Завод по производству гипсового вяжущего

3.3 Обоснование принятого способа производства

Имеется такой опыт производства гипсовых вяжущих из фосфогипса: предварительно фосфогипс нейтрализуют от примесей путем смещения с 2 % молотого мела, а затем подают прямо в шахтную мельницу, так как это сырье дробления не требует. Режим варки должен быть несколько откорректирован в отличие от варки природного гипса. Время томления должно быть не менее 1 ч.

Если завод работает на низкосортном природном сырье, то для его обогащения добавляют до 30 % фосфогипса и получают качественное вяжущее.

В своей курсовой работе я выбрала схему производства гипсовых вяжущих с использованием в качестве сырья только фосфогипс. Особенность этой технологии в отличии от других, где используется фосфогипс, состоит в том, что здесь исключается промывка фосфогипса от водорастворимых фосфатных, фтористых и других примесей. Обычно на промывку 1 т фосфогипса расходуется 2…5 м3 воды, которую требуется затем очищать, что обходится очень дорого.

Следует учитывать, что режимы тепловой обработки непромытого фосфогипса приводят к образованию большого количества нерастворимого ангидрита и такое вяжущее становится непригодным к употреблению. Форсированные режимы устраняют образование ангидрита из фосфогипса, полученное вяжущее отвечает требованиям стандарта, но оно имеет кислую среду и вызывает коррозию оборудования, при производстве выделяет фтористые соединения, которые необходимо улавливать и тем самым усложнять технологию. Кроме того, это вяжущее непригодно для изготовления ГЦП вяжущих.

Все эти недостатки устраняют путем нейтрализации фосфогипса известью, обеспечивающей быстрый перевод кислых фосфатных примесей в инертные соединения, исключающей образование промывных сточных вод и предотвращающей выделение фтора при тепловой обработке нейтрализованного фосфогипса.

3.4 Расчет основного технологического и транспортного оборудования

В ходе разработки технологической схемы устанавливается только тип основного технологического и транспортного оборудования. Конкретная характеристика оборудования, его производительность и другие показатели устанавливаются после выполнения расчетов. Задача расчета сводится к выбору машин, обеспечивающих выпуск продукции в данном объеме и ассортименте. Технологический расчет оборудования заключается в том, чтобы по данным о потребности в перерабатываемых материалах установить тип и количество оборудования. За основу берется паспортная производительность машин.

Технологический расчет оборудования выполняется по формуле:

М = G/g*Кв,

где М - количество единиц оборудования, потребное для выполнения заданной программы; G - заданная производительность предприятия, цеха или передела за 1 ч, принимается с учетом производственных потерь сырья или полуфабрикатов в процессе всех технологических операций; g - паспортная производительность машины выбранного типоразмера за 1 ч; Кв = 0,9…0,96 - коэффициент использования рабочего времени машины.

3.4.1 Расчет и выбор оборудования для сушки сырьевых материалов

Сушильные барабаны. Применяют для сушки сырьевых материалов добавок и топлива независимо от их первоначальной влажности и вязкости, что является их преимуществом, так как в аппаратах других конструкций сушить вязкие материалы при высокой влажности трудно, а иногда невозможно. Недостаток сушильных барабанов - большая затрата теплоты на испарение влаги из материала, когда влажность последнего оказывается меньше 10-12%. Поэтому на новых заводах сушильные, барабаны применяют для подсушки материалов до влажности 10-12%, а затем досушивают материал более эффективным способом, например совмещая с помолом в мельнице. Тепловая работа сушильных барабанов характеризуется следующими основными параметрами: W1 , W2 - влажность материала соответственно начальная и конечная ; t - температура сушильного агента на входе в барабан; gv - удельное паронапряжение объема барабана по испаренной влаге (количество влаги, удаляемой за I ч с I м3 объема барабана).

W=(W1 - W2/100 - W2) * G1 =(15 - 5/100 - 5)* 103000 = 10842

Vбар.общ. = W/g*Kв= 10842/21,25 = 510,21

П бар=Vбар.общ./ Vбар = 510,21/75,5=7шт

Выбираем 7 сушильных барабана

d=2,2 м; l=20м

Мощность - 40кВт.

Мощность электродвигателя - 36,кВт.

Удельный расход топлива - 27,7 кг/т.

Производительность - 22 т/ч.

3.4.2. Расчет и выбор помольного оборудования

Расчетная производительность мельницы определяется по формуле

Q = 6,45*Vn*vDc*(m/Vn)0,8*k*b*g=99,96 т/ч,

Где: Vn - полезный объем мельницы, м3;

Dc - диаметр мельницы в свету, м;

m - масса мелющих тел, т;

k - коэффициент, k = 1,2 - для замкнутого цикла, k = 1 - для открытого цикла;

b - удельная производительность мельницы, т/кВт*ч потребляемой мощности;

g - поправочный коэффициент на тонкость помола, g = 1.

Масса мелющих тел, т, определяется по формуле:

m = 3,77*?* Dc*l=3,77*0,25*2,9*7,8=21,3 т,

где ? = 0,25…0,3 - коэффициент заполнения мельницы;

Dc - диаметр мельницы в свету, м;

l - полезная длина мельницы, м.

Диаметр мельницы в свету определяется как заданный диаметр за вычетом толщины бронефутеровки (обычно 0,05м) по формуле :

Dc = D - 2*0,05 м

Выбираю 6 трубных мельниц

D=3 м; l=7 м.

Производительность - 24,5 т/ч.

Дозаторы сырья тарельчатые.

Мощность электродвигателя - 160 кВт.

Рис. 2. Трубная мельница.

1 - барабан; 2 - днища; 3 - полые цапфы; 4 - самоустанавливающиеся подшипники; 5 - перегородка

3.4.3 Расчет и выбор гипсоварочного котла

Учитывая часовую производительность цеха обжига G=59,1 т/ч и производительность используемого гипсоварочного котла = 13 т/ч, следовательно

59,1/13=5шт

Принимаем 5 гипсоварочных котла непрерывного действия:

d=3,1м; h=4,36м

Мощность электродвигателя - 45 кВт

Частота вращения мешалки - 16 об/мин

Рис. 3. Гипсоварочный котел

3.4.4 Транспортное и вспомагательное оборудование. Транспортное оборудование

К транспортному оборудованию предприятий по производству вяжущих относятся ленточные и, пластинчатые транспортеры /конвейеры/, элеваторы, винтовые конвейеры, пневмокамерные и пневмовинтовые насосы, пневмоподъемники, аэрожелоба и др.

К вспомогательному относится оборудование для питания, сепарации разделения, дозирования, усреднения и аэрации, а также аспирационное, обеспечивающее и тягодутьевое.

Ленточные конвейеры с плоской и желобчатой лентой применяются для транспортирования сырьевых материалов, добавок как в горизонтальной, так и наклонной плоскостях. Промышленность выпускает ленточные конвейеры с шириной ленты 400...2000 мм. Ширина ленты определяется из условия обеспечения необходимой производительности при заданной скорости движения ленты и в зависимости от наибольшего размера кусков транспортируемого материала

В курсовом проекте для транспортировки сырьевых материалов выбраны ленточные конвейеры и шламовые насосы.

Производительность ленточного конвейера, т/ч, определяется по формуле:

Q = 576*B2*V*?*tg?*Kф*Кс,

Где В2 - ширина ленты, м;

V - скорость движения ленты, м/с. V = 0,56 м/с

Tg? = 350;

Кф - коэффициент, учитывающий форму ленты. Кф = 1;

Кс - коэффициент снижения производительности от угла наклона. Кс = 0,93.

? - насыпная масса материала, т/м3

Производительность ленточного конвейера должна подходить производительности передела, перед которым он установлен.

Для подачи фосфогипса в бак нейтрализации нужен ленточный конвейер шириной 0,4 м. РТ - 60 с шириной ленты 0,4м и мощностью 64кВт.

Производительность транспортера расчитывают по формуле:

Q = 576*0,42*0,56*1,4*tg35*1*0,93 = 50,4 т/ч.

Для подачи извести в бак нейтрализации принимаю конвейер с шириной ленты 0,45м. Принимаю 1 ленточных конвейера типа КЛЗ - 150 для транспортирования извести. Ширина этого транспортера 0,45 м, мощность электродвигателя 61 кВт.

Производительность определяется по формуле:

Q = 576*0,452*0,56*1,4*tg35*1*0,93 =51,02 т/ч.

Для передела помола принимаю конвеер с шириной ленты 0,4м. РТ - 60 с шириной ленты 0,4м и мощностью 64кВт.

Q = 576*0,42*0,56*1,4*tg35*1*0,93 = 50,4 т/ч.

Количество ленточных конвейеров определяю из технологической схемы в соответствии с количеством установленных аппаратов, перед которыми необходимо устанавливать конвейера.

3.4.5 Оборудование для питания

Питатели - устройства для равномерной и регулируемой подачи материалов к транспортному оборудованию и перерабатывающим машинам (дробилкам, мельницам, печам)

По характеру дозирования различают объемные и весовые питатели; по характеру движения рабочих органов - дисковые, пластинчатые, ячейковые, винтовые, ковшовые /с непрерывным движением рабочего органа/ и вибрационные /с колебательными движениями/.

На заводах по производству вяжущих наиболее распространены дисковые /тарельчатые/ питатели, основным рабочим органом которых является горизонтально расположенный диск. Материал из бункера поступает на диск, а затем при вращении диска ножом сбрасывается в разгрузочный лоток. Производительность дискового питателя регулируют изменениями положения сбрасывающего ножа или частоты вращения диска.

Для своей технологии производства я выбираю

Ш 3 пластинчатых питателя

Марка ПОТ - 15-90

Длинна - 12,76 м

Ширина - 5,7 м

Высота - 2,01 м

Мощность - 17 кВт

Ш 1 тарельчатый питатель

Марка - ДЛ - 16 А

Длинна - 2,245 м

Ширина - 1,6 м

Высота - 0,7 м

Мощность - 2,8 кВт

Ш 1 винтовой питатель. Принимаю 1 трехшнековый питатель.

Диаметр - 300 м

Рабочая длина траспортирования - 2500 м

Мощность - 3,2 кВт

Завод-изготовитель - по чертежам завода Волгоцеммаш.

3.4.6 Бункера

Бункера устанавливают перед непрерывно действующими технологическими агрегатами для обеспечения равномерного питания и бесперебойной работы оборудования.

Емкость промежуточного бункера зависит от производительности непосредственно связанного с ним оборудования и обычно принимается из расчета обеспечения трех - четырехчасовой работы технологической машины. При разных режимах работы цехов емкость бункеров работающего цеха должна обеспечивать создание запаса на нерабочий период смежного цеха. Ее рассчитываю по формуле:

V = G*T/?0*K3,

Где G - производительность, т/ч;

T - время запаса, Т = 2 ч;

?0 - объемная масса материала, т/м3;

К3 - коэффициент заполнения бункера. К3 = 0,9.

1. Расходный бункер цеха нейтрализации:

V = 69,4*4/1,4*0,9 = 220,3 м3.

2. Расходный бункер перед сушильным барабаном:

V = 103*4/1,4*0,9 = 327 м3.

3. Расходный бункер перед гипсоварочным котлом:

V = 59,1*4/1,4*0,9 = 187,6 м3.

4. Расходный бункер перед трубной мельницей:

V = 73,5*4/1,4*0,9 = 233 м3.

5. Расходный бункер перед транспортной установкой:

V = 42,5*4/1,4*0,9 = 135 м3.

6. Расходный бункер томления перед трубной мельницей:

V = 73,5*4/1,4*0,9 = 233 м3.

3.4.7 Расчет и выбор силоса

Геометрический объем силосного склада ведется по формуле:

Vc = A*CH/?*K3,

Где А - суточная производительность по данному материалу, т;

Сн - число суток нормированного запаса;

? - средняя насыпная масса материала, т/м3;

К3 = 0,9 - коэффициент заполнения силоса

Vс = 1021,2*3/1,5*0,9 = 2269 м3

Т.к. рассчитанная емкость силоса для хранения слишком большая, значит принимаю 3 силоса для хранения с полезной емкостью 750м3.

3.4.8Склад сырьевых материалов

Для складов сырьевых материалов необходимо рассчитать запас материалов по формуле:

P = ?*t*Кн,

где ? - среднесуточный расход материала, т (м3);

t - нормативное число дней запаса материала.

Р = 1972,5*3*1,3= 7692,75 т.

L = Vс * tg?/h2 ; Vс = P/?; S = 2*L*h/tg?; B = S/L,

где ? - насыпная масса материала, т/м3

? - угол природного откоса 35…450

h - высота штабеля 4…6м

Vс = 7692,75/1,4 = 5494,8 м3 ; L = 5494,8*tg45/62 = 152,6 м;

S = 2*152, 6*6/tg45 = 1831,6 м2 ; B = 1831,6/152,6 = 12 м

3.4.9 Пневмотранспортная установка

Устанавливается для транспоттировки матереала на склад готовой продукции.

Принимаю 1 насос НПВ - 36-2.

Производительность - 36 т/ч.

Можность привода - 30 кВт.

Расход сжатоговоздуха - 18 м3/мин.

Масса - 98 кг.

Полученные характеристики технологического оборудования заносим в сводную ведомость оборудования (табл.3.4).

Таблица 3.4 Ведомость оборудования

№ п.п	Наименование оборудования	Марка	Количество	Габариты, м	Мощность, кВт
				длина	ширина	высота
1	Трубная мельница	ШЦ - 4	6	8,82	4,79	3,79	160
2	Сушильный барабан	СМЦ - 428	7	2,2	-	-	36
3	Гипсоварочный котел	СМА - 158	5	4,36	2,74	6,488	45
4	Бак с мешалкой	-	1	-	-	-	3
5	Насос	БРШ 7А	1	-	-	-	125
6	Барабанный вакуум фильтр		1	2,5	2,25	2,75	1
7	Пневмотранспортная установка	НПВ-36-2	1	230	-	-	30
8	Ленточный конвейер	КЛЗ - 150	1	-	0,45	-	61
9	Ленточный конвейер	РТ - 60	2	-	0,4	-	64
10	Накопительные бункера	-	7	-	-	-	-
11	Тарельчатый питатель	ДЛ - 16А	1	2,245	1,6	0,7	2,8
12	Винтовой питатель	-	1	-	-	-	3,2
13	Пластинчатый питатель	ПОТ - 15 - 90	3	12,76	5,7	2,01	17
14	Склад сырьевых материалов	-	2	-	-	-	-
15	Силос	-	3	-	-	-	-

4. Потребность в энергетических ресурсах

К энергетическим ресурсам относятся топливо, пар, электроэнергия, воздух и вода для выполнения технологических операций.

Потребность в электроэнергии рассчитывается по форме табл.4.1

Коэффициент загрузки мощности двигателя определяется по формуле:

Км = Gф/Gт,

Где Gф, Gт - производительность оборудования соответственно фактическая и паспортная.

Коэффициент использования смены во времени Кв отражает отношение времени фактической работы оборудования в смену к продолжительности смены.

Рассчитываю коэффициент загрузки мощности двигателя

Ш для трубной мельницы:

Км =73,5/27,5*1 = 2,67

Ш для сушильного барабана

Км = 103/22*3 =1,56

Ш для гипсоварочного котла

Км = 59,1/13*3 = 1,52;

Таблица 4.1 Расчет потребности в энергетических ресурсах

№ п/п	Наименование оборудования с электродвигателями	Количество единиц	Паспортная мощность, кВт	Продолжительность работы в год, ч	Коэффициент использования смены, Кв	Коэффициент загрузки по мощности Км	Потребность в электроэнергии с учетом Кв и Км , кВт	Расход электроэнергии в год, кВт*ч
			единицы	общая
1	Трубная мельница	6	160	960	7680	0,9	0,96	829,44	6370099,2
2	Сушильный барабан	7	36	352	7680	0,9	0,63	199,584	1532805,1
3	Гипсоварочный котел	5	45	225	7680	0,9	0,8	162	1244160
4	Бак с мешалкой	1	3	3	7680	0,9	0,9	2,43	18662,4
5	Насос	1	125	125	7680	0,9	0,9	101,25	777600
6	Барабанный вакуум фильтр	1	1	1	7680	0,9	0,9	0,81	6220,8
7	Пневмотранспортная установка	1	30	30	7680	0,9	0,9	24,3	186624
8	Ленточный конвейер КЛЗ - 150	1	61	61	7680	0,9	0,9	49,41	379468,8
9	Ленточный конвейер РТ - 60	2	64	128	7680	0,9	0,9	103,68	796262,4
10	Винтовой питатель	1	3,2	3,2	7680	0,9	0,9	2,592	19906,56
11	Пластинчатый питатель ПОТ	3	17	51	7680	0,9	0,9	41,31	317260,8
12	Тарельчатый питатель ДЛ-16А	1	2,8	2,8	7680	0,9	0,9	2,268	17418,24
		Сумма:	1519,074	11667088
		Неучтённое оборудование - 15% от суммы:	227,8611	1750063,2
	Итого:	1746,9351	13417151

Страницы: 1, 2, 3