Выбор и расчет количества единиц оборудования

Проводится технологический расчет оборудования для выбранной схемы производства в порядке последовательности движения сырья.

Первоначально выбирается основной агрегат (печь, мельница и т.п.) и при отсутствии паспортной характеристик производится расчет его производительности. Приводится техническая характеристика агрегата. Затем рассчитывается количество агрегатов, необходимое для выполнения заданной программы.

 

(16)

 

где П_т – производительность по переделу, проектная;

П_р – производительность машины расчетная (паспортная);

К_з – коэффициент запаса (по сырью К_з=1, по готовому продукту К_з=0,8-0,9).

Подъемно-транспортное оборудование подбирается по производительности и приводится его полная характеристика. На перовой стадии переработки сырья на заводе осуществляется дробление его в дробилках различного типа. Выбор схемы дробления определяется размером кусков сырья, поступающего на завод, требуемой крупностью сырья, загружаемого в помольный агрегат, и твердостью сырья.

Степень дробления материала принимается в среднем:

1. щековые - 3,0-3,5;

2. конусные крупного дробления - 3,0-3,5;

3. конусные среднего дробления - 3,5-4,0;

4. конусные мелкого дробления - 4,0-5,0;

5. молотковые, роторные и

самоочищающиеся (одностадийные) - 8,0-12,0;

6. ударно-отражательные - 15,0-20,0 и более;

7. валковые - 3,0-4,0.

Степень дробления снижается на 20-30% при влажных и глинистых породах.

В зависимости от физических свойств материала вводится коэффициент снижения производительности дробильного оборудования. Равный 1,0 для сухих чистых пород (влажностью – до 2%); 0,95 – для влажных чистых пород (влажность 2,5%); 0,90 – для чистых пород при влажности более 5%; 0,85 – при влажности более 2-5%, содержании глины до 5%; 0,75 – при влажности более 5-15% и содержании глины до 10%; 0,65 – при влажности более 15% и содержании глины более 10%. При содержании в породах глинистых примесей и влаги также снижается и степень дробления на 20-30%.

Для первичного дробления твердых пород обычно используются щековые и конусные дробилки; вторичное дробление осуществляется в молотковых либо ударно-отражательных дробилках.

Дробление мягких материалов проводится в валковых дробилках с различным видом поверхности валков. В них также можно дробить и твердые малопрочные породы и уголь. Степень измельчения в валовых дробилках составляет 3-4 для твердых пород и 10-15 для слабых и мягких. Дробление может совмещаться с сушкой. Для этой цели используют ударно-отражательные дробилки. Тонкое измельчение сырья осуществляется в помольных агрегатах–мельницах, основными из которых являются шаровые трубные. Тонкость измельчения в них сырья достигается 2800-3000 см²/г, а клинкера – 2800-4500 см²/г. При сухом помоле влажность компонентов не должна превышать 2%, а при совмещении помола с сушкой – 8-10% в трубной шаровой мельнице с пневматической разгрузкой работающей по замкнутому циклу; до 20% в агрегате с мельницей самоизмельчения типа «Аэрофол» и с трубной шаровой мельницей домола.

Оборудование для обеспыливания подбирается исходя из производительности, условий работы (температура, запыленность) и степени обеспыливания. В зависимости от пылеуноса и необходимой степени очистки газов аспирационная система будет иметь соответствующее число ступеней, обеспечивающих счистку газов, соответствующую санитарным нормам.

На первой ступени рекомендуется устанавливать циклоны, а на второй – электрические и рукавные фильтры. Циклоны могут устанавливаться как одиночные, так и групповые (2, 4, 6 и 8 параллельно установленных циклов).

Степень очистки газового потока и производительность циклона зависит от угла наклона входящего патрубка и диаметра циклона составляет для одиночного циклона 1450-1691 м³/ч при диаметре 400 мм; 1235-2141 м³/ч - 450 мм; 2270-2645 м³/ч – 500 мм; 2740-3200 м³/ч –550мм; 3261-3810 м³/ч – 600 мм; 3825-4460 м³/ч – 650 мм; 4400-5180 м³/ч – 700 мм; 5100-5950 м³/ч – 750 мм; 5800-6760 м³/ч – 800 мм. Для группы из двух, четырех и более циклонов производительность соответственно увеличивается в 2,4 и более раз.

При одноступенчатой очистке газов, содержащих крупнодисперсные частицы пыли, возможно установка батарейных циклонов. Они могут также устанавливаться и при двухступенчатой схеме очистки малых объемов газов.

При работе завода на твердом топливе необходима установка дробильного и помольного оборудования, следует также предусмотреть сушку топлива. Оптимальной является схема, предусматривающая совмещение помола и сушки в одном агрегате–мельнице.

Результаты подбора оборудования по переделам сводятся в таблице 12.

 

Таблица 12 - Ведомость оборудования

 

Наименование	Тип	Пт в час	Пр в час	Количество	Мощность эл-двиг.	Ки

 

Коэффициент использования оборудования К_и представляет собой отношение фактического времени работы оборудования с учетом времени плановых ремонтов, осмотров и режима работы передела к годовому фонду времени.

Достаточно полный подбор оборудования проводится по проектируемому цеху, по остальным переделам подбирается только основное технологическое оборудование.

 

Расчет складов и бункеров

Для обеспечения непрерывного питания оборудования используются бункера, геометрические размеры которых принимаются конструктивно исходя из 2-4 часового запаса емкости и модульных размеров сеток колонн и конструкций.

 

(17)

 

где V_б – объем бункера, м³;

П_фч – фактическая часовая производительность оборудования по данному компоненту перед которым установлен бункер, т/ч

γ₀ - насыпная плотность материала, т/м³

К_з – коэффициент заполнения (0,7-0,9)

t – нормативный запас материала, час.

(18)

 

Как правило, основной технологический агрегат имеет индивидуальные бункера для каждого из компонентов.

Расчет емкости складов производится в зависимости от режима работы завода (цеха), вида материала и количества необходимого запаса для бесперебойной работы предприятия.

Хранение дробленных сырьевых материалов (дробление осуществляется на приемных установках) осуществляется в следующих типах складов:

1. открытые и закрытые усреднительные склады для хранения и усреднения сырьевых материалов неоднородного химического состава;

2. склады с мостовыми грейферными кранами для хранения всех видов сырья и сухой глины;

3. эстакадно-гравитационные склады открытые или закрытые для хранения всех видов сырья.

Объем одного штабеля усреднительного склада принимается равным 7-10 суточному расходу сырья. Нормативные запасы сырья, полуфабрикатов, готовой продукции, основных и вспомогательных материалов приведены в таблице 13.

Для усреднения и хранения сырьевой муки применяют силосные резервуары с пневматическим перемешиванием. Может применяться одноярусное и двухъярусное расположение гомогенизационных и запасных силосов. Подача сырьевой муки и пыли из печных электрофильтров непосредственно в запасные силосы не рекомендуется.

Усреднение и хранение готового шлама рекомендуется осуществлять в горизонтальных круглых бассейнах емкостью не менее 8 тыс. м³, оборудованный крановыми мешалками с пневмомеханическим и гидравлическим перемешиванием. Хранение корректирующих шламов рекомендуется проводить в вертикальных бассейнах емкостью 800-1200 м³ с коническим днищем и пневматическим перемешиванием.

Общая полезная емкость резервуаров принимается не менее трехсуточной потребности всех печей в шламе. Количество однотипных резервуаров должно быть не менее двух.

 

Таблица 13 - Нормативные запасы материалов

 

Наименование материала	Запас в сутках	Примечание
Годовая производительность завода по цементу, млн.т
до 1,0	1,0-2,0	более 2,0
Карбонатный компонент сырьевой смеси		3-5	3-4
Продолжение таблицы 13 - Нормативные запасы материалов
Глинистый компонент сырьевой смеси		2-3	2-3	При не слипающемся или подсушенном материалах
Сырьевой шлам			2,5-3
Глиняный шлам		1-2
Промежуточный шлам		1-2
Сырьевая мука
Корректирующая сырьевая мука		1-2	1-2
Клинкер		4-5		Резервный склад на 3-5% годовой производительности завода
Добавки гидравлические, корректирующие, гипс
ПАВ, интенсификаторы, минерализаторы
Цемент		10-15
Твердое топливо
Мазут, как основное топливо

 

Хранение клинкера предусматривается в складах силосного или шатрового типа.

Хранение сухих добавок – в силосных или шатровых складах, а также складах бункерного типа.

Хранение гипса и угля осуществляется в напольных или бункерных складах.

Хранение клинкера, гипса, добавок и угля может также производиться в складах оснащенных грейферными кранами.

Хранение цемента, поступающего из помольного отделения, осуществляется в складах силосного типа.

В зависимости от заданного ассортимента продукции применяются, как правило, силосы диаметром 12 и 18 м.

Количество силосов должно быть не менее трех.

Размеры штабельных складов рассчитываются по следующей методике:

Площадь

 

(19)

где V_n – потребная емкость склада для данного материала, м³

Н_м – максимальная высота штабеля с учетом выбранной схемы механизации, м; при схемах с механизмами, имеющими грейфер, Н_м=Н_гр-1

Н_гр – максимальная высота подъема грейфера, м

К₂ – коэффициент использования теоретического объема, зависящий от формы и размеров штабеля (приложение 1)

К₁ – коэффициент, учитывающий разрывы и проезды на складе, ремонтные площадки, место, занятое бункерами, подпорными стенками, разгрузочными канавами и т.п. (определяется схемой складирования материалов). Может быть равным 1,2-1,5.

 

(20)

 

где А_с – суточный расход материала, т

С_н – нормативный запас материала, сут.

γ_н – насыпная плотность материала, т/м³

 

Количество горизонтальных шламовых бассейнов определяется по формуле:

 

(21)

 

где Q_с – суточный расход сырьевой смеси (по сухому), т

С_н - нормативный запас сырьевой смеси, сут.

V_гш – полезная емкость одного горизонтального шламового бассейна при недоливе 0,5-0,6м, м³

Р_с – содержание сухого вещества в 1 м³ готового шлама, т/м

Значение Р_с принимается по приложению 2.

 

Количество бассейнов, определенных по формуле 21, достаточно для обеспечения непрерывной работы печей при поточной схеме приготовления и корректировки сырьевой шихты. В противном случае возникает необходимость в приготовлении глиняного промежуточного и корректирующих шламов. Последний хранится в вертикальных шлам-бассейнах, промежуточный и глиняный (при большой производительности завода) – в горизонтальных. Нормативный запас корректирующего шлама принимается таким же, как и для глиняного.

Подготовка (корректирование) сырьевой муки осуществляется в вертикальных силосах установленных отдельно от запасных, в которых осуществляется хранение, либо над ними, во втором ярусе. Коэффициент заполнения теоретического объема силосов может быть принят равным 0,6-0,9.

 

 

Количество силоса рассчитывается по формуле:

 

(22)

 

где Q – суточный расход (поступление) материала, т

С_н – нормативный запас материала, сут.

V – полезная емкость одного силоса, м³

γ_н – насыпная плотность материала, т/м³

Насыпная плотность материалов берется из приложения 3.