Выбор и поверочный расчет вспомогательного оборудования

Бункера для хранения сырьевых материалов

Расходные количества кусковых или порошкообразных материалов обычно хранят в железобетонных или стальных бункерах. Форму и размеры бункеров, угол наклона стенок и размер выходного отверстия выбираем в соответствии со свойствами материала, подлежащего хранению.

Требуемый геометрический объем бункера V₀ определяется по формуле:

,

где К_з – коэффициент заполнения (принимается равным 0,85 – 0,90).

При помоле влажных материалов часовую производительность мельницы по данному компоненту необходимо пересчитать на влажный материал:

,

где Q_исп – производительность установки по исходному материалу, т/ч; w₁ и w₂– соответственно начальная и конечная влажность материала, %.

Для известняка:

[т/час]

Для глины:

[т/час]

 

Полезная емкость бункера V_б рассчитывается по формуле:

,

где Q – часовая производительность мельницы по данному компоненту, т/час; – насыпная масса, т/м³; τ – нормативное время запаса материала в бункере, час. (2 – 10 ч.).

       Для известняка:

[м³]

Для глины:

[м³]

 

Тогда требуемый геометрический объем бункера равен:

Для известняка:

[м³]

Для глины:

[м³]

Так как угол естественного откоса глины и известняка равен 45⁰, то угол наклона стенок бункера должен быть не менее 60⁰.

Дозаторы и питатели материалов

Точное дозирование отдельных компонентов сырьевой смеси является одним из факторов, определяющих качество конечного продукта – портландцемента. Равномерная и бесперебойная подача сырьевых материалов обеспечивает однородность состава сырьевой смеси, высокопроизводительную работу мельниц и минимальный расход электроэнергии на помол.

Мелкокусковые и дисперсные непластичные материалы дозируют объемным или весовым методом.

Тип питателя выбирается в соответствии с требуемой производительностью, размером куска подаваемого материала, его физико-механическими свойствами, а также в соответствии с необходимой точностью дозирования. Наибольшее распространение для дозирования сырьевых материалов в цементной промышленности получили тарельчатые, ленточные или пластинчатые питатели объемного дозирования, а также автоматические ленточные дозаторы-питатели весового дозирования.

Для данной технологической линии выбираем тарельчатые питатели, так как они просты в обслуживании и регулировании количества подаваемого материала.

Тарельчатый питатель

Тип тарельчатого питателя выбирается по его объёмной производительности, а затем его массовая производительность проверяется по формуле:

,

где  - производительность питателя, т/ч; - радиус диска питателя, м; - радиус верхней кромки конуса материала, м; ; - высота кольца материала, сбрасываемого ножом с диска, м; м; - скорость вращения диска питателя, мин^-1; - насыпная масса материала, т/м³;

 

Для известняка:

Выбираем тарельчатый питатель ДЛ-10А со следующими характеристиками:

Параметр	Тип питателя
	ДЛ-10А
Диаметр диска, мм	1000
Скорость вращения диска питателя, мин-1	7 – 11
Производительность, м3/ч	28
Максимальный размер куска материала, мм	50
Габаритные размеры, мм:
высота	1300
длина	1250
ширина	1150
Мощность электродвигателя, кВт	2,2
Масса питателя, т	1,30

 

т/ч, что больше требуемой производительности (39,6 т/ч).

Для глины:

Выбираем тарельчатый питатель ДЛ-8А со следующими характеристиками:

Параметр	Тип питателя
	ДЛ-8А
Диаметр диска, мм	800
Скорость вращения диска питателя, мин-1	7 – 11
Производительность, м3/ч	13
Максимальный размер куска материала, мм	40
Габаритные размеры, мм:
высота	1150
длина	1050
ширина	1000
Мощность электродвигателя, кВт	1,5
Масса питателя, т	0,60

 

т/ч, т/ч,           что больше требуемой производительности (13,7 т/ч)

 

Внутрицеховой транспорт

Для работы основного технологического оборудования необходимо обеспечить бесперебойный и непрерывный внутрицеховой транспорт перерабатываемых материалов. Выбор вида внутрицехового транспорта зависит от расстояния и направления транспортировки, а также от физических свойств перемещаемых материалов.

Наибольшее распространение в качестве внутрицехового транспорта в цементной промышленности получили ленточные конвейеры, скребковые транспортеры, ковшовые элеваторы, винтовые транспортеры (шнеки) и пневматические транспортные желоба (аэрожелоба).

Ленточный конвейер

Для транспортирования сыпучих и кусковых материалов в горизонтальной и наклонной плоскостях в цементной промышленности широко используют ленточные конвейеры с плоской и желобчатой лентой. Ширина ленточных конвейеров, выпускаемых промышленностью, нормализована: 400, 500, 650, 800, 1000, 1200, 1400, 1600, 2000, 2500 и 3000 мм.

Для транспортирования материалов после дозаторов выбираем конвейер с желобчатой лентой, так как при её использовании отсутствует риск просыпания материала в процессе движения.

Ширина желобчатой ленты рассчитывается по формуле:

, м

где ν – скорость движения ленты, м/с; γ_н – насыпная масса материала, т/м³;

 Массовая производительность конвейера:

, т/ч

Расчетная производительность

, т/ч

, т/м³

, м

Выбираем транспортер с шириной ленты 400 мм.

Винтовой транспортер

Винтовые транспортеры (шнеки) применяются для транспортирования пылевидных, порошкообразных и мелкокусковых (реже) материалов на расстояние до 100 метров по горизонтали и под углом до 20˚ к горизонту. Шнеками нецелесообразно транспортировать липкие, уплотняющиеся, а также высокоабразивные материалы.

Внешний диаметр шнека нормализован. Промышленностью выпускаются шнеки диаметром 100, 125, 160, 200, 320, 400, 500, 600, 650 и 800 мм. Шаг винтовых лопастей составляет 0,8 – 1,0 от диаметра шнека. Диаметр шнека должен не менее чем в 4 раза превышать максимальные размеры куска транспортируемого материала.

Винтовой транспортер выбирается по диаметру шнека, а затем его производительность проверяется по формуле:

,

где Q – производительность транспортера, т/час; D – диаметр шнека, м; S – шаг шнека, м; n – число оборотов вала, мин^-1; ψ – коэффициент заполнения желоба (0,25 – 0,40); γ_н – насыпная масса материала, т/м³; К – коэффициент, зависящий от угла наклона транспортера.

Выбираем шнек для транспортировки крупки из сепаратора в мельницу.

,

где Q_вх – количество материала на входе в сепаратор; Q_т.ф. – количество тонкой фракции (готового продукта); Ц – циркуляционная нагрузка сепаратора.

Q_{винт. тр.} = Q_т.ф.(Ц – 1) = 52∙(1,5 – 1) = 26 т/ч.

Диаметр шнека 320 мм.

Производительность транспортера:

 т/час

Выбираем шнек для транспортировки сырьевой муки из циклонов НИИОГаз и электрофильтра в силос..

Необходимая производительность транспортера Q = 52 т/ч

Расчетная производительность Q_расч = 52 ∙ 1,3 = 67,6 т/ч

Диаметр шнека 400 мм.

Производительность транспортера:

 т/час

 

 

6.3.3 Пневмовинтовой насос.

Для подачи готовой сырьевой смеси в силос выбираем пневмовинтовой насос, т.к. он позволяет перемещать материал на расстояние до 450 м, и высоту до 35 м. Преимуществами пневмовинтового насоса являются герметичность и гибкость трасс, независимость от погодных условий, возможность полной автоматизации процесса и небольшие капитальные затраты на строительство. Также достоинствами этого устройства являются непрерывность процесса транспортирования, небольшие габариты, простота управления.

Необходимая производительность насоса Q = 52 т/ч

По данным таблицы 23 выбираем насос ТА–40. Его характеристики:

 

Производитель- ность, т/ч	Дальность транспортировки, м	Максимальная высота подачи, м	Диаметр трубопровода, мм	Давление воздуха, МПа	Мощность двигателя, кВт
63	230	30	175	0,3	55

 

 

Сепаратор

Для разделения материала на фракции в помольно-сушильных установках используются воздушно-проходные и центробежные сепараторы. Важнейшими характеристиками сепаратора являются циркуляционная нагрузка и коэффициент полезного действия сепаратора. Циркуляционная нагрузка сепаратора определяется как отношение количества материала на входе в сепаратор Q_вх. к количеству тонкой фракции Q_тф., которая для большинства схем равна заданной производительности мельницы Q:

В данной схеме помола необходимо использовать воздушно-проходной сепаратор, т.к. материал из мельницы в сепаратор выносится потоком сушильного агента. Достоинством данного агрегата является крайняя простота устройства

Выбор воздушно-проходного сепаратора производится по его объему и диаметру входного патрубка, которые рассчитываются по формулам:

;  ,

где  – объем сепаратора, м³; _г – объем газов, проходящих через сепаратор, м³/ч;   

_г принимается равным часовому расходу сушильного агента; q – напряжение объема сепаратора по газу, м³/(м³∙ч); в зависимости от тонкости помола сырья при остатке на сите № 008 1-5% q = 2000, 5-10% - 2500, 10-15% - 3000 и 15-20% - 3500; d – диаметр входного патрубка, м; V_сек – скорость газов в верхней части внешнего корпуса сепаратора, м/с.

 м³,

 м.

Характеристики выбранного ВПС:

Объем сепаратора – 22 м³;

Диаметр сепаратора – 4 м;

Диаметр входного патрубка – 0,95 м

 

6.5 Оборудование для обеспыливания воздуха и газов

Дробильные, помольные, обжиговые и прочие агрегаты цементной промышленности снабжаются устройствами для очистки и обеспыливания аспирационного воздуха или отходящих газов. Гранулометрический состав пыли очень разнообразен. Наряду с крупными (более 100 мкм) частицами обычно присутствуют и мелкие (менее 1 – 10 мкм) частицы пыли, что делает необходимым установку нескольких обеспыливающих агрегатов, работающих последовательно. Применение того или иного обеспыливающего агрегата зависит от целого ряда факторов:

· объема обеспыливающего воздуха или газа;

· температуры, влажности и запыленности воздуха или газа;

· физико-химических свойств пыли;

· степени очистки газов в агрегате и т. п.

Все пылеулавливающие устройства характеризуются степенью очистки газа или коэффициентом полезного действия:

,

где  и  – концентрация пыли в газах соответственно до и после аппарата, г/м³.

 

Циклоны

Циклоны используются, как правило, для предварительной очистки газов, хотя некоторые из них, например батарейные, имеют высокий коэффициент полезного действия и могут применяться для окончательной очистки запыленных газов.

Наибольшее распространение в цементной промышленности получили циклоны типа ЦККБ и НИИОГаз.

Циклоны типа ЦККБ устанавливают на первом этапе пылеочистки. Они характеризуются сравнительно малой высотой цилиндрической и конической части. Коэффициент полезного действия циклонов ЦККБ не превышает 75 – 80%.

6.5.1.1 Расчет камеры предварительной подсушки (циклон ЦККБ).

Внутренний диаметр:

 м,

Высота циклона:

 м,

Ширина входного патрубка циклона:

 м.

Расчет циклонов НИИОГаз

Так как эффективность групповых циклонов выше по сравнению с одиночными, то выбираем группу из 4-х циклонов НИИОГаз.

Диаметр циклонов:

 м.

Общая высота циклона составляет:

 м.

Электрофильтр

Для окончательной очистки газов используем электрофильтр, т.к. газы содержат большое количество трехатомных газов (H₂O, CO₂), которые легко ионизируются, повышая эффективность пылеочистки.

Площадь активного сечения электрофильтра:

 м²,

где W – скорость газов в сечении фильтра.

По данным таблицы 30 выбираем электрофильтр УГ2–3–37. Его характеристики:

Площадь активного сечения, м2	Число полей	Площадь осадительных электродов, м2	Габариты, длина×высота×ширина, м
37	4	3150	18,6×15,4×6,0

 

 

 

Дымососы

Вентиляторы предназначены для эвакуации из дробилок, мельниц, силосов и т. п. запыленного воздуха. По принципу действия различают вентиляторы осевые и центробежные. Осевые применяют для перемещения относительно больших количеств воздуха при небольшом давлении (разрежении) – до 500 – 700 Па, а центробежные используются при значительных давлениях (разрежениях) – до 3 кПа. При выборе вентилятора или дымососа их производительность может быть увеличена за счет изменения числа оборотов ротора:

,

где – необходимая производительность, м³/час; – паспортная производительность, м³/час; n₂ – необходимое число оборотов ротора, мин^-1; n₁ – паспортное значение числа оборотов ротора, мин^-1.

Выбираем мельничный вентилятор типа ДН–19,5. Технические характеристики вентилятора:

Тип вентилятора	ДН–19,5
Производительность, м3/ч	82000
Напор, кПа	270
Мощность двигателя, кВт	72
Частота вращения ротора, мин-1	750

 

Необходимое число оборотов ротора дымососа

 об/мин