồng bộ theo trị số cấp liệu mới.

 Lu lợng khí máy nghiền.

Lu lợng khí gas máy nghiền đợc giữ ô mức không đổi bằng việc điều chỉnh van hút của quạt máy nghiền dựa trên dụng cụ đo venturi đợc lắp đặt tại vị trí giữa các cyclone tập trung bột liệu và quạt máy nghiền.

 Nhiệt độ tại cửa ra máy nghiền.

Nhiệt độ tại cửa ra máy nghiền đợc giữ ở mức không đổi bằng việc phun nớc trong máy nghiền hoặc phun nớc trong tháp điều hoà khí thải Trong trờng hợp sử dụng khí sấy của lò đốt phụ (heat generator) trong vận hành máy nghiền, việc điều chỉnh nhiệt độ tại cửa ra máy nghiền tiến hành bằng việc điều chỉnh lu lợng nhiên liệu cấp tới generator.

 áp suất thấp tại cửa vào máy nghiền.

áp suất thấp tại cửa vào máy nghiền đợc giữ ở mức không đổi bằng việc điều chỉnh van hút của quạt lọc bụi tĩnh điện ESP.

II.3.1.4.Các thiết bị điều khiển từ xa

Các thiết bị sau đây có thể điều khiển từ xa bởi ngời vận hành CCR:  Tất cả các van điều chỉnh.

Trình tự khởi động, dừng hệ thống sẽ dễ dàng hơn nhờ các vòng điều khiển và việc điều khiển bằng tay, sau đây sẽ mô tả việc đặt các thông số máy nghiền và tổ hợp cơ khí máy nghiền sẽ ảnh hởng tới vận hành máy nghiền nh thế nào.

a.Ghi chép vận hành

Khi phân xởng đang hoạt động ổn định, tất cả các thông số vận hành nh: áp suất, nhiệt độ, trị số cấp liệu, vị trí van… phải đợc ghi chép Các dữ liệu này rất cần thiết cho quá trình khởi động lại phân xởng.

b.Đặt bằng tay

Một điểm đặt quan trọng nhằm đạt đợc quá trình vận hành tối u phải đợc thực hiện bằng tay.

Sự tơng thích giữa nhu cầu ổn định vận hành và năng suất sản phẩm cao phụ thuộc vào đờng đặc tính của máy nghiền mà nó đợc thiết lập trong quá trình chạy bảo hành hệ thống máy nghiền.

 áp lực máy nghiền.

áp lực nghiền của các con lăn xuống bàn nghiền cùng với hệ thống thuỷ lực có thể đợc điều chỉnh trong vận hành áp lực nghiền luôn luôn cao có nghĩa là tiêu tốn điện cho máy nghiền cao và năng suất cho máy nghiền cao Tuy nhiên, khi có các tình huống xảy ra thì áp lực nghiền nên giảm Số lợng đầy đủ trong cấp liệu mới hay các đ-ờng đặc tuyến cấp liệu bình thđ-ờng có thể đợc áp dụng.

 Tốc độ máy phân ly.

Việc thay đổi tốc độ máy phân ly sẽ ảnh hởng tới độ mịn của sản phẩm, tốc độ máy phân ly đợc sử dụng cho điều chỉnh độ mịn trên cơ sở phân tích độ mịn từ phòng thí nghiệm.

 Phun nớc.

Máy nghiền đợc trang bị một hệ thống máy phun nớc lắp đặt cho phun nớc trên bàn nghiền Bằng việc sử dụng hệ thống phun nớc, sự ổn định lớp vật liệu nghiền trên bàn nghiền có thể đạt đợc.

Ngoài ra, hệ thống phun nớc còn đợc sử dụng cho việc duy trì nhiệt độ tại cửa ra của máy nghiền là không đổi Tuy nhiên, sự lựa chọn của ngời vận hành tuỳ theo các điều kiện để có thể phun nớc trong máy nghiền hay trong tháp điều hoà khí thải GCT.

c.Điều chỉnh bên trong máy nghiền

Một vài cơ cấu bên trong máy nghiền có thể đợc điều chỉnh, tuy nhiên việc điều chỉnh không phải trong khi đang vận hành cho các cơ cấu nh: vòng chắn, vòng miệng.

 Vòng chắn.

Phần ngoại biên của bàn nghiền đợc lắp rắp cùng với vòng chắn Vòng chắn đợc làm bởi một các vòng phân đoạn Bằng việc lắp thêm hoặc tháo hoàn toàn các vòng, chiều cao của vòng chắn có thể đợc điều chỉnh Vòng chắn cao hơn sẽ giữ lại vật liệu nhiều hơn trên bàn nghiền và bằng việc làm nh vậy sẽ cải thiện đợc sự ổn định của quá trình nghiền Tuy nhiên, cùng với chiều cao hơn của bàn nghiền, lớp vật liệu trên bàn nghiền sẽ dày hơn và hiệu quả nghiền sẽ kém.

Việc đặt chiều cao vòng chắn tối u sẽ đợc thiết lập trong quá trình chạy bảo hành năng suất máy nghiền.

Sau khi thay thế những phần h hỏng của bàn nghiền, chiều cao của vòng chắn nên đ-ợc lu giữ để duy trì chiều cao vòng chắn thực tế.

 Vòng miệng.

Tiết diện vòng miệng đợc điều chỉnh bởi các tấm phôi kích thớc khác nhau đợc cung cấp cùng với máy nghiền.

điều chỉnh tiết diện có nghĩa là thay đổi vận tốc dòng khí đi qua vòng miệng Máy nghiền nên đợc vận hành với tiết diện vòng miệng lớn nhất có nghĩa là vận tốc dòng khí lớn nhất Từ đó, vật liệu rơi qua vòng miệng có thể quay trở lại bàn nghiền Vận

tốc dòng khí gas qua vòng miệng không đợc ở mức thấp mà có thể gây rung động máy nghiền.

Tiết diện vòng miệng thích hợp sẽ đợc thiết lập trong thời gian chạy bảo hành phân xởng nghiền liệu.

d.Các thông số tác động khác

Tác động của phép đo độ hạt cấp liệu: Máy nghiền con lăn có khả năng đập hiệu

quả vật liệu cấp tới có kích thớc dạng cục phụ thuộc vào đờng kính con lăn.

Nếu cấp lệu máy nghiền thô có nghĩa là nó chứa nhiều cục lớn hơn Việc vận hành máy nghiền có thể có vấn đề Đó là: Độ rung động máy nghiền cao hơn và mức sản phẩm nghiền sẽ thấp hơn.

Nếu cấp liệu máy nghiền gồm nhiều hạt nhỏ và bụi, máy nghiền có thể duy trì ổn định lớp vật liệu nghiền nhng độ rung máy nghiền lại cao hơn Vấn đề này khắc phục bằng cách làm tăng lợng nớc phun máy nghiền.

II.3.2.Phân xởng nung CLINKER

 Kích thớc cyclone cho một nhánh: 2x5,2m (kiểu LP) và 3x5,4 m (kiểu LP)  Calciner: DDC (Down Drraught Calciner) 6,9x20m.

 Máy làm nguội clinker: Coolax 1284 CC  Máy đập Clinker: Đập búa

 Kiểu vòi phun: Duoflex hỗn hợp than, dầu  Hệ thống cấp liệu lò nung: Êlevator.

 Quạt ID-Fan: Solyvent DPDR 287 hoặc tơng tự với môtơ 2001kw  Lu lợng 637.920m3/h.

 áp suất 850 mm  Nhiệt độ khí 302oC.

II.3.2.2.Mô tả quá trình

Hệ Calciner SLC-D đợc lắp đặt và bố trí tách biệt song song với ống đứng lò nung Khí cháy cung cấp cho Calciner là khí thải đợc thu hồi từ máy làm nguội kiểu ghi

Coolax Lò nung đợc trang bị với Calciner 2 nhánh 5 tầng Vòi phun chính của lò nung là loại vòi phun Duoflex đợc thiết kế với vận tốc 160 m/ s trong ống gió sơ cấp

(gió 1) Bột liệu đợc xả từ silô CF (Controlled Flow) qua thùng cấp liệu cân tới 2 nhánh preheater bởi hệ thống gầu nâng và máng khí động theo 3 lộ trình có thể chuyển đổi thay thế lẫn nhau trong quá trình vận hành Bột liệu đợc cấp vào ống khí đi lên giữa cyclone số 1 và cyclone số 2 của hai nhánh preheater qua van quay và đối trọng (Flap Valve).

Preheater vận hành theo nguyên lý trao đổi nhiệt ngợc dòng Bột liệu đi xuống qua các nhánh preheater do trọng lợng và khí nóng do lò, Calciner sinh ra đi ngợc lên do sức hút của quạt ID - fan Do đó, bột liệu đợc trao đổi (gia nhiệt) trên lộ trình còn khí nóng thì mất nhiệt dần.

Khi đến van phân chia của 2 cyclone tầng 4, bột liệu đợc chia thành 2 dòng Một dòng đi vào ống gió 3 và một dòng đi vào ống đứng lò nung (cả 2 nhánh A và B của preheater) Sự phân chia bột liệu sẽ đợc điều chỉnh trong quá trình vận hành và thờng xấp xỉ: 65% tới ống gió 3; 35% tới ống đứng lò nung.

Trong DDC (Calciner), xấp xỉ 58% nhiên liệu đợc đốt cháy Nhiên liệu trong Calciner đợc đốt trong vòi phun 2 kênh kiểu đứng cùng với gió 1 đợc lắp đặt trên đỉnh của DDC Khí nóng thu hồi từ Cooler, một phần đợc đa vào đỉnh DDC (qua ống gió 3) cung cấp cho quá trình cháy tại Calciner (gió 3), một phần đợc đa vào lò nung cung cấp cho quá trình của vòi phun trung tâm (gió 2) Tơng quan giữa lợng gió 1, gió 2, gió 3 trong quá trình cháy của hệ thống lò nung đợc điều chỉnh bởi các van trong các đờng ống khí cháy preheater và van điều chỉnh kiểu trợt vận hành môtơ (restrictor gate) lắp đặt trong ống đứng của lò nung.

DDC đợc vận hành ở nhiệt độ cao xấp xỉ 11000C (nhiệt độ khí ra tại cửa của DDC) thời gian lu trữ bột liệu trong DDC xấp xỉ 3,7giây.

Sức hút phù hợp qua hệ thống lò nung đợc điều chỉnh bởi van và tốc độ quạt ID_fan Khí cháy từ lò nung và từ DDC đợc trộn mạnh mẽ tại điểm thắt tại ILC của Calciner trớc khi chúng đợc đa trực tiếp vào 2 cyclone tầng 5 Trong cyclone tầng 5, bột liệu đợc tách khỏi dòng khí và đợc cung cấp vào lò nung với mức độ canxi hoá xấp xỉ 95%.

Nhờ có độ dốc và quay của lò nung, bột liệu đợc tiếp tục đợc vận chuyển qua lò Chúng đợc canxi hoá hoàn toàn nhờ nhiệt cung cấp bởi vòi phun trung tâm và hình thành Clinker sau khi đã đi qua zôn nung của lò Clinker đã kết khối đựơc rơi vào máy làm nguội kiểu ghi Coolax để hạ nhiệt độ Clinker xuống: 65oC + nhiệt độ môi trờng

 Máy làm nguội Coolax.

Cliker từ lò quay có nhiệt độ khoảng 13500C đợc đa xuống máy làm nguội Coolax kiểu ghi Nhờ hệ thống 13 quạt và chuyển động của 3 giàn ghi clinker đ ợc làm mát và vận chuyển về cuối coolax Những hạt có kích th ớc < 30 mm rơi qua các thanh ghi trực tiếp vào hệ thống băng gầu vận chuyển Những hạt có kích th ớc lớn hơn >30 mm đợc đa qua máy đập búa để đập nhỏ Sau đó toàn bộ Clinker kể cả Clinker mịn rơi xuống các phễu chứa dới giàn ghi đều rơi vào băng gầu để vận chuyển lên silô chứa Bằng sự thay đổi vị trí của van phân chia, Clinker không đạt chất lợng đợc đa vào một silô chứa riêng.

 Xử lý khí thải

Trong vận hành bình thờng, khí thải lò nung đợc sử dụng cho mục đích sấy trong máy nghiền liệu Phần khí d sẽ qua một buồng lắng trớc khi vào lọc bụi tĩnh điện (ESP).

Khi máy nghiền liệu dừng, toàn bộ khí thải lò nung sẽ đợc qua tháp điều hoà khí thải GCT (Gas Conditioning Tower) Sau khi qua GCT, khí thải cũng đợc lắng bụi rồi đợc làm

sạch nhờ lọc bụi tĩnh điện ESP trớc khi thải ra môi trờng Bụi đợc thu hồi trong buồng lắng bụi GCT và trong ESP đợc đa trở về silô hoặc vào hệ thống cấp liệu lò nung.

II.3.2.3.Thủ tục sấy hệ thống lò nung Clinker

a.Buồng khói, ống đứng buồng khói, preheater, ống gió 3, máy làm nguội vàlò nung

Việc sấy và gia nhiệt cho lớp lót của hệ thống phải đợc tiến hành rất từ từ để tránh sự nứt rạn và vỡ lớp lót Đặc biệt chú ý với các zôn lớn lót bằng vữa và bê tông chịu lửa.

Cần thiết phải tiến hành các thủ tục sấy lò theo đờng cong sấy theo yêu cầu của các nhà cung cấp gạch chịu lửa.

Việc sấy hệ thống lò nung phải đợc tiến hành với điều kiện lắp dựng toàn bộ hệ thống đã hoàn thiện và đồng bộ sau khi sấy, lò nung phải đợc đa vào hoạt động ngay Quá trình sấy và nâng nhiệt hệ thống lò nung lần đầu tiên nên đợc phân ra 3 giai đoạn với khoảng thời gian: 48, 72 và 24 giờ (theo biểu đồ sấy kèm theo).

b.Vận hành sấy lần đầu

Quá trình sấy lần đầu tiên đợc bắt đầu và tiến hành theo 3 giai đoạn sau:

 Giai đoạn 1: Sấy ống đứng và buồng khói sử dụng vòi phun khởi động có thể di chuyển đợc.

 Giai đoạn 2: Sấy ống gió 3 và máy làm nguội sử dụng vòi phun Calciner.

 Giai đoạn 3: Sấy preheater và lò quay sử dụng vòi phun chính và vòi phun Calciner.

II.3.2.4.Cung cấp khí trong giai đoạn nâng nhiệt

Trong thời kỳ nâng nhiệt, cần có khối lợng nhiệt lớn nhất đợc tập trung gia nhiệt cho lò nung có nghĩa là cần có một thể tích gió cần thiết và phù hợp qua lò Tuy nhiên, một lợng khí d cũng cần có mặt cho quá trình cháy.

Van quạt khí thải cooler đợc điều chỉnh để có thể sấy vữa chịu lửa và lớp lót trong cooler.

Ngọn lửa không đợc để có muội:

Thông thờng, hàm lợng oxy yêu cầu (đợc hiển thị trong CCR nhờ thiết bị phân tích khí) trong ống đứng buồng khói khoảng từ 5 đến 8% Hàm lợng oxy nhỏ hơn mức này sẽ gây nên ngọn lửa có muội.

Việc phân tích khí sau preheater không cần phải thực hiện trong giai đoạn nâng nhiệt vì sự thấm khí của preaheater sẽ ảnh hởng đến phân tích.

III.3.2.5.Xem xét trong thời kỳ nâng nhiệt

Chong trình nâng nhiệt đợc tiến hành theo biểu đồ Tuy nhiên thời kỳ nâng nhiệt cho việc khởi động nguội lò nung bình thờng là xấp xỉ 24 giờ Đây là vấn đề rất quan trọng để bảo vệ vật liệu chịu lửa trong hệ thống Không nên có một cố gắng nào để làm tăng tốc độ chơng trình Trong trờng hợp có sự gián đoạn trong thời kỳ nâng nhiệt, cần phải kéo dài thêm thời gian để thời gian sấy theo quy định đợc đảm bảo.

Tốc độ nâng nhiệt đợc đo theo nhiệt độ khí tại buồng khói (inlet chamber) và nhiệt độ khí ra khỏi preheater và theo đờng cong trên biểu đồ sấy.

Các dữ liệu đợc ghi chép theo kinh nghiệm vận hành trong thời kỳ nâng nhiệt lần đầu để đờng cong trên biểu đồ đợc điều chỉnh theo thực tế trong những tình huống cụ thể.

Bất cứ một sự gia tăng nào về sức hút cũng đều là nguyên nhân gây nên sự gia tăng nhiệt độ trong tháp cyclone dẫn đến tăng sự tiêu hao nhiệt trong lò và đó là điều không mong muốn.

II.3.2.6.Vận hành

a.Điều khiển các thông số vận hành

Trong vận hành, quá trình đợc giám sát bởi hệ thống điều khiển, nơi mà các gía trị của quá trình và các gía trị đặt đợc xử lý, đợc tối u và đợc ghi chép để có hiệu lực cho ngời vận hành

Một số các gía trị đặt có thể đợc điều khiển tự động bởi các vòng điều khiển và một số có thể đợc điều khiển bằng tay.

Chức năng khoá liên động và báo động đợc gắn với một số các thông số của quá trình

b.Các vòng điều khiển (11vòng)

Để duy trì ổn định vận hành bất kể các thay đổi các thông số mà nó có thể làm ảnh

hởng tới quá trình, hệ thống đợc cài đặt một vài vòng điều khiển mà nó sẽ thực hiện những tác động đúng khi đợc đặt trong chế độ tự động.

Không có bộ điều khiển nào cần đặt trong chế độ tự động khi mà các giá trị đầu vào của quá trình đạt tới ổn định ở mức tơng đơng với điểm đặt của bộ điều khiển.

Để phục vụ cho ngời vận hành trong điều khiển quá trình, các vòng điều khiển sau đây sẽ có hiệu lực.

 áp suất không đổi sau quạt ID-fan:

áp suất giữa quạt ID-fan và quạt lọc bụi - áp suất đợc đo sau quạt ID-fan đợc giữ không đổi bằng việc điều chỉnh tốc độ quạt lọc bụi Vịêc làm này duy trì ổn định sức hút preheater.

 Độ đầy của lò nung:

Tốc độ lò nung và mức cấp liệu đợc đồng bộ  nhiệt độ không đổi sau cyclone tầng 5:

Nhiệt độ khí tại cửa ra cyclone tầng 5 điều khiển lợng nhiên liệu tới DDC Có 2 nhiệt độ đợc lựa chọn điểm đặt Hai bộ điều khiển làm việc theo kiểu nối tầng Bộ điều khiển thứ 2 điều khiển điểm đặt nhiệt độ đã chọn sau cyclone tầng 5 Điểm đặt này xác định điểm đặt nhiên liệu tới bộ điều khiển thứ nhất điều tiết điểm đặt nhiên liệu theo cách điều chỉnh van dầu nhiên liệu tới vòi phun.

 nhiên liệu tới vòi phun không đổi:

Nhiên liệu cấp tới vòi phun sẽ đợc giữ không đổi ở giá trị đặt trớc  Vị trí van phân chia cấp liệu lò nung:

Vị trí van phân chia cấp liệu sẽ đảm bảo tình trạng nhiệt độ khí nh nhau giữa 2 nhánh preheater.

 nhiệt độ đầu vào lọc bụi tĩnh điện ESP chính:

Nhiệt độ đầu vào đợc điều chỉnh bởi tháp điều hoà khí thải GCT  áp suất thấp trong kiln hood:

Đợc giữ không đổi bằng việc điều chỉnh tốc độ quạt khí thải cooler  áp suất dới ghi CFG (Contrlled Fall Gate):

áp suất dới ghi CFG (ghi số 1) điều chỉnh tốc độ ghi Vòng điều khiển này sẽ bị xoá tự động nếu báo động về quá tải ghi đợc kích hoạt.

 tốc độ ghi 2:

Tốc độ ghi 2 đợc đồng bộ với tốc ghi 1  khí làm mát:

Lợng khí làm mát từ mỗi quạt và quạt khí kín đợc giữ không đổi theo giá trị đặt trớc cho mỗi quạt.

 làm mát nớc ESP cooler:

Việc phun nớc tới máy làm nguội Clinker đợc điều chỉnh để bảo vệ lọc bụi tĩnh điện máy lạnh Clinker và quạt khí thải chống lại nhịêt độ cao Nớc sẽ đợc phun nếu nhiệt độ vợt quá 400oC nếu quạt khí thải đang vận hành.

c.Đặt bằng tay

Việc đặt bằng tay là sự dàn xếp thích hợp giữa các trạng thái ổn định và tối u cho sản phẩm, nó phụ thuộc vào đặc tính của vật liệu, đặc tính của nhiên liệu… đợc thiết lập trong quá trình chạy bảo hành.

Một số điểm đặt quan trọng nhằm đạt đợc sự vận hành tối u phải đợc làm bằng tay  khí cháy:

Lợng khí cháy đợc đặt bởi ngời vận hành dựa trên việc phân tích khí Sự phân phối khí này điều chỉnh bởi vị trí van ống gió 3, van hạn chế (restrictor gate) trong ống đứng buồng khói.

 Cấp liệu tới lò nung:

Cấp liệu lò nung có thể thay đổi và đợc phân phối, sự phân phối giữa DDC và ống đứng buồng khói có thể đợc thay đổi bởi ngời vận hành.

 Đồng bộ hoá lò nung:

Ngời vận hành có thể thay đổi sự đồng bộ hoá  cấp liệu tới lò nung:

Mức cấp nhiên liệu tới hệ thống thiết bị lò nung đợc xác định trên cơ sở sự đánh giá chất lợng Clinker nh: trọng lợng, hàm lợng vôi tự do, quan sát màu bằng ngoại quan đối với clinker.

II.3.2.6.Các tình trạng đặc trng liên quan đến vận hành lò nunga.Phân tích khí

Phân tích khí là một nguồn thông tin rất quan trọng trong việc đánh giá quá trình cháy Do đó, điều quan trọng là phải có thiết bị phân tích đúng Khí (khói) không đợc chứa đựng bất cứ một loại chất không cháy nào nh: Cacbon (C), Oxytcacbon (CO) Dới các tình huống có hại, sự có mặt của các loại khí chứa các chất không cháy nh trên sẽ là nguyên nhân gây cháy hoặc nổ Mặt khác, việc vận hành lò nung mà để sản sinh ra nhiều khí CO sẽ làm tiêu tốn thêm nhiên liệu cho 1kg Clinker tăng.

Một lợng khí CO 1% trong khí (khói) bắt buộc phải tiêu tốn thêm trong lò nung xấp xỉ 40 kcal/Clinker.

Bất cứ sự có mặt nào của chất không cháy cũng đều chỉ báo không tơng thích của khí cho sự cháy của nhiên liệu Thậm chí, với một lợng khí thích hợp, khói vẫn có thể chứa đựng các chất không cháy, bởi vì trong thực tế hỗn hợp nhiên liệu và khí là không lý tởng hoặc nhiệt độ môi trờng quá thấp cho quá trình cháy đợc hoàn toàn Vì vậy lợng khí d nên đợc sử dụng thích hợp cho quá trình cháy.

Nh đã đề cập ở phần trớc, khí ra khỏi preheater chỉ nên chứa từ 4 đến 5% oxy nhng nên đặt giới hạn báo động thấp hơn cho mức oxy trên Ví dụ giới hạn 2% có thể đợc áp dụng Mức giới hạn này làm tiêu chí cho ngời vận hành về sự có mặt của chất không cháy trong khí gas.

Sau preheater, đồng hồ đo CO sẽ giám sát liên tục lợng CO trong khí thải Giới hạn nên đợc đặt nh sau: Max 1 : 0.5%

Max 2 : 0.9% Max 3 : 1.2%

Max.1 sẽ có tín hiệu báo động Ngời vận hành phải điều chỉnh quá trình cháy

Max.2 sẽ có tín hiệu báo động, sau 10 giây sẽ tự động giảm mức nhiên liệu tới Calciner sẽ cháy ở chế độ vận hành bằng tay.

Max.3 sẽ có tín hiệu báo động dừng ngay việc cung cấp khí tới lọc bụi tĩnh điện chính

b.Tổng lu lợng khí

Tổng lợng khí tới lò nung và DDC bao gồm gió sơ cấp, gió 2 và gió 3(bằng khí cháy), khí lẫn vào từ cấp than và gió giả từ các khe hở của hệ thống.

Tổng lu lợng khí đợc điều chỉnh bởi tốc độ quạt ID-fan và vị trí van hút của quạt này Quan hệ tơng hỗ giữa lu lợng gió 2 và gió 3 đợc điều chỉnh bởi van hạn chế (restrictor) trong ống đứng buồng khói.

c.Nhiệt độ sau preheater cyclone

Quạt ID-fan đợc thiết kế với nhiệt độ vận hành tới 445oC Tuy nhiên, trong thời gian ngắn mà nhiệt độ lên đến 450oC vẫn có thể đợc chấp nhận.

Các giới hạn báo động sau đây sẽ đợc đặt: Max1: Gửi báo động ở 335oC

Max2: Gửi báo động ngắt và dừng quạt ID-fan ở nhiệt độ 385oC

d.Lọc bụi tĩnh điện chính

Nếu hàm lợng CO trong khí thải lò nung sau preheater >=1.2% thì áp suất cao tới ESP chính sẽ đợc tắt.

Nhiệt độ vận hành của ESP chính (cửa vào) không nên vợt quá 335oC Nhiệt độ cao nhất có thể đợc chấp nhận là 385oC.

Tuy nhiên, nếu nhiệt độ vợt quá 260oC thì quạt lọc bụi sẽ dừng.

Nếu hệ thống vận chuyển bụi dừng, việc vận hành lò nung vẫn có thể tiếp tục xấp xỉ 30 phút nữa trớc khi quạt lọc bụi dừng.

e.Tắc Cyclone

Nếu có sự thay đổi nhiệt độ liệu tại phần côn của cyclone, ngời vận hành phải biết rằng đó là dấu hiệu của sự cố tắc cyclone.

Các khí cụ đo áp suất âm đợc lắp đặt tại phần đáy của tất cả các cyclone ngoại trừ các cyclone trên đỉnh preheater Nếu áp suất âm bị giảm trong vận hành bình thờng kết hợp với việc thay đổi nhiệt độ thì chắc chắn là tắc cyclone Các áp kế sẽ hiển thị báo động nếu áp suất âm bị giảm dới mức đã đặt nhỏ nhất.

Ngời vận hành cần xem xét, đánh giá mức độ cụ thể xem có phải yêu cầu dừng lò hay không Theo cấu tạo, một lỗ khoan đờng kính 2 mm trong ống nối với khí cụ đo áp suất âm và điều rất quan trọng là phải luôn luôn giữ sạch nó.Trong trờng hợp tắc cyclone, khí cụ đo áp suất sẽ di chuyển về số 0 nh trong ống đã nạp đầy khi môi trờng Ngay khi việc tắc cyclone đã đợc xác định chắc chắn, thông thờng ngời vận hành phải đảm bảo rằng lò nung sẽ đợc dừng sau đó thông tắc cyclone bằng tay với các dụng cụ chuyên dụng Việc thông tắc cyclone phải đợc tiến hành cực kỳ cẩn thận và nguy hiểm luôn luôn xảy ra nếu ngời thao tác không chấp hành đúng các quy tắc an toàn và quy trình (có quy trình riêng) thông tắc cyclone.

f.Hiện tợng đóng tảng trong ống đứng và buồng khói

Có thể kiểm tra phát hiện hiện tợng đóng băng trong ống đứng và buồng bằng việc kiểm tra sự chênh lệch áp suất âm giữa cửa ra lò nung và cyclone tầng 5 bên nhánh lò Để tránh hịên tợng đóng tảng trong ống đứng và buồng khói, hệ thống đựơc lắp đặt một số súng bắn khí để bắn phá sự kết tắc (air blaster), thổi khí theo chu kỳ Từ khi có hiện tợng cố kết trên từng ống đứng và buồng khói, không để kết tảng thành những mảng dày, khối lớn.

g.Vị trí lò nung

Vị trí hớng trục của lò nung trên các con lăn đỡ đựơc giám sát bởi cơ cấu đẩy.

Báo động max.1 là tín hiệu thông báo cho ngời vận hành kiểm tra thiết bị đẩy và/hoặc vị trí của các con lăn đỡ.

Max.2 báo động dừng tự động lò nung để ngăn ngừa sự h hỏng cơ cấu làm kín buồng khói, làm kín kiln hood hoặc con lăn đẩy lò.

Cũng cần thiết phải kiểm tra hớng đẩy của các con lăn đỡ.

Việc bôi trơn giữa các con lăn đỡ và vành lò phải đợc sử dụng chất bôi trơn graphite

Bình thờng, lớp lót trong preheater, các ống khí nóng, các phần trong Cooler sẽ có tuổi thọ nhiều năm mà không cần thay thế Tuy nhiên, đặc biệt lớp lót trong zôn nung yêu cầu phải thay thế gạch chịu lửa thờng xuyên Số lần thực tế phụ thuộc vào nhiều yếu tố Tuy nhiên việc thay thế chung là trong trờng hợp chiều dày lớp gạch đã giảm đi một nửa, lò nung phải đợc dừng để sửa chữa.

Trong vận hành, tình trạng lớp lò nung đợc kiểm tra bằng việc lắp đặt máy quét (scaner) cho việc giám sát nhiệt độ vỏ lò Mức báo động nhiệt độ không vợt quá 400oC.

III.4.Hệ thống điều khiển

III.4.1.Các thiết bị điều khiển quá trình

Hệ thống bao gồm: 12 bộ PLC (bộ điều khiển lôgic khả lập trình) nhãn hiệu Allen-Bradley FLSA lắp đặt cho các công đoạn sau:

PLC (Programable Logic Controller) là bộ điều khiển logic khả lập trình có những chức năng quan trọng nhất để điều khiển nhà mấy nh:

 Điều khiển đóng mạch PID  Điều khiển trình tự động cơ  Phát hiện sai lỗi vận hành  Xử lý báo động.

 Quét tín hiệu Analog, tín hiệu số  Thông tin với hệ thống ESC/OP Station  Thông tin với các PLC khác…

 Các bộ cáp cho kết nối hệ thống bao gồm:

 Một bộ 500m cáp Ethernet cho kết nối mạng tại vị trí kỹ thuật vận hành  Một bộ 12km cáp Ethernet cho mạng PLC kể cả phạm vi kết nối giữa phòng

điều khiển trung tâm và phòng điều khiển tai chỗ.

 Một bộ 4 km cáp Device Net cho mạng cáp từ hệ thống PLC đến các thiết bị đợc điều khiẻn từ xa hoặc tại chỗ.

 Một môđun kĩ thuật FLS-ACE/PLC nhãn hiệu FLSA  Một môđun tài liệu FLS-ACE/PLC nhãn hiệu FLSA.

III.4.2.Các vị trí vận hành

III.4.2.1.Tại phòng điều khiển trung tâm

Gồm có 6 vị trí:

Năm giao dịên vận hành gồm có máy tính, chuột, bàn phím để điều khiển quá trình, trong đó có 2 máy tính chủ có dung tích ổ cứng và bộ nhớ gấp đôi máy tính thờng cùng các thiết bị phụ để bảo vệ máy tính chủ, máy in cho ghi chép báo động, máy in lade cho báo cáo, máy in mầu để copy các màn hình cần thiết.

Một vị trí kĩ thuật lập trình gồm 1 máy tính chủ (có chuột, bàn phím) 32 phần mềm PC AnyWhere: phần mềm chơng trình PLC Auto CAD light, Microsoft Office For Window, phần mềm ECS/ Op Station cho giao diện HMI…

III.4.2.2.Tại phòng điều khiển tại chỗ

Có 4 phòng điều khiển tại chỗ cho các công đoạn:  Đập đá vôi.

 Đập đất sét  Đập thạch cao.

 Đóng bao xi măng (2 phân xởng).

Thiết bị điều khiển tại mỗi phòng điều khiển tại chỗ gồm:  Một máy tính chủ màn hình 21 inch, chuột và bàn phím  Giá đỡ và các thiết bị đầu nối.

Ngoài ra hệ thông còn đợc trang bị các môđun:

 Môđun phần mềm FLS - SDR cho thu nhận dữ liệu, báo động, ghi chép báo cáo và các chức năng khác

 Môđun phần mềm FLS - ECS/OP Station hiệu FLSA.

 Một môđun kĩ thuật FLS - ACE cho hệ thống các giao diện vận hành.

III.4.2.3.Chức năng của hệ thống

Việc đánh giá hệ thống tự động điều khiển quá trình dựa trên cơ sở khái niệm về hệ thống FLS - ACE/System (Adaptable Control Engineering) bao gồm các giao diện vận hành cho ngời và thiết bị dựa trên hệ thống FLS - ECS/OP Station và các bộ điều khiển lôgíc khả lập trình cho việc điều khiển và thu nhận dữ liệu quá trình dựa trên hệ thống FLS - ACE Allen-Bradley PLS System.

Hệ thống điều khiển các quá trình chính bao gồm việc giám sát và điều khiển các công đoạn sau (Trình tự khởi động các thiết bị thuộc các công đoạn tại phòng điều

Hệ thống điều khiển các quá trình chính dựa trên cơ sở hệ thống máy tính tại vị trí vận hành trung tâm cho giao diện HMI (Human Machine Interface) Các PLC phân tán và các môđun I/O (Lắp đặt trong các trạm điện) cho việc điều khiển môtơ, xử lý báo động và điều khiển vòng Thông tin giữa các vi trí vận hành trung tâm và hệ thống PLC phân tán sẽ đợc thực hiện thông qua hệ thống mạng Ethernet tốc độ cao.

Hệ thống điều khiển tại chỗ bao gồm viêc giám sát điều khiển tại chỗ và giám sát trung tâm cho các công đoạn sau:

 Đập đá vôi  Đập đất sét  Đập thạch cao.

 Đóng bao xi măng (2 phân xởng).

Các hệ thống điều khiển tại chỗ này dựa trên cơ sở các vị trí vận hành tại chỗ cho giám sát và điều khiển, hệ thống PLC và các môđun I/O (Lắp đặt trong các trạm điện) cho việc điều khiển môtơ, xử lý báo động và điều khiển vòng Các phòng điều khiển tại chỗ đợc kết nối tới hệ thống điều khiển quá trình chính thông qua hệ thống mạng Ethernet Ngời vận hành hệ thống điều khiển quá trình chính (tại phòng điều khiển trung tâm) có thể theo dõi, giám sát tình trạng có liên quan tới các công đoạn đợc vân hành tại chỗ

Cho mỗi công đoạn, các màn hình sau đây đợc xác định:a Hiển thị Mimic (Mimic display)

Trong Mimic các phần của công đoạn đợc đại diện bằng các hình thể tiếp nối với các loại vật liệu và lu lợng khí

 Mỗi môtơ, van mở-ngắt…đợc hiển thị thông tin về 256 tình trạng khác nhau nh: chạy, dừng, báo lỗi, tại chỗ, bình thờng mở ngắt…

 Mỗi thông tin trạng thái đợc hiển thị mầu đợc miêu tả nguyên văn trên vị trí

b.Hiển thị start-up (Start-up dislay)

Các mimc đặc biệt đợc thiết kế để khởi động, dừng các nhóm thiết bị qua các ch-ơng trình điều khiển PLC cùng các thông tin về báo động khoá kiên động cho các nhóm dừng và khởi động.

c.Hiển thị vòng PID (PID loop dislay)

Việc điều khiển vòng cùng với thực đơn bộ điều khiển và hình ảnh đờng cong điều khiển dựa trên 3 chế độ vận hành:

 Chế độ Auto  Chế độ Manual  Chế độ - Force down

Việc điều khiển vòng đợc thực hiện từ các cửa sổ popup (PID Faceplate) sử dụng chuột cùng với các hình thể trong PID Faceplate Faceplate hiển thị điểm đặt, đầu vào quá trình, đầu ra bộ điều khiển và có thể nhập vào sơ đồ mimic.

Trong PLC, mỗi báo động đợc đánh dấu thời gian tại thời điểm ghi và xoá, cho phép phân tích báo động các máy đơn hoặc phân xung.

e.Các đờng cong về hớng

Cung cấp thông tin về năng suất máy móc và quá trình trong thời kì và so sánh sự phát triển các giá trị quá trình khác nhau cùng với các dữ liệu thực tế và dữ liệu đã qua.

Xác định các nhóm cùng với 4 đờng cong dữ liệu kiểm soát.

Các đuờng cong đã qua và đờng cong tại thời gian thực tế (hiện tại).

f.Báo cáo

Các báo cáo quá trình chứa đựng 16 giá trị điểm khác nhau về giá trị vận hành nh

sản phẩm, mức tiêu tốn nguyên, nhiên liệu… đợc báo cáo trong 24 h

Báo cáo tháng hoặc giá trị trung bình ngày, báo cáo năm với tính toán tháng hoặc giá trị trung bình tháng, số giờ làm việc liên tục của thiết bị

Các báo cáo về báo động (lỗi).

 Các báo cáo về sự kiện xảy ra.

 Báo cáo về hớng cùng với 4 đờng cong.

III.4.4.Giám sát và điều khiển FLF-ECS ExpertIII.4.4.1.Thiết bị cho tối u hoá qquá trình bao gồm

Một máy tính chủ với bộ nhớ 128 Mbyte dung tích ổ cứng 10 Gbyte màn hình mầu 21 inch chuột và bàn phím

Một máy in laze

III.4.4.2.Điều khiển lò nung

Một môđun phần mềm điều khiển lò FLS- ECS/FuzzyExpert, hiệu FLSA: điều khiển giám sát lò nung khi lò đã nạp tới 70% năng suất nhằm ổn định lò nung, chất lợng Clinker, kinh tế về nguyên liệu và sản phẩm tối đa dựa trên mức.

Nhóm điều khiển zon nung:

 Tiết kiệm về nhiên liệu với nhiệt độ khí gas thải ra là là nhỏ nhất Nhóm điều khiển điểm đặt dẫn động:

 Tốc độ lò.

 Cấp liệu lò nung  Nhiên liệu tới lò  Tốc độ quạt khí thải  Khác…

III.4.4.3.Điều khỉển khởi động lò

Môđun phần mềm điều khiển khởi động lò FLS-ECS/fuzzy Expert hiệu FLSA: điều khiển và giám sát lò nung từ khi cấp liệu cho đến khi cấp liệu đạt 70%năng suất, dựa vào:

a.Nhóm điều khiển khởi động lò bao gồm các mục tiêu:

 Làm tăng tốc độ lò và cấp liệu lò nung tới mức sản xuất mong muốn  Điều khiển tiêu tốn nhiệt (kcal/tấn Clinker) trong phần nung theo chức

năng

 Điều khiển điểm đặt nhiệt độ cho Calciner theo chức năng.

b.Điều khiển điểm đặt nhiệt độ cho các dẫn động

 Tốc độ lò  Cấp liệu lò

 Nhiên liệu cấp cho lò

III.4.4.4.Điều khiển máy làm nguội

Môđun phần mềm FLS - ECS/fuzzy Expert điều khiển máy làm nguội nhãn hiệu FLSA bao gồm:

Việc điều khiển máy làm nguội nhằm đặt đợc lớp Clinker ổn định, nhiệt độ gió 2 và gió 3 ổn định và đạt tối đa, tối u hoá lợng gió làm mát, dựa vào:

 Nhóm điều khiển máy làm nguội clinker bao gồm những mục tiêu sau:  Điều khiển dòng chảy

 ổn định áp suất dới ghi.

 ổn định lợng gió 2 và gió 3  Tối u hoá lợng gió làm mát.

 Những mục tiêu mới do khách hàng quy định  Điều khiển điểm đặt cho các dẫn động:

 áp suất ghi số 1  Tốc độ các ghi.

 Lu lợng gió của tất cả các quạt  Khác…

III.4.4.5.Điều khiển máy nghiền xi măng

Môđun phần mềm FLS-ECS/FuzzyExpert điều khiển máy nghiền mang nhãn hiệu

FLSA bao gồm:

Việc điều khiển máy phân ly trong giai đoạn nghiền xi măng nhằm đạt đợc chất l-ợng xi măng (hoạt tính cờng độ, hàm ll-ợng SO3) và sản lợng tối đa dựa trên:

 Nhóm điều khiển máy nghiền xi măng gồm các mục đích sau:  Độ mịn tối u

 Sản phẩm tối đa và lợng quay lại máy nghiền tối thiểu  Những mục tiêu do khách hang xác định

 Điều khiển điểm đặt cho các dao động:  Tốc độ máy phân ly

 Cấp liệu mới tois may nghiền  Khác…

III.4.4.6.Máy quét Scanner

Hệ thống đợc trang bị một máy quét nhiệt độ vỏ lò nung để giám sát theo dõi nhiệt độ vỏ lò gạch chịu lửa Thiết bị Scanner là một máy quét tia hồng ngoại tốc độ cao để đo nhiệt độ vỏ lò nung Cứ mỗi vòng quay của lò, toàn bộ hình ảnh nhiệt độ vỏ lò thu đợc về với 1 hình chữ nhật 20-30cm (gần cỡ 1 viên gạch) trên màn hình máy tính.

Máy quét Scanner không chỉ là 1 thết bị báo động đáng tin cậy mà còn sử dụng để đánh giá tình hình gạch chịu lửa lát trong lò, tức là xác định mức độ hao mòn lót cũng nh phát hiện và mức độ các mảng nóng phát triển, độ dày của lớp lót bảo vệ và hình dạng của vòng đỡ lò, mức độ vùng đốt, giúp cho ngời vận hành CCR có giải pháp phù hợp nhằm tránh h hại lớn cho lớp lót và duy trì lò nung tiếp tục hoạt động dài ngày có hiệu quả

Một máy tính PC bộ nhớ 118 Mbyte dung tích ổ cứng 10 Gbyte, màn hình 21 inch chuột, bàn phím và máy in mầu đợc lắp đặt trong phòng điều khiển trung tâm để theo dõi và giám sát nhiệt độ vỏ lò.

Chơng 2

hệ SLC500 của allen - bradly

(Small Logic Controller)I.Tổng quan về PLC

I.1.Giới thiệu về PLC

PLC viết tắt của Programmable Logic Controller, là thiết bị điều khiển lập trình đ-ợc (khả trình) cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển lôgic thông qua một ngôn ngữ lập trình Ngời sử dụng có thể lập trình để thực hiện một loạt trình tự các sự kiện Các sự kiện này đợc kích hoạt bởi tác nhân kích thích (cổng vào) tác động vào PLC hoặc qua các hoạt động có trễ nh thời gian định thì hay các sự kiện đợc đếm Một khi sự kiện đợc kích hoạt thật sự, nó bật ON hay OFF thiết bị điều khiển bên ngoài đợc gọi là thiết bị vật lý Một bộ điều khiển lập trình sẽ liên tục “lặp” trong ch-ơng trình do “ngời sử dụng lập ra” chờ tín hiệu ở cổng vào và xuất tín hiệu ở cổng ra tại các thời điểm lặp đã lập trình.

Để khắc phục những nhựoc điểm của bộ điều khiển dùng dây nối (Relay) ngời ta đã chế tạo bộ PLC nằm thỏa mãn các yêu cầu sau:

 Lập trình dễ dàng, ngôn ngữ lập trình dễ học  Gọn nhẹ, dễ bảo quản, sửa chữa.

 Dung lợng bộ nhớ lớn có thể chứa đợc những chơng trình phức tạp  Hoàn toàn tin cậy trong môi trờng công nghiệp.

 Giao tiếp đợc với các thiết bị thông minh khác nh: máy tính PC, nối mạng với các PLC khác, các Module mở rộng.

 Hiệu quả kinh tế cao khi áp dụng cho các hệ thống lớn, hệ thống phức tạp Các thiết kế đầu tiên là nhằm thay thế cho các phần cứng Relay dây nối và các logic thời gian Tuy nhiên, bên cạnh đó việc đòi hổi tăng cừơng dung lợng nhớ và tính dễ dàng cho PLC mà vẫn đảm bảo đợc tốc độ xử lý cũng nh giá cả… Chính điều này đã gây ra sự quan tâm sâu sắc đến việc sử dụng PLC trong công nghiệp Các tập lệnh nhanh chóng đi từ logic đơn giản đến các lệnh phức tạp, sau đó là chức chức năng làm toán trên các máy tính lớn…Sự phát triển các máy tính dẫn đến các bộ PLC có dung l -ợn lớn, số l-ợng I/O nhiều hơn.

Trong PLC, phần cứng CPU và chơng trình là đơn vị cơ bản cho quá trình điều khiển hoặc xử lý hệ thống Chức năng mà bộ điều khiển cần thực hiện sẽ đợc xác định bởi một chơng trình Chơng trình này đợc nạp sẵn vào bộ nhớ của PLC, PLC sẽ thự hiện việc điều khiển dựa vào chơng trình này Nh vậy néu muốn thay đổi hay mở rộng chức năng của quy trình công nghệ, ta chỉ cần thay dổi chơng trình bên trong bộ nhớ của PLC Việc thay đổi hay mở rộng chức năng sẽ đợc thực hiện một cách dễ dàng mà không cần một sự can thiệp vật lý nào so với các bộ dây nối hay Relay

I.2.Cấu trúc, hoạt động của PLCI.2.1.Cấu trúc

Để có thể thực hiện đợc chơng trình điều khỉển, PLC phải có tính năng nh một máy tính, nghĩa là phải có một bộ xử lý (CPU), một hệ điều hành, bộ nhớ để lu chơng trình điều khiển, dữ liệu RAM (có thể mở rộng thêm một số bộ nhớ ngoài EPROM), và các cổng vào ra để giao tiếp đợc với đối tợng điều khiển và để trao đổi thông tin với môi trờng xung quanh V để phục vụ cho các bài toán điều khiển lớn PLC còn cầnà để phục vụ cho các bài toán điều khiển lớn PLC còn cần phải có thêm các khối chức năng đặc biệt nh bộ đếm (Counter), bộ thời gian (Timer)

và những khối hàm chuyên dụng …

Bên cạnh đó, một bộ PLC hoàn chỉnh còn đi kèm thêm một đơn vị lập trình bằng tay (Console) hay bằng máy tính Hầu hết các đơn vị lập trình đơn giản đều có đủ

RAM để chứa đựng chơng trình dới dạng hoàn thiện hay bổ sung Nếu đơn vị lập trình là đơn vị xách tay, RAM thờng là loại CMOS có pin dự phòng, chỉ khi nào chơng trình đã đợc kiểm tra và sẵn sàng sử dụng thì nó mới truyền sang bộ nhớ PLC Đối với các PLC lớn thờng lập trình trên máy tính nhằm hỗ trợ cho việc viết, đọc và kiểm tra ch-ơng trình Các đơn vị lập trình nối với PLC qua cổng RS232, RS422, RS485…

I.2.2.Nguyên lý hoạt động PLC

 Đơn vị xử lý trung tâm (CPU):

CPU điều khiển các hoạt động bên trong PLC Bộ xử lý sẽ đọc và kiểm tra chơng trình đợc chứa trong bộ nhớ, sau đó sẽ thực hiện thứ tự từng lệnh trong chơng trình, sẽ đóng hay ngắt các đầu ra Các trạng thái đầu ra ấy đợc phát tới các thiết bị liên kết để thực thi V toàn bộ các hoạt động thực thi đó đều phụ thuộc vào chà để phục vụ cho các bài toán điều khiển lớn PLC còn cần ơng trình điều khiển đợc lu giữ trong bộ nhớ

 Data Bus: Bus dùng để truyền dữ liệu.

 Control Bus: Bus điều khiển dùng để truyền các tín hiệu và điều khiển đồng bộ các hoạt động trong PLC.

Trong PLC các số liệu đợc trao đổi giữa bộ xử lý và các module vào ra thông qua Data Bus, Address Bus và Control Bus Data Bus gồm 8 đờng, ở cùng thời điểm cho phép truyền 8 bit của 1 byte một các đồng thời hay song song.

Nếu một Module đầu vào nhận đợc địa chỉ của nó trên Address Bus, nó sẽ chuyển tất cả trạng thái đầu vào của nó vào Data Bus Nếu 1 địa chỉ Byte của 8 đầu ra xuất hiện trên Address Bus, Module đầu ra tơng ứng sẽ nhận đợc dữ liệu từ Data Bus Control Bus sẽ chuyển các tín hiệu điều khiển vào theo dõi chu trình hoạt động của PLC.

Các địa chỉ và số liệu đợc chuyển lên các Bus tơng ứng trong một thời gian hạn chế.

Hệ thống Bus sẽ làm nhiệm vụ trao đổi thông tin giữa CPU, bộ nhớ và I/O Bên cạnh đó, CPU đợc cung cấp 1 xung Clock có tần số từ 1- 8 MHZ Xung này quyết định tốc độ hoạt động của PLC và cung cấp các yếu tố về định thời, đồng hồ của hệ thống.

 Bộ nhớ.

PLC thờng yêu cầu bộ nhớ trong các trờng hợp: + Làm bộ định thời cho các kênh trạng thái I/O.

+ Làm bộ đệm trạng thái chức năng trong PLC nh định thời, đếm, ghi các Relay.

Mỗi lệnh của chơng trình có một vị trí riêng trong bộ nhớ, tất cả mọi vị trí trong bộ nhớ đều đựợc đánh số, những số này chính là địa chỉ trong bộ nhớ.

Địa chỉ của từng ô nhớ sẽ đợc trỏ đến bởi 1 bộ đếm địa chỉ ở bên trong bộ vi xử lý Bộ vi xử lý sẽ tăng giá trị trong bộ đếm này lên một trớc khi xử lý tiếp theo Với một địa chỉ mới, nội dung của ô nhớ tơng ứng sẽ xuất hiện ở đầu ra, quá trình này gọi là quá trình đọc.

Bộ nhớ bên trong PLC đợc tạo bởi các vi mạch bán dẫn, mỗi vi mạch này có khả năng chứa 2000- 16000 dòng lệnh, tùy thuộc loại vi mạch Trên PLC các bộ nhớ nh RAM, EPROM đều đợc sử dụng.

Bộ nhớ bên trong (Random Access Memory) có thể nạp chơng trình, thay đổi hay xóa bỏ nội dung bất kì lúc nào Nội dung của RAM sẽ bị mất nếu nguồn điện bị mất.

Để tránh tình trạng này các PLC đều đợc trang bị 1 pin khô, có khả năng cung cấp l-ợng dự trữ cho RAM từ vài tháng đến vài năm Trong thực tế RAM đợc dùng để khởi tạo và kiểm tra chơng trình Khuynh hớng hiện nay dùng CMOSRAM nhờ khả năng tiêu thụ thấp và tuổi thọ lớn.

EPROM (Electriccally Programmable Read Only Memory) là bộ nhớ mà ngời sử dụng bình thờng chỉ có thể đọc chứ không ghi nội dung vào đợc Nội dung của EPROM không bị mất khi mất nguồn, nó đợc gắn sẵn trong máy, đã đợc nhà sản xuất nạp và chứa hệ đièu hành sẵn Nếu ngời sử dụng muốn mở rộng bộ nhớ thì chỉ dùng thêm EPROM gắn bên trong PLC Trên PG (Programer) có sẵn chỗ ghi và xóa EPROM.

Môi trờng ghi dữ liệu thứ ba là đĩa cứng hoặc đĩa mềm, đợc sử dụng trong máy lập trình Đĩa cứng hoặc đĩa mềm có dung lợn lớn nên thờng đợc dùng để lu những chơng trình lớn trong một thời gian dài.

Ngoài ra còn cho phép gắn thêm bộ nhớ mở rộng nh RAM, EPROM  Các ngõ vào ra I/O:

Các đờng tín hiệu từ bộ cảm biến đợc nối vào các Module (các đầu vào cảu PLC), các cơ cấu chấp hành đợc nối với các Module ra (các đầu ra cảu PLC).

Hầu hết PLC có điện áp hoạt động bên trong là 5V, tín hiệu xử lý là 12/24VDC hoặc 100/240VAC.

Mỗi đơn vị I/O có duy nhất một địa chỉ , các hiển thị trạng thái của các kênh I/O đợc cung cấp bởi các đèn LED trên PLC, điều này làm cho việc kiểm tra hoạt động nhập xuất trở nên dễ dàng và đơn giản.

Bộ xử lý đọc và xác định các trạng thái đầu vào (ON, OFF) để thực hiện việc đóng hay ngắt mạch ở đầu ra.

I.3.Các bớc thiết kế 1 hệ thống diều khiển dùng PLC

Để thiết kế 1 chơng trình điều khiển cho một hoạt động baô gồm những bớc sau:

I.3.1.Xác định quy trình công nghệ

Trớc tiên, ta phải xác dịnh thiết bị hay hẹ thống nào muốn điều khiển Mục đích cuối cùng của bộ điều khiển là điều khiển một hệ thống hoạt động.

Sự vận hành của hệ thống đợc kiểm tra bởi các thiết bị đầu vào Nó nhận tín hiệu và gửi tín hiệu đến CPU, CPU xử lý tín hiệu và gửi nó đến thiết bị xuất để điều khiển sự hoạt động của hệ thống nh lập trình sẵn trong chơng trình.

I.3.2.Xác định các ngõ vào, ngõ ra

Tất cả các thiết bị xuất, nhập bên ngoài đều đợc kết nối tới bộ điều khiển lập trình Thiết bị nhập là những công tắc, cảm biến…Thiết bị xuất là những cuộn dây, van điện từ, động cơ, bộ hiển thị.

Sau khi xác định tất cả các thiết bị xuất nhập cần thiết, ta định vị các thiết bị vào ra tơng ứng cho từng ngõ vào, ra trên PLC trớc khi viết chơng trình.

I.3.3.Viết chơng trình

Khi viết chơng trình theo sơ đồ hình bậc thang (ladder logic) phải theo sự họat động tuần tự từng bớc của hệ thống.

I.3.4.Nạp chơng trình vào bộ nhớ

Bây giờ chúng ta có thể cung cấp nguồn cho bộ điều khiển có lập trình thông qua cổng I/O Sau đó nạp chơng trình vào bộ nhớ thông qua bộ console lập trình hay máy tính có chứa phần mềm lập trình hình thang Sau khi nạp xong, kiểm tra lại bằng hàm

chuẩn đoán Nếu đợc mô phỏng toàn bộ hoạt động của hệ thống để chắc chắn rằng ch-ơng trình đá hoạt động tốt.

I.3.5.Chạy chơng trình

Trớc khi nhấn nút Start, phải chắc chắn rằng các dây dẫn nối với các ngõ vào ra đến các thiết bị nhập, xuất đã đợc nối đúng theo chỉ định Lúc đó PLC mới bắt đầu hoạt động thực sự Trong khi chạy chơng trình, nếu bị lỗi thì máy tính hoặc bộ Console sẽ báo lỗi, ta phải sửa lại cho đến khi nó hoạt động an toàn.

Sau đây là lu đồ phơng pháp thiết kế bộ điều khiển.

Xác định yêu cầu của hệ thống điều khiển

Vẽ l u đồ chung của hệ thống điều khiển

Liệt kê tất cả các đầu vào, ra nối t ơng đối đến các cổng I/O của PLC

SLC 5/01 SLC 5/02 SLC 5/03 SLC 5/04 SLC 5/0

SLC 5/01 cho phép làm việc với 1K hoặc 4K lệnh, có khả năng địa chỉ hoá 3840 I/O SLC 5/02 cho phép làm việc với khoảng 4K lệnh, có khả năng địa chỉ hoá 4096 I/O SLC 5/03 cho phép làm việc với khoảng 8K hoặc 16K lệnh, có khả năng địa chỉ hoá

Vị trí đa Processor vào chế độ RUN: quét/thực hiện chơng trình Ladder, quan sát các thiết bị vào, khởi động các thiết bị ra và bật lên ON, các địa chỉ vào/ra đợc chỉ định Từ vị trí này, chỉ có thể thay đổi sang, các chế độ khác của bộ xử lý bằng của bộ xử lý bằng cách thay đổi vị trí của khoá.

*Không thể soạn thảo chơng trình ONLINE ở vị trí này.

- PROG:

Vị trí này đặt bộ xử lý ở chế độ Program, không quét/thực hiện chơng trình Ladder, không kích hoạt các bộ điều khiển đầu ra Từ vị trí này, chỉ có thể chuyển sang các chế độ khác của Processor bằng cách thay đổi vị trí của khoá.

*Có thể soạn thảo chơng trình ONLINE ở chế độ này.

Có thể thay đổi các chế độ của bộ xử lý từ vị trí bằng cách thay đổi vị trí của khoá hoặc dùng các thiết bị lập trình thao tác (Programmer/Operator Interface Device) nh sử dụng lệnh của APS trên máy tính IBM/PC.

*Có thể soạn thảo chơng trình ONLINE ở chế độ này.

b.Nguyên tắc điều khiển và vận hành hệ thống

-Việc nhập 1 chơng trình giá trị logic vào trong bộ điều khiển đợc sử dụng bởi phần mềm Khi đó bộ điều khiển đợc đặt ở chế độ chạy RUN, bắt đầu vòng điều khiển và vận hành Vòng điều khiển, vận hành sẽ thực thi tiến trình cho trớc trừ khi bị thay đổi bởi chơng trình logic.

- Kiểm tra/quét tín hiệu lối vào: quá trình đợc thực hiện bởi bộ điều khiển để kiểm tra và đọc tất cả dữ liệu lối vào, thông thờng kéo dài khoảng ms.

- Kiểm tra/quét chơng trình: quá trình đợc thực hiện bởi bộ xử lý để tiến hành những chỉ thị/lệnh của chơng trình Thời gian kiểm tra nhiều hay ít phụ thuộc những lệnh đợc thực hiện và mỗi trạng thái chỉ thị trong suốt thời gian kiểm tra.

- Kiểm tra tín hiệu lối ra: quá trình đợc thực hiện bởi bộ điều khiển để kiểm tra và ghi nhận tất cả tín hiệu lối ra, thông thờng kéo dài cỡ ms.

- Kết nối dịch vụ: một phần của vòng điều khiển và vận hành là việc kết nối tới các thiết bị khác nh 1 HHT hoặc 1 PC.

- Giữ lại và truyền qua: thời gian trả cho việc quản lý bộ nhớ và những lần nâng cấp hoặc đăng nhập bên trong.

- 7 Slot chassis

- 10 Slot chassis

- 13 Slot chassis

II.1.4.Modul vào/ra tơng tự

- Modul vào tơng tự 1746-NI4

- Module vào/ra tơng tự hỗn hợp: 1746-NI04I (dòng) - Module vào/ra tơng tự hỗn hợp: 1746-NI04V(áp) - Module ra tơng tự: 1746-N04I (dòng)

- Module ra tơng tự: 1746-N04V (áp)

II.1.4.1.Modul vào tơng tự NI4

- 4 đầu vào vi sai, áp hoặc dòng (chọn do công tắc trên modul), kết quả biến đổi biều diễn bởi 16 bit từ số liệu.

- Trở kháng giữa các kênh vào: 1M

- Phi tuyến tính: 0,01% - Trở kháng vào (đối với dòng): 250 M

- Trở kháng vào (đối với áp vào): 1M

- Điện áp vào: -10vdc 10 vdc -1LSB - Mức biến đổi: 305, 176V/1LSB

- Dòng vào: -20 20mA (max: -30 30mA) - Full scale: 10V; 20mA