مقدمه
1- سيمان چيست؟
سيمان گردي است نـرم، جـاذب آب و چـسباننده خـرده سـنگ كـه اساسـاً مركـب اسـت از تركيبـاتپخته شده اكسيد كلسيم با اكسيد سيليس و اكسيد آلومينيوم و اكسيد آهن.
ملات اين گرد قادر اسـت بـه مـرور در مجـاورت هـوا يـا در زيـر آب سـخت شـده و ضـمن داشـتنثبــات حجــم مقاومــت خــود را حفــظ نمــوده و در فاصــله 18 روز زيــر آب مانــدن داراي حــداقلمقاومت 25 نيوتن بر ميليمتر مربع باشد.
2- مقدمه اي كوتاه از تاريخچه صنعت سيمان
اختــراع كــوره دوار ســيمان در ســال 1885 مــيلادي توســط Fredrik ransom در انگلــستان بــهثبت رسيد. اين كوره 5/1 متر قطر و 5/7 متر طول داشت.
سـوخت كـوره دوار در آمريكـا مـايع (نفـت كـوره) و در آلمـان پـودر زغـال سـنگ بـود و خـوراك كوره هم به صورت دوغـاب و هـم بـه صـورت پـودر تهيـه مـي گرديـد. كلينكـر خروجـي از كـوره وارداستوانه عمـودي يـا دواري مـي شـد و توسـط هـوا خنـك مـي گرديـد و هـواي خروجـي از خنـك كـنجهت سوختن زغال يا نفت كوره مورد استفاده قرار مي گرفت.
تكنول وژي جدي د سـيمان بـراي اول ين ب ار ب ا راه ان دازي كـوره 100 تنـي سـيمان ري در نزديك ي كوه بي بـي شـهربانو و در سـال 1312 در ايـران متولـد شـد. راه انـدازي كارخانـه سـيمان ري بـه مفهـومايجـاد شـتاب در نوسـازي و صـنعتي شـدن كـشور بـود و از ايـن رو سـهم ايـن كارخانـه در پـ يريـزي ب سياري از كارخان ه ه ا و تاسي سات ص نعتي، د ان شگاهي، بهداش تي و ك شاورزي و . . . اس تثنائي و در خور توجه است.
در حال حاضر پروژه هـاي بـسياري در نقـاط مختلـف كـشور در دسـت اجـرا مـي باشـد كـه بـسيارياز آنها تا سال 1390 به توليد خواهند رسـيد. بـا راه انـدازي ايـن پـروژه هـا ظرفيـت توليـد سـيمان ايـرانبـه حـدود 70 ميليـون تـن در سـال خواهـد رسـيد كـه معـادل 5/2 درصـد توليـد سـيمان جهـان خواهـد بود.
ضـمناً مـصرف سـرانه سـيمان در كـشور در حـال حاضـر حـدود 450 كيلـوگرم اسـت كـه بـالاتر از متوسط مصرف جهاني( 340 كيلوگرم) مي باشد.
3- عنوان پروژه عوامل موثر بـر رانـدمان كـ وره هـاي دوار سـيمان و انـاليز اكـسرژي در سيـستم پخـت سـيمان هگمتان عوامل متعـددي بـر رانـدمان كـوره هـاي دوار سـيمان مـوثر مـي باشـد كـه مـي تـوان بـه مـوارد زيـراشاره نمود:
1- عوامل موثر از ديدگاه بهره برداري
2- عوامل موثر از ديدگاه آناليز شيميايي خوراك كوره
3- عوامل موثر از ديدگاه طراحي و تكنولوژي ساخت تجهيزات سيستم پخت
4- عوامل موثر از ديدگاه طراحي و ساخت دستگاههاي مرتبط با سيستم پخت
5- مديريت صحيح به همراه آموزش و بهره برداري صحيح از منابع انساني
6- ساير موارد مرتبط در جهـت بهبـود عملكـرد كـوره دوار سـيمان بـه عنـوان يـك راكتـور پيچيـدهشيميايي
بـا توجـه بـه هفـت سـال تجربـه بهـره بـرداري اينجانـب از كـوره دوار واحـد يـك شـركت سـيمانهگمتان و همچنـين تجـارب و آموختـه هـاي اينجانـب از پيشكـسوتان صـنعت سـيمان كـشور از طريـقشركت در دوره هـا و همـايش هـا و سـيمنارهاي متعـدد باعـث شـد كـه ضـمن بهـره گيـري از توفيقـاتخداونـد منـان و مـساعدت و راهنمـايي اسـاتيد بزرگـوارم آقايـان دكتـر اميـد خـواه و دكتـر ارجمنـد درپايان تحصيلات تكميلي در مقطـع كارشناسـي ارشـد بـه بررسـي دو عامـل مهـم بـر رانـدمان كـوره هـايدوار سيمان يعنـي عوامـل مـوثر از ديـدگاه بهـره بـرداري و آنـاليز شـيميايي خـوراك كـوره بپـردازم و درايـن پـروژه هـر عـاملي كـه از دو ديـدگاه مـذكور باعـث افـزايش مـدت كـاركرد كـوره شـده و در عـين حال توليد كوره را در حداكثر ظرفيت ممكن قرار دهد مدنظر قرار گرفته است.

بررسی ویژگی های کارخانه سیمان مدرن وبررسی روش های بهبود راندمان کوره های دوار سیمان

بررسی ویژگی های کارخانه سیمان مدرن وبررسی روش های بهبود راندمان کوره های دوار سیمان

فهرست مطالب

چكيده …………………………………………………………………………………………………………………………1

مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………………2

فصل اول: طرحي از يك كارخانه سيمان با تكنولوژي روز دنيا

1-1- شرح فلودياگرام خط توليد سيمان …………………………………………………………………………………….6
2-1- اجزاء سيستم پخت ……………………………………………………………………………………………………11
1-2- 1-كوره دوار سيمان ……………………………………………………………………………………………………11
2-2- 1- پيش گرمكن ………………………………………………………………………………………………………..11
3-2- 1-مسير فرعي (By Pass) ….ا………………………………………………………………………………………..11
4-2- 1- سيستم تكليس (Calciner) ……..ا……………………………………………………………………………….12
5-2-.1- خنك كن كلينكر ……………………………………………………………………………………………………..12
6-2- 1- سوخت رساني و مشعل ………………………………………………………………………………………….12
3-1- متغيرهاي كنترل سيستم پخت ………………………………………………………………………………………12
1-3- 1- كنترل كوره…………………………………………………………………………………………………………….12
2-3- 1- كنترل خنك كن ………………………………………………………………………………………………………12
3-3- 1- كنترل سوخت كوره …………………………………………………………………………………………………13
4-3- 1- كنترل تغذيه كوره …………………………………………………………………………………………………..13
5-3-1- كنترل گاز خروجي كوره ……………………………………………………………………………………………..13
6-3- 1- كنترل حجم هواي اوليه ……………………………………………………………………………………………13
7-3- 1- كنترل درجه حرارت گاز خروجي از پيش گرمكن …………………………………………………………………13
8-3- 1- كنترل درجه حرارت ياتاقهاي كوره ………………………………………………………………………………..13
9-3- 1- كنترل عملكرد الكتروفيلتر ها………………………………………………………………………………………13
10-3- 1- كنترل سيكلونها …………………………………………………………………………………………………..14
11-3- 1- كنترل ورودي كوره ………………………………………………………………………………………………..14
12-3- 1-كنترل وضعيت نسوز كاري داخل كوره ……………………………………………………………………………14

فصل دوم: عوامل موثر بر راندمان كوره هاي دوار سيمان از ديدگاه بهره برداري

1-2- شعله نا منظم ………………………………………………………………………………………………………….17
2-2- فشار بالا و ناگهاني سر كوره ………………………………………………………………………………………….18
3-2- خطاهاي هنگام چرخاندن كوره ………………………………………………………………………………………..18
4-2- سرد شدن كوره و رسيدن مواد ناپخته به خنك كن …………………………………………………………………19
5-2- ريزش كوتينگ وپديد آمدن لكه هاي سرخ بر روي بدنه ………………………………………………………………20
6-2- خرد شدن رينگ مواد در داخل كوره ……………………………………………………………………………………23
7-2- داغ شدن بيش از حد منطقه پخت …………………………………………………………………………………….24
8-2- وجود كلينكر سرخ در خروجي خنك كن ………………………………………………………………………………..25
9-2- از بين رفتن بخشي از نسوز كاري ……………………………………………………………………………………..26
10-2- تبديل سوخت كوره از مازوت به گاز و تاثير آن بر فرايند پخت ………………………………………………………27
11-2- علل كاهش بازدهي گريت كولر و راههاي جلوگيري از آن ………………………………………………………….32
12-2- رينگ ها و گرفتگي ها در سيستم پخت سيمان …………………………………………………………………….36
13-2- مشكل گرفتگي سيكلونها و راههاي مقابله با آن ……………………………………………………………………39
14-2- كنترل چرخه سولفات در كوره هاي دوار سيمان …………………………………………………………………….48
15-2- نسوز كاري سيستم پخت ……………………………………………………………………………………………..53
16-2- چگونگي انتخاب اجرهاي مناسب جهت نسوزكاري بر اساس آناليز شيميايي خوراك كوره……………………… 58
17-2- فرسايش مواد نسوز در سيستم پخت سيمان ………………………………………………………………………..62

فصل سوم: عوامل موثر بر راندمان كوره هاي دوار سيمان از ديدگاه آناليز شيميايي خوراك

كوره ……………………………………………………………………………………………………………………………..70

1-3- مسئوليت آزمايشگاه كارخانه سيمان …………………………………………………………………………………71
2-3- سيمان …………………………………………………………………………………………………………………….71
3-3- مشخصات شيميايي و فيزيكي سيمان ………………………………………………………………………………..72
4-3- مدولهاي كنترل كيفيت مواد ……………………………………………………………………………………………..76
5-3- مختصري از خصوصيات فازهاي اصلي كلينكر …………………………………………………………………………76
6-3- دياگرام فازهاي مختلف سيمان …………………………………………………………………………………………77
7-3- چگونگي پخت مواد ………………………………………………………………………………………………………79
8-3- عوامل موثر در پختن مواد ……………………………………………………………………………………………….86
9-3- ارايه پيشنهادات و راه كارها در بحث تنظيم مواد …………………………………………………………………….88
10-3- ويسكوزيته فاز مايع و اثر آن در تشكيل كوتينگ …………………………………………………………………….96
11-3- ميكروسكوپي كلينكر ………………………………………………………………………………………………….98
12-3- تاثير نوسانات كيفيت خوراك كوره بر راندمان كوره ……………………………………………………………….102
13-3- تدوين استراتژي نمونه گيري ……………………………………………………………………………………….105
14-3- مطالعات تفصيلي معادن …………………………………………………………………………………………….107
15-3- جلوگيري از عوامل بروز نوسان كاذب در سيستم كنترل كيفي ………………………………………………..107
16-3- كاليبراسيون …………………………………………………………………………………………………………..108
17-3- توسعه اتوماسيون آزمايشگاه …………………………………………………………………………………….109

فصل چهارم: اناليز اكسرژي درسيستم پخت سيمان هگمتان جهت بازيافت انرژي از حرارت هاي

خروجي از سيستم ………………………………………………………………………………………………………..110

1-4- مفهوم اكسرژي (exergy) ….ا……………………………………………………………………………………….111
2-4- اكسرژي و pinch ..ا…………………………………………………………………………………………………..111
3-4- محاسبه اكسرژي درسيستم پخت سيمان هگمتان……………………………………………………………….113
1-4- 4- جرم ورودي به سيستم ( mass,input)…….ا……………………………………………………………………116
2-4- 4- جرم خروجي از سيستم (mass, output)….ا……………………………………………………………………118
5-4-.موازنه اكسرژي ………………………………………………………………………………………………………….123
1-5- 4- اكسرژي ورودي به سيستم (exergy,input)…ا…………………………………………………………………..124
2-5- 4- اكسرژي خرودي از سيستم (exergy,output)…ا………………………………………………………………..129
3-5- 4- بحث ونتيجه گيري…………………………………………………………………………………………………….135
6-4- ارائه پيشنهاد و راهكاردرمبحث تحليل اكسرژي در سيستم پخت…………………………………………………..135
2-6- 4- محاسبات بازيافت اكسرژي درسيستم پخت سيمان هگمتان با استفاده از تكنولوژي Kawasaki ژاپن…………………………………………………………………………………………………………………………….143

منابع و مراجع………………………………………………………………………………………………………………..146
منابع فارسي………………………………………………………………………………………………………………..147
منابع انگليسي……………………………………………………………………………………………………………..148
چكيده انگليسي …………………………………………………………………………………………………………..150

فهرست اشكال

1-1- فلودياگرام خط توليد سيمان …………………………………………………………………………………………….8
1-2- گرفتگي هاي سيستم پخت ………………………………………………………………………………………….. 47
2-2- عوامل فرسايش مختلف شيميايي- مكانيكي و حرارتي موثر روي آجرهاي كوره ………………………………… 65
1-3- تقسيم بندي مناطق مختلف كوره …………………………………………………………………………………….. 81
2-3- تغييرات شيميايي و حرارتي خوراك كوره از ورود به سيستم پخت تا خروج از آن ………………………………….. 85
3-3- كلينكر عادي ……………………………………………………………………………………………………………….100
4-3- كلينكر آهسته خنك شده ……………………………………………………………………………………………….100
5-3- توده هاي آهك ازاد ………………………………………………………………………………………………………100
6-3- كلينكر متخلخل ………………………………………………………………………………………………………….101
7-3- كلينكر آزمايشگاهي با سولفات زياد …………………………………………………………………………………101
1-4- سيستم پخت سيمان………………………………………………………………………………………………….113
2-4- دياگرام شماتيك سيستم پخت كلينكر…………………………………………………………………………………114
3-4- دياگرام grassman جهت تحليل اكسرژي در سيستم پخت سيمان هگمتان……………………………………..134
4-4- بازيافت انرژي درشركت هاي سيمان Kawasaki ژاپن……………………………………………………………….137
5-4- تكنولوژي بازيافت انرژي توسط Ph boiler و AQC boiler درخط توليد سيمان……………………………………..138
6-4- سيستم Ph boiler با نصب افقي و عمودي………………………………………………………………………….139
8-4- توربين و ژنراتور مولد برق………………………………………………………………………………………………..141

فهرست جداول

1-2- مقايسه حجم هواي مصرفي و گازهاي حاصل از احتراق شعله هاي مازوت و گاز …………………………… 29
2-2- تقسيم بندي شرايط ورودي كوره …………………………………………………………………………………… 50
3-2- نتايج حاصل از كوره بزرگتر در شرايط متفاوت در ورودي كوره …………………………………………………….. 51
4-2- نتايج حاصل از كوره كوچكتر در شرايط متفاوت در ورودي كوره ……………………………………………………. 52
5-2- اناليزهاي متفاوت سه نوع مواد اوليه مربوط به سه كارخانه سيمان و تاكيد آن در انتخاب آجر ………………………………………………………………………………………………………………………………….. 60

1-3- علائم اختصاري براي اجزاء تشكيل دهنده سيمان …………………………………………………………………. 75
2-3- تركيب شيميايي يك نمونه از كلينكر سيمان پرتلند ………………………………………………………………… 79
3-3- خلاصه عمليات شيميايي- حرارتي و نام مناطق كوره ……………………………………………………………… 84
4-3- حدود طبيعي انحراف معيارهاي مدولهاي كلينكر ……………………………………………………………………102
1-4- مشخصات ورودي ها و خروجي هاي سيستم پخت سيمان هگمتان……………………………………………..115
2-4- بالانس جرمي در سيستم پخت جهت تعيين نشتي هوا در سيستم …………………………………………….122
3-4- موازنه كلي اكسرژي در سيستم پخت سيمان هگمتان……………………………………………………………..132
4-4- اكسرژي ورودي(انرژي هاي محسوس) در ورودي سيستم پخت…………………………………………………..133
5-4- اكسرژي خروجي(انرژي هاي محسوس قابل بازيافت) در خروجي سيستم پخت ……………………………….134

فهرست منحني ها و نمودارها

1-3- منحني هاي مقاومت فشاري بر حسب زمان …………………………………………………………………………. 78
1-4- نمودار توليد جريان برق در ظرفيت هاي مختلف كوره هاي دوار سيمان………………………………………………142

فصل اول
طرحي از يك كارخانه سيمان با تكنولوژي روز دنيا
1-1-شرح فلودياگرام (شكل 1-1) خط توليد سيمان
1و2-مواد اوليه مـورد اسـتفاده در صـنعت سـيمان معمـولاً سـنگ آهـك و خـاك رس اسـت كـه پـساز استخراج بـه وسـيله كـاميون( و يـا در مـواردي واگـن، كـشتي، نـوار نقالـه و . . . ) بـه محـل كارخانـهو به قسمت سنگ شكن حمل مـي شـوند. خـاك و سـنگ آهـك بـه صـورت جداگانـه از خـردكن عبـوركرده و خرد مي شوند.
در سنگ شكن كه مخصوص خـرد كـردن سـنگهاي تـا ابعـاد 2 متـر مـي باشـد، سـنگ شكـسته شـدهو بـسته بـه نـوع سـنگ شـكن و آسـياب مـواد ابعـاد آن بـه كمتـر از 8 سـانتي متـر تقليـل مـي يابـد. در مواردي سـنگ آهـك بـه صـورت قلـوه سـنگ همـراه بـا خـاك مـي باشـد كـه بـه ايـن مخلـوط طبيعـيالوويوم يا مارل گفته مي شود كه در اين مورد نيز نياز است كه از سنگ شكن عبور نمايد.
3-سالن مواد:
مـواد كوبيـده شـده پـس از خـروج از سـنگ شـكن توسـط نـوار نقالـه راهـي سـالن مـواد شـده و در آنجا توسط دستگاهي بـه نـام اسـتاكر بـه صـورت تـوده اي از مـواد بـه نـام پايـل ريختـه شـده و ذخيـرهمي گـردد. كـار برداشـت مجـدد مـواد از سـالن اخـتلاط توسـط دسـتگاهي بـه نـام ريكلايمـر انجـام مـيشود.
4-آسياب مواد:
آسـياب مـواد انـواع مختلفـي دارد كـه عبارتنـد از گلولـه اي و غلطكـي. مـواد برداشـته شـده از سـالن مواد توسط دستگاه ريكلايمر از طريـق نـوار نقالـه بـه بـين هـاي ذخيـره مـواد ريختـه شـده و پـس از آنتوسـط سيـستم نوارهـاي تـوزين وارد آسـياب مـواد شـده و محـصول خروجـي بـه صـورت پـودر (بـا رطوبت كمتر از ورود) از آسياب خـارج مـي گـردد. آنچـه كـه از آسـياب خـارج مـي شـود بـه نـام مـوادخام يا خوراك كوره موسوم است.
آسياب مواد مجهز به كوره هواي گـرم بـراي گـرفتن رطوبـت مـواد مـي باشـد. غالبـاً از گازهـاي گـرمخروجي از كوره براي اين منظـور اسـتفاده مـي شـود. ايـن كـوره بـراي مـواردي اسـت كـه كـوره اصـليمتوقف مي باشد.

5-گردگير:
بـه منظـور خـشك كـردن و جابجـايي مـواد در آسـياب مـواد از گازهـاي خروجـي از كـوره اسـتفادهمي شـود. ايـن گازهـا پـس از انتقـال مـواد از آسـياب وارد الكتروفيلتـر گـشته و ذرات مـواد و گردوغبـاراز آن جدا مي گردد و سپس از طريق دودكش به خارج (محيط اطراف) فرستاده مي شود.
6-سيلوهاي ذخيره مواد:
م واد پ ودر ش ده پ س از الكتروفيلت ر وارد س يلوهاي مخل وط ك ن و ذخي ره م ي ش ود و پ س از
نمونـه گيـري و آزمايـشات لازم توسـط آزمايـشگاه و اطمينـان از تنظـيم بـودن و متناسـب بـودن تركيـب مواد خام آماده مصرف در كوره مي شود.
7-كوره و پيش گرمكن:
مـواد خـام از قـسمت بـالاي پـيش گـرمكن وارد سيـستم پخـت مـي شـود و پـس از عبـور از پـيشگرمكن و كلساينر وارد كـوره دوار مـي شـود. مـواد خـام در پـيش گـرمكن بـه مـرور( در فاصـله حـدود50 ثانيـه) خـشك، گـرم و كلـسينه مـي شـود. پـيش گـرمكن داراي دو بـرج اسـت كـه در يكـي از آنهـا كلـساينر قـرار دارد. مـواد پـس از تكلـيس وارد كـوره شـده و نهايتـاً بـه صـورت دانـه هـاي كلينكـر ازكوره خارج مي گردد.
8-خنك كن كلينكر:
درجــه حــرارت كلينكــر خروجــي از كــوره حــدود 1000 درجــه ســانتيگراد اســت و ايــن مقــدارحرارت موجود در كلينكر بوسيله جريـان هـواي سـرد بـاز يـابي مـي شـود. سـپس كلينكـر خنـك شـده( تا حـدود 100 درجـه سـانتيگراد) راهـي انبـار كلينكـر مـي گـردد. بخـشي از هـواي گـرم شـده از طريـقكانـال هـواي سـوم بـه سـمت كلـساينر مـي رود و بخـشي ديگـر وارد كـوره مـي شـود و اكـسيژن مـوردنياز سوخت را تأمين مي كند.
9-خرد كن و قيف سنگ گچ:
ب ه كلينك ر خروج ي از ك وره ح دود 4 درص د س نگ گ چ اض افه م ي ش ود و س پس در آس ياب سيمان پودر مي گردد. قـبلاً سـنگ گـچ (گـچ خـام) در خـرد كـن جداگانـه اي بـه انـدازه هـاي كمتـر از4 سـانتيمتر خـرد شـده وسـپس در قيـف مربوطـه ذخيـره شـده اسـت. سـرعت تركيـب پـودر كلينكـر بـاآب بـسيار شـديد اسـت و بـه همـين خـاطر از سـنگ گـچ بـراي كنتـرل ايـن تركيـب و گيـرش سـيماناستفاده مي شود.
10-آسياب سيمان:
از طريـق دون وار تغذي ه مجهـز ب ه سيـستم تـوزين، س نگ گـچ خ رد ش ده و كلينكـر وارد آس يابگلوله اي مي شوند و پـس از پـودر شـدن، پـودر حاصـله (سـيمان ) از طريـق بـالا بـر كاسـه اي و هـوائي(الواتور و ايرليفت) به سـيلوهاي ذخيـره سـيمان فرسـتاده مـي شـود. در دهـه اخيـر اسـتفاده از آسـيابهايغلطكي براي پودر كـردن كلينكـر و توليـد سـيمان موسـوم شـده اسـت. از جملـه در پـروژه هـاي سـيمانتهران و فراز فيروزه كوه براي دپارتمان آسياب سيمان، آسيابهاي غلطكي خريداري شده است.
11 و 12- سيلوهاي سيمان و بارگير خانه:
با توجه به ظرفيـت توليـد كارخانـه تعـدادي سـيلوي بتنـي جهـت ذخيـره سـيمان در نظـر گرفتـه مـيشود. سپس سيمان بـه كمـك دسـتگاههاي بـارگيري سـيمان بـه صـورت فلـه يـا كيـسه بـارگيري شـده واز كارخانـه صـادر مـي گـردد. وسـيله حمـل سـيمان از كارخانـه مـي توانـد كـاميون، واگـن، قطـار و يـا كشتي باشد. چگونگي حمل بستگي به موقعيت كارخانه و محل مصرف دارد.
2-1- اجزاء سيستم پخت
1-2-1- كوره دوار سيمان
كوره دوار سيمان عبارتـست از يـك اسـتوانه فلـزي خفتـه بـا شـيب حـدود 3 تـا 4 درصـد نـسبت بـهافق كه روي چند پايه در حال چرخش بوده كه شامل اجزاء زير ميباشد:
الف- غلطك ها ب- غلطك بالابر
ج – سيستم چرخاننده كوره د- آب بندي سروته كوره ه- نسوز كاري داخل كوره 2-2-1- پيش گرمكن
پيش گرمكن معمـولاً شـامل چهـار يـا پـنج سـيكلون اسـت كـه روي يكـديگر قـرار گرفتـه انـد و بـهمنظور بهتر جدا شدن مواد از گاز سيكلون آخر به صورت دو قلو ساخته مي شود.
3-2-1- مسير فرعي (By pass)
بـراي جلـوگيري از گرفتگ ي و تـشكيل كوتينـگ هـاي م زاحم حاصـل از سـيكلهاي مـوا د قلي ائي و سولفات و كلـر يكـي از روشـهاي مرسـوم، خـارج نمـودن مقـداري از گازهـاي گـرم خروجـي از انتهـايكوره به وسيله مسير فرعي خروجي از انتهاي كوره ميباشد.
4-2-1- سيستم تكليس (calciner)
وظيفـه آن بـالا بـردن درصـد كلـسيناسيون مـواد خـام تـا بـالاي 90 درصـد ميباشـد و بـر اسـاس ايـن طرح بخش عمده اي از طول كوره كه اختصاص به تكليس مواد دارد حذف مي گردد.
5-2-1- خنك كن كلينكر
خنـك كـردن كلينكـر روي سـاختمان كريـستالي، تركيـب مينوالـوژيكي، قابليـت خـرد شـدن و نهايتـاًكيفيت سيمان توليدي نقش اساسي دارد.
6-2-1- سوخت رساني و مشعل
س وخت ه اي م ورد اس تفاده در ص نعت س يمان ممك ن اس ت جام د، م ايع و ي ا گ از باش ند. در ص ورت اس تفاده از س وخت م اي ع (م ازوت) در ك وره لازم اس ت قب ل از اس تفاده در م شعل توس طسيستم گرمكن مازوت به درجه حرارت حدود 120 درجه سانتيگراد رسانده شود.
3-1- متغيرهاي كنترل سيستم پخت
1-3-1- كنترل كوره
متفيرهاي اساسي كنترل كوره عبارتند از:
الف- درجه حرارت منطقه پخت ب- درجه حرارت عقب كوره ج- درصد اكسيژن عقب كوره 2-3-1- كنترل خنك كن متغيرهاي سنجش و هدايت خنك كن عبارتند از:
الف- درجه حرارت هواي ثانويه ب- درجه حرارت هواي ثالثيه ج- درجه حرارت كلينكر خروجي د- درجه حرارت هواي خروجي اضافي
ه- حجم هواي خروجي اضافي يا آمپر فن هاي خنك كن 3-3-1- كنترل سوخت كوره
4-3-1- كنترل تغذيه كوره
تركيب شيميايي و ميزان بار ورودي به كوره معيار سنجش و هدايت خوراك كوره ميباشد.
5-3-1- كنترل گاز خروجي كوره
تجزيـه شـيميايي گـاز خروجـي از كـوره حـاوي اطلاعـات مهمـي بـراي ارزيـابي كـم و كيـف فراينـداحتراق ميباشد.
6-3-1- كنترل حجم هواي اوليه
ه واي اولي ه از طري ق لول ه م شعل وارد ك وره م ي ش ود و ش رايط اخ تلاط خ وب و م وثر ب ين سوخت و هوا را فراهم مي كند.
7-3-1- كنترل درجه حرارت گاز خروجي از پيش گرمكن
8-3-1- كنترل درجه حرارت يا تاقهاي كوره
9-3-1- كنترل عملكرد الكتروفيلترها
10-3-1- كنترل سيكلونها
تغيي رات در درج ه ح رارت و مك ش س يكلونهاي پ ري هيت ر ممك ن اس ت ن شان اولي ه از ش روعگرفتگي در سيكلونها باشد.
11-3-1- كنترل ورودي كوره
تشخيص امكـان گرفتگـي شـديد در ورودي كـوره بـا بررسـي فـشار منفـي موجـود بـين پـائين تـرينسيكلون و ورودي كوره ميسر خواهد بود.
12-3-1- كنترل وضعيت نسوز كاري داخل كوره
توسط دسـتگاه حـرارت سـنج بدنـه كـوره در هـر لحظـه و هـ ر نقطـه از بدنـه كـوره امكـان تـشخيصوضعيت آجرهاي نسوز داخل كوره مقدور ميباشد.

بررسی ویژگی های کارخانه سیمان مدرن وبررسی روش های بهبود راندمان کوره های دوار سیمان

بررسی ویژگی های کارخانه سیمان مدرن وبررسی روش های بهبود راندمان کوره های دوار سیمان

فصل دوم:
عوامل موثر بر راندمان كوره هاي دوار سيمان از ديدگاه بهره برداي  
ظرفيت اسمي كارخانجـات سـيمان بـر اسـاس ميـزان توليـد سـالانه كلينكـر نـام گـذاري مـي گـردد ورانـدمان كـوره هـاي دوار كارخانجـات سـيمان بـر اسـاس ميـزان توليـد سـالانه سـنجيده مـي شـود و در نتيجه ظرفيت اسمي كوره جهت توليد كلينكر معياري جهت سنجش راندمان كوره خواهد بود.
در اين پروژه نيز رانـدمان كـوره دوار سـيمان بـا شـاخص ميـزان توليـد كلينكـر در سـال مـدنظر بـودهو مجموعه عواملي كـه از ديـدگاه بهـره بـرداري و آنـاليز شـيميايي خـوراك كـوره بـه صـورت لحظـه ايتا مدت زمان يك سال بر ميزان توليد كوره موثر باشد مورد بررسي و تحليل قرار خواهد گرفت.
لازم به ذكر است در ايـن پـروژه از پارامترهـا و داده هـاي مربـوط بـه كـوره شـركت سـيمان هگمتـانواقـع در 130 كيلـومتري شهرسـتان همـدان اسـتفاده گردي ده اسـت. ظرفيـت اس مي ك وره واح د يـكسيمان ه گمتان توليد 000/960 تـن كلينكـر در سـال اسـت كـه از آنجـا ظرفيـت توليـد روزانـه بـه شـرحذيل بدست مي آيد:ton/ yr)/300( dayyr )  3200ton clinker/ day)960000
از روي ظرفيـت روزانـه كلينكـر و بـا در نظـر گـرفتن ضـريب توليـد كلينكـر از مـواد خـام ( ضـريب تبديل) مقدار متعارف تناژ ساعتي خوراك كوره ( بار كوره) در هر ساعت بدست مي آيد:
3200(ton clinker/day)*1 day/24hr * 1.65(ton klin feed/ton clinker)=220 ton kiln feed/hr يعنـي در صـورتيكه در هـر سـاعت tonhr 220 بـار وارد كـوره شـود و كـوره بـه صـورت مـداوم و 24 ساعته كار كند ظرفيت اسمي كارخانه محقق مـي گـردد و در صـورتيكه بنـا بـه هـر دليـل بـار خـور كـورهكاهش يافته و يا كـوره متوقـف شـود، رسـيدن بـه هـدف توليـد بـا ظرفيـت اسـمي محقـق نـشده و ايـنهمان افت راندمان كوره خواهد بود.
لـذا يكـي از عوامـل مهـم و مـوثر بـر رانـدمان توليـد كـوره دوار مـسائل مربـوط بـه بهـره بـرداري از سيستم پخت سـيمان ميباشـد، بنـابراين آگـاهي هرچـه بيـشتر نـسبت بـه شـرايط فراينـدي سيـستم پخـتو رفع مشكلات مربوط به آن باعث افزايش راندمان توليد كوره خواهد شد.
در اين پـروژه مـسائل و مـشكلات مهمـي كـه از جنبـه بهـره بـرداري و كنتـرل كيفيـت باعـث كـاهشراندمان توليد كوره دوار سيمان مـي شـود مـورد بررسـي قـرار خواهـد گرفـت. رونـد ايـن بررسـي بطـوركلي به صـورت طـرح موضـوع، سـپس بررسـي و ارائـه راهكارههـا و پيـشنهادات جهـت مقابلـه بـا ايـنمشكلات خواهد بود.
1- 2-شعله نامنظم
در صـورتيكه شـعله مـشعل اصـلي كـوره نـامنظم باشـد ، بخـش هـايي از شـعله بـه آجرهـاي نـسوزقسمت خروجي كـوره برخـورد نمـوده و امكـان وارد آمـدن صـدمه حرارتـي بـه آجـر نـسوز وجـود داردو ممكن است باعث ايجاد لكه هاي سرخ بر روي بدنه كوره شود.
پيشنهادات:
1-اگـر شـعله مختـصري بـه هـم خـورده باشـد مقـدار هـواي اوليـه و موقعيـت مـشعل مـورد تنظـيم مجدد قرار گيرد.
2-ب راي پ يش گي ري از بوج ود آم دن حال ت م ذكور لازم اس ت در ض من توق ف ك وره از س رمـشعل بازدي د و هرگونـه گرفتگـي در خروجـي مـشعل بـر طـرف شـود ت ا سـوخت و ه وا در دهانـهخروجــي مــشعل بــدون مــشكل و انحــراف جريــان داشــته باشــند و در صــورت دفرمگــي در دهانــهخروجي مشعل لازم است نسبت به تعويض و يا تعمير محل مذكور اقدام شود.
2- 2-فشار بالا و ناگهاتي سركوره
در صورت وجـود اشـكال در فـن كـوره و يـا شكـستن رينـگ و گرفتگـي هـاي داخـل كـوره در سـركوره فشار مثبت شده و گاهاً پـس زدگـي هـاي شـديد در آن مـشاهده مـي شـود كـه بوجـود آمـدن ايـنحالت باعث بروز خطـر بـراي نفـرات مـستقر در سـر كـوره شـده و احتمـال وارد آمـدن صـدمه حرارتـيبه دستگاههاي واقع در سكو و درب كوره وجود دارد.
پيشنهادات:
1- لازم اسـت همـه افـراد مـستقر در سـكوي كـوره از محـل دور شـوند و فـوراً سـوخت مـشعل بـه حداقل رسانده شود و سرعت فن كوره افزايش داده شود.
2-دريچـه هـواي اضـافي خنـك كـن بـه صـورت دسـتي بـاز شـود و مقـدار هـواي جـاري در زيـرصفحات خنك كن مشبك كاهش يابد.
3-2-خطاهاي هنگام چرخاندن كوره
چرخاندن كـوره يكـي از عـواملي اسـت كـه در صـورت عـدم دقـت در آن باعـث بـروز مـشكلات وخسارات متعددي مي گردد كه مي توان به موارد زير اشاره نمود:
1- در صـورت چرخانـدن كـوره بـا موتـور اصـلي و دور دائـم زودتـر از موعـد، پـس از اتمـام هـر نسوز كاري، باعث پيچ خوردگي لايه نـسوز و خـسارت بـه آجـر نـسوز داخـل كـوره مـي شـود كـه لازماست از اين مورد اجتناب گردد.
2- دير چرخاندن يا نچرخاندن كـوره بـه هنگـام گـرم كـردن سيـستم پخـت باعـث گـرم شـدن يـكطرفه و اعمال شـوك حرارتـي بـه آجـر نـسوز ضـمن چرخانـدن كـوره مـي گـردد و احتمـال آسـيب بـهياتاقهاي كوره را هـم در پـي خواهـد داشـت، لـذا لازم اسـت عمـل گـرم كـردن و چرخانـدن كـوره پـساز هر آجر چيني دقيقاً مطابق با دستورالعمل سازنده آجرهاي نسوز باشد.
4-2-سرد شدن كوره و رسيدن مواد ناپخته به خنك كن
هنگاميكه مواد ناپخته (خاك) وارد خنك كـن مـي شـود بـه دليـل ريـز بـودن دانـه بنـدي عمـل خنـككردن به سختي صورت مي گيرد و هواي گرمـي كـه از خنـك كـن وارد كـوره مـي شـود بـه دليـل خـاكآلود بودن فضاي داخل كـوره را آنچنـان تاريـك مـي كنـد كـه مـشاهده منطقـه پخـت تقريبـاً غيـر ممكـنمي شود و ادامه اين حالـت ممكـن اسـت بـه خفـه شـدن مـشعل و خـاموش شـدن شـعله و عـدم تعـادلكوره منجر شده و باعث توقف كوره گردد.
پيشنهادات
1- بايـستي توجـه خاصـي بـه مشخـصات فيزيكـي مـواد در جلـو شـعله داشـت، اگـر چـه در اغلـب موارد نگاه كن به جلو شعله به دليل آميختگي شـعله بـا فـضاي خـاك آلـود مـشكل اسـت بـا ايـن وجـودبايـستي از هـيچ گونـه سـعي و تـلاش در هـر چـه بيـشتر نگـاه كـردن و ديـد زدن بـه جلـو شـعله دريـغنكـرد زيـرا كـه منـشاء و مبـدأ بـروز حـالات نابجـا و نامتعـادل كـوره از ايـن منطقـه اسـت و بـا دقـت وبررسي مي توان جلوحالات واژگونه كوره را گرفت.
2-با نگاه كردن به داخـل كـوره يـك تغييـر رنـگ سـريع از تـاريكي (تيـره بـودن) بـه روشـني (سـفيدبودن) مشاهده مي شـود كـه بـه ايـن نقطـه، نقطـه تيـره بـودن مـواد (Dark feed) گفتـه مـي شـود و درش رايط ع ادي و پاي دار ك وره ح دوداً ب ه ان دازه ي ك چه ارم ط ول ش عله در زي ر ش عله پ يش روي مي كند.
3-هنگاميكه مـواد ناپختـه بـيش از حـد لازم در منطقـه پخـت پـيش روي كـرده باشـد بايـستي بـا كـمكردن طول شعله موقعيت نقطه تاريك نـسبت بـه شـعله را تنظـيم كـرد و بـا ايـن تنظـيم بـه مـرور منطقـهپخت داغ تر شده و از نامتعادل شدن كوره جلوگيري به عمل خواهد آمد.
5-2-ريزش كوتينگ و پديد آمدن لكه هاي سرخ بر روي بدنه كوره
ريزش كوتينگ و پديد آمـدن لكـه هـاي سـرخ بـر روي بدنـه كـوره باعـث گرانتـرين تعميـرات بـرايكوره خواهـد بـود، لـذا حفـظ كوتينـگ (آسـتر محـافظ روي آجـر) از جملـه كارهـاي ضـروري در بهـرهبرداري صحيح از كوره ميباشد.
عمده ترين عوامل پديد آورنده اين حالت عبارتند از:
1 داغ شدن بيش از حد منطقه پخت
2- سرشكن شدن و نازك بودن آجر نسوز
3- نوسان و تغييرات شديد در تركيب خوراك كوره
4- قطع بار كوره به مدت طولاني
5- وجود شرايط سيكلي مواد در داخل كوره
6- عدم دقت كافي در تنظيم پارامترهاي بهره برداري از كوره

پيشنهادات:
1- در صــورتيكه تغييراتــي در آنــاليز شــيميايي خــوراك كــوره بوجــود آيــد لازم اســت ســريعاً ازطـرف واحـد آزمايـشگاه بـه اتـاق كنتـرل اطـلاع داده شـود تـا بدينوسـيله تغييـرات احتمـالي در قابليـتپخت مواد خام مدنظر بهره برداران كوره قرار گيرد.
2- در صورت تغيير مـواد بـه سـمت زودپـز بـودن بايـستي حـدود 10 دقيقـه قبـل از ورود مـواد بـهمنطق ه پخ ت س وخت ك اهش داده ش ود و در اي ن حال ت احتم ال ري زش كوتين گ وج ود خواه دداشت.
3- در صـورت تغيي ر م واد ب ه سـمت ديرپ ز ب ودن باي ستي مق داري س وخت اف زوده ش ود ودرصورتيكه براي مـدت بـيش از پـنج دقيقـه بـار كـوره قطـع شـده باشـد بايـستي نـسبت بـه توقـف كـورهاقدام شود.
4 ريزش كوتينگ و پديد آمدن لكه هـاي سـرخ مـي توانـد ناشـي از تنظـيم غلـط مـشعل يـا شـكلنامناسب شعله در داخل كوره باشـد و لازم اسـت تنظـيم مـشعل بدرسـتي انجـام و شـكل شـعله بـه طـورمداوم تحت كنترل باشد.
5- شـوك حرارتـي ناشـي از سـريع گـرم شـدن يـك كـوره سـرد باعـث سرشـكن شـدن اجرهـاي كوره و در صورت تكـرار باعـث پديـد آمـدن لكـه هـاي سـرخ روي بدنـه كـوره و گـسترش آن خواهـدشد لذا لازم است گرم كردن كوره سـرد بـه تـدريج و بـا دقـت كـافي انجـام شـود تـا شـوك حرارتـي بـهآجرهاي نسوز داخل كوره وارد نشود.
6- در صورتيكه كوتينگ ريزي شـده و درجـه حـرارت بدنـه بـالا رفتـه اسـت ولـي تغييـر رنگـي دربدن ه م شاهده ن شود باي ستي نقط ه تاري ك را از منطق ه بح ران بوس يله ك م ك ردن مق دار جزئ ي ازسـوخت و يـا تغييـر موقعيـت مـشعل تغييـر مكـان داد و همچنـين در چنـين شـرايطي لازم اسـت شـكل شعله از حالت توپي به كشيده تغيير داده شود.
7- در واحـدهايي كـه مـواد ديرپـز دارنـد توصـيه مـي شـود بـراي دو سـه روز راه انـدازي (بعـد از هـر آجـر چينـي) از مـواد كمـك ذوب در تركيـب خـوراك كـوره اسـتفاده نماينـد كـه ايـن امـر باعـثكوتين گ گي ري مناس ب اولي ه بع د از ه ر آج ر چين ي ش ده و همچن ين در م واردي ك ه لك ه س رخكوچك نيز بر روي بدنه مشاهده شود استفاده از مواد كمك ذوب روشي موثر خواهد بود.
8- دميدن هـوا بـه روي لكـه سـرخ كوچـك جهـت تـسريع در كوتينـگ گيـري نقطـه مـذكور مفيـدخواهد بود كه بايـستي ايـن عمـل توسـط فـن هـاي خنـك كـن بدنـه و يـا بـا اسـتفاده از هـواي فـشردهخط و با دقت لازم انجام شود.
9 در حالتي كـه لكـه سـرخ در حـد يـك متـر از محـيط كـوره ظـاهر شـود در ايـن حالـت بوجـودآوردن كوتينـگ بـر روي نقطـه مـذكور امكـان پـذير نبـوده و بايـستي جهـت جلـوگيري از تغييـر شـكلبدنه شعله را خاموش و نسبت به توقف كامل كوره اقدام شود.
6-2-خرد شدن رينگ مواد در داخل كوره
مشاهده كلو خه هـاي بـزرگ در منطقـه پخـت و افـت ناگهـاني مكـش عقـب كـوره و همچنـين تمايـلبه مثبت بودن فشار سـر كـوره و تغييـر ناگهـاني آمپـر مـصرفي كـوره حـاكي از خـرد شـدن رينـگ مـواددر داخ ل كوره ميباشد كه ممكـن اسـت باعـث هجـوم مقـادير زيـادي از خـوراك كـوره بـه منطقـه پخـتو خنـك كـن كلينكـر شـده و حتـي بـه صـفحات و س يـستم حركـت خنـك كـن نيـز آسـيب برسـاند وباعث مسدود شدن كلينكر شكن گريت و خروج كلينكر سرخ از خنك كن شود.
پيشنهادات:
1- در صورتيكه بار كـوره بـالا و قطعـات رينـگ مـشاهده شـده در منطقـه پخـت نيـز بـسيار بـزرگباشد بايـستي مقـدار سـوخت و دور كـوره كـاهش داده شـود و كنتـرل خنـك كـن بـه صـورت دسـتي وبا سـرعت كـم ادامـه يابـد و مقـدار هـواي خنـك كـن در حـداكثر ممكـن قـرار گيـرد و نفراتـي در كنـارخنك كن و كلينكر شكن مستقر شده تـا مواظـب اضـافه بـار و داغ شـدن هـا و مـسدود شـدن هـا باشـندو موارد غير عادي را به دقت تحت كنترل داشته باشند.


مقطع : کارشناسی ارشد

قیمت 25 هزار تومان

خرید فایل pdf به همراه فایلword

قیمت:35هزار تومان