Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu sự ảnh hưởng của một số yếu tố đến năng suất và chi phí năng lượng của thiết bị vận chuyển trấu từ thuyền lên kho chứa tại Long Mỹ - Hậu Giang

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:94

Thêm vào BST

Báo xấu

43
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn nhằm xác định quy luật và mức độ ảnh hưởng của một số thông số thuộc về cấu tạo của thiết bị vận chuyển trấu từ các thuyền (hoặc ghe) đến năng suất và chi phí năng lượng riêng khi vận chuyển trấu lên kho chứa, từ đó xác định trị số tối ưu của các yếu tố ảnh hưởng để làm cơ sở cho việc thiết kế cải tiến, hoàn thiện mẫu máy phục vụ sản xuất thanh nhiên liệu (viên đốt) từ phế thải nông nghiệp đạt hiệu quả cao. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu sự ảnh hưởng của một số yếu tố đến năng suất và chi phí năng lượng của thiết bị vận chuyển trấu từ thuyền lên kho chứa tại Long Mỹ - Hậu Giang

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO LỜI TẠOCAM ĐOAN BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP ------------------------------------- Tôi xin cam đoan, đây là công trình của riêng tôi. Các số liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. ĐOÀN NGỌC TUẤN Tác giả luận văn NGHIÊN CỨU SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ ĐẾN NĂNG SUẤT VÀ CHI PHÍ NĂNG LƯỢNG CỦA THIẾT BỊ VẬN CHUYỂN TRẤU TỪ THUYỀNTrần LÊNVăn KHO CHỨA Thịnh TẠI LONG LỜIMỸ – HẬU CẢM ƠN GIANG Sau một thời gian làm việc khẩn trương, với tinh thần nghiên cứu khoa học một cách nghiêm túc, trên cơ sở các kiến thức của bản thân và các tài liệu tham khảo, sự hướng dẫn tận tình của TS. Nguyễn Văn Quân, thầy hướng dẫn trực tiếp, thầy Phạm Văn Lý với những nhận xét và góp ý xác đáng, thầy Trần Kim Khôi và các bạn đồng nghiệp đã tận tình giúp đỡ trong quá trình khảo Chuyên ngànhnghệ gỗ, giấy nghiệm tại hiện trường LUẬNvàVĂN xử lý số liệu THẠC SỸđo KỸđếm được. Đến nay, Đề tài THUẬT “Nghiên cứu sự ảnh hưởng của một số yếu tố đến năng suất và chi phí năng lượng riêng khi vận xuất gỗ rừng tự nhiên bằng tời tự hành hai trống” của tôi đã hoàn thành và đạt được mục tiêu đề ra. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc với những sự giúp đỡ tận tình quý báu đó. Tôi xin hứa với những kiến thức đã học được trong quá trình học tập và nghiên cứu, trong điều kiện có thể tôi sẽ vận dụng vào quá trình hoạt động LỜI HàCAM Nội, ĐOAN 2011 HA
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT và chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP ------------------------- Tác giả luận văn ĐOÀN NGỌC TUẤN NGHIÊN CỨU SỰ ẢNH HƯỞNG CỦATrần MỘTVăn SỐ Thịnh YẾU TỐ ĐẾN NĂNG SUẤT VÀ CHI PHÍ NĂNG LƯỢNG CỦA THIẾT BỊ VẬN CHUYỂN TRẤU TỪ THUYỀN LÊN KHO CHỨA TẠI LONG MỸ – HẬU GIANG Chuyên ngành: Kỹ thuật máy và thiết bị cơ giới hóa nông - lâm nghiệp Mã số: 60.52.14 Chuyên ngànhnghệ gỗ, giấy LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT TS. Trần Nghĩa Tuấ n NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. HOÀNG BẮC QUỐC Hà Nội, 2011
1 ĐẶT VẤN ĐỀ Sản xuất lúa là một trong những mặt hàng xuất khẩu mũi nhọn của nước ta đem lại doanh thu hàng tỉ USD cho nền kinh tế. Các sản phẩm tạo ra trong sản xuất lúa không chỉ gồm gạo mà còn có tấm, cám và đặc biệt là trấu với khối lượng rất lớn, chiếm 20% sản lượng lúa hàng năm của cả nước. Theo thống kê của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, tổng sản lượng lúa đạt xấp xỉ 40 triệu tấn, tăng 2,74% so với cùng kỳ năm 2009, [17]. Sản lượng lúa năm 2010 ước đạt 23 triệu tấn tăng 1 triệu tấn so với năm 2009. Như vậy lượng vỏ trấu thu được sau xay xát năm 2010 tương đương 8,0 triệu tấn, trong đó lượng trấu của đồng bằng sông Cửu Long là 4,6 triệu tấn, [18]. Trước đây, do ít quan tâm đến lượng trấu này, nên chỉ có một lượng nhỏ trấu được sử dụng, chủ yếu để dùng đun nấu trong gia đình và sử dụng vào các lò ép mía thủ công, đa phần còn lại được xả thẳng xuống kênh mương, ảnh hưởng rất nghiêm trọng tới môi trường nước và sông ngòi ở Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL). Hiện nay, việc ứng dụng trấu đã khá rộng rãi và đa dạng, trấu không chỉ được dùng để làm chất đốt mà còn để làm vật liệu xây dựng, sản xuất điện năng, thiết bị lọc nước, chế biến thành thanh nhiên liệu để sử dụng vào các mục đích khác nhau... Yêu cầu đặt ra lúc này là làm thế nào để thu gom và chuyển tải trấu vào các kho gom tập trung. Việc thu gom đơn giản nhất là xúc đổ trấu vào các vật đựng như thúng, bao tải… và sử dụng ghe thuyền vận chuyển trấu tới các kho gom tập trung. Biện pháp này có ưu điểm là rẻ tiền, đơn giản, phù hợp với xay xát nhỏ nhưng có khuyết điểm là tốn rất nhiều công lao động vì phải xúc đổ trấu vào bao, vận chuyển bao xuống ghe và lên khu tập trung. Đặc biệt phương pháp thủ công này không hiệu quả khi lượng trấu vận chuyển lớn.  Từ đó, đòi hỏi một phương pháp thu gom trấu xuống ghe thuyền và từ ghe thuyền lên kho chứa, phải đơn giản, hiệu quả hơn và phương pháp vận
2 chuyển khí động đã đáp ứng được yêu cầu này nhờ vào tốc độ làm việc, sự gọn nhẹ, đơn giản, linh hoạt trong vận hành và sử dụng, có khả năng tự động hóa hoàn toàn, cải thiện điều kiện làm việc, nâng cao năng suất và giảm chi phí sản xuất sẽ góp phần hạ giá thành sản phẩm. Tuy nhiên nó cũng có một số hạn chế nhất định đó là chi phí năng lượng cao, tốc độ mài mòn lớn khi cần thu gom vật liệu có tính mài mòn và không thích hợp khi vận chuyển vật liệu ẩm dính và cục to.  Nhưng nhờ có nhiều ưu điểm nêu trên, nên ngày nay phương pháp vận chuyển bằng khí động được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp và nông nghiệp khác nhau trên thế giới như dược phẩm, công nghệ thực phẩm, công nghệ sau thu hoạch…Tuy nhiên, tại Việt Nam, việc ứng dụng máy vận chuyển bằng khí động vào nông nghiệp nói chung và vận chuyển vỏ trấu nói riêng còn rất hạn chế. Hiện nay, do yêu cầu thực tế, một số cơ sở sản xuất thanh nhiên liệu ở ĐBSCL đã sử dụng hệ thống thiết bị vận chuyển bằng khí động để đưa trấu từ thuyền dưới sông lên kho chứa. Tuy nhiên đây là lĩnh vực mới nên máy móc, thiết bị sản xuất tại các cơ sở đó được thiết kế và chế tạo chủ yếu dựa theo kinh nghiệm, chưa có cơ sở khoa học nên hiệu quả kinh tế thu được còn hạn chế, đó chính là nguyên nhân kìm hãm sự phát triển sử dụng nguồn năng lượng mới phục vụ cho công nghiệp và đời sống.  Với lý do trên, đề tài “Nghiên cứu sự ảnh hưởng của một số yếu tố đến năng suất và chi phí năng lượng của thiết bị vận chuyển trấu từ thuyền lên kho chứa tại Long Mỹ - Hậu Giang” là cần thiết, có ý nghĩa thực tiễn và xã hội. a) Hiệu quả đối với lĩnh vực khoa học và công nghệ - Xác định được các thông số thuộc về cấu tạo và chế độ làm việc hợp lý của thiết bị vận chuyển trấu bằng khí động từ thuyền lên kho chứa, để làm
3 cơ sở cho thiết kế cải tiến, hoàn thiện mẫu máy theo hướng tối ưu phục vụ công nghệ sản xuất thanh nhiên liệu từ vỏ trấu. b) Hiệu quả kinh tế - xã hội - Sử dụng nguồn phế thải từ sản xuất nông nghiệp một cách thích hợp để sản xuất nhiệt và điện năng sẽ đem lại cơ hội mới cho nông nghiệp, cải thiện an ninh năng lượng và mang lại lợi ích cho môi trường và xã hội. - Việc áp dụng thiết bị để vận chuyển trấu bằng khí động từ thuyền lên kho chứa để sản xuất thanh nhiên liệu từ vỏ trấu sẽ góp phần cải thiện điều kiện làm việc của công nhân, tăng năng suất và hạ giá thành sản phẩm tạo sức hấp dẫn cho sử dụng nguồn năng lượng mới. - Tăng khả năng tận dụng được phế thải từ nông nghiệp để làm chất đốt phục vụ cho nhiều loại lò công nghiệp và đời sống sinh hoạt. Việc làm đó góp phần cắt giảm việc sử dụng năng lượng hóa thạch, tiếp kiệm chi phí sản xuất, tăng chất lượng quá trình cháy và giảm lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính để bảo vệ môi trường.
4 Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình sản xuất lúa ở Đồng bằng sông Cửu Long Vùng Đồng Bằng Sông Cửu Long, theo ranh giới hành chính hiện nay gồm 13 tỉnh, thành phố là: Long An, Tiền Giang, Bến Tre, Đồng Tháp, Vĩnh Long, Trà Vinh, Hậu Giang, Sóc Trăng, An Giang, Kiên Giang, Bạc Liêu, Cà Mau và TP Cần Thơ. Đồng bằng sông Cửu Long là một bộ phận của châu thổ sông Mê Kông có diện tích 4.060.200 ha. Có vị trí nằm liền kề với vùng Đông Nam Bộ, phía Bắc giáp Campuchia, phía Tây Nam là vịnh Thái Lan, phía Đông Nam là Biển Đông. Vùng đồng bằng sông Cửu Long của Việt Nam được hình thành từ những trầm tích phù sa và bồi dần qua những kỷ nguyên thay đổi mực nước biển; qua từng giai đoạn kéo theo sự hình thành những giồng cát dọc theo bờ biển. Những hoạt động hỗn hợp của sông và biển đã hình thành những vạt đất phù sa phì nhiêu dọc theo đê ven sông lẫn dọc theo một số giồng cát ven biển và đất phèn trên trầm tích đầm mặn trũng thấp như vùng Đồng Tháp Mười, tứ giác Long Xuyên – Hà Tiên, tây nam sông Hậu và bán đảo Cà Mau. Năm 2008, ĐBSCL có diện tích tự nhiên hơn 4 triệu ha, diện tích đất nông nghiệp đang canh tác 2,56 triệu ha, chiếm khoảng 7,73% tổng diện tích tự nhiên và khoảng 27,2% diện tích đất nông nghiệp cả nước. Đất lâm nghiệp của vùng hiện có 336,8 ngàn ha, trong đó đất có rừng 319,1 ngàn ha. Đất chuyên dùng 234,1 ngàn ha (chiếm 15,1% tổng diện tích chuyên dùng của cả nước), đất ở 110 ngàn ha (chiếm 17,7% diện tích đất ở của cả nước). Cơ cấu diện tích đất sử dụng của vùng ĐBSCL đến ngày 01 tháng 01 năm 2008: dùng vào sản xuất nông nghiệp 63,1%; sản xuất lâm nghiệp 8,3%; đất chuyên dùng 5,8%; đất ở 2,7%.
5 Dự kiến năm 2010, diện tích trồng cây hàng năm: 1.925.007 ha (chiếm 66,92 % đất nông nghiệp: 2.876.594 ha); diện tích trồng cây lâu năm: 452.950 ha (chiếm 15,7 % đất nông nghiệp); trồng lúa: 1.803.455 ha (chiếm 62,7 % đất nông nghiệp, chiếm 93,7 % đất trồng cây hàng năm – 1.925.007 ha); diện tích mặt nước nuôi trồng thuỷ sản: 482.325 ha ( chiếm 16,8% đất nông nghiệp); diện tích đồng cỏ chăn nuôi: 1.000 ha chiếm 0,1%. Dự kiến quy họach diện tích các lọai cây trồng được thể hiện ở bảng 1.1, trong đó lúa vẫn có diện tích rất lớn: 2015: 3,5464 triệu ha, 2020: 3,4335 triệu ha; còn cây mía năm 2015 là: 79,328 nghìn ha, 2020: 80,337 nghìn ha. Bảng 1.1. Dự kiến quy hoạch diện tích các loại cây trồng của ĐBSCL Đơn vị : nghìn ha Năm Cây trồng 2007 2010 2015 2020 Lúa 3683,6 3.615,6 3.546,4 3.433,5 Ngô 36,3 49,517 65,293 100,310 Mía 66,9 74,948 79,328 80,337 Lạc 13,5 3,050 27,464 32,554 Đậu tương 8,4 35,167 50,401 80,331 ĐBSCL là vùng trọng điểm sản xuất lương thực, thực phẩm lớn nhất của cả nước. Gía trị sản xuất nông-lâm-ngư nghiệp của vùng hàng năm chiếm khoảng 38-40% tổng gía trị sản xuất nông-lâm-ngư nghiệp cả nước. Sản lượng lúa của vùng ĐBSCL chiếm trên 50% tổng sản lượng lúa và hàng năm đóng góp trên 90% sản lượng gạo xuất khẩu của cả nước. Tuy nhiên, không thể nghĩ rằng vì phải giải quyết vấn đề lương thực mà ĐBSCL phải là vùng độc canh lúa, mặc dù so với cả nước, đây là vùng sản xuất lúa thuận lợi nhất, có lợi thế cạnh tranh cao nhất.
6 Cả 3 yếu tố nói trên trong điều kiện đủ nước tưới, phân bón và giống cây trồng tốt, cho phép sản xuất trồng trọt áp dụng kỹ thuật thâm canh để đạt năng suất cao; vấn đề là tính toán bố trí cơ cấu mùa vụ sao cho đạt hiệu quả quang hợp tối ưu nhất. Đặc biệt với cây lúa và cây mía, đồng bằng sông Cửu Long tận dụng được điều kiện đất - nước - khí hậu, tranh thủ được thời điểm thị trường rất cần, mà ở nơi sản xuất khác không sản xuất được do lũ lụt. Điều kiện đất đai bằng phẳng, màu mỡ, độ phì nhiêu cao và thời tiết khí hậu ôn hoà, lượng nước mặt và nước ngầm phong phú là điều kiện thuận lợi cho vùng phát triển sản xuất nông nghiệp với các loại cây trồng hết sức phong phú bao gồm: cây lương thực (lúa, ngô, khoai lang,…); cây thực phẩm bao gồm đủ các loại rau và cây ăn củ, quả, lá, thân; cây công nghiệp ngắn ngày và các lọai cây ăn quả nhiệt đới, .v.v. Lúa trồng nhiều nhất ở các tỉnh An Giang , Kiên Giang, Long An, Đồng Tháp, Sóc Trăng, Tiền Giang. Diện tích và sản lượng thu hoạch chiếm hơn 50% so với cả nước. Bình quân lương thực đầu người gấp 2.3 lần so với lương thực trung bình cả nước. Nhưng trong đó cây lúa là cây có diện tích trồng lớn nhất, năm 2009 diện tích cả năm 3,8 triệu ha và sản lượng 20,63 triệu tấn. Do vậy nguồn cung cấp trấu phục vụ cho việc phát triển các ngành hàng khác từ chất phế thải này là rất lớn. 1.2. Tình hình nghiên cứu thiết bị vận chuyển bằng khí động 1.2.1. Phân loại Hệ thống vận chuyển khí động rất đa dạng về chủng loại và mẫu mã, nói chung tất cả chúng đều phù hợp cho việc vận chuyển các loại vật liệu dạng hạt, khô, rời. a. Phân loại theo cách tác động của dòng khí lên vật liệu Vận chuyển bằng phương pháp khí động: Không khí chuyển động trong ống kín theo một phương nào đó ở trạng thái dòng loãng hay dòng đặc làm hạt bị kéo theo và chuyển động dọc theo tuyến ống vận chuyển.
7 Vận chuyển bằng phương pháp thông khí: Không khí được đưa vào đều đặn từ dưới lên qua lưới, bản xốp, vải… Vật liệu bão hòa với không khí trở nên lơ lửng và linh động, nó có thể chảy theo máng nghiêng hoặc chảy ra từ lỗ tháo của boongke. Phương pháp vận chuyển này tiêu tốn không khí ít (không khí tiêu tốn chỉ cần đủ để bão hòa vật liệu). b. Phân loại theo chủng loại hệ thống (hệ thống đóng và hệ thống mở) c. Phân loại theo cách bố trí quạt, máy nén (hệ thống dạng hút, hệ thống dạng đẩy và hệ thống hỗn hợp) d. Phân loại theo tính cơ động của hệ thống (hệ thống cố định và hệ thống di động) e. Phân loại theo áp suất hoạt động của hệ thống (hệ thống áp suất thấp và hệ thống áp suất cao) f. Phân loại theo mức độ cải tiến của hệ thống (hệ thống thông thường và hệ thống cải tiến) g. Phân loại theo mức độ liên kết của hệ thống (hệ thống đơn lẻ và hệ thống phức tạp) h. Phân loại theo kiểu hoạt động của hệ thống (hệ thống hoạt động theo mẻ và hệ thống họat động liên tục) k. Phân loại theo nồng độ tương đối của hỗn hợp (hệ thống dòng đặc hệ thống dòng loãng) l. Phân loại theo đường vận chuyển (hệ thống thổi theo đường ống và hệ thống thổi theo kênh) 1.2.2. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống vận chuyển bằng khí động a/. Các sơ đồ bố trí đường ống vận chuyển vật liệu bằng khí động Sự vận chuyển nguyên liệu có thể thực hiện theo nhiều sơ đồ khác nhau. Tuy nhiên, ta cũng có thể qui ra 4 sơ đồ chính sau đây:
8 Hình 1.2 - Sơ đồ đường ống vận chuyển vật liệu bằng phương pháp khí động Sơ đồ 1: Ống dẫn thẳng đứng. Sơ đồ này kinh tế nhất vì lưu lượng khí nhỏ nhất và vì vậy tổn thất do ma sát giảm và ít mài mòn thiết bị. Sơ đồ 2: Ống dẫn thẳng đứng có đoạn cuối nằm ngang, người ta tăng lượng không khí lớn hơn so với sơ đồ 1 vì thế nồng độ hạt rắn giảm. Sơ đồ 3: Gồm đoạn ống nằm ngang ngắn, tiếp đến là ống thẳng đứng và cuối cùng là đoạn ống nằm ngang. Sơ đồ này cần có lượng không khí lớn và do đó nồng độ hỗn hợp giảm. Sơ đồ 4: Ống dẫn có đường đi tùy ý. Sơ đồ này thường áp dụng cho hệ thống dài 100 - 1000m b/. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống vận chuyển bằng phương pháp khí động thông dụng Thực tế từ 4 sơ đồ bố trí đường ống vận chuyển nêu trên, căn cứ vào cách phân loại máy vận chuyển theo áp suất, người ta đã chọn lựa và thiết kế ra 3 sơ đồ máy vận chuyển chính và thông dụng trong thực tiễn: Khi đường vận chuyển ngắn và vật liệu được thu nhận từ nhiều điểm thì hợp lý là dùng phương pháp hút, nó đảm bảo thiết bị làm việc tốt, cho phép dùng những bộ phận thu nhận vật liệu cũng như các máy thổi khí đơn giản; Khi đường vận chuyển dài thì thường dùng phương pháp thổi;
9 Khi đường vận chuyển dài và vận chuyển từ nhiều điểm khác nhau đến một điểm thì người ta dùng phương pháp hỗn hợp hút thổi kết hơp. * Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống vận chuyển khí động ở áp suất thấp và trung bình 3 4 5 1 8 6 7 2 Hình 1.3 Nguyên lý vận chuyển dạng hút (dòng loãng) 1. Vật liệu: Trấu hoặc lúa; 2. Ống hút; 3-5. Ống dẫn; 4. Bộ phận thu liệu (cyclon); 6. Van xả; 7. Bộ lọc và thu bụi; 8. Quạt hút đẩy - Nguyên lý hoạt động Người ta làm giảm áp suất ở cuối tuyến vận chuyển bằng cách bố trí máy hút khí ở cuối tuyến vận chuyển. Khi máy làm việc các phần tử trong ống hút, bộ phận thu liệu: 2; 4; 5 nằm trong trạng thái chân không. Tổn thất áp suất trong hệ thống này nhỏ hơn 1 atmotphe. Vật liệu chuyển động trong hệ thống đó gọi là vận chuyển bằng phương pháp hút. Miệng hút (2) hút vật liệu cùng với không khí từ đống nguyên liệu. Hạt vật liệu được trôi trong hệ thống ống dẫn (3) vào bộ phận thu liệu (4). Nguyên liệu được tách ra khỏi không khí lắng xuống đáy cyclon đi qua cửa van thoát liệu (6) rồi rơi xuống khu vực thu hồi nguyên liệu. không khí có lẫn bụi từ bộ phận tách của cyclon (4), theo ống dẫn (5) còn bụi và tạp chất được lắng xuống đáy cyclon và được đưa ra ngoài qua van xả (6). Không khí sạch sau
10 khi được tách bụi lại tiếp tục đi vào thiết bị tạo chân không (7) và được thổi ra ngoài nhờ quạt hút đẩy (8). Thiết bị này thích hợp cho việc vận chuyển ở cự ly ngắn đơn giản. Độ chân không trong các thiết bị hút đạt từ 0,3 atm đến 0,4 atm và đôi khi đạt đến 0,7 atm. * Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống vận chuyển vật liệu dạng thổi  Hình 1.4 - Nguyên lý máy vận chuyển dạng thổi - Nguyên lý hoạt động Thiết bị tạo áp cung cấp một lượng không khí có áp suất cao, vận tốc cao vào trong đường ống vận chuyển. Một mặt nguyên liệu được cấp vào phễu chứa liệu được van xả chuyển xuống đường ống tải. Ngay tại cửa thoát của van xả, vật liệu nhận được động năng khá lớn từ thiết bị thổi cung cấp bị đẩy đi trong đường ống vận chuyển và chạy tới bộ phận tách liệu ở cuối tuyến vận chuyển. Tại cyclon tách, hạt vật liệu từ từ lắng xuống đáy cyclon và được chuyển ra ngoài rồi rơi xuống khu vực thu hồi. Ống vận chuyển có thể có nhiều nhánh để có thể cùng một lúc chuyển liệu cho nhiều bộ phận thu hồi ở nhiều vị trí khác nhau. So với hệ thống vận chuyển theo kiểu hút thì vận chuyển theo kiểu đẩy có những ưu điểm: a) Có khả năng vận chuyển vật liệu đi xa hơn. b) Có khả năng vận chuyển vật liệu với nồng độ hỗn hợp cao hơn.
11 Nhược điểm: máy không thể hút được tại các vị trí nạp liệu. 1.3. Tình hình sử dụng các thiết bị vận chuyển bằng khí động 1.3.1. Trên thế giới a. Các dây chuyền vận chuyển sản phẩm nông nghiệp So với các dạng máy vận chuyển khác, phương pháp vận chuyển sản phẩm bằng khí động đã cho thấy nhiều ưu điểm về khả năng bốc dỡ và vận chuyển sản phẩm nông nghiệp dạng hạt. Máy có kết cấu gọn, đơn giản trong tháo lắp ống tải hạt, đường ống vận chuyển không chiếm nhiều diện tích và có thể vận chuyển vật liệu đến nhiều vị trí khác nhau trên mọi địa hình. Sản phẩm vận chuyển không bị hao hụt trong vận chuyển. Năm 1867, lần đầu tiên thiết bị vận chuyển bằng khí động được ứng dụng đề vận chuyển hạt tại Anh quốc. Liên tục cải tiến và thay đổi, ngày nay thiết bị vận chuyển bằng khí động đã và được ứng dụng và phát triển ở nhiều ngành nghề sản xuất khác nhau. Ở các nước có nền nông nghiệp phát triển máy được sử dụng trong rất nhiều công đoạn cả ở nông trại và các cảng biển, đặc biệt thông dụng trong bốc dỡ nông sản dạng hạt. Hầu hết các khu silô tồn trữ lương thực đều được trang bị loại thiết bị này. VIGAN ENGINEERING S.A của Vương Quốc Bỉ, KONGSKILDE của Cộng Hòa Liên Bang Đức, EUROMAT của Pháp … là một trong các công ty hàng đầu và nổi tiếng trên thế giới thiết kế và sản suất loại thiết bị vận chuyển hạt dạng khí động, với năng suất và chiều dài vận chuyển đa dạng. b. Các dây chuyền vận chuyển phế thải nông nghiệp Hiện nay trên thế giới cũng đã có một số dây chuyền công nghệ sản xuất thanh nhiên liệu từ phế thải nông nghiệp được tiêu chuẩn hoá và xây dựng thành hệ thống hoàn chỉnh (hình 1.5).
12 Hình 1.5 - Dây chuyền công nghệ sản xuất viên nhiên liệu từ phế thải 1.3.2. Ở Việt Nam a. Các dây chuyền vận chuyển sản phẩm nông nghiệp Ở nước ta việc ứng dụng máy vận chuyển khí động vào vận chuyển trong nông nghiệp còn rất hiếm hoi. Ngoại trừ một số Silô tồn trữ lúa được dụng loại thiết bị nhập ngoại này như: Silô Sóc Trăng, Silô Cao lãnh - Đồng Tháp sử dụng máy vận chuyển năng suất… Silô Trà Nóc - Cần Thơ. Trong nông nghiệp việc ứng dụng cũng như chế tạo thiết bị này còn là một vấn đề mới, thực tế cho đến nay chưa có đơn vị nào trong ngành đầu tư nghiên cứu và chế tạo loại mẫu máy này. b. Các dây chuyền vận chuyển phế thải nông nghiệp Quy trình công nghệ sản xuất thanh nhiên liệu từ các phế thải nông nghiệp tiến hành theo sơ đồ hình 1.6: Trấu chứa trên các Vận chuyển lên thuyền dưới sông Sấy kho chứa Nén tạo thanh Nghiền Làm mát (viên đốt) Hình 1.6 - Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất thanh nhiên liệu
13 Sau khi xát gạo tại các nhà máy thì vỏ trấu được tập trung và vận chuyển bằng các thuyền (hoặc ghe) trên sông đến các công ty sản xuất thanh nhiên liệu từ phế thải nông nghiệp. Thuyền đậu tại vị trí thích hợp trên sông, sát bờ thuận lợi cho việc vận chuyển trấu lên kho chứa, nhờ thiết bị vận chuyển liên tục vừa hút vừa đẩy trấu từ thuyền lên kho chứa. Trấu từ kho chứa được các băng tải đưa đến buồng sấy trấu đạt độ ẩm yêu cầu (13 – 15)%. Sau khi sấy xong, trấu được đưa vào các bunke của máy ép thanh (viên đốt). Nhờ cấu tạo và hoạt động của các máy ép mà trấu được nén chặt tạo thành thanh nhiên liệu theo băng tải ra ngoài. Trong quá trình ép trấu tạo thanh (viên đốt) cần phải gia nhiệt, nhiệt độ gia nhiệt khoảng (250 – 300)0c nên tạo thành khói. Do vậy cần thiết phải có hệ thống hút khói từ các máy ép đưa thoát ra ngoài. Một số cơ sở sấy lúa, lò chế biến đường thủ công hay sấy cá tạp hiện nay cũng có một số thiết bị đẩy trấu lên kho qua một hệ thống kết hợp theo sơ đồ sau Trấu chứa trên các Trục cuốn bằng vít Băng truyền thuyền dưới sông đưa lên băng truyền Quạt thổi Thùng chứa Kho chứa Hình 1.7 - Sơ đồ hệ thống thiết bị vận chuyển trấu từ thuyền lên kho chứa Trấu được thu gom từ các nhà máy xay xát về bằng thuyền. trấu từ thuyền được đưa lên băng truyền bằng các trục vít xoắn, từ băng truyền trấu được chuyển vào thùng chứa, dưới tác dụng của quạt thổi ly tâm trấu được thổi vào các kho chứa để dùng dần cho các máy sấy lúa hoặc các lò chế biến đường thủ công hay sấy cá tạp.
14 Trục cuốn và băng truyền Thùng chứa và quạt thổi ly tâm Hình 1.8 Hệ thống thiết bị vận chuyển trấu từ thuyền lên kho chứa 1.4. Kết luận Qua những số liệu và phân tích trên đây cho thấy tiềm năng sản xuất lúa ở ĐBSCL cho đến năm 2020 là rất lớn, không những đảm bảo cho an ninh lương thực của cả nước mà còn cho xuất khẩu. Đây cũng chính là nguồn cung cấp trấu rất lớn từ sản lượng trên 20 triệu tấn cho lượng trấu trên 4 triệu tấn hàng năm. Việc sử dụng sản phẩm trấu này để tạo ra các sản phẩm khác như điện, than trấu, vật liệu xây dựng .v.v. là rất cần thiết, nhằm nâng cao thu nhập cho người nông dân, đồng thời tránh bị người dân xả bỏ trấu ra sông gây ô nhiễm mội trường. Nhằm phát triển nhanh việc sử dụng trấu để sản xuất ra các sản phẩm khác, thì vấn đề đặt ra là phải giảm giá thành, nâng cao lợi nhuận để thu hút đầu tư. Muốn vậy, cần phải có một hệ thống máy móc phục vụ cho việc thu gom và vận chuyển trấu từ các nhà máy xay xát về kho chứa của các cơ sở sản xuất điện, than trấu, v.v. Trên thế giới và ở Việt Nam, có rất nhiều hệ thống được sử dụng vào việc thu gom và vận chuyển các phế thải nông nghiệp, trong đó có trấu. Các hệ thống của nước ngoài rất tốt nhưng đòi hỏi các điều kiện sử dụng khắt khe, thiết bị cồng kềnh, đặc biệt giá thành rất cao nên khó khăn cho việc chạy vốn đầu tư ban đầu. Các hệ thống ở Việt Nam nói chung và đồng bằng sông Cửu
15 Long nói riêng, tuy có nhưng mới chỉ là bước đầu, chưa có nghiên cứu chuyên sâu để lựa chọn các thông số tối ưu cho các thiết bị trong hệ thống. Vì vậy việc nghiên cứu sự ảnh hưởng của một số yếu tố đến năng suất và chi phí năng lượng của thiết bị vận chuyển trấu từ thuyền lên kho chứa là rất cần thiết, nhằm đáp ứng các yêu cầu của sản xuất các sản phẩm khác từ trấu ở đồng bằng sông Cửu Long.
16 Chương 2 MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Mục tiêu nghiên cứu Xác định quy luật và mức độ ảnh hưởng của một số thông số thuộc về cấu tạo của thiết bị vận chuyển trấu từ các thuyền (hoặc ghe) đến năng suất và chi phí năng lượng riêng khi vận chuyển trấu lên kho chứa, từ đó xác định trị số tối ưu của các yếu tố ảnh hưởng để làm cơ sở cho việc thiết kế cải tiến, hoàn thiện mẫu máy phục vụ sản xuất thanh nhiên liệu (viên đốt) từ phế thải nông nghiệp đạt hiệu quả cao. 2.2. Đối tượng nghiên cứu 2.2.1. Vật liệu trấu - Đối tượng tác động Vỏ trấu do hai lá của gié lúa là vảy lá và mày hoa tạo thành. Cả hai phần này được ghép liền với nhau theo nếp dọc bằng một nếp gấp cài vào nhau. Phần trên của hai mảnh của vỏ trấu chuyển thành đoạn cuối của vỏ trấu và cuối cùng kết thúc thành một cái râu. Hình 2.1 - Vỏ trấu sau xay sát Tuỳ theo từng loại trấu mà trấu có chiều dài từ 5 - 10mm, chiều ngang bằng 1/2 -1/3 chiều dài. Góc nghỉ của trấu từ 35 - 50 độ tuỳ theo ẩm độ và điều kiện nhiệt độ môi trường.
17 Thành phần thực tế của vỏ trấu thay đổi tùy theo giống lúa và có liên quan tới các điều kiện đất đai mà cây lúa được trồng. 2.2.2. Hệ thống thiết bị vận chuyển trấu Hệ thống thiết bị vận chuyển trấu từ các thuyền lên kho chứa để sản xuất thanh nhiên liệu tại Công ty TNHH Long Mỹ - Hậu Giang (hình 2.2). Hình 2.2 - Hệ thống thiết bị vận chuyển trấu tại Long Mỹ - Hậu Giang 2.3. Phạm vi nghiên cứu Do điều kiện và thời gian có hạn nên đề tài chỉ tập trung nghiên cứu các thông số cấu tạo của quạt hút đẩy của thiết bị vận chuyển trấu từ các thuyền lên kho chứa. 2.4. Nội dung nghiên cứu 2.4.1. Nghiên cứu lý thuyết - Cơ sở lý thuyết về quạt ly tâm - Chi phí năng lượng và những yếu tố ảnh hưởng - Năng suất của thiết bị và những yếu tố ảnh hưởng 2.4.2. Nghiên cứu thực nghiệm a/. Nghiên cứu thực nghiệm đơn yếu tố - Xác định quy luật và mức độ ảnh hưởng độc lập của từng yếu tố ảnh hưởng thuộc về cấu tạo của thiết bị đến năng suất khi vận chuyển trấu từ thuyền lên kho chứa.
18 - Xác định quy luật và mức độ ảnh hưởng độc lập của từng yếu tố thuộc về cấu tạo của thiết bị đến chi phí năng lượng khi vận chuyển trấu từ thuyền lên kho chứa. b/. Nghiên cứu thực nghiệm đa yếu tố - Xác định quy luật và mức độ ảnh hưởng đồng thời của các yếu tố ảnh hưởng chính đến năng suất của thiết bị khi vận chuyển trấu từ thuyền lên kho chứa. - Xác định quy luật và mức độ ảnh hưởng đồng thời của các yếu tố ảnh hưởng chính đến chi phí năng lượng thiết bị khi vận chuyển trấu từ thuyền lên kho chứa. 2.5. Phương pháp nghiên cứu 2.5.1. Lựa chọn phương pháp nghiên cứu Sau khi xác định được mục tiêu nghiên cứu, điều quan trọng sau đó là chọn được phương pháp nghiên cứu phù hợp để giảm bớt được chi phí nghiên cứu mà vẫn đảm bảo được độ tin cậy của kết quả. Theo phương pháp nghiên cứu khoa học được chia ra: Nghiên cứu cơ bản và nghiên cứu ứng dụng; nghiên cứu lý thuyết và nghiên cứu thực nghiệm. Theo đó, nghiên cứu cơ bản có mục đích phát hiện ra tính qui luật mà đến trước khi nghiên cứu chưa biết trong thiên nhiên. Nghiên cứu ứng dụng là pha tiếp theo của nghiên cứu cơ bản. Thông qua chúng để thu nhận các hiểu biết mới hoặc vận dụng kiến thức đã có vào thực tế sản xuất. Trong thời đại ngày nay, nghiên cứu ứng dụng là phần đáng kể hơn trong quá trình chung của việc sáng tạo ra kỹ thuật mới. Nó là cơ sở để tiếp nhận số liệu, tư tưởng, mẫu và những cái khác được đưa ra. Thông qua chúng, các đối tượng, máy móc, qui trình công nghệ mới được thiết kế và đề xuất. Bởi thế phần lớn các nghiên cứu kỹ thuật theo bản chất của chúng là nghiên cứu ứng dụng.