Реферат: Производство портландцемента

Состав клинкера определяется путем пересчета состава сырьевой смеси на прокаленное вещество.

Определяем величину коэффициента насыщения, силикатного и глиноземного модулей:

KH= n =p =

Совпадение полученной величины коэффициента насыщения с заданной подтверждает правильность расчетов. Величины силикатного и глиноземного модулей лежат в допустимых пределах.

Производительность завода (цеха) по годовой продукции определяется по формулам:

П_сут= /сутки

П_сменн= /смену

Г_вр= 305 8 0.9 =2196 часов

П_час=  =227,7/час

где - заданная годовая производительность цеха, тн;

С_р- расчетное количество рабочих суток в году;

n- число смен;

-годовой фонд рабочего времени, час.

П_сух= = = 185.45

2.1 Расчет расходных бункеров

Требуемый геометрический объем бункера определяют по формуле:

геом=Пчn/h

где Пт - расход материала, м³/ч,=2 - запас материала, час

h=0,9 - коэффициент заполнения

Итак, Vгеом. клин=26,352/0.9=58,55геом. шлак=27,782/0.9=61,73геом. гипс= 2.352/0.9=5,2

2.2 Расчет варочных котлов, шахтных печь

П_сух= == 421875

П_сух=== 1382,34

П_сух=== 459,84

П_сух= = = 191,25

2.3 Расчет помольного оборудования

Помол материала проводят сухим способом по открытому и замкнутому циклу.

Производительность: 64,53т/ч

Двухкамерная трубная мельница: 4,0х13,5

Внутренний диаметр барабана: 4000мм =4 м

Мощность двигателя: 3200 кВт

Масса мелющих тел: 238 т

Производительность: 100 т/ч

Проверка фактической производительности:

=6,45VÖD (p/v)^0.8кbq

- производительность мельницы по сухому материалу, т/ч;- внутренний полезный объем мельницы,

примерно 50% от геометрического объема, куб.м; p- масса мелющих тел, т;=6,451.25Ö4 (238/125)^0.81,50,0360,77=11,22

2.4 Расчет сушильных устройств

При расчете сушильных барабанов, шаровых мельниц, используемых для одновременного помола и сушки, удельная паронапряженность А принимают равной: при сушке доменного гранулированного шлака 40-50 кг/м. Исходя из заданной производительности (количество воды, которую нужно удалить из материала за 1 ч, кг), требуемой внутренний объем сушильного барабана рассчитывают по формуле:

V_б=W/A=(s₁(w₁-w₂)/(100-w₂))/A=(s₂(w₁-w₂)/(100-w₁))/A,м³

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

А - удельная паронапряженность, кг/куб. м*ч;

s₁- масса материала, поступающего в барабан, кг/ч;

s₂- масса материала, выходящего из барабана, кг/ч;₁ - начальная относительная влажность материала, %;₂ -конечная относительная влажность материала, %_б=53900 ((10%-1%)/(100%-1%))/45=108.9 м³

Удельный расход тепла в сушильных барабанах и мельницах на испарение 1 кг воды составляет 3500-5000 кДж СМ 2,0  12

2.5 Расчет пылеосадочных систем

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:

_вых=Z_вх*(1-Ö(n/100))

где Z_вых и Z_bx - запыленность газов до и после пылеулавливающего аппарата, г/м³;степень очистки (КПД) пылеосадочного аппарата, %.

Степень очистки наиболее часто применяемых пылеосадочных аппаратов составляет: циклонов и батарейных циклонов - 0,8-0,85, рукавных фильтров -0,95-0,98.

Запыленность воздуха и газов, отбираемых от технологического оборудования примерно следующая: отходящих газов сушильных барабанов -20-40 г/м³, аспирационного воздуха мельниц - 50-200 г/м³, газо-воздушных смесей при пневматической транспортировке вяжущих - 800-1000 г/м.

Количество аспирационного воздуха, отсасываемого от мельниц, определяется по формуле:

воз = 3600  S Vo, м³/г

S - площадь свободного сечения барабана мельницы, равная 50% от номинальной, кв.м; S=(πd²/4)0,5 = 6,28- скорость отсасываемого воздуха в мельнице, м/с, при нормальном аспирационном режиме составляет 0,6 - 0,7м/с_воз=36006,280,6 =13564,8 м³/ч

Выбираем циклон НИИОгаз серии НЦ-15:

Диаметр -1200 мм

Объем бункера- 1,1 куб.м

Масса-1890 кг

Рукавный фильтр РВ-3:

Площадь фильтрующей поверхности - 200 кв.м

Производительность -14400 куб.м/ч

Мощность электродвигателя - 2,4 кВт

Габаритные размеры:

Длина-1,8м

Ширина-3,5м

Высота-14,0м

Масса-4,4 т.

Ориентировочно количество газов, отсасываемых из сушильных барабанов и мельниц, на 1 кг испаряемой влаги можно определить, исходя из уравнения:

= V_вхС_vt₁

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 составляет:

V_вх= 1.5(Q/ С_м  t₁) (273+ t₂)/273, м³

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

с - средняя объемная теплоемкость газов 1,31-1,47₁, t₂ - температура газов, соответственно при входе и выходе из сушильного барабана или мельницы, С 1,5 - коэффициент, учитывающий подсос воздуха_вх= 1,5(4000/1.4700) (273+150)/273=9,5 м³= 9,5 1,31  700 = 8711,5кДж/кг.

Пч^вх- количество влажного материала, кг/г

Пч^сух- количество сухого материала, кг/г.воз = 9,5  (23080 - 19450) =34504 м3/г

3. Технологическая часть

.1 Режим работы предприятия

Режим работы цеха является исходным данным для расчета технологического оборудования, потребности в сырье, состава рабочих.

Режим работы цеха характеризуется количеством рабочих дней в году, смен и их продолжительностью в часах. Третью смену целесообразно применять для ремонта оборудования.

Работа цеха помола предусматривается в две - три смены при непрерывной рабочей неделе и количестве рабочих дней в году 310 - 320 (коэффициент использования помольных установок равен 0,9).

Таблица 3 - Характеристика предприятия при круглосуточном режиме работы

3.2 Контроль производства и качества портландцемента в цехе помола

Получать любой продукт, в том числе и цемент, на современных заводах можно только при строгом соблюдении всех технологических требований и правил в осуществлении производственного цикла при установленных оптимальных режимах работы всех механизмов и установок. Большое значение при этом имеет 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.

В настоящее время созданы способы автоматического отбора проб материалов в процессе их переработки. При этом частота операций отбора проб и величина последних зависит от степени однородности материалов, размера потока, гранулометрии (при кусковых материалах) и других условий (ДСТУ Б В.2.7-44-96).

Исходные материалы контролируют по химическому составу, содержанию СаСОз (титр) в известняке, влажности сырья (ДСТУ Б В.2.7 - 66 98).

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 СаО, SiO₂, А1₂О₃,Fe₂О₃. Химический анализ клинкера и цемента производится по ДСТУ Б В.2.7 - 66 - 98.

Проводят контроль качества портландцемента: проверка тонкости помола (остаток на сите №008 не более 15%), истинная плотность ρ = 2,8/3 г/см³, проверка сроков схватывания, нормальной густоты, усадки и набухания, водопотребности; разделение по показателям прочности на марки 300, 400 и 500. Определяют равномерность изменения объема.

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, при наличии большого количества электродвигателей особое внимание должно уделяться при проектировании заводов и при их эксплуатации созданию благоприятных условий для работы трудящихся. Охрана труда должна осуществляться в полном соответствии с «Правилами по технике безопасности и производственной санитарии на предприятиях цементной промышленности".

Следует подчеркнуть, что поступающие на предприятие рабочие должны допускаться к работе только после обучения их безопасным приемам работы и инструктажа по технике безопасности. Ежеквартально надо проводить дополнительный инструктаж и ежегодно - повторное обучение по технике безопасности непосредственно на рабочем месте.

На действующих предприятиях необходимо оградить движущиеся части всех механизмов и двигателей, а также электроустановки, приемки, люки, площадки и т. д. Должны быть заземлены электродвигатели, а также разного вида электрическая аппаратура. Необходимо предусматривать соответствующие устройства и установки подъемно-транспортных механизмов для безопасного ведения ремонтных работ. Установку по сушке и помолу, трубопроводы, сепараторы, бункера для хранения пыли вследствие взрывоопасности надо оборудовать предохранительными клапанами.

Обслуживание дробилок, мельниц, печей, силосов, транспортирующих и погрузочно-разгрузочных механизмов должно осуществляться в соответствии правилами безопасной работы у каждой установки.

Большое внимание следует уделять обеспыливанию воздуха и отходящих газов печей и сушильных установок с целью создания нормальных санитарно-гигиенических условий труда. В соответствии с санитарными нормами проектирования промышленных предприятий концентрация в воздухе помещений цементной и остальной пыли не должна превышать 0, 04 мг/м³.

Содержание в воздухе окиси углерода не допускается более 0,03 мг/м³, сероводорода - более 0,02 мг/м³. В воздухе, выбрасываемом в атмосферу, концентрация пыли не должна быть более 0,06 г/м³. При нормальной эксплуатации пылеочистных систем содержание пыли в выбрасываемом воздухе составляет 0,04-0,06 г/м³. Для создания нормальных условий труда все помещения цементных заводов надо обеспечивать искусственной и естественной вентиляции.