Производство расширяющегося портландцемента

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

ФГАОУ ВПО Северо-Восточный федеральный университет им М.К.Аммосова

Инженерно-технический институт

Кафедра: «Производство строительных материалов, изделий и конструкций»

Комплексный курсовой проект

на тему: «Производство расширяющегося портландцемента»

по дисциплинам: «Вяжущие вещества», «Механическое оборудование предприятий строительной индустрии» «Процессы и аппараты технологии строительных изделий»

Выполнил: Бушуев Ю.А.

студент группы ПиПСМИК-13

Проверил: преподаватель Егорова А.Д.

Якутск 2015

Введение

Расширяющийся портландцемент относится к группе расширяющихся цементов, основным свойством которых, как видно из названия является способность увеличиваться в объеме при твердении.

Этот цемент используется для гидроизоляционных ремонтно-восстановительных и дорожных работ, омоноличивания стыков гидротехнических сооружений. Основное назначение расширяющегося цемента РПЦ - получение расширяющихся и безусадочных гидроизоляционных растворов и гидробетонов для омоноличивания конструкций из бетона и железобетона, а также производства стыков сборных железобетонных конструкций. При применении тепловлажностной обработки расширяющийся портландцемент эффективен в гидроизоляции сборных железобетонных конструкций и изделий.

Существует достаточно много фирм, предлагающих расширяющиеся цементы. Купить их, тем не менее, достаточно сложно. Связанно это с двумя факторами: нежеланием крупных производителей работать с розничным покупателем и наличие большого числа кустарных заводов, производящих продукцию, не соответствующую общепринятым стандартам.

В России находятся следующие заводы по производству расширяющихся портландцементов:

1. «Пашийский металлургический цементный завод».

2. «Пермский металлургический цементный завод».

3. «Мордовцемент».

Пашийский завод специализируется на гипсоглиноземистых цементах. Он стал одним из первых в России, кто активно начал выпуск данной продукции, поэтому представлен наиболее широкой сетью дистрибьюторов. Стоимость составляет от 1400 рублей за 50 кг.

Пермский завод является одним из крупнейших цементных предприятий, поэтому предлагает достаточно большой ассортимент товаров и их различных модификаций. Стоимость продукции от 16 000 рублей за тонну.

«Мордовцемент» уступает по объемам выпускаемой продукции первым двум промышленным гигантам, тем не менее, предлагает очень высококачественный товар по достаточно адекватной цене, от 3000 рублей. Специализируется конкретно на расширяющемся портландцементе.

1. Характеристика выпускаемой продукции

Цемент РПЦ является гидравлическим вяжущим веществом, получаемым путем совместного помола портландцементного клинкера, высокоглиноземистого шлака, гипса и активной гидравлической добавки.

расширяющийся портландцемент производство

Таблица 1

Примерный состав расширяющегося портландцемента

Сырье	Содержание, %
портландцемент	60 - 65
глиноземистый шлак	5 - 7
гипс	7 - 10
гидравлическая добавка	20 - 25

Портландцемент должен содержать не менее 7 % алюминатов кальция и более 45 % C3S. В качестве добавок используется трепел, опока, бентонит и др. вещества с активностью не менее 200 мг CaO.

Назначение гидравлической добавки в цементе - поглощать окись кальция, выделяющуюся при гидратации C3S, и обеспечить высокую скорость растворения алюминатов кальция и образования гидросульфоалюмината кальция.

Шлак играет роль стабилизатора и нейтрализатора избытка сульфата кальция. Добавление доменного шлака обеспечивает сверхпрочность материала, которую выгодно использовать для создания монолитных железобетонных конструкций.

По прочности на РПЦ делится на три марки: 400, 500 и 600

Начало схватывания его должно наступать не ранее чем через 30 мин, а конец - не позднее чем через 12 ч после затворения. Линейное расширение образцов из чистого теста при водном твердении в возрасте 1 - 28 должно составлять 0,15 - 1,0 %. Период расширения РПЦ достигает 30 суток.

В зависимости от величины расширения при твердении в водной среде такие цементы делятся на безусадочные, слаборасширяющиеся, среднерасширяющиеся и сильнорасширяющиеся. Безусадочные цементы характеризуются степенью расширения около 0,3 %, сильнорасширяющиеся - около 1,5 - 2,5 %.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1. Временное сопротивление (предел прочности) при сжатии половинок образцов-балочек размерами (40х40х160) мм, изготовленных из раствора состава 1:3 (по массе) с нормальным песком, через 3 суток твердения должно быть не менее 28 МПа (280 кгс/см2).

2. Начало схватывания должно наступить не ранее 10 мин, а конец - не позднее 4 ч от начала затворения.

Примечание. Допускается для замедления сроков схватывания введение до 1 % специальных добавок от массы цемента, не ухудшающих его свойств, в тех случаях, когда по соглашению между заводом - изготовителем и потребителем могут быть приняты другие сроки схватывания, а также до 1 % от массы цемента специальных добавок для облегчения процесса помола.

3. Цемент при твердении образцов в воде в течение 28 суток должен меняться в объеме равномерно.

4. Тонкость помола должна быть такой, чтобы при просеивании цемента сквозь сито с сеткой № 008 по ГОСТ 6613 проходило не менее 90 % массы пробы.

5. Линейное расширение образцов размером (40х40х160) мм, изготовленных из цементного теста нормальной густоты, через 3 суток с момента изготовления должно быть не менее 0,1 % и не более 0,7 %.

6. Количество ангидрида серной кислоты (H2SO4) в цементе не должно превышать 17%.

7. Бетоны и растворы, приготовленные из РПЦ, должны обладать водонепроницаемостью. При испытании образцов-цилиндров из раствора 1:2 (по массе) с нормальным песком высотой и диаметром 150 мм, проведенном через 24 ч после изготовления, на них не должно наблюдаться признаков фильтрации воды при избыточном давлении 1,0 МПа (10 атм).

2. Характеристика района строительства

На карте видно, что южные и юго-западные территории Республики Саха (Якутия) хорошо разведаны и располагают значительными источниками минерального сырья для производства строительных материалов.

Однако в нашем производстве мы будем использовать уже готовые продукты:

В качестве АМД будем использовать горелые породы из Кильдямского месторождения. Кильдямское месторождение находится в 33 км к северу от г. Якутска и в 3.5 км от пос. Кильдямское в том же направлении. Основной транспортной магистралью является шоссейная дорога Якутск - Намцы. Содержание гравия в смеси варьирует от 12 до 68% и В среднем составляет 40.3%. Объемная масса песчано-гравийной смеси в целике составляет 2.40 т/м3, а в разрыхленном состоянии - 1.51 т/м3. Коэффициент разрыхления - 1.58.

Испытания гравия в бетоне со стандартным песком показали, что при нормальном расходе цемента марки 300 и водоцементном отношении 0.5-0.8 гравий пригоден:

а) для бетоноконструкций, подвергающихся замораживания в насыщенном водой состоянии, марок 50 , 100;

б) для бетоноконструкций, не насыщаемых водой, марон 75 и 100 ;

в) в дорожном строительстве (гравий, относится к 3-му классу У1 группы обломочных нецементированных пород).

Балансовые запасы сырья на 1.1.1982 года составляют по категориям А+В+С1 - 779 тыс.м3. Перспектив прирост3 пасов не имеется. Стоимость разведки I м3 сырья 1.7 копейки. Месторождение периодически эксплуатировалось с 1963 г Кильдямским карьером Управления строительства и ремонта при Совете Министров Якутской АССР и другими предприятиями. В настоящее время месторождение не эксплуатируется.

В с. Мохсоголлох расположена компания «Якутцемент». Оттуда будем покупать готовый портландцемент, надлежащего состава.

В г. Олекминск расположен «Олекминский гипсовый рудник», что также упрощает транспортировку гипса.

Развертывание производства в южной части Республики выгодно со стороны экономико-географических факторов. Таких как близость от центра Республики, высокая плотность населения на этой территории, а следовательно спрос. Но главным преимуществом является близость необходимой нам сырьевой продукции.

3. Определение режима работы предприятия, укрупненный расчет производственной программы

Таблица 2

Производственная программа по выпуску вяжущего вещества

Наименование выпускаемой продукции	Выпуск продукции, т
	год	сут	смена	час
Расширяющийся портландцемент	50000	190,84	95,42	11,93

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

Вр= Ср - Ч - Ки, где

Вр - расчетный годовой фонд времени работы технологического оборудования, ч;

Ср - расчетное количество рабочих суток в году;

Ч - количество рабочих часов в году;

Ки - среднегодовой коэффициент использования технологического оборудования.

При прерывной рабочей неделе с двумя выходными днями при двухсменной работе Ки принимается равным 0,943;

Годовой фонд работы оборудования составляет:

-при прерывной неделе в две смены - 262 дн*16 ч=4192 ч;

Расчетный фонд рабочего времени составит при работе в две смены:

Bр=4192*0,943=3953 ч.

Выпуск годовой продукции - 50000 т;

Выпуск суточной продукции - 50000/262=190,84 т;

Выпуск продукции за 1 смену - 190,84/2=95,42 т;

Выпуск продукции за 1 час - 190,84/16=11,93 т.

4. Анализ технологического процесса, технологические расчеты

Функциональная схема производства РПЦ



Технологическая схема по производству расширяющегося портландцемента

Таблица 3

Экспликация оборудования

бункера	1,8,15,16,18,19,20
дробилки	3,5
питатели	2,4,6,9,17
элеваторы	7,14
дозаторы	21
Сушильный барабан	10
циклон	11
Батарейный циклон	12
Рукавный фильтр	13
вентилятор	14
мельница	22
силос	23

5. Расчет материальных потоков, уточненный расчет производственной программы

Производство вяжущих веществ связано с переработкой и транспортировкой больших количеств материалов. При этом объем перерабатываемых материалов изменяется в связи с неизбежными потерями технологического (обжиг, сушка) и механического (унос, распыл) характера. Учет изменений, происходящих в перерабатываемых материалах на всех стадиях производственного процесса, необходим для определения расхода сырьевых материалов и для расчета и подбора оборудования.

Определение количества материалов, проходящих через отдельные технологические операции, называют расчетом грузопотоков. Расчет ведут, исходя из программы производства, начиная со склада готовой продукции к складам сырья. Размеры технологических потерь определяют по нормативным данным.

Размеры механических потерь во многом зависят от организации производственного процесса и применяемого оборудования и принимаются на основании опыта аналогичных предприятий.

Размеры механических потерь:

1. Потери при дроблении - 0,5 %

2. Потери при транспортировке дробленного материала - 0,5 %

3. Потери при помоле - 1 %

4. Потери при транспортировке тонкомолотых материалов -1 %

Расчет грузопотоков при производстве РПЦ

Состав расширяющегося портландцемента: клинкера ПЦ - 66 %, АМД - 25 %, гипса - 9 %. Влажность АМД - 6 %. Помол всех компонентов совместный. Работа цеха в две смены по прерывной неделе. Производительность цеха 50000 т в год.

1. При транспортировании цемента на склад готовой продукции теряется 1 %, следовательно из мельницы должно выходить следующее количество РПЦ:

в год РПЦг=50000*1,01=50500 т;

в час РПЦг=50500/4192=12,05 т.

2. При помоле теряется 1 % материалов, следовательно, на помол должно поступить:

РПЦг=50500*1,01=51005 т;

РПЦч=12,05*1,01=12,17 т.

3. В мельницу поступают 3 отдозированных и раздельно подготовленных компонента в заданном соотношении. Количество каждого материала, поступающего в мельницу, должно составить:

ПЦ (66%) ПЦг=51005*0,66=33663,3 т, ПЦч=12,17*0,66=8,03 т;

АМД (25%) Аг=51005*0,25=12751,25 т, Ач=12,17*0,25=3,04 т;

Гипсовое вяжущее (9%) Гг=51005*0,09=4590,45 т, Гч=12,17*0,09=1,1 т.

4. При сушке теряется 6 % АМД:

АМД Аг=12751,25*1,06=13516,33 т, Ач=3,04*1,06=3,22 т.

5. При дроблении теряется 0,5 % материала:

АМД Аг=13516,33*1,005=13583,91 т, Ач=3,22*1,005=3,24 т.

6. При транспортировании со склада теряется 0,5 %, поэтому со склада должно поступить:

АМД Аг=13583,91*1,005=13651,83 т, Ач=3,24*1,005=3,26 т;

Таблица 4

Грузопотоки при производстве РПЦ

№ п/п	Наименование грузопотока	Потерь, %	Величина грузопотока, т (м3)
			В год, т	В час, т	В час, м3
1	поступает на склад готовой продукции	-	50000	11,93	9,94
2	Выходит из мельницы	1	50500	12,05	10,04
3	Поступает на совместный помол: ПЦ АМД Гипсовое вяжущее	1	33663,3 12751,25 4590,45	8,03 3,04 1,1	6,18 3,38 1,1
4	Поступает на сушку АМД	6	13516,33	3,22	3,58
5	Поступает на дробление АМД	0,5	13583,91	3,24	3,6
6	Поступает со склада АМД	0,5	13651,83	3,26	3,62

6. Выбор типов и расчета емкости складов сырья и готовой продукции

Склады проектируются на основании норм технологического проектирования, с учетом величины грузопотоков и принятых условий организации работы технологической линии.

Сырье поступает в производственные цеха с заводских сырьевых складов. Запасы сырья на складах необходимы для бесперебойной работы предприятия в период между поставками. Чтобы обеспечить ритмичную непрерывную работу оборудования, создаются промежуточные склады в виде бункеров или других емкостей.

Таблица 5

Нормы запаса материалов на складах

Вид	Расстояние транспортирования, км	Вид транспорта	Запас на складе, сут.
			текущий	страховой
Сырьевые материалы	до 10	автотранспорт	1-2	1
		конвейер	1-2	1
		ж/д транспорт	2-3	1
Технологическая добавка	до 50	автотранспорт	2-3	1
		ж/д транспорт	3-5	2
	до 50	ж/д транспорт	3-5	4
Готовая продукция	до 100	автотранспорт	2-4	-
	до 1000	ж/д транспорт	До 50	-

На основании этих данных проводится расчет складов сырья и готовой продукции. Для хранения сырья и готовой продукции используем силосы.

Требуемый объем хранящихся на складе сырьевых материалов рассчитывается по формуле:

Vматер.=Qсут*з,

где Qсут - суточный расход материала, м3;

з - общий запас материала на складе, сут.

Суточный расход материала на складе сырья составляет:

ПЦ: 98,84 м3;

АМД: 57,9 м3;

гипсовое вяжущее: 17,52 м3.

Требуемый объем на складе сырья составляет:

VПЦ=98,84*2=197,68 м3;

VАМД=57,9*2=115,8 м3;

Vгипс=17,52*2=35,04 м3.

Суточный расход материала на складе готовой продукции составляет 159,04 м3

Требуемый объем на складе готовой продукции составляет:

Vгот.прод.=159,04*3=477,12 м3.

Объем склада вычисляется по формуле:

Vскл. = ,

где К - коэффициент использования объема склада (К=0,75-0,85)

Объем склада сырья составляет:

VПЦ ==263,57 м3,

VАМД==154,4 м3,

Vгипс==46,72 м3.

Для хранения ПЦ 1 силос вместимостью 270 м3;

Для хранения АМД - 1 силос вместимостью 160 м3;

Для хранения гипса -1 силос вместимостью 50 м3.

Объем склада готовой продукции составляет:

VРПЦ.==636,16 м3.

Для хранения РПЦ используем 2 силоса вместимостью по 320 м3 каждый.

Объем бункера определяется по формуле:

Vбункер=,

где B - количество материала, выходящего из бункера в час, м3/час;

ф - время, на которое создается запас, ч;

К1 - коэффициент наполнения (К1=0,9).

Бункер для АМД: V==8,04 м3;

с размерами: a=1,75 м b=0,88 м

Бункер для ПЦ: V==13,73 м3;

с размерами: а=2,1 м b=1 м

Бункер для гипса: V==2,44 м3;

с размерами: а=1,17 м b=0,6 м



7. Подбор основного технологического оборудования

Оборудование для дробления материалов

Технологический процесс производства вяжущих начинается, как правило, с измельчения исходных сырьевых материалов. 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 0,8 - 0,85 ширины загрузочной щели.

Щековая дробилка

Щековая дробилка является универсальной машиной для дробления материалов. Входная крупность достигает 1500 мм. Крупность готового продукта для небольших дробилок составляет до 10 мм. Щековые дробилки имеются во всех классах дробления: крупном, среднем и мелком.

Принцип работы щековой дробилки основан на сжатии рабочими поверхностями (щеками) материала, что приводит к возникновению больших напряжений сжатия и сдвига, разрушающих материал. Одна из щек дробилки делается неподвижной. Вторая щека крепится на шатуне, обеспечивающем перемещение верхнего края щеки так, что щека совершает качающееся движение. Вал шатуна приводится во вращение через клиноремённую передачу от двигателя (электрический, дизельный). На этом же валу крепится второй шкив, играющий роль маховика и противовеса для основного шкива. Нижний край подвижной щеки имеет возможность регулировки положения в горизонтальном направлении (механический или гидравлический привод), которое влияет на ширину минимальной щели, определяющую максимальную крупность материала на выходе из дробилки. Щеки образуют клинообразную форму камеры дробления, в которой материал под действием силы тяжести продвигается после разрушения от верхней части, в которую загружаются крупные куски, до выходной (разгрузочной) щели.

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.

Щековая дробилка СМД-116 со сложным движением щеки

Производительность: 7,8 м3/ч;

Размер приемного отверстия:

длина 400 мм,

ширина 250 мм;

Размер загружаемого материала до 210 мм;

Ширина выходной щели 20…80 мм;

Частота вращения экцентрикового вала 4,58 с-1;

Установленная мощность 17 кВт;

Габаритные размеры:

длина 1330 мм,

ширина 1300 мм,

высота 1435 мм;

Масса (без двигателя и комплектующих) 2,5 т.

Преимущества щековых дробилок:

· Щековые дробилки просты и дешевы в эксплуатации благодаря своей несложной конструкции и малому количеству деталей, подверженных быстрому износу. Ремонт и обслуживание также малозатратны и технически несложны.

· Благодаря своим небольшим размерам легко монтируются и транспортируются, и являются наилучшим решением для передвижных дробильных комплексов.

· Непритязательность к внешним факторам позволяет использовать их практически в любых условиях.

· Разгрузочная щель управляется гидравлическим приводом, благодаря чему ее регулировка происходит быстро и просто

· Дробилки всех типов и размеров оснащены зафиксированными щеками охватывающей формы, что предохраняет станину устройства от преждевременного изнашивания.

Недостатки щековых дробилок:

· Щековые дробилки выдают конечный материал с большим процентом лещадных зерен, поэтому не подходят для более мелкого дробления.

· На материалах упругих или вязких - древесине, полимерах, некоторых металлических сплавах их использование невозможно.

Конусная дробилка

В конусной дробилке процесс дробления породы в них осуществляется непрерывно, т.е. отсутствует холостой ход.

Куски породы раздавливаются в пространстве между двумя коническими поверхностями, образованными подвижным органом и неподвижной конусообразной чашей.

Конический рабочий орган совершает вращательно-колебательное (гирационное) движение внутри чаши-основания, измельчая подаваемые в верхнюю загрузочную кольцевую щель породу. Готовый продукт удаляется под действием силы тяжести в нижнее разгрузочное отверстие.

Конусная инерционная дробилка КИД-600

Производительность 13 м3/ч;

Диаметр основания дробящего конуса 600 мм;

Размеры:

кусков питания 50 мм,

разгрузочной щели 30 мм;

Крупность дробленого материала 0...6 мм;

Установленная мощность 80,5 кВт;

Габаритные размеры:

длина 2270 мм,

ширина 1280 мм,

высота 2240 мм;

Масса без электрооборудования и маслостанции) 6,6 т.

Оборудование для помола материалов

В состав помольных узлов входят мельницы и вспомогательное оборудование, обеспечивающее повышение эффективности процесса измельчения. К ним относятся: питатели и дозаторы, сепараторы, гидроциклоны, дуговые грохоты, пылеулавливающие устройства и др. Выбор схемы помола и типа мельниц зависит от физических свойств размалываемых материалов.

Шаровая мельница

Шаровая мельница является основным агрегатом для тонкого измельчения в цементной промышленности.

Она отличается простотой конструкции, надежностью, удобством эксплуатации и обеспечивает высокую степень измельчения.

При вращении мельницы мелющие тела под действием центробежной силы прижимаются к внутренней стенке корпуса и поднимаются на определенную высоту, но под действием силы тяжести отрываются от корпуса и при падении разбивают куски материала, которые непрерывно поступают в мельницу. Измельчение его происходит в процессе перемещения вдоль мельничного барабана. Чем длиннее этот путь, тем больше степень измельчения.

Шаровая мельница МШ 2000х7000

Внутренний диаметр барабана 2000 мм;

Длина барабана 7000 мм;

Мощность двигателя 300 кВт;

Производительность 18 т/ч;

Масса мелющих тел 32 т.



1, 10 - торцовое днище, 2 - подшипник, 3 - загрузочная воронка, 4 -пустотелая цапфа, 5 - межкамерные перегородки, 6 - корпус, 7 - крышка, 8 - диафрагменная перегородка, 9 - конус, 11 - лопасти, 12 - разгрузочный конус, 13 - кожух, 14 - сито, 15 - разгрузочный патрубок, 16 - разгрузочные отверстия

Оборудование для сушки материалов. Выбор сушильных установок производится с учетом основных характеристик высушиваемых материалов (физического состояния материала, его крупности, начальной и конечной влажности), и расчетной производительности сушильного агрегата по высушенному материалу.

Все сушильные установки должны быть укомплектованы дозировочным оборудованием (питателями), пластинчатыми конвейерами для отхода горячего материала после сушки, установками для улавливания пыли.

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).

Исходя из заданной производительности (количество воды, которую нужно удалить из материала за 1 час/кг), требуемый объем сушильного барабана рассчитывают по формуле:

V=,

Где W - количество влаги, удаляемой из материала за 1 час, кг/ч;

A - удельное паронапряжение, кг/м3*ч;

V==6 м3

Сушильный барабан СМ 1,4х10

Диаметр 1,4 м;

Длина 10 м;

Объем барабана 15,4 м3;

Производительность по испаренной влаге 700 кг/ч

Мощность электродвигателя 6,0 кВт.

Оборудование для дозировки и транспортировки материалов

4 Ленточных питателя ПЛ-20

Расстояние между осями барабанов 2000 мм;

Ширина ленты 400 мм;

Мощность эл.двигателя 0,6 кВт;

Производительность 8 м3/ч;

Габаритные размеры:

длина 2,7 м

ширина 0,84 м

высота 0,98 м;

Масса 0,43 т.

2 элеватора типа ЛГ-200

Производительность 10 м3/ч;

Мощность электродвигателя 3-4 кВт.

3 Пневмонтранспортных питателя

Диаметр 100 мм;

Мощность электродвигателя 16…25 кВт;

Производительность 12…18 м3.

3 дозатора типа ДН-15С

Размер зерен дозируемого материала 0-30 мм;

Наибольшие пределы производительности 8-32 т/ч;

Наименьшие пределы производительности 2-8 т/ч;

Габаритные размеры:

Длина 1,96 м,

Ширина 1,10м,

Высота 1,46 м;

Масса 0,73 т.

Вспомогательное оборудование

К вспомогательному относят пылеочистительные и тяговые устройства, без которых эксплуатация основного технологического оборудования недопустима.

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.).

Санитарными нормами на проектирование промышленных предприятий регламентированы предельно допустимые концентрации пыли в отходящих газах, выбрасываемых в атмосферу 30-100 мг/м3.

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:

Zвых=Zвх*(1-),

Где Zв и Zвых - запыленность газов до и после пылеулавливающего аппарата, г/м3;

n - степень очистки (КПД пылеосадительного аппарата, %), показывающий какое количество пыли улавливается аппаратом в % от массы пыли, поступающей в аппарат.

Сушильный барабан

Первая ступень пылеочистки Zвых=40*(1-)=4,22 г/м3;

Вторая ступень пылеочистки Zвых=4,22*(1-)=0,33 г/м3;

Третья ступень пылеочистки Zвых=0,33*(1-)=0,0033 г/м3.

Учитывая температуру газов, отходящих из сушильного устройства, а также дополнительный подсос воздуха в газоходах, принимаемый равным 50 % от объема теплоносителя, общий объем выходящих газов на 1 кг испаряемой влаги составит:

Q=1,5*, м3

где Q - количество тепла, затрачиваемое на испарение 1 кг влаги из материала, кДж (составляет 3000…6000 кДж/кг);

Cv - средняя теплоемкость газов, кДж/н*м3/град (1,31-1,47 кДж/н).

Q=1,5*=15,48 м3/кг

Общий объем аспирационного воздуха, отсасываемого из сушильного барабана, определяют по формуле:

Vвозд=Vвх*(Пвл-Псух), м3

где Пвл - количетсво влажного материала, кг/ч;

Псух - количество сухого материала, кг/ч.

Vвозд=15,48*(3220 - 3040)=2786,4 м3/ч

Шаровая мельница

Первая ступень пылеочистки Zвых=200*(1-)=21,11 г/м3;

Вторая ступень пылеочистки Zвых=21,11*(1-)=1,65 г/м3;

Третья ступень пылеочистки Zвых=1,65*(1-)=0,017 г/м3.

Количество аспирационного воздуха (производительность), отсасываемого от мельниц, определяют по формуле:

Vвоз=3600*S*Vо, м3/ч,

где S - площадь свободного сечения барабана мельницы, равная 50% от номинальной, м2;

V - скорость отсасываемого воздуха в мельнице, м/с, при нормальном аспирационном режиме составляет 0,6-0,7 м/с.

V=3600**0,6=3391,2 м3/ч.

Подбираем следующую пылеосадительную систему:

Циклон НИИОгаз серии НЦ 15 с диаметром 600 мм

Производительность 2500-4100 м3/ч;

Объем бункера 0,33 м3;

Масса 0,515 т;

Степень очистки 0,8-0,85.

Батарейный циклон ПБЦ-15

Производительность 12000 - 15000 м3/ч;

Степень очистки 0,98;

Масса 4 т.

Рукавный фильтр РВ 1

Площадь фильтрующий поверхности 50 м2;

Производительность 3600 м3/ч;

Мощность электродвигателя 2,4 кВт;

Габаритные размеры:

длина 1,8 м

ширина 3,5 м

высота 5,8 м;

Масса 2,4 т;

Степень улавливания 0,99

Вентилятор ВМ-12

Производительность 8000 м3;

Мощность 12 кВт;

Масса 1,9 т.

Мостовой кран

Грузоподъемность 10 т;

Высота грузоподъема 16 м;

Мощность электродвигателя 17,5 кВт;

Масса крана 10,4-26,9 т.

Таблица 6

Ведомость оборудования

№ п/п	Наименование и краткая характеристика оборудования	Количество	Применение
1	Бункер для АМД 1,83х1,5	3	Хранение АМД
2	Ленточный питатель	4	Транспортировка сырья
3	Щековая дробилка СМД-116	1	Дробление сырья
4	Конусная инерционная дробилка КИД-600	1	Дробление сырья
5	элеватор типа ЛГ-200	2	Транспортировка сырья
6	Сушильный барабан СМ 1,4х10	1	Сушка сырья
7	Циклон НИИОгаз серии НЦ 15 с	2	Очистка выходящих газов
8	Батарейный циклон ПБЦ-25	2	Очистка выходящих газов
9	Рукавный фильтр РВ 1	2	Очистка выходящих газов
10	Вентилятор ВМ-12	2	Очистка выходящих газов
11	Бункер для гипса 1,33х1	2	Хранение гипса
12	Бункер для ПЦ 2,23х1,8	2	Хранение ПЦ
13	Пневмотранспортный питатель	3	Транспортировка сырья
14	дозатор типа ДН-15С	3	Дозировка компонентов
15	Шаровая мельница МШ 2000х7000	1	Помол компонентов
16	силос вместимостью 270 м3	1	Хранение ПЦ
17	силос вместимостью 230 м3	3	Хранение РПЦ
18	силос вместимостью 160 м3	1	Хранение АМД
19	силос вместимостью 50 м3	1	Хранение гипса
20	Мостовой кран	1	Подъем груза

Таблица 7

Расход электроэнергии

№ п/п	Основное оборудование и его наименование с эл. двигателем	Кол-во единиц оборудования	Мощность эл. двигателя, кВт	Коэффициент использования во времени	Коэффициент загружения по мощности	Часовой расход эл. энергии кВт*ч
			Единицы	Общая
1	Ленточный питатель	4	0,6	2,4	0,9	0,54	1,17
2	Щековая дробилка	1	17	17	0,9	0,55	8,42
3	Конусная дробилка	1	80,5	80,5	0,9	0,36	26,08
1	2	3	4	5	6	7	8
4	Элеватор	2	4	8	0,9	0,43	3,1
5	Сушильный барабан	1	6	6	0,9	0,27	1,46
6	Циклон	2	1,9	2,8	1	0,83	2,32
7	Батарейный циклон	2	2	5	1	0,26	1,3
8	Рукавный фильтр	2	2,4	4,8	1	0,86	4,13
9	Вентилятор	2	12	24	1	0,48	11,52
10	Пневмотранспортный питатетель	3	25	75	0,9	0,41	27,68
11	Шаровая мельница	1	300	300	0,9	0,74	199,8
12	Мостовой кран	1	17,5	17,5	0,4	0,8	5,6
13	Итого	22		562,5			292,58

Таблица 8

Потребность цеха в энергетических ресурсах

№ п/п	Наименование энергетических ресурсов	Единица измерения	расходы
			в час	в смену	в сутки	в год
1	электричество	кВт	292,58	2340,64	4681,28	1226495,36

8. Охрана труда

Рабочие будут обеспечены виброгасящей и диэлектрической обувью, респираторами, защитными очками в зависимости от места и характера их работы.

Рабочие вредных профессий будут получать спецмолоко и дополнительные отпуска согласно КЗоТ РФ.

Пожарная безопасность будет обеспечена согласно требованиям противопожарной безопасности.

Будет выполнено надежное заземление, служба цеха периодически будет проверяться техническими инспекторами отраслевых профсоюзов, санитарной и противопожарной службами.

Рабочие и специалисты будут периодически проходить вводные и общие инструктажи по технике безопасности, охране труда и промсанитарии.

9. Охрана окружающей среды

Источником, наносящим экологический вред окружающей среде, может быть пыль, образованный в ходе производства цемента.

В местах выделения пыли (над мельницей и сушильным барабаном) стоят трехступенчатые пылеосадительные системы, которые пропускают газы через аспирационные устройства, выбрасывают очищенный воздух в атмосферу. А осажденную пыль собирают в циклонах и направляют в склад цемента. Из этого видно, что цех полностью работает по безотходной системе, способен пустить в производство свои отходы.

10. Оценка эффективности решений, принятых в проекте

Таблица 9

Основные технико - экономические показатели

Запроектированного предприятия

Наименование показателей	Единицы измерения	Величина показателей
		Запроектированного предприятия	Аналогичного предприятия
		В час	В год	В час	В год
Сырье	т	12,39	51905,58	35	110000
Электричество	кВт	292,58	1226495,36	600	2515200
Готовая продукция	т	11,93	50000	30	100000

Перечень использованной литературы

1. Методические рекомендации к выполнению комплексного курсового проекта по дисциплинам «вяжущие вещества», «процессы и аппараты в технологии строительных изделий» и «механическое оборудование предприятий строительной индустрии» А.Д. Егорова, Э.Д. Сидоров, В.В. Куба.

2. Дробильные сортировочные и транспортирующие машины Л.А. Фейгин.

Размещено на Allbest.ru