Производство гипсоцементно-пуццоланового вяжущего

 

 

 

  3.4 Расчет основного технологического и транспортного 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 так же качественную характеристику сырья и требования, предъявляемые к конечному продукту после обработки сырья на данном агрегате или машине.

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

Обычно в курсовых проектах по дисциплине «Вяжущие вещества»  приходится рассчитывать машины для  дробления и тонкого измельчения (помола), сушильные установки, пылеосадительные системы, расходные бункера. Поэтому  ниже приведены рекомендации по технологическим расчетам этого оборудования

Расчет расходных  бункеров

Бункера - саморазгружающиеся емкости для приемки и хранения сыпучих материалов - устанавливают  над технологическим оборудованием  для обеспечения его непрерывной  работы. Обычно бункера рассчитывают на 1,5 - 2-часовой запас материала.

Форма и размеры бункеров не стандартизированы  и принимаются в зависимости  от физических свойств хранимых материалов, требуемого запаса, способов загрузки и выгрузки, компоновки оборудования и пр. Наибольшее применение нашли бункера прямоугольного поперечного сечения. Обычно верхняя часть бункера имеет вертикальные стенки, высота которых не должна превышать более чем в 1,5 раза размеры бункера в плане, нижнюю часть его выполняют в виде усеченной пирамиды с симметричными или лучше с несимметричными наклонными стенками. Для полного опорожнения бункера угол наклона стенок пирамидальной части должен на 10-15°° превышать угол естественного откоса загружаемого материала в покое и угол трения о его стенки. Ребро двухгранного угла между наклонными стенками должно иметь угол наклона к горизонту не менее 45°°, а при хранении влажного материала с большим содержанием мелких фракций - не менее 50°°. Размеры выходного отверстия бункера должны превышать в 4-5 раз максимальные размеры кусков хранимого материала и быть не менее 800 мм.

Требуемый геометрический объем бункера  определяют по формуле

 

,       

где П_ч - расход материала, м³/ч;

n - запас материала,  ч;

hh - коэффициент заполнения, принимается равным 0,86-0,9.

Общее количество бункеров – 7шт

Бункер 1 – бункер для АМД над  щековой дробилкой

Бункер 2–Бункер для полуводного гипса

Бункер 3 – бункера над вращающейся  печью 

Бункер 4,5,6 – бункера над дозаторами

Бункер 7 – бункер для портландцемента

V1=2,225*2/0,87=5,11м^3                1,5x1,5x2,2=5м^3

V2=7,145*2/0,87=16,505м^3             2x2x4=16м^3

V3=7,099*2/0,87=16,31м^3                     2x2x4=16м^3

V3,4,5=7,007*2/0,87=16,09м^3            2x2x4=16м^3

V7=1,994*2/0,87=4,58                             1,5x1,5x2=4м^3

Выбор дробильного  оборудования

Выбор типа и мощности дробилок зависит от физических свойств перерабатываемого материала, требуемой степени дробления и производительности. Учитывают размеры максимальных кусков материала, поступающего на дробление, его прочность и сопротивляемость дроблению.

Максимальный размер кусков материала  не должен превышать 0,80-0,85 ширины загрузочной щели дробилки.

На заводах вяжущих веществ  твердые породы (клинкер, плотные  известняки, некоторые виды мергеля) дробят в щековых и конусных дробилках; сухие породы средней твердости (известняк, гипс) - в щековых и  ударно-отражательных дробилках; мягкие породы (известняки-ракушечники, мел, трепел, диатомит) - в молотковых самоочищающихся и валковых дробилках. Во всех случаях, где это возможно по условиям прочности материала, следует применять дробилки ударного действия.

Одной из основных характеристик дробилок, определяющих эффективность их работы, является показатель-степень дробления (измельчения). Он характеризует изменение размеров кусков материала в процессе дробления и численно равен

 

                                       , i=150/15=10                         

где D - максимальный размер кусков в поперечнике до дробления, мм;

d - то же, после дробления,  мм.

По данным института Механического  оборудования степень дробления  в среднем составляет: щековых дробилок - 3-3,5; конусных среднего дробления - 3,5-4, конусных мелкого дробления - 4-5; валковых - 3-4; молотковых, роторных и самоочищающихся - 8-12; ударно-отражательных - 15-25.

В зависимости от требуемой степени  дробления материал измельчают в одну, две или три стадии. Число стадий дробления устанавливают по формуле                                    

                                                                Щековая i=3-3,5

                                   2 стадии

                                                               молотковая i=8-12 

 

где i_об - требуемая общая степень дробления материала;

i₁­­i₂...i_п - степень дробления, в первой, второй ... и последней дробилке.

1. Щековая дробилка. В щековых дробилках разрушение камня происходит при сближении подвижной щеки с неподвижной под действием сжимающих нагрузок.         Ограждающим элементом машины является станина, воспринимающая возникающие при работе усилия и обеспечивающая необходимую жесткость.  Станины дробилок изготавливаются сплошными или сборными. Сплошные станины изготавливаются в виде единой отливки или цельносварной конструкции. Сборные станины состоят из двух или трех частей, имеющих горизонтальный разъем и соединяющихся болтами. Такие станины более удобны при транспортировке и при монтаже машин. Высота камеры дробления прямо пропорциональна степени дробления, в связи, с чем в последних моделях машин ее стараются увеличить.    Форма камеры дробления оказывает существенное влияние на процесс измельчения. Проведенными исследованиями установлено, что при криволинейной форме камеры дробления производительность машины повышается на 10-20% (при прочих равных условиях) за счет более благоприятных условий разрушения материала. У современных щековых дробилок профиль камеры дробления делается криволинейным, хотя это усложняет изготовление и эксплуатацию дробящих плит. Кроме того, для повышения однородности готового продукта в нижней части камеры дробления создают параллельную зону, получаемого путем скашивания футеревки неподвижной щеки.       Достоинством кинематической схемы дробилок с простым качанием щеки являются: значительный выигрыш в силе при дроблении наиболее крупных кусков, малый износ дробящих плит за счет незначительного продольного перемещения подвижной щеки и рациональное распределение действующих усилий в элементах машины.       К недостаткам рассмотренной кинематической схемы следует отнести малое перемещение верхней части подвижной щеки и цикличность работы машины.          Устанавливают дробилки с простым качанием щеки на стационарных дробильно-сортировочных предприятиях для первичного дробления материла.            1- стенка корпуса, 2 -боковая щека, 3- подвижная щека, 4- ось, 5- вал, 6- шатун,7 -ременная передача, 8 -электродвигатель, 9- пружина, 10-тяга, 11 -упор, 12,13 -распорная плита,14,15 -дробящие плиты

ЩДС-2,5*4:  размер загружаемых  кусков=150мм,   500мм

Ширина разгрузочной щели=15-70мм,      75-125мм

Мощность эл.двигателя=25кВт,         55кВт

Производительность=2-15                  120

Размеры: L=1,3м             L=2,7m

                   B=12м              B=2,5m

                   h=1,2м            2,6m

Масса=2500кг          20т

2. Молотковая  дробилка. Молотковые дробилки используют для дробления гор: ных пород средней и малой прочности (известняка, песчаника, мергеля и др.). Процесс измельчения осуществляется частыми ударами молотков, шарнирно подвешенных на вращающемся роторе.   Молотковая дробилка С-29 состоит из ротора и колосниковых решеток. Корпус дробилки разъемный в горизонтальной плоскости, нижняя опорная часть корпуса устанавливается на основание и крепится болтами к фундаменту, верхняя опорная часть корпуса Крепится болтами в нижней части. Измельчаемая горная масса или другой строительный материал загружается через горловину.

1- корпус; 2- дверка; 3- броня; 4- футеровка; 5- крышка; 6- решетка; 7- салазки; 8-ротор; 9-клиноременная передача; 10-опора; 11- электродвигатель.

Камера дробления футеруется броневыми плитами из марганцовистой стали. Броневые плиты горловины  и торцов камеры выполнены из отбеленного чугуна. Ротор дробилки состоит из дисков, насаженных на вал. Положение дисков на валу зафиксировано распорными втулками. В дисках просверлены отверстия, в которые установлены шесть осей, закрепленных от смещения в концевых фасонных дисках, насаженных неподвижно на вал ротора. В промежутках между дисками на осях насажены молотки, изготовленные из марганцовистой стали. Вал ротора вращается в двух роликовых подшипниках. Вращение ротора сообщается от электродвигателя через муфту. Выходное отверстие дробленого материала образуется просветом между отбойным брусом и молотками ротора. 

С-29:  Размер загружаемых  кусков =100мм     СДМ-112 (С-218М)

            Ширина разгрузочной щели=12мм        30мм

            Мощность эл.двигателя=11кВт  17кВт  

             Производительность =6-8                         12-22

           Размеры:  L=1,1м       1м

                              b=1,2м       0,9м

                              h=1,4м        1,1м

            Масса=1700кг           1150 кг

Расчет помольного оборудования

Выбор схемы помола и  типа мельниц зависит от физических свойств размалываемых материалов. Выбор мельницы по потребности цеха по помолу (т/ч) производят по производительности предприятия.Трубная мельница (шаровая мельница). Отличается простотой конфигурации, надежностью, удобством эксплуатации и обеспечивает высокую степень измельчения.Размер шаров загружаемых в мельницу зависит от величины кусков размалываемого материала и должна быть таким, чтобы кинематическая энергия шара была достаточной для разрушения измельченных частиц.  Обязательное условие эффективной работы мельницы – это охлаждение мельничного пространства путем его аспирации (вентилирования).Благодаря аспирации производительность мельницы повышается на 20-25 % и улучшается санитарно-гигиенические условия труда.   Для интенсификации процесса помола также рекомендуется применять специальные добавки. При этом в мельницу опрыскиваются порядка 0,03-0,04 % от массы размалываемого материала – триэтаноламин, СДБ, ЛСТ.

Показатели=3,2х15,0                                                 

Внутренний диаметр  барабана=3200мм

Длина барабана=15020мм

Мощность эл.двигателя=2000кВт

Масса=140000кг

 

Расчет сушильных  барабанов

При влажности измельчаемых материалов более 2% сухой помол их значительно затрудняется: влажный материал налипает на мелющие тела и броневую футеровку, замазывает проходные отверстия межкамерных перегородок, что резко снижает производительность мельниц. Поэтому осуществляют помол с одновременной сушкой или предварительно материал высушивают в специальных сушильных аппаратах. При производстве вяжущих материалов наиболее широко применяют сушильные барабаны.Сушильная производительность мельниц, сушильных барабанов и других установок определяется количеством испаряемой влаги. Ее обычно характеризуют удельным паронапряжением (количество воды, испаряемой 1 м³ рабочего объема  сушильного барабана, мельницы и т.п. за 1 час).

Тип ВМТС,     размер= 2,2х16,8м,        V=52м^3

Производительность = 2400кг/ч,        P эл.двиг=28кВт

 

Расчет пылеосадительных систем. Обеспыливание отходящих газов и аспирационного воздуха необходимо для уменьшения загрязнения пылью окружающей местности, создания нормальных санитарных условий в производственных помещениях, а также для повышения эффективности производства: возврат пыли сокращает расход сырья, топлива и электроэнергии.Санитарными нормами на проектирование промышленных предприятий регламентированы предельно допустимые концентрации пыли в воздухе рабочих помещений до 1-10мг/м³; в отходящих газах, выбрасываемы в атмосферу до 30-100мг/м³. Наиболее жесткие требования предъявляются к очистке воздуха и газов от пыли, содержащей двуокись кремния.Для создания нормальных условий труда цехи по производству вяжущих веществ обеспечивают системами искусственной и естественной вентиляции, герметизируют места, где происходит пылевыделение, осуществляют отсос (аспирацию) воздуха от источников пылеобразования (бункеров, течек, дробильно-помольных установок, элеваторов и т.п.).

Очистку отходящих газов  и аспирационного воздуха до предельно допустимых концентраций осуществляют в одно-, двух-, трех- и более ступенчатых пылеочистных установках. На первой ступени пылеочистки обычно устанавливают циклоны, на второй - батарейные циклоны и на последней - рукавные фильтры и электрофильтры.

Принятая система пылеочистных устройств должна обеспечивать снижение запыленности воздуха или газа до концентраций, предельно допустимых санитарными нормами. Запыленность газов, выходящих из пылеулавливающих аппаратов при осуществлении в них подсоса воздуха (работа под разряжением) или при утечке газов (работа под давлением) определяют по формуле

 

,      

 

где Z_вх и Z_вых – запыленность газов до и после пылеулавливающего аппарата, г/м³;hh - степень очистки (коэффициент полезного действия пылеосадительного аппарата, %).Последний показывает, какое количество пыли улавливается аппаратом в % от массы, пыли, поступающей в аппарат.Степень очистки наиболее часто применяемых пылеосадительных аппаратов составляет: пылеосадительных камер - 0,1-0,2; циклонов и батарейных циклонов - 0,8-0,85; рукавных фильтров - 0,95-0,98; электрофильтров - 0,96-0,99.

Запыленность воздуха  и газов, отбираемых от технологического оборудования, примерно следующая: отходящих  газов вращающихся печей 25-50г/м³; отходящих газов сушильных барабанов - 20-40г/м³; аспирационного воздуха мельниц - 50-200г/м³; газовоздушных смесей при пневматической транспортировке вяжущих - 800+1000г/м³.