Nghiên cứu thiết kế cải tiến hầm sấy tuynel trong hệ thống sấy nung liên hợp

 

1. Những hiệu quả đã đạt được và những vấn đề còn tồn tại của hệ thống hầm sấy tuynel kiểu cũ.

Từ năm 1991- 1997 các đơn vị sản xuất gạch ngói đất sét nung trực thuộc Tổng Công ty Viglacera đã đầu tư chiều sâu thực hiện giải pháp hữu ích, sản xuất gạch ngói đất sét nung theo công nghệ sử dụng hệ hầm sấy nung tuynel liên hợp. đây là cuộc cách mạng trong sản xuất đất sét nung ở Việt Nam và đã đem lại những hiệu quả kinh tế to lớn. Năng lực sản xuất gấp nhiều lần so với công nghệ sản xuất trước đó, chất lượng sản phẩm được nâng cao, điều kiện làm việc của công nhân được cải thiện một cách đáng kể.

Gạch tuynel Phú Điền - lnhà máy gạch tuynel với lò tuynel hiện đại 

 

Tuy nhiên qua hơn 10 năm ứng dụng vào sản xuất thực tế vẫn còn một số tồn tại sau:

 

- Hiệu quả sấy sản phẩm mộc chưa cao, độ ẩm sản phẩm mộc đầu vào phải phống chế nhỏ hơn 14% mới đảm bảo quá trình sấy khô. Về mùa mưa do điều kiện phơi tự nhiên trong nhà phơi không hiệu quả nên độ ẩm vào sấy thường từ 16 – 20% dẫn đến hầm sấy hoạt động kém hêịu quả, xảy ra hiện tượng nứt nổ gạch và sập khối xếp trong vùng tiền nung của lò nung, hoặc phải giảm sản lượng sấy.

- Chu kỳ sản xuất kéo dài do thời gian phơi của sản phẩm trong nhà phơi từ 8 – 14 ngày mới đạt độ ẩm nhỏ hơn 14% do đó không cung cấp đủ gạch cho lò nung dẫn đến tốc độ đẩy goòng trong lò nung chậm, chi phí sản xuất tăng cao.

- Chi phí đầu tư cho xây dựng nhà phơi, chi phí nhân công vàv tỷ lệ phế phẩm trong khâu phơi đảo gạch mộc cao do đó làm tăng giá thành phẩm (Tại công đoạn phơi đảo gạch mộc Công ty Gốm Xây dựng Hữu Hưng phế phẩm chiếm ≥ 5%).

2. Quá trình cải tiến thử nghiệm hệ thống hầm sấy tuynel kiểu mới trong hệ thống sấy nung liên hợp:

2.1. Cải tiến lần 1:

Để khắc phục những tồn tại trên, ngay từ những năm 1998-1999, Tổng Công ty Viglacera đã chỉ đạo Công ty Tư vấn xây dựng và Phát triển vật liệu xây dựng tiến hành nghiên cứu thiết kế cải tạo một số hệ thống hầm sấy hiện có nhằm tăng cường khả năng sấy của hầm sấy bằng các giải pháp kỹ thuật như: Kéo dài thêm chiều dài hầm sấy; bổ sung các kênh dẫn khí thu hồi từ lò nung và bầu đốt phụ; bố trí lại hệ thống quạt…

Qua xem xét và so sánh kết quả đạt được trước và sau cải tiến tại các đơn vị sản xuất như Công ty Gốm xây dựng Xuân Hoà, Công ty Gốm xây dựng Hợp Thịnh, Công ty Gốm xây dựng 382 Đông Anh, Công ty Gốm xây dựng Hạ Long đã có thể khẳng định mô hình hệ thống hầm sấy kéo dài cải tiến và bổ sung các kênh dẫn khí nóng thu hồi đều thu được kết quả rất tốt;

Cho phép sấy được mộc có độ ẩm đầu vào cao từ 16-18%, độ ẩm mộc ra khỏi hầm sấy nhỏ hơn 3%. Do đó có thể chủ động cung cấp gạch mộc cho lò nung ngay cả khi điều kiện thời tiết không thuận lợi, rút ngắn được chu kỳ sản xuất; Tốc độ đi goòng trong lò nung tăng từ 27-30 goòng /24h lên tới 36 – 41 goòng/24h.

Tuy đã đạt được những thành công nhất định nhưng do các cơ sở sản xuất đều tiến hành cải tạo kéo dài hầm sấy trong điều kiện vừa sản xuất vừa thi công cải tạo nên các thiết kế kéo dài hầm sấy nói trên đều chưa thực sự hợp lý về thiết kế. Hệ thống hầm sấy cải tiến này còn có những tồn tại sau:

- Các điểm cấp khí sáy chưa được hợp lý, số lượng ít do đó việc điều chỉnh đường cong sáy gặp phải khó khăn.

- Vị trí 2 quạt khuấy tuần hoàn quá gần về phía đầu lò nên đã xảy ra hiện tượng phân tầng tác nhân sấy theo nhiệt độ dẫn đến hiệu quả sấy chưa tốt đặc biệt là các lớp sản phẩm ở chân khối xếp.

- Chu kỳ sấy vẫn dài

- Một số đơn vị vẫn phải sử dụng bầu đốt phụ để cấp nhiệt bổ sung cho sấy do đó làm tăng chỉ

số tiêu tốn nhiên liệu trên một đơn vị sản phẩm.

Nhằm hoàn thiện thiết kế hầm sấy tuynel trong hệ thống sấy nung liên hợp để có thể sấy được sản phẩm có độ ẩm đầu vào từ 14-18%; độ ẩm đầu ra từ 1-3% và giải quyết khó khăn thiếu gạch mộc vào trong lò mùa mưa, nâng cao năng suất lò nung, Công ty cổ phần tư vấn Viglacera đã tiến hành nghiên cứu thực hiện “Thiết kế cải tiến hầm sấy tuynel trong hệ thống sấy nung liên hợp” lần 2.

2.2. Cải tiến lần 2:

Trong lĩnh vực sản xuất vật liệu xây dựng có sử dụng lò nung để làm kết khối sản phẩm thì sấy là một công đoạn không thể thiếu. Việc tận dụng có hiệu quả nguồn nhiệt thừa của lò nung để sấy sản phẩm có một ý nghiã rất lớn về kinh tế và kỹ thuật.

Sau khi nghiên cứu các phương án và qua tính toán về kinh tế, kỹ thuật chúng tôi quyết định lựa chọn các thông số cơ bản của hầm sấy trong quá trình thiết kế như sau:

+ Hệ hầm sấy công suất 10 triệu viên/năm:

- Chiều dài: 48,4m

- Chiều rộng kênh: 2m

- Chiều cao tính từ mặt xe goòng : 1,8mét.

- Sức chứa xe goòng: 24 xe

+ Hệ hầm sấy công suất 20 triệu viên/năm:

- Chiều dài: 62,8m

- Chiều rộng kênh: 2,5m

- Chiều cao tính từ mặt xe goòng : 1,865mét.

- Sức chứa xe goòng: 25 xe

Đối với lò nung tuynel khí thải tận dụng làm tác nhân sấy gồm hai thành phần là khói thải đầu lò nung và khí nóng lấy từ zôn làm nguội của lò nung. Khói thải đầu lò nung có nhiệt độ thấp và độ ẩm cao hơn so với khí nóng lấy từ zôn làm nguội cuả lò nung do đó việc phối trộn hai tác nhân này theo một tỷ lệ thích hợp sẽ đem lại  một hiệu quả sấy cao, nhiệt độ và độ ẩm của hỗn hợp tác nhân sấy được điều chỉnh thông qua việc điều chỉnh lưu lượng của hai tác nhân kể trên.

Do đặc điểm cơ lý của sản phẩm gốm sứ nên quá trình sấy đều thực hiện theo một nguyên tắc chung đó là sấy ngược chiều. Tác nhân sấy và sản phẩm sấy chuyển động ngược chiều nhau, theo nguyên tắc này sản phẩm sẽ được tiếp xúc với không khí có nhiệt độ thấp và độ ẩm cao trước rồi mới đến vùng không khí có nhiệt độ cao hơn và khô hơn. Do đó, quá trình bốc hơi nước cũng như hiện tượng co ngót của sản phẩm diễn ra từ từ và đồng đều tránh được hiện tượng nứt nổ sản phẩm do những ứng suất bên trong sản phẩm gây ra. Tác nhân sấy được cấp vào khu vực đầu ra của hầm sấy bởi hệ thống quạt theo những đường ống và kênh dẫn riêng biệt còn khí thải sẽ được hút ra tại đầu vào của hầm sấy.

Do có chiều dài đủ lớn nên sản phẩm sẽ được sấy trong môi trường dịu hơn, tốc độ nâng nhiệt chậm hơn do đó cho phép sấy được những sản phẩm có độ ẩm đầu vào lớn mà không gây nứt vỡ sản phẩm.

Mặt khác do có chiều dài lớn nên có thể bố trí được nhiều cửa xả khí dọc theo chiều dài của hầm sấy, tại mỗi cửa xả khí này đều có thể bố trí các van điều tiết lưu lượng do đó việc điều khiển đường cong sấy được dễ dàng hơn.

Nhằm giảm thiểu hiện tượng phân tầng khí theo nhiệt độ và theo chiều dài của hầm sấy, hầm sấy cải tiến đã thay đổi vị trí của 2 quạt tuần hoàn có chức năng khuấy trộn tác nhân sấy trong hầm sấy để tránh hiện tượng này.

3. Kết luận

Việc nghiên cứu thiết kế cải tiến hầm sấy tuynel trong hệ thống sấy nung liên hợp đã được triển khai cả hai bước là lý thuyết và thực nghiệm;

Kết quả đánh giá sau quá trình sản xuất thử cho thấy Hồ sơ thiết kế đã đạt được những mục tiêu chính đề ra như sau:

- Chu kỳ sấy đã được rút ngắn đảm bảo cho lò nung hoạt động đúng quy trình nung ngay cả khi độ ẩm mộc vào hầm sấy có độ ẩm lớn tới 18%.

- Các chế độ nhiệt và khí động học trong lò có thể điều chỉnh dễ dàng khi chế độ sấy thay đổi.

- Chênh lệch độ ẩm tại các vị trí của khối xếp không lớn, sản phẩm được sấy khô đều.

Các thông số của gạch mộc sau khi ra khỏi hầm sấy như sau:

+ Nhiệt độ tối thiểu: 50 – 60oC

+ Nhiệt độ tối đa: 120oC

+ Độ ẩm tối thiểu: 0%

+ Độ ẩm tối đa: 3%.

Sản phẩm không cong vênh, nứt vỡ và gây nguy hiểm cho khối xếp.

- Với công suất thiết kế 10 triệu viên QTC/năm, diện tích sân cáng cần thiết cho hệ hầm sấy kiểu cũ khoảng 4.000-5.000m2nay chỉ cần khoảng 2.500 – 3.500m2. Tiết kiệm được 600triệu đồng.

- Với hệ lò 10 triệu viên QTC/năm có thể chạy đến 18-20 triệu viên QTC/năm thì diện tích sân cáng không phải xây dựng cho việc tăng công suất này khoảng 3.000m2 tương đương tiết kiệm được khoảng 945triệu đồng.

- Chi phí đầu tư tăng thêm so với hầm sấy kiểu cũ là khoảng 198 triệu đồng.

Như vậy khi đầu tư hệ hầm sấy kiểu mới này sẽ tiết kiệm được 1.347.000.000đồng. Việc sử dụng hầm sấy tuynel cải tiến trong hệ thống sấy nung liên hợp đã đem lại những hiệu quả to lớn trong sản xuất.

Dưới sự chỉ đạo của Tổng Công ty Viglacera, hầm sấy tuynel cải tiến đã được áp dụng cho tất cả các hệ lò sấy nung tuynel liên hợp được đầu tư mới trong Tổng Công ty. Đề tài nghiên cứu đã được hội đồng khoa học chuyên ngành Bộ Xây dựng đánh giá cao, nghiệm thu đạt loại xuất sắc. Hiện nay đề tài đã và đang nhân rộng, áp dụng ở nhiều cơ sở trong cả nước góp phần vào sự phát triển sản xuất gạch ngói nói riêng và ngành sản xuất vật liệu xây dựng nói chung của Việt Nam.

 

 

 

 

(Nguồn: Tạp chí Vật liệu xây dựng đương đại) 

Bài mới hơn

Bài cũ hơn