Производство портландцемента и расчет компонентов
приготовленные образцы и испытание на сжатие и на изгиб.
2.1 Режим работы предприятий.
В соответствии с нормами технологического проектирования цементных
заводов режим работы отделений цементных мельниц и обслуживание их
переделов применяются в три смены в сутки при непрерывной рабочей неделе.
|Наимено- |Кол-во |Кол-во |Длительн |Годовой |Коэф. |Годовой |
|вание |рабочих |смен |рабочей |фонд |испол |фонд |
|цехов |дней в |в сутки|смены |эксплот |экслотац|рабочего |
|отделени |году | | |времени |времени |времени в |
| | | | | | |часах |
|Отдел цементных | | | | | | |
|мельниц |365 |3 |8 |8760 |0.85 |7446 |
|Сушильное | | | | | | |
|отделение |262 |2 |8 |4192 |0.87 |3647 |
|Складские | | | | | | |
|отделения |262 |2 |8 |4192 |1 |4192 |
2.2 Материальный баланс производства.
Из принятого режима работы цеха даем расчет объему производства по
сырью и готовой продукцией для каждого из технологических переделов в час,
сутки, год.
|Наименование | Производительность т. |
|продукции | |
| | в год | в сутки | в час |
|Портланд- | | | |
|цемент с |240000 |657.5 |32.2 |
|минеральными | | | |
|добавками | | | |
|Сульфатостой- | | | |
|кий портланд- | | | |
|цемент с ми- |960000 |2630 |129 |
|неральными | | | |
|добавками | | | |
Производительность каждого технического передела.
Портландцемент с минеральными добавками.
Пг = 240000*1*(1+0.5/100)=241200
Псут = 240000/262=916.03
Отделение цементных мельниц.
Пг = 240000*1*(1+(0.5+0.5)/100)=242400
Псут = 242400/365=664.11
Пчас = 242400/7446=32.55
Склад сырья
Потребность цеха в сырье.
Д = 14 Рд = 0.14
К = 81 Рк = 0.81
Г = 5 Рг = 0.05
Wд = 21
Расчет для клинкера.
Рг = 242400*0.81*(100/(100-0.5))=197330.65
Рсут = 197330.65/365=540.63
Рчас = 197330.65/7446=26.50
Расчет для гипса.
Рг = 242400*0.05*(100/98)=12367.34
Рсут = 12367.34/365=33.88
Рчас = 12367.34/7446=1.66
Расчет для добавки.
Рг = 242400*0.14*(100/99)=34278.78
Рсут = 34278.78/365=93.91
Рчас = 34278.78/7446=4.60
Учитываем влажность добавки.
Рг = 242400*0.14*(100/(100-(1+21)))=43507.69
Рсут = 43507.69/365=119.20
Рчас = 43507.69/7446=5.84
Сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками.
Пг = 960000*1*(1+0.5/100)=964800
Псут = 964800/262=3682.44
Отделение цементных мельниц.
Пг = 960000*1*(1+1/100)=969600
Псут = 969600/365=2656.43
Пчас = 969600/7446=130.22
Склад сырья.
Потребность цеха в сырье.
К = 80 Рк = 0.8
Г = 5 Рг = 0.05
Д = 15 Рд = 0.15
Wд = 21
Расчет для клинкера.
Рг = 969600*0.8*(100/(100-0.5))=779577.89
Рсут = 779577.89/365=2135.83
Рчас = 779577.89/7446=104.69
Расчет для гипса.
Рг = 969600*0.05*(100/98)=49469.39
Рсут = 49469.39/365=135.53
Рчас = 49469.39/7446=6.644
Расчет для добавки.
Рг = 969600*0.15*(100/(100-1))=146909.09
Рсут = 146909.09/365=402.49
Рчас = 146909.09/7446=19.73
Учитываем влажность добавки.
Рг = 969600*0.15*(100/(100-(1+21)))=186461.54
Рсут = 186461.54/365=510.85
Рчас = 186461.54/7446=25.04
Потребность проектируемого цеха в сырье.
|Наименов | Потребность |
|цемента | |
| | Клинкер | Гипс | Добавка |
| | год | сутки | час |
|Силосно-упаковочное |241200 |916.03 | |
|отделение |964800 |3682.44 | |
|Отделение цементных |242400 |664.11 |32.53 |
|мельниц |969600 |2656.43 |130.22 |
|Склады клинкера, |976908.54 |2676.56 |131.19 |
|гипса, добавки. |61836.73 |169.41 |8.3 |
| |181187.87 |49.64 |24.33 |
|Сушильное отделение |229969.23 |630.05 |30.88 |
Таблица с коэффициентами.
| Год потреб | Клинкер | Гипс | Добавка | Цемент |
| 500 - 2000| 4 - 5 | 20 | 15 | 10 |
2.3 Расчет емкости складов и готовой продукции и количество силосов.
Проектируем склады силосного типа, как для исходных материалов, так
для цемента. Силосные склады – цилиндрические железобетонные емкости.
Размеры силосных банок берем одинаковые для всех полуфабрикатов.
Найдем геометрический объем силосного склада.
Для первого вида цемента.
Vс = 241200*10/365*1.2*0.9=6118.72
Для второго вида цемента.
Vс = 964800*10/365*1.2*0.9=24474.88
Для клинкера.
Vк = 976908.5*5/365*1.5*0.9=9912.82/3000=3.3 ~ 4 кол-во силосов.
Для гипса.
Vг = 61836.73*20/365*1.35*0.9=4116.8/3000=1.37 ~ 2 кол-во силосов.
Для добавки.
Vд = 181187.87*15/365*0.5*0.9=3350.73/3000=1.11 ~ 2 кол-во силосов.
Характеристика силоса
|Диаметр силоса, м. |Высота цилиндрической |Полезная емкость силоса, |
| |части силоса, м |м |
| 12.0 | 33.0 | 3000 |
2.4 Расчет производительности и кол-во мельниц.
Из формулы следует, что масса мелющих тел равна 73.68
По производительности выбираем кол-во мельниц.
Для первого вида цемента.
Qm = 915.29*0.818*0.037=27.7*1.2*1.15*1.2=45.87
Для второго вида цемента.
Qm = 915.29*0.865*0.037=29.29*1.2*1.15*1.2=48.5
Мы домножали на коэффициенты т.к. производительность оказалась
немного меньше, чем ожидалось.
Количество мельниц для помола каждого вида цемента.
Для первого вида цемента.
1) n = 242400/8760*0.85*45.87=0.7 ~ 1
Для второго вида цемента.
2) n = 969600/8760*0.85*45.87=2.6 ~ 3
Данные по выбранным мельницам, все одинаковые в кол-во 4 шт.
|Размеры |Производительность |Частота |Мощность |Масса |Масса |
|мельницы |при тонкости помола |вращения |электро- |мелющих |барабана |
|диаметр |8 – 10 % остатка на |мельнице |двиготеля |тел т |мельнице |
|и длина м. |сите 0.08% т/ч |Об/мин |кВт | | |
| 3.2 х 8.5| 60 по твердому | 18 | 1250 | 74 | 200 |
2.5 Подбор сепараторов от производительности мельниц.
Производительность сепараторов.
Для первого вида цемента
1) Qm = 45.87*1.2/2=27.5
Для второго вида цемента.
2) Qm = 48.5*1.2/2=29.1
Кол-во сепараторов на одну мельнице должно быть два они работают в
закрытом цикле.
Для первого вида цемента.
1) n = 1*2=2
Для второго вида цемента.
2) n = 3*2=6
Характеристика сепараторов.
|Диаметр корпуса, м |Высота, м |Мощность |Производительность |
| | |двигателя |т/час |
|Наружного |внутреннего | | | |
| 5 | 3.6 | 8.55| 47 | 40 |
2.6 Расчет и подбор количества единиц вспомогательного и транспортного
оборудования.
Расчет дозирующих компонентов.
|Производительность |Ед. |Кол-во дозируемого в мельницу материала. |
|мельнице с коэфиц. |изм.| |
|1.2-1.5 т/ч | | |
| | | Клинкер | Добавка | Гипс|
|45.87*1.35=61.9 |т/ч |50.88 |8.78 |3.15 |
| | |ВД 1058(75) |ВД 1058(75) |ВД 1059М(5) |
|48.5*1.35=65.4 |т/ч |53.10 |10.0 |3.33 |
| | |ВД 1058(75) |ВД 1058(30) |ВД 1059М(5) |
Материальный баланс на единицу готовой продукции.
Для первого вида цемента.
Потребность в клинкере, гипсе, добавки.
К n = 1.5 %
Г n = 3 %
Д n = 2 %
Pк = 1000*0.81*100/(100-1.5)=822.33
Pг = 1000*0.05*100/(100-2)=51.54
Pд = 1000*0.14*100/100-2)=142.85
Для второго вида цемента.
Потребность та же.
Pк = 1000*0.8*100/(100-1.5)=812.18
Pг = 1000*0.05*100/(100-2)=51.54
Pд = 1000*0.15*100/100-2)=153.06
У первого: 1К 1Д 1Г
У второго: 3К 1Д 1Г
Данные сводим в таблицу.
|Вид цемента. |Приход кг. |% |Расход |кг |% |
|Портландцемент с |К 822.33 |81 | |1000 |98.3 |
|минеральными | | | | | |
|добавками. | | | | | |
| |Г 51.54 |5 |Потери |16.72 |1.7 |
| |Д 142.85 |14 | | | |
| |1016.72 | | | | |
|Сульфатостойкий |К 812.18 |80 | |1000 |98.3 |
|портландцемент с | | | | | |
|минеральными | | | | | |
|добавками. | | | | | |
| |Г 51.54 |5 |Потери |16.68 |1.7 |
| |Д 153.06 |15 | | | |
| |1016.68 | | | | |
Технические характеристики весоизмерителей.
| Показатель |ВД 1059М |ВД 1058 |
|Производительность т/ч |5 |75 30 |
|Частота вращения привода барабана об/мин |35 |18.5 |
| | |7.4 |
|Ширина ленты, мм |400 |700 |
|Длина ленты по центру барабана, мм |1000 |1500 |
|Масса кг |190 |240 |
|Мощность электродвигателя кВт |120 |200 |
2.6.1. Расчет ширины ленты сборочного ленточного конвейера.
Находим производительность конвейера, для этого нам нужно найти
насыпную плотность цементов.
Для первого вида цемента.
Рн = 0.822*1.5+0.051*1.35+0.142*0.8=1.42
Q = 45.87*1.5=68.8
В = 68.8/155*2*1.42=0.395м ~ 400 мм
Для второго вида цемента.
Рн = 0.812*1.5+0.051*1.35+0.153*0.8=1.41
Q = 48.5*1.5=72.75
В = 72.75/155*2*1.51=0.408м ~ 450мм
Для простоты и удобства в обслуживание принимаем ширину ленты 500мм.
Расчет длины ленты 0.5*12+12=18 (на участке силосов) + 19.2=37.2м
Данные сводим в таблицу.
|Ширина ленты, мм |Длина, м |Кол-во |
|500 |37.2 |4 |
2.6.2 Расчет емкости ковшового элеватора.
Производительность ковшовых элеваторов.
Для первого вида цемента.
Q = 45.87*1.2=55.044
Для второго вида цемента.
Q = 48.5*1.2=58.2
Техническая характеристика элеваторов.
|№ |Тип |Ширина |Шаг |Емкость |Мощн |Высота |Q при |
|цемента |элеватора|ковша, |ковша, |ковшей, |двиг. |подъема, |0.7 |
| | |мм |мм |л |кВт |м | |
|1 |ЦБ-350 |350 |250 |7.8 |7.0 |20 |55.0 |
|2 |В-450 |450 |640 |16 |10 |20 |87.0 |
2.6.3. Пневмокамерный насос.
Для производства двух видов цементов берем насос типа К-1955
Характеристика насоса К-1955
|Производительность, т/ч |60 |
|Внутренний диаметр камеры, мм |1600 |
|Дальность подачи, м | |
|По горизонтали |200 |
|По вертикали |35 |
|Рабочие давление сжатого воздуха, МПа |0.6 |
|Габаритные размеры, мм | |
|Длина |4520 |
|Ширина |2325 |
|Высота |3340 |
|Расход сжатого воздуха м /т |22 - 25 |
2.6.4 Компрессор.
Выбираем компрессор по производительности.
Для первого вида цемента.
Q = 23*1.1*1*45.87/60 = 19.34
Для второго вида цемента.
Q = 23*1.1*3*48.5/60 =61.35
Qобщ = 19.34+61.35=80.69
Выбираем поршневой компрессор типа 205 ВП 30/8
Производительность одного 30 берем 3 шт. прибавляем 1 запасной.
Характеристика компрессора 205 ВП 30/8
|Производительность, м /мин |30 |
|Рабочие давление, МПа |0.8 |
|Число оборотов вала, об/мин |500 |
|Мощность двигателя, кВт |200 |
2.7. Расчет системы газоочистки и аспирации мельниц.
Кол-во аспирационного воздуха м /ч.
Аспирационная шахта.
Vг = 11128.1*1.5=16692.15
Циклоны.
Vг = 11128.1*1.6=17804.96
Фильтр.
Vг = 11128.1*2=22256.2
Площадь шахты F = 16692.15/3600=4.63
Размер стороны шахты а = ?4.63=2.15
Высота шахты h = 5.5*(2*2.15*0.5)=11.825
Производительность циклона мі/ч 17600-20720 состоит группа из 4 циклонов
при диаметре 700 мм.
Рукавные фильтра типа СМЦ – 101 3 с длинной рукава 900 мм.
Характеристика рукавного фильтра.
|Производительность, мі/ч |26.4 |
|Масса фильтра, кг |10850 |
|Потребляемая мощность, кВт |3.0 |
|Площадь фильтрующей поверхности |400 |
|Число рукавов |72 |
|Число двух камерных секций |2 |
Выбрали вентилятор ВМ 15 для просасывания воздуха через мельницу и
аспирационную систему.
Производительность 38 мі/ч потребляемая мощность 95 кВт.
2.8. Расчет сушильного отделения.
Кол-во влаги подлежащие испарению
W = (21-1)/(100-21)*30.88=7.817т ~ 7817 кг
Выбираем два сушильных барабана «Прогресс» с производительностью 5100 кг/ч.
Характеристика сушильного барабана «Прогресс».
|Размер |Производительность |Скорость |Мощность |
|бараб. | |вращения |двигателя кВт|
| | |об/мин | |
| |По |По |По | | |
| |высушенному |испаренной |удельному | | |
| |материалу т/ч|влаге кг/ч |поросъему | | |
| | | |кг/(міч) | | |
|2.2 х 20 |20 |5100 |70 |5 |14 |
2.9. Сводная таблица оборудования.
|№ |Наименование |Тип |Производительность |Мощн. |Кол-во |
| | | | |кВт | |
| | | |расчетная |паспортная | | |
|1 |Силоса |3000 мі |- |- |- |8 |
|2 |Мельницы |3.2 х |48.5 |60 |1250 |4 |
| | |8.5 | | | | |
|3 |Сепараторы |5-3.6- |29.1 |40 |47 |8 |
| | |8.5 | | | | |
|4 |Весоизмеритель |ВД-1059м|3.3 |5 |120 |2 |
|5 |Весоизмеритель |ВД-1058 |53.1 |75 |200 |6 |
|6 |Элеватор |В-450 |58.2 |87.0 |10 |1 |
|7 |Элеватор |ЦБ-350 |55.0 |55.0 |7 |3 |
|8 |Камерный насос |К-1955 |48.5 |60 |- |4 |
|9 |Компрессор |205ВП |80.69 |30 |200 |4 |
| | |30/8 | | | | |
|10 |Циклоны |ЦН-15 |17804.96 |17600-20720 |- |4 |
|11 |Рукавный фильтр |СМУ-101 |22.3 |26.4 |3 |4 |
|12 |Сушильный барабан |Прогресс|7817 |5100 |14 |2 |
|13 |Конвейер |500 | |10200 | |4 |
|14 |Вентилятор |ВМ 15 |22.3 |38 |95 |4 |
3.0. Технико-экономическая часть.
Расчет электроэнергии.
|№ |Основное |Кол-во|Мощность |Годовой |Коэфф. |Часовой |
|п/п |оборудование и |единиц|электродвигателя |фонд |загруже|расход |
| |его наим. с |оборуд|КВт |рабочего|ния по |электро |
| |электродвигателе|о-вани| |времени |мощност|энергии |
| |м |я | | |и |с учетом|
| | | | | | |коэфзки |
| | | | | | |по |
| | | | | | |мощ-ност|
| | | | | | |иф. |
| | | | | | |использ |
| | | | | | |ования и|
| | | | | | |загру |
| | | |Единица |общая | | | |
|1 |Мельница |4 |1250 |5000 |7446 |0.8 |29784000|
|2 |Сепаратор |8 |47 | 376 | |0.77 |2155765.|
| | | | | | | |9 |
|3 |Весоизмеритель |2 |120 |240 | |0.73 |1304539.|
| | | | | | | |2 |
|4 |Весоизмеритель |6 |200 |1200 | |0.78 |6969456 |
|5 |Элеватор |1 |10 |10 | |0.74 |55100.4 |
|6 |Элеватор |3 |7 |21 | |0.96 |150111.3|
| | | | | | | |6 |
|7 |Компрессор |4 |200 |800 | |0.89 |5301552 |
|8 |Рукавный фильтр |4 |3 |12 | |0.84 |75055.68|
|9 |Сушильный |12 |14 |28 | |0.77 |78629.32|
| |барабан | | | | | | |
|10 |Вентилятор |4 |95 |380 | |0.64 |1810867.|
| | | | | | | |2 |
| |47685077.06 |
|ИТОГО: | |
Находим удельный расход электроэнергии.
Эуд = 47685077.06/1200000=39.7
Потребность цеха в энергетических ресурсах.
|№ |Наименование |Единицы |Расходы |
|п/п |энергетических |измерения | |
| |ресурсов | | |
| | | |в час |в смену |в сутки|в год |
|1 |Электроэнергия |кВт. ч |6404.1 |91002 |130644 |47685077.0|
| | | | | | |6 |
3.1. Штатная ведомость цеха.
К составу рабочих относятся все лица, непосредственно занятых при
изготовлении продукции, а также дежурных слесарей и монтеров.
В состав цехового персонала входят начальник цеха, сменные
мастера, младший обслуживающий персонал.
|Наименование профессии или видов работ |Кол-во работающих |
| |1 смена|2 |3 |Всего |
| | |смена |смена | |
|А. Производственные рабочие |
|1. Машинист-оператор мельниц помола |1 |1 |1 |3 |
|2. Помощники машинистов |1 |1 |1 |3 |
|3. Машинисты дробилок |1 |- |- |1 |
|4. Рабочие по обслуж. обеспыл. устройств|1 |1 |1 |3 |
|5. Рабочие на аэрожелобах |1 |1 |1 |3 |
|6. Машинисты компрессоров |1 |1 |1 |3 |
|7. Подсобные рабочие |1 |- |- |1 |
|8. Дежурный слесарь |1 |1 |1 |3 |
|9. Электромонтёр |1 |1 |1 |3 |
|10. Машинист упаковочной машины |1 |- |- |1 |
|11. Рабочие склада для погрузки цемента |2 |2 |2 |6 |
|12. Лаборант |1 |1 |1 |3 |
|Б. Цеховой персонал |
|1. Начальник цеха |1 |- |- |1 |
|2. Старший мастер |1 |- |- |1 |
|3. Сменный мастер |1 |1 |1 |3 |
|4. Уборщица |1 |1 |1 |3 |
| |
Удельные трудовые затраты.
Ту = (41*365)/1200000=0.01
4.0. Приготовление Портландцементного клинкера.
Расчет трех компонентной сырьевой смеси.
Дано:
C3S – 50 %
C2S – 25 %
C3A – 5 %
C4AF - 20 %
При произведенных расчетах по методическим указанием, получаем
следующие данные.
CaO = 65.2205
SiO2 = 21.875
Al2O3 = 6.0861
Fe2O3 = 6.572
Сумма составляет 99.75
Кн = 0.86
n = 1.728 ~ 1.7
р = 0.926 ~ 1 для увеличения глиноземистого модуля выбираем добавку
«Алапаевский боксит»
Характеристика сырьевых компонентов и корректирующей добавки.
Данные в таблице с пересчетам.
Наименование |SiO2 |Al2O3 |Fe2O3 |CaO |MgO |SO3 |П.П.П. |S | |Алексеевский
мел |13.59 |2.57 |1.94 |44.86 |0.95 |0.19 |35.81 |99.91 | |Алексеевская
опока |77.03 |7.5 |5.57 |2.27 |1.87 |0.26 |5.5 |100 | |Алапаевский боксит
|15.99 |47.35 |19.12 |1.87 |0.42 | - |15.25 |100 | |
а 1 = 2.8*0.86*13.59+1.65*2.57+0.35*1.94-44.86=-7.22
в 1 = 2.8*0.86*77.03+1.65*7.5+0.35*5.57-2.27=197.54
с 1 = 1.87-2.8*0.86*15.99-1.65*47.35-0.35*19.12=-121.45
а 2 = 1.7*(2.57+1.94)-13.59=-5.923
в 2 = 1.7*(7.5+5.57)-77.03=-54.811
с 2 = 15.99-1.7*(47.35+19.12)=-97.009
х = компонент1/компонент3=16.49
у = компонент2/компонент3= -0.012 ~ 0
Следовательно, на одну весовую часть трепела требуется 16.49 весовые
части известняка и 0 глины. В процентном соотношении это дает следующие
значения:
известняк 94.3 %
глины 0 %
трепел 5.7 %
Химический состав сырьевой смеси и клинкера.
Наименование |SiO2 |Al2O3 |Fe2O3 |CaO |MgO |SO3 |П.П.П. |S | |Известняка
94.3 % |12.82 |2.42 |1.83 |42.30 |0.98 |0.18 |33.77 |94.3 | |Трепел
5.7 % |0.91 |2.698 |1.09 |0.11 |0.03 | - |0.86 |5.7 | |Сырьевая
смесь |13.73 |5.12 |2.92 |42.41 |1.01 |0.18 |34.63 |100 | |Клинкер |21.00
|7.83 |4.47 |64.89 |1.54 |0.27 | - |100 | |
При проверки правильности расчета были получены следующие данные:
Кн = 0.86
n = 1.7
р = 1.75
Вывод: Задача по увеличению глиноземистого модуля выполнена, и в
доказательства правильности всех решений мы получили за ранние известные
данные.
Рассчитаем расход сухих сырьевых компонентов.
Шихты 100*1000/(100-34.63)=1.53
Известняк 94.3*1.53/100=1.443
Трепел 1.53*5.7/100=0.087
5.0. Список используемой литературы.
1. А.В. Волженский. Минеральные вяжущие вещества. М. Стройиздат
1986.
2. А.А.Пащенко, В.П.Сербин. Вяжущие материалы. Киев – 1975
3. Г.И.Горчаков. Вяжущие Вещества, бетоны и изделия из них. Москва
1976
4. О.К. Потапова. Методические указания. Волгоград 2000
5. А.А. Борщевский. Механическое оборудование.
Страницы: 1, 2
|