>> Các vấn đề cần lưu ý trong sản xuất tại các nhà máy xi măng (P1)
>> Các vấn đề cần lưu ý trong sản xuất tại các nhà máy xi măng (P3)
>> Các vấn đề cần lưu ý trong sản xuất tại các nhà máy xi măng (P4)
2. Các vấn đề về độ rung
Mặc dù trong những năm qua các nhà sản xuất thiết bị hàng đầu thế giới đã tung ra thị trường nhiều thiết bị và công nghệ hiện đại với độ tin cậy và chất lượng vận hành cao cho
ngành xi măng. Song, trong quá trình vận hành, nhất là đối với các nhà máy đã già cỗi và lỗi thời, thì việc kiểm soát độ rung của thiết bị nhằm nâng cao hiệu quả hoạt động, tăng năng suất và giảm bớt các yêu cầu về bảo trì bảo dưỡng, bảo vệ môi trường… vẫn là vấn đề được hầu hết các
nhà máy xi măng quan tâm.
Để giảm thiểu thời gian bảo trì bảo dưỡng, giảm bớt tiếng ồn, độ mài mòn thiết bị do độ rung gây ra, các hệ thống sản xuất hiện tại đòi hỏi phải được nâng cấp cải tạo và tối ưu hóa năng lực sản xuất. Ví dụ, các chi tiết quay trong các động cơ, các máy bơm và các quạt được sử dụng trong các máy đập, các máy nghiền, các thiết bị lắng bụi, các lò nung và silo chứa, mặc dù đã được lắp các nắp bảo vệ hoặc được làm kín theo các tiêu chuẩn IP cao, vẫn rất khó loại bỏ hoàn toàn sự thâm nhập của các hạt bụi mịn (thường có kích thước từ 15 – 45µm) phát sinh trong quá trình sản xuất, làm nhiễm bẩn các chất bôi trơn dẫn đến nguy cơ gia tăng độ mài mòn trên các ổ đỡ, các trục và các vòng làm kín, và nguy cơ bị hư hỏng sớm.
Ngay khi các chi tiết quay bắt đầu bị mòn, các mức dung sai bên trong tăng lên, dẫn đến mất cân bằng cơ học, làm lỏng các chi tiết và các bộ phận chà xát. Trong mỗi trường hợp, bản thân sự chuyển động chính là một dạng của độ rung. Các bộ cảm biến phù hợp có thể giám sát được cả các mức độ rung cực thấp lẫn các thay đổi khó thấy từ một trạng thái rung này sang một trạng thái rung khác. Do vậy, giám sát độ rung có thể giúp các
nhà máy xi măng đánh giá được mức độ mài mòn và cuối cùng là, thực hiện những hành động thỏa đáng trước khi sự cố xảy ra.
Trong khi việc phát triển các thiết bị giám sát độ rung đã được khuyến khích thực hiện chủ yếu bởi các nhu cầu trong các ngành công nghiệp chế tạo và chế biến trên khắp thế giới để tăng sản lượng và khả năng sinh lời, thì trong những năm gần đây, cũng đã chứng kiến sự chuyển đổi từ bảo dưỡng phản ứng sang bảo dưỡng dự phòng dài hạn. Đây là một giảipháp mang tính chiến lược dài hạn và thường được thực hiện trên cơ sở đại trà, bao gồm các bước trong quá trình sản xuất để tối đa hóa thời gian vận hành và sản lượng, đồng thời giảm bớt các chi phí vận hành. Việc sử dụng các dụng cụ như các bộ cảm biến độ rung là một công việc cần thiết cho quá trình này.
Đối với hầu hết các ứng dụng
sản xuất xi măng, các bộ phận quan trọng để giám sát các bộ truyền động lò, các máy đập, các sàng, các băng tải, các máy nghiền liệu, các thang nâng, các máy phân ly và các quạt gió chính là các tổ hợp động cơ và hộp giảm tốc. Đối với mỗi trường hợp, điều quan trọng là phải lựa chọn được đúng loại bộ cảm biến để dễ dàng lắp đặt và tiếp cận, và để vận hành tin cậy và thu thập các số liệu. Ví dụ, vị trí mà các bộ cảm biến được lắp đặt trên máy đập, sàng, puli băng tải hoặc bộ truyền động, thì phương thức tiếp cận bên có thể được ưa thích hơn so với phương thức tiếp cận phía trên để đảm bảo rác rưởi không gây hư hại cho bộ cảm biến, đồng thời ở những khu vực có nhiệt độ cao, các bộ cảm biến cần được bảo vệ thích hợp.
Các ứng dụng
sản xuất xi măng tiêu biểu sử dụng các bộ gia tốc kế 4 - 20mA được nối với một hộp đấu nối tại chỗ và sau đó cáp nhiều lõi (sợi kép xoắn bọc kim) được nối với hệ thống PLC để tạo ra đường trend dữ liệu và báo động.
Với việc các bộ cảm biến được lắp đặt như đã mô tả ở trên, tùy thuộc vào khả năng tiếp cận, một hộp đấu nối tại chỗ có thể được lắp gần với động cơ, với sợi cáp nhiều lõi được sử dụng để đấu nối hộp đấu nối trở lại hộp cầu dao chính/ hộp đấu nối. Trong một số ứng dụng, sợi cáp bộ cảm biến có thể được nối trực tiếp với hộp cầu dao.
Hộp cầu dao là một chi tiết công nghiệp được làm kín mà đã được thiết kế để chịu được các điều kiện khắc nghiệt. Nó có sẵn ở nhiều dạng khác nhau tùy thuộc vào các điều kiện môi trường, bao gồm thép mềm, thép không gỉ và nhựa PC (Polycarbonate).
Giám sát độ rung ngoại tuyến trong một
nhà máy xi măng có thể được thực hiện nhờ sử dụng các bộ thu thập dữ liệu di động, nơi mà kỹ sư bảo trì bảo dưỡng thu thập số liệu thủ công sử dụng hoặc một bộ cảm biến đơn tạm thời và dụng cụ đo lường cầm tay, hoặc một thiết bị giám sát cầm tay mà đơn giản là đấu nối với các đầu ra từ các bộ cảm biến được lắp lâu dài đặt tại các điểm chương trình trong khắp nhà máy.
Hiện nay, có rất nhiều bộ cảm biến được đấu nối cứng trở lại các hệ thống điều khiển trung tâm, với các số liệu được theo dõi theo thời gian thực. Mặc dù đây là một giải pháp đắt tiền hơn, nhưng lại hiệu quả hơn và an toàn hơn.
Để tối đa hóa hiệu suất, các nhóm bảo trì bảo dưỡng phải phát triển các đường truyền thu thập số liệu dựa vào các thiết bị chủ yếu. Thông thường lưu giữ trong bộ thu thập dữ liệu, các bộ thu thập dữ liệu này cho phép mỗi kỹ sư bảo trì bảo dưỡng có một đường truyền hiệu quả xuyên suốt nhà máy.
Trong một
nhà máy xi măng, có một loạt các đường truyền thu thập mọi thông tin từ các quạt gió nhỏ đến toàn bộ khu vực máy nghiền. Với các đường truyền hiệu quả nhất đã xác định, các kỹ sư có thể kiểm tra và phân tích một số lượng lớn hơn các chi tiết thiết bị trong thời gian sẵn sàng. Ngoài phương pháp thu thập số liệu, điều quan trọng nữa là khả năng phân tích các dải tần số khác nhau. Các dải tần số này được đọc theo các tần số lỗi của chi tiết quay nhanh nhất trong thiết bị đang được giám sát. Ví dụ, dải tần số cho một máy nghiền bi quay chậm sẽ không rộng như dải tần số cho quạt tốc độ cao.
Ngay khi xác định được dải tần số, độ phân giải cần được thiết lập trong phần mềm độ rung cho phân tích phổ sao cho các tần số lỗi của các chi tiết quay không bị nhầm lẫn với các tần số máy (chuẩn) khác.
Các kết quả về số liệu thu thập và được phân tích có thể mang lại sự cải thiện đáng kể đối với hiệu suất của nhà máy. Ví dụ, các số liệu độ rung của một chiếc quạt làm mát có thể, khi kiểm tra sau này, cho thấy rằng trong quá trình lắp đặt ban đầu, các ổ đỡ đã được hiệu chỉnh không chính xác so với phần thân trục, nên ổ đỡ gắn ngoài không bao giờ ăn khớp được xuống một cách chính xác, hoặc là bộ ghép nối đường dây cho thấy là bị khô – hoặc bất kỳ sự kết hợp nào trong số những vấn đề này hoặc các vấn đề khác.
Đôi khi, các kết quả kiểm tra này có thể gây ngạc nhiên. Ví dụ, các số liệu đo độ rung từ một quạt công nghệ có thể đưa ra thông tin rằng rô-to quạt cần được cân bằng nhưng cũng có thể là do các vấn đề không liên quan như hỏng các túi bộ lọc dẫn đến bụi tích tụ trên gờ rô-to, gây ra hiện tượng mất cân bằng. Liệu lý do có tiên đoán được hay không, thì việc giám sát độ rung cũng cảnh báo kỹ sư trước bất kỳ hư hỏng thêm nào có thể xảy ra. Điều này giúp nhà máy có thể giảm bớt được tình trạng hư hỏng thiết bị và đảm bảo thời gian vận hành đáng kể.