NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG CẤP LIỆU NHÀ MÁY XI MĂNG

Chương 1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG.........................2 1.1. Giới thiệu về nhà máy xi măng Hoàng Thạch .........................................................2 1.1.1. Khái niệm xi măng ............................................................................................2 1.1.2. Phân loại xi măng ..............................................................................................3 1.2. Dây chuyền công nghệ sản xuất xi măng.................................................................4 1.2.1. Công đoạn chuẩn bị nguyên liệu .......................................................................6 1.2.2. Công đoạn nghiền nguyên liệu..........................................................................7 1.2.3. Công đoạn cấp liệu vào lò nung ........................................................................7 1.2.4. Công đoạn tiền nung..........................................................................................8 1.2.5. Công đoạn nghiền xi măng................................................................................9 1.2.6. Công đoạn đóng bao........................................................................................10 Chương 2. NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG CẤP LIỆU....................................................11 2.1. Thiết bị và công nghệ của hệ thống cấp liệu..........................................................11 2.1.1. Kho đồng nhất sơ bộ........................................................................................11 2.1.2. Cầu xúc liệu.....................................................................................................11 2.1.3. Các băng tải .....................................................................................................12 2.1.4. Máy nghiền......................................................................................................12 2.2. Mô tả nguyên lý làm việc của hệ thống cấp liệu....................................................16 2.3. Tổng quan về hệ thống điều khiển .........................................................................17 2.3.1. Các bộ điều khiển điều chỉnh ..........................................................................17 2.3.2. Hệ thống cân định lượng .................................................................................18 2.3.3. Bộ điều khiển tỉ lệ PIDCON............................................................................19 2.3.4. Hệ thống ổn định chất lượng QCX..................................................................20 2.4. Nghiên cứu hệ thống cân băng định lượng ............................................................23 2.4.1. Khái niệm ........................................................................................................23 2.4.2. Cấu tạo của cân băng.......................................................................................23 2.4.3. Nguyên lý tính lưu lượng của cân băng định lượng........................................24 Chương 3. XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CẤP LIỆU...............................27 3.1. Nghiên cứu cấu trúc điều khiển công đoạn cấp liệu ..............................................27 3.1.1 . Khái quát về điều khiển cấp liệu cho cân băng .............................................27 3.1.2. Sơ đồ điều khiển hệ thống cấp liệu máy nghiền..............................................29 3.1.2. Cấu trúc điều khiển cân băng. .........................................................................30 3.2. Hệ thống điều khiển cân băng định lượng ............................................................31 3.2.1. Động cơ không đồng bộ ba pha.......................................................................32 3.2.2. Biến tần............................................................................................................36 3.2.3. Encoder............................................................................................................39 3.2.4. Cảm biến lực (loadcell) ...................................................................................41 3.2.5. Hộp số giảm tốc...............................................................................................44 Chương 4. THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN LƯU LƯỢNG HỆ THỐNG CẤP LIỆU 46 4.1. Hệ thống điều khiển cân băng định lượng .............................................................46 4.2. Thiết kế bộ điều khiển lưu lượng ...........................................................................47 4.2.1. Thiết kế bộ điều khiển tốc độ cân băng...........................................................48 4.2.2. Thiết kế bộ điều khiển lưu lượng ....................................................................52 KẾT LUẬN ......................................................................................................................63 TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................................64

BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HOÁ CÔNG NGHIỆP

====o0o====

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Hà Nội - 6/2015

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

Hà Nội - 6/2015

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan bản đồ án tốt nghiệp: “ Nghiên cứu hệ thống cấp liệu nhà máy

xi măng” do em tự thiết kế dưới sự hướng dẫn của thầy giáo TS Nguyễn Huy Phương

Các số liệu và kết quả là hoàn toàn đúng với thực tế

Để hoàn thành đồ án này em chỉ sử dụng những tài liệu được ghi trong danh mục tài liệu tham khảo và không sao chép hay sử dụng bất kỳ tài liệu nào khác Nếu phát hiện

có sự sao chép em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm

Hà Nội, ngày 29 tháng 05 năm 2010

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Văn Dũng

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH VẼ i

DANH MỤC BẢNG SỐ LIỆU ii

LỜI NÓI ĐẦU 1

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG 2

1.1 Giới thiệu về nhà máy xi măng Hoàng Thạch 2

1.1.1 Khái niệm xi măng 2

1.1.2 Phân loại xi măng 3

1.2 Dây chuyền công nghệ sản xuất xi măng 4

1.2.1 Công đoạn chuẩn bị nguyên liệu 6

1.2.2 Công đoạn nghiền nguyên liệu 7

1.2.3 Công đoạn cấp liệu vào lò nung 7

1.2.4 Công đoạn tiền nung 8

1.2.5 Công đoạn nghiền xi măng 9

1.2.6 Công đoạn đóng bao 10

Chương 2 NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG CẤP LIỆU 11

2.1 Thiết bị và công nghệ của hệ thống cấp liệu 11

2.1.1 Kho đồng nhất sơ bộ 11

2.1.2 Cầu xúc liệu 11

2.1.3 Các băng tải 12

2.1.4 Máy nghiền 12

2.2 Mô tả nguyên lý làm việc của hệ thống cấp liệu 16

2.3 Tổng quan về hệ thống điều khiển 17

2.3.1 Các bộ điều khiển điều chỉnh 17

2.3.2 Hệ thống cân định lượng 18

2.3.3 Bộ điều khiển tỉ lệ PIDCON 19

2.3.4 Hệ thống ổn định chất lượng QCX 20

2.4 Nghiên cứu hệ thống cân băng định lượng 23

2.4.1 Khái niệm 23

2.4.2 Cấu tạo của cân băng 23

2.4.3 Nguyên lý tính lưu lượng của cân băng định lượng 24

Chương 3 XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CẤP LIỆU 27

3.1 Nghiên cứu cấu trúc điều khiển công đoạn cấp liệu 27

3.1.1 Khái quát về điều khiển cấp liệu cho cân băng 27

3.1.2 Sơ đồ điều khiển hệ thống cấp liệu máy nghiền 29

3.1.2 Cấu trúc điều khiển cân băng 30

3.2 Hệ thống điều khiển cân băng định lượng 31

3.2.1 Động cơ không đồng bộ ba pha 32

3.2.2 Biến tần 36

3.2.3 Encoder 39

3.2.4 Cảm biến lực (loadcell) 41

3.2.5 Hộp số giảm tốc 44

Chương 4 THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN LƯU LƯỢNG HỆ THỐNG CẤP LIỆU 46 4.1 Hệ thống điều khiển cân băng định lượng 46

4.2 Thiết kế bộ điều khiển lưu lượng 47

4.2.1 Thiết kế bộ điều khiển tốc độ cân băng 48

4.2.2 Thiết kế bộ điều khiển lưu lượng 52

KẾT LUẬN 63

TÀI LIỆU THAM KHẢO 64

Danh mục hình vẽ

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Sơ đồ công nghệ sản xuất xi măng của nhà máy xi măng Hoàng Thạch 5

Hình 1.2 Công đoạn nghiền và vận chuyển đá 6

Hình 1.3 Sơ đồ công đoạn nghiền nguyên liệu 7

Hình 1.4 Sơ đồ công đoạn cấp liệu cho lò 8

Hình 1.5 Sơ đồ công đoạn nung 9

Hình 1.6 Sơ đồ công đoạn nghiền xi măng 10

Hình 2.1 Kho đồng nhất sơ bộ 11

Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý làm việc của công đoạn cấp liệu 16

Hình 2.3 Nguyên lý hoạt động của hệ thống cân liệu 19

Hình 2.4 Sơ đồ cấu trúc hệ QCX trong nhà máy xi măng 20

Hình 2.5 Sơ đồ tổng quan việc tích hợp các thành phần trong hệ thống QCX 22

Hình 2.6 Cấu tạo cân băng 23

Hình 3.1 Định lượng gián đoạn 27

Hình 3.2 Định lượng liên tục 28

Hình 3.3 Sơ đồ cấu trúc điều khiển hệ cân băng 30

Hình 3.4 Đặc tính cơ khi thay đổi tần số động cơ KĐB 34

Hình 3.5 Biến tần 36

Hình 3.6 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của biến tần 37

Hình 3.7 Sơ đồ mạch lực bộ biến tần nguồn áp dùng Tranzitor 38

Hình 3.8 Giản đồ điện thế và điện áp pha A dùng phương pháp PWM 38

Hình 3.9 Cấu tạo bộ đo tốc độ encoder tương đối 40

Hình 3.10 Mạch đo tín hiệu tốc độ 41

Hình 3.11 Sơ đồ tế bào cân 42

Hình 3.12 Cấu trúc cầu cân bằng momen lực 43

Hình 3.13 Cấu tạo hộp giảm tốc 44

Hình 4.1 Cấu trúc hệ thống điều khiển cân băng định lượng 46

Hình 4.2 Sơ đồ cấu trúc điều khiển lưu lượng 47

Hình 4.3 Sơ đồ cấu trúc điều khiển tốc độ cân băng 48

Hình 4.4 Sơ đồ mô phỏng mạch vòng tốc độ 51

Hình 4.5 Đáp ứng tốc độ băng tải 51

Hình 4.6 Sơ đồ cấu trúc điều khiển lưu lượng 52

Hình 4.7 Sơ đồ cấu trúc điều khiển lưu lượng xét tại điểm làm việc 53

Hình 4.8 Sơ đồ cấu trúc điều khiển lưu lượng tương đương 53

Hình 4.9 Mạch vòng điều khiển lưu lượng theo mô hình nội 55

Hình 4.10 Đáp ứng độ thay đổi lưu lượng và độ thay đổi tốc độkhi có nhiễu theo phương pháp mô hình nội 56

Hình 4.11 Mạch vòng điều khiển lưu lượng theo phương pháp tối ưu đối xứng 57

Hình 4.12 Đáp ứng độ thay đổi lưu lượng và độ thay đổi tốc độ khi có nhiễu theo phương pháp tối ưu đối xứng 59

Hình 4.13 Mạch vòng điều khiển lưu lượng áp dụng 2 phương pháp 60

Hình 4.14 So sánh đáp ứng độ thay đổi lưu lượng và độ thay đổi tốc độ của cân băng khi

có nhiễu theo 2 phương pháp điều khiển 62

Danh mục bảng số liệu

DANH MỤC BẢNG SỐ LIỆU

Bảng 2.1 Lượng bi nạp trong máy nghiền……… ….……….15

Bảng 2.2 Thông số của máy nghiền liệu……… 16

Bảng 3.1 Thông số động cơ của cân băng 38

Bảng 3.2 Thông số biến tần 42

Bảng 3.3 Thông số encorder 44

Bảng 3.4 Thông số Loadcell 48

Bảng 4.1 Thông số động cơ 52

LỜI NÓI ĐẦU

Với bất kỳ một nhà máy xi măng nào, nhất là đối với những nhà máy có mức độ tự động hoá cao thì việc cấp liệu cho máy nghiền được giám sát, điều khiển các thành phần phối liệu là vô cùng quan trọng, nó là một trong những yếu tố quyết định đến năng suất của cả dây chuyền và tỷ lệ các thành phần phối liệu nó ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng xi măng sản xuất ra

Với đề tài: “Nghiên cứu hệ thống cấp liệu nhà máy xi măng” Bản đồ án được

trình bày với các nội dung chính như sau:

Chương 1 Tổng quan công nghệ sản xuất xi măng

Chương 2 Nghiên cứu hệ thống cấp liệu

Chương 3 Hệ thống điều khiển cấp liệu

Chương 4 Thiết kế bộ điều khiển lưu lượng cấp liệu

Phạm vi đề cập của bản đồ án này là nghiên cứu hệ thống cấp liệu trong nhà máy

sản xuất xi măng Bản đồ án này được thực hiện với sự giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của thầy

giáo TS Nguyễn Huy Phương và các thầy trong Bộ môn Tự Động Hóa Công Nghiệp Nội dung của bản đồ án này còn nhiều thiếu sót, em rất mong được tiếp thu những ý kiến đóng góp bổ sung của các thầy, cô giáo để bản đồ án của em được hoàn chỉnh hơn

Hà Nội, ngày 15 tháng 06 năm 2015

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Văn Dũng

Chương 1 Tổng quan về công nghệ sản xuất xi măng

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG

1.1 Giới thiệu về nhà máy xi măng Hoàng Thạch

Xi măng là một loại vật liệu xây dựng, một chất kết dính trong xây dựng mà các nhà khoa học đã tìm ra vào cuối thế kỉ 19 và đã sản xuất đầu tiên ở một số nước như Đan Mạch, Anh, Pháp, Mỹ… Đầu thế kỉ 20, xi măng đã thực sự trở thành nhu cầu không thể thiếu trong xây dựng và phát triển kinh tế Xi măng hiện xuất trên khắp thị trường thế giới

Nhà máy xi măng Hoàng Thạch được xây dựng trên một khu đồi có diện tích 15 ha, thuộc xã Minh Tân, huyện Kinh Môn, tỉnh Hải Dương Nhà máy do hãng F.L.SMIDTH của Đan Mạch thiết kế và xây dựng với dây chuyền công nghệ khép kín, hiện đại, mức độ

tự động hóa cao, sản xuất xi măng theo phương pháp khô sử dụng lò quay, tháp trao đổi nhiệt gồm hai nhánh, buồng phân hủy (Canciner) đốt hoàn toàn bằng than cám

Hiện nay, nhà máy xi măng Hoàng Thạch gồm có 3 dây chuyền sản xuất với tổng công suất nhà máy là 3,5 triệu tấn/năm:

 Dây chuyền 1 với công suất 1,1 tiệu tấn/năm

 Dây chuyền 2 với công suất 1,2 triệu tấn/năm

 Dây chuyền 3 với công suất 1.2 triệu tấn/năm

1.1.1 Khái niệm xi măng

Xi măng là chất kết dính thủy lực cứng trong nước và không khí, được tạo 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 hợp nguyên liệu đá vôi, đá sét và một số nguyên liệu khác như cát thạch anh, sỉ sắt Hỗn hợp trên được nghiền thật mịn, đồng nhất

và được nung ở nhiệt độ cao Sau quá trình hóa học xảy ra ở nhiệt độ cao, đến 0

1300 C

xuất hiện một phần chất nóng chảy và bắt đầu kết khối Ở nhiệt độ 0

1400 1500 C clinker được hình thành, tức hoàn thành tạo các khoáng chính của clinker

1.1.2 Phân loại xi măng

Phân loại xi măng theo tiêu chuẩn TCVN 5439-2004, trong thực tế có nhiều cách khác nhau để phân loại xi măng như dựa vào loại clinker và thành phần clinker, dựa vào

đồ bền của xi măng (hay còn gọi là mác xi măng), dựa vào tốc độ đóng rắn, dựa vào thời gian đông kết của xi măng

a Phân loại theo loại và thành phần Clinker

 Phân loại xi măng trên cơ sở clinker xi măng Pooclăng bao gồm xi măng Pooclăng không có phụ gia khoáng và loại xi măng Pooclăng có phụ gia khoáng

 Phân loại xi măng trên cơ sở clinker xi măng alumin bao gồm loại xi măng alumin

có hàm lượng Al2O3 lớn hơn 30% và nhỏ hơn 46%, loại xi măng cao alumin có hàm lượng Al2O3từ 46% đến 70%, loại xi măng đặc biệt cao alumin có hàm lượng Al2O3 lớn hơn 70%

 Phân loại xi măng trên cơ sở Clinker xi măng Canxi Sunfo Aluminat gồm loại xi măng nở (EC), loại xi măng dự áp lực (PSC)

 Các loại xi măng khác bao gồm loại xi măng chịu axit (ARC) và loại xi măng cản

Xi măng PCB là xi măng Pooclăng hỗn hợp được sản xuất từ việc nghiền hỗn hợp clinker, thạch cao và phụ gia (lượng phụ gia kể cả thạch cao không quá 40% trong đó phụ gia đầy không quá 20%) Chất lượng xi măng Pooclăng hỗn hợp được xác định theo tiêu chuẩn TCVN 6260 : 1997

c Phân loại theo tốc độ đóng rắn

Chương 1 Tổng quan về công nghệ sản xuất xi măng

 Đông kết chậm: thời gian bắt đầu đông kết quy định trên 2 giờ

 Đông kết bình thường: thời gian bắt đầu đông kết quy định từ 45 phút đến 2 giờ

 Đông kết nhanh: khi thời gian bắt đầu đông kết quy định dưới 45 phút

1.2 Dây chuyền công nghệ sản xuất xi măng

Đá vôi Máy đập Máy đập, cán Đá sét

Kho đồng nhất sơ bộ Kho đồng nhất sơ bộ

Cân định lượng Phụ gia (bôxit,

Máy nghiền Clinker Thạch cao, phụ gia

Xuất xi măng rời

Silo chứa Clinker

Hình 1.1 Sơ đồ công nghệ sản xuất xi măng của nhà máy xi măng Hoàng Thạch Dây chuyền sản xuất chính của công ty xi măng Hoàng Thạch bao gồm các công đoạn sau đây:

 Khu khai thác đá vôi và đá sét, được khai thác theo phương pháp cắt tầng, nổ mìn phá đá

 Phân xưởng nguyên liệu, với nhiệm vụ đập nhỏ đá vôi và đá sét để đưa vào kho sau đó đưa qua máy nghiền và được đồng nhất phối liệu

Chương 1 Tổng quan về công nghệ sản xuất xi măng

 Phân xưởng lò, làm nhiệm vụ nung luyện bột liệu đã được đồng nhất thành Clinker

 Phân xưởng xi măng, có nhiệm vụ nghiền Clinker thành xi măng và được đưa vào silô chứa

 Phân xưởng đóng bao và xuất xi măng với nhiệm vụ đóng bao xi măng và xuất xi măng theo các tuyến đường bộ, đường sắt và đường sông

1.2.1 Công đoạn chuẩn bị nguyên liệu

Hình 1.2 Công đoạn nghiền và vận chuyển đá

 Đá vôi: đá vôi khai thác bằng cách khoan nổ, cắt tầng, sau đó đá vôi vận chuyển tới máy đập búa Đá vôi được đổ vào băng tải kiểu xích cào J10 Tại đây những loại đá có kích thước nhỏ được đưa trực tiếp xuống băng tải J12 Còn những loại

đá to phải đưa qua máy đập kiểu búa để đập nhỏ, sau khi đập nhỏ nó cũng đổ xuống băng tải J12 Đá vôi sau khi được đổ xuống J12 sẽ được tiếp tục đưa xuống băng tải U10 và U12 để vận chuyển vào kho chứa liệu Kho chứa liệu là nơi vừa để dự phòng vừa để đồng nhất nguyên vật liệu

 Đá sét: khai thác bằng phương pháp cầy ủi hoặc khoan nổ mìn và bốc xúc vận chuyển bằng các thiết bị có trọng tải lớn về máy đập búa xuống kích thước 75 mm

và đập bằng máy cán trục xuống kích thước 25 mm

 Phụ gia điều chỉnh: theo yêu cầu để đảm bảo chất lượng Clinker các chất phụ gia được thêm vào với hàm lượng phù hợp Do đó ngoài đá vôi và đá sét còn có các nguyên liệu điều chỉnh là quặng sắt, quặng bôxít và đá silic

1.2.2 Công đoạn nghiền nguyên liệu

R2M01

J07+J08 A01 A02

J01 M

S20

Đá vôi+đá sét

M M

U18

U17

Hình 1.3 Sơ đồ công đoạn nghiền nguyên liệu

Các nguyên liệu gồm: đá vôi, đá sét, phụ gia được cấp vào máy nghiền qua hệ thống cân DOSIMAT và cân băng điện tử qua van điều liệu được đưa vào máy nghiền bi R2M01 Sau khi nghiền, liệu được đưa qua buồng phân ly S01 Nếu liệu nhỏ và mịn sẽ được thổi lên đưa vào 2 cyclon S15 và S17, liệu mịn lắng xuống vào 2 van S16, S18 và được đổ xuống máng U01 Những hạt liệu to sẽ được đưa trở lại máy nghiền thông qua J04

1.2.3 Công đoạn cấp liệu vào lò nung

Công đoạn cấp liệu cho lò bao gồm 2 gầu nâng:

 Gầu nâng chính R2A20

Chương 1 Tổng quan về công nghệ sản xuất xi măng

 Gầu nâng phụ W2B20

Nguyên liệu sau khi vào một trong hai gầu nâng R2A20 hoặc W2B20 sẽ được chuyển xuống máng khí động R2A21, từ đây liệu sẽ được đưa vào silô đồng nhất H01 Dòng khí trong silô sục liên tục này có tác dụng đồng nhất liệu một cách hiệu quả

Hình 1.4 Sơ đồ công đoạn cấp liệu cho lò

Nếu có sự cố hoặc gầu nâng R2A20 đầy thì khi đó van phân chia R2U06 sẽ đưa liệu vào gầu nâng phụ W2B20, từ đây liệu được đưa lên máng trượt W2A21, qua van phân chia W2A24 và W2A25 để đưa xuống máng trượt R2A21 Sau đó nguyên liệu sẽ được đưa vào silô H01 để đồng nhất liệu

Các van điều chỉnh lưu lượng liệu qua bộ giám sát H23-050, qua van xuống két cân W2A01, qua máng xuống đường ống dẫn theo kiểu vít xoắn W2A06, tiếp tục qua van phân chia W2A09 đưa liệu vào gầu nâng W2A20, qua máng trượt W2A21 để đưa liệu vào hệ thống tháp trao đổi nhiệt

1.2.4 Công đoạn tiền nung

Dây chuyền 2 Hoàng Thạch lắp đặt hệ thống sấy cyclon 5 tầng và hệ thống làm mát kiểu dàn ghi được điều khiển bằng biến tần Khi sử dụng hệ thống sấy cyclon 5 tầng có các đặc điểm sau:

+ Năng suất lò tăng lên 2,5 lần

+ Mức độ canxi hóa trong Canciner không quá 90 đến 95 % để tránh quá nhiệt

và tổn thất nhiệt lớn tại Canciner

Hình 1.5 Sơ đồ công đoạn nung

Nhiệt độ trong tháp trao đổi nhiệt khoảng 0

Nhiệt độ sau lò cỡ khoảng 0

đưa vào vòi phun dưới dạng mù để dầu cháy được dễ dàng và triệt để Sau khi cháy sơ

bộ, nhiệt độ trong lò đủ lớn thì sẽ phun than dạng sương mù vào lò

Nguyên vật liệu sau khi được nung sẽ chuyển thành Clinker Sau đó Clinker được đưa vào khu vực làm mát, qua máy đập búa M01 đập nhỏ chuyển vào silô chứa Dây chuyền Hoàng Thạch 2 sử dụng dàn ghi, liệu sau khi đi qua dàn ghi này sẽ được hệ thống quạt thổi làm mát, đồng thời nguyên liệu dưới tác động của dàn ghi rung sẽ được rơi xuống và rút ra ngoài qua 11 cửa tháo Khí nóng thoát ra trong quá trình này sẽ được tận dụng đưa vào lò sấy, phương pháp này giúp Clinker nguội nhanh và tối ưu hóa được quá trình sấy

1.2.5 Công đoạn nghiền xi măng

Máy nghiền xi măng trong dây chuyền làm việc theo chu trình kín (có phân ly trung gian), với năng suất thiết kế là 200 tấn/h

Clinker từ các silô, thạch cao và phụ gia từ kho chứa tổng hợp được vận chuyển lên két máy nghiền bằng hệ thống băng tải và gầu nâng, từ két nghiền clinker, thạch cao, phụ gia cấp vào máy nghiền được định lượng bằng hệ thống cân DOSIMAT Tùy theo tỷ lệ yêu cầu giữa các nguyên liệu đã được tính toán trước để kết hợp với nhau Sau đó nguyên vật liệu sẽ đổ xuống hệ thống băng tải để đưa vào máy nghiền xi măng

Chương 1 Tổng quan về công nghệ sản xuất xi măng

Hình 1.6 Sơ đồ công đoạn nghiền xi măng

Quá trình nghiền kết thúc, xi măng được đưa xuống máng trượt M22 qua hệ thống gầu nâng J01 và đưa xuống máng trượt J02 Tại đây những hạt đủ tiêu chuẩn sẽ được cuốn theo dòng khí động vào buồn phân ly, từ buồng phân ly này sẽ được đi qua các cyclon S15, S17, S19, S21 Tại các cyclon này, xi măng được lắng xuống, qua van S16, S18 xuống máng trượt J04 và qua van S20, S22 xuống máng trượt J07 Từ 2 máng trượt này xi măng được đổ xuống đường ống dẫn có vít xoắn U01, qua hệ thống băng tải U02 Trường hợp những hạt có kích thước vừa và to thì sẽ theo máng trượt J02, được đưa tiếp qua máng trượt J08, qua bộ đo lưu lượng J10-320 để đưa trở lại máy nghiền M01 nghiền lại cho đạt độ mịn yêu cầu

1.2.6 Công đoạn đóng bao

Liệu được tháo từ đáy silo chứa, xi măng được vận chuyển tới các kết chứa để đóng bao hoặc các bộ phận xuất xi măng rời theo đường bộ Trong dây chuyền 2, mỗi máy có 8 vòi, năng suất 120 tấn/h Các bao xi măng sau khi đóng xong qua hệ thống qua

hệ thống băng tải sẽ được vận chuyển đến các máng để xuất xi măng theo đường bộ, đường sắt và đường thủy

Chương 2 NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG CẤP LIỆU

2.1 Thiết bị và công nghệ của hệ thống cấp liệu

2.1.1 Kho đồng nhất sơ bộ

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

Nguyên lý làm việc:

Chương 2 Nghiên cứu hệ thống cấp liệu

Cầu xúc đá vôi và đá sét cùng đưa liệu lên các băng tải đồng thời cũng là cân định lượng qua các cửa đổ sau đó vật liệu được đổ xuống băng tải chạy dọc kho, băng tải này

sẽ chuyển vật liệu tới một băng tải 2 chiều để đưa vật liệu vào máy nghiền hoặc đổ ra ngoài theo sự lựa chọn từ trung tâm Hai cân băng xác định lượng vật liệu được đưa vào máy nghiền, số liệu được báo về bộ điều khiển trung tâm của công đoạn Từ đó nó sẽ điều chỉnh tốc độ của mỗi cầu xúc để đạt được lượng liệu theo yêu cầu công nghệ Cầu chính thì chạy dọc kho, trong khi đó kết cấu bên trên (mang xích cào) chạy ngang kho Khi phần trên ở vị trí xa nhất nó sẽ tác động vào công tắc đảo chiều Khi đó cụm máy di chuyển ngang dừng và cụm máy di chuyển dọc bắt đầu chạy Cầu xúc tiến về phía trước (vào đống liệu) theo một tốc độ đã được tính toán để đạt được lượng liệu theo yêu cầu Khi cầu chính đã thực hiện di chuyển về phía trước tương ứng với độ sâu đã được tính toán thì di chuyển dọc dừng và thiết bị di chuyển ngang bắt đầu hoạt động và tiếp tục cho tới khi nó tác động vào công tắc đảo chiều thì quá trình lại diễn ra như trên Quá trình này được lặp đi lặp lại cho tới khi cầu xúc xúc hết đống liệu

2.1.3 Các băng tải

Các băng tải cao su được mắc vào hai tang quay và đỡ trên hệ thống con lăn sắp xếp theo hình máng Tang chủ động gắn với động cơ kéo băng Tang bị động chuyển động quay theo và thường được gắn bộ phận giám sát tốc độ, để kiểm soát việc chạy thực sự của băng tải Ngoài ra còn có thể có hệ thống báo lệch băng, các công tắc an toàn dọc 2 bên theo chiều dài băng tải giúp cho việc sử lý sự cố được kịp thời

Hệ thống cấp liệu có các băng tải :

 R2J07 : băng tải dọc cầu xúc đá vôi

 R2J08 : băng tải dọc cầu xúc đá sét

 R2U17: băng tải vận chuyển quặng sắt

 R2U18: băng tải vận chuyển bô xít từ két

 R2J09: băng tải cấp liệu đầu vào máy nghiền R2M01

2.1.4 Máy nghiền

Máy nghiền liệu là thiết bị dùng để nghiền nguyên liệu sau khi các nguyên liệu này đã được điều chỉnh tỷ lệ các thành phần gồm: đá vôi, đá sét, boxit, pirit sắt, thông qua hệ thống cân băng định lượng Máy nghiền được sử dụng trong nhà máy là TUMS 5,4x11,5+3,15 Với kích thước 5,4 x11,5+3,15m

 Cấu tạo của máy nghiền:

 Vỏ máy nghiền:

Là một bộ phận chính của máy và chứa vật thể nghiền Là một chi tiết hình trụ bằng thép, đảm bảo độ đồng tâm Vỏ máy đựợc bảo vệ bởi các tấm lót

 Ngõng trục máy nghiền:

Dùng để đỡ toàn bộ máy nghiền và được đặt trên hai ổ đỡ guốc trượt

 Đầu máy nghiền:

Là phần nối giữa thân máy nghiền và ngõng trục, trên đó có lắp các tấm lót chịu mài mòn

Lượng bi nạp trong máy nghiền hiện nay như sau:

Bảng 2.1 Lượng bi nạp trong máy nghiền

Chương 2 Nghiên cứu hệ thống cấp liệu

Trong máy nghiền có lót các tấm lót chịu mài mòn bằng thép hợp kim, cụ thể ở ngăn nghiền sử dụng tấm lót phân loại, tạo nên sự phân loại các kích cỡ bi nghiền ( bi lớn ở đầu khoang sấy, bi nhỏ ở đầu ra bột liệu ) Các vách ngăn dùng để chia máy nghiền thành các khoang khác nhau, trên đó có gắn các tấm ghi chịu mài mòn

Nguyên lý làm việc:

Vật liệu được các thiết bị vận chuyển đến đầu vào máy nghiền và đến ngăn sấy có w

<6% Dòng khí nóng được lấy từ sau hệ thống tháp trao đổi nhiệt năm tầng của lò nung hoặc từ hệ thống gia nhiệt theo đường ống dẫn đến khoang sấy của máy Dòng khí có nhiệt độ từ 280 – C

Máy đựợc chia làm hai ngăn, ngăn sấy dài 3.15 (m) và ngăn nghiền dài 11.5 (m) Ngăn sấy có các cánh xới nhằm làm tơi xốp vật liệu, tăng bề mặt tiếp xúc của dòng vật liệu trong dòng khí nóng, làm hiệu quả quá trình sấy và nghiền đựợc tốt hơn Tại khoang sấy khi máy nghiền hoạt động, vật liệu đựợc các cánh xới và gầu múc liệu, múc lên theo chiều quay của máy nghiền và dải đổ xuống phân tán vào dòng khí nóng và đựợc sấy khô Vật liệu đựợc chuyển sang ngăn nghiền nhờ dòng khí và các cánh dẫn hướng tại phần vách ngăn Tại ngăn nghiền vật liệu được đập và trà sát, giảm kích thước đến độ mịn theo yêu cầu Bột mịn được dòng khí đưa đến phần chuyển tiếp và đi qua các lỗ của ghi ra liệu

Tại phần chuyển tiếp, phần lớn bột liệu lọt qua các lỗ ghi đến thiết bị vận chuyển

Bảng 2.2 Thông số của máy nghiền liệu

2 Nhiệt độ tác nhân sấy vào <

3 Nhiệt độ tác nhân sấy ra

70-4 Độ ẩm liệu ra khỏi máy nghiền <1%

6 Kích thước máy nghiền 5,4*(11,5+3,15)m

11 Khối lượng bi cầu nạp 260-290 tấn

Chương 2 Nghiên cứu hệ thống cấp liệu

2.2 Mô tả nguyên lý làm việc của hệ thống cấp liệu

R2M01

J07+J08 A01 A02

J01 M

S20

Đá vôi+đá sét

M M

U18

U17

Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý làm việc của công đoạn cấp liệu

Ký hiệu các thiết bị có trong sơ đồ:

1 Băng tải: J06, J07, J08, J09, U15,U16,U17,U18

Nguyên lý làm việc của hệ thống cấp liệu:

Đá vôi, đá sét được các cầu xúc liệu xúc từ kho đồng nhất sơ bộ, rồi đổ lên các băng tải J07, J08 và J09 rồi vận chuyển tới máy nghiền R2M01 Công đoạn định lượng tỷ

lệ các nguyên liệu nhờ hệ thống cân băng định lượng Công suất xúc liệu thay đổi nhờ điều chỉnh điểm đặt tự động trong PLC sao cho đúng tỷ lệ các thành phần theo bài phối liệu và phù hợp với công suất của máy nghiền Đồng thời với việc xúc và định lượng đá vôi, đá sét là việc định lượng các phụ gia quặng sắt, bôxít Từ kho chứa bôxít và quặng sắt được vận chuyển lên các két chứa L01, L02 nhờ các băng tải cao su U15 và U16

Từ đây chúng được tháo ra và định lựợng bằng hệ thống cân DOSIMAT A01 và A02 Sau đó chúng được các băng tải U17, U18 vận chuyển đến băng tải J08, rồi qua J09 để đưa đến máy nghiền R2M01

Các thành phần liệu vào gồm: đá vôi, đá sét, bô xít, quặng sắt đã được định lượng theo đúng tỷ lệ bài phối hợp được nạp vào máy nghiền nhờ băng tải J09 Vật liệu ra khỏi máy nghiền được chuyển lên phân ly SEPAX nhờ hệ thống máng khí động M22, J02 và gầu nâng J01 Một phần nhỏ hạt rất mịn theo dòng khí thông gió máy nghiền đi lên thẳng máy phân ly Trên máng khí động M22 có trang bị thiết bị loại bi nghiền vỡ các hạt thô nhằm chống lại sự tắc nghẽn máng M22 Qua máy phân ly hỗn hợp nguyên liệu sau nghiền được phân tách làm hai phần Phân hạt thô sẽ hồi lưu trở lại máy nghiền bằng máng khí động J04, phần hạt mịn đạt yêu cầu được thu hồi bởi tổ hợp 2 Cyclore lắng S15, S17 Như vậy lượng liệu tổng cấp vào máy nghiền sẽ gồm 2 phần: phần cấp từ băng tải J09 và lượng hạt thô hồi lưu xác định bởi cân J06 Lượng bột liệu đạt yêu cầu được tháo ra từ 2 cyclone lắng sau đó được vận chuyển đến silo đồng nhất nhờ hệ thống máng khí động và gầu nâng Phần khí sạch được hút ra từ đỉnh 2 Cylone lắng bằng quạt hướng trục S20

2.3 Tổng quan về hệ thống điều khiển

2.3.1 Các bộ điều khiển điều chỉnh

 Các bộ điều khiển P.I.D:

 R2J07F1_PID Limestone feed ctrl: điều chỉnh lượng đá vôi bằng cách điều chỉnh tốc độ gầu, tốc độ di chuyển ngang, tốc độ băng của cầu vôi

 R2J08F1_PID Shale feed Control: điều chỉnh lượng đá sét nhờ tác nhân điều chỉnh

là tốc độ gầu, tốc độ di chuyển ngang, tốc độ băng của cầu vôi

 R2L01F1_PID: điều chỉnh lượng bôxit từ các két chứa

Chương 2 Nghiên cứu hệ thống cấp liệu

 R2L02F1_PID: điều chỉnh lượng quặng sắt từ các két chưa

 R2M01F1_PID Mill new feed: điều chỉnh lượng cấp liệu mới vào máy nghiền Bộ P.I.D này kết nối với hệ thống QCX Từ % điểm đặt của các nguyên liệu được đặt dưới QCX quy ra số tấn/giờ cho từng nguyên liệu Định lượng qua các thiết bị cân điện tử cho (đá vôi và đá sét) và cân Dosimat cho bô xít, quặng sắt

 R2M01Y2_PID Mill feed control: điều chỉnh tổng cấp liệu cho máy nghiền R2M01

 Các bộ điều chỉnh:

 Bộ điều chỉnh tỷ lệ % của các nguyên liệu (new feed): khi hệ thống QCX không hoạt động (sự cố và ở chế độ QCX central off) thì tại trung tâm, người vận hành phải đưa vào các tỷ lệ của các nguyên liệu để quy ra lượng cho các hệ thống định lượng

 R2J07F1_F01 Belt weigher flow: Lượng đá vôi trên băng R2J07 tác động trở lại

bộ R2J07F1_P.I.D để điều khiển tốc độ cầu xúc vôi cho phù hợp với điểm đặt

 Bộ điều chỉnh R2J08F1_F01: Lượng vật liệu trên băng R2J08 tác động trở lại bộ R2J08F1_PID để điều chỉnh tốc độ cầu xúc đá sét sao cho lượng đá sét bằng với điểm đặt

2.3.2 Hệ thống cân định lượng

Chức năng của hệ thống cân định lượng là xác định khối lượng cũng như lưu lượng liệu để từ đó phục vụ cho các hệ thống điều khiển khác như điều khiển cấp liệu máy nghiền, điều khiển cấp liệu lò nung thông qua các thiết bị Load cell, Dosimat (cân băng), Disomat (cân két), Betl weigh (cân băng tải).v.v

Một trong những vấn đề quan trọng nhất trong hệ thống cân định liệu là việc cân dòng nguyên liệu trên các băng tải hoặc băng chuyền Vấn đề chuyên chở liệu và các quá trình là một trong các công việc chính trong nhà máy xi măng và điều đảm bảo tốc độ dòng chảy để điều khiển được quá trình

Nguyên tắc của việc cân này được mô tả trong hình vẽ sau:

Hình 2.3 Nguyên lý hoạt động của hệ thống cân liệu

Nguyên tắc trên dựa trên cơ sở tế bào cân có ngưỡng đo biến dạng Các tế bào cân chuyển tín hiệu đo trọng lượng thành tín hiệu điện tương ứng, tín hiệu này được nhân với tốc độ băng tải và cho biết tốc độ dòng chảy Nếu như các tín hiệu dòng chảy sử dụng cùng với bộ điều khiển băng chuyền hệ thống này được chuyển thành bộ cấp liệu cân

Có thể sử dụng thước đo dòng chảy có ảnh hưởng hay dòng nguyên liệu liên tục nếu không có nguyên liệu vận chuyển trên bộ chuyền băng tải Độ lệch của dòng hạt phát sinh ra phản lực tỷ lệ với tốc độ dòng chảy tức thời Lực này được đo bằng tế bào cân và được xử lý trong bộ truyền dẫn Khi kết hợp với 1 bộ tiền nạp liệu có thể điều chỉnh được thì thước đo dòng chảy có ảnh hưởng được sử dụng làm bộ đièu chỉnh nạp liệu

2.3.3 Bộ điều khiển tỉ lệ PIDCON

Khối chức năng PIDCON đã được phát triển từ các chức năng điều khiển trong quá trình xử lý khác nhau Do đó nó được gọi là bộ điều khiển quá trình Một bộ điều khiển PIDCON thông thường có đầy đủ các chức năng điều khiển độc lập

Để điều khiển các tác vụ, bộ PIDCON yêu cầu các phần chức năng phụ trợ Các tác vụ gồm :

 Ratio control (điều khiển tỷ lệ) tức là điều khiển các mối quan hệ, ví dụ như các dòng chảy khác nhau, bộ PIDCON được bổ trợ thêm một trạm tỷ lệ RATIOSTN

 Increase/Decrease control PIDCON cần bổ trợ thêm chức năng điều khiển 3 vị trí

Chương 2 Nghiên cứu hệ thống cấp liệu

 Special control (điều khiển đặc biệt) đây là một chức năng điều khiển khác biệt so với các bộ điều khiển truyền thống ý nghĩa của giải pháp này có thể được phát triển để giải quyết những vấn đề điều khiển không bình thường

2.3.4 Hệ thống ổn định chất lượng QCX

Hệ thống QCX (Quality Control by Computer and X-ray) sử dụng để điều chỉnh tỷ lệ thành phần các nguyên liệu thô trong quá trình sản xuất xi măng nhằm tạo ra Clinke sản phẩm có các chỉ tiêu hóa học, vật lí mong muốn

Kết quả phân tích và kết quả sau nghiền được sử dụng trong việc kiểm tra tự động để tính toán tỷ lệ nguyên liệu đưa vào máy nghiền Bằng cách sử dụng thông tin này có thể điều chỉnh thành phần hoá học của phối liệu để đáp ứng yêu cầu chất lượng

Mục tiêu đặt ra cho hệ thống QCX là:

 Phân tính thành phần hóa học, tính chất nguyên liệu đầu vào

 Phân tích được thành phần hóa học, tính chất của Clinke thành phẩm

 Tính toán các chỉ số chất lượng của Clinke

 Điều chỉnh tỷ lệ thành phần nguyên liệu đầu vào để có được Clinke với chất lượng tối ưu

Hình 2.4 Sơ đồ cấu trúc hệ QCX trong nhà máy xi măng

Một hệ thống QCX hoàn chỉnh trong nhà máy xi măng yêu cầu 1 phòng thí nghiệm phân tích thành phần, tính chất của đầu nguyên liệu đầu vào và sản phẩm Clinke đầu ra

Từ đó hệ thống điều khiển tỷ lệ các nguyên liệu đầu thô đầu vào (đá vôi, sét, pirit ), để tạo ra chất lượng Clinke mong muốn

Để phân tích chất lượng Clinke hệ thống thu thập mẫu từ các công đoạn khác nhau, bao gồm :

 Mẫu liệu đầu vào

 Hỗn hợp sau khi ra khỏi máy nghiền

 Hỗn hợp silô đồng nhất

 Clinke sau khi nung

 Hỗn hợp trong máy nghiền

 Xi măng thành phẩm

Các điểm lấy mẫu phân tích trong hệ thống QCX có thể thay đổi theo từng thiết kế nhà máy xi măng khác nhau Một hệ thống QCX đầy đủ có thể bao gồm toàn bộ các điểm lấy mẫu trên, tuy nhiên 2 vị trí thiết yếu bắt buộc để lấy mẫu phân tích đó là :

 Mẫu liệu đầu vào

 Hỗn hợp sau khi ra khỏi máy nghiền

- Một hệ thống QCX hoàn chỉnh bao gồm các thành phần sau:

 Hệ thống chuẩn bị mẫu:

Mẫu nguyên liệu, Clinker sau khi đưa về phòng thí nghiệm trong các cốc chứa cần được phân chia, chuẩn bị để đưa vào các thiết bị chứa mẫu ở nhiều máy móc thí nghiệm khác nhau Trong các nhà máy xi măng hiện đại, tự động hóa cao, thường trang bị hệ thống tự động chuẩn bị mẫu bao gồm các cánh tay robot để chuyển, đổ mẫu thí nghiệm vào khay, đĩa chứa hay các máy phân tích

Chương 2 Nghiên cứu hệ thống cấp liệu

 Thiết bị điều khiển:

Có nhiệm vụ điều khiển tỷ lệ thành phần các nguyên liệu đầu vào thông qua PLC và giao diện vận hành trên máy tính và hệ thống cân băng định lượng, lấy mẫu tự động

 Cân băng định lượng:

Hệ thống câng băng định lượng có nhiệm vụ điều khiển tỷ lệ các thành phần nguyên liệu trong hỗn hợp đưa vào máy nghiền

 Tích hợp hệ thống:

Sơ đồ tổng quan việc tích hợp các thành phần trong hệ thống QCX:

Hình 2.5 Sơ đồ tổng quan việc tích hợp các thành phần trong hệ thống QCX Mẫu liệu được đưa từ hiện trường về trong các cốc liệu, sau đó vận chuyển các cốc liệu này tới các máy nghiền, ép và chuẩn bị vào các mẫu Máy phân tích XRF/XRD có

nhiệm vụ phân tích thành phần hóa học của mẫu Kết quả phân tích được đưa vào phần mềm tính toán, từ đó phần mềm này điều khiển các cân băng định lượng thông qua PLC

để điều chỉnh tỷ lệ các nguyên liệu

2.4 Nghiên cứu hệ thống cân băng định lượng

2.4.1 Khái niệm

Cân băng định lượng của nhà máy sản xuất xi măng là cân định lượng băng tải, được dùng cho hệ thống cân liên tục (liên tục theo chế độ dài hạn lặp lại) Thực hiện việc phối

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

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

cân băng định lượng còn đáp ứng sự ổn định về lưu lượng liệu và điều khiển lượng liệu cho phù hợp với yêu cấu, chúng đóng một vai trò rất quan trọng trong việc điều phối và

hoạch định sản xuất, do đó nó quyết định vào chất lượng sản phẩm

Cân băng định lượng là thiết bị cung cấp kiểu trọng lượng vật liệu được chuyên chở trên băng tải mà tốc độ của nó được điều chỉnh để nhận được lưu lượng vật liệu ứng với giá trị do người vận hành đặt trước

2.4.2 Cấu tạo của cân băng

Hình 2.6 Cấu tạo cân băng

Cấu tạo của cân băng gồm các phần sau:

1 Phễu cấp liệu

Chương 2 Nghiên cứu hệ thống cấp liệu

2 Cảm biến trọng lượng (Loadcell)

2.4.3 Nguyên lý tính lưu lượng của cân băng định lượng

a Nguyên lý tính lưu lượng

Cân băng định lượng là thiết bị cung cấp liệu kiểu trọng lượng Vật liệu được chuyên chở trên băng tải, mà tốc độ của băng tải được điều chỉnh để nhận được lưu lượng đặt trước khi có nhiễu tác động (liệu không xuống đều)

Trọng lượng đo được từ tín hiệu loadcell bao gồm cả trọng lượng của băng tải và trọng lượng của nguyên liệu trên băng Vì vậy, để đo trọng lượng của vật liệu, ta phải tiến hành “ trừ bì ” trọng lượng băng Bộ điều khiển xác định được trọng lượng của vật liệu nhờ tự động trừ bì các phân đoạn băng tải Nguyên lý của trình tự trừ bì như sau: băng tải phải được chia thành các phân đoạn có độ dài nhất định Trong thao tác trừ bì băng tải rỗng, trọng lượng mỗi phân đoạn trừ phải được ghi vào bộ nhớ Khi vận hành bình thường, trọng lượng của nguyên liệu trên mỗi phân đoạn được xác định bằng cách lấy trọng lượng đo được trên mỗi phân đoạn trừ đi trọng lượng của phân đoạn băng tải tương ứng đã ghi trong bộ nhớ Điều này giúp cho cân liệu được chính xác ngay cả khi dùng băng tải có độ dày không đều trên toàn bộ chiều dài

Để xác định lưu lượng vật liệu chuyển tới nơi đổ liệu thì phải xác định đồng thời vận tốc của băng tải và trọng lượng của vật liệu trên 1 đơn vị chiều dài Trong đó tốc độ của băng tải được đo bằng cảm biến tốc độ có liên hệ động học với động cơ

Tốc độ băng là tốc độ dài v(m/s), nếu đo trực tiếp đảm bảo tính toán chính xác lưu lượng, tuy nhiên đo tốc độ dài khó đo trực tiếp (vì vẫn dùng cảm biến quay) Điểm đo được chọn là tốc độ quay trục bị dẫn động (không được đo tốc độ trục dẫn động vì bị hiện

tượng trượt) Để đảm bảo chính xác ta dùng encoder có số xung lớn Ta cần tính để bù hiện tượng trượt, bằng tín hiệu “belt index”, ta có được chiều dài trên mỗi đoạn băng đo bằng tần số xung thấp, giá trị này phải tương ứng với số xung Encoder tần số cao, nếu sai khác tức là bị trượt Từ số liệu sai lệch đó, ta tính được giá trị bù trượt

Tải của băng truyền là trọng lượng vật liệu được truyền tải trên một đơn vị chiều dài (kg/m) Cân băng tải có bộ phận đo trọng lượng để đo và bộ điều khiển để điều chỉnh tốc độ băng tải sao cho điểm đổ liệu, lưu lượng dòng chảy liệu bằng giá trị đặt do người vận hành đặt trước

Bộ điều khiển đo tải trọng trên băng truyền và điều chỉnh tốc độ băng đảm bảo lưu lượng không đổi ở điểm đổ liệu

F0: là lực đo trọng lượng của băng tải cả con lăn và giá đỡ cầu cân

Tải trọng trên băng truyền có thể tính là:

= S *  (kg/m) (2.4) Trong đó :  - khối lượng riêng của vật liệu (kg/m3)

S - tiết diện cắt ngang của vật liệu trên băng (m2)

Do đó lưu lượng có thể tính là:

Chương 2 Nghiên cứu hệ thống cấp liệu

Q = * 2. *

* 2

g

 (kg/m) (2.5)

Chương 3 XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CẤP LIỆU

3.1 Nghiên cứu cấu trúc điều khiển công đoạn cấp liệu

3.1.1 Khái quát về điều khiển cấp liệu cho cân băng

Việc điều khiển cấp liệu cho băng cân định lượng chính là điều chỉnh lưu lượng liệu cấp cho băng cân

* Có 3 phương pháp thực hiện:

- Phương pháp 1: Điều chỉnh cấp gián đoạn

Phương pháp này điều chỉnh cấp liệu bằng tín hiệu của sensor cấp liệu kiểu trôi để điều khiển một số thiết bị cấp liệu

Hình 3.1 Định lượng gián đoạn

Vị trí của sensor cấp liệu theo kiểu trôi được đặt ở phía cuối của ống liệu

- Phương pháp 2: Điều chỉnh cấp liệu liên tục

Chương 3 Xây dựng hệ thống điều khiển cấp liệu

Hình 3.2 Định lượng liên tục

Phương pháp này điều chỉnh cấp liệu liên tục cho băng cân định lượng sử dụng bộ điều chỉnh PID để điều chỉnh cấp liệu (có thể là van cấp liệu hoặc van quay) để đảm bảo cho lượng tải trên một đơn vị chiều dài băng tải là không đổi Bộ PID có tác dụng điều chỉnh nếu lưu lượng thể tích của liệu trên băng thay đổi theo phạm vi ±15% và bộ PID chỉ hoạt động sau khi băng đã hoạt động

* Nhận xét 2 phương pháp trên:

Hai phương pháp trên điều chỉnh cấp liệu khác hẳn nhau về bản chất Xét về độ chính xác điều chỉnh thì phương pháp 2 hơn hẳn phương pháp 1, thời gian điều chỉnh nhỏ, thiết bị cấp liệu làm việc ổn định không bị ngắt quãng, nhưng phạm vi điều chỉnh không rộng Phương pháp 1 đơn giản hơn, phạm vi điều khiển rộng hơn và có thể dược đặt bởi người sử dụng, nhưng trong phạm vi điều chỉnh thiết bị phải làm việc gián đoạn thì ảnh hưởng không tốt đến tuổi thọ của thiết bị

- Phương pháp 3: Điều chỉnh mức vật liệu trong ngăn xếp

Phương pháp điều chỉnh mức liệu trong ngăn xếp có thể coi là sự kết hợp của 2 phương pháp trên: phương pháp điều chỉnh gián đoạn và điều chỉnh liên tục Phương pháp này tận dụng những ưu điểm và khắc phục nhưng nhược điểm của 2 phương pháp trên và được thiết kế đặc biệt cho các băng cân định lượng