Отделение цементных мельниц завода производительностью 0,6 млн.т. год

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию

Волгоградский государственный архитектурно строительный университет

Кафедра строительных материалов и специальных технологий

Пояснительная записка

к курсовому проекту по дисциплине

«Вяжущие вещества»

Тема проекта: «Отделение цементных мельниц завода производительностью 0,6 млн.т. год»

Выполнил:

ст.гр. ПСК-1-08

Киктенко Евгения

Волгоград 2010

Оглавление

Введение

1. Пояснительная часть

1.1 Ассортимент продукции

1.2 Технологическая схема проектируемого цеха

1.3 Контроль производства

2. Расчетная часть

2.1 Режим работы предприятия

2.2 Материальный баланс производства

2.2.1 Расчет производительности цеха по готовой продукции

2.2.2 Производительность каждого технологического передела с учетом потерь

2.3 Подбор основного и вспомогательного оборудования

2.3.1 Основное техническое оборудование

2.3.1.1 Шаровые мельницы

2.3.1.2 Подбор сепараторов

2.3.2 Вспомогательное оборудование

2.3.2.1 Расчет силосного склада

2.3.2.2 Дозирующее оборудование

2.3.2.3 Ленточный конвейер

2.3.2.4 Ковшевый элеватор

2.3.2.5 Пневмокамерные насосы

2.3.2.6 Компрессор

2.3.2.7 Система пылеохлаждения

2.3.2.7.1 Аспирационная шахта

2.3.2.7.2 Циклоны

2.3.2.7.3 Рукавные фильтры

2.3.2.7.4 Мельничные вентиляторы

2.3.2.8 Расчет сушильного отделения

2.3.2.9 Сводная таблица оборудования

3. Технико-экономическая часть

3.1 Расчет потребности в энергетических ресурсах

3.2 Штатная ведомость цеха

3.3 Удельные трудовые затраты

3.4 Производительность труда

3.5 Энерговооруженность

3.6 Съем продукции с 1 м² производительной площади

3.7 Сводная таблица технико-экономических показателей

Список используемой литературы

Введение

Существует значительное количество разнообразных вяжущих. Однако в строительстве применяется лишь часть из них. Их называют строительными вяжущими веществами и делят на две группы: неорганические (минеральные), главнейшие из которых - портландцемент и его разновидности, известь, гипс и другие, и органические, из которых больше всего используют продукты перегонки нефти и каменного угля (битумы, дегти), называемые часто «черными» вяжущими.

Строительными минеральными вяжущими веществами называют порошковидные материалы, которые после смешения с водой образуют массу, постепенно затвердевающую и переходящую в камневидное состояние.

Почти все минеральные вяжущие вещества получают путем глубокого и тонкого измельчения исходных материалов и полупродуктов с последующей термической обработкой при разных температурах. В этих условиях протекают различные физико-химические процессы, обеспечивающие получение продукта с требуемыми свойствами. Обожженный материал подвергают тонкому измельчению.

Минеральные вяжущие используют в подавляющем большинстве случаев в смеси с водой и с так называемыми заполнителями - минеральными (а иногда и органическими) материалами, состоящими из отдельных зерен, кусков, волокон разных размеров. Вяжущие в смеси с мелким заполнителем (песком) дают растворы, в смеси с мелкими и крупными заполнителями (гравием, щебнем) - бетоны. Использование вяжущих в смеси с заполнителями обусловлено двумя основными причинами. Первая причина экономического характера - стоимость вяжущих относительно высока, поэтому для снижения стоимости изделия или конструкции их необходимо изготовлять с минимальным расходом веществ. Для каждого вида изделий и конструкций расход вяжущего определяется рядом требований, предусматривающих необходимую строительную прочность, надежность и долговечность того или иного сооружения. Вторая причина - технического характера. Вяжущие вещества в виде теста без заполнителей обнаруживают повышенную склонность к усадке и набухания как при твердении, так и под влиянием тепловлажностных изменений. Это зачастую приводит к образованию трещин и ускоренному разрушению конструкций и сооружений.

Вяжущие вещества - основа современного строительства. Их широко применяют для изготовления штукатурных и кладочных растворов, а также разнообразных бетонов (тяжелых и легких). Из бетонов изготавливают всевозможные строительные изделия и конструкции, в том числе и армированные сталью. Из бетонов на вяжущих веществах возводят отдельные части зданий и целые сооружения.

Бетонные конструкции, в которых используется та или иная марка цемента могут приобретать уникальные свойства. Прежде всего это особо прочные бетоны, например, для взлетных полос аэродромов и ракетно-стартовых площадок, морозо-, огне- и солеустойчивые марки. Для обозначения максимальных прочностных качеств цемента применяется понятие марка. Наиболее распространенными являются марки от 350 до 500. Изготавливаются так же цементы до 600-й и даже 700-й марки.

Цемент применяют для кладки кирпича, фундамента и др. Его используют для получения бетона, а его в свою очередь для получения железобетона. Железобетон используют в строительстве жилых домов и других сооружений. Его используют для строительства зданий, так как он обладает особой прочностью, и подтверждению этому служит "Останкинская телебашня", которая в свою очередь сделана из железобетона. Все эти материалы нашли широкое применение в нашей жизни, без которых бы мы не смогли представить себе современное сооружение.

Среди строительных материалов цементу принадлежит ведущее место. В современной строительной практике роль цемента в выпуске новых прогрессивных материалов и изделий для полносборного домостроения постоянно возрастает. Его применяют для изготовления монолитного и сборного бетона, железобетона, асбестоцементных изделий, строительных растворов, многих других искусственных материалов, скрепления отдельных элементов (деталей) сооружений, жароизоляции и др. Крупными потребителями цемента являются нефтяная и газовая промышленность. Цемент и получаемые на его основе прогрессивные строительные материалы успешно заменяют в строительстве дефицитную древесину, кирпич, известь и другие традиционные материалы.

Сегодня изготовлением цемента занимаются множество компаний, поскольку, как известно, спрос определяет предложение, а спрос на цемент очень велик. Цемент производства Казахстана характеризуется высоким качеством, при этом он вполне доступен по цене. Также среди российских потребителей хорошие отзывы имеет цемент Тульской области. Также популярностью пользуется и цемент украинского производства. Так, цемент ОАО «Пушка», изготавливаемый на Краматорском заводе, зарекомендовал себя как надежный и качественный материал в строительстве.

Промышленность стройматериалов - динамично развивающаяся отрасль, доля которой в общем объеме промышленного производства по итогам 2002 года составила 3,1%. Она включает 25 различных видов производств и объединяет около 9,5 тысяч предприятий, в т. ч. 2,2 тысяч крупных и средних, с общей численностью работающих свыше 680 тысяч человек. Стоимость основных фондов промышленности стройматериалов составляет 2,8% от стоимости всех производственных фондов страны.

В последнее время ежегодный рост производства основных видов строительных материалов в натуральном выражении составлял от 7 до 30% с одновременным увеличением доли отечественной продукции, удовлетворяющей современным требованиям и соответствующей по качеству мировым аналогам. Промышленность строительных материалов является одной из наиболее топливо- и энергоемких (более 16% в структуре затрат), а также грузоемких отраслей хозяйства: в общем объеме грузоперевозок железнодорожным, автомобильным и водным транспортом перевозки строительных грузов составляют около 25%. Отрасль потребляет 20 видов минерального сырья, охватывающего свыше 100 наименований горных пород, и относится к крупнейшим горнодобывающим отраслям в экономике России.

Отрасль должна обеспечивать увеличение объемов жилищного строительства и изменение его структуры, переход на новые архитектурно-строительные системы, типы зданий и современные технологии их возведения, снижение ресурсоемкости, энергетических и трудовых затрат при строительстве и эксплуатации жилья. Она должна соответствовать требованиям по сокращению продолжительности инвестиционного цикла и обеспечивать потребности капитального строительства и ремонтно-эксплуатационных служб в качественных, экологически чистых, современных видах строительных материалов, отвечающих по ассортименту и номенклатуре платежеспособному спросу различных слоев населения.

1. Пояснительная часть

1.1 Ассортимент продукции

По ГОСТ 22266-76, к группе сульфатостойких цементов относятся: сульфатостойкий портландцемент (без добавок), сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками, сульфатостойкий шлакопортландцемент, пуццолановый портландцемент. Все эти цементы получают измельчением портландцементного клинкера нормированного минерального состава без добавок и с добавками.

Таблица 1.1 Минеральный состав клинкеров

Наименование	Содержание, % по массе, не более
	C3S	C3A	MgO	C3A+C4AF
Сульфатостойкий ПЦ с мин. доб-ми	не нормируется	5	5	22
Сульфатостойкий ШПЦ	не нормируется	8	5	не нормируется

В сульфатостойкий портландцемент допускается вводить граншлаки доменные и электротермофосфорные (содержащие оксид алюминия не более 8 %) в количестве 10-20 %, а также активные минеральные добавки осадочного происхождения (кроме глиежа) от 5 до 10% по массе вяжущего.

Ввод в сульфатостойкий шлакопртландцемент доменного или термофосфорного шлака допускается в пределах 21-60 % и зависит от содержания C₃A в клинкере и глинозема в шлаке.

Таблица 1.2 Марки и показатели прочности цементов

Цемент	Марка цемента	Предел прочности, МПа, через 28 сут при
		изгибе	сжатии
Сульфатостойкий ПЦ с мин. доб-ми	500	6	50
Сульфатостойкий ШПЦ	400	5,5	40

Гранулированные доменные шлаки по своим свойствам должны удовлетворять требованиям ГОСТ 3476-74.

Таблица 1.3

Наименование показателей	Нормы для сортов
	1-го	2-го	3-го
Коэффициент качества, не менее	1,65	1,45	1,20
Содержание окиси алюминия (А2О3), %, не менее	8,0	7,5	Не нормируется
Содержание окиси магния (Mg0), %, не более	15,0	15,0	15,0
Содержание двуокиси титана (TiO2), %, не более	4,0	4,0	4,0
Содержание закиси марганца (МnO), %, не более	2,0	3,0	4,0

Активные минеральные добавки по своим свойствам должны удовлетворять требованиям ГОСТ 21-9-81.

При совместном помоле материалов надо вводить двуводный гипс, отвечающий требованиям ГОСТ 4013-82. Его содержание в цементах, определяемое по количеству серного ангидрида SO₃, не должно быть более 3,5%. Тонкость помола цемента должна определяться по ГОСТ 3584-73. При этом при просеивании через сито № 008 должно проходить не менее 85 % массы пробы.

Высокая стойкость этих цементов в сульфатных водах обусловлена тем, что в затвердевшем состоянии они содержат пониженное количество высокоосновных гидроалюминатов кальция. Этим устраняется возможность образования значительного количества гидросульфоалюмината кальция трехсульфатной формы, вызывающего коррозию портландцементного камня. Развитие коррозионных процессов замедляется также вследствие ограниченного содержания в клинкере C₃S.

Такой портландцемент значительно превосходит по сульфатостойкости рядовые портландцементы, но уступает в этом отношении пуццолановым и шлаковым портландцементам, изготовляемым на основе клинкера того же нормированного состава. Однако эти цементы менее морозостойки.

Шлакопортландцементом называется гидравлическое вяжущее, получаемое путем тонкого измельчения портландцементного клинкера совместно с гранулированным доменным шлаком, а также двуводным гипсом. Шлака в портландцементе должно быть не менее 21% и не более 80% по массе (ГОСТ 10178-76). Гипс вводят в шлакопортландцемент для регулирования сроков схватывания, а также в качестве активизатора твердения шлака.

По своим физико-механическим свойствам шлакопортландцемент близок к обычному портландцементу, но выгодно отличается от него более низкой стоимостью.

1.2 Технологическая схема проектируемого цеха

Технологическая схема проектируемого цеха представлена на рис. 1

Рис. 1 Технологическая схема проектируемого цеха

Для помола клинкера с добавками применяют шаровые мельницы. В многокамерные мельницы загружают шары нескольких размеров цилиндрики одного или двух размеров. При этом необходимо соответствие между удельной поверхностью мелющих тел и размалываемого материала во всех камерах. В шаровых мельницах с гладкими бронеплитами, загруженных шарами различного диаметра. Мелющие тела во время работы расслаиваются тем больше, чем больше разница диаметров шаров. При этом более крупные шары скапливаются обычно у выходного конца той или иной камеры. Чтобы предотвратить это, мельницы футеруют сортирующими броневыми плитами. В этом случае барабан делят на две камеры, причем камеры грубого и среднего измельчения объединяют в одну и загружают ее шарами различного диаметра.

Вентиляция достигается просасыванием через барабан воздуха с помощью аспирационной установки, в состав которой входят вентилятор, циклоны, а также рукавные фильтры и электрофильтр. В последних улавливаются тонкие частички, присоединяемые обычно к общей массе продукта.

Измельченный в мельнице материал поступает в сепаратор, где из него выделяются фракции тех размеров, какие требуются для готового продукта, а более крупные частицы направляются снова в мельницу на дополнительное измельчение.

Измельченный материал из мельницы в сепаратор подают элеваторами, т.е. сепараторами с замкнутой циркуляцией воздуха. При помоле цемента применяют в основном установки, работающие по схеме мельница - ковшовый элеватор - сепаратор с замкнутой циркуляцией воздуха. Характеризуются они относительной простотой конструкции и пониженным расходом электроэнергии.

Цемент, выходящий из мельничной установки. Взвешивают для учета эффективности ее работы, а затем направляют на склады с помощью пневмовинтовых или камерных насосов. Склад оборудуют подъездными путями, а также устройствами для взвешивания цемента, отправляемого в железнодорожных вагонах и автоцементовозах. В силосах устанавливают автоматически действующие измерители уровня цемента, а также пневматические устройства для разрыхления и выгрузки цемента, а иногда и для его гомогенизации. Выгружатели цемента, размещенные в днище или в боковых стенках силосов, также снабжены устройствами для аэрации материала, что способствует быстрой его подаче в транспортные средства.

1.3 Контроль производства и охрана труда

Получать цемент высокого качества на современных заводах можно, только строго соблюдая все технологические требования и правила и осуществляя производственный цикл при установленных оптимальных режимах работы всех механизмов и установок. Большое значение при этом имеют 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.

Действительность производственного контроля зависит от правильного выбора мест отбора проб и определения технологических параметров; соответствия свойств пробы свойствам материала, а также от периодичности отбора проб и их величины.

Исходные материалы контролируют по химическому составу, содержанию СаСО₃ (титр) в известняке и 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, SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃.

Качество клинкера определяют часто по его насыпной плотности, 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 СаО_своб, которое не должно превышать 1 % для обычного клинкера и 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.

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, наличию большого количества электродвигателей особое внимание при проектировании заводов и их эксплуатации должно уделяться созданию благоприятных и безопасных условий для работы трудящихся.

Поступающие на предприятия рабочие должны допускаться к работе только после обучения их безопасным приемам работы и инструктажа по технике безопасности.

На действующих предприятиях необходимо оградить движущиеся части всех механизмов и двигателей, а также электроустановки, приямки, люки, площадки и т. п.

Установки по приготовлению угольной пыли должны работать под разряжением. Обслуживание дробилок, мельниц, печей, силосов, транспортирующих и погрузочно-разгрузочных механизмов должно осуществляться согласно правилам безопасной работы у каждой установки.

Большое внимание следует уделять обезпыливанию воздуха и отходящих газов печей и сушильных установок для создания нормальных санитарно-гигиенических условий труда.

В соответствии с санитарными нормами концентрация в воздухе помещений цементной и остальных видов пыли не должно превышать 0,04 мг/м³. содержание в воздухе СО не допускается более 0,03, сероводорода - более 0,02 мг/м³, концентрация пыли не должна превышать 0,06 мг/м³.

Для создания нормальных условий труда все помещения надо обеспечивать системами искусственной и естественной вентиляции.

Воздух, отбираемый из цементных мельниц, очищают с помощью рукавных или электрофильтров. Перед ними при значительной концентрации пыли необходимо устанавливать циклоны. Важно не допускать просасывание через 1 м² ткани фильтров более 60-70 м³ воздуха в 1ч.

Для очистки воздуха, отсасываемого из камер сырьевых мельниц, обычно устанавливают циклон и электрофильтр, соединенные последовательно. Воздух из сепаратора мельниц и головок элеваторов для очистки пропускаются через рукавный фильтр.

Отходящие газы цементных печей необходимо очищать для предотвращения загрязнения окружающей среды. Для этого устанавливают электрофильтры. Если же отходящие газы содержат значительное количество пыли, то их сначала пропускают через батареею циклонов.

Шум, возникающий при работе многих механизмов на цементных заводах, характеризуются зачастую высокой интенсивностью, превышающей допустимую норму. 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.

К числу мероприятий по снижению шума у рабочих мест относят применение демпфирующих прокладок между внутренней стенкой мельничных барабанов и бронефутеровочными плитами, замену в сырьевых шаровых мельницах стальных плит резиновыми. При это звуковое давление снижается на 5-12дБ. Укрытие мельниц и дробилок шумоизолирующими кожухами, облицовка источников шума звукопоглощаюшими материалами также дает хороший эффект.

цех цемент мельница производительность

2. Расчетная часть

2.1 Режим работы предприятия

В соответствии с нормами технологического проектирования цементных заводов режим работы отделений цементных мельниц и обслуживающих их переделов (сушильного отделения, складов клинкера и сухих добавок) применяется в 3 смены в сутки при непрерывной рабочей недели.

Отгрузка цементов из силосов принимается трехсменной с 365 рабочими днями при использовании железнодорожного транспорта, двух- и трехсменной с 262 рабочими днями - автомобильного.

Таблица 2.1 Режим работы предприятия

Наименование цехов, отделений	Количество рабочих дней в году	Количество смен в сутки	Длительность рабочей смены	Годовой фонд эксплуатационного времени	Коэффициент использования эксплуатационного времени	Годовой фонд рабочего времени в часах
Отделение цементных мельниц	365	3	8	8760	0,85	7446
Сушильное отделение	365	2	8	5840	0,87	5081
Склады: клинкера гипса добавок цемента	365	3	8	8760	1	8760

Расчетный годовой фонд времени работы технологического оборудования, на основании которого рассчитывается производительная мощность предприятия в целом и отдельных линий установок, определяется по формуле:

В_р = С_р Ч К_и,

где В_р - годовой фонд времени работы технологического оборудования, ч; С_р - количество рабочих суток в году; Ч - количество рабочих часов в сутки; К_и - среднегодовой коэффициент использования технологического оборудования.

К_и - учитывает время, потребное на профилактический ремонт и вынужденные простои оборудования.

2.2 Материальный баланс производства

2.2.1 Расчет производительности цеха по готовой продукции

Исходя из принятого режима работы цеха, дается расчет объема производства по сырью и готовой продукции для каждого из технологических пределов в час, сутки, год.

При расчете производительности следует учитывать возможный брак и другие производственные потери, размер которых принимается по соответствующим нормативам.

Для заводов вяжущих веществ величины возможных производственных потерь обычно принимаются 1-3 %, в частности для цемента - 1% (0,5% на силосном складе при отгрузке и 0,5% при аспирации мельниц).

Таблица 2.2 Расчет производительности цеха по готовой продукции

Наименование продукции	Производительность, т
	в год	в сутки	в час
Сульфатостойкий портландцемент с мин. добавками	150000	410,96	20,15
Сульфатостойкий шлакопортланд цемент	450000	1232,88	60,44

2.2.2 Производительность каждого технологического передела с учетом потерь

Производительность каждого технологического передела рассчитывается по П_ч - производительность цеха в час по готовой продукции; - удельный расход сырья, полуфабрикатов в достигаемом пределе на единицу готовой продукции; С - сумма потерь на переделах следующим по потоку; Б - потери на данном переделе, %.

Таблица 2.3 Расчет производительности предприятия

Наименование переделов (участков)	Производительность, т
	в год	в сутки	в час
Силосно-упаковочное отделение -ССПЦ с мин.доб. -СШПЦ	150750 452250	413,01 1239,04	20,25 60,74
итого	603000	1652,05	80,99
Отделение цементных мельниц -ССПЦ с мин.доб. -СШПЦ	151500 454500	415,07 1245,21	20,35 61,04
итого	606000	1660,28	81,39
Склады: -ССПЦ с мин.доб клинкера гипса добавки -СШПЦ клинкера гипса добавки	124854,27 7729,59 19893,94 274070,35 23188,78 160681,82	342,07 21,18 54,50 750,89 63,53 440,23	16,77 1,04 2,67 36,81 3,11 21,58
итого	819118,75	1672,4	81,98
Сушильное отделение -дом.гранул.шлак -ССПЦ с мин.доб. -СШПЦ	26260 212100	71,95 581,1	3,53 28,49
итого	238360	653,05	32,02

Силосно-упаковочное отделение.

Сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками:

т/ч

 т/сут

т/год

Сульфатостойкий шлакопортландцемент:

т/ч

т/сут

т/год

Отделение цементных мельниц.

Сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками:

т/ч

т/сут

т/год

Сульфатостойкий шлакопортландцемент:

т/ч

т/сут

 т/год

Склад сырья.

Потребность проектируемого цеха в сырье и полуфабрикатах в час, смену, сутки, год с учетом потерь при их транспортировании определяют по формуле

,

где Р_м- расход сырья в час, сутки, год, т; П - производительность цеха, соответственно, в час, сутки, год, т; Р_у - удельный расход сырья и полуфабрикатов, т/т готовой продукции; n- потери при транспортировании, %, принимается по нормам технологического проектирования:

клинкер- 0,5%

добавки- 1%

гипс- 2%

Сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками:

клинкер- 82% Р_у =0,82

добавки- 13% Р_у =0,13

гипс- 5% Р_у =0,05

т/год

т/сут

т/ч

т/год

 т/сут

т/ч

т/год

т/сут

т/ч

т/год

т/сут

т/ч

Сульфатостойкий шлакопортландцемент:

клинкер- 60% Р_у =0,6

добавки- 35% Р_у =0,35

гипс- 5% Р_у =0,05

т/год

т/сут

т/ч

т/год

т/сут

т/ч

т/год

т/сут

т/ч

т/год

т/сут

т/ч

Таблица 2.4 Потребность цеха в сырье

Наименование цемента	Клинкер	Добавка	Гипс
	год	сутки	час	год	сутки	час	год	сутки	час
Сульфатостойкий ПЦ с мин. доб-ми	124854,27	342,07	16,77	19893,94	54,50	2,67	7729,59	21,18	1,04
				26260	71,95	3,53
Сульфатостойкий ШПЦ	274070,35	750,89	36,81	160681,82	440,23	21,58	23188,78	63,53	3,11
				212100	581,1	28,49
итого	398924,62	1092,96	53,58	180575,76	494,73	24,25	30918,37	84,71	4,15
				238360	653,05	32,02

Наряду с основными компонентами следует учитывать применение интенсификаторов помола в количестве примерно 0,02% триэтаноламина (ТЭА) в смеси с 0,02 % сульфитно-дрожжевой бражки от массы измалываемой шихты в расчете на сухое вещество.

Расчет материального баланса на одну единицу

Таблица 2.5. Потери сырья, %

Вид сырья	При отгрузке	При помоле	На складе	итого
Клинкер	0,5	0,5	0,5	1,5
Гипс	0,5	1,5	1	3
Добавки	0,5	0,5	1	2

Сульфатостойкий ПЦ с минеральными добавками:

 кг

кг

кг

Сульфатостойкий ШПЦ:

кг

кг

кг

Составляем материальный баланс на единицу продукции. Приходная часть материального баланса определяет массу сырья поступающего на производство, а расходная часть массу полученной готовой продукции и различного рода потерь, имеющих место в процессе переработки раннего вида сырья.

Таблица 2.6. Материальный баланс на единицу готовой продукции

Вид цемента	Приход	кг	%	Расход	кг	%
Сульфатостойкий ПЦ с мин. доб-ми	Клинкр	832,49	81,88	Цемент	1000	98,36
	Гипс	51,55	5,07
	добавки	132,65	13,05	потери	16,69	1,64
итого		1016,69	100		1016,69	100
Сульфатостойкий ШПЦ	Клинкер	609,14	59,85	Цемент	1000	98,25
	Гипс	51,55	5,06
	добавки	357,14	35,09	потери	17,83	1,75
итого		1017,83	100		1017,83	100

2.3 Подбор основного и вспомогательного оборудования

2.3.1 Основное техническое оборудование

2.3.1.1 Шаровые мельницы

Основным оборудованием помольного отделения трубные (шаровые) мельницы, размеры которых указаны в задании на проект. Расчетная производительность мельницы, т/ч, из V_п - полезный объем мельницы, м³; Дс - диаметр мельницы в свету, м; m - масса мелющих тел, т; k - коэффициент, который принимается равным 1 при открытом цикле и 1,1- 1,2 при закрытом цикле; b- удельная производительность мельницы, т/кВт ч потребляемой мощности; q - поправочный коэффициент на тонкость помола; R(k)_пав-1,2_; R(k)_др -1,2

Если в процессе помола применяются добавки ПАВ, то производительность мельницы увеличивается на 10- 15 %.

Диаметр мельницы в свету равен заданному диаметру мельницы за вычетом толщины бронефутеровки мельницы, которую условно можно принять равной 0,05 м, определяется по формуле

=2,1 м

При расчете полезного объема мельницы следует учесть, что в мельнице есть, по крайней мере, одна перегородка, ширина которой 0,2 м. Поэтому из длины мельнице L надо вычесть 0,2. Тогда полезная длина мельницы

Масса мелющих тел рассчитывают по формуле

,

где - коэффициент заполнения мельницы; Д_с -диаметр мельницы в свету, м; L_п - полезная длина мельницы, м.

кг

Сульфатостойкий ПЦ с минеральными добавками:

Q=N=555,31 т/ч

Сульфатостойкий ШПЦ:

Q=N т/ч

По часовой производительности мельницы с учетом режима работы помольного отделения можно рассчитать число мельниц, необходимое для обеспечения заданной производительности отделения. Количество мельниц для помола каждого вида цемента определяют по формуле

Где - годовая производительность завода по заданному виду цемента; 8760 - число рабочих часов в году; часовая производительность мельницы по заданному виду цемента; - коэффициент использования рабочего времени мельницы (0,85).

Сульфатостойкий ПЦ с минеральными добавками:



Сульфатостойкий ШПЦ:

Таблица 2.7. Характеристика мельниц

Размеры мельницы: диаметр и длина, м	Производительность при тонкости помола 8-10 % остатка на сите 008, т/ч	Частота вращения мельницы, об/мин	Мощность электродвигателя, кВт	Масса мелющих тел, т	Масса барабана мельницы
2,213	30-35 (по твердому сырью)	21-22	600	55	150

2.3.1.2 Подбор сепараторов

Для мельниц, работающих в замкнутом цикле, необходимо подобрать диаметр сепараторов.

В цементном производстве чаще используются центробежные сепараторы и центробежные циркуляционные сепараторы с выносными циклонами (вынесенной зоной осаждения).

Таблица 2.8 Техническая характеристика сепараторов

Вид цемента	Диаметр корпуса, м	Высота, м	Мощность электродвигателя, кВт	Производительность при остатке 8% на сите 008, т/ч	Кол-во
	наружного	внутреннего
Сульфатостойкий ПЦ с мин. доб-ми	2,7	-	-	28	15,5	2
Сульфатостойкий ШПЦ	2,7	-	-	28	15,5	8

2.3.2 Вспомогательное оборудование

2.3.2.1 Расчет силосного склада

Рекомендуется проектировать склады силосного типа, как для исходных материалов, так и для цемента. Силосные склады - железобетонные цилиндрические емкости с одним или двумя разгрузочными отверстиями размером не менее 800 мм.

Для железобетонных силосов унифицированы четыре диаметра: 3, 6, 12 и 18 м. Высота цилиндрической части может быть различной, и выбирают ее с учетом максимальной расчетной высоты подачи цемента пневматическим транспортом.

Геометрический объем V_с , м³, силосного склада для каждого компонента составляет

где A - производительность завода по цементу, либо расход клинкера, гипса, добавки, т/год; число суток нормированного запаса; насыпная плотность материала, т/м³; - коэффициент заполнения силоса, обычно принимаемый 0,9.

Силоса для цемента:

м³ n_сил=

м³ n_сил=

Силоса для клинкера:

м³

м³

м³

Силоса для гипса:

м³

м³

м³

Силоса для добавок:

м³

м³

м³

Таблица 2.9 Размеры и емкость силосов

Диаметр силоса, м	Высота цилиндрической части силоса, м	Полезная емкость силоса, м3	Количество
6,0	31,2	750	5- клинкер 22- добавки 3- гипс
	итого	30

Схема расположения силосов и подачи материала в мельницу

Рис. 2 План-схема цеха

2.3.2.2 Дозирующее оборудование

Для выбора дозирующего оборудования необходимо определить объем и массу клинкера, добавки и гипса, подаваемых в каждую мельницу.

Таблица 2.10. Подбор дозирующего оборудования

Производительность мельницы с коэф. 1,2-1,5, т/ч	Единица измерения	Кол-во дозируемого в мельницу материала
		клинкер	добавка	гипс
Сульфатостойкий ПЦ с мин. доб-ми	т/ч	28,54	4,55	1,77
	м3/ч	19,03	9,1	1,31
Сульфатостойкий ШПЦ	т/ч	16,24	9,52	1,37
	м3/ч	10,83	19,04	1,01

Таблица 2.11. Тип дозирующего оборудования

Вид цемента	Дозируемый материал
	клинкер	добавка	гипс
Весоизмерители
Сульфатостойкий ПЦ с мин. доб-ми	ВЛ-1058	ВЛ-1059М	ВЛ-1059М
Сульфатостойкий ШПЦ	ВЛ-1058	ВЛ-1059М	ВЛ-1059М
Тарельчатые питатели, диаметр, мм
Сульфатостойкий ПЦ с мин. доб-ми	1300	1300	1300
Сульфатостойкий ШПЦ	1300	1300	1300

Таблица 2.12. Количество дозирующего оборудования

Тип дозирующего оборудования	Дозируемый материал
	клинкер	добавка	гипс	итого
Весоизмеритель
ВЛ-1058	10	-	-	10
ВЛ-1059М	-	44	6	50
Тарельчатый питатель
1300	10	44	6	60

2.3.2.3 Ленточный конвейер

Производительность ленточных конвейеров при горизонтальном положении при транспортировании для плоской ленты определяют по формуле

где - производительность конвейера, равная производительности мельницы с коэффициентом 1,5, т/ч; - ширина ленты, м; - скорость движения ленты, м/с; насыпная плотность материала, т/м³.

Сульфатостойкий ПЦ с мин. добавками:

25,39 т/ч

+0,13 т/м³

Принимаем минимальную ширину ленточного конвейера равную 400 мм.

Сульфатостойкий ШПЦ:

т/ч

Принимаем минимальную ширину ленточного конвейера равную 400 мм.

Устанавливаем 5 ленточных конвейеров длиной 43,6 м и шириной 400 мм.

2.3.2.4 Ковшевый элеватор

Для подачи цемента на разделение в центробежные сепараторы применяют ковшевые элеваторы. В два сепаратора мельницы цемент подает один элеватор. Его производительность должна быть на 20% выше производительности мельницы.

Производительность элеватора определяют по формуле

Сульфатостойкий ПЦ с мин. добавками: = 25,39 т/ч

Сульфатостойкий ШПЦ: = 19,75=23,7 т/ч

Устанавливаем 1 элеватор В-300 для первого вида цемента и 4 элеватора ЭЦО-250 для второго вида цемента.

Таблица 2.13. Техническая характеристика элеваторов

Тип элеватора	Ширина ковша, мм	Емкость ковша, л	Шаг ковша, мм	Мощность электродвигателя. кВт	Наибольшая высота подъема, м	Производительность при коэффициенте заполнения ковша 0,7 т/ч	Кол-во
В-300	300	5,0	448	7,0	25	34,0	1
ЭЦО-250	250	3,6	200	4,5	20	24,5	4
	итого	5

2.3.2.5 Пневмокамерные насосы

Пневмокамерные насосы для транспортирования готового продукта в цементные силосы выбирают в зависимости от производительности мельниц.

Устанавливаем 5 пневмокамерных насосов типа ТА-23.

Таблица 2.14. Техническая характеристика камерных насосов

Тип насоса	Производительность, т/ч	Внутренний диаметр камеры, мм	Дальность подачи, м	Рабочее давление сжатого воздуха, МПа	Габаритные размеры, мм	Расход сжатого воздуха, м3/т
			по гор.	по верт.		длина	ширина	высота
ТА-23	До 40	1000	300	25	0,4	3900	1112	1600	30

2.3.2.6 Компрессор

На основании расчета количества требуемого для всего цеха помола сжатого воздуха, увеличенного на 10%, следует выбрать тип компрессора и его производительность, найти общее количество компрессоров, прибавив к ним один резервный.

м³/ч

м³/ч

м³/ч

Устанавливаем поршневые компрессоры типа 205ВП-30/8 в количестве двух штук и один резервный.

Таблица 2.15. Техническая характеристика компрессоров

Тип поршневого компрессора	Производительность, м3/ч	Рабочее давление, МПа	Число оборотов вала компрессора, об/мин	Мощность электродвигателя, кВт	Количество
205ВП-30/8	30	0,8	500	200	3

2.3.2.7 Система пылеохлаждения

Систему аспирации применяют для того, чтобы уменьшить пылевыделение при работе цементных мельниц путем создания в их полости отрицательного давления, обеспечить охлаждение цемента, а также увеличить производительность мельниц. Для обеспыливания аспирационного воздуха мельниц целесообразно применять трехступенчатую систему, как наиболее эффективную и состоящую из аспирационной шахты, циклона и рукавного фильтра. Система аспирации наиболее эффективна при скорости воздуха в полости барабана мельницы V= 0,6+0,7 (м/с). Количество аспирационного воздуха, просасываемого через пространство мельницы за 1 час, определяют по формуле

где - площадь сечения в свету, м²; скорость воздуха, м/с. Как показывает практика, чтобы прососать расчетный объем воздуха через мельницу, вентилятору приходится перекачивать его в большом колчестве. Это объясняется подсосом воздуха из атмосферы через неплотности системы аспирации.

 м²

м

м³/ч

По отношению к воздуху, проходящему через мельницу и принятому за 100%, подсос через неплотности в аспирационной шахте составляет 50%, циклонах - 10%, в рукавных фильтрах - 40%, поэтому после расчета количества воздуха, проходящего через мельницу, надо рассчитать, сколько воздуха пройдет с учетом подсоса через аспирационную шахту (коэффициент 1,5), через циклоны (коэффициент 1,6), рукавные фильтры (коэффициент 2,0).

2.3.2.7.1 Аспирационная шахта

м³/ч

Расчет сечения и высоты аспирационной шахты.

Аспирационная шахта - воздуховод квадратного сечения. Скорость воздуха щ в поперечном сечении шахты составляет 1- 1,5 м/с.

Площадь поперечного сечения шахты, м², определяется по формуле

м²

Размер одной из сторон шахты, параллельной оси шахты, находится по формуле

м

Высота шахты определяется по формуле

м

Геометрические размеры аспирационной шахты

м

Устанавливаем 5 аспирационных шахт.

2.3.2.7.2 Циклоны

На второй ступени обеспыливания применяют циклоны (батарейные) сухой очистки типа ЦН-15.

м³/ч

Устанавливаем 5 групп из 4 циклонов d=500 мм.

2.3.2.7.3 Рукавные фильтры

На последней ступени очистки газа используют рукавные фильтры типа СМЦ-101, предназначенные для очистки воздуха с температурой до 1400.

м³/ч

Устанавливаем 5 рукавных фильтров типа СМЦ-101 с длиной рукава 900 мм.

Таблица 2.16 Техническая характеристика рукавных фильтров

Тип фильтра	Число двухкамерных секций	Число рукавов	Площадь фильтрующей поверхности	Производительность. тыс. м3/ч	Масса фильтра, кг	Потребляемая мощность, кВт
СМЦ-101 с длиной рукава 900 мм	1	36	200	13,2	54-25	1,5

2.3.2.7.4 Мельничные вентиляторы

Для просасывания воздуха через мельницу и аспирационную систему применяют мельничные вентиляторы типа ВМ. Устанавливаем 5 мельничных вентиляторов.

Таблица 2.17 Технические характеристики мельничных вентиляторов

Типоразмер вентилятора	Производительность, тыс. м3/ч	Максимальная допустимая температура газов,	Масса, кг	Потребляемая мощность, кВт
ВМ 15	38	200	3025	95

2.3.2.8 Расчет сушильного отделения

Сушку активных минеральных добавок производят в сушильных барабанах, вихревых сушилках и сушилках «кипящего слоя».

При расчете сушильного барабана используется величина объемного напряжения (количество влаги, кг, испаряемой с 1м³ сушильного пространства).

Количество влаги W, кг, подлежащей испарению за час работы барабана, составит

где - начальная влажность материала, %; - конечная влажность материала, %; - часовое количество сухого материала добавки, кг.

 кг

Требуемую вместимость сушильного пространства V_б, м³, определяют по формуле

где- объемное напряжение барабана, кг/(м³ч).

Принимаем сушильные барабаны типа ВМТС в количестве 2 штук.

Таблица 2.18 Техническая характеристика сушильных барабанов

Тип	Размеры барабана, м	Производительность	Скорость вращения, об/мин	Мощность электродвигателя, кВт
		по высушенному материалу, т/ч	по испаренной влаге, кг/ч	по удельному паросъему, кг/(м3ч)
ВМТС	216,8	11	430	10	2,45	28

2.3.2.9 Сводная таблица оборудования

Таблица 2.19

№ п/п	Наименование	Тип	производительность	Потребляемая мощность, кВт	Кол-во единиц
			Расчетная	по паспорту
1	Силосные склады	д/цемента (1233)	3149,08 м3	3000 м3	-	2
		д/цемента (1233)	11911,69 м3	3000 м3	-	4
		д/клинкера	3238,35 м3	750 м3	-	5
		д/гипса	2091,55 м3	750 м3	-	22
		д/добавки	16490,94 м3	750 м3	-	3
2	Мельница	Шаровая (2,213)	25,39 т/ч	30-35 т/ч	600	1
		Шаровая (2,213)	19,75 т/ч	30-35 т/ч	600	4
3	Сепаратор	Центробежный (2,7)	15,24 т/ч	15,5 т/ч	28	2
		Центробежный (2,7)	11,85 т/ч	15,5 т/ч	28	8
4	Весоизмеритель	ВЛ-1058(К)	14,27 т/ч	30 т/ч	200	1
			8,12 т/ч			9
		ВЛ-1059(Д)	2,28 т/ч	3 т/ч	120	4
			4,76 т/ч	5 т/ч		40
		ВЛ-1059(Г)	0,89 т/ч	1 т/ч	120	1
			0,69 т/ч			5
5	Тарельчатый питатель	d=1300	9,15 м3/ч	до 15	28	1
			5,415 м3/ч			9
			4,55 м3/ч			4
			9,52 м3/ч			40
			0,685 м3/ч			1
			0,505 м3/ч			5
6	Элеватор	В-300	30,468 т/ч	34,0	7	1
		ЭЦО-250	23,7 т/ч	24,5	4,5	4
7	Пневмокамерный насос	ТА-23	30,468/23,7 т/ч	до 40	-	5
8	Компрессор	205ВП-30/8	57,415 м3/ч	30	200	3
9	Аспирационная шахта	1,61,68,8	9155,16 м3/ч	-	-	5
10	Циклоны	4500	9765,504 м3/ч	9080-10580 м3/ч	-	5
11	Рукавные фильтры	СМЦ-101	12,206 м3/ч	13,2 м3/ч	1,5	5
12	Мельничные вентиляторы	ВМ-15	12,206 м3/ч	38 м3/ч	95	5
13	Сушильные барабаны	ВМТС	536,38 кг/ч	430 кг/ч	28	2
14	Ленточный конвейер	43,6400	38,085 т/ч	-	-	5
			29,625 т/ч

3. Технико-экономическая часть

3.1 Расчет потребности в энергетических ресурсах (электроэнергии, сжатого воздуха, пара, топлива)

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

Таблица 3.1 Потребность цеха в электроэнергии

№ п/п	Наименование оборудования с электродвигателем	Кол-во единиц оборудования	Мощность электродвигателя, кВт	Годовой фонд рабочего времени	Коэффициент загрузки по мощности	Потребляемая электроэнергия, кВт/ч
			Единиц	Общая
1	Мельница	1	600	600	7446	0,85	3797460
		4		2400		0,6	10722240
2	Сепаратор	2	28	56	7446	0,98	408637
		8		224		0,7	1167533
3	Элеватор	1	7	7	7446	0,9	46909,8
		4	4,5	18		0,97	130007
4	Компрессор	2	200	400	7446	0,95	2829480
5	Рукавные фильтры	5	1,5	7,5	7446	0,92	51377
6	Мельничные вентиляторы	5	95	475	5081	0,4	965390
7	Сушильный барабан	2	28	56	7446	0,7	291883
8	Весоизмеритель ВЛ-1058	1	200	200	7446	0,6	893520
		9		1800		0,35	4690980
	ВЛ-1059	4	120	480	7446	0,85	3037968
		40		4800		0,95	33953760
	ВЛ-1059	1	120	120	7446	0,9	804168
		5		600		0,75	3350700
9	Тарельчатый питатель	1	28	28	7446	0,7	145942
		9		252		0,5	938196
		4		112		0,4	333581
		40		1120		0,7	5837664
		1		28		0,06	12509
		5		140		0,04	41698
итого	74457603

Коэффициент загрузки по мощности отражает использование мощности двигателя, установленного при данном оборудовании в зависимости от степени его загрузки в период работы. Величину этого коэффициента условно можно определить по - коэффициент загрузки мощности двигателя; - производительность оборудования : фактическая и техническая; - коэффициент, зависящий от степени использования производительности оборудования.

кВт/ч

Потребность цеха в сжатом воздухе рассчитывают по фактической производительности компрессора:

,

м³

Таблица 3.2 Потребность цеха в энергетических ресурсах

№ п/п	Наименование энергетических ресурсов	Единица измерения	Расходы
			в час	в смену	в сутки	в год
1	электроэнергия	кВт/ч	8499,71	67997,66	203993	74457603
2	Сжатый воздух	м3	266197,41	2129579,25	6388737,76	31889282,04

3.2 Штатная ведомость цеха

К составу производственных рабочих относят всех лиц, непосредственно занятых при изготовлении продукции, начиная со склада сырья и кончая выдачей готовой продукции, а также дежурных слесарей и монтеров.

В состав цехового персонала входит начальник цеха, сменные мастера, младший обслуживающий персонал.

Таблица 3.3

№ п/п	Наименование профессий или видов работ	Количество работающих	Длительность смены	Количество чел.-ч
		1 смена	2 смена	3 смена	всего		В сутки	В год
А. Производственные рабочие
1	Машинист-оператор мельниц помола	1	1	1	3	8	72	22338
2	Помощники машинистов	1	1	1	3	8	72	22338
3	Машинисты дробилок	1	-	-	1	8	24	7446
4	Рабочие по обслуживанию обеспыливающих устройств	1	1	1	3	8	72	22338
5	Рабочие на аэрожелобах	1	1	1	3	8	72	22338
6	Машинисты компрессоров	1	1	1	3	8	72	22338
7	Подсобные рабочие	1	-	-	1	8	24	7446
8	Дежурный слесарь	1	1	1	3	8	72	22338
9	Электромонтер	1	1	1	3	8	72	22338
10	Машинист упаковочной машины	1	-	-	1	8	24	7446
11	Рабочие склада для погрузки цемента	2	2	2	6	8	144	44676
12	Лаборант	1	1	1	3	8	72	22338
				итого	33		1785	245718
Б. Цеховой персонал
1	Начальник цеха	1			1	8	24	7446
2	Старший мастер	1			1	8	24	7446
3	Сменный мастер	1			1	8	24	7446
4	Уборщица	1	1		2	8	48	14892
	итого	5		120	37230

3.3 Удельные трудовые затраты (трудоемкость)

Удельные трудовые затраты определяются по формуле

где - удельные трудовые затраты в человеко-часах на товарную единицу готовой продукции; - количество человеко-часов, отработанных производственными рабочими в год; - годовая производительность цеха по готовой продукции.

3.4 Производительность труда

Под производительностью труда понимают количество продукции. Приходящееся в год на одного списочного рабочего. Под списочным количеством понимается суммарное количество рабочих как занятых на производстве, так и отвлеченных временно от производства, но числящихся в списке завода.

Пересчет явочной численности рабочих в списочную производят по формуле

где - списочная численность рабочих; - явочная численность рабочих; - коэффициент пересчета явочной численности в списочную.

где - количество эксплуатационных дней в году цеха или другого структурного подразделения. Для которого определяется списочная численность; - эффективный фонд времени работы одного рабочего.

т/год

3.5 Энерговооруженность

Энерговооруженность определяют делением общей установочной мощности всех электродвигателей технологического и транспортного оборудования на состав производственных рабочих, занятых в одну смену с максимальным количеством рабочих.

3.6 Съем продукции с 1 м² производственной площади

Съем продукции вычисляют по формуле

,

т/год

где - годовая производительность запроектированного цеха в принятых расчетных единицах;

- развернутая (т.е. суммарная) площадь всех этажей.

3.7 Сводная таблица технико-экономических показателей

1. Ассортимент выпускаемой продукции:

- сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками;

- сульфатостойкий шлакопортландцемент.

2. Производительность завода:

- по клинкеру: 398924,62 т/год

- по цементу: 603000 т/год

3. Расходы сырья на единицу готовой продукции:

- клинкер: 398924,62 т/год

- гипс: 30918,37 т/год

- добавка: сухая- 180575,76 т/год; влажная - 238360 т/год

4. Расходы энергетических ресурсов на единицу готовой продукции:

- электроэнергия: 74457603 кВт/ч

-сжатый воздух:31889282,04 м³

5. Затраты труда: 0,407

6. Производительность труда:11167 т/год

7. Энерговооруженность: 5727508

8. Съем готовой продукции с 1м² производственной площади в год:272,36 т/год

 Список используемой литературы

1. Волженский А.В. «Минеральные вяжущие вещества» Стройиздат, 1986. - 464 с.

2. ГОСТ 22266-76

3. ГОСТ 3476-74

4. ГОСТ 21-9-81

5. ГОСТ 10178-76

Размещено на Allbest.ru