بررسی عوامل مؤثر بر راندمان کوره‌های دوار سیمان از دیدگاه بهره برداری و آنالیز شیمیایی خوراک کوره

بخشی از متن اصلی:
فهرست مطالب
چکیده    1
مقدمه    2
فصل۱: طرحی از یک کارخانه سیمان با تکنولوژی روز دنیا    4
فصل دوم: اجزاء سیستم پخت    13
۱-۲- مشخصه‌هایی از کوره دوار سیمان    14
۱-۱-۲- غلطک‌ها    15
۲-۱-۲- غلطک بالابر    15
۳-۱-۲- سیستم چرخاننده کوره    16
۴-۱-۲- آب‌بندی سر و ته کوره    16
۲-۲- نسوزکاری کوره    17
۳-۲- مشخصه‌هایی از پیش گرم‌کن    18
۴-۲- مسیر فرعی    20
۵-۲- سیستم تکلیس(Calciner)    21
۶-۲- مشخصه‌هایی از خنک‌کن    22
۷-۲- انواع خنک‌کنها    24
۱-۷-۲- خنک‌کن مشبک    27
۸-۲- اتاق کنترل    30
۹-۲- سوخت رسانی و مشعل    30
۱-۹-۲- اصول سوختن و کنترل شعله    32
۲-۹-۲- شعله    33
۳-۹-۲- درجه حرارت شعله    34
فصل ۳: پروژه    40
فصل ۴: شناخت متغیرهای کنترل سیستم پخت    42
۱-۴- کنترل کوره    43
۲-۴- خنک کردن کلینکر    44
۳-۴- سوخت کوره    45
۴-۴- تغذیه کوره    46
۵-۴- متغیرهای راهبری کوره    46
۶-۴- مکانیک کوره    48
۷-۴- شرایط خاص راهبری کوره    51
۱-۷-۴- کلیات    51
۲-۷-۴- تجزیه شیمیایی گاز خروجی کوره    51
۳-۷-۴- حجم هوای اولیه    52
۴-۷-۴- درجه حرارت گاز خروجی پیش گرم‌کن    52
۵-۷-۴- درجه حرارت یاتاقانها    52
۶-۷-۴- الکتروفیلترها    52
۷-۷-۴- گرفتگی سیکلونها    53
۸-۷-۴- گرفتگی در رایزر پایپ و ورودی کوره    53
۹-۷-۴- نسوزکاری کوره    53
۸-۴- چرخاندن کوره با موتور کمکی    54
۹-۴- تحلیل گزارشات ساعتی سیستم پخت    54
فصل ۵: رعایت اصول کوره بانی    59
۱-۵- مشخصه‌هایی از سیستم پخت    60
۱-۵-۱- جلو شعله    60
۱-۵-۲- هوای ثانویه    63
۲-۵- کوره بان وکوتینگ(استر کوره)    65
۳-۵- عقب کوره    68
۱-۳-۵- درجه حرارت عقب کوره    69
۲-۳-۵- مکش عقب کوره    71
۳-۳-۵- اکسیژن عقب کوره    72
۴-۵- کنترل مقدار سوخت    73
۵-۵- کنترل مقدار خوراک کوره و دور کوره    74
۶-۵- کنترل متغیرهای خنک کن گریت    76
۱-۶-۵- کنترل مکش درب کوره    77
۲-۶-۵- فشار زیر صفحات خنک کن    78
۳-۶-۵- کنترل درجه حرارت هوای ثانویه    78
۷-۵- بیست و هفت حالت اساسی کوره    79
۱-۷-۵- سه متغیر و کنترل کننده اساسی    81
۲-۷-۵- شرح بیست و هفت حالت- راه‌حلها و دلایل    85
۳-۷-۵- حالات اضطراری    92
فصل ۶: اولین گرم کردن سیستم پخت    102
۱-۶- خشک کردن پیش گرم‌کن    103
۲-۶- خشک کردن درب کوره و کانال هوای سوم و خنک کن    106
۱-۲-۶- مشعل کمکی برای خشک کردن درب کوره    108
۲-۲-۶- مشعل کمکی برای خشک کردن کانال هوای سوم    108
۳-۲-۶- مشعل کمکی برای خشک کردن خنک کن    108
۳-۶- گرم کردن کوره دوار    113
۱-۳-۶- آماده سازی    113
۲-۳-۶- گرم کردن تمام سیستم پخت    113
۳-۳-۶- کنترل درجه حرارت    115
۴-۳-۶- چرخاندن کوره در مرحله گرم کردن    116
۵-۳-۶- وقفه در گرم کردن    116
۴-۶- خواباندن کوره    117
۵-۶- نکات مهم    117
فصل ۷: اولین راه‌اندازی سیستم پخت    119
۱-۷- اولین باردهی کوره    120
۲-۷- مقدمات تغذیه کوره    120
۳-۷- راه‌اندازی موتور کوره    120
۴-۷- فراهم کردن شرایط تولید عادی    121
۵-۷- راه‌اندازی خنک کن    122
۶-۷- آماده شدن برای راه‌اندازی کلساینر    125
۷-۷- رسیدن به باردهی عادی    125
۸-۷- حالات غیرعادی خنک کن    126
فصل ۸: گرفتگی‌های سیستم پخت    130
۱-۸- قلیائی‌ها    131
۲-۸- پاک کردن پیش گرم‌کن    134
۳-۸- عوامل گرفتگی عقب کوره    134
۱-۳-۸- توازن چسبندگی و فرسایش    134
۲-۳-۸- چسبندگی چیست؟    136
۳-۳-۸- چسبندگی جامد به جامد    137
۴-۳-۸- جذب سطحی    137
۵-۳-۸- نتیجه‌گیری    138
۴-۸- ماهیت جرم گرفتگی عقب کوره    138
۱-۴-۸- مشخصات ظاهری گرفتگی    138
۲-۴-۸- ترکیب شیمیایی    138
۳-۴-۸- ترکیب مینرالوژیکی    144
۴-۴-۸- مکانیزم تشکیل    144
۵-۸- عوارض گرفتگی عقب کوره    145
۱-۵-۸- عقب کوره    145
۲-۵-۸- عوارض گرفتگی    147
فصل ۹: نسوزکاری سیستم پخت سیمان    149
۱-۹- مواد نسوز در نقاط مختلف سیستم پخت    150
فصل ۱۰: فرسایش مواد نسوز در سیستم پخت    160
۱-۱۰- مقدمه    161
۲-۱۰- عوامل مختلف فرسایش آجر منطقه پخت    162
۱-۲-۱۰- زیاد داغ شدن آجر    163
۲-۲-۱۰- نفوذ املاح قلیائی    167
۳-۲-۱۰- فرسایش ناشی از احیاء    172
۴-۲-۱۰- فرسایش مکانیکی    175
۳-۱۰- سیکل قلیائی در سیستم پخت سیمان    180
۴-۱۰- شکفتگی قلیائی    183
۵-۱۰- فرسایش بدنه کوره    185
فصل ۱۱: رعایت نکات ایمنی سیستم پخت    186
۱-۱۱- کوره    187
۲-۱۱- سیکلونها    187
۳-۱۱- الکتروفیلتر    188
فصل ۱۲: عوامل موثر بر راندمان کوره‌های دوار سیمان از دیدگاه آنالیز شیمیایی خوراک کوره    191
۱-۱۲- مقدمه    192
۱-۱-۱۲- مسئولیت آزمایشگاه کارخانه سیمان    192
۲-۱-۱۲- سیمان    192
۲-۱۲- مشخصات شیمیائی و فیزیکی سیمان    195
۱-۲-۱۲- آلیت    196
۲-۲-۱۲- بلیت    198
۳-۲-۱۲- فاز الومینات    198
۴-۲-۱۲- فاز فریت    198
۵-۲-۱۲- ترکیبات فرعی    198
۶-۲-۱۲- سنگ گچ    202
۳-۱۲- محاسبه فازهای سیمان    203
۴-۱۲- مشخصات از انواع سیمان    203
۵-۱۲- چگونگی پخت مواد    206
۱-۵-۱۲- فعل و انفعالات مواد در پیش گرمکن    206
۲-۵-۱۲- فعل و انفعالات مواد در داخل کوره    208
۶-۱۲- عوامل موثر در پختن مواد    211
۱-۶-۱۲- ترکیب شیمیایی مواد اولیه    211
۲-۶-۱۲- ترکیب مینرالی مواد اولیه و خوراک کوره    217
۳-۶-۱۲- دانه‌بندی خوراک کوره    218
۴-۶-۱۲- همگن بودن مواد خام    218
۵-۶-۱۲- شرایط پخت    219
۷-۱۲- میکروسکوپی کلینکر    219
۱-۷-۱۲- کلینکر نرمال    219
۲-۷-۱۲- کلینکر آهسته خنک شده    219
۸-۱۲- مراحل فیزیکی و شیمیائی مواد در حین پخت    223
۱-۸-۱۲- خشک شدن    223
۲-۸-۱۲- دهیدراته شدن مواد رسی    223
۳-۸-۱۲- تجزیه کربناتها    223
۴-۸-۱۲- واکنش‌های جامد    223
۵-۸-۱۲- واکنش‌هایی که در حضور فاز مایع رخ می‌دهد    224
۹-۱۲- تاثیر نوسانات کیفیت خوراک کوره بر راندمان کوره    224
۱۰-۱۲- اقدامات موردنیاز در جهت کاهش نوسان کیفیت خوراک کوره    226
۱-۱۰-۱۲- تدوین استراتژی نمونه‌گیری    226
۲-۱۰-۱۲- مطالعات تفصیلی معادن    227
۳-۱۰-۱۲- جلوگیری از عوامل نوسان کاذب در سیستم کنترل کیفی    227
منابع و مراجع    229
چکیده انگلیسی     230
 
فهرست اشکال
۱-۱- فلودیاگرام خط تولید سیمان    6
۲-۱- مشخصات پخت سیمان    7
۳-۱- خط تولید سیمان به روش خشک    10
۴-۱- سیستم پخت سیمان    11
۵-۱- سیستم پخت سیمان با سیکلون ۵ مرحله‌ای    12
۱-۲- کوره دوار سیمان    14
۲-۲- بدنه کوره    15
۳-۲- غلطک مستقر روی پایه‌های کوره سیمان    15
۴-۲- سیستم حرکت کوره    16
۵-۲- نسوزکاری بخشهایی از سیستم پخت    17
۷-۲- تغییرات حرارت ویژه مصرفی نسبت به ظرفیت کوره    20
۸-۲- نمونه‌ای از طرح مسیر فرعی    21
۱۱-۲- خنک کن دوار به همراه کوره دارای کلساینر طرح همبولت    26
۱۲-۲- خنک کن سیاره‌ای    26
۱۳-۲- خنک کن مشبک    28
۱۴-۲- اتاق کنترل سیمان اکباتان    30
۱۵-۲- مقطع انتهای خروجی کوره سیمان    34
۲۴-۲- یکی از آخرین طرحهای مشعل و موقعیت آن در سیستم پخت سیمان    39
۱-۴- محاسبه مقدار هوای نشتی در بخشهای مختلف سیستم پخت و آسیاب مواد    50
۲-۴- نقاط سنجش متغیرهای مختلف سیستم پخت    55
۳-۴- نقاط سنجش متغیرهای مختلف خنک کن کلینکر    56
۴-۴- گزارش ساعتی کارکرد کوره سیمان هگمتان    57
۵-۴- گزارش ساعتی کارکرد خنک کن کلینکر سیمان هگمتان    58
۱-۵- موقعیت نقطه تاریک نسبت به شعله    61
۲-۵- جهت انتقال حرارت از مرکز کوره به بدنه    64
۳-۵- حالات مختلف منطقه پخت    65
۱-۶- محل تعبیه حرارت سنج‌ها در نقاط مختلف پیش گرمکن    105
۲-۶- چگونگی تعبیه سوراخهایی در سقف سیکلونها برای خروج بخار آب    107
۳-۶- محل تعبیه مشعل برای خشک و گرم کردن کانال هوای سوم    109
۴-۶- محل تعبیه برای خشک و گرم کردن درب کوره    110
۵-۶- مشعل کمکی برای خشک کردن خنک کن    111
۱-۷- موتور کوره    121
۳-۸- جریان گاز و مواد    136
۴-۸- جریان گاز و مواد    136
۵-۸- گرفتگی‌های سیستم پخت    146
۱-۹- تغییرات درجه حرارت در بخشهای مختلف سیستم پخت    151
۲-۹- نسوزکاری قسمتهای مختلف سیستم پخت    153
۳-۹- جنس مواد نسوز مورد استفاده در قسمتهای مختلف سیستم پخت    154
۴-۹- سیکلون پایین پیش گرمکن و نسوزکاری سقف    156
۵-۹- انتهای پیش گرمکن و ورودی    156
۶-۹- مناطق مختلف ابتدا تا انتهای کوره    157
۱-۱۰- عوامل فرسایش مختلف شیمیایی- مکانیکی و حرارتی موثر روی آجر    162
۲-۱۰- الی ۲۴-۱۰- اشکال مختلف آجرهای کوره که دچار فرسایش شده‌اند صفحه ۱۶۴الی صفحه۱۸۰
۲۵-۱۰- سیکل کلر در سیستم پخت    181
۲۶-۱۰- سیکل قلیائی در سیستم پخت    182
۲۷-۱۰- سیکل سولفور در سیستم پخت    182
۲۸-۱۰- شکفتگی قلیائی    184
۳۰-۱۰- فرسایش بدنه کوره    185
۱-۱۲- دیاگرام سه تائی نشان‌دهنده ترکیبات اکسیدی و مینرالی سیمان پرتلند و موقعیت آن در مقایسه با سایر مصالح و مواد معدنی    193
۲-۱۲- تقسیم‌بندی مناطق مختلف کوره    207
۳-۱۲- تغییرات شیمیائی و حرارتی خوراک کوره از ورود به سیستم پخت تا خروج از آن    210
۴-۱۲- بلورهای کلینکر عادی    221
۵-۱۲- بلورهای کلینکر آهسته خنک شده    221
۶-۱۲- توده بلورهای آهک آزاد که توسط الیتها احاطه شده‌اند    221
۸-۱۲- کلینگر آزمایشگاهی با سولفات زیاد    222
 
فهرست جداول
۱-۲- موازنه حرارتی پیش گرمکن اس- اف    22
۲-۳- موازنه حرارتی خنک کن فولر دارای اندازه‌های ۱۰۵۰/۸۲۵    29
۳-۲- مشخصات فیزیکی شیمیایی انواع سوخت(مأخذ: المان)    31
۴-۲- مشخصات نفت کوره پالایشگاهی ایران    32
۱-۴- مشخصه‌ای از سوختهای مصرفی در کوره سیمان    46
۱-۵- شرح بیست و هفت حالت اساسی- راه‌حلها و دلایل    85
۱-۸- مشخصات ظاهری و شیمیایی جرم گرفتگی‌های عقب تعدادی از کوره‌های متعلق به کمپانی holcim    140
۲-۸- آنالیز شیمیایی نمونه‌هایی از سیلکون ۴    142
۳-۸- آنالیز شیمیایی نمونه‌های از کوتینگ‌های مزاحم رایز پایپ ورودی کوره    143
۱-۹- چرا سیستم پخت سیمان را نسوزکاری می‌کنیم؟    152
۲۹-۱۰- واکنش‌های مرتبط با ترکیب Na20 و مولایت موجود در آجر آلومینیومی و ترکیبات آلومینو سیلیکات موجود در آجر شاموتی    184
۱-۱۲- ترکیب شیمیایی مواد اولیه کارخانجات سیمان ایران    194
۲-۱۲- علائم اختصاری برای اجزاء تشکیل دهنده سیمان    197
۳-۱۲- ترکیب شیمیائی فازهای یک نمونه کلینگر سیمان پرتلند(برحسب درصد وزنی)    200
۴-۱۲- فازهای کلینکر و مشخصات آنها(درصدها وزنی است)    201
۵-۱۲- انواع سیمان پرتلند براساس تقسیم‌بندی انجمن سیمان اروپا    204
۶-۱۲- استانداردهای آمریکا(ASTM-C 150) برای سیمان    205
۷-۱۲- خلاصه عملیات شیمیائی- حرارتی و نام مناطق کوره    209
۸-۱۲- روابط و نسبت مدولهای مورد استفاده برای تنظیم مواد و پختن کلینکر    213
۹-۱۲- نمونه‌ای از مشخصات سنگ آهک- خاک رس و کلینکر    214
 
فهرست منحنی‌ها و نمودارها
۷-۲- منحنی تغییرات حرارت ویژه مصرفی نسبت به ظرفیت کوره    20
۹-۲- منحنی قابلیت خرد شدن کلینکر و ارتباط آن با نحوه سرد کردن    24
۱۰-۲- منحنی درصد انبساط کلینکر و ارتباط آن با چگونگی سرد شدن    24
۱۶-۲- منحنی تغییرات درجه حرارت و طول شعله نسبت به نوع سوخت    35
۱۷-۲- منحنی اثر نسبت هوا روی درجه حرارت شعله    35
۱۸-۲- منحنی طول نسبی شعله به صورت تابعی از نسبت هوا    36
۱۹-۲- منحنی رابطه بین نسبت هوا و فاصله نقطه حداکثر حرارت شعله تا سرمشعل    36
۲۰-۲- منحنی تغییرات درجه حرارت نسبی شعله- نسبت هوای اولیه به ثانویه    37
۲۱-۲- نمودار تغییرات درجه حرارت شعله- درصد هوای اضافی- درجه حرارت هوای ثانویه برای سوخت    37
۲۲-۲- اثر سرعت جریان سوخت روی درجه حرارت شعله و فاصله حداکثر درجه حرارت    38
۲۳-۲- اثر سرعت جریان سوخت روی گسترش شعله    39
۴-۵- رابطه بین درصد هوای اضافی و اکسیژن عقب کوره    72
۵-۵- سه نمونه از افزایش دور کوره نسبت به زمان    75
۵-۶- نمودار بیست و هفت حالت اساسی کوره    84
۶-۶- منحنی ارتباط درجه حرارت بدنه با درجه حرارت سطح داغ آجر و ضخامت آجر    112
۷-۶- منحنی گرم کردن کوره    114
۲-۷- منحنی گرم کردن کوره    124
۱-۸- Relation between removal ratio of volative component and by pass ratio      132
۲-۸- منحنی‌های فشار جزئی ترکیبات مختلف موجود در سیکل قلیائی    133

سیستم پخت سیمان مهمترین و اساسی‌ترین بخش یک واحد تولیدی سیمان می‌باشد، به طوریکه ظرفیت اسمی کارخانه‌های سیمان براساس میزان تولید روزانه(۲۴ ساعته) کوره بنا نهاده شده و ظرفیت دپارتمانها- تجهیزات و ماشین آلات- سیلوهای ذخیره مواد خام- کلینکر و سیمان نیز بر پایه ظرفیت تولید کوره طراحی و ساخته می‌شود.
لذا راندمان کوره یکی از پارامترهای مهم در بخش تولید بوده و تلاش در جهت به ظرفیت رساندن و سپس بالا بردن راندمان تولید کوره از مهمترین اهداف تیم مدیریتی و پرسنل فنی کارخانه‌های سیمان می‌باشد. در این پروژه سعی بر این است که پس از ارائه شناخت کلی از خط تولید سیمان دو فاکتور بسیار مهم و ارزشمند یعنی عوامل موثر بر راندمان کوره‌های دوار سیمان از دیدگاه بهره‌برداری و آنالیز شیمیائی خوراک کوره ارزیابی شده و مورد تاثیر هر کدام از دو عامل مذکور پس از شناخت موضوعات و مسائل مطروحه به بررسی مشکلات موجود پرداخته و راه‌حلهایی صحیح جهت برخورد با این گونه مسائل ارائه شود تا انشاءالله بدین وسیله هدف اصلی از ارائه این پروژه محقق شود.

تعداد صفحات:۲۵۰