Hệ thống quạt ID, SP trong nhà máy xi măng Bút Sơn

TỔNG QUAN VỀ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT XI MĂNG CỦA NHÀ MÁY BÚT SƠN 8 2.1.. Là một trong những nhà máy có công suất lớn và trang bị dây chuyền công nghệ hiện đại, công ty cổ phần xi măng Vicem

MỤC LỤC

Lời mở đầu 5

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU NHÀ MÁY 6

1.1 Giới thiệu về công ty cố phần xi măng Vicem Bút Sơn 6

1.2 Cơ cấu tổ chức của công ty 7

CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT XI MĂNG CỦA NHÀ MÁY BÚT SƠN 8 2.1 Tổng quan về dây chuyển công nghệ 8

2.2 Quy trình sản xuất xi măng 9

2.2.1 Giai đoạn chuẩn bị nguyên liệu 10

2.2.2 Nghiền liệu và đồng nhất 11

2.2.3 Nung và làm nguội clinker 11

2.2.4 Nghiền xi măng 11

2.2.5 Đóng bao và xuất xi măng 12

2.2.6 Cung cấp nhiên liệu 12

CHƯƠNG III TỔNG QUAN VỀ HỆ ĐIỀU KHIỂN DCS CỦA NHÀ MÁY ( LINE 2) 14

3.1 Phòng điều khiển trung tâm CCR 16

3.2 Phòng điều hành tại các trạm LCR 16

3.3 Các trạm điện dưới hiện trường 17

CHƯƠNG IV HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN QUẠT SP 18

4.1 Vị trí và vai trò của quạt SP trong dây chuyền sản xuất 18

4.2 Thông số của động cơ quạt và bộ điều khiển 18

4.3 Sơ đồ mạch lực và sơ đồ điều khiển 21

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1 Nhà máy xi măng Bút Sơn 6

Hình 2 Cơ cấu tổ chức của công ty 7

Hình 3 Quy trình sản xuất xi măng 9

Hình 4 Máy rải và máy cảo đá vôi 10

Hình 5 Buồng nghiền xi và động cơ truyền động 12

Hình 6 Hệ điều khiển giám sát PCS7 dây chuyền 2 ( Bản gốc) 14

Hình 7 Hệ điều khiển giám sát PCS7 dây chuyền 2 đã chỉnh sửa 15

Hình 8 Các trạm điều hành tại hiện trường 17

Hình 9 Các trạm hiện trường và sơ đồ kết nối 17

Hình 10 Tháp 5 tầng và vị trí của quạt SP 18

Hình 11 Tham số định mức của động cơ 19

Hình 12 Cấu trúc biến tần Sinamics S120 20

Hình 13 Tủ biến tần S120 của quạt SP tại trạm LS-5 20

Hình 14 Bộ chỉnh lưu 12 xung riêng biệt của biến tần 21

Hình 15 Thông số của máy biến áp 21

Hình 16 Cảm biến đo nhiệt độ Pt100 và cảm biến đo độ rung ổ đỡ quạt 26

Hình 17 Một số tham số của quạt SP hiển thị trên giao diện điều khiển 27

Báo cáo TTTN Nội dung tìm hiểu:

1 Dây chuyền công nghệ sản xuất xi măng của công ty

2 Sơ đồ và nguyên lý điều khiển của hệ thống điều khiển DCS chung của dây chuyền công nghệ

3 Tham gia các công việc cụ thể ở công ty: theo dõi vận hành, tham gia xử lí

sự cố, sửa chữa bảo dƣỡng thiết bị

4 Hệ thống điều khiển quạt hút liệu, quạt ID/SP

Lời mở đầu Trong quá trình hội nhập và phát triển đất nước, ngành công nghiệp xi măng đã đóng góp một vai trò quan trọng trong các lĩnh vực như phát triển giao thông, xây dựng các công trình thủy lợi, công nghiệp và dân dụng, các ngành vật liệu mới Ngành xi măng đã đóng góp một phần không nhỏ trong tốc độ phát triển kinh tế Việt Nam, trung bình từ 10% đến 12% GDP của cả nước, trở thành ngành chiến lược phát triển kinh tế Là một trong những nhà máy có công suất lớn và trang bị dây chuyền công nghệ hiện đại, công ty cổ phần xi măng Vicem Bút Sơn đóng góp rất lớn trong sự phát triển chung trong của ngành cũng như đất nước

Việc được đến thực tập tại nhà máy xi măng Bút Sơn đã giúp chúng em rất nhiều trong việc liên hệ giữa kiến thức được học trên trường và thực tế ứng dụng, đồng thời giúp chúng em có thêm nhiều kiến thức bổ ích mà trước đây chúng em chưa biết Qua báo cáo này em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Mạnh Tiến, các thầy cô và nhà trường đã tạo điều kiện để chúng em được thực tập tại nhà máy,

em cũng xin cảm ơn xưởng điện- tự động hóa đã nhiệt tình giúp đỡ chúng em trong quá trình thực tập vừa rồi Do kiến thức hạn chế cũng như kinh nghiệm thực tế còn

ít nên báo cáo chắc chắn vẫn có nhiều thiếu sót, kính mong thầy cô giúp đỡ bổ sung để em có thể hoàn thiện kiến thức của mình hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 05 tháng 09 năm 2016 Sinh viên

Hồ Sỹ Đức

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU NHÀ MÁY

1.1 Giới thiệu về công ty cố phần xi măng Vicem Bút Sơn

Hình 1 Nhà máy xi măng Bút Sơn Năm 1995, xi măng Bút Sơn chính thức được thành lập, nhà máy được đặt tại

xã Thanh Sơn, Kim Bảng, Hà Nam với hai mỏ khai thác là Hồng Sơn và Liên Sơn nằm trong nguồn tài nguyên khoáng sản trù phú với trữ lượng hơn 7 tỷ m3 Nhà máy được đặt tại vị trí có giao thông thuận lợi như gần quốc lộ 1, cách Hà Nội hơn 60km về phí Nam, gần các sông Đáy, sông Châu, sông Nhuệ và tuyến đường sắt Bắc Nam, thuận tiện cho việc chuyên chở xi măng và nguyên liệu phục vụ sản xuất

Năm 1998, xi măng Bút Sơn chính thức ra mắt dòng sản phẩm xi măng Pooc Lăng PCB40, xi măng Pooc Lăng hỗn hợp PCB30, PCB40 tại thị trường Việt Nam Thương hiệu xi măng Bút Sơn hình quả địa cầu luôn gắn với các công trình trọng điểm của quốc gia và khu vực phía Bắc như sân vận động quốc gia Mĩ Đình, đường Hồ Chí Minh, thủy điện Na-Hang, thủy điện Sơn La, cầu Thanh Trì, cầu Trung Hà, cầu Yên Lệnh…

Với chủ trương của Đảng và Nhà nước về đổi mới, nâng cao hiệu quả doanh nghiệp, ngày 18/4/2006 đại hội cổ đông thành lập công ty cổ phần xi măng Bút Sơn đã tổ chữ thành công Ngày 1/5/2006 công ty xi măng Bút Sơn chính thức hoạt động theo hình thức công ty cổ phần

Ngày 26/1/2007, đúng vào dịp kỉ niệm 10 năm thành lập công ty, dây chuyền 2

xi măng Bút Sơn được khởi công xây dựng Đây là dây chuyền sản xuất xi măng hiện đại theo công nghệ Nhật Bản với công suất 4000 tấn clinker/1 ngày đêm

tương ứng 1.6 triệu tấn xi măng/năm với tổng mức đầu tư 3.338 tỉ đồng Ngày 22/12/2012 công ty và nhà thầu KHI đã kí chứng chỉ bàn giao toàn bộ dây chuyền, dây chuyền hai đi vào hoạt động đồng nghĩa nâng công suất của toàn bộ nhà máy lên 3 triệu tấn xi măng/1 năm và đưa ra thị trường một loạt sản phẩm xi măng Bút Sơn đạt chất lượng cao, ổn định, mức tiêu hao nguyên vật liệu tối ưu

1.2 Cơ cấu tổ chức của công ty

Công ty hoạt động theo hình thức công ty cổ phần kể từ ngày 23/3/2006 Cơ cấu

tổ chức của công ty đứng đầu là Đại hội đồng cổ đông,tiếp đến là hội đồng quản trị

và ban kiểm soát…

Hình 2 Cơ cấu tổ chức của công ty

CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT XI MĂNG CỦA NHÀ MÁY BÚT SƠN

2.1 Tổng quan về dây chuyển công nghệ

Dây chuyền sản xuất của công ty là dây chuyền kiểu lò quay, phương pháp khô, với trang thiết bị hiện đại của Nhật Bản và Tây Âu thuộc loại tiên tiến nhất hiện nay với mức độ cơ khí hóa, tự động hóa cao Toàn bộ dây chuyền được điều khiển giám sát từ phòng điều khiển trung tâm thông qua hệ thống máy tính, phần mềm và PLC của hãng Siemens- Cộng hòa Liêng Bang Đức Việc thiết kế, cung cấp thiết bị cũng như công nghệ, giám sát do hãng Technip-Cle của Pháp thực hiện, sau này do hãng Kawasaki của Nhật Bản thực hiện

Nhà máy có hai dây chuyền sản xuất:

 Dây chuyền 1(dây chuyền cũ) có công suất thiết kế 4000 tấn clinker/ngày đêm tương ứng 1,4 triệu tấn xi măng /năm)

 Dây chuyền 2 hoạt động đầu năm 2010 với công suất 1,6 triệu tấn xi măng/ năm, nâng tổng công suất của nhà máy lên 3 triệu tấn xi măng/ năm

Bộ phận sản xuất của nhà máy được chia làm 8 phân xưởng, trong đó mỗi phân xưởng đảm nhiệm một số công việc nhất định:

2.2 Quy trình sản xuất xi măng

Quy trình sản xuất xi măng có thể tóm gọn trong sơ đồ nhƣ sau:

Hình 3 Quy trình sản xuất xi măng

2.2.1 Giai đoạn chuẩn bị nguyên liệu

 Đá vôi: Đá vôi được khai thác từ mỏ Hồng Sơn, cách nhà máy 0.6km bằng

cách nổ mìn và được vận chuyển bằng phương tiện có tải trọng lớn và được đổ qua máy đập đá vôi để đưa về kích thước nhỏ hơn Máy đập đá vôi dạng búa loại

IMPACT APPR 1822 có năng suất trung bình là 600 tấn/h Loại máy này có thể đập được các cục đá vôi có kích thước lên tới 1.2 mét và cho ra sản phẩm trung bình 70mm

Sau khi đập, đá vôi sẽ được băng tải cao su chuyển về kho đồng nhất sơ bộ Kho đồng nhất sơ bộ gồm có hai đống, mỗi đống chứa 16000 tấn đá vôi, được đánh đống kiểu CHEVRON kiểu dọc

Trong kho đánh đống thì có một máy cào và một máy rải Máy rải có năng suất

600 tấn/h và máy cào có năng suất 30-35 tấn/h

Hình 4 Máy rải và máy cảo đá vôi

Đá sét được khai thác từ mỏ Khả Phong cách nhà máy 9.5 km, được vận chuyển bằng ô tô tới máy cán răng hai trục có năng suất 250 tấn/h Loại máy này cho phép cán đá sét có kích thước lên tới 800mm, độ ẩm 15% và cho ra sản phẩm với kích thước 70mm và được sấy qua khí nóng Sau khi cán, sét được vận chuyển đến kho đồng nhất bằng băng tải Tại kho đồng nhất có hệ thống cầu rải và cầu cào của hãng FAM

 Đá silic: được khai thác từ mỏ cùng với đất sét, được vận chuyển về kho

đồng nhất sơ bộ và rải thành đống 3000 tấn

 Thạch cao: mua tại Lào, Thái Lan

2.2.2 Nghiền liệu và đồng nhất

Các gầu xúc đá vôi, đất sét, xỉ sắt…cung cấp liệu vào các két chứa của hệ thống cân băng định lượng Sau đó hệ thống cân băng sẽ cấp liệu vào máy nghiền theo một tỉ lệ liệu nhất định Máy nghiền liệu là máy nghiền con lăn trục đứng MPS có năng suất hơn 320 tấn/h của hãng PFFEIFER Nguyên liệu đầu vào có kích thước nhỏ hơn 7cm, sản phẩm đầu ra là bột liệu có độ mịn < 5% sọt sàng R009 Bột liệu sau khi nghiền được đi qua hệ thống cyclone lắng, liệu lắng được thu và vận

chuyển hàng hệ thông máng khí động và gầu nâng đổ vào Silo chứa có sức chứa 20.000 tấn Liệu sẽ được rút ra bằng cách thổi khí nén vào đáy Silo Việc đồng nhất liệu sẽ được diễn ra trong quá trình đưa liệu vào Silo

2.2.3 Nung và làm nguội clinker

Liệu sau khi đồng nhất được lấy ra Silo, qua hệ thống cân Flow để định lượng, nhờ gầu nâng và máng khí động đưa lên đỉnh tháp sấy 5 tầng Liệu được đổ vào tầng thứ hai của tháp sấy Nguyên tắc của tháp sấy là liệu đổ từ trên xuống, khí nóng lại được đưa từ dưới lên Nhiệt độ của tháp sấy tăng dần từ trên xuống Liệu sau khi được gia nhiệt đến nhiệt độ 700-800 độ thì được đưa vào buồng Canciner

Ở buồng Canciner thì hầu hết đá vôi (khoảng 95%) được phân hủy tạo CaO Sau buồng Canciner liệu sẽ được đi vào lò nung tạo clinker Tại đây liệu sẽ được nung chảy tạo thành các cục Clinker Lò nung Clinker có chiều dài 72m, đường kính lò

là 4.5m Lò nung Clinker có công suất khoảng 4000 tấn Clinker/ngày đêm Clinker sau khi ra khỏi lò được đưa tới hệ thống làm lạnh Clinker dạng ghi Ở đây clinker

sẽ được làm mát bởi hệ thống quạt công suất lớn, làm giảm nhiệt độ Clinker từ khoảng 1400˚C xuống còn khoảng 100˚C Cuối hệ thống gi có trang bị máy đập Clinker làm giảm kích thước Clinker trước khi vận chuyển bằng băng tải tới hai Silo chứa (20.000 tấn/Silo) Clinker chất lượng xấu hoặc xuất khẩu được đưa vào Silo chứa Clinker phụ với sức chứa 2000 tấn

đưa vào máy nghiền bi để tăng năng suất và tiết kiệm năng lượng nghiền Máy nghiền bi kích thước đường kính 5000mm, chiều dài 17385mm được chia làm hai ngăn Bột xi măng sau khi nghiền có độ mịn 2800-3200 Blain được vận chuyển bằng hệ thống máng khí động và gầu nâng đổ vào silo chứa, mỗi silo 10.000 tấn (Trong đó có 1 silo chứa xi măng PC40 và 3 silo chứa xi măng PCB30)

Khác với dây chuyền 1, dây chuyền hai chỉ có một máy nghiền bi để nghiền xi măng Máy nghiền bi này có hai ngăn, ngăn thứ nhất chứa 130 tấn bi to và ngăn thứ hai chứa 320 tấn bi nhỏ Động cơ truyền động chính của máy nghiền bi này là động cơ KĐB rotor dây quấn, có công suất 7MW, làm mát bằng dung dịch

Hình 5 Buồng nghiền xi và động cơ truyền động

2.2.5 Đóng bao và xuất xi măng

Công đoạn đóng bao gồm: Các két chứa bột xi măng và 4 máy đóng bao tự động HAVE, mỗi máy gồm có 8 vòi phun, năng suất đóng bao 100 tấn/máy/h Các máy đóng bao được trang bị hệ thống cân điện tử đảm bảo khối lượng các bao xi măng đạt 50±0.5kg Các bao xi măng ra khỏi nhà máy đóng bao được vận chuyển bằng băng tải cao su tới các máng xuất cho ô tô và tàu hỏa Ngoài ra công đoạn xuất xi măng còn trang bị các vòi xuất xi măng bột tới các xe téc

2.2.6 Cung cấp nhiên liệu

Máy nghiền than là máy nghiền con lăn trục đứng MPS của hãng PFFEIFER với năng suất thiết kế là 30 tấn/h Nguyên liệu đầu vào là than cám, đầu ra là bột than có độ mịn <5% sọt sàng R008, độ ẩm dưới 1% Bột than sau khi nghiền được vận chuyển bằng các vít tải chứa vào hai két than mịn (45 tấn/két), trong đó 1 két

để cấp cho lò và 1 két dùng để cấp cho buồn Canciner Để đảm bảo an toàn cho hệ

thống nghiền than tại các vị trí quan trọng có lắp các thiết bị giám sát có nồng độ

CO và hệ thống chữa cháy tự động bằng CO2 Than mịn đƣợc cấp cho lò và buồng Canciner thông qua hệ thống cân định lƣợng SCHENSK

CHƯƠNG III TỔNG QUAN VỀ HỆ ĐIỀU KHIỂN DCS CỦA

NHÀ MÁY ( LINE 2)

Sơ đồ tổng quan hệ điều khiển DCS của nhà máy:

Hình 6 Hệ điều khiển giám sát PCS7 dây chuyền 2 ( Bản gốc)

3.1 Phòng điều khiển trung tâm CCR

Là phòng điều hành, giám sát tất cả các công đoạn của nhà máy Từ phòng điều hành trung tâm, kĩ sư vận hành có thể nắm bắt được các thông số hoạt động, trạng thái sẳn xuất, từ đó có những can thiệp kịp thời giúp cho hệ thống có thể vận hành tối ưu nhất

Tại phòng điều khiển trung tâm có đặt hai máy quan trọng nhất của dây chuyền,

cụ thể là hai máy: OSS1 và OSS2 ( Operate System Server) Đây là hai máy chứa

dữ liệu cũng như chương trình vận hành hệ thống Hai máy này được đặt song song

để đề phòng trường hợp một trong hai máy gặp sự cố Tại phòng điều khiển trung tâm thì người kĩ sư chỉ có thể giám sát phát hiện sự cố chứ không thể sửa đổi thay thế trực tiếp chương trình

Máy tính Engineer Station có nhiệm vụ thiết kế chương trình và nạp vào các PLC tại các trạm

Các trạm OSC có nhiệm vụ giám sát điều khiển các trạm vận hành các công đoạn của nhà máy ( nghiền liệu, công đoạn lò, làm mát,nghiền xi măng, nghiền than)

Các máy OSS được kết nối với các máy OSC của từng trạm vận hành thông qua các bộ chuyển đổi Scalance và cáp quang

Ngoài ra phòng còn có hệ thống máy tính phục vụ việc thu thập lưu trữ dữ liệu ( MIS, CAS)

Một số thông tin của dây chuyền 1 và dây chuyền hai được kết nối với nhau thông qua Switch mạng SSV104

Phòng KCS giám sát chất lượng xi măng và đưa ra tỉ lệ phối trộn liệu cũng có một máy tính RAW MIX control

3.2 Phòng điều hành tại các trạm LCR

Do một số công đoạn đặt quá xa phòng điều khiển trung tâm như công đoạn đập

đá vôi, đá sét, công đoạn đóng bao nên ở những nơi này sẽ được đặt các máy tính giám sát tại hiện trường.Các máy tính này vẫn giao tiếp với các máy tính ở phòng điều khiển trung tâm thông qua hệ thống truyền thông cáp quang và cần các bộ chuyển đổi quang điện ( CU-FO)

Hình 8 Các trạm điều hành tại hiện trường

3.3 Các trạm điện dưới hiện trường

Mỗi công đoạn sản xuất xi măng sẽ có một trạm điện riêng Ở trong mỗi trạm điện sẽ có một bộ xử lí PLC S7-400-CPU 416-3DP Các nhóm thiết bị xử lí nhiều tín hiệu sẽ do các PLC S7-300 đảm nhiệm Việc mở rộng các module vào ra ở xa được thực hiện bởi các module mở rộng ET200

Việc truyền thông giữa các Module vào ra và CPU được thông qua mạng

CHƯƠNG IV HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN QUẠT SP

4.1 Vị trí và vai trò của quạt SP trong dây chuyền sản xuất

Hình 10 Tháp 5 tầng và vị trí của quạt SP Quạt SP là một trong những hệ thống quan trọng nhất của nhà máy( có thể nói vai trò quan trọng sau Lò Nung)

Vai trò của quạt SP gồm có:

 Tạo quá trình cháy trong lò cũng như trong buồng Canciner

 Tạo áp suất âm ở đỉnh tháp 5 tầng

Động cơ (Mã A1402-M01)

Động cơ sử dụng cho quạt SP là động cơ không đồng bộ Rotor lồng sóc do hãng Siemens chế tạo Động cơ này có điểm đặc biệt là gồm có hai cuộn dây Stator nhằm mục đích chia dòng động cơ trên mỗi cuộn dây

Hình 11 Tham số định mức của động cơ

Momen gãy định mức: MK/MN=2.95

Biến tần Sinamic S120

Cấu trúc biến tần Sinamic S120: