Реферат Расчет завода по производству пуццоланового портландцемента

Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Имя

Выберите тип работы:

Принимаю Политику конфиденциальности

Скидка 25% при заказе до 25.11.2024

Содержание:

Введение 4		5
1. Номенклатура выпускаемой продукции 5 2. Аналитический обзор	5 6
3. Технологическая часть	27
3.1. Выбор способа и технологической схемы производства.	27
3.2. Описание технологической схемы производства.	28
3.3. Режим работы проектируемого предприятия.	29
3.4. Характеристика сырья. Расчет сырьевой шихты.	29
3.5. Расчет потребности в сырье, полуфабрикатов и производительности предприятия	34
3.6. Выбор и расчет основного технологического и транспортного оборудования. Ведомость оборудования.	36
3.7. Расчет складов и бункеров для хранения материалов.	40
3.8. Расчет потребности в энергетических ресурсах.	46
3.9. Контроль технологического процесса и качества готовой продукции	39
4. Охрана труда и окружающей среды	51
5. Технико-экономические показатели производства	51
6. Перечень использованных источников Перечень графического материала 1. Схема генерального плана завода (А-3) 2. Технологическая схема производства (А-1) 3. План цеха на отметке 0.000 (А-1)

Введение

Строительство завода по производству пуццоланового портландцемента производится в г. Магнитогорск.

Годовая производительность завода составляет 0,95 млн.т. в год.

При выборе площадки для строительства завода необходимо стремиться к максимальному приближению к месторождениям сырья и транспортным коммуникациям.

При производстве пуццоланового портландцемента применяют разнообразные материалы, одни из которых идут непосредственно на изготовление клинкера, другие же в виде добавок используются при его помоле (гипс).

Сырьевыми материалами для производства клинкера служат местные карбонатные горные породы (известняк), доставляемые на завод автомобильным транспортом и глинистые породы, которые также доставляются на завод автомобильными путями. Шлак доставляется автомобильным транспорт с местных металлургических заводов. При производстве пуццоланового портландцемента используется гипс, который доставляется на завод также автотранспортом. Топливо используется газообразное природное – природный газ из районных месторождения. Предусмотрена возможность перехода на другой вид топлива, например каменный уголь.

Технологический процесс обеспечивается внедрением новых энергосберегающих технологий и высокопроизводительного оборудования.



1.
Номенклатура выпускаемой продукции
Пуццолановый портландцемент – это гидравлическое вяжущее, получаемое путем совместного тонкого измельчения портландцементного клинкера (60-80%) и вулканической породы - пуццолана с добавлением небольшого количества гипса. Количество пуццолана в пуццолановом портландцементе должно составлять 20-40%. Количество гипса в пересчете на SO₃ не должно превышать 3,5%.

        Плотность пуццоланового портландцемента колеблется в пределах 2,8-3,0 г/см³, уменьшаясь по мере увеличения дозировки шлака. Объемная масса в насыпном состоянии 900-1200 кг/м^3,а в уплотненном состоянии – 1400-1700 кг/м³. Водопотребность пуццоланового портландцемента несколько меньше, чем у портландцемента, а водоотделение – несколько больше.

По срокам схватывания к пуццолановому портландцементу предъявляют те же требования, что и к портландцементу. Однако, как правило, пуццолановый портландцемент схватывается медленнее, чем портландцемент.

По ГОСТ 22266-76 пуццолановый портландцемент разделяется на марки 200, 300, 400, 500. Быстротвердеющий пуццолановый портландцемент через трое суток должен иметь предел прочности при изгибе не менее 35 кгс/см², а при сжатии – не менее 200 кгс/см². Через 28 суток предел прочности при сжатии должен быть не ниже 400 кгс/см².

В связи с тем, что пуццолановый портландцемент обладает высокой удельной поверхностью, хранить его свыше двух недель не рекомендуется, так как активность, особенно в ранние сроки твердения, снижается очень сильно. По морозостойкости пуццолановый портландцемент сильно уступает портландцементу. Он обычно выдерживает до 100 циклов попеременного замораживания, поэтому его применяют в подземных и подводных сооружениях. Пуццолановый портландцемент отличается высокой стойкостью к многим агрессивным средам и, в частности, в мягких и сульфатных водах.

Пуццолановый портландцемент менее универсальный вяжущий материал чем, например, шлакопортландцемент его рекомендуется использовать для строительства подземных и подводных сооружений. Особенно эффективно его применение в гидротехническом строительстве.

Не рекомендуется применять пуццолановый портландцемент в зоне переменного уровня влажности, а так же в строительстве при низких температурах.

Главным преимуществом пуццоланового портландцемента, по сравнению со шлакопортладцементом является его высокая кислотостойкость.

3.
Технологическая часть
3.1.
Выбор сырьевых материалов, обоснование выбора способа и технологическая схема производства
         В настоящее время применяют два основных способа подготовки сырьевой смеси из исходных материалов: «мокрый», при котором помол и смешение сырья осуществляются в водной среде, и «сухой», когда материалы измельчаются и смешиваются в сухом виде.

Каждый из этих способов имеет свои положительные и отрицательные стороны. В водной среде облегчается измельчение материалов, при их совместном помоле быстро достигается высокая однородность смеси, но расход топлива на обжиг сырьевой смеси при мокром способе в 1,5—2 раза больше, чем при сухом. Кроме того, значительно возрастают размеры обычных вращающихся печей при обжиге в них мокрой сырьевой смеси, так как эти тепловые агрегаты в значительной мере выполняют функции испарителей воды.

Мокрый способ, несмотря на его технико-экономические преимущества по сравнению с сухим, длительное время находил ограниченное применение вследствие пониженного качества, получаемого клинкера. Однако успехи в технике тонкого измельчения и гомогенизации сухих смесей обеспечили возможность получения высококачественных портландцементов и по сухому способу. Это предопределило резкий рост в последние десятилетия производства цемента по этому способу.

Применение находит и третий, так называемый комбинированный способ. Сущность его заключается в том, что подготовка сырьевой смеси осуществляется по мокрому способу, затем шлам обезвоживается на специальных установках и направляется в печь. Комбинированный способ по ряду данных почти на 20—30% снижает расход топлива по сравнению с с сухим, длительное время находил ограниченное применение вследствие пониженного качества, получаемого клинкера. Однако успехи в технике тонкого измельчения и гомогенизации сухих смесей обеспечили возможность получения высококачественных портландцементов и по сухому способу. Это предопределило резкий рост в последние десятилетия производства цемента по этому способу.

Применение находит и третий, так называемый комбинированный способ. Сущность его заключается в том, что подготовка сырьевой смеси осуществляется по мокрому способу, затем шлам обезвоживается на специальных установках и направляется в печь. Комбинированный способ по ряду данных почти на 20—30% снижает расход топлива по сравнению с расходом по мокрому способу, но при этом возрастают трудоемкость производства и расход электроэнергии.

В ряде стран, в том числе в России и США, преобладает производство цемента по мокрому способу. Исходя из технико-экономических показателей принимаем сухой способ производства.
3.2.
Описание технологического процесса
При мокром способе производства известняк проходит двухстадийное дробление в щековой – 4 и молотковой дробилках – 6 в водной среде, что сильно упрощает процесс дробления и по ленточному конвейеру поступает на склад – 7. Глина измельчается в валковой дробилке – 10   и затем распускается в глиноболтушках – 11 диаметром 10 м и высотой 2,5 м, футерованных изнутри чугунными плитами. В центре болтушки вращается крестовина с прикрепленными к ней стальными граблями для измельчения глины.

Затем известняк и глина через бункера, оборудованные дозаторами, перекачиваются насосами по трубопроводу   в барабанную мельницу – 8 на совместный помол. Измельченный материал по трубопроводу перекачивается в шлам-бассейны. Готовый шлам также по трубопровуду с помощью насосов поступает во вращающуюся печь – 14 через питатель – 13 для равномерной подачи смеси. Затем тонкая фракция через циклоны, аэрожелобы и дозирующие устройства поступает в силосы (склад) сырьевой муки, а грубая фракция через сепаратор - на домол в мельницу.

Сырьевая мука из силосов, оборудованных устройствами смесительной аэрации, аэрожелобом и питателями транспортируется в циклонные теплообменники, где нагревается выходящими из печи газами до 700— 750 °С и частично декарбонизуется. Из теплообменников сырьевая мука самотеком направляется во вращающуюся печь. Клинкер, выходящий из печи, охлаждается в холодильнике. Затем клинкер пластинчатым конвейером направляется в силосный склад, оборудованный дозаторами; на этом же складе находятся необходимые добавки, в этом случае пуццолан, предварительно измельченный, но возможно добавление дополнительных добавок, для улучшения качества цемента. Со склада клинкер и добавки ленточным конвейером подаются на помол в барабанную мельницу, оборудованную сепаратором. Тонкая фракция от мельницы через циклоны, пневмокамерный насос направляется в силосный склад, грубая — через аэрожелобы, элеватор и центробежный сепаратор — на домол в мельницу. Помольный агрегат оборудован аспирационными устройствами; холодильник— электрофильтром; печь — скруббером, электрофильтром и дымососами, через которые обеспыленные газы или воздух направляются в атмосферу. Цемент со склада грузят в железнодорожные вагоны или автоцементовозы.

В рассмотренном выше случае при сухом способе производства степень декарбонизации сырьевой муки в циклонных теплообменниках достигает 20 %, производительность печи не превышает 150 т/ч. С целью повышения производительности печного агрегата или снижения его металлоемкости на некоторых зарубежных цементных заводах между теплообменниками и вращающейся печью устанавливают реактор-декарбонизатор. В этом аппарате с помощью дополнительных горелок осуществляется декарбонизация сырьевой смеси до 90 %. В реакторе-декарбонизаторе используется отходящий воздух клинкерного производства. Производительность печи в таких установках достигает 450 т/ч.

3.3.
Режим работы проектируемого предприятия

Таблица 1

Режим работы проектируемого предприятия

№ п/п

Наименование цехов, отделений, переделов (операций

Количество рабочих

дней в году

Количество смен в

сутки

Длительность рабочей смены, ч

Годовой фонд

рабочего времени, ч

Коэффициент использования оборудования

Годовой фонд эксплуатационного времени, ч

1

2

3

4

5

6

7

8

1

Склад сырья

а)Железнодорожный транспорт

365

3

8

8760

0,876

7674

б) Автотранспорт

260

2

8

4160

0,943

3923

2

Цех помола

260

2

8

4160

0,943

3923

3

Отделение шлам-бассейна

365

3

8

8760

0,876

7674

4

Цех обжига

365

3

8

8760

0,97884

5

Склад цемента

365

3

8

8760

0,876

7674

3.4.
Характеристика сырья. Расчет сырьевой шихты

Проектирование предприятий из-за их высокой материалоемкости требует правильной экономической оценки месторождения сырья, В первую очередь следует производить промышленную эксплуатацию таких месторождений, которые требуют минимальных капиталовложений, обеспечивают наиболее низкую себестоимость добычи и транспортирования сырья, а также минимальные издержки по его обогащение и переработке.

Наличие приведенных запасов должно обеспечить работу предприятия не менее, чем на 25 лет. Другим обстоятельством, определяющим целесообразность строительства завода является его близость к месту добычи основных видов сырья
После выбора сырьевых материалов, корректирующих добавок и топлива в соответствии с вышеизложенным и      производится расчет сырьевой шихты и ожидаемого минералогического состава цементного клинкера.

Расчетом сырьевой шихты определяется соотношение между сырьевыми материалами, устанавливается число компонентов шихты, определяется вид и количество добавок для ее корректирования с целью обеспечения требуемого химико-минералогического состава портландцементного клинкера.

Расчет сырьевой шихты определяет также удельный расход сырьевых материалов на одну тонну клинкера, что служит основанием для составления материального баланса завода, выбора и расчета основного технологического оборудования технологического процесса подготовки сырьевой шихты.

Расчет сырьевой шихты минералогического состава клинкера необходимо производить в соответствии с ГОСТом.

Качество клинкера задано значениями химико-минералогических характеристик: КН=0,9; СМ=2,4; ГМ=2,31. В качестве основного сырья заданы известняк и глина.



Таблица 2

Химический состав исходного сырья

компонент

Содержание оксидов, %

сумма

СМ

ГМ

СаО

SiO₂

Al₂O₃

Fe₂O₃

MgO

SO₃

ППП

Известняк

51,96

4,03

1,40

0,58

0,74

0,57

40,76

100,04

2,03

2,41

Глина

5,45

56,68

16,10

7,10

2,78

0,17

16,9

105,18

2,44

2,26

         Приводим химические составы компонентов к 100%. Для этого содержание каждого составляющего умножаем на коэффициент k:

Для известняка:

k = = 0.9996

Для глины:

k = = 0.9508
Таблица 3
Химический состав сырья в пересчете на 100 %

компонент

Содержание оксидов, %

Сумма

СМ

ГМ

СаО

SiO₂

Al₂O₃

Fe₂O₃

MgO

SO₃

ппп

Известняк

51,94

4,03

1,40

0,58

0,74

0,57

40,74

100

2,03

2,41

Глина

5,19

53,89

15,3

6,75

2,64

0,16

16,07

100

2,44

2,26

Принимаем соотношение известняка и глины в двухкомпонентной смеси, как (Х : 1), тогда:

Х = =

= = 3.679

= = 41.946

= = = 14.685

= = = 4.37

= = = 1.8979

= = = 0.48

= =   = 1.15

П.П.П = = = 35,47
Таблица 4

Химический состав двухкомпонентной системы

Компонент

Содержание оксидов, %

Сумма

Ca

Si

П.П.П.

Шихта

41,946

14,685

4,37

1,8979

1,15

0,48

35,47

100

Определяем характеристики двухкомпонентной шихты

=

= =0,578

= = 2,335

ГМ =
= = 2,3

Расчет компонентов шихты на 1т. Клинкера
Коэффициент пересчета k₁ является важной характеристикой, используемой для дальнейших расчетов состава и расхода сырьевых компонентов на годовую программу. Он определяет теоретический удельный расход сырья на полученную 1т.клинкера с учетом потерь при прокаливании.

= = = 1,55

Определяем расход отдельных компонентов на 1т клинкера, считая, что x – количество весовых частей известняка, а y – количество весовых частей глины.

Тогда содержание весовых компонентов по массе будет:

Для кварцита:

= = 0.0072 т/т

Для глины:

г =
y = 41.65 т/т

Для извести:

и = = 173.86 = 1.25 т/т

Расчет ожидаемого минералогического состава клинкера

= 3.8 = 3.8 58.17 %

= 8.61 = 8.61 58.17 %

= 2.65 = 2.65 12.1 %

= 3.04 = 3.04 %

CaS = 1.7 = 1.7 = 1.29 %

∑ = 98.78 %

Расход компонентов шихты на годовую программу

712500 + 47500 + 190000 = 950000 т

= 0,05

= 47500 т

Д = 0,2

= 190000 т

- Д = 950000 – 47500 – 190000 = 712500 т

Сырьевая смесь:

= = 1.55

= 1104375 т

И = и

= 1,25

= 890625 т

Г = г = 0,299

= = 0,0072

т

3.5. Расчет потребности в сырье, полуфабрикатах и производительности предприятия

Расчет потребности предприятия в сырье и полуфабрикатах устанавливается по удельным расходам сырьевых компонентов на I т клинкера. Удельные расходы сырья определяются соотношением сырьевых компонентов путем оптимального подбора шихты.

Потребность проектируемого завода в сырье и полуфабрикатах с учетом потерь при их транспортировании.

Расчет производительности производится по формуле:

,

где, - производительность передела, следующего по технологическому потоку за рассчитанным;

- производительность рассчитываемого передела

- производственные потери и отходы от брака (принимаем Б = 3%)

= =

= 50483,505 т

Опока =

= 195876,2886 т

Таблица 5

Расчет производительности завода

№ п/п	Наименование переделов (операций)	Производительность, т
№ п/п	Наименование переделов (операций)	В год	В сутки	В смену	В час
1	2	3	4	5	6
1	ППЦ	979321,4	2683,07	894,35	111,79
2	Гипсовый камень а) Помол	48969	186,33	93,15	11,64
2	б) Склад	50483,5	194,16	97,08	12,135
3	Опока а) Помол	195876,2	753,3	376,68	47,085
3	б) Склад	201934,2	776,67	388,3	48,54
4	Клинкер а) Помол	734536	2825	1412,57	176,6
	б) Склад	757253,6	2912,5	1456,26	182,032
	в) Обжиг	780673,8	3002,59	1501,29	187,66
5	Сырьевая смесь а) Склад	1138530,9	3119,26	1039,75	129,96
5	б) Помол	1173743,1	4514,39	2257,19	282,14
6	Известняк а) Помол	91817,01	3531,42	1765,71	220
6	б) Склад	946567,1	2593,3	864,4	108,05
7	Глина а) Помол	219626,3	844,7	422,38	52,79
7	б) Склад	288274,5	789,79	263,26	32,9
8	Кварцит а) Помол	5288,65	20,34	10,17	1,27
8	б) Склад	5452,2	20,97	10,485	1,31

3.6.
Выбор и расчет основного технологического и транспортного

оборудования. Ведомость оборудования.
В данном разделе приводятся расчеты производительности машин (или установок) и их количества, необходимого для выполнения производственной программы по данному переделу.

При этом следует учитывать также качественную характеристику сырья и требования, предъявляемые к конечному продукту после обработки сырья на данном агрегате или машине.

Расчет оборудования рекомендуется производить в порядке установки отдельных машин в технологическом потоке от начала подачи сырья до выхода готовой продукции. Если цех объединяет несколько отделений, то расчет оборудования следует производить по отделениям. Это не только упрощает расчеты, но позволяет учитывать взаимосвязь отдельных машин в выполнении технологических операций, а также исключает пропуски каких-либо машин в линии.

При расчетах и выборе типов оборудования следует в основном ориентироваться на машины отечественного производства, серийно выпускаемые нашей промышленностью.

Необходимое количество машин и другого оборудования определяют по формуле:

                                        ,

где:

- количество машин, подлежащих установке;

          - требуемая часовая производительность по данному

        технологическому переделу

- паспортная производительность данного оборудования

- коэффициент использования оборудования

        (принимается обычно равным 0,92).

Оборудование для дробления:

1.Дробилка для гипсового камня
:

М =

= 0,066

Принимаем 1 молотковую дробилку типа СМ-170Б

Технические характеристики:

Производительность: 200 т/ч

Мощность электродвигателя: 260 кВт

размер по дроблению: до 400 мм

Завод-изготовитель: Выксунский дробильно-размольного оборудования

2.Дробилка для известняка

а) Дробилка первичного дробления

М =

= 0,419

Принимаем 1 щековую дробилку типа 600х900

Технические характеристики:

Производительность: 110 т/ч

Мощность электродвигателя: 75 кВт

Завод-изготовитель: Выксунский дробильно-размольного оборудования

б) Дробилка вторичного дробления

М =

= 0,47

Принимаем 1 дробилку типа СМ-19А

Технические характеристики:

Производительность: 150 т/ч

Мощность электродвигателя: 130 кВт

Завод-изготовитель: Костромской

3. Дробилка для глины
М =

= 0,45

Принимаем 1 одновалковую дробилку типа ДО 1200х2100-62

Технические характеристики:

Производительность: 80 т/ч

Мощность электродвигателя: 28 кВт

Завод-изготовитель: Электростальтяжмаш

размер кусков питания: до 2000мм

Оборудование для помола:
1. Мельница для помола сырьевой смеси:

М =

= 3,83

Принимаем 4 мельницы размером 3,7х8,5 м

Технические характеристики:

Производительность: 65 т/ч

Мощность электродвигателя: 2000 кВт

Завод-изготовитель: Сызранский ЗТМ

2. Мельница для помола гипсового камня и клинкера:

М =

= 1,83

Принимаем 2 двухкамерные мельницы размером 4х13,5 м

Технические характеристики:

Производительность: 140 т/ч

Мощность электродвигателя: 3200 кВт

Завод-изготовитель: Волгоцеммаш

Оборудование для обжига сырьевой смеси:

Печь:

М =

= 2,72

Принимаем 3 печи с циклонным теплообменником размером 5х75

Технические характеристики:

Производительность: 66,7 т/ч

Мощность: 320 кВт

Завод-изготовитель: Волгоцеммаш

Комплектующие к печам:
Принимаем 3 колосниковых холодильник «Волга-75с»

Технические характеристики:

Производительность: 75 т/ч

Мощность электродвигателя: 28+14=42 кВт

Завод-изготовитель: Волгоцеммаш

Комплектующие к холодильнику «Волга-75с»

Вентилятор острого дутья – 3 шт:

тип ВВД-11у

Производительность: 17000 м³/ч

Мощность электродвигателя: 55 кВт

Завод-изготовитель: Тульский вентиляторный завод

Вентилятор общего дутья - 3:

тип ВДН-18-II

производительность: 200000 м³/ч

Мощность электродвигателя: 250 кВт

Завод-изготовитель: Каменский машиностроительный завод

Оборудование для обеспыливания

Дымосос:

тип ДН-18IIА

производительность: 150000 м³/ч

Мощность электродвигателя: 75 кВт

Завод-изготовитель: Барнаульский котельно - вентиляторный завод

Ведомость оборудования

Результаты проведенного подбора оборудования представляют в виде ведомости, в которой перечисляют все основное и транспортное оборудование, принятое к установке. В ней указывают название, тип и краткую характеристику оборудования - производительность, Мощность электродвигателя, габариты и др.: для кранов - грузоподъемность; для ленточных конвейеров - длину (расстояние между осями барабанов), для бункеров - полезную емкость и т.п.

Оборудование в ведомости следует перечислять в порядке его установки в технологической линии от подачи сырьевых материалов к складу готовой продукции.

Таблица 6

Ведомость оборудования

Наименование и краткая характеристика оборудования	Количество оборудования	Завод-изготовитель
1	2	3
1. Дробилка для гипсового камня СМ-170Б П = 200 т/ч N = 130 кВт	1	Выксунский дробильно-размольного оборудования
2. Дробилка для известняка типа 600х900 П = 110 т/ч N = 75 кВт	1	Выксунский дробильно-размольного оборудования
3. Дробилка типа СМ-19А П = 110 т/ч N = 75 кВт	1	Костромской завод
4. Однаволковая дробилка ДО 1200х2100-62 П = 80 т/ч N = 28 кВт	1	Электростальтяжмаш
5. Мельница типа 3,7×8,5 м П = 65 т/ч N = 2000 кВт	4	Сызранский завод
6. Мельница типа 4×13,5 м П = 140 т/ч N = 3200 кВт	2	Волгоцеммаш

7. Печь с циклонным теплообменником 5×75м П = 66,7 т/ч N = 320 кВт	3	Барнаульский котельно-вентиляторный завод
8. Холодильник типа «Волга-75» П = 75 т/ч N_дв= 28 кВт	3	Барнаульский котельно-вентиляторный завод
9. Вентилятор острого дутья типа ВВД-11у П= 17000 м³/ч N_дв= 55 кВт	3	Тульский вентиляторный завод
10. Вентилятор общего дутья типа ВДН-18-II П= 200000 м³/ч N_дв=250 кВт	3	Каменский машиностроительный завод
11. Система обеспыливания: П= 150000 м³/ч N_дв=75 кВт	3	Барнаульский котельный вентиляторный завод

3.7.
Расчет площадей складов кусковых материалов
Для производственной деятельности завода сооружают общезаводские и цеховые склады. Они могут быть эксплуатационными и резервными,    могут иметь основное технологическое назначение (хранение известняка, глины, гипсового камня, клинкера, топлива и т.д.) и общее назначение (хранение запасного оборудования, вспомогательных материалов).

Склады цементного производства можно разделить на несколько характерных групп в зависимости от принадлежности к тому или иному технологическому переделу или от физического состояния хранящихся материалов:

-   склады кусковых материалов (сырьевых материалов, корректирующих добавок, гипса, клинкера, твердого топлива);

-   склады сырьевой шихты;

-   склады цемента;

По устройству склады могут быть открытые, закрытые к частично закрытые. Для кускового материало-штабельные, эстакадно-штабельные, эстакадно-тоннельные. Для сыпучих и кусковых материалов - силосные, бункерные и полубункерные. Выбор типа склада зависит от ряда факторов: климатических условий, вида материала, сроков хранения, организации перевозок и погрузочно-разгрузочных работ.

Размеры складов должны соответствовать расчетному грузообороту завода.

Склады подразделяются:

по способу выгрузки материалов

- с гравитационной выгрузкой при использовании саморазгружающихся транспортных средств;

- с принудительной выгрузкой при использовании машин черпающего и сталкивающего типов

по конструкции систем загрузки емкостей хранения

- с приемными устройствами и комплексом машин для штабелирования материалов;

- без приемных устройств с непосредственней подачей материала из транспортных средств в емкости хранения;

- с применением комплексов машин, выполняющих одновременно операции выгрузки и штабелирования.

Сырьевые материалы и топливо могут доставляться на завод, главным образом железнодорожным и автомобильным транспортом (саморазгружающиеся полувагоны и платформы грузоподъемностью 63,93 и 125 т, самосвалы - до 10 т).
Для выполнения погрузочно-разгрузочных работ на приемных путях завода применяют мостовые, козловые, башенные и стреловые поворотные краны на рельсовом, гусеничном или автомобильном (пневматическом)

ходу.

Наиболее эффективными машинами для погрузки и выгрузки нерудных материалов являются универсальные погрузчики типа Д-443, Д-442, Д-451 и т.д. и разгрузчики типа С-492, С-960, С-577 и т.п. Обслуживаются такие машины одним механиком и двумя подсобными рабочими каждая.

Нормы хранения материалов на складе устанавливаются по нормам технологического проектирования, исходя из суточной потребности производства.

Склады   кусковых   материалов.

Размеры склада зависят от его типа и формы штабеля, в значительной степени определяемых выбранной схемой механизации. Ориентировочное определение площади склада (в м²) и его потребной емкости производится по формулам:

,

где:

V_n- потребная емкость склада, (м³)

H_м - максимальная высота штабеля, (м);

K₁ - коэффициент, учитывающий проходы и проезды на складе,

K₂- коэффициент использования геометрического объема склада

,

где:

А_к - производительность завода по клинкеру, т/год;

Р_у - удельный расход материала на 1 т клинкера;

С_н - нормативный запас данного материала, сут.

ρ - плотность материала, т/м³;

К_и - коэффициент использования агрегатов

Площадь складов:

Для известняка:

= 8318

* 1.5 = 1155.27

Для глины:

= 1547,5

* 1.5 = 3223,9

Для гипсового камня:

= 3105,4

* 1.5 = 646,95

Для добавки (Кварцит):

= 372,6

* 1.5 = 177,43

Для опоки:

= 372,6

* 1.5 = 1725,22

В случае хранения разнородных материалов при различной высоте штабелей необходимая площадь склада (в м²) определяется как сумма площадей, необходимых для различные материалов

F_общ.= ∑( F_гл+F_г.к.+ F_изв+F_кв.+

                                  F_общ= 1155,27+3223,9 +646,95+177,43+1725,22 =6928,77 м²

                                  ,

где пролет: 18,24,36

192.46 м

Принимаем штабельный склад 36х1688 м.

Определение размеров силосного склада кусковых материалов выполняется в такой последовательности:

- потребная емкость силосного склада рассчитывается по ранее приведенной формуле;

- количество силосов определяется из выражения

,

Где:

V_n- потребная емкость склада, (м³)

V_c- полезный объем одного силоса (м³)

Склад для дробления гипсового камня:

=

= 3622,97

N =

= 4,8

Принимаем 6 силосных склада: d = 6м,

Склад для дробления клинкера:

= 8872,59

N =

= 5,2

Принимаем 6 силосных складов: d = 12м.

Определение количества шлам – бассейнов

Для склада сырьевой шихты:

N =

= 2,6

Принимаем N = 4

Для склада цемента:

= 29811,9

N =

= 3,31

Принимаем N = 4

Склады   сырьевой   шихты

Смесительные силосы сырьевой муки служат для подготовки   сырьевой шихты постоянного и заданного химического состава и ее хранения при сухом способе производства.

Диаметр смесительных силосов рекомендуется принимать от 0 до 12 м, соотношение диаметра и высоты силоса при пневматическом перемешивании должно находиться в пределах от 1:0,8 до 1:1,5.

Количество смесительных силосов рекомендуется от 6 до 8 шт.

Коррекционные силосы принимаются диаметром 5-6 м, высотой около 11,0 м, а запасные - диаметром 10-12 м и высотой до 28 м. Кроме того, над коррекционными силосами вторым ярусом устанавливаются две емкости диаметром по 5,5 м для корректирующих смесей.

Принимаем следующие параметры корректировочных силосов: d=5 м, h=10 м

Определяем емкость:

м³

Количество корректировочных силосов определяем по формуле:

где

- суммарная производительность сырьевых мельниц (т/ч)

- время, необходимое для обработки сырьевой муки (принимаем равное 1)

- плотность сырьевой муки ( т/м³)

- полезная емкость одного корректировочного силоса (м³)

Принимаем 4 корректировочных силоса.

Бункера

Саморазгружающие емкости для приема и хранения сыпучих материалов устанавливают над технологическим оборудование для обеспечения его непрерывной работы. Обычно бункера рассчитывают на 1,5-2-часовой запас материала реже больше (при соответствующем обосновании), так как устройство бункеров утяжеляет строительные конструкции.

Почти все виды материалов в той или иной степени склонны к слеживанию, зависанию и образованию сводов в горловине бункера. Зависания более вероятны при периодической загрузке бункера, когда материал падает с большой высоты и уплотняется в большей степени, чем при равномерной загрузке и выгрузке. Для предотвращения слеживания, зависания и образования сводов необходимо предусматривать бункера рациональной формы. Можно рекомендовать следующие основные принципы построения таких бункеров:

1. Выходное отверстие должно в 4—5 раз превышать максимальный размер куска насыпного груза. Минимальный размер выхода 800 мм. Квадратная и круглая формы отверстия менее благоприятны,    чем   прямоугольная   и эллиптическая.
2. По крайней мере, одна из стенок должна быть вертикальной (желательно две) или близкой к вертикали. Все остальные должны иметь угол, на 10—15° превышающий угол естественного откоса в покое и угол трения материала   о   стенки.

3. Взаимно противоположные стенки бункера должны иметь различные углы наклона. Переходы вертикальной части в наклонную для всех стенок должны располагаться на разной высоте.

4. Внутренняя поверхность бункеров должна быть гладкой, без выступов и неровностей. Внутренние углы бункеров должны быть закруглены радиусом не менее 300 мм.

5. При крупном и абразивном материале стены бункера покрываются съемной футеровкой

6. В местах пересечения двух наклонных стенок образуется   двугранный   угол,   ребро   которого   наклонено к горизонту под углом γ. Угол γ должен быть не менее 45°, а при наличии в материале большого количества мелких фракций повышенной влажности он должен быть не менее   50°.

В связи с трудностями строительного проектирования некоторые из вышеизложенных требований не всегда выполняются, что приводит к образованию сводов и зависаний. Для обеспечения бесперебойной выгрузки материалов из бункеров следует использовать специальные устройства для обрушения сводов и зависаний: устройство карманов и щелей для ручной шуровки бункеров, систему пневмообрушения, установки пневматических подушек и вибраторов на нижней части бункеров.
3.8.
Расчет потребности в энергетических ресурсах

К энергетическим ресурсам относятся топливо, пар, электроэнергия и сжатый воздух, необходимые для выполнения технологических операций.

Потребность в технологическом паре, сжатом воздухе и т.п. определяют по укрупненным показателям на единицу готовой продукции цеха по нормам технологического проектирования предприятий промышленности вяжущих веществ, типовым проектам и показателям, полученным на передовых предприятиях, выпускающих аналогичную продукцию.

В отдельных случаях рекомендуется проводить теплотехнические расчеты с целью определения потребности в топливе.
Обычно расход технологического топлива дают в единицах условного топлива, а затем переводят его в натуральное топливо, если последнее указано в задании. Установив потребности топлива, пара, сжатого воздуха не единицу продукции, а затем, определяют их расход в час, в смену, в сутки и в год.

Расход электроэнергии устанавливают расчетным путем, исходя из технических характеристик основного и транспортного оборудования.

Таблица 7

3.8 Расчет расхода электроэнергии для каждой группы электродвигателей

№ п/п	Наименование оборудования с электродвигателем	Количество единиц оборудования	Мощность электродви-гателей *N_дв,* кВт		Продолжительность работы в смену, ч	Коэффициент использования во времени	Коэффициент загрузки по мощности	Расход электроэнергии с учётом коэффициента использования во времени и загрузки по мощности за смену, кВт
№ п/п	Наименование оборудования с электродвигателем	Количество единиц оборудования	Единицы	Общая	Продолжительность работы в смену, ч	Коэффициент использования во времени	Коэффициент загрузки по мощности
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	Дробилка щековая	1	160	160	8	0,9	0,8	921
2	Конусная дробилка	1	400	400	8	0,9	0,8	2304
3	Одновалковая дробилка	1	28	28	8	0,9	0,8	161
4	Молотковая дробилка	1	260	260	8	0,9	0,8	1497
5	Мельница для помола сырьевой смеси	4	200	800	8	0,9	0,9	5184
6	Мельница для помола клинкера	2	55	110	8	0,9	0,9	712,8
7	Печь для обжига	3	250	750	8	0,9	0,95	5130
8	Холодильник	3	28	84	8	0,9	0,95	574
9	Вентилятор общего дутья	3	250	750	8	0,9	0,95	5130
10	Вентилятор для общего дутья	3	55	165	8	0,9	0,95	1128
11	Насос	3	75	225	8	0,9	0,95	1539
								24280

Расчет количества топлива
Примем топливо газообразное (природное)

Рассчитаем по формуле:

, (Н м³)

Т – годовой расход топлива

К_л - годовое количество клинкера в кг.

Q – теплотворность топлива, кДж/Нм³

q – удельный расход топлива на обжиг 1 кг. клинкера (кДж/кг)

Т =

= 185218491,3 H/

Таблица 8

Потребность в энергетических ресурсах

№ п/п	Наименование энергетических ресурсов	Единицы измерения	Расходы
№ п/п	Наименование энергетических ресурсов	Единицы измерения	В час	В смену	В сутки	В год
1	2	3	4	5	6	7
1	Топливо	H/	21143,6	169149,35	507447,9	185218491,3
2	Электроэнергия	кВт	3035	24280	48560	12625600

3.9.          Контроль технологического процесса и качества готовой продукции
Получать любой продукт, в том числе и цемент, на современных заводах можно только при строгом соблюдении всех технологических требований и правил и осуществлении производственного цикла при установленных оптимальных режимах работы всех механизмов и установок. Большое значение при этом имеет контроль производства, в процессе которого:

-определяют качество исходных материалов и соответствие их свойств требованиям норм и технических условий;

- выявляют свойства материалов и полуфабрикатов на всех стадиях производства и устанавливают их соответствие тем показателям, которые обеспечивают получение продукции требуемого качества;

-наблюдают за работой приборов, механизмов и установок в заданных оптимальных режимах, обеспечивающих качественную переработку материалов при наилучших технико-экономических показателях;

-определяют свойства получаемого цемента и их соответствие требованиям стандарта.

Контролировать   производство   нужно   систематически на всех стадиях с помощью современных методов и приборов, обеспечивающих точность и возможность автоматизации контрольных операций. Быстрое вмешательство в ход производственных процессов позволяет устранять отклонения от заданных режимов и параметров и оптимизировать их.

Действенность производственного контроля   зависит:

-от правильного выбора мест отбора проб и определения технологических параметров (температура, влажность, подвижность смесей и т. д.);

-от соответствия свойств пробы свойствам материала;

-от периодичности отбора проб, их величины.

В настоящее время созданы способы автоматического отбора проб материалов в процессе их переработки. При этом частота операций отбора проб и величина последних зависит от степени однородности материалов, размера потока, гранулометрии (при кусковых материалах) о других условий.

Исходные материалы контролируют по химическому составу, содержанию СаСО₃ (титр) в известняке, влажности сырья.

В сырьевом отделении проверяют состав смесей, тонкость их измельчения, влажность, текучесть и однородность титра. При производстве цементов становится обычным также контроль содержания в сырьевых смесях CaO, SiO₃, А1₂О₃ и Fe₂O₃. Химический анализ клинкера и цемента производится по ГОСТ 5382—73.

Качество клинкера определяют часто по его объемной массе, которая при правильном составе сырьевой смеси и надлежащем обжиге во вращающейся печи (мокрый способ) колеблется обычно в пределах 1550—1650 г/л. Определяют также количество свободной окиси кальция, которое не должно превышать 1 % для обычного клинкера а 0,2— 0,3% для быстротвердеющего.

Контроль при помоле клинкера с добавками сводится к проверке соотношения по массе между клинкером, гипсом и другими компонентами, соответствия степени измельчения цемента нормативам, контролю температуры клинкера и получаемого продукта и к другим определениям.

Цемент должен быть принят отделом технического контроля завода по ГОСТ 22236—76.

Обслуживание дробилок, мельниц, печей, силосов, транспортирующих и погрузочно-разгрузочных механизмов должно осуществляться в соответствии с правилами безопасной работы у каждой установки.

Большое внимание следует уделять на предприятиях обеспыливанию воздуха и отходящих газов печей и сушильных установок с целью создания нормальных санитарно-гигиенических условий труда.

В соответствии с санитарными нормами проектирования промышленных предприятий концентрация в воздухе помещений цементной и остальных видов пыли не должна превышать 0,04 мг/м³. Содержание в воздухе окиси углерода не допускается более 0,03, сероводорода — более 0,02 мг/м³. В воздухе, выбрасываемом в атмосферу, концентрация пыли не должна быть более 0,06 г/м³. При нормальной эксплуатации пылеочистных систем содержание пыли в выбрасываемом воздухе составляет 0,04—0,06 г/м³.

Для создания нормальных условий труда все помещения цементных заводов надо обеспечивать системами искусственной и естественной вентиляции. Этому в большой мере способствует герметизация тех мест, где происходит пылевыделение, а также отсос воздуха из бункеров, течек, дробильно-помольных механизмов, элеваторов и т. п. В зависимости от мощности и величины различных механизмов и интенсивности пылевыделения рекомендуются следующие объемы воздуха (м³/ч), отсасываемого от:

                 щековых и молотковых дробилок               4000—8000

элеваторов                                                      1200—2700

бункеров                                                            500—1000

мест перегрузки материалов                            300—3500

упаковочных машин                                                    5000

Воздух, отбираемый из цементных мельниц, очищают с помощью рукавных или электрофильтров. В том и другом случаях при значительной концентрации пыли в аспирируемом воздухе необходимо устанавливать перед ними циклоны. При этом важно не допускать просасывание через 1 м² ткани фильтров более 60—70 м³ воздуха в 1 ч. Для очистки воздуха, отсасываемого из камер сырьевых мельниц, обычно устанавливают циклон и электрофильтр, соединенные последовательно. Воздух из сепаратора мельниц и головок элеваторов для очистки пропускается через рукавный фильтр.

Отходящие газы цементных печей подвергаются очистке для предотвращения загрязнения воздушного бассейна и территории, окружающей завод. Для этого устанавливают электрофильтры. Если же отходящие газы содержат значительное количество пыли (более 25—30 г/м³), то их сначала пропускают через батарею циклонов.

Производственные процессы на цементных заводах сопровождаются шумом, возникающим при работе многих механизмов и характеризующимся зачастую высокой интенсивностью, превышающей допустимую норму (90дБ). Особенно неблагоприятны в этом отношении условия работы персонала в помещениях молотковых дробилок, сырьевых и цементных мельниц, компрессоров, где уровень звукового давления достигает            95—105 дБ, а иногда и более. Поэтому необходимо осуществление мероприятий по снижению шума у рабочих мест.

К их числу относятся такие, как применение демпфирующих прокладок между внутренней стенкой мельничных барабанов и бронефутеровочными плитами, замена в сырьевых шаровых мельницах стальных плит резиновыми. При этом звуковое давление снижается на 5—12 дБ. Укрытие мельниц и дробилок шумоизолирующими кожухами, облицовка источников шума звукопоглощающими материалами также дает хороший эффект (снижение на 10—12 дБ).

4. Охрана труда и окружающей среды

При большой насыщенности предприятий цементной промышленности сложными механизмами и установками по добыче и переработке сырья, обжигу сырьевых смесей и измельчению клинкера, перемещению, складированию и отгрузке огромных масс материалов, при наличии большого количества электродвигателей особое внимание должно уделяться при проектировании заводов и при их эксплуатации созданию благоприятных и безопасных условий для работы трудящихся. Охрана труда должна осуществляться в полном соответствии с «Правилами по технике безопасности и производственной санитарии на предприятиях цементной промышленности».

Следует подчеркнуть, что поступающие на предприятия рабочие должны допускаться к работе только после обучения их безопасным приемам работы и инструктажа по технике безопасности. Ежеквартально надо проводить дополнительный инструктаж и ежегодно — повторное обучение по технике безопасности непосредственно на рабочем месте.

На действующих предприятиях   необходимо оградить движущиеся части всех механизмов и двигателей, а также электроустановки, приямки, люки, площадки и т. п. Должны быть заземлены электродвигатели, а   также разного вида электрическая аппаратура.   Необходимо   предусматривать соответствующие устройства и установки подъемно-транспортных механизмов для безопасного ведения ремонтных работ. Установку по сушке и помолу угля, трубопроводы, сепараторы, бункера для хранения пыли вследствие взрывоопасности надо оборудовать предохранительными клапанами. Установки по приготовлению угольной пыли должны работать   под   разрежением.   Температура   аэроугольной смеси при выходе из мельницы не должна превышать для тощих углей 100, подмосковных — 80, длинно пламенных и бурых — 70° С. Нельзя подсушивать пыль до влажности ниже гигроскопической.

5. Технико-экономические показатели производства

Для оценки эффективности принятых проектных решений приводятся технико-экономические показатели запроектированного цеха и сравнение их с показателями действующих или запроектированных аналогичных предприятий.

Целесообразно провести сравнение со следующими технико-экономическими показателями (на единицу продукции):

1) расходы сырья и полуфабрикатов;

2) расходы энергетических ресурсов (топлива, электроэнергии);

3) затраты труда (трудоемкость);

4) производительность труда (в натуре на I списочного рабочего в год);

5) энерговооруженность (на одного рабочего в смену);

6) объем готовой продукции с 1 м² производственной площади в год.

Рекомендуется следующая методика их определения.

Удельный расход электроэнергии
Расход электроэнергии устанавливают делением готового расхода электроэнергии на годовую производительность предприятия по формуле:

где:

Э_г - годовой расход электроэнергии, кВт/ч,

П_г   - годовая производительность завода, т.

= 13.29 кВт/т

Удельный расход топлива
Расход топлива устанавливают делением готового расхода топлива на годовую производительность предприятия по формуле:

= 195 Нм³/т

Перечень использованных источников

1.           Автоматизация управления цементным производством / В.В. Кафаров, В.И. Сатарин, В.Б. Шифрин, Н.Ф. Дрепин. -2-е изд., перераб. и доп. – К: Будивельник, 1982. – 120 c.

2.           Алексеев Б.В., Барбашев Г.К. Производство цемента: учебник. – М: Высшая школа, 1985. – 264 c.

3.           Алкснис Ф.Ф. Твердение и деструкция гипсоцементных композиционных материалов. – Л.: Стройиздат, 1988. - 103 c.

4.           Алексеев Б.В. Технология производства цемента: учебник. – М: Высшая школа, 1980. – 264 c.

5.           Банит Ф.Г., Несвижский О.А. Механическое оборудование цементных заводов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1975. - 318 c.

6.           Бернштейн Л.А. Новое в технологии переработки и транспортирования сырья в цементной промышленности. – М.: Стройиздат, 1965. – 192 c.

Bukvasha