Курсовая работа: Цех помола цемента на цементном заводе производительностью 1,2 млн. тонн в год с выпуском портландцемента и сульфатостойкого шлакопортландцемента
Гипс 60000 / 365 =
164,383 т. сутки
Расход материала в час
ПЦ 500 657,354 / 24 =
27,390 т. час
СПЦ 500 2630,137 / 24 =
109,589 т. час
Клинкер 2636,712 / 24 =
109,589 т. час
Шлак сухой 92,054 / 24 =
3,835 т. час
Шлак влажный 111,386 / 24
= 4,641 т. час
Диатомит сухой 394,520 /
24 = 16,438 т. час
Диатомит влажный 465,534
/ 24 = 19,397 т. час
производительность |
Тонн в год |
Тонн в сутки |
Тонн в час |
ПЦ 500 |
240000 |
657,354 |
27,390 |
СПЦ 500 |
960000 |
2630,137 |
109,589 |
клинкер |
962400 |
2636,712 |
109,863 |
Шлак сухой |
33600 |
92,054 |
3,835 |
Шлак влажный |
40656 |
111,386 |
4,641 |
Диатомит сухой |
144000 |
394,520 |
16,438 |
Диатомит влажный |
169920 |
465,534 |
19,397 |
Гипсовый камень |
60000 |
164,383 |
6,849 |
Расчёт объёма
гипсового склада
Геометрический объём Vc м. куб силосного склада для каждого
компонента
ПЦ 500 Vпц =( АСн
) / ( 365 × Ρн
×Кз ) = ( 240000 × 10 )
/ ( 365 ×1,45 × 0,9 ) = 5039 м³.
где ρн - средняя насыпная масса материала, т/м³
А – производительность
завода по данному цементу, либо расход клинкера, гипса, добавки, т/год
Кз – коэффициент заполнения силоса, обычно принимается 0,9.
СПЦ 500 Vспц =(АСн)/(365 × ρн
× Кз) = (960000×10) / (365×1,45×0,9)
= 20154 = м³
Клинкера Vкл = ( 962400×4 ) / ( 365×1,5×0,9 ) = 7812
м³
Шлака Vш = ( 40656×15 ) / ( 365×0,5×0,9) = 3713
м³
Диатомита Vд = ( 169920×15 ) / ( 365×0,9×0,9 ) = 8621
м³
Гипса Vг = ( 60000×15 ) / ( 365×1,35×0,9 ) = 2029
м³
Из утверждённых ГОСТом РФ
размеров силосов, выбираем для хранения цемента силосы:
Для ПЦ 500 12×19,8
м V = 1700 м³
4 шт. VΣ = 5100 м³
Для СПЦ 500 12×19,8
V = 1700 м³
12 шт. VΣ = 22100 м³
Общее количество 16 силосов.
Такое количество выбрано
из соображения более быстрой погрузки железнодорожных составов.
Силосы для клинкера:
Vк = ( 962400×4 ) / ( 365×1,6×0,9 ) = 7324
м³
Выберем размер силоса
12×19,8 V = 1700 м³
Количество силосов для
клинкера n = ( 7324 ) / ( 1700 ) = 4,3
Примем количество силосов
для клинкера 5шт.
Силосы для гипса:
Vг = ( 60000×15 ) / ( 365×1,35×0,9 ) = 2029
м³
n = ( 2029 ) / ( 1700 ) = 1,19
примем количество силосов
для гипса 2 шт.
Силосы для диатомита:
Vд сух = ( 144000×15 ) / ( 365×1,1×0,9 ) =
7300 м³
n = ( 7300 ) / ( 1700 ) = 5 шт.
Силосы для шлака:
Vш сух = (33600×15 ) / ( 365×0,5×0,9 ) =
3068 м³
n = ( 3068 ) / ( 1700 ) = 1,8. примем
количество силосов 2 шт.
Итого количество силосов:
Для цемента N6 4 шт.
N 15 12 шт.
Размером 12×19,8 м
общим количеством 16 штук.
Для клинкера 12×19,8
м 5 штук
Для гипса 12×19,8 м
2 штуки
Для диатомита 12×19,8
м 5 штук
Для шлака 12×19,8 м
2 штуки
Общее количество силосов
30 штук.
Расчёт сушильного
отделения
Необходимость сушки
активных минеральных добавок, измельчаемых совместно с клинкером, определяется
высокой влажностью добавок. Доменные гранулированные шлаки также имеют высокую
влажность, так как их получают грануляцией огнненожидкого шлама в специальных
водных бассейнах. Содержащаяся в добавках влага начнёт реагировать с клинкерной
частью цемента и качество его в результате преждевременной гидратации резко
ухудшится. Кроме того тонко измельчённый материал налипает на мелющие тела,
броневые плиты, замазывает междукамерные и разгрузочные перегородки мельницы,
затрудняя или полностью прекращая в ней измельчение.
Так как в цементах 6 и 15
разные добавки, то расчёт сушильного отделения будем производить отдельно для
доменного шлака, имеющего влажность 21 %, и отдельно для диатомита влажностью
18 %.
Производительность
сушильного барабана для шлака
Выход высушенного шлака
Qбш = (1000×Q)/3600 = (1000×3,835)/3600 = 1,065
кг/сек.
где Q – количество материала, нуждающегося
в сушке ( по высушенной массе ), т/час;
Выход влаги Qwш
Qwш = Qобщ (Wн/(100
– Wн)-Wk/(100 – Wk)) = 1,065×
×(21/(100 – 21) –
1/(100 – 1)) = 0,272 кг/сек.
где Wн – начальная влажность материала,%
Wк – конечная влажность материала, % (0,5 – 1,0 %).
Производительность
сушильного барабана для диатомита.
Выход высушенного диатомита:
Qбд = 1000×Q / 3600 = 1000×16,438 / 3600 = 4,566 кг
/ сек.
Выход влаги Qwд = Qбд×(Wн/(100 – Wн) – Wk/(100 – Wk)) = 4,566×(18/(100–18) – 1/(100 – 1)) = 0,956 кг/сек.
Определение рабочего
объёма сушильного барабана для шлака и выбор его по таблицам.
V = 3600×Qwш/А =
3600×0,272/55 = 17, 8 м³
Где А – удельный
паросъём, кг/(м³ч), для шлака 55 – 60 кг/(м³ч), для остальных
материалов А = 45 – 55 кг/(м³ч).
Время прохождения
материала через сушильный барабан:
τ = (120×β×ρ×(
Wн – Wk))/(А(200×(Wн – Wk))) =
= (120×500×0,2×(
21 – 1)/( 55×(200×( 21 -1))) =
= 24,2 минуты.
где ρ – средняя
насыпная плотность материала, кг/м³,
β – коэффициент
заполнения барабана в долях единицы, β = 0,2.
Необходимая мощность
привода для вращения барабана N (кВт):
N = 0,0013×Dб³×Lб×n×ρ×δ = 0,0013×2,2³×14×3,6×500×0,02
=
= 7 кВт
где – D, L диаметр и длина барабана, м
n частота вращения
выбранного барабана
ρ средняя насыпная
плотность 500 кг/м³
δ коэффициент
учитывающий вид теплообменных устройств в барабане, δ = 0,04 – 0,07 для
лопастного теплообменника или при навеске цепей, и δ = 0,01 – 0,02 для
ячейково – сепараторного теплообменника.
Из выпускаемых сушильных
барабанов наиболее оптимальным является СМЦ – 440.
Размеры барабана:
D = 2,2 м, L = 14 м, V = 53
м³
Наклон барабана 1-4%
Производительность по
сухому материалу 14 т/ч
Влажность материала:
На входе 22 %
На выходе 3 %
Частота вращения барабана
3,6 об/мин
Мощность привода
двигателя 36 кВт
Масса 35 тонн.
Определение рабочего
объёма сушильного барабана для сушки диатомита и выбор его по таблицам.
Рабочий объём сушильного
барабана для диатомита
Vд = 3600 Qwд / А = 3600×0,95 / 45 = 76,48
м³
где А – удельный паросъём
кг/(м³×ч) = 45 – 55 кг/(м³×ч)
Время прохождения через
сушильный барабан τ
τ = 120×β×ρ×(Wн – Wк ) / (А×(200 – (Wн – Wк))) =
=
120×0,2×1100×(18 – 1)/ (45×(200 – (18 – 1))) = 54,50
мин.
где – β коэффициент
заполнения барабана = 0,1 – 0,25;
ρ средняя насыпная
плотность материала = 900 – 1100 кг / м³
Мощность привода для
вращения барабана N (кВт)
N = 0,0013×Dб³×Lб×n×ρ×δ = 0,0013×2,8³×14×4,68×1100×0,02
= 41,13 кВт
где Dб, Lб диаметр и длина барабана,
n число оборотов
выбранного барабана об/мин,
δ коэффициент,
учитывающий вид теплообменных устройств = 0,01 – 0,02 Из выпускаемых сушильных
барабанов подходит СМЦ – 429, имеющий характеристики:
Диаметр барабана 2,8 м
Длина барабана 14 м
Наклон барабана 5 %
Производительность по 20
– 25 т/ч сухому материалу
Влажность материала
на входе 20 – 22 %
на выходе 1 – 8 %
Частота вращения барабана
4,68 об \мин
Мощность привода двигателя
55 кВт
Масса 62,4 т
Расчёт производительности
и количества мельниц
Расчётная
производительность мельницы.
Q = 6,45×Vпײ√Dc²(m/Vп)ⁿ×К×b×q
где n показатель степени = 0,8
Vп - полезный объём мельницы, м³
Dс - диаметр мельницы в свету, м
Lп - полезная длина мельницы, м
m - масса мелющих тел, м
К- коэффициент равный 1,1
– 1,2 при замкнутом цикле
b – удельная производительность
мельницы в т/(кВт *ч) потребляемой мощности = 0,036 – 0,038
q – поправочный
коэффициент на тонкость помола:
для портландцемента № 6 =
0,818
для портландцемента №15 =
0,655
Диаметр мельницы в свету Dc
Dc = (0,94…..0,95)×D = 0,94×5,2 = 4,89 ≈4,9 м
Полезная длина мельницы.
Lп = L – 0,2 = 16,5 – 0,2 = 16,3 м
Масса мелющих тел.
m = 3,77× φ×Dc² ×Lп = 3,77× 0,26 × 4,9²
× 16,3 = 383,6 т
Полезный объём мельницы
Vп =(π × Dп²×Lп)/ 4 = (3,14×4,9²×16,3)/4 = 307,2 м³
Производительность
мельниц рассчитывается отдельно для каждого вида цемента, так как тонкость
помола q разная.
Производительность
мельниц для портландцемента № 6
Q№6 = 6,45×Vп × ²√Dc × (m/Vп)ⁿ×K×b×q№6 =
=6,45×307,2ײ√4,9×(383,6/307,2)ⁿ×1,15×0,037×0,818
=
182,3 т/ч
n = 0,8
Производительность
мельниц для сульфатостойкого портландцемента №15
Q№15 = 6,45×Vпײ√Dc×(m/Vп)ⁿ×К×b×q№15 =
=
6,45×307,2ײ√4,9×(383,6/307,2)ⁿ×1,15×0,037×0,655
=
= 146,0 т/ч
Расчёт количества мельниц
для помола каждого вида цемента
Количество мельниц для
помола цемента №6
n№6 = Аг№6/(8760×Кu×Q№6)
где Аг – годовая производительность завода по данному виду цемента
т/год = 240000 т/год
8760 – количество рабочих
часов в году
Кu – коэффициент использования рабочего времени мельницы для
замкнутого цикла = 0,82
Q№6 – часовая производительность мельницы по данному виду
цемента = 182,3 т/ч
n№6 = 240000/(8760×0,82×182,3) = 0,18
для помола цемента №6
понадобится одна мельница
Количество мельниц для
помола цемента №15
n№15 = 960000/(8760×0,82×146,0) = 0,91
для помола цемента №15
понадобится также одна мельница
Общий парк цементных
мельниц
nобщ = n№6 + n№15 =
1+1=2
Определение критической и
рабочей частоты вращения мельниц
Критическая частота
вращения мельниц
nкр = 4,05/²√Dc = 4,05/²√4,9 = 1,83 рад/сек
nкр' = 42,3/²√Dc = 42,3/²√4,9 = 19,1 об/мин
Оптимальная рабочая
частота вращения мельниц.
nопт = 3,07/²√Dc = 3,07/²√4,9 = 1,39 рад/сек
nопт' = 32/²√Dc = 32/²√4,9 = 14,1 об/мин
Определение мощности
электродвигателя для привода мельницы N кВт
N = (0,2×m×Dc×nопт')/η
где m – масса мелющих тел, т.
Dc – диаметр барабана в свету, м.
η – КПД
η = 0,90 – 0,94 для
мельниц с центральным приводом
η = 0,83 – 0,85 для
мельниц с периферийным приводом
Nц = (0,2×383,6×4,9×14,4)/0,94 = 5759 кВт
С учётом пускового
момента 10 – 15 %
Nц' = Nц×1,15 = 5759×1,15 = 6920
кВт
Nпер = (0,2×383,6×4,9×14,4)/0,83 = 6522
кВт
С учётом пускового
момента 10 – 15%
Nпер' = Nпер×1,15 = 6522×1,15 = 7500
кВт
Техническая
характеристика мельницы:
Цементная мельница,
работающая в замкнутом цикле, 5,2×16,5 м (поставочная ведомость фирмы
«Полизиус» на 1972 – 1974 года )
Тип мельницы Замкнутый
цикл
Размеры d×l,м 5,2×16,5
Частота вращения об/мин 14,0
Шаровая загрузка, т 390
Мощность двигателя, кВт 6325
Тип привода Кольцевой
двигатель
Расход аспирационного 90000
воздуха, м³/ч
Тип фильтра Электрофильтр
Удельная поверхность
цемента, см³/г 3000
Производительность, т/ч 300
производство
портландцемент шлакопортландцемент сульфатостойкий
Подбор сепараторов
Воздушные сепараторы
являются принадлежностью размольных установок, работающих по замкнутому циклу,
и служат для разделения предварительно размолотого материала на отдельные
фракции по крупности зёрен.
Воздушная сепарация
осуществляется двумя способами: при первом способе, через сепаратор проходит
пылевоздушный поток, из которого осаждаются лишь крупные частицы материала
(крупка), а мелкие выносятся из него воздушным потоком и улавливаются
дополнительными устройствами. При втором способе в сепаратор подаётся только
материал, который подхватывается потоком воздуха, циркулирующим внутри
сепаратора. Из сепаратора выходит крупная и мелкая фракция по различным
патрубкам.
Для сепарации по первому
способу применяются простые по конструкции проходные сепараторы, а для работы
по второму способу используют более сложные по устройству центробежные
сепараторы с замкнутым потоком воздуха.
Сепаратор для мельницы
портландцемента №6.
Q = Qм×(
1,20….1,40 ) = 182,3×(1,20…1,40 ) = 218,6….255,2 т/ч
где Qм – производительность мельницы по данному виду цемента.
Фирма «Полизиус» вместе с
мельницей поставляет сепараторы Ø 7,3 м, производительностью 210 т/ч,
частота вращения ротора 140 об/мин, максимально допустимое количество воздуха
2830 м³/мин.
Сепаратор для мельницы
сульфатостойкого портландцемента №15.
Q = Qм×(1,20….1,40
) = 146,0×(1,20….1,40) = 175,2….204,0 т/ч
Также применим сепаратор
фирмы «Полизиус»
Общее количество
сепараторов.
Сепараторы Ø7,3 м,
Q воздуха = 2830 м³/мин, Q = 210 т/ч, 2 штуки.
Транспортное и
вспомогательное оборудование.
Пневматические насосы
Производство цемента
связано с перемещением внутри цехов и между цехами больших масс кусковых и
порошкообразных материалов, а так же шлама. В процессе приготовления цемента
роль транспортирующих устройств в такой же степени значительна, как и роль
основных машин. Непрерывность производственных процессов и равномерность
питания технологических установок сырьём, топливом и полупродуктом невозможно
осуществлять при плохой работе транспортёров.
Узлы и детали
транспортёров подвергаются чрезвычайно быстрому износу, поскольку все
перемещаемые ими материалы обладают сильным абразивным действием, а часть из
них, например, клинкер, выпадающий из холодильников печей, и цемент из трубных
мельниц, имеют иногда высокую температуру. Всё это неблагоприятно отражается на
работе транспортёров и требует большого внимания к выбору их конструкций,
режимов работы и разработке методов ремонта.
Выбор пневмокамерных или
пневмовинтовых насосов производят в зависимости от наибольшей
производительности мельниц и расположения цементных силосов.
Страницы: 1, 2, 3, 4
|