Cải tiến kết hợp định lượng và vận chuyển xi măng bằng khí đẩy từ quạt root

Kỹ thuật vận chuyển và xuất xi măng xá cho hệ thống xà lan, để vận tải thủy, luôn phải giải quyết các bài toán về năng lượng vận chuyển và thất thoát xi măng bột. Tùy từng địa hình và điều kiện đầu tư, phương án có thể khác nhau. Bài viết này xin giới thiệu giải pháp tích hợp chức năng của Công ty FA Việt Nam.
Tài liệu này nhằm giới thiệu tới độc giả giải pháp thực hiện trong việc thiết kế và tích hợp chức năng định lượng cho xi măng xá theo từng mẻ. Dùng để cấp cho các phương tiện vận tải đường thủy, trong đó xi măng sẽ được vận chuyển trong ống bằng bơm vít và khí nén tại nhà máy xi măng.

Thông thường, do nhà máy xi măng đã có sẳn bơm trục vít, nên thiết kế hệ thống định lượng này sẽ bao gồm 3 chức năng chính độc lập với nhau, đó là: 

- Weighing: Cân chính xác cho lượng xi măng cấp cho mẻ theo yêu cầu.
- Transferring: Vận chuyển hết sạch lượng xi măng của từng mẻ đã cân tới phương tiện chứa.
- Verification: Kiểm tra để đánh giá độ tin cậy của hệ thống định kỳ hay khi cần thiết.

Với cách thiết kế kiểu module để dể vận hành như trên giúp cho công tác thiết kế - lắp đặt hệ thống bơm và các ống dẩn xi măng sẽ trở nên đơn giản. Thiết kế module này có thể điều chỉnh các cao độ đi ống hay có số co quẹo cho ống phù hợp và bảo đảm với công suất bơm có sẳn, bơm có thể đẩy sạch xi măng trong ống cho từng mẻ cân.

Hình 1 – Sơ đồ hệ thống định lượng và xuất xi măng bằng khí đẩy.

Bơm sẽ đặt trên nền móng đặt cạnh silo ngay bên dưới 1 phễu trung gian. Phểu này cần có sức chứa lớn hơn thể tích của phểu cấp trên bơm nhiều lần. Nhờ công suất của máng trượt lớn nên khi hoạt động định lượng và vận chuyển đồng thời thì phểu trung gian sẽ luôn có nhiều liệu để giúp cho bơm xi măng không phải chạy non tải hay không tải. Tại phểu trung gian sẽ được trang bị 3 sensor báo mức. Ống xả thì có Flow Switch (FS) đi kèm.

"Click vào để xem ảnh gốc có chất lượng tốt hơn"

Bảng 1 – Bảng trạng thái của 3 chức năng

Chú ý:

- LSHH → Mức cao nhất, báo phểu đã dầy, có thể tràn nếu tiếp tục cấp xi măng thêm;
- LSH → Mức thứ 2 cách mức LSHH 1 khoản bảo đảm liệu trong phễu trung gian luôn đủ cho bơm;
- LSL → Lắp ở mức thấp nhất của phểu trung gian → Bảo đảm hết xi măng của mẻ;
- FS → Lắp gần ống xuống xà lan hay gần ống xuống xe để calib → Báo cho hệ thống biết là bơm vít chuyển hết xi măng sau khi PV = SP;
- SP → Setpoint là giá trị TVH sẽ cài đặt trên HMI của hệ thống khi cấp xi măng;
- PV → Process value là giá trị lượng xi măng thật đã chuyển được xuống xà lan hay xe tải khi cần thực hiện verification được Maxxflow gửi về PLC tính toán và hiển thị lại trên HMI.

Với sự phối hợp như vậy, hệ thống Maxxflow sẽ bảo đảm cho quá trình làm 1 mẻ luôn giữ đúng trạng thái. Đó là: Khi bắt đầu làm 1 mẻ mới thì trạng thái của hệ thống tính từ sau máng trượt cho đến xà lan hay cổng Droptest luôn là trống (sạch). Và sau khi kết thúc việc cấp xi măng theo Setpoint cho 1 mẻ. Hệ thống cũng trở về trạng thái trống (sạch).

Tổng quan nơi cấp xi măng

"Click vào để xem ảnh gốc có chất lượng tốt hơn"

Chú ý: Xi măng sẽ chảy ra khỏi Bin chứa bằng đường ống DN200 → qua 1 van tay → Qua 1 van đóng mở bằng khí nén → rớt vào máng trượt → khí sục từ quạt bên dưới sẽ thổi vào máng trượt → xi măng di chuyển theo gốc nghiêng của máng trượt và khí sẽ trợ lực để giúp xi măng chảy ra ngoài và cấp cho hệ telescopic bên ngoài SILO….

Weighing (Cân - Định lượng)

"Click vào để xem ảnh gốc có chất lượng tốt hơn"

Phần tử để thực hiện chức năng cân hay định lượng là Maxxflow DN200 (Made in Germany), mặt cắt bên trong như hình bên dưới:

- Do lưu lượng chảy ra của dòng xi măng luôn thay đổi từ Bin chứa cho tới điểm đổ Telescopic. Nó ít khi đạt trạng thái là đều hay đầy ống, Maxxflow sẽ thực hiện cân bằng thuật toán như sau:

Q (kg/giây) = K (kg/m3) x V (m/giây) x A (m2)

- Việc đo K(kg/m3) tỷ trọng (On-line) của vật liệu bằng kỷ thuật vi xử lý hiện đại. Phối hợp giữa điện trường kích thích phân bố đều bên trong thể tích của buồng đo của sensor có điện tích lớn.

- Với giá trị V(m/giây) thì nếu vị trí lấp Maxxflow có đủ khoản cho hạt bay tự do, thì Vận tốc của dòng liệu này sẽ là hằng số và sẽ tính được theo công thức sau:

"Click vào để xem ảnh gốc có chất lượng tốt hơn"

- Trường hợp do điều kiện lắp đặt không có đủ khoảng bột bay, Maxxflow sẽ có chức năng đo vận tốc tức thời (On-line) bằng 2 vòng cảm ứng đặt cách nhau khoảng cố định là 9mm (Như hình vẽ cấu tạo Sensor). Từ trường đều bên trong lòng Sensor giúp cho từng phần tử xi măng được kích thích và dòng liệu sẽ mang năng lượng kích thích đi ngang vùng có đặt 2 vòng sensor dùng để đo tốc độ dòng chảy. Cùng 1 mức biên độ và tần số xuất hiện ở vòng 1 và 2 sẽ giúp cho controller tính ra thời gian của dòng liệu di chuyển.

- Bên dưới 2 vòng cảm ứng cho đo tốc độ, Maxxflow còn được trang bị 1 vòng cảm ứng đo tỷ trọng K(kg/m3) của vật liệu. Ở đây sẽ tồn tại 1 điện trường xoay chiều với tần số cao.Khi dòng liệu đi ngang nó sẽ làm sái dạng điện trường đều này, độ sái dạng ghi nhận sẽ tỷ lệ với tỷ trọng tức thời với (kg/m3) của dòng liệu.

- Do kết cấu cơ khí hình trụ của buồng đo - nên diện tích A (m2) được xác định dễ dàng.

Calibrating (Hiệu chuẩn)

“B1”: TVH vặn van tay để đậy bịt kín bên dưới của Maxxflow, để giử liệu trong buồng Sensor.
“B2”: TVH mở nắp đổ mẩu - và đổ đầy mẩu biết trước tỷ trọng của nó (1) vào sensor.
“B3”: Cho Maxxflow đọc tỷ trọng này (2)
“B4”: Tính tỷ số (1)/(2) ra được hệ số Calib tương ứng mẩu cần đo.
“B5”: Nhập hệ số tính được này vào Calib Factor của Maxxflow.
“B6”: Mở van chặn đáy cho Maxxflow dẩn thông trở lại.
“B7”: Thực hiện drop-test để đánh giá hay tinh chỉnh lần cuối cho toàn hệ thống

Maxxflow đã sẳn sàng phục vụ cho loại sản phẩm mới sắp vận hành ngang qua.

Chú ý:

Do chức năng cân   Q (kg/giây) = K (kg/m3) x V (m/giây) x A (m2)

Do đã được tách thành 1 chức năng độc lập trong hệ điều hành của hệ thống, nên đón nhận kết quả cân sẽ là phễu trung gian. Phễu sẽ được thiết kế có thể tích chứa đủ lớn hơn nhiều lần so với sức chứa của phễu trên bơm vít. Vì vậy WEIGHING sẽ chỉ bị chi phối trạng thái chứa của phểu trung gian mà thôi. Tại đây hệ thống sẽ được sẽ trang bị 3 sensor LSHH - LSH - LSL. Khi LSHH và LSH = logic (0) Hệ thống thực hiện Refill ngay cho đến khi PV = SP thì dừng lại - mẻ cân đã hoàn thành sự định lượng kiểm soát sản phẩm cấp cho đơn hàng

- Khi Hệ thống làm việc, ngay sau khi start Weighing 1 thời gian liệu điền đầy phểu trên bơm và làm LSL = (1) lúc này bơm xi măng mới được kích hoạt.

- Bơm xi măng chỉ dừng khi (PV = SP) và LSL = (0) và tín hiệu FS ở ống xuống xà lan = (0).

Qua trình trên là 1 lượng xi măng đúng bằng yêu cầu xuất cho xà lan vừa được thực hiện xong.

Verification (Hiệu chỉnh)

"Click vào để xem ảnh gốc có chất lượng tốt hơn"

• Trên đường ống ra xà lan, trích lập 1 nhánh thuận tiện cho việc đổ liệu lên xe tải để thực hiện cân kiểm (Cũng có trang bị sensor FS) - Như vậy hệ thống đã có điều kiện Weighing = Const và điều kiện Verify = Const là hoàn toàn hoạt động định lượng như nhau.

• Định kỳ hằng tháng nhà máy sẽ tiến hành định lượng vào xe tải, và cân lại qua cầu cân ô tô (Phương tiện làm chuẩn phải được kiểm định và còn hiệu lực). Để tinh chỉnh cho Calib Factor hay các Offset trong HĐH của Maxxflow hoặc application program của PLC hoặc HMI nhằm bảo đãm tính chính xác cao nhất theo mong muốn khi giao nhận hàng hóa.

Một số hình ảnh minh họa vận chuyển xi măng trong ống:

"Click vào để xem ảnh gốc có chất lượng tốt hơn"

"Click vào để xem ảnh gốc có chất lượng tốt hơn"

Hy vọng giải pháp này giúp ích được phần nào các nhà sản xuất đang lựa chọn phương án xuất xi măng cho hệ thống xà lan đường thủy.

LINK 1 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK 2 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK 3 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK 4 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

Chúc các bạn thành công!

NGUỒN: (ximang.vn - Tài liệu do FA Vietnam cung cấp)

Kỹ thuật vận chuyển và xuất xi măng xá cho hệ thống xà lan, để vận tải thủy, luôn phải giải quyết các bài toán về năng lượng vận chuyển và thất thoát xi măng bột. Tùy từng địa hình và điều kiện đầu tư, phương án có thể khác nhau. Bài viết này xin giới thiệu giải pháp tích hợp chức năng của Công ty FA Việt Nam.
Tài liệu này nhằm giới thiệu tới độc giả giải pháp thực hiện trong việc thiết kế và tích hợp chức năng định lượng cho xi măng xá theo từng mẻ. Dùng để cấp cho các phương tiện vận tải đường thủy, trong đó xi măng sẽ được vận chuyển trong ống bằng bơm vít và khí nén tại nhà máy xi măng.

Thông thường, do nhà máy xi măng đã có sẳn bơm trục vít, nên thiết kế hệ thống định lượng này sẽ bao gồm 3 chức năng chính độc lập với nhau, đó là: 

- Weighing: Cân chính xác cho lượng xi măng cấp cho mẻ theo yêu cầu.
- Transferring: Vận chuyển hết sạch lượng xi măng của từng mẻ đã cân tới phương tiện chứa.
- Verification: Kiểm tra để đánh giá độ tin cậy của hệ thống định kỳ hay khi cần thiết.

Với cách thiết kế kiểu module để dể vận hành như trên giúp cho công tác thiết kế - lắp đặt hệ thống bơm và các ống dẩn xi măng sẽ trở nên đơn giản. Thiết kế module này có thể điều chỉnh các cao độ đi ống hay có số co quẹo cho ống phù hợp và bảo đảm với công suất bơm có sẳn, bơm có thể đẩy sạch xi măng trong ống cho từng mẻ cân.

Hình 1 – Sơ đồ hệ thống định lượng và xuất xi măng bằng khí đẩy.

Bơm sẽ đặt trên nền móng đặt cạnh silo ngay bên dưới 1 phễu trung gian. Phểu này cần có sức chứa lớn hơn thể tích của phểu cấp trên bơm nhiều lần. Nhờ công suất của máng trượt lớn nên khi hoạt động định lượng và vận chuyển đồng thời thì phểu trung gian sẽ luôn có nhiều liệu để giúp cho bơm xi măng không phải chạy non tải hay không tải. Tại phểu trung gian sẽ được trang bị 3 sensor báo mức. Ống xả thì có Flow Switch (FS) đi kèm.

"Click vào để xem ảnh gốc có chất lượng tốt hơn"

Bảng 1 – Bảng trạng thái của 3 chức năng

Chú ý:

- LSHH → Mức cao nhất, báo phểu đã dầy, có thể tràn nếu tiếp tục cấp xi măng thêm;
- LSH → Mức thứ 2 cách mức LSHH 1 khoản bảo đảm liệu trong phễu trung gian luôn đủ cho bơm;
- LSL → Lắp ở mức thấp nhất của phểu trung gian → Bảo đảm hết xi măng của mẻ;
- FS → Lắp gần ống xuống xà lan hay gần ống xuống xe để calib → Báo cho hệ thống biết là bơm vít chuyển hết xi măng sau khi PV = SP;
- SP → Setpoint là giá trị TVH sẽ cài đặt trên HMI của hệ thống khi cấp xi măng;
- PV → Process value là giá trị lượng xi măng thật đã chuyển được xuống xà lan hay xe tải khi cần thực hiện verification được Maxxflow gửi về PLC tính toán và hiển thị lại trên HMI.

Với sự phối hợp như vậy, hệ thống Maxxflow sẽ bảo đảm cho quá trình làm 1 mẻ luôn giữ đúng trạng thái. Đó là: Khi bắt đầu làm 1 mẻ mới thì trạng thái của hệ thống tính từ sau máng trượt cho đến xà lan hay cổng Droptest luôn là trống (sạch). Và sau khi kết thúc việc cấp xi măng theo Setpoint cho 1 mẻ. Hệ thống cũng trở về trạng thái trống (sạch).

Tổng quan nơi cấp xi măng

"Click vào để xem ảnh gốc có chất lượng tốt hơn"

Chú ý: Xi măng sẽ chảy ra khỏi Bin chứa bằng đường ống DN200 → qua 1 van tay → Qua 1 van đóng mở bằng khí nén → rớt vào máng trượt → khí sục từ quạt bên dưới sẽ thổi vào máng trượt → xi măng di chuyển theo gốc nghiêng của máng trượt và khí sẽ trợ lực để giúp xi măng chảy ra ngoài và cấp cho hệ telescopic bên ngoài SILO….

Weighing (Cân - Định lượng)

"Click vào để xem ảnh gốc có chất lượng tốt hơn"

Phần tử để thực hiện chức năng cân hay định lượng là Maxxflow DN200 (Made in Germany), mặt cắt bên trong như hình bên dưới:

- Do lưu lượng chảy ra của dòng xi măng luôn thay đổi từ Bin chứa cho tới điểm đổ Telescopic. Nó ít khi đạt trạng thái là đều hay đầy ống, Maxxflow sẽ thực hiện cân bằng thuật toán như sau:

Q (kg/giây) = K (kg/m3) x V (m/giây) x A (m2)

- Việc đo K(kg/m3) tỷ trọng (On-line) của vật liệu bằng kỷ thuật vi xử lý hiện đại. Phối hợp giữa điện trường kích thích phân bố đều bên trong thể tích của buồng đo của sensor có điện tích lớn.

- Với giá trị V(m/giây) thì nếu vị trí lấp Maxxflow có đủ khoản cho hạt bay tự do, thì Vận tốc của dòng liệu này sẽ là hằng số và sẽ tính được theo công thức sau:

"Click vào để xem ảnh gốc có chất lượng tốt hơn"

- Trường hợp do điều kiện lắp đặt không có đủ khoảng bột bay, Maxxflow sẽ có chức năng đo vận tốc tức thời (On-line) bằng 2 vòng cảm ứng đặt cách nhau khoảng cố định là 9mm (Như hình vẽ cấu tạo Sensor). Từ trường đều bên trong lòng Sensor giúp cho từng phần tử xi măng được kích thích và dòng liệu sẽ mang năng lượng kích thích đi ngang vùng có đặt 2 vòng sensor dùng để đo tốc độ dòng chảy. Cùng 1 mức biên độ và tần số xuất hiện ở vòng 1 và 2 sẽ giúp cho controller tính ra thời gian của dòng liệu di chuyển.

- Bên dưới 2 vòng cảm ứng cho đo tốc độ, Maxxflow còn được trang bị 1 vòng cảm ứng đo tỷ trọng K(kg/m3) của vật liệu. Ở đây sẽ tồn tại 1 điện trường xoay chiều với tần số cao.Khi dòng liệu đi ngang nó sẽ làm sái dạng điện trường đều này, độ sái dạng ghi nhận sẽ tỷ lệ với tỷ trọng tức thời với (kg/m3) của dòng liệu.

- Do kết cấu cơ khí hình trụ của buồng đo - nên diện tích A (m2) được xác định dễ dàng.

Calibrating (Hiệu chuẩn)

“B1”: TVH vặn van tay để đậy bịt kín bên dưới của Maxxflow, để giử liệu trong buồng Sensor.
“B2”: TVH mở nắp đổ mẩu - và đổ đầy mẩu biết trước tỷ trọng của nó (1) vào sensor.
“B3”: Cho Maxxflow đọc tỷ trọng này (2)
“B4”: Tính tỷ số (1)/(2) ra được hệ số Calib tương ứng mẩu cần đo.
“B5”: Nhập hệ số tính được này vào Calib Factor của Maxxflow.
“B6”: Mở van chặn đáy cho Maxxflow dẩn thông trở lại.
“B7”: Thực hiện drop-test để đánh giá hay tinh chỉnh lần cuối cho toàn hệ thống

Maxxflow đã sẳn sàng phục vụ cho loại sản phẩm mới sắp vận hành ngang qua.

Chú ý:

Do chức năng cân   Q (kg/giây) = K (kg/m3) x V (m/giây) x A (m2)

Do đã được tách thành 1 chức năng độc lập trong hệ điều hành của hệ thống, nên đón nhận kết quả cân sẽ là phễu trung gian. Phễu sẽ được thiết kế có thể tích chứa đủ lớn hơn nhiều lần so với sức chứa của phễu trên bơm vít. Vì vậy WEIGHING sẽ chỉ bị chi phối trạng thái chứa của phểu trung gian mà thôi. Tại đây hệ thống sẽ được sẽ trang bị 3 sensor LSHH - LSH - LSL. Khi LSHH và LSH = logic (0) Hệ thống thực hiện Refill ngay cho đến khi PV = SP thì dừng lại - mẻ cân đã hoàn thành sự định lượng kiểm soát sản phẩm cấp cho đơn hàng

- Khi Hệ thống làm việc, ngay sau khi start Weighing 1 thời gian liệu điền đầy phểu trên bơm và làm LSL = (1) lúc này bơm xi măng mới được kích hoạt.

- Bơm xi măng chỉ dừng khi (PV = SP) và LSL = (0) và tín hiệu FS ở ống xuống xà lan = (0).

Qua trình trên là 1 lượng xi măng đúng bằng yêu cầu xuất cho xà lan vừa được thực hiện xong.

Verification (Hiệu chỉnh)

"Click vào để xem ảnh gốc có chất lượng tốt hơn"

• Trên đường ống ra xà lan, trích lập 1 nhánh thuận tiện cho việc đổ liệu lên xe tải để thực hiện cân kiểm (Cũng có trang bị sensor FS) - Như vậy hệ thống đã có điều kiện Weighing = Const và điều kiện Verify = Const là hoàn toàn hoạt động định lượng như nhau.

• Định kỳ hằng tháng nhà máy sẽ tiến hành định lượng vào xe tải, và cân lại qua cầu cân ô tô (Phương tiện làm chuẩn phải được kiểm định và còn hiệu lực). Để tinh chỉnh cho Calib Factor hay các Offset trong HĐH của Maxxflow hoặc application program của PLC hoặc HMI nhằm bảo đãm tính chính xác cao nhất theo mong muốn khi giao nhận hàng hóa.

Một số hình ảnh minh họa vận chuyển xi măng trong ống:

"Click vào để xem ảnh gốc có chất lượng tốt hơn"

"Click vào để xem ảnh gốc có chất lượng tốt hơn"

Hy vọng giải pháp này giúp ích được phần nào các nhà sản xuất đang lựa chọn phương án xuất xi măng cho hệ thống xà lan đường thủy.

LINK 1 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK 2 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK 3 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK 4 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

Chúc các bạn thành công!

NGUỒN: (ximang.vn - Tài liệu do FA Vietnam cung cấp)

Chuyên mục: F. Bài viết kỹ thuật F. Bài viết về Công nghệ xi măng (Cement Technology)