MỤC LỤC
Trang
Phần II :

Thiết lập dây chuyền công nghệ

7

Phần III:

Tính toán cân bằng vật chất

11

Phần IV:

Lựa chọn và kiểm tra các thông số

14

Phần V :

Kết luận

31

PHẦN II

THIẾT LẬP DÂY CHUYỀN
CÔNG NGHỆ


Các giai đoạn của quy trình nghiền than
-

Than thơ (D ≤ 25mm) sau khi được khai thác từ mỏ nhờ xa lan vận chuyển
đến bến tàu (bến cảng) gần địa điểm đặt nhà máy sản xuất ximăng.

-

Ta sử dụng gầu ngoạm để bóc than từ xà lan lên và vân chuyển vào két
chứa. Nhờ bănng tải cao su và thiết bị rãi đổ than thơ vào kho chứa.

-

Từ kho chứa, than thơ sẽ được vận chuyển máy bi. Than thơ được nghiền
sấy đồng thời đến khi đạt độ mịn u cầu (d ≤ 0.5mm) thì đưa vào lò
nung.

-

Trong thực tế có 2 phương án nghiền và đốt than. Đó là hệ nghiền và đốt
than trực tiếp và hệ nghiền và đốt than gián tiếp

Nghiền và đốt than trực tiếp

Hệ nghiền và đốt than gián
tiếp
Trong phạm vi của đề tài chúng ta sẽ tìm hiểu riêng về giai đoạn nghiền và
sấy than làm nhiên liệu phục vụ trong q trình nung clinker trong dây chuyền
sản xuất ximăng Portland,mà cụ thể là sử dụng hệ nghiền và đốt than gián tiếp.

Sơ đồ khối



PHẦN III

TÍNH TOÁN CÂN BẰNG
VẬT CHẤT


Trong một năm có 365 ngày, nhưng có tổng cộng khoảng 65 ngày nghỉ để thực hiện
công tác bảo trì, bảo dưỡng máy.
Do đó : Tổng số ngày sản xuất của máy trong 1 năm là 300 ngày.
Nhà máy mỗi ngày làm việc 2 ca , mỗi ca làm việc trong 8h.
Năng suất của nhà máy : 900x103 (T/năm)
Chọn trọng lượng hao hụt trong quá trình nghiền là 4%
rong quá trình nghiền thì hao hụt xãy ra trong các giai đọan
-

Dùng gầu ngoạm : hao hụt 1%

-

Dùng máy nghiền bi để nghiền than có độ hao hụt là 3%


Độ ẩm của than đá W = 3%
Năng suất thực tế của quá trình nghiền:
Năng suất tính theo khối lượng của các thiết bị theo năm :
Qnbn = 900x103x(1+0.03)x(1+0.03)= 954.81x103 (T/năm)
Qgnn = 954.81x103 x(1+0.01) x(1+0.03)=993.2888x103 (T/năm)
Năng suất tính theo khối lượng của các thiết bị theo tháng :
Qnbt = (954.81x103)/12 = 79.5675x103 (T/tháng)
Qgnt= (993.2888x103 )/12 = 82.7741x103 (T/tháng)
Năng suất tính theo khối lượng của các thiết bị theo ngày:
Qnbng= (954.81x103)/300 = 3182.7 (T/ngày)
Qgnng= (993.2888x103)/300 = 3310.9627 (T/ngày)
Năng suất tính theo khối lượng của các thiết bị theo ca :
Qnbc = (954.81x103)/(300x2) = 1591.35 (T/ca)
Qgnc = (993.2888x103)/(300x2) = 1655.4813(T/ca)
Năng suất tính theo khối lượng của các thiết bị theo giờ :
Qnbg = (954.81x103)/(300x2x8) = 198.91875 (T/h)
Qgng = (993.2888x103 )/(300x2x4) = 206.90515 (T/h)

Từ bảng tra ta có : khối lượng thể tích của than đá γ 0 = 2.2 (T/ m3 )


Năng suất tính theo thể tích = (Năng suất tính theo khối lượng)/ γ 0
Năng suất tính theo thể tích của các thiết bị theo năm :
Qnbn = (954.81x103 )/2.2= 434.0045x103 (T/năm)
Qgnn = (993.2888x103 )/2.2 = 451.4949x103 (T/năm)
Năng suất tính theo khối lượng của các thiết bị theo tháng :
Qnbt = (434.0045x103)/12 = 36.6705x103 (T/tháng)
Qgnt= (451.4949x103)/12 = 37.6246x103 (T/tháng)
Năng suất tính theo thể tích của các thiết bị theo ngày:

Qnbng= (434.0045x103)/300 = 1446.6418 (T/ngày)
Qgnng= (451.4949x103)/300 = 1504.9830 (T/ngày)
Năng suất tính theo thể tích của các thiết bị theo ca :
Qnbc = (434.0045x103 )/(300x2) = 723.2309 (T/ca)
Qgnc = (451.4949x103 )/(300x2) = 752.4915 (T/ca)
Năng suất tính theo thể tích của các thiết bị theo giờ :
Qnbg = (434.0045x103 )/(300x2x8) =90.4038 (T/h)
Qgng = (451.4949x103 )/(300x2x8) = 94.0614 (T/h)
Bảng cân bằng vật chất
CÁC THIẾT BỊ
Gầu ngạm
máy
nghiền bi

NĂNG SUÂT TÍNH THEO KHỐI LƯỢNG
T/h
206.90515

T/ca
1655.4813

T/ngày
3310.9627

T/tháng
82.7741x103

T/năm
993.2888x103


198.92875

1591.35

3182.7

79.5675x103

954.81x103

CÁC THIẾT BỊ

Gầu ngạm
máy
nghiền bi

NĂNG SUÂT TÍNH THEO THỂ TÍCH
m3 /h

m3 /ca

m3 /ngày

m3 /tháng

m3 /năm

94.0614

752.4915


1504.9830

37.6246x103

451.4949x103

90.4038

723.2309

1446.6418

36.6705x103

434.0045x103


PHẦN IV

LỰA CHỌN & KIỂM TRA
CÁC THÔNG SỐ


IV .1) Lựa chọn các thiết bị
- Ở nước ta, than thô thường được khai thác ở Quảng Ninh, cách rất xa những nhà máy
sản xuất ximăng, do đó than nguyên liệu sau khi khai thác và được gia công đập thô (D ≤
25mm) sẽ được xà lan vận chuyển đến bến cảng gần nhà máy.
- Ta dùng thiết bị gầu ngoạm dỡ than vào két chứa, sau đó dùng băng tải cao su vận
chuyển than vào kho chứa thông qua thiết bi rãi đổ để than được rãi đều trong kho chứa.

- Tại kho chứa ta dùng thiết bị dỡ tải để kết hợp với thiết bị vận chuyển than thô vào
phểu chứa. Sau đó vật liệu được định lượng và vận chuyển vào thiết bị nghiền nhỏ
Chọn thiết bị vận tải làm việc liên tục, dùng hệ thống cân trên băng tải cao su
- Than thô có đường kính D ≤ 25mm và độ ẩm W=3% . Vì vậy để sử dụng cho lò
quay trong quá trình sản xuất clinker thì than phải qua thiết bị sấy khô và nghiền mịn.
- chon thiết bị vận chuyển sau khi nghiền : dùng vít tải vì có năng suất cao, hao phí
trong quá trình vận chuyển ít, dồng thời hạn chế được ô nhiễm môi trường
Chọn thiết bị sấy và nghiền mịn là máy nghiền bi với một ngăn sấy và 2 ngăn nghiền
mịn làm việc liên tục trong chu trình kín.



Sơ đồ hệ thống nghiền sấy than bằng máy nghiền bi và đốt than gián tiếp Sơ đồ cấu

tạo
1. Phểu chứa
2. Hệ thống cung cấp khí nóng
3. Máy nghiền bi
4. Vít vận chuyển
5. Gầu nâng
6. Hệ thống phân li không khí loại kín

7. Hệ thống lọc bụi điện
8. Ống khói
9. Cylone thu hồi
10.Bunker chứa
11.Vít vận chuyển
12.Lò quay

Nguyên lý hoạt động

Than thô từ phểu chứa (1) qua thiết bị tiếp liệu vào máy nghiền bi (3), đồng thời khí
nóng từ lò quay được hệ thống cung cấp khí (2) thổi vào máy nghiền bi. Trong máy
nghiền bi, than được nghiền mịn và được vận chuyển vào hệ thống phân li không khí
(6). Tại đây than mịn đạt yêu cầu được chuyển vào cylone thu hồi (9) và đi vào
bunker chứa (10), than chưa đủ độ mịn sẽ theo vit tải (4) trở về ngăn III của máy để
tiếp tục nghiền lại. Bên cạnh đó tại thành máy bụi than lẫn trong không khí đi vào hệ
thống lọc bụi điện để lọc sạch không khí,đồng hạt mịn sau khi được lọc sẽ vào bunker
chứa (10) .Than mịn tiếp tục được hệ thống vít vận chuyển(11) sẽ đưa than đạt độ
min yêu cầu vào lò quay.


IV.2 ) KIỂM TRA CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA THIẾT BỊ CHÍNH :
Dựa vào năng suất tính toán theo khối lượng là 198.91875T/h để chọn máy như
sau :
Chọn máy nghiền bi :
Theo Cataloge của hãng F.L.Smidth
Dựa vào năng suất tính toán theo khối lượng là 198.91875T/h nên ta sẽ
chọn 1 máy có năng suât dự kiến là 200 (T/h) .Ta chọn được:
Tên máy : DOUDAN MILL
Đây là loại máy nghiền bi có 1 ngăn sấy vật liệu và 2 ngăn nghiền vật
liệu, có các thông số kỹ thuật : 56X 8.0+4.4

Năng suất

Ký hiệu
máy

(T/h)
200 - 265


56X 8.0+4.4

(Vòng/phút)

Trọng lượng
bi max
trong thùng
nghiền (T)

Máy (T)

12.9

230

425

Động cơ

RPM

kW
3960

Trọng
lượng

11.Bơm khí nén

Các kích thước (m)


Ký hiệu máy

56X 8.0+4.4

Chọn bi đạn :

A

B

C

D

E

F

22,0

5.7

9.1

5.1

4.6

11.5


bằng thép có trọng lượng thể tích bi đạn γ = 4.6 T/m3

Chọn bi thép tròn có hệ số lấp đầy ϕ = 0.25 ∈ [ 0.25;0.33]


Tính toán các thông số kỹ thuật cơ bản của máy nghiền bi
Các công thức tính dưới được trích dẫn từ TÀI LIỆU THAM KHẢO :
Bộ môn Vật liệu xây dựng, Tập bài giảng Máy và TBSX VLXD 2001



Số vòng quay tới hạn ( nth ) của máy nghiền bi :

Sơ đồ tính số vòng quay tới hạn
nth =

30
R

=

30
= 17.77 (vòng/phút)
2.85

Với R : bán kính trong của máy R = D/2 = 5.7/2 = 2.85 (m)
(Đường kính D của máy nghiền là giá trị B=5.7m trong Cataloge)



Số vòng quay hợp lý (nhl) của máy nghiền bi :

Số vòng quay hợp lý là số vòng quay nào đó để cho bi đạn có chiều cao
rơi là lớn nhất.
cos ϕ
cos(54 0 40' )
= 42.4
D
D
22.7
32 22.7
=
nhl =
=
2.85 = 13.45 (vòng/phút)
D
R

n hl = 42.4

Số vòng quay hợp lý của máy cũng có thể xác định theo công thức thực
nghiệm
n hl = (0.72 ÷0.81) nth


Ta có

nth = 17.77 (vòng/phút)
Lấy nhl = 0.73nth = 0.73 x 17.77 ≈ 13 (vòng/ phút)


Kết quả kiểm tra này hợp lý với số liệu cho trong cataloge máy
(Tốc độc quay của máy là 12.9 vòng/ phút)
 Hệ số đổ đầy bi đạn :
Hệ số đổ đầy bi đạn là tỷ số giữa trọng lượng bi đạn trong máy khi máy làm
việc, so với trọng lượng bi đạn đổ đầy toàn máy.

ϕ=

G
G
= 2
Vµγ πR Lµγ

Trong đó :
G – Trọng lượng bi đạn trong máy khi làm việc [ T ]
V – Thể tích hữu ích của máy nghiền bi

[ m3]

R – Bán kính trong của máy nghiền bi

[m]

L – Chiều dài hữu ích của máy ngiền bi

[m]

µ - Hệ số rỗng của bi đạn
Bi cầu thép µ = 0.585
γ - Trọng lượng riêng thể tích của bi đạn

[T/m3 ]
Ta sử dụng loại bi tròn có hệ số lắp đầy ϕ = (0.25 – 0.33)
ta chọn ϕ = 0.25
 Trọng lượng bi đạn nạp vào máy :
G = πR 2 Lµγ ϕ
Ta có : R = 2.85 m
L = 11.5 m ( Giá trị F trong Cataloge)

µ = 0.585 , γ = 4.6 [ T/m3]
ϕ = 0.25
Suy ra : G = π x 2.852 x 11.5 x 0.585 x 4.6 x 0.25
= 197.32 [ T ]
Vậy trọng lượng bi đạn thép nạp vào máy là 197.32T


 Trọng lượng vật liệu nạp vào máy :
Đối với bi đạn thép, khi nghiền khô :
GVL = (0.1 ÷ 0.2) Gbd
Chọn GVL = 0.1 x Gbd = 0.1 x 197.32 = 19.732 [ T ]
Vậy lượng vật liệu nạp vào là 19.732 T
 Tổng trọng lượng bi đạn và vật liệu nạp vào máy là

∑G = G

bd

+ Gvl = 197.32 + 19.732 = 217.052 [ T ] < [G]max

Với [G]max = 230 T (Số liệu kỹ thuật cung cấp trong Cataloge)


 Xác định kích thước bi đạn :
Để tăng hiệu quả đập nghiền, cần phải xác định hình dạng và
kích thước bi đạn. Kích thước bi đạn bé quá, khả năng đập nghiền kém. Nếu
kích thước bi đạn lớn (>100 mm) dễ làm hỏng tấm lót.
Xác định kích thước bi đạn theo công thức sau :
Dbd = 28 3 D

[ mm ]

Trong đó :
D – kích thước cục vật liệu lớn nhất nạp vào máy [mm]
D = 25 mm ⇒ Dbd = 28 3 25 = 81.87 mm

 Tính năng suất máy nghiền bi :
Năng suất của máy nghiền bi phụ thuộc rất nhiều vào các yếu tố: kích
thước và kết cấu máy nghiền bi, sơ đồ nghiền, phương pháp nạp liệu, trọng
lượng bi đạn và vật liệu nạp vào máy. Ngoài ra còn phụ thuộc vào độ ẩm, độ
rắn của vật liệu, kích thước vật liệu vào và ra khỏi máy.
Năng suất của máy nghiền bi thường tính theo công thức thực nghiệm :
Q = 6.45V D

(

G D

)

0.8

Q y qn


[ T/h ]


Trong đó :
- V : Thể tích máy [m3]
V = π R2L = π x 2.85 2 x 11.5 = 293.3 [ m3]
- G : Trọng lượng bi đạn

( G = 197.32 T )

- Qy : Năng suất riêng của máy nghiền [ KG/kwh ]
Đối với vật liệu nghiền là than: Qy
(Theo Nguyễn Hồng Ngân - Máy sản xuất vật liệu cấu kiện xây dựng )
Chọn Qy= 0.05 [ T/kwh ]
- D : Đường kính máy nghiền ( D = 5.7 m)
- qn : Hệ số đặc trưng cho độ mịn.
qn = 1.04 đối với lượng sót trên sàng N 0 0080 ≤ 11%
Q = 6.45 x 293.3 x 5.7 x

(

197.32 293.3

)

0.8

x0.05 x1.04 = 200.43


Năng suất tính toán thuộc phạm vi thiết kế [200 – 256]
Kết quả trên đươc chấp nhận

 CÔNG SUẤT CỦA MÁY NGHIỀN BI :
Năng lượng cần thiết mà máy nghiền bi tiêu hao dùng để :
- Nâng bi đạn
- Tạo cho bi đạn có động năng
- Khắc phục các lực cần thiết khác : lực ma sát, lực quán tính.


Công tiêu hao để nâng bi đạn :
Công cần thiết để nâng bi đạn lên chiều cao h sau 1 chu kỳ :
A1 = G.h

[ KG.m ]

Trong đó :
G : Trọng lượng bi đạn [ KG ] ( G = 197.32 T = 197320 KG)
h : Chiều cao nâng trung bình của toàn khối bi đạn [ m ]
Theo thực nghiệm h = 1.13 R
R : Bán kính trong của máy nghiền bi ( R = 2.85 m )
Suy ra :
A1 = 1.13 GR = 1.13 x 197320 x 2.85 = 635.47 [ KG.m ]

Công tiêu hao để tạo cho bi đạn có động năng :
Áp dụng công thức :
A2 = 0.1769GR
= 0.1769 x 197320 x 2.85
= 99481.84


[ KG.m ]

Tổng công tiêu hao cho bi đạn :
A = A1+A2 = 1.13GR + 0.1769GR = 1.3069 GR
= 1.3069 x 19320 x 2.85 = 734951 [ KG.m ]
Sau n = 13 vòng trong 1 phút, tổng công để nâng bi đạn và tạo cho bi đạn có
động năng là :
Ain = A.i.n = 734951x 1.795 x 13 = 17150081.59[ KG.m]

Công suất tiêu hao :
N = 0.0118 G R

[ HP ]

= 0.0118 x 197320 x
= 3930.75 [ HP ]

2.85


Công suất tiêu hao để khắc phục các sức cản khác đặc trưng bằng các hệ số
η1 và η 2 :

η1 : Hệ số tác dụng hữu ích của máy, phụ thuộc vào cấu tạo và sự
động của máy . Thường η1 = 0.9 ÷ 0.95

chuyển

η 2 : Hệ số nâng cao công suất của động cơ, chú ý đến moment mở
Thường η 2 = 0.85 ÷ 0.95


máy.

Công suất của động cơ :

Nđc =

N
3930.75
=
η1η2 0.9 x 0.85

= 5138.235[ HP]

Với 1 HP = 746 W
Vậy Nđc = 5138.235 x 746 = 3833 [ kW ]
Theo Cataloge, công suất của động cơ là 3960 kW .
Kết quả tính toán trên sai lệch 3.2% so với số liệu trong Cataloge.
Sai số này rất bé nên kết quả kiểm tra có thể chấp nhận được.


CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG
TRONG DÂY CHUYỀN
CÔNG NGHỆ

BĂNG TẢI CAO SU
1,3 Trống quay
2. Băng cao su



4. Hệ con lăn đỡ băng tải khi có tải
5,6Hệ con lăn đỡ băng tải khi không tải
7. khung thép đỡ băng tải
8 Phểu tháo liệu
9.Căng băng bằng dây kéo
10.Căng băng bằng đối trọng
11.Căng băng bằng vít

HỆ THỐNG VÍT TẢI:
A: Hệ thống vít (dạng lò xo xoắn đinh ốc)
B: Chỗ gá lắp, nối
C: Giá treo, đỡ
D : Phần đáy máng
E : Máng, vỏ bao phủ bên ngòai
F : Vành đỡ
H : Chân đỡ
G: Chân và ống tháo liệu