НҮҮРС БАЯЖУУЛАХ ҮЙЛДВЭРИЙН ТЕХНОЛОГИЙН СХЕМИЙГ METSIM ПРОГРАММААР ЗАГВАРЧИЛСАН ҮР ДҮН

Нүүрс баяжуулах үйлдвэрийн технологийн схем, үзүүлэлтүүдийг METSIM программ ашиглан хэрхэн загварчлах талаар сонирхуулья.

Нүүрсний баяжицын судалгааны үр дүн (хөвөлт-суултын шинжилгээний үр дүн) болон сонгосон схемээ METSIM программын өгөгдөлд оруулан баяжуулах үйлдвэрийн тоо чанарын үзүүлэлтүүдийг урьдчилан үгэлж болно.

Анхдагч нүүрсний шинж чанарыг хүснэгт № 1,2  -д үзүүлэв.

 Хүснэгт №1

Анхдагч дээжний чанарын үзүүлэлтүүд

Техникийн шинжилгээний үзүүлэлтүүд
Ажлын чийглэг, %, War	Үнслэг, %, Аdry	Дэгдэмхий  бодис, %, Vdaf	Нийт хүхэр, %, St	Илчлэг, ккал/кг, Qar
11.12	21.44	37.99	1.41	5237.85

  Хүснэгт №2

       Шигшүүрийн шинжилгээний дүн

Бүхэллэгийн хэмжээ, мм	Гарц		Үнслэг, %, Adry
	Гр	%
+0.5-50	2480.69	68.31	23.09
-0.5	1150.65	31.69	17.88
Дүн	3631.34	100	21.44

              Лабораторт тодорхойлсон фракцын шинжилгээний үр дүнг хүснэгт № 3,4-т харуулав.

Хүснэгт №3

         +0.5-50мм бүхэллэгийн ангийн фракцын шинжилгээний үр

Фракцуудын нягт, кг/м3	Гарц		Үнслэг, %, Adry	Кумулятив гарц, %
	гр	%		Хөвсөн фракц		Живсэн фракц
				γ, %	Adry, %	γ, %	Adry, %
1	2	3	4	5	6	7	8
<1300	1023.78	46.96	5.43	46.96	5.43	100.00	23.37
1300-1400	398.24	18.27	10.92	65.23	6.97	53.04	39.24
1400-1500	137.41	6.30	18.02	71.53	7.94	34.77	54.12
1500-1600	86.89	3.99	28.11	75.51	9.01	28.47	62.11
1600-1800	118.66	5.44	41.65	80.96	11.20	24.49	67.65
>1800	415.18	19.04	75.08	100.00	23.37	19.04	75.08
Дүн	2180.16	100.00	23.37
Үүсмэл шлам	300.53		21.13
Бүгд	2480.69		23.09

Хүснэгт №4

                                         Шламын (-0.5мм) фракцын шинжилгээний үр дүн    

Фракцуудын нягт, кг/м3	Гарц		Үнслэг, %, Adry	Кумулятив гарц, %
	гр	%		Хөвсөн фракц		Живсэн фракци
				γ, %	Adry, %	γ, %	Adry, %
1	2	3	4	5	6	7	8
<1300	9.71	22.65	3.30	22.65	3.30	100.00	17.13
1300-1400	15.58	36.34	9.72	58.99	7.26	77.35	21.18
1400-1500	11.5	26.83	18.47	85.82	10.76	41.01	31.33
1500-1600	1.54	3.59	30.39	89.41	11.55	14.18	55.64
1600-1800	0.62	1.45	35.39	90.86	11.93	10.59	64.21
>1800	3.92	9.14	68.77	100.00	17.13	9.14	68.77
Дүн	42.87	100.00	17.13

Технологийн хялбарчилсан схемийг боловсруулахдаа +0.5-50 мм-ийн бүхэллэгийн ангийг 2 шаттай хүнд орчны сепараторт, шламыг гидроциклоноор баяжуулахаар METSIM-ын загварыг сонгож авсан бөгөөд баяжуулах үйлдвэрийн хүчин чадлыг 800 т/цаг (энэ нь жилд 5 сая тонн) байхаар тооцов.

  Компьютерын загварчлалын үндсэн дээр ирээдүйн баяжуулах үйлдвэрийн технологийн үндсэн үзүүлэлтүүдийг тооцож гаргасан ба технологийн схемийг зураг 1-д үзүүлэв.

Харьцангүй өндөр үнслэг (21.4%), хүхэртэй (1.4%) дээжний хувьд 8.9% үнслэгтэй 74%-ийн гарцтай баяжмал авах боломжтой бөгөөд баяжмал дахь хүхрийн агуулга 0.9% хүртэл буурч байна (хүснэгт №5). Энэ нь тухайн нүүрсэн дэхь пиритын хүхэр баяжуулалтын хаягдалд шилжиж байгаатай холбоотой юм. 

Ер нь баяжуулалтын явцад баяжмал дахь хүхрийн агуулга анхдагч нүүрстэй харьцуулахад тодорхой хэмжээгээр буурч байгааг  загварчлалын үр дүнгээс харж болно.

                                                                                                                                    Зураг №1

                                                                                                                                
                                                                                                                                        Хүснэгт №5

Баяжуулалтын технологийн схемийн загварчлалын үр дүн

Баяжуулалтын бүтээгдэхүүнүүд	тн/цаг	%	Үнслэг, %, Adry	Нийт хүхэр, %, St
Баяжмал	591.4	73.93	8.88	0.95
Завсарын бүтээгдэхүүн	47.18	5.89	30.06	1.54
Хаягдал	161.4	20.17	64.65	2.99
Анхдагч нүүрс	800	100	21.38	1.4

SAG тээрэм улам томорсоор...

Сүүлийн үеийн төслүүдийн техникийн шийдлээс харахад  бутлалт, нунтаглалтын технологийг өндөр хүчин чадалтай ганц шугамаар гүйцэтгэх нь давамгайлж байгаа. Энэ нь хагас өөрөө нунтаглалтын (ХӨН) тээрмийн овор хэмжээ, хөдөлгүүрийн хүчин чадал нэмэгдэж , тээрмийн хийц, механик  бат бөх чанар эрс сайжирсантай холбоотой. 20-иод жилийн өмнө ХӨН-ын тээрмийн ган бөмбөлгийн дүүргэц тээрмийн эзэлхүүний 3-6% байсан бол өнөөдөр энэ параметр 10-12% болсон ба зарим үйлдвэрүүдэд 18-20 хүртэл ч ган бөмбөлөг нэмж байна. Ялангуяа диаметр томтой өндөр хүчин чадалтай тээрмийн автомат удирдлагын систем улам боловсронгуй болж, мөн тээрмийн эргэлтийг автоматаар удирдах боломжтой болсон нь 127 мм хүртэлх ган бөмбөлгийг 20% хүртэл дүүргэцтэй хэрэглэх боломжтой болсон бөгөөд ийм төрлийн тээрэм 95% хүртэл  хөдөлгөөний коэффициенттойгоор ажилладаг.

Энэ оны 1-р сард гэхэд 1210 тонн жинтэй 12,2м диаметртэй, 15 м-ийн урттай  ХӨН тээрмийг Хятадын CITIC Heavy Machinery компани Австралийн төмрийн баяжуулах үйлдвэрт нийлүүлсэн байна. Уг тээрмийн хөдөлгүүр нь 28000 кВт-ын чадалтай Siemens GMD маягийн редуктергүй хөдөлгүүр ажээ.
Ер нь өнөөдөр 40 фүүт буюу 13,4 м-ийн диаметртэй, 35000 кВт-ын редуктэргүй хөдөлгүүртэй ХӨН-ын тээрэм хэрэглэгчдийн гарт очиход бэлэн болсон тухай инженерүүд мэдэгдэж байгаа юм.
Тээрмийн удирдлага, үйл ажиллагааг сайжруулахын тулд АВВ компани өмнө нь ашиглаж байсан АС800PEC маягийн хөдөлгүүрийн удирдлагын системээ PSR GMD системээр 2009 онд бүрэн сольсон.

Ер нь том диаметртэй тээрэмд редуктергүй хөдөлгүүр хэрэглэх  нь тээрмийн хүрдний эргэлтийг тээрмийн дүүргэлтээс хамааруулан автоматаар өөрчлөх  боломийг нээж өгч байгаа төдийгүй тээрмийг хоосрохоос хамгаалах, хүчин чадлыг хүдрийн хатуулагаас хамааруулан удирдах бүрэн боломжтой болсон юм. Энэ систем нь үйлдвэрийн удирдлагын PLC Ба DCS системтэй  холбогдон ажилладаг.

ХӨН-ын тээрмийн автомат удирдлагын системыг амжилттай нэвтрүүлсэн жишээ бол Австралийн цайрын Century Zink фабрик юм.
Нөгөө талаас ийм том тээрмийг зогсоох, нэг ёсны тоормослох асуудал техникийн хувьд нилээн ярвигтай байдаг ба Английн Twiflex компани нь ХӨН-ын тээрмийн тоормосны системийг боловсруулж нийлүүлдэг юм.

Нунтаглалтын SABC схемийн тооцоо

Хоногт 40000 тонн зэс-молибдены хүдэр баяжуулалтад бэлтгэх SABC схемийн массын балансын тооцоог METSIM ашиглан гүйцэтгэсэн үр дүнг доор үзүүлэв. Metsim программаар мөн энэхүү схемийн ашиглалтын зардлын тооцоог амархан гүйцэтгэж болно.

METSIM программын тухай товч ойлголт

Үйлдвэрийн нарийн процессууд, технологийн схемын массын болон энергийн балансыг тооцоолох, оновчлох, улмаар тоног төхөөрөмжүүдийг сонгоход комьютерийн программуудыг өргөн ашиглаж байна. Эдгээр программууд нь  төслийн болон судлаач инженерүүдийн өдөр тутмын нүсэр тооцоог хөнгөвчлөхөөс гадна лабораторийн туршилтын үр дүнг үндэслэн үйлдвэрийн технологийн схем, хэлхээг загварчилилж өндөр өртөгтэй хагас үйлдвэрийн болон үйлдвэрийн туршилтуудыг ч орлох боломжтой.

Нөгөө талаас үйлдвэрийн технологийн схемын олон хувилбаруудын хурдан хугацаанд тооцоолох , шийдвэр гаргахад нэн тохиромжтой юм.  

Химийн , боловсруулах, баяжуулах үйлдвэрийн технологийн схемыг загварчилдаг, тооцоолдог  нилээд хэдэн тусгай программууд байдаг бөгөөд эдгээрээс манай улсын уул уурхайн салбарт хэрэглэгдэж байгаа нь MODSIM, METSIM билээ.

Дашрамд дурдахад METSIM программыг дэлхийн ихэнх томоохон уул уурхайн компаниуд, их дээд сургуулиуд их хэрэглэдэг бөгөөд зарим компани зөвхөн METSIM программын эксперт-инженерийн ажиллуулдаг юм.

Энэ удаа бид METSIM программын тухай, түүнийг массын балансад хэрхэн ашиглах талаар тодорхой жишээн дээр энгийнээр тайлбарлахыг оролдьё.

10 г/л хүхрийн хүчлийн (H₂SO₄) агуулгатай Q=100 т/ц уусмалыг шохойн чулуугаар (CaCO₃) саармагжуулах үйлдвэрийн массын балансын тооцоог гүйцэтгэе. Уг үйлдвэрийн технологи нь (хялбарчилсан байдлаар) дараах химийн тэгшитгэлийн дагуу явагдана гэж үзье.

H₂SO₄ +Н₂O + CaCO₃ = CaSO₆H₄+CO₂    /1/

Эхлээд үйлдвэрийнхээ технологийн дараалал, автомат удирдлагын зарчмыг тодорхойльё. Үйлдвэрийн технологи нь: 10 г/л H₂SO₄ –ийн агуулгатай , цагт 100 тн шингэн уусмалыг шохойн чулуугаар тусгай холих чанд саармагжуулах бөгөөд чанаас гарсан бүтээгдэхүүныг туузан шүүлтүүрээр шүүж үүссэн гипсыг хатуу хэлбэрээр овоолох юм. Шүүлтүүрийн шүүгдэс (шингэн хэсэг) дэхь хүхрийн хүчлийн агуулга pH=6 байхаар шохойн чулууны орцыг автоматаар тохируулан холих чанд өгнө.

Ингээд Metsim программыг ачаалан эхлээд загварын параметр сонгох товчийг 

 

дарж параметрийн сонголтуудыг хийнэ (Зураг 1, 2).

Үүний дараа хэрэглэх тоног төхөөрөмжүүдээ программын баруун гар талд байх цэснүүдээс сонголт хийнэ. Тухайлбал холих чаныг  , туузан фильтрыг   

товчууд дээр дарж хулганаа чирэх байдлаар программын талбарт тавина.

Үйлдвэрийн технологт хэрэглэгдэх гол төхөөрөмжүүдийг сонгосны дараа  

товчийг ашиглан тоног төхөөрөмжүүдийг хооронд нь холбох ба орох , гарах урсгалуудыг зурна. Өөрөөр хэлбэл

Зураг дээр 1006 –р урсгал бол хүхрийн хүчлийн уусмал, 1001 нь шохойн чулуу, 1016 – урвалд орсны дараа чанаас гадагшилж буй материал, 1026- шүүгдсэн гипс, 1021 шингэн шүүгдэс болно.

Загварчлалд хэрэглэгдэх химийн бодис, элементүүдийг Comp>DBAS Component Database цэсээр орж сонголт хийнэ. Сонголт хийхдээ хатуу, шингэн  , хийн төлөвт байгаа эсэх, мөн органик, органик бус эрдэс гэдгээ анхаарах хэрэгтэй.

Оролтын урсгалуудын өгөгдлийг өгөх, эсвэл харахдаа үндсэн цэсний  

 товчийг дарж, тухайн урсгалын номер дээр хулганын заалтыг аваачиж дарна. Жишээ нь:

Автомат удирдлагын системыг загварчлахдаа дараах удирдлагын  загваруудаас

сонгон автоматаар тохируулах шаардлагатай урсгал дээр нэмнэ. Тухайлбал  зураг дээр 1001 -р урсгал  буюу шохойн чулууны орцыг тохируулах автомат удирдлагын загвар тавьсан байна.

Бэлэн болсон загварыг ажиллуулахдаа  дараах товчнуудын аль нэгийг ашиглах ба

 эцсийн схем болон тооцооны үр дүнг харуулья.

Загварчлалын үр дүнгээс харахад цагт 100 т/цаг хэмжээтэй 10г/л хүхрийн хүчлийн агуулгатай уусмалыг pH=6 хүртэл шохойн чулуугаар саармагжуулахад нийт 1.016 т/цаг шохойн чулуу зарцуулагдаж байгаа ба цагт 1,747 т/цаг гипс буюу гөлтгөнө үүсч байна.

Дээрх тооцоо нь энгийн ,  шохойн чулууг ганц CaCO3-аас бүрдэнэ гэж тооцож авсан хялбаршуулсан үйлдвэрийн загвар бөгөөд бусад нөхцөл, химийн урвалууд, тоног төхөөрөмжүүдийг нэмж улам нарийвчилж болно.

Metsim программыг баяжуулалтын, химийн технологийн бүхий л процессыг загварчлах, тооцоолоход хэрэглэж боломжтой бөгөөд энэхүү программ дээр ажиллахад тухайн процессын онолын мэдлэг зайлшгүй байх шаардлагатай.