ВЫБОР И ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ПРОИЗВОДСТВА

1.1 Материальный баланс производства[5]

 

Исходные данные

Часовая производительность печи – 50т/ч

Количество технологических линий – 2

Коэффициент использования печи – 0,90

1.1.1 Расчет мощности завода по цементу

 

Мощность (производительность) завода устанавливается по количеству технологических линий (печей), исходя из гарантированной часовой производительности печей и нормативного коэффициента их использования в течение года

Производительность завода по цементу определяется ассортиментом продукции и рассчитывается по формуле:

 

, т/г (1)

где Q_Кл- производительность завода по клинкеру, т/г;

0,95 – коэффициент учитывающий содержание гипса (5% по массе);

М_ср – средневзвешенное содержание клинкера, масс %.

 

Q_кл = n*q*8760*К_и , т/г (2)

 

где К_и - ко

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КПООП -12001000000 ПЗ

эффициент использования годового календарного времени К_и=0,90;

q – гарантированная часовая производительность одной печи, т/ч;

n – число технологи

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КПООП -12001000000 ПЗ

ческих линий для обжига клинкера;

8760 – годовое календарное время, ч.

, масс % (3)

где D₁ – содержание добавок в цементе первого вида (марки), масс %;

D₂ - содержание добавок в цементе второго вида (марки), масс %;

D₃ - содержание добавок в цементе третьего вида (марки), масс %;

N₁, N₂…. N_i – доля в общем выпуске цемента каждого вида, масс %;

ПЦ 500-ДО – 14%

ПЦ 400-Д20 – 20%

ПЦ 500-Д20 – 66%

Q_кл=2*50*8760*0,90 = 788400 т/год

т/год

Коэффициент использования годового календарного времени работы печей определяют по формуле:

, (4)

где П – количество часов простоя печи при ремонте за один год (в среднем)

Отсюда из формулы (3)

П=8760-8760*К_и, ч (5)

П=8760-8760*0,90=876 ч

Число рабочих часов оборудования

Т_р=8760-П,ч (6)

Т_р= 8760-876=7884 ч

 

 

Количество рабочих суток:

, сут (7)

Годовая производительность завода по клинкеру:

Q_кл=n*q*8760*К_и , т/год (8)

Q_кл=2*50*8760*0,90 = 788400 т/год

Суточная производительность составляет:

, (9)

Часовая производительность составляет:

, (10)

На 1 печь:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КПООП -12001000000 ПЗ

Годовая потребность в шламе:

, (11)

Где А_шл – удельный расход шлама на 1 т клинкера, А_шл=1,578 м³/ткл.

Суточная потребность:

, (12)

Часовая потребность:

, (13)

На 1 печь:

Годовая потребность в воде:

, (14)

где W_кл – удельный расход воды для приготовления шлама на 1 т клинкера,

W_кл=0,7405 м³/ткл

Суточная потребность:

W^сут = W^г / 324,8, м³/сут (15)

 

W^сут = 583

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КПООП -12001000000 ПЗ

81,02/324,8=179,74 м³/сут.

Часовая потребность:

W^ч = W^сут / 24, м³/час (16)

W^ч = 179,74 / 24= 7,49 м³/час

На 1 печь:

 

1.1.2 Расчет производительности завода по цементу:

Производительность в сутки:

Q^сут_ц= Q^г_ц /307, т/сут (17)

где 307-исходя из режима работы цементных мельниц, дней в году.

Q^сут_ц=1002288,33/307=3264,78 т/сут

На 1 линию:

Q^сут_ц=3264,78/2=1632,39 т/сут

Производительность в час:

Q^ч_ц= Q^сут_ц /23, т/час (18)

Q^ч_ц=1632,39/23=70,97 т/час

Для помола клинкера используются цементные мельницы открытого цикла

К_и=0,82

общее число рабочих часов: 307*23=7061

Время простоя: Т_пр=7061-0,82*7061=1270,98ч

Т_р=7061-1270,98=5790,02ч

Количество рабочих суток:

Т_р^с =Т_р/23, ч (19)

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КПООП -12001000000 ПЗ

Т_р^с = 5790,98/23=251,74 ч

Производительность цемента в сутки:

Q^сут_ц=Q^г_ц /Т^с_р , т/год (20)

Q^г_ц=1632,39*307=501143,73т/год

Q^сут_ц=501143,73 /251,74=1990,72т/сут

Производительность цемента в час:

Q^ч_ц= Q^сут_ц/23, т/час (21)

Q^ч_ц= 1990,72/23=86,55т/час

Находим расход гипса. Гипс принимаем равным 5%.

Q^г_ц – 100%

Х – 5%

Q^г_гипс=5*501143,73/100=25057,18 т/год

Расход в сутки:

Q^сут_гипс = Q_гипс / Т^с_р , т/сут (22)

Q^сут_гипс =25057,18 /251,74=99,53т/сут

Расход в час:

Q^ч_гипс = Q_гипс/23, т/час (23)

Q^ч_гипс =99,53/23=4,32 т/час

Находим количество используемых добавок:

Q^г_ц – 100%

Х – 20%

Q^г_доб = 20* 501143,73/100=100228,75 т/год

Суточное количество используемых добавок:

Q^сут_доб = Q^г _доб / Т^с_р, т/сут (24)

Q^сут_доб = 100228,75 /251,74=398,14 т/сут

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КПООП -12001000000 ПЗ

Часовое количество используемых добавок:

Q^ч_доб = Q^сут_доб /23, т/час (25)

Q^ч_доб = 398,14/23= 17,31 т/час

Находим количество интенсификаторов помола 0,05% от масс цемента:

Q^г_инт – 100%

Х – 0,05%

Q^г_инт = 0,05*501143,73/100=250,57 т/год

Суточное количество используемых интенсификаторов помола:

Q^сут_инт = Q^г _инт / Т^с_р, т/сут (26)

Q^сут_инт = 250,57/251,74=0,99т/сут

Часовое использование интенсификаторов помола:

Q^ч_инт = Q^сут_инт /23, т/час (27)

Q^ч_инт =0,99/23=0,043 т/час

Расход условного топлива на обжиг клинкера по мокрому способу принимаем 230 кг ут/т Кл

В год используется топлива:

Q^год_т =Q_кл^г*0,23, т услт/год (28)

Q^год_т =788400*0,23=181332 т услт/год

Q^сут_т =Q^год_т/324,8, т усл/сут (29)

Q^сут_т=181332/ 324,8=558,28тусл/сут

Q^час_т= Q^сут_т /24, тусл/ч (30)

Q^час_т=558,28/24=23,26тусл/ч

На 1 печь:

Q^час_т=23,26/2=11,63 тусл/ч

 

1.1.3 Определение удельного расхода сырья на 1 кг клинкера

 

Таблица 1 Химический состав исходных материалов.

 

Компоненты	R2O	SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	SO3	ППП	Σ
Известняк	-	3,55	0,81	0,62	52,58	0,93	0,21	41,3
Глина	-	50,75	15,39	7,87	7,5	1,73	3,25	10,85	97,34
Огарки	-	13,37	4,99	67,83	-	-	3,83	-	90,02

 

Таблица 2 Химический состав исходных материалов в пересчете на 100%.

Компоненты	R2O	SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	SO3	ППП	Σ
Известняк	-	3,55	0,81	0,62	52,58	0,93	0,21	41,3
Глина	-	52,14	15,81	8,08	7,7	1,78	3,34	11,15
Огарки	-	14,86	5,54	75,35	-	-	4,25	-

 

К_изв=0,994; К_глины=1,003; К_ог=1,005

Принимаем: КН=0.92, n=2.0, р=1,2

Для удобства расчетов примем следующие сокращенные обозначения:

a₁ = C₁ – 2,8S₁ ∙ KH – 1,65A₁ – 0,35F₁, (31)

 

а₁ = 52,58 – 2,8 ∙ 3,55 ∙ 0,92 – 1,65 ∙ 0,81 – 0,35 ∙ 0,62 = 41,88;

 

a₂ = S₁ – nA₁ – nF₁, (32)

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КПООП -12001000000 ПЗ

а₂ = 3,55 – 0,92 ∙ 0,81 – 2 ∙ 0,62 = 1,56;

 

b₁ = C₂ – 2,8S₂ ∙ KH – 1,65A₂ – 0,35F₂, (33)

 

b₁ = 7,7 – 2,8 ∙ 52,14 ∙ 0,92 – 1,65 ∙ 15,81 – 0,35 ∙ 8,08 = - 155,52;

 

b₂ = S₂ – nA₂ – nF₂, (34)

 

b₂ = 52,14 – 2 ∙ 15,81 – 2 ∙ 8,08 = 4,34;

 

c₁ = 2,8S₃ ∙ KH + 1,65A₃ + 0,35F₃ – C₃, (35)

 

с₁ = 2,8 ∙ 14,86 ∙ 0,92 + 1,65 ∙ 5,54 + 0,35 ∙ 75,35 – 0 = 21,05

 

c₂ = nA₃ + nF₃ – S₃, (36)

 

с₂ = 2 ∙ 5,54 + 2 ∙ 75,35 – 14,86 = 146,92;

 

Принимая, что в сырьевой смеси на 1 вес. ч. третьего компонента прих

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КПООП -12001000000 ПЗ

одится х вес. ч. первого компонента и у вес. ч. второго, решая систему двух уравнений с двумя неизвестными, получим следующие значения х и у:

 

, (37)

 

 

, (38)

 

 

Таблица 3 Основные параметры сырья

 

 

Состав сырьевой смеси составляет: известняк – 77,81%,

глина – 20,75%,

огарки – 1,4%.

Компоненты	%-содержание Компонента в с/с	Влажность сырьевых материалов	Производственные потери, %
Известняк Глина Огарки	А1=77,81 А2=20,75 А3=1,4		0,5

Опред

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КПООП -12001000000 ПЗ

еление теоретического удельного расхода сырья в сухом состоянии:

, (39)

Где ППП_с – потери при прокаливании сырья.

ППП сырьевой смеси

ППП₁=Х₁*ППП₁/100,% (40)

ППП₁=Х₁*ППП₁/100=77,81*41,3/100=32,13%

ППП₂=Х₂*ППП₂/100, % (41)

ППП₂=Х₂*ППП₂/100= 20,75*11,15/100=2,31%

ППП₃=Х₃*ППП₃/100, % (42)

ППП₃=Х₃*ППП₃/100=1,4*0/100=0%

ППП%=ППП₁ + ППП₂, % (43)

ППП%=ППП₁ + ППП₂=32,13+2,31=43,44%

 

Для первого компонента (известняк)

А¹_с= А_с*а₁/100, т/т Кл (44)

А¹_с=1,5454*77,81/100=1,202т/т кл

 

Для второго компонента (глина)

А²_с=А¹_с*а₂/100, т/т кл (45)

А²_с= 1,202*20,75/100=0,249т/т кл

 

Для третьего компонента (огарки)

А³_с= А²_с*а₃/100, т/т Кл (46)

А³_с= 0,249*1, 4/100=0,0035т/т кл

 

Определяем уде

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КПООП -12001000000 ПЗ

льный нормальный расход сырья по сухому веществу с учетом производственных потерь:

(47)

(48)

(49)

(50)

 

Определяем удельный расход воды на 1т сухой сырьевой смеси:

, % (51)

, % (52)

где в _1-3 – процентное содержание сырьевой смеси с учетом естественной влажности при производстве 1т клинкера.

, (53)

где Вв – теоретические удельные нормы сырья с учетом естественной влажности.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КПООП -12001000000 ПЗ

(54)

(55)

(56)

(57)

%

Принимаем W_шл=38%

Определяем удельный расход воды для приготовления шлама на 1 т клинкера.

W_кл= 0,7405т/ткл

Определяем удельный расход шлама на 1 т клинкера:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КПООП -12001000000 ПЗ

, м³/ткл (58)

где ρ – плотность шлама: ρ= 1,58 т/м³

 

 

Расход известняка:

Удельный расход – 1,202т/ткл

Влажность – 10%

Удельный расход с учетом 0,5% производственных потерь – 1,208 т/ткл

Расход в час: 1,208*50=60,4т/час – сухого

В_л = сух*100/100-W=60,4*100/100-10=67,11/час - влажного

Расход в сутки:

60,4*24=1449,6т/сут – сухого

1446,6*100/100-W=1610,66т/сух

 

Расход в год при К_и=0, 9:

1610,66*0, 9*365=529101,81т – сухого

- Влажного

Расход глины:

Удельный расход – 0,249 т/ткл

Влажность – 28%

Удельный расход с учетом 0,5% производственных потерь – 0,2502 т/ткл

Расход в час: 0,2502*50=12,51 т/час – сухого

- влажного

Расход в сутки: 12,51*24=300,24 т/сут. – сухого

- влажного

Расход в г

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КПООП -12001000000 ПЗ

од: 300,24*365*0, 9=98628,84 т/год – сухого.

- влажного

Расход огарок:

Удельный расход – 0,0035 т/ткл

Влажность – 20%

Удельный расход с учетом 0,5% производственных потерь – 0,0035 т/ткл

Расход в час: 0,0035*50=0,175 т/час – сухого

- влажного

Расход в сутки: 0,175*24=4,2 т/сут. – сухого

- влажного

Расход в год: 5,25*365*0, 9=1724,625 т/год – сухого

- влажного

Расход сухой сырьевой смеси:

известняк + глина + огарки =1,202+0,249+0,0035=1,4545 т/Кл

Расход в час: 1,4545*50=72,725т/час

Расход в сутки: 72,725*24=1745,4т/сут

Расход в год: 1745,4*0,9*365=573363,9т/год

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КПООП -12001000000 ПЗ

 

Таблица 4. Материальный баланс завода

Наименование	Удельный расход на 1т клинкера	Потребность
В час	В сутки	В год
Известняк Сухой Влажный	1,202	60,4 67,11	1449,6 1610,66	529101,81 587890,9
Глина: Сухая Влажная	0,249	12,51 17,357	300,24	98628,84 136984,5
Огарки: Сухие Влажные	0,0035	0,175 0,218	4,2 5,25	1724,625 2155,78
Сухой сырьевой смеси	1,4545	72,75	1745,4	573363,9
Шлама с W=38%	1,578	159,59	3830,34	1244095,2
Разжижители шлама, ЛСТ-5%концентрации	-	-	-	-
Вода на приготовления шлама, м3	0,7405	7,49	179,74	58381,02
Клинкер, т	-
Топливо-газ на обжиг	0,23	23,26	558,28
Цемент, т	-	141,58	3264,78	1002288,33
Гипс, т	-	4,32	99,53	25057,18
Добавка 20%	-	17,31	398,14	100228,75
Интенсификатор помола, т	-	0,043	0,99	250,57

1.2. Выбор основного технологического оборудования [3]

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КПООП 12001000000 ПЗ

Расчет количества технологического оборудования производится исходя из необходимости переработки суточной потребности материалов по статьям материального баланса. Для выбранного типа технологического оборудования рассчитывается годовой коэффициент использования (Ки), который должен соответствовать средним значениям по промышленности для этого типа оборудования. Коэффициент использования оборудования рассчитывается по формуле:

(59)

 

где Ф — количество перерабатываемого материала по статье материального баланса, тонн в год;

П - часовая производительность агрегата, т/ч.

При несоответствии Ки средним значениям необходимо выбрать другой тип оборудования с большей или меньшей производительностью.

 

Для дробления 1610.66 тонн известняка в сутки, по соответствующим справочным данным устанавливаем конусную дробилку с производительностью 86 т/ч КСД –900 исходя из расчетов.

Коэффициент использования дробилки при годовой переработке известняка (587890.8 т) составит:

 

 

Количество

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КПООП 12001000000 ПЗ

устанавливаемых дробилок:

(60)

 

 

Для дробления 13984.5 т глины устанавливаем мельницу самоизмельчения «Гидрофол» с производительностью 180 т/ч ММС-70-23С. Режим работы 300 дней в году и 7 часов в сутки.

 

Из расхода известняка, глины, огарков и воды устанавливаем следующие сырьевые мельницы для размола шлама - 2 мельницы производительностью 120 т/ч исходя из расчетов:

 

 

 

Устанавливаем вращающуюся печь с размерами 4,5×170м, производительностью 50 т/ч.

После вращающейся печи устанавливаем колосниковый холодильник клинкера «Волга 75С», соответствующий ее производительности.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КПООП 12001000000 ПЗ

Для измельчения клинкера, гипса и добавок устанавливаем мельницу 3,2⨉15м с производительностью 60т/ч.

 

 

Таблица 4. Технические характеристики подобранного оборудования

 

Оборудование	Характеристика оборудования
Конусная дробилка КСД-900	Ширина загрузочной щели, мм130 Ширина разгрузочной щели, мм15-40 Наибольший размер загрузочного куска, мм105 Производит, на породах ср. прочности, м3 /ч30 - 70 Мощность электродвигателя, кВт55 Масса подвижного конуса, т1,190 Длина параллельной зоны, мм70 Масса без электродвигателя12,5
Таблица 4 Пр Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист КПООП -12001000000 ПЗ   одолжение таблице
Мельница мокрого самоизмельчения типа «Гидрофол» ММС-70-23С	Производительность, т/ч: 180 Завод изготовитель: Сызранский турбостроительный завод Мощность электродвигателя, кВт: 320
Сырьевая мельница 4×13,5м	Тип: трубная трехкамерная мельница. Производительность, т/ч: 120 Частота вращения, мин: 16,2 Мощность главного электродвигателя, кВт: 3200 Завод изготовитель «Сибтяжмаш»
Вращающаяся печь 4,5×170м	Производительность, т/ч: 50 Уклон корпуса печи, %: 4,0 Частота вращения от главного привода, мин-1: 0,7-1,44 Масса (без футеровки), т: 2170
Холодильник клинкера «Волга 75С»	Производительность, т/ч: 75 Колосниковая решетка, м: 16,6×5,04 площадь, м2: 83,6 Мощность электродвигателя, кВт: 713 Толщина слоя клинкера на решетке, мм: 150-350
Цементная мельница 3,2×15 м	Производительность, т/ч: 60 Частота вращения, об/мин: 16,2 Загрузка мелющих тел, масса, т: 128 Завод изготовитель «Сибтяжмаш» Мощность главного электродвигателя, кВт: 3200