Hệ thống cấp than đen nhà máy sản xuất lốp DRC

Hệ thống cấp than đen Nhà máy sản xuất lốp DRC của Công ty CP Cao su Đà Nẵng đã mang lại hiệu quả nhiều mặt về kỹ thuật cũng như kinh tế, xã hội và môi trường. Đây là cơ sở để từng bước xây dựng nhà máy thông minh trong cuộc Cách mạng công nghiệp 4.0 mà các doanh nghiệp đang đẩy mạnh.

Hệ thống giám sát năng lượng mặt trời thông minh

Hệ thống tự động đẩy than đen bằng khí nén đã được thực hiện thành công và đưa vào sử dụng tại Xí nghiệp Cán luyện và kho than đen.

1. Tình trạng trước khi thực hiện

1.1. Tình trạng kỹ thuật hệ thống cũ

Hệ thống được đưa vào sử dụng từ năm 2003 đến nay đã cũ nên không đáp được sản lượng cung cấp cho các máy khoảng 10 tấn/ca, trong khi nhu cầu sản xuất yêu cầu 70 tấn/ca. Để đáp ứng nhu cầu sản xuất phải cho nạp thêm bằng thủ công vào các silo để phục vụ sản xuất.

Hệ thống tải phải qua nhiều công đoạn, qua nhiều thiết bị nên tiêu tốn nhiều năng lượng. Hệ thống dùng bơm chân không để hút nên gây tiếng ồn lớn và khi bị sự cố làm phát tán bụi than gây ô nhiễm môi trường.

Đây là hệ thống hút nên dễ hút ẩm vào than đen vì khó kiểm soát độ hở trên các đường ống và các cơ cấu khác.

Do silo tháng lớn 250m³/silo nên không kiểm soát được lượng tồn theo thực tế, chỉ kiểm soát bằng thủ công khi vét silô. Độ ẩm môi trường rất cao >70%, để đảm bảo quy trình công nghệ sản xuất lốp thì độ ẩm trong khu vực chứa than đen phải đạt độ ẩm từ 50 - 55 %. Vì vậy, vấn đề đặt ra là phải khống chế và duy trì được độ ẩm trong phòng ở độ ẩm 50- 55 % là việc làm cần thiết.

1.2. Tình trạng môi trường hệ thống cũ

Với rất nhiều hạn chế về việc đáp ứng năng suất, quy mô rộng lớn, ô nhiễm tiếng ồn và rủi ro phát tán bụi than đen ra môi trường khi có sự cố; về chất lượng sản phẩm có thể ảnh hưởng do độ ẩm của môi trường. Hơn nữa, với yêu cầu tự động hóa công đoạn cung cấp than đen cao nên việc thiết kế hệ thống cung ứng tự động đảm bảo môi trường với năng suất cao và quy mô rộng lớn là hết sức cần thiết.

2. Nội dung giải pháp mới

2.1. Giải pháp giảm độ ẩm cho than đen

Giải pháp hạ độ ẩm trong kho chứa than, để độ ẩm trong kho chứa than đen đạt độ ẩm mong muốn từ 50 - 55% thì ta phải tách được hơi ẩm từ trong không khí bằng thiết bị tách ẩm.

2.2. Giải pháp giảm tiếng ồn, giảm bụi, cung cấp đầy đủ than đen theo yêu cầu, giữ độ ẩm theo yêu cầu, đảm bảo mức độ tự động hóa cao phù hợp với việc vận hành sản xuất thông minh.

Thiết kế, chế tạo và lắp đặt hệ thống tự động đẩy than đen bằng khí nén từ nhà kho than đến 16 silo ngày với công suất kiểm tra thực tế 9 tấn/giờ với lượng khí nén 24 m3/phút; lượng điện tiêu thụ tổng là 8 kwh.

3. Tính mới và tóm lược nội dung của đề tài

3.1.Tính toán xác định yêu cầu kỹ thuật để thực hiện giải pháp giảm độ ẩm cho môi trường kho

Kho chứa than đen của xí nghiệp có 4 phân kho:

Kho chứa than đen số 1: Diện tích F = 594 m²

Thể tích V = 4455 m³

Kho chứa than đen số 2: Diện tích F = 530 m²

Thể tích V = 3975 m³

Kho chứa than đen số 3: Diện tích F = 648 m²

Thể tích V = 4860 m³

Kho chứa than đen số 4: Diện tích F = 648 m²

Thể tích V = 4860 m³

Nhiệt độ và độ ẩm tương đối của kho: t = 25⁰C;

φ = 90 % thì khối lượng hơi nước/ngày ở từng kho là

+ Kho chứa than đen số 1: m = 92 kg

+ Kho chứa than đen số 2: m = 82 kg

+ Kho chứa than đen số 3: m = 100 kg

+ Kho chứa than đen số 4: m = 100 kg

Với thể tích và khối lượng nước của các kho chứa than đen thì chọn công suất của máy hút ẩm Harison HD-504B cho mỗi kho, thông số kỹ thuật của máy hút ẩm Harison HD -504B

+ Công suất hút ẩm 504 lít/ngày

+ Lưu lượng gió 4.500 m3/h; Nguồn điện 3pha/380v/50HZ; Công suất điện 8.5 kW

+ Diện tích sử dụng khu vực tải than đen trên 500 m²

3.2. Tính toán xác định yêu cầu kỹ thuật, kinh tế để đầu tư chuyển đổi sang hệ thống mới, đảm bảo tăng năng suất, giảm định biên lao động, phù hợp với mô hình sản xuất thông minh.

Với năng suất và lượng điện năng tiêu thụ của hệ thống đẩy bằng khí nén sẽ vượt trội so với năng suất và điện năng tiêu thụ của hệ thống cũ dùng bơm chân không.

Năng suất gấp 7 lần so với hệ thống cũ, về hiệu quả ở điện năng tiêu thụ xem tính toán chi tiết ở phần hiệu quả kinh tế.

3.3. Khả năng áp dụng

Giải pháp đã được thực hiện thành công và đưa vào sử dụng tại Xí nghiệp Cán luyện và kho than đen.

Giải pháp này có thể áp dụng cho các nhà máy sản xuất cùng ngành nghề.

4. Đánh giá hiệu quả sau thực hiện

Hình ảnh tổng quan mô phỏng hệ thống mới.

4.1. Hiệu quả kỹ thuật

4.1.1. Về hiệu suất sử dụng

Với hệ thống cung cấp mới có năng suất vượt trội tăng gấp 7 lần đảm bảo cấp đầy đủ than đen trong quá trình sản xuất.

4.1.2. Đối với hệ thống hút ẩm

Sau khi lắp máy hút ẩm thì độ ẩm trong các kho chứa than đen giảm rõ rệt, cụ thể độ ẩm luôn luôn duy trì φ < 50 % nhờ vậy giúp đảm bảo quy trình công nghệ sản xuất các bán thành phẩm.Với việc giảm độ ẩm φ < 50 % thu được hiệu quả lớn là giải quyết được hiện tượng phồng, xốp, tách lớp giữa các thành phần trong quá trình gia công bán thành phẩm, đảm bảo quy trình công nghệ sản xuất, nâng cao chất lượng lốp.

4.1.3. Về giảm sức lao động

Giảm lượng công nhân vận hành từ 03 CN/ca xuống còn 01 CN/ca.

4.1.4. Về tính năng tự động hóa

Đáp ứng được nhu cầu tự động hóa cao, phù hợp với mô hình nhà máy sản xuất thông minh trong cuộc cách mạng 4,0.

4.2. Hiệu quả môi trường, xã hội

Đối với hệ thống cấp than đen:

Về môi trường: Không còn tiếng ồn lớn, ngăn chặn bụi than đảm bảo điều kiện làm việc và môi trương xung quanh. Về xã hội: cải thiện điều kiện lao động cho công nhân vận hành thiết bị.

Đáp ứng được mục tiêu chung chủ trương bảo vệ môi trường của Đà Nẵng.

4.3. Hiệu quả kinh tế (tính toán làm lợi)

Hình ảnh tổng quan hệ thống cũ trên phần mềm

4.3.1. Tính toán năng lượng tiêu thụ hệ thống cũ

Tổng năng lượng của hệ thống cũ tiêu thụ trong 1 ngày là:

Đối với việc tải than đen từ kho đến silo tháng 1 ngày làm việc 13 giờ thì điện năng tiêu thụ là:

(3+1,5+55+15+2,2)*13 = 997,1kwh/ngày

Đối với việc tải than đen từ silo tháng đến silo ngày 23 giờ thì điện năng tiêu thụ là:

(2,2+37)*23=901,6kwh/ngày

Vậy tổng lượng điện tiêu thụ trong ngày của hệ thống cũ là:

997,1+901,6 = 1898,7 kwh/ngày

Hình ảnh tổng quan hệ thống mới trên phần mềm.

4.3.2. Tính toán năng lượng tiêu thụ hệ thống mới và đánh giá hiệu quả

Hệ thống thổi theo thiết kế cần 24m³ khí/phút và thiết bị điện tiêu thụ tổng cộng là 8kwh. Điện năng tiêu thụ 1 giờ cho hệ thống tải than là: (24/21)*60*132+8= 158kwh; Điện năng tiêu thụ cho hệ thống tải than trong 1 ngày là: (30/9)*158=526kwh; Lượng điện tiêu thụ chênh lệch trong 01 ngày là: 1.898,7–526= 1.372,7kwh; Vậy giá trị làm lợi về năng lượng của hệ thống tải than đen trong 01 năm (lấy số ngày SX trung bình): 1.372,7kwh *300 (ngày SX) *2300đ/kwh = 947.163.000đ/năm