Đồ án Máy & thiết bị sản xuất VLXD GVHD:Thầy BÙI ĐỨC VINH MỤC LỤC trang Phần I : Biện luận đề tài Phần II : Thiết lập dây chuyền công nghệ Phần III : Tính toán cân vật chất 10 Phần IV : Chọn lựa kiểm tra thông số máy 11 Phần V : Thể sơ cấu tạo máy 14 Phần VI : Kết luận 18 F□G SV:TÒNG NHẬT QUỲNH CƯƠNG -1- MSSV:80200273 Đồ án Máy & thiết bị sản xuất VLXD GVHD:Thầy BÙI ĐỨC VINH PHẦN I BIỆN LUẬN ĐỀ TÀI SV:TÒNG NHẬT QUỲNH CƯƠNG -2- MSSV:80200273 Đồ án Máy & thiết bị sản xuất VLXD GVHD:Thầy BÙI ĐỨC VINH Quá trình đô thị hoá bùng nổ khắp nơi giới phương diện hứa hẹn để phát triển kinh tế toàn cầu Không tách khỏi xu hướng chung , trình đô thị hoá Việt Nam đẩy mạnh mở vô số hội để phát triển kinh tế nước, kéo theo phát triển hàng loạt ngành nghề khác Đi trình phát triển đó, nhu cầu xây dựng sửa chữa hạ tầng sở năm gần tăng vọt Dẫn đến kết tất yếu nhu cầu vật liệu xây dựng, đặc biệt nhu cầu ximăng tăng đột biến Trước thực trạng này, ngành vật liệu xây dựng nói chung ngành ximăng nói riêng buộc phải cải tiến , đổi công nghệ ,các dây chuyền sản xuất xây dựng thêm nhà máy sản xuất ximăng nhằm nâng cao suất ,số lượng chất lượng ximăng , đáp ứng nhu cầu ngày tăng thị trường Muốn nâng cao suất chất lượng ximăng ,nhất thiết phải nâng cao suất chất lượng sản phẩm sau giai đoạn qui trình sản xuất ximăng Qui trình sản xuất ximăng gồm giai đoạn:[4] 1/- Khai thác cung cấp nguyên liệu 2/- Chuẩn bị phối liệu 3/- Nung để tạo Clinke 4/- Nghiền Clinke với thạch cao loại phụ gia khác Do vật liệu sau giai đoạn nghiền có kích thước hạt không đồng thường lẫn tạp chất Mà yêu cầu sản xuất đòi hòi sản phẩm phải có kích thước xác định thuộc nhóm hạt có tỷ lệ phần trăm xác định sản phẩm phải không lẫn tạp chất Muốn tất yếu phải tiến hành phân loại vật liệu theo yêu cầu qui trình kỹ thuật Vì viêc phân loại vật liệu sản phẩm có ý nghĩa quan trọng công nghiệp vật liệu xây dựng Có nhiều phương thức khác để phân loại vật liệu: - phương pháp phân loại khí - phương pháp phân li không khí - phương pháp phân li thủy lực - phương pháp phân li điện từ Việc lựa chọn thiết bị cho qui trình phân loại hạt dựa tiêu chí : thiết bị sản xuất cho hiệu suất cao, tiêu tốn lượng, dễ bảo trì sữa chữa, số nhân công tham gia sản xuất ít, phù hợp với đầu tư ban đầu… Thực tế sản xuất cho thấy dùng sàng khí để phân loại vật liệu khô dạng bột mịn có kích thước nhỏ 80 µm không mang lại hiệu khó thực Do cho suất thấp Hiệu dùng phương pháp phân loại khí.[3] Hiện công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng, thiết bị phân loại không khí sử dụng rộng rãi hệ thống nghiền bột theo chu trình kín Sử dụng qui trình công nghệ cho phép tăng suất, giảm chi phí lượng nhờ thu sản phẩm nghiền cách liên tục Đặc biệt, sử dụng khí nóng cho thiết bị phân loại vừa có tác dụng phân loại hạt , vừa có tác dụng sấy chúng.[1] Quyển đồ án trình bày qui trình phân loại hạt cho ximăng sau công đoạn nghiền Clinke với thiết bị thiết bị phân li không khí loại qua thiết kế kết hợp với máy nghiền đứng SV:TÒNG NHẬT QUỲNH CƯƠNG -3- MSSV:80200273 Đồ án Máy & thiết bị sản xuất VLXD GVHD:Thầy BÙI ĐỨC VINH e Chọn địa điểm đặt nhà máy : chọn khu công nghiệp Phú Mỹ I (thuộc tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu) Giới thiệu khu công nghiệp Phú Mỹ I:[5] Khu công nghiệp Phú Mỹ I toạ lạc vùng qui hoạch nhiều khu công nghiệp cụm nhà máy tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu tỉnh Đồng Nai Do nhà máy đặt địa bàn hưởng số sách ưu đãi tận dụng nhiều điều kiện sẵn có : giao thông, hệ thống cấp điện,cấp nước, hệ thống xử lý nước thải , hệ thống phòng cháy chữa cháy, gần nơi tiêu thụ, gần nguồn nhân công, loại sở hạ tầng khác bệnh viên, khu thương mại, khu cư xá… Một số nét Khu công nghiệp Phú Mỹ I : 1/- Chủ đầu tư: Công ty Xây dựng Phát triển Đô thị Bà Rịa -Vũng Tàu 2/- Địa điểm : thị trấn Phú Mỹ huyện Tân Thành ,tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu Nằm dọc quốc lộ 51,cách thành phố Hồ Chí Minh 75 km, cách thành phố Vũng Tàu 40km Đặc biệt, thị trấn Phú Mỹ có cảng Bà Rịa Serece- đầu mối xuất nhập nguyên liệu lý tưởng cho nhà máy 3/- Tổng diện tích : 954,8 4/- Chức khu công nghiệp :công nghiệp nặng vật liệu xây dựng , điện, phân bón, hoá chất, thép, kho tàu, bến bãi 5/- Tổng vốn đầu tư : 879,44 tỷ VND 6/- Hệ thống cấp điện : Nhà máy Điện Phú Mỹ 7/- Hệ thống cấp nước : sử dụng nguồn nước ngầm Mỹ Xuân, nguồn nước mặt Tóc Tiên Phú Mỹ với tổng công suất 40000m³/ngày 8/- Hệ thống xử lý nước thải : tâp trung nước thải để xử lý hai lần theo tiêu chuẩn TCVN 5945-1995.Sau nước thải làm điều kiện tự nhiên hồ điều tiết 9/- Có hệ thống phòng cháy chữa cháy cho toàn khu công nghiệp 10/- Hệ thống thoát lũ : chia làm khu vực thoát nước :sông Thị Vải, suối Dao hồ điều tiết 11/- Hệ thống xử lý rác : khu chứa rác tập trung rộng ha, phân loại đem đến nhà máy xử lý phế thải Năm 2002 tỷ lệ lắp đầy diện tích khu công nghiệp 51,87% Do thuận lợi giao thông phù hợp với chức khu công nghiệp nên trạm nghiền chọn đặt Khu công nghiệp Phú Mỹ I −−−− SV:TÒNG NHẬT QUỲNH CƯƠNG -4- MSSV:80200273 Đồ án Máy & thiết bị sản xuất VLXD GVHD:Thầy BÙI ĐỨC VINH PHẦN II THIẾT LẬP DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ SV:TÒNG NHẬT QUỲNH CƯƠNG -5- MSSV:80200273 Đồ án Máy & thiết bị sản xuất VLXD GVHD:Thầy BÙI ĐỨC VINH II.1-Giới thiệu khái quát thành phần nguyên liệu sản xuất ximăng :[4] Xi măng Portland chất kết dính vô rắn nước, sản phẩm nghiền mịn clinke với phụ gia thạch cao Trong trình nghiền mịn, để điều chỉnh tính chất hạ giá thành sản phẩm, ta cho thêm 10÷15% phụ gia hoạt tính (puzơlan, tro, trepen…) ≤ 10% phụ gia trơ (cát thạch anh, đá vôi…) * Clinke : - clinke dạng hạt sản xuất cách nung kết khối (1450°C) hỗn hợp chứa cacbonat canxi (đá vôi ) alumosilicat (đất sét, đá macnơ, xỉ lò cao ) - clinke sau nung thường giữ lại kho 7→15 ngày để hạ nhiệt độ giảm thành phần vôi tự clinke * Thạch cao: có tác dụng điều chỉnh thời gian ninh kết ximăng * phu gia : có tác dụng - giảm nhiệt hydrat hoá giảm co ngót nhiệt - tăng độ bền sunfat - giảm phản ứng hoá học cốt liệu kiềm - giảm giá thành sản phẩm… II.2-Yêu cầu kỹ thuật nguyên liệu : * Hàm lượng nguyên liệu nghiền tạo Ximăng Portland : - clinke chiếm 70÷85% - thạch cao : 2÷5% - phụ gia hoạt tính : 10÷15% - phụ gia trơ : ≤ 10% * Độ ẩm nguyên liệu khống chế để không ảnh hưởng đến suất nghiền : - clinke : w ≤ 1÷2% - thach cao : w ≤ 5÷10% - phụ gia hoạt tính : w ≤ 3÷4% - phụ gia trơ : w ≤10÷15% II.3-Gia công nguyên liệu :[4] II.3.1−Chuẩn bị nguyên liệu: có phương pháp e phương pháp khô: đá vôi đất sét nghiền sấy đồng thời độ ẩm 1÷2%, sau đưa vào silo để kiểm tra, hiệu chỉnh lại thành phần để dự trữ đảm bảo cho lò nung làm việc liên tục e phương pháp ướt : đất sét máy khuấy tạo thành huyền phù sét Đá vôi đập nhỏ cho vào nghiền chung với đất sét trạng thái lỏng đến độ mịn yêu cầu (lượng sót sàng N°008 8÷10%).Sau hỗn hợp bơm vào bể bùn để kiểm tra hiệu chỉnh thành phần trước cho vào lò nung e phương pháp hỗn hợp : giai đoạn đầu thực phương pháp ướt, sau bùn khử nứơc thiết bị đặc biệt trước vào lò nung SV:TÒNG NHẬT QUỲNH CƯƠNG -6- MSSV:80200273 Đồ án Máy & thiết bị sản xuất VLXD GVHD:Thầy BÙI ĐỨC VINH II.3.2− Nung clinke : e Nung phối liệu chủ yếu thực lò quay Nếu nguên liệu chuẩn bị theo phương pháp khô nung lò đứng e clinke đưa khỏi lò quay dạng hạt màu xẫm vàng xám, làm nguội từ 1000°C xuống đến 100÷200°C thiết bị làm nguội không khí giữ kho 1÷2 tuần II.3.3− Nghiền phân loại clinke : eViệc nghiền clinke thành bột mịn thực máy nghiền đứng hoạt động theo chu trình kín Các hạt vật liệu nghiền mịn tác dụng lực ép, mài lăn bàn nghiền eSau nghiền, vật liệu khí nén đưa vào thiết bị phân loại Dưới tác dụng trọng lượng thân, hạt vật liệu lớn rơi xuống, theo ống tháo trở lại máy nghiền Còn hạt vật liệu mịn dòng khí vận chuyển khỏi thiết bị phân ly vào thiết bị lắng (cyclon) thu hồi đưa sử dụng II.3.4− Các phương pháp lọc bụi : e làm khô khí : hạt bụi tách khỏi hỗn hợp không khí bụi nhờ lực li tâm trọng lực Thiết bị gọi cyclon ly tâm e làm hỗn hợp nhờ vật liệu lọc : nhờ chi tiết lọc vải, lưới để giữ bụi cho không khí qua e làm điện : hạt bụi rơi vào vùng điện áp cao, bị ion hoá bị hút vào cực trái dấu Hệ số lọc hữu ích đạt cao e làm lọc ướt SV:TÒNG NHẬT QUỲNH CƯƠNG -7- MSSV:80200273 Đồ án Máy & thiết bị sản xuất VLXD SV:TÒNG NHẬT QUỲNH CƯƠNG GVHD:Thầy BÙI ĐỨC VINH -8- MSSV:80200273 Đồ án Máy & thiết bị sản xuất VLXD GVHD:Thầy BÙI ĐỨC VINH - Để hỗ trợ cho trình nghiền phân loại hoạt động hiệu hơn, số thiết bị phụ bổ sung vào dây chuyền : + Các thiết bị dẫn dòng khí nóng lạnh bổ sung vào dây chuyền nhằm đảm bảo trì nhiệt độ thích hợp cho chu trình hoạt động Trong trường hợp vật liệu đưa vào máy có độ ẩm cao độ ẩm cho phép dòng khí nóng đưa vào, hay nhiệt độ máy cao dòng khí lạnh dẫn vào thông qua van điều tiết không khí + Để tách bụi làm không khí từ hỗn hợp khí lấy từ phận phân loại, thiết bị lọc bụi bổ sung vào dây chuyền Hình - DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ CỦA CHU TRÌNH NGHIỀN KẾT HỢP VỚI PHÂN LOẠI VẬT LIỆU thạch cao,clinke, phụ gia,… sản phẩm Không khí lạnh thiết bị vận chuyển Không khí nóng - máy nghiền - máy phân li không khí - thiết bị lọc bụi - quạt - thiết bị phân ly kiểu từ (magnetic separator) −−−− SV:TÒNG NHẬT QUỲNH CƯƠNG -9- MSSV:80200273 Đồ án Máy & thiết bị sản xuất VLXD GVHD:Thầy BÙI ĐỨC VINH PHẦN III CÂN BẰNG VẬT CHẤT * Giả thiết : -một tuần làm việc ngày - ngày có hai ca làm việc - ca làm việc 6h → ngày làm việc 12h * Xét năm (365 ngày): - thời gian nghỉ ngày lễ theo qui định pháp luật: ngày - thời gian dừng thiết bị cho sữa chữa, bảo trì : 30 ngày - thời gian dừng máy cố (cúp điện, cháy nổ,…): 20 ngày - thời gian dự trữ : 5% tổng số ngày thuộc mục vừa nêu → thời gian thực sản xuất : 365− 1,05×(8 + 30 + 20) = 304 ngày * Yêu cầu sản xuất : 500×10³ sản phẩm / năm Xét hao hụt trình sản xuất 1% →Tổng sản phẩm sản xuất năm : 505.000 sản phẩm Bảng − Bảng thống kê số lượng sản phẩm phải sản xuất đơn vị thời gian Thời gian Số lượng sản phẩm (T) tháng ngày ca 42.083,3 1662 830 139 * Dự trù tăng suất 50% → Máy hoạt động với suất cao : 1,5×139 = 208,5 sản phẩm/h −−−− SV:TÒNG NHẬT QUỲNH CƯƠNG - 10 - MSSV:80200273 Đồ án Máy & thiết bị sản xuất VLXD GVHD:Thầy BÙI ĐỨC VINH PHẦN IV CHỌN MÁY & KIỂM TRA CÁC THÔNG SỐ SV:TÒNG NHẬT QUỲNH CƯƠNG - 11 - MSSV:80200273 Đồ án Máy & thiết bị sản xuất VLXD GVHD:Thầy BÙI ĐỨC VINH Chọn máy cho quy trình phân loại : Như trình bày phần lập luận chung, thiết bị chọn máy phân li không khí loại qua thiết kế kết hợp với máy nghiền đứng So với máy nghiền loại nằm máy nghiền đứng có nhiều ưu điểm hẳn : - lượng tiêu tốn từ 30÷50% so với máy nghiền loại nằm - chiếm diện tích nên giảm giá thành xây dựng công trình - qui trình hoạt động đơn giản với số lượng thiết bị so với máy nghiền loại nằm lại cho suất cao hơn… Tuy nhiên, máy nghiền đứng có nhược điểm chất lượng hạt ximăng độ đồng cao Nguyên nhân phận phân loại hạt máy nghiền đứng hoạt động chưa hiệu Do để khắc phục nhược điểm này, ta cần thay phận phân loại hạt máy nghiền đứng thiết bị phân li khác hoạt động hiệu Sau tham khảo số loại máy phân li không khí công ty FLDSIMTH, máy SEPAX chọn thiết bị quy trình phân loại hạt cho ximăng sau công đoạn nghiền clinke (có thay đổi vài chi tiết thiết bị để phù hợp với cấu tạo máy nghiền đứng) Dựa vào bảng tra ta chọn loại máy thích hợp.(Bảng tra công ty FLDSIMTH cung cấp, dành cho máy phân li - SEPAX Separator máy nghiền đứng -OK vertical roller mill) Dựa vào bảng ta chọn máy nghiền phù hợp Năng suất yêu cầu 208,5 t/h → chọn máy nghiền size 39-4, máy có đặc trưng: - suất : 160÷260 t/h - lưu lượng không khí : 91 m³/s H2 Đồ thị đường đặc tính phân loại máy SEPAX [2] Bảng − bảng tra kích thước đặc trưng máy nghiền đứng- OK vertical roller mill [2] The capacity range depends on fineness, grindability and additives (types and portion of mill feed) OK mill size 19-3 22-3 25-3 27-4 30-4 33-4 Mill motor, installed kW 675 975 1350 1800 2350 3000 Airflow, approx., mill outlet Nm³/s 13 19 26 36 47 60 Separator motor, installed kW 32 52 69 110 136 165 Cement, capacity range t/h 20-40 30-55 45-75 60-100 80-135 105-170 Slag, capacity range t/h 15-25 SV:TÒNG NHẬT QUỲNH CƯƠNG 25-40 - 12 - 35-50 45-70 60-90 75-115 36-4 3750 75 197 130215 95-140 MSSV:80200273 39-4 4600 91 234 160-260 110-170 Đồ án Máy & thiết bị sản xuất VLXD GVHD:Thầy BÙI ĐỨC VINH Bảng − bảng tra kích thước đặc trưng máy phân li – Sepax separator [2] Size 190 212 236 250 265 280 300 315 335 355 375 400 425 450 475 500 530 560 Airflow (m³/s) 7.3 10.0 13.5 15.7 18.3 21.1 25.1 28.3 32.8 42.9 49.9 37.7 57.4 65.4 73.9 83.0 94.5 106.8 A (mm) 3108 3500 3933 4189 4460 4736 5102 5376 5746 6115 6485 6947 7412 7876 8341 8807 9365 9923 B (mm) 5704 6467 7296 7772 8285 8792 9468 9975 10647 11319 11989 12822 13656 14488 15321 16152 17148 18145 D (mm) 1900 2120 2360 2500 2650 2800 3000 3150 3350 3550 3750 4000 4250 4500 4750 5000 5300 5600 Lưu lượng không khí yêu cầu 91m³/s →chọn máy phân ly size 530, máy có đặc trưng : - A1 = 9365 mm - B = 17148 mm - D = 5300 mm - lưu lượng khí : 94.5m³/s Để phù hợp với cấu tạo máy nghiền đứng ta bỏ phần thiết bị ứng với kích thước B bảo đảm hoạt động thiết bị phân li Hình 3- hình minh hoạ cho kích thước máy phân ly Sepax −−−− SV:TÒNG NHẬT QUỲNH CƯƠNG - 13 - MSSV:80200273 Đồ án Máy & thiết bị sản xuất VLXD GVHD:Thầy BÙI ĐỨC VINH PHẦN V THỂ HIỆN SƠ BỘ CẤU TẠO MÁY SV:TÒNG NHẬT QUỲNH CƯƠNG - 14 - MSSV:80200273 Đồ án Máy & thiết bị sản xuất VLXD GVHD:Thầy BÙI ĐỨC VINH IV.1− Sơ cấu tạo máy SV:TÒNG NHẬT QUỲNH CƯƠNG - 15 - MSSV:80200273 Đồ án Máy & thiết bị sản xuất VLXD GVHD:Thầy BÙI ĐỨC VINH H6−HÌNH TRÍCH MẶT CẮT NGANG CỦA ROTOR SV:TÒNG NHẬT QUỲNH CƯƠNG - 16 - MSSV:80200273 Đồ án Máy & thiết bị sản xuất VLXD GVHD:Thầy BÙI ĐỨC VINH IV.2− Cấu tạo nguyên tắc hoạt động :[1] - Hỗn hợp không khí vật liệu từ máy nghiền khí nén thổi vào khoảng không gian nón (1) nón (2) Do tiết diện mở rộng nên tốc độ dòng khí giảm xuông Những hạt có kích thước lớn giảm động năng, tác dụng trọng lực rơi xuống đáy nón trở lại máy nghiền (phân li lần thứ nhất) - Hỗn hợp không khí vật liệu có kích thước nhỏ tiếp tục vào nón (2) theo phương tiếp tuyến với thành nón nhờ cánh định hướng (3) Do chuyển động xoáy nên xuất lực li tâm quán tính hỗn hợp khí vật liệu Dưới tác dụng lực li tâm quán tính, hạt có kích thước tương đối lớn lại rơi xuống theo thành nón (2) trở lại máy nghiền (phân li lần thứ 2) - Hỗn hợp không khí vật liệu mịn lại tiếp tục lên khỏi thiết bị phân li vào thiết bị lắng (cyclon) thu hồi đưa sử dụng - Có thể điều chỉnh trình làm việc thiết bị phân li hay nói cách khác, điều chỉnh độ mịn sản phẩm theo hai cách sau :[3] + Thay đổi tốc độ dòng khí : giảm tốc độ dòng khí đến giới hạn tăng độ mịn sản phẩm, suất giảm ngược lại + Thay đổi góc nghiêng cánh định hướng : định hướng hướng vào tâm, làm giảm dòng xoáy, kéo theo lực li tâm quán tính giảm, độ mịn sản phẩm giảm −−−− SV:TÒNG NHẬT QUỲNH CƯƠNG - 17 - MSSV:80200273 Đồ án Máy & thiết bị sản xuất VLXD GVHD:Thầy BÙI ĐỨC VINH PHẦN VI KẾT LUẬN Để không ngừng nâng cao suất trình sản xuất , nâng cao chất lượng vật liệu xây dựng nói chung xi măng nói riêng, cần tìm đột phá tập trung sức lực, trí tuệ cho việc nghiên cứu, sáng tạo Mặt khác ta phải mạnh dạng đầu tư cho thiết bị dây chuyền công nghệ sản xuất tiên tiến “Phát triển kinh tế việc bắt kịp công nghệ” Việc nghiên cứu thiết kế đưa vào sử dụng thiết bị nghiền kết hợp với phân loại vật liệu khí - loại máy nghiền đứng OK Vertical roller mill tập đoàn FLDSIMTHthực đột phá công nghệ sản xuất ximăng So với loại thiết bị nghiền khác, loại thiết bị thực có nhiều ưu việt Tuy vậy, số vấn đề cần nghiên cứu (Vì thiết bị nhược điểm tốn nhiều khí nén) Mong ngành Vật liệu Xây dựng nói chung ngành Ximăng nói riêng ngày phát triển, góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế chung nước, để nước Việt Nam đuổi kịp trở thành cực phát triển khu vực −−−− SV:TÒNG NHẬT QUỲNH CƯƠNG - 18 - MSSV:80200273 Đồ án Máy & thiết bị sản xuất VLXD GVHD:Thầy BÙI ĐỨC VINH Tài liệu tham khảo: [1] Nguyễn Thiệu Xuân, Trần Văn Tuấn, Nguyễn Thị Thanh Mai, Nguyễn Kiếm Anh Sách Máy sản xuất vật liệu cấu kiện xây dựng NXBXây Dựng [2] FLDSIMTH SEPAX www.FLDSIMTH.com.2005 Separator,OK Vertical roller mill Website [3] Bộ môn Vật liệu xây dựng Tập giảng Máy & Thiết bị Sản xuất Vật liệu Xây dựng.2001 [4] Phùng Văn Lự, Phạm Duy Hữu, Phan Khắc Trí Vật liệu xây dựng NXB Giáo Dục [5] Công ty Cổ phần Thông tin Kinh tế Đối ngoại Bà Rịa-Vũng Tàu Thế Lực kỉ XXI NXB Chính Trị Quốc Gia.2003 F□G SV:TÒNG NHẬT QUỲNH CƯƠNG - 19 - MSSV:80200273