Thông tin chuyên ngành Xi măng Việt Nam

Công nghệ sản xuất

Các loại vòi đốt tiên tiến nhất và những quan điểm thiết kế vòi đốt tối ưu mới (P5)

(06/02/2018 4:17:14 PM) (ximang.vn) Bài viết này xin được lược dịch và trình bày tổng hợp những thông tin quan trọng, cần thiết để hỗ trợ các kỹ sư lò và các nhà quản ly sàn xuất các nhà máy xi măng có thể lựa chọn được các vòi đốt phù hợp với nhu cấu hiện tại và tương lai cũng như để hỗ trợ các công ty sử dụng vội đốt đưa ra được những yêu cầu thỏa đáng vế cung cấp sàn phẩm đối với các nhà sản xuất phụ tùng gốc (OEM) va xem xét, đánh gia kỹ lưỡng hơn một số đặc tính vòi đốt mà thường bị bỏ qua trong quá trình sẩn xuất. 

>> Các loại vòi đốt tiên tiến nhất và những quan điểm thiết kế vòi đốt tối ưu mới (P4)

>> Các loại vòi đốt tiên tiến nhất và những quan điểm thiết kế vòi đốt tối ưu mới (P3)

>> Các loại vòi đốt tiên tiến nhất và những quan điểm thiết kế vòi đốt tối ưu mới (P2)

>> Các loại vòi đốt tiên tiến nhất và những quan điểm thiết kế vòi đốt tối ưu mới (P1)

1. Cỡ hạt (phân phối): Việc đạt được độ phân phối cỡ hạt chuẩn xác nói thì dễ dàng hơn là làm, đặc biệt khi các nhà cung cấp AF có lợi thế hơn. Tuy nhiên, thậm chí với than và than cốc, một số vấn đề như sự hình thành vòm a-nô tái diễn có thể giải quyết được bằng các độ mịn than khác nhau, vì than thô hơn có thề làm chậm lại quá trình đốt cháỵ.

2. Nhiệt độ gió hai là rất quan trọng đối với chất lượng và hình dạng ngọn lửa, cũng như tổng hiệu suất của lò.

3. Vị trí vòi đốt bên trong lò: Đây là một thông số quan trọng mà chưa được sử dụng hết mức. Nó thiết lập khởi động vùng làm mát nhưng cũng gây ảnh hưởng tới đặc tính dòng AF xung quanh vòi đốt và do vậy tới hình dạng ngọn lửa và gây tác động tới vật liệu chịu lửa của lò.

4. Tầm quan trọng thực sự của kênh gió ở tâm/ làm mát/ hồi lưu là gì? Người ta cho là sẽ phải tạo ra một vùng hồi lưu bên trong (IRZ), giả thiết rằng một vùng hồi lưu bên trong được thiết kế đúng theo mục đích và không phải khắc phục sau này. Trong thực tế, cáp vùng hồi lưu bên trong này là phần dễ vỡ nhất của đầu vòi đốt, chúng đôi khí bị bít lại hoặc bị đốt cháy và các nhân viên vận hành thường không nhìn thấy bất kỳ sự thay đổi nào. Người ta cho rằng làm nguội là giải pháp duy nhất. Giải pháp này không phải lúc nào cũng được nghĩ tới vì các thiết kế trước đó tập trung nhiều hơn vào việc cung cấp đủ gió tại chân ngọn lửa. Kinh nghiệm và CFD cho thấy rằng sự hữu ích của gió ở tâm không thể chứng minh được.

5. Phun than: các vòi phun, hình dạng, và các góc. Tất nhiên, than không phẩí là ‘chủ đề’ nhưng hầu hết các vòi đốt trên thế giới vẫn vận hành từ 20 - 100% than hoặc than cốc. Còn than được phun vào ra sao từ vòi đốt không phải là một thông số quan trọng được chỉ ra trong tài liệu của các OEM. Khi bạn đang cố gắng gây ảnh hưởng tới việc phối trộn 5 tấn than/giờ với 80.000Nm3 SA/giờ mà chỉ sử dụng 8000Nm3 PA/giờ, thì khi đó thiết kế vòi phun than mới là quan trọng. Lực va đập là quan trọng và cần được xem xét kỹ càng hơn. Vòi phun có thẳng, được tạo góc hướng tới trục vòi đốt (hội tụ) hoặc tới tiết diện bề mặt phân kỳ, có thể điều chỉnh được không? Hình dạng và số lượng các thanh giằng ra sao? Lực tác động có thể là rất lớn.

6. Vấn đề than đá, một vấn đề thường gặp phải là sự phân phối than không đều tại đầu vòi đốt, mà thường là do góc phun than đầu vào dẫn tới vòi đốt không phù hợp hoặc vận tốc quá cao. Cũng có thề là do kênh than quá hẹp. Trong hầu hết các trường hợp, 20mm là mức an toàn tối thiểu.
 

Khi một vòi đốt được lựa chọn, cần lưu ý:

a. Sử dụng một bút trỏ tia laze và một mục tiêu để định vị lại vị trí vòi đốt một cách chính xác nơi mà nó đã được định vị trước khi tháo ra trong quá trình bảo trì bảo dưỡng. Bút trỏ tia laze được lắp vào một trong số các đường ống của vòi đốt và chiếu vào một số mét mục tiêu dọc xuống lò. Bút trỏ tia laze có thể chiếu tới bề mặt trên sàn vòi đốt.

b. Khi tiến độ đổ bê tông đường ống ngoài của vòi đốt lò đạt đượẹ do không gặp phải nhiều sự cố và chỉ tiêu độ bền trong năm đạt được, cho dù thực tế các mức AF cao hơn dẫn đến các mức ăn mòn hóa học cao hơn. Tuy nhiên, việc lắp các ngẫu nhiệt vào giữa đường ống thép ngoài của vòi đốt và lớp bê tông trong khi đổ sẽ phát ra cảnh báo cho người vận hành trong trường hợp bê tông bị hỏng để quyết định xem vòi đốt có nên kéo ra khỏi lò ngay không.

c. Đã có những cố gắng trước đây để nâng cao tuổi thọ bê tông bằng cách sử dụng gạch chịu lửa đặc biệt, các neo thép đặc biệt và các phương pháp lẳp đặt đặc biệt. Đây là chủ đề đặc biệt được quan tâm khoảng cách đây 12 năm với việc sử dụng gạch gốm sứ nung giữa các gân tăng cứng được hàn lên đường ống bên ngoài.

d. Xử lý hiện tượng ‘sừng tê giác’. Một số lò nung và máy làm nguội sẽ tạo ra tích tụ lớn trên đỉnh vòi đổt. Hai giải pháp thông thường là sử dụng đồ bê tông tạo hình bằng giọt hoặc sử dụng súng bắn khí. Giải pháp súng bắn khí là khó để có được thiết kế phù hợp: Quá gần đầu vòi đốt sẽ chỉ có thể xử lý một phần liệu tích tụ. Quá xa sẽ bị mất đi sức mạnh thổi. Bê tông đổ thêm dạng giọt chảy ngược có thể có tác dụng nhưng lại làm tăng thêm đáng kể trọng lượng.

e. Vấn đề tự động điều chỉnh của vòi đốt là một vấn đề thường xuyên được đề cập đến. Nhưng đó có phải là giải pháp hữu hiệu không?

Về vấn đề này, trước đây đã từng có một công ty camera ghi hình ảnh nhiệt khẳng định rằng có thể dự đoán trực tuyến lượng vôi tự do hoặc lượng phát thầi NOx, chỉ bằng cách đánh giá và phân tích ngọn lửa. Các camera ghi hình ảnh sẽ gửi tín hiệu tới vòi đốt để tự động điều chỉnh các dòng PA khác nhau nhằm tối ưu hóa ngọn lửa. Các dữ liệu lò khác cũng đã được sử dụng bao gồm cả tốc độ quay, các mức O2 và nhiệt độ vỏ lò. 

Giải pháp tự động điều chỉnh các thông sổ đặt cho vòi đốt chính dựa trên một loạt các phép đo với các mạch vòng điều khiển tinh vi đã được thử nghiệm nhưng trong thực tể lại rất không thành công và không phải là giải pháp được các OEM chào mời hiện nay.

Điều khiển thiết lập thông số vòi đốt từ xa là một vấn đề nữa mà có thể dễ dàng đạt được bằng cách đầu tư vào các bộ chấp hành phụ cho các van lưu lượng gió PA và điều chỉnh góc các vòi phun (nếu có thể áp dụng) và các bộ truyền phát cho tín hiệu hồi tiếp. Đây cũng là một vấn đề mang tính học thuyết, tùy thuộc vào nhà máy.

IV. Kết luận
Như trình bày ở trên, vòi đốt chính của lò trong một nhà máy xi măng là một thiết bị quan trọng cần được đặc biệt quan tâm. Mặc dù về lý thuyết, ta có thể thiết kế một vòi đốt lò quay mà hoàn toàn có thề đạt được 100% AF với độ linh hoạt phối trộn nhiên liệu lớn; Loại bỏ đáng kề hiện tượng sừng tê giác; Tự động điều chỉnh ngọn lửa liên quan tới các điều kiện công nghệ của lò; Đo được đầy đủ các dòng lưu lượng, áp suất, nhiệt độ, các vị trí; Vận hành tốt trong bất kỳ điều kiện mang tải nào. Tuy nhiên, trong thực tế lại có rất nhiều ý tưởng khác nhau và thiết kế vòi đốt vẫn không ngừng được các OEM cải tiến nhằm đáp ứng các vấn đề về môi trường, chất lượng, tài chính... Việc để có được một thiết kế vòi đốt ‘hoàn hảo’ phù hợp với các điều kiện lò của nha máy càng trở nên quan trọng hơn bao giờ hết. Chính vì vậy, ngày nay, tất cả các vòi đốt của các OEM lớn đều đạt chất lượng cao.

Các nhà sản xuất vòi đốt mà có các chi tiết chuyển động có thể khẳng định rằng vòi đốt của họ có thể đáp ứng được tất cả cầc điều kiện, các tình huống trong khi các vòi đốt có các chi tiết cố định sẽ mất nhiều thời gian hơn để nghiên cứu các đặc điểm của mỗi ứng dụng. Loại thứ ba, có các đường ống và các kênh dẫn trượt, rõ ràng sẽ không được ưa chuộng vì các điều chỉnh này thường được chứng minh là khó thực hiện được trong các điều kiện bụi và nóng. Các chl tiết thường cố định ở vị trí và gây khó khăn cho việc tái tạo ra các hình dạng ngọn lửa. Hơn nữa, việc đưa hai dòng gió riêng và phối trộn chúng bên trong vòi đốt trước khi được phun vào như là một dòng riêng tạo ra các thất thoát về hiệu suất.

Cũng như với các sản phẩm khác, các xu hướng trên thị trường vòi đốt là theo chu kỳ và các đặc điểm vòi đốt được vay mượn từ vòi đốt khác. Ví dụ, kênh vòi đốt của KHD được áp dụng rộng rãi. Bố trí của vòi đốt ROTAFLAM của Pillard trước tiên bị phá vỡ với cách bố trí thiết lập gió hướng trục - than - gió xoay và hiện các OEM ngày càng tự do hơn trong việc bố trí các kênh và các đường ống. Khái niệm MAS của Unitherm về một kênh PA đơn có thể điều chỉnh là tiền thân của các thiết kế khác. Quan điểm của FCT về ‘các chi tiết không chuyển động’ được chia sẻ bởi các OEM khác như Greco và Dynamis.

Tuy nhiên, cần chú ý tới những lợi ích thực sự từ bên ngoài. Tác động thực của hình dạng các tia phun PA (vuông, tròn, hình chữ nhật) tới hiệu suat phối trộn nhiên liệu/gió là gì? Một số lượng lớn càc tia phun hướng trục PA khác nhau ra sao, trong thực tế, so với một kênh mở? (Một số OEM đơn giản bổ sung thêm một tấm có đục lỗ để đưa ra ảo ảnh về các tia phun). Một số công nghệ kỹ thuật và các thiết bị mà sẽ phá vỡ hoặc mở rộng các dòng AF rắn vào ngọn lửa cũng cần được nghiên cưu kỹ. Khi không kiểm soát được, điều này có nghĩa là ta sẽ thả thêm nhiều RDF lên lớp clinker. Cụối cùng cần biết rằng, do cố gắng duy trì tất cả các lợi ích của các thiết kế trước đây, một số thiết kế đã ngày càng trở nên phức tạp hơn, tạo ra các vòi đốt lớn hơn nhưng hiệu quả hoạt động lại không tốt.

Hiện tại, trên thế giới đang nổi lên các quan điểm mới hơn liên quan tới vòi đốt lò. Nếu 100% than hoặc than cốc dự trữ không còn cần thiết nữa, thì tại sao không phun 10 - 30% qua một đường ống hơn là qua một kênh dẫn? ở Châu Âu, có rất nhiều loại AF rắn với các biến động lớn về chất lượng và số lượng, tại sao không thay đổi cấu hình các chi tiết bên trong vòi đốt để tối ưu tình trạng đã biết? Tại sao không phối trộn các dòng AF khác nhau với than trước khi đi vào vòi đốt? Tại sao không thiết kế một vòi đổt nhỏ hơn, linh hoạt hơn và phun một số AF rắn vào phía trên vòi đốt đó trong các đường ống riêng? Nếu AF có thể được nghiền rnịn vừa đủ, tại sao không phun nó vào qua các kênh dẫn mở? Tại sao không phân tách một số kênh dẫn? Cuối cùng là, tại sao không có một số cấu hình phụ của các chi tiết bên trong vòi đốt và thay thế chúng khi thị trường AF yêu cầu?

Đối với các thị trường như Mỹ và  Ai Cập việc lựa chọn giữa đốt than, than cốc và khí tự nhiên (do tính sẵn có hoặc do giá bán), tại sao không có hai vòi đốt được thiết kế tối ưu (mỗi vòi đốt cho mỗi lọại nhiên liệu), thay vì một vòi đốt hỗn hợp mà không được tối ưu hóa cho cả hai?

Nói tóm lại, các vòi đốt trong tương lai sẽ được tiếp tục phát triển do các ưu điểm về kỹ thuật lẫn tiếp thị tốt. Chúng sẽ có một vài thay đổi căn cứ vào những ‘nguyên tắc’ riêng của mỗi một công ty. Tuy nhiên, thiết kế linh hoạt vẫn là xu hướng chính và khó khăn đối với các nhà máy đó là các mục tiêu của họ có thể đạt được không và họ phải đưa ra được quyết định lựa chọn.
(Hết)
 
Quỳnh Trang (Theo TTKHKT Xi măng)

 

Share |

Các tin khác:

Các loại vòi đốt tiên tiến nhất và những quan điểm thiết kế vòi đốt tối ưu mới (P4) ()

Các loại vòi đốt tiên tiến nhất và những quan điểm thiết kế vòi đốt tối ưu mới (P3) ()

Các loại vòi đốt tiên tiến nhất và những quan điểm thiết kế vòi đốt tối ưu mới (P2) ()

Các loại vòi đốt tiên tiến nhất và những quan điểm thiết kế vòi đốt tối ưu mới (P1) ()

Ứng dụng công nghệ SNCR và SCR trong công nghiệp sản xuất xi măng (P2) ()

Đổi mới công nghệ sản xuất trong các nhà máy xi măng ()

Ứng dụng công nghệ SNCR và SCR trong công nghiệp sản xuất xi măng (P1) ()

Công nghệ nghiền xi măng (P2) ()

Công nghệ nghiền xi măng (P1) ()

Nâng cấp hệ điều khiển cũ 625 Hoàng Thạch 1 ()

Hà Nội

28°C

Đà Nẵng

28°C

TP.HCM

30°C

Bảng giá :

Chủng loại

ĐVT

Giá bán

Lạng Sơn

1.000đ/tấn

900

Cosevco 11

1.000đ/tấn

1.100

Phú Thọ

1.000đ/tấn

950

Tuyên Quang

1.000đ/tấn

1.090

Hoàng Thạch

1.000đ/tấn

1.400

Chủng loại

ĐVT

Giá bán

Cao Ngạn

1.000đ/tấn

950

Tuyên Quang

1.000đ/tấn

1.130

Hạ Long

1.000đ/tấn

1.360

Thăng Long

1.000đ/tấn

1.350

Cẩm Phả

1.000đ/tấn

1.300

Chủng loại

ĐVT

Giá bán

Xem bảng giá chi tiết hơn

Chủng loại

ĐVT

Giá bán

Chủng loại

ĐVT

Giá bán

Chủng loại

ĐVT

Giá bán

Xem bảng giá chi tiết hơn

Tỷ giá

Giá vàng

Tỷ giá hối đoái
Mã ngoại tệ C.Khoản
Giá Vàng tại Việt Nam
Chủng loại Mua vào Bán ra
Đơn vị: VND    Nguồn trích dẫn: Sacombank