Анализ проекта цеха помола цементного завода, работающего по сухому способу

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Обоснование способа производства

2. Описание технологической схемы производства

3. Расчет материального баланса производства и подбор основного оборудования

4. Правила эксплуатации, устройство и принцип работы оборудования

4.1 Правила эксплуатации роторной печи

Список использованных источников

Аннотация



Введение

Цемент - один из базовых строительных материалов, который называют "хлебом строительства". В современной строительной практике роль цемента в выпуске новых прогрессивных материалов и изделий для полносборного домостроения постоянно возрастает. Являясь основным вяжущим компонентом, цемент находит широкое применение в производстве бетона, железобетона, строительных растворов, а также в асбестоцементной, нефтедобывающей и других отраслях промышленности. Он пользуется спросом при возведении новых промышленных объектов, реконструкции и строительстве зданий и сооружений, в том числе гидротехнических объектов, индивидуальном строительстве. Уникальные свойства цемента позволяют на его основе изготавливать специальные конструкции, такие как железнодорожные шпалы, строительные блоки, панели и плитки, многие другие изделия.

Цементная промышленность - одна из ведущих отраслей производства строительных материалов. Выпускаются различные виды цемента: портландцемент, шлакопортландцемент, пуццолановый портландцемент, специальные цементы (декоративные, тампонажный, глинозёмистый, сульфатостойкий, цемент для гидротехнических сооружений, быстротвердеющий цемент и др.).

В качестве основных характеристик цемента выделяют такие свойства как морозостойкость, прочность, плотность, водопотребность. Именно от этих свойств зависит долговечность цемента и объектов, на которых он используется.

Цемент и получаемые на его основе прогрессивные строительные материалы успешно заменяют в строительстве дефицитную древесину, кирпич, известь и другие традиционные материалы.

Цемент представляет собой важный и незаменимый материал, используемый для различных процессов строительства. Крупными потребителями цемента являются нефтяная и газовая промышленность, строительные фирмы различного масштаба. Цемент часто используется частными лицами в отделке помещений или индивидуального строительства

Цемент - важнейший строительный материал. В строительной практике он применяется уже более 150 лет. Крупные научные открытия, послужившие основой создания новых видов цемента и улучшения качества существующих, относятся к последним пяти десятилетиям, причем большинство из них принадлежит советским учёным.

Главные виды цемента, выпускающиеся в настоящее время - это портландцемент, шлакопортландцемент, пуццолановый цемент. Основой всех этих видов цемента является клинкер, получаемый путём обжига в печах сырьевой массы. Обжиг может производится в печах вращающегося или шахтного типа. Из-за малой производительности печей шахтного типа, обжиг в них применяют крайне редко.

При обжиге во вращающихся печах, клинкер получают двумя способами: сухим и мокрым. При мокром способе сырьё поступает в печь в виде полужидкой массы - шлама, с содержанием воды около 40% от общей массы. При сухом способе, сырьевые материалы, обычно предварительно подсушенные, измельчаются и подаются на обжиг в виде порошкообразной массы.

На отечественных заводах наибольшее распространение получил мокрый способ производства цемента. Общая технологическая схема этого способа выглядит следующим образом: 1) добыча сырья и доставка его на сырьевой склад завода; 2) дробление и мокрый помол сырья; 3) корректирование сырьевой массы - доведение её до нужного химического состава; 4) подготовку топлива для обжига шлама; 5) обжиг шлама и получение полупродукта - клинкера; 6) помол клинкера и получение цемента.

Основными видами сырья для производства цемента являются глина и известняк. Доставка сырья в сырьевой цех осуществляется различными транспортирующими установками (ленточные транспортёры, железнодорожный и автомобильный транспорт, воздушноканатные дороги т.п). Известняк, поступивший в сырьевой цех, измельчается в дробилках. Тип дробилки и её производительность определяется производительностью завода и физическими свойствами сырья.

Для измельчения глины и перемешивания её с водой применяют валковые дробилки и глиноболтушки. Дробление известняка на современных заводах осуществляется в две стадии. В дробилках первичного, крупного дробления известняк измельчается до размеров 200 - 300 мм, а затем в дробилках мелкого, вторичного дробления, на куски размером 25 - 30 мм.

Мелкодроблёный известняк и глина с водой направляются в шаровую мельницу для дальнейшего тонкого измельчения. В эту мельницу вода подаётся из расчёта, чтобы готовая сырьевая масса имела влажность 36 - 40%. Готовый шлам центробежными насосами транспортируется для хранения в цилиндрические бассейны. Если шлам нужно корректировать по химическому составу, его перекачивают из одного бассейна в другой.

Для хранения готового, откорректированного шлама используют горизонтальные прямоугольные или цилиндрические бассейны. В этих бассейнах шлам перемешивается с помощью пневмомеханических мешалок. Из горизонтальных бассейнов шлам перекачивается в питательные устройства печи. Питатели обеспечивают равномерную, в определённых количествах, подачу шлама на обжиг в печь.

При вращении печи. Шлам под действием силы тяжести перемещается к разгрузочному концу. Навстречу ему движется поток горячих газов. После целого ряда физических и химических превращений шлам перемещается в зону спекания. Здесь при температуре 1450 - 1550? происходит спекание шлама: из простой смеси глины и известняка он превращается в новый продукт - цементный клинкер.

Достигнув разгрузочного конца печи, клинкер попадает в холодильник. Охлажденный клинкер транспортирующими устройствами подается на клинкерный склад. На этом же складе хранятся добавки (трепел, шлак, гипс и т.п.). Используя те или иные добавки, можно получить различные виды цемента. Для получения готового цемента клинкер вместе с добавками подают в мельницы тонкого помола. Загрузка бункеров мельниц осуществляется грейферными кранами.

Для помола клинкера применяются трубные мельницы диаметром до 3,2 м. и длиной до 15 м. Во время работы внутреннюю полость цементной мельницы необходимо вентилировать, чтобы удалять водные пары и снижать температуру выходящего цемента. Пылевоздушная смесь из мельницы поступает в фильтр, в котором улавливается и осаждается тонкая цементная пыль, вынесенная воздушным потоком при движении через внутреннюю полость мельницы.

Готовый цемент обычно с помощью пневматических транспортирующих устройств из мельницы подается для хранения в железобетонные емкости, именуемые силосами. Из силосов цемент поступает в упаковочные отделения, где специальные машины упаковывают его в специальные мешки, или же специальными пневматическими устройствами подается непосредственно в железнодорожные вагоны.



1. Обоснование способа производства

Существует несколько технологий производства вяжущего, мокрый и сухой способ. При выборе того или иного способа каждый завод по выпуску цемента ориентируется прежде всего на доступность конкретного типа сырья в данном регионе, возможности оборудования, энергетические мощности и ряд других факторов. А с учетом того, что при изготовлении продукта можно комбинировать с разновидностями добавок, их процентным содержанием - нюансов даже при однотипной технологии достаточно.

1. «Мокрый». Данная технология считается наиболее сложной и затратной. Схема мокрого способа в том, что первичная обработка основных компонентов в начале цикла производится раздельно. Измельченные фракции загружаются в оборудование, предназначенное для кратковременного хранения материалов в водной среде. После отмачивания продукты поступают в специальные мельницы, где все еще мокрые фракции превращаются в порошкообразную массу с одновременным перемешиванием всех ингредиентов. Подготовленный шлам перемещается в шлюмбассейны (вертикальный + горизонтальный), в которых осуществляется процесс корректировки долевого соотношения составляющих цемента. По сути, определяется химическая формула конечного продукта. Далее - обжиг мокрого шлама в печи и охлаждение в холодильных установках. О цементе как таковом можно говорить только после окончательного измельчения его шлама, в результате чего и получается порошок в том виде, в котором он поступает на склад. После контроля качества вяжущее фасуется. В последнее время мокрый способ изготовления применяется все реже, так как существуют более простые и менее затратные технологии производства цемента.

2. Сухой способ. Принципиальное отличие от мокрого - в измененной технологической схеме. Основное оборудование то же самое, но при сухом способе после предварительного измельчения сырья для цемента компоненты поступают в сушильные барабаны (каждый в свой). После этого они перемешиваются и дополнительно измельчаются в общей мельнице. Особенность сухого способа еще и в том, что на этом этапе вводятся добавки. Дальнейший нюанс производства определяется видом и влажностью глины. Все сухие составляющие шлама по этому параметру необходимо «выровнять». С этой целью масса увлажняется, после чего отправляется на обжиг. Так как влажность промежуточного цементного продукта относительно невысокая (порядка 13 %), то для его осушения и получения гранул не требуется мощных печей и большого эн/потребления. Это позволяет определить сухую технологию как наиболее экономичный способ производства.

Мокрый способ производства в настоящее время преобладает - около 2/3 продукции мирового цементного производства выпускается заводами мокрого способа производства.

Особенность работы вращающихся печей мокрого способа производства - значительный расход теплоты на испарение влаги, около 45-50% общего расхода теплоты на обжиг клинкера.

Минимальный теоретический удельный расход топлива с точки зрения термодинамики и теплотехнического процесса обжига в цехах мокрого способа производства при минимальной влажности шлама обычно принимают 4,1868•1200 кДж/кг клинкера. Практически же расход теплоты на обжиг нередко составляет 4,1868•(1500-1600) кДж/кг клинкера, при благоприятных условиях он снижается до 4,1868•1450 кДж/кг. В зарубежной практике в отдельных случаях при использовании эффективных разжижителей и снижении влажности шлама до 33-34% удельный расход теплоты обеспечивается на уровне 4,1868•1350 кДж/кг клинкера.

Недостатки мокрого способа производства:

1.Высокий удельный расход тепла на обжиг клинкера.

2.Низкая производительность печей, их большая метало- и материалоемкость.

3.Низкая производительность труда, большие эксплуатационные затраты, высокая себестоимость продукции.

Преимущества мокрого способа производства:

1.Затраты на размол сырья в присутствии воды значительно ниже. Ряд сырьевых материалов (мел, глина) обладают способностью легко размучиваться в воде.

2.Транспортировка, усреднение и корректировка сырьевого шлама осуществляются легче, чем сырьевой муки.

3.При мокром способе образуется меньшее количество пыли, меньшие затраты на пылеулавливание.

Печи мокрого способа просты и надежны в эксплуатации, имеют высокий коэффициент использования.

Возможность хорошей гомогенизации шлама, эксплуатационные свойства печей позволяют использовать сырье пестрого химического состава.

Сухой способ по праву считается наиболее экономически выгодным. Особенность его в том, что на всех стадиях используются материалы только в сухом состоянии. Выбор схемы производства цемента определяется химическими и физическими характеристиками сырья. Наиболее востребованным признано изготовление материалов во вращающихся печах, в котором используются глина и известняк.

Сухой способ имеет следующие преимущества :

1. Низкий удельный расход тепла на обжиг клинкера. При сухом способе расход тепла на обжиг составляет 2900-3750 кДж/кг клинкера, при мокром -- 5400-6700 кДж/кг.

2. Объём печных газов при сухом способе на 35-40% меньше, чем при мокром способе при одинаковой производительности печи. Вследствие этого затраты на обеспыливание печных газов ниже.

3. Печи сухого способа менее металлоемки и материалоёмки, по сравнению с печами мокрого способа такой же производительности.

4. Печи сухого способа имеют высокую производительность до 3000-5000 т/сут, высокий удельный съём клинкера с 1 мЗ печи. Вследствие -этого технологические линии сухого способа в 2-3 раза мощнее линий мокрого способа, повышается производительность труда, снижаются эксплуатационные расходы, снижается себестоимость продукции.

5. В условиях недостатка воды (особенно в южных регионах) устраняется необходимость её расхода для приготовления сырьевого шлама.

Недостатки сухого способа производства:

1.При помоле сухих сырьевых материалов, транспортировке, усреднении и корректировке сырьевой муки происходит выделение значительного количества пыли. Вследствие этого большее пылевыделение при сухом способе требует установки большого числа пылеулавливающих устройств, что увеличивает капитальные затраты на установку фильтров и эксплуатационные - при их обслуживании.

2.Сложность эксплуатации печей сухого способа.

Незначительные колебания в химическом составе сырья, изменение других параметров ( дисперсность, влажность, температура) нарушают режим работы печных агрегатов.

3.Для обеспечения стабильной работы печей на обжиг должна поступать сырьевая мука ровного состава.

4.Затраты энергии и труда на помол сухих сырьевых материалов выше, чем при мокром измельчении.

На основании вышеизложенного материала в данном курсовом проекте рассматривается производство цемента по сухому способу.



2. Описание технологической схемы производства

Получение клинкера -- наиболее сложный и энергоемкий процесс, требующий больших капитальных и эксплуатационных затрат. Удельная стоимость клинкера достигает 70-80% общей стоимости портландцемента.

Процесс производства портландцемента складывается в основном из следующих основных операций: добычи сырьевых материалов; приготовления сырьевой смеси, состоящей из дробления, помола и усреднения ее состава; обжига сырьевой смеси (получение клинкера); помола клинкера в тонкий порошок с небольшим количеством гипса, а иногда и добавок.

Сухой способ производства. При сухом способе производства портландцемента выбор схемы зависит от физических и химических свойств сырья. Производство портландцементного клинкера в этом случае складывается из следующих операций.

После выхода из дробилки известняк и глину высушивают до влажности примерно 1%, после чего измельчают в сырьевую муку. Помол и сушку сырьевой смеси целесообразно вести одновременно в одном аппарате -- сепараторной мельнице. Этот способ более эффективен и применяется на большинстве новых заводов, работающих по сухому способу.

Сырьевую муку заданного химического состава получают путем дозирования сырьевых компонентов в мельницу с последующим усреднением и корректированием сырьевой шихты в специальных смесительных силосах, куда дополнительно подается сырьевая мука с заведомо низким или высоким титром (содержанием СаСО3).

При сухом способе изготовления клинкера исходные материалы (известняк, глина и др.) после дробления подвергаются высушиванию и совместному помолу в шаровых и иных мельницах до остатка 6-10% на сите № 008.

При сухом способе затраты теплоты на обжиг клинкера достигают 3150--4190 кДж/кг, что значительно меньше затрат при производстве по мокрому способу (5900--6700 кДж/кг).

Обжигают сырьевую муку в коротких вращающихся печах с предварительной тепловой обработкой ее в циклонных теплообменниках, в которых отходящими из печей газами материал нагревается до 800-850°С с частичной декарбонизацией его (на 30-40%) или в циклонных теплообменниках и далее в специальных реакторах, в которых температура муки повышается до 920-950 °С, а декарбонизация материала перед его поступлением в печь достигает 85-90%. Такой эффект получается за счет сжигания в реакторах дополнительного небольшого количества топлива.

Вращающиеся печи работают по принципу противотока. Сырье в виде порошка подается автоматическим питателем в печь со стороны ее верхнего (холодного) конца, а со стороны нижнего (горячего) конца вдувается топливо (природный газ, мазут, воздушно-угольная смесь), сгорающее в виде 20-30-метрового факела. Сырье занимает только часть поперечного сечения печи и при ее вращении со скоростью 1-2 об/мин медленно движется к нижнему концу навстречу горячим газам, проходя различные температурные зоны. Вращающуюся печь условно разделена на шесть температурных зон в зависимости от характера протекающих в них процессов. Рассмотрим эти процессы, начиная с поступления сырьевой смеси в печь, т. е. по направлению с верхнего ее конца (холодного) к нижнему (горячему).

В зоне испарения (сушки) происходит высушивание поступившей сырьевой смеси при постепенном повышении температуры с 70 до 200°С (в конце этой зоны), поэтому первую зону называют еще зоной сушки. Подсушенный материал комкуется, при перекатывании комья распадаются на более мелкие гранулы.

В зоне подогрева, которая следует за зоной сушки сырья, при постепенном нагревании сырья с 200 до 700°С сгорают находящиеся в нем органические примеси, из глиняных минералов удаляется кристаллохимическая вода (при 450-500°С) и образуется безводный каолинит Al2О32SiО2. Подготовительные зоны (испарения и подогрева) при мокром способе производства занимают 50-60 % длины печи (считая от холодного конца); при сухом же способе подготовка сырья сокращается за счет зоны испарения.

В зоне декарбонизации (ее протяженность 20-23% длины печи) температура обжигаемого материала поднимается с 700 до 1100°С; здесь завершается процесс диссоциации карбонатных солей кальция и магния и появляется значительное количество свободного оксида кальция. Термическая диссоциация СаСО3 --это эндотермический процесс, идущий с большим поглощением теплоты (1780 кДж на 1 кг СаСО3), поэтому потребление теплоты в третьей зоне печи наибольшее. В этой же зоне происходит распад дегидратированных глинистых минералов на оксиды SiO2, А12Оз, Fе2O3, которые вступают в химическое взаимодействие с СаО. В результате этих реакций, происходящих в твердом состоянии, образуются минералы ЗСаО-А12О3, СаО-А12О3 и частично 2CaO-SiO2.

В зоне экзотермических реакций (1100-1250°С) проходят твердофазовые реакции образования ЗСаОА12О3; 4CaO-AI2O3-Fe2O3 и белита. Эти экзотермические реакции на сравнительно коротком участке печи (5-7% ее длины) сопровождаются выделением большого количества теплоты (до 420 кДж на 1 кг клинкера) и интенсивным повышением температуры материала (на 150-200°С).

В зоне спекания (1300-1450-1300С) температура обжигаемого материала достигает наивысшего значения (1450°С), необходимого для частичного плавления материала и образования главного минерала клинкера - алита. В начале спекания, начиная с 1300°С, образуется расплав в количестве 20-30% объема обжигаемой массы из относительно легкоплавких минералов ЗСаО-А12О3, 4СаО-А12О3-Fе2О3, а также MgO и легкоплавких примесей. При повышении температуры до 1450°С в клинкерной жидкости растворяются 2CaO-SiO2 и СаО и из них в расплаве происходит образование алита ЗСаО-SiO2, проходящее почти до полного связывания оксида кальция (в клинкере СаО свободный не более 0,5-1%). Алит плохо растворяется в расплаве и вследствие этого выделяется из него в виде мелких кристаллов, что влечет дальнейшее растворение в расплаве 2CaO-SiO2 и СаО. Процесс образования алита заканчивается за 15-20 мин пребывания материала в зоне спекания (ее протяженность 10- 15% длины печи). Поскольку при вращении печи частично расплавленный материал непрерывно перекатывается, мелкие частички слипаются в гранулы. Понижение температуры с 1450 до 1300°С вызывает кристаллизацию из расплава ЗСаО-А12О3, 4СаОА12О3-Fе2О3 и MgO (в виде периклаза), которая заканчивается в зоне охлаждения, следующей за спеканием.

В зоне охлаждения температура клинкера понижается с 1300 до 1000°С; здесь полностью формируются его структура и состав, включающий алит С3S, белит C2S, трехкальциевый аллюмиат C3A, целит C4AF, MgO (периклаз), стекловидную фазу и второстепенные составляющие.

Цементный клинкер выходит из вращающейся печи в виде мелких камнеподобных зерен -- гранул темно-серого или зеленовато-серого цвета. По выходе из печи клинкер интенсивно охлаждается с 1000 до 100-200°С в колосниковых, рекуператорных и других холодильниках воздухом, идущим навстречу клинкеру или просасываемым через слой горячего клинкера. После этого клинкер выдерживается на складе одну-две недели.

После обжига клинкер пересыпается в холодильник, а после охлаждения направляется на склад. В ряде случаев клинкер из холодильников направляют непосредственно на помол в цементные мельницы. Перед помолом клинкер дробят. Дробление клинкера производится совместно с гипсом, гидравлическими и другими добавками.

Из мельницы цемент транспортируют на склад силосного типа (цементные силосы). Отгружают цемент потребителю либо в таре (бумажных мешках по 50 кг), либо навалом в автоцементовозах или в специальных железнодорожных вагонах.



3. Расчет материального баланса производства и подбор основного оборудования

Исходные данные:

1. способ производства - сухой

2. годовая производительность завода - 1,15 млн.т.

3. ассортимент продукции:

портландцемент с минеральной добавкой (вулканит) - 100 %

4. состав цементов:

Портландцемент с минеральной добавкой (вулканит):

Клинкер - 80%

Вулканит - 15 %

Гипс - 5%

5. состав сырьевой смеси:

Известняк - 76,5%

Глина - 19,5%

Железная руда - 4%

6. естественная влажность сырьевых материалов и добавок:

Известняк - 3,26%

Глина - 11,6%

Вулканит - 6.1%

Железная руда - 1,88%

Гипс - 4,42%

7. влажность сырьевой муки - 0,5%

8. потери при прокаливании сырьевой смеси - 34,71%

9. производственные потери:

Сырьевых материалов - 1%

Цемента - 3%

Клинкера - 1,5%

Добавок и гипса - 1,5%

10. режим работы основных цехов и отделений в течении года:

а) карьер и дробильное отделение - 260 дней по 16 часов в сутки (4160 часов)

б) цехи помола сырья и цемента работают в 3 смены в сутки при непрерывной рабочей неделе с учетом КИ оборудования.

Для мельниц размером 3,2х15 м соответственно 0,8 и 0,82.

в) цех обжига клинкера - 365 дней по 24 часа в сутки с учетом КИ для печей размером 4,5х80 КИ=0,85.

11. вид топлива - природный газ

Таблица 1.1 - Производительность и Ки вращающихся печей

№	Наименование агрегатов	КИ	Производительность, т/час
1	Вращающиеся печи сухого способа с декарбонизаторами: размером 4,5х80	0,85	125

Таблица 1.2 - коэффициент использования мельниц

№	Наименование агрегатов	КИ
1	Цементные мельницы замкнутого цикла: размером 3,2х15	0,80

Расчет выпуска продукции по видам цемента

Для того, чтобы увязать ассортимент и объем цемента по видам с заданной мощностью и целым числом печей, необходимо произвести предварительный приближенный расчет.

1. выпуск заводом цемента по видам.

Таблица 1.3 - Ассортимент продукции

№	Виды цемента	Выработка цемента	Расход добавок
		%	т/год	%	т/год
1	Портландцемент Р13ц пр.	100	1150000	20	230000
	Всего Р3 цпр	100	1150000	100	230000

2 выработка цемента помольным цехом:

3 Потери цемента

Пц = Рцп - Рц3 = 1185567 - 1150000 = 35567 т/год

4 Потребность помольного цеха в клинкере (приближенно)

5 Потребная выработка клинкера цехом обжига (приближенно)

6 Потребное количество печей

шт

Принимаем количество печей равным 1шт

7 Выработка клинкера

8 Производственные потери клинкера



9 Клинкер, поступающий на помол:

10 Потребность в добавках, вводимых в цемент при помоле:

11 Процентное содержание добавок определяем по формуле:

Раздельное количество добавок, вводимых в цемент при помоле:

Гипса:

Минеральные добавки

Потери добавок

Гипс:



Минеральные добавки:

Всего:

Количество сухих добавок, поступающих на завод:

Гипс:

Минеральные добавки:

Всего:

Количество влажных добавок, поступающих на завод:

Гипс

Минеральные добавки



Всего

Результаты расчетов сводятся в таблицу 1.4

Удельный расход сырьевых материалов

1 Теоретический расход сухого сырья

т/клинкера

2 Действительный расход сухого сырья с учетом производственных потерь в цехе обжига:

3 Действительный расход отдельных сухих сырьевых компонентов:

т/т клинкера

Расход сухого известняка:

Расход сухой глины:

Расход железной руды:

4 Расход компонентов с естественной влажностью:

т/т клинкера

а) известняка:

б) глины:

в) железной руды:

5 Расход сырьевой муки:



6 Расход сырьевой муки с естественной влажностью

7 Выход воды из сырьевой муки

Расчет производительности цехов

Годовой выпуск клинкера при КИ печи 1

Годовая потребность цеха обжига в сырье

1 сухое сырье:

2 Сухие сырьевые компоненты:

а) известняка

б) глины



в) железной руды

3 Сырье с естественной влажностью

4 Компоненты с естественной влажностью

а) известняка

б) глины

в) железной руды

5 Сырьевая мука



Годовая потребная производительность сырьевого цеха

1 Коэффициент потерь:

2 Потребность с учетом потерь при переработке сырья

Величины по предыдущему разделу умножаются на коэффициент потерь - КП.

3 Сухое сырье

4 Сухие компоненты:

а) известняк

б) глина

в) железной руда

5 Сырье с естественной влажностью



6 Компоненты с естественной влажностью:

а) известняк

б) глина

в) железной руды

Определяется потребная производительность карьеров в год с учетом потерь при добыче сырья

1 При потерях на карьерах известняка 1%, глины 1% и железной руды 1% коэффициенты составят:



Соответственно годовая производительность карьеров с учетом потерь составит:

2 Карьера известняка:

3 Карьера глины

4 железной руды

Результаты расчетов сводятся в таблицу 1.5

Потребная производительность цехов

Для карьера производительность определяется по материалу с естественной влажностью, для всех остальных - по сухому веществу.

1 Карьер:

а) известняк

б) глина



в) железной руды

2 Цех дробления:

известняк

Глина

Железная руда



3 Цех помола

сырьевая мука

4 Цех обжига при КИ = 0,85:

клинкер

5 Цех обжига при КИ = 1:

клинкер



6 Цех помола цемента

Отгрузка цемента

Результаты расчетов сводятся в таблицу 1.6

Таблица 1.6 - Потребная производительность цехов

№	Цех	Материалы	Размерность	Производительность
				годовая	месячная	суточная	Часовая
1	Карьер	Известняк	т	1369454	114121	5264	329
		Глина	т	382017	31835	1472	92
		Железная руда	т	70372	5864	272	17
2	Дробления	Известняк	т	1355895	112991	5216	326
		Глина	т	378235	31520	1456	91
		Железная руда	т	69675	5806	272	17
3	Помол сырья	Сырьевая мука	т	1803804	150317	6168	257
			т
4	Обжиг при КИ=0,85	Клинкер	т	930750	77563	3000	125
			т
5	Обжиг при КИ=1	Клинкер	т	1095000	91250	3000	125
6	Помол цемента	цемент	т	1185567	98797	4056	169
7	Отгрузка	цемент	т	1150000	95833	3144	131

Подбор основного оборудования

1 Потребное количество помольного оборудования

На основании расчета материального баланса в качестве основного оборудования цеха помола цемента выбрана шаровая мельница 3,2х15 м. с работающая в замкнутом цикле в количестве 3 шт.

Шаровая мельница : дробилка глина сырьевой смесь

Размеры барабана:

Внутренний диаметр - 3200 мм.

Длина - 15020 мм.

Количество камер - 2 шт.

Число оборотов барабана мельницы- 16 об/мин.

Мощность основного электродвигателя- 2000 кВт.

Вес мелющих тел140 т

Вес мельницы без мелющих тел и

электрооборудования- 229 т.

Сепараторы:

Типцентробежный

Диаметр5 м

Количество на одну мельницу 2 шт

Производительность (при удельной поверхности 3500 см2/г) - 80 т/ч

4. Правила эксплуатации, устройство и принцип работы оборудования

4.1 Правила эксплуатации роторной печи

Основной частью вращающейся печи является пустотелый футерованный изнутри огнеупорным кирпичом корпус цилиндрической формы. Корпус располагается под небольшим углом к горизонту и медленно вращается вокруг своей продольной оси.

Вращающиеся печи могут работать по принципу прямотока или противотока. В первом случае горячие газы двигаются вместе с материалом. Во втором случае горячие газы двигаются навстречу потоку материала. В цементной промышленности все печи работают по принципу противотока, так как здесь требуется нагрев материала до высоких температур.

Со стороны верхнего конца во внутреннюю полость корпуса непрерывно подается подлежащая обжигу сырьевая смесь, а со стороны нижнего в печь также непрерывно вдувается топливовоздушная смесь. Горячие газы, движущиеся от головки печи навстречу медленно сползающей вниз и при этом перемешивающейся сырьевой смеси, испаряют содержащуюся в ней влагу и постепенно нагревают ее до требуемой температуры обжига. Обожженный продукт при дальнейшем перемещении вниз из корпуса печи попадает в специальное устройство -- холодильник для охлаждения, а газы, отдавшие большую часть своего тепла сырьевой смеси, выбрасываются в атмосферу непосредственно или через пылеуловитель.

По размерам, производительности и конструкции отдельных деталей и узлов современные вращающиеся печи резко отличаются от тех печей, которые были впервые применены для обжига цемента. При диаметре 1,6--1,8 м длина первых вращающихся печей не превышала 20--30 м, а их производительность составляла лишь 30--40 т в сутки. Печи приводились в движение обычно от паровых машин мощностью 12--20 л. с. Изменение числа оборотов печей достигалось при помощи смены шкивов приводного механизма. Диаметр современных вращающихся печей превысил б м, длина достигла почти 200 м, а производительность возросла до 2000 т в сутки. Мощность одного или двух электродвигателей для вращения таких печей поднялась до 700 кВт.

В процессе совершенствования вращающихся печей возникли их отдельные виды, приспособленные к определенным условиям эксплуатации, разработаны новые конструкции теплообменных устройств, встраиваемых в печь, и внедрены другие вспомогательные устройства для снижения удельного расхода тепла на обжиг клинкера. Вращающаяся печь превратилась в сложную высокопроизводительную обжиговую установку с автоматическим управлением ее отдельными механизмами.

Усиление жесткости корпуса печи и усовершенствование конструкций приводного механизма, опорных роликов и бандажей, а также применение более стойких огнеупорных материалов для футеровки корпуса позволило резко сократить время простоев из-за неисправности печи и повысить время безостановочной работы, «которое составляет теперь 0,95 календарного времени. Отношение рабочего времени печи к календарному называют ее коэффициентом использования. Некоторые вращающиеся печи работают с коэффициентом использования, приближающимся к 0,98.

По конструкции отдельных устройств и узлов вращающиеся печи делятся на следующие основные группы.

1. По конструкции корпуса: печи с корпусом, имеющим равный диаметр по всей длине; печи с расширенной зоной спекания; печи с расширенной зоной подсушивания и печи с двумя расширенными зонами спекания и подсушивания.

2. По конструкции устройств для охлаждения клинкера : печи с отдельно установленными барабанными холодильниками открытого типа; печи, оборудованные несколькими охладительными барабанами небольшого диаметра, укрепленными на головной части корпуса (рекуператорные холодильники), и печи с холодильниками колосникового типа.

3. По конструкции устройств для снижения расхода топлива: длинные печи со встроенными в них теплообменниками; печи с конвейерными кальцинаторами Леполя ; печи с концентраторами (испарителями) шлама; печи с циклонными теплообменниками; печи с установками для разбрызгивания шлама; печи с вакуум-фильтрами для сгущения шлама и печи с шахтными кальцинаторами.

4. По способу изготовления корпуса,- печи с клепаным корпусом и печи со сварным корпусом.

5. По конструкции приводного механизма: печи с одним приводным электродвигателем и печи с двумя приводными электродвигателями.

Вращающиеся печи работают на твердом (порошкообразном), жидком и газообразном топливе. Большинство отечественных цементных заводов работало прежде на твердом топливе. Однако в последние годы в связи с быстрым развитием нефтяной промышленности и открытием новых богатых газовых месторождений значительно возросла и доля обжига клинкера на природном газе и мазуте.

В большей части вращающихся печей, установленных на отечественных и зарубежных цементных заводах, обжиг цементного клинкера производится по мокрому способу. Сырьевая смесь при мокром способе работы печи вводится в нее в виде шлама с влажностью 36--40%. В меньшей части печей клинкер обжигается по сухому способу. При этом сырьевая смесь подается в виде пыли или в виде гранул с влажностью 10--14%.

Основной конструктивной характеристикой вращающейся печи является ее внутренний диаметр и длина, выражаемые в метрах (например, печь 3\70м). Если печь имеет расширенные зоны, то диаметр их показывается дробью (например, 3,6/3,3/ 3,6X150 м). Производственной характеристикой печи, кроме ее производительности, определяемой обычно в т/час, является также удельный расход топлива и коэффициент использования.

Рост производственной мощности печного парка отечественной цементной промышленности обеспечивается введением в эксплуатацию длинных вращающихся печей большой производительности со встроенными в них теплообменниками, установкой коротких печей с конвейерными кальцинаторами Леполя также большой производительности , реконструкцией старых коротких малопроизводительных печей и оснащением их концентраторами шлама или циклонными теплообменниками.

Охрана труда и техника безопасности

При организации ремонтных работ необходимо выделить зоны, в пределах которых действуют или могут действовать опасные производственные факторы.

Опасная зона ремонтных работ должна быть определена ПОР и обозначаться знаками безопасности согласно ГОСТ 13.4.026-76 "ССБТ. Цвета сигнальный и знаки безопасности" и согласно ДСТУ ISO 6309:2007 Противопожарная защита. Знаки безопасности. Форма и цвет.

2. Зона ремонта должна быть ограждена от действующего оборудования и коммуникаций, обеспечена знаками безопасности, плакатами, сигнальными средствами.

Зона проведения ремонтных работ должна иметь подъезд для автомобилей аварийно-спасательной службы на случай возникновения аварий, пожаров и т.д.

3. Рабочие места в зависимости от условий труда и принятой технологии производства работ должны быть обеспечены соответствующими их назначения средствами технологического оснащения и средствами коллективной защиты по ГОСТ 13.4.011-89 "ССБТ. Средства защиты работающих. Общие требования и классификация", а также средствами связи 'связи и сигнализации.

4. Ремонтно-строительная площадка должен в соответствии с ПОР быть оборудован в необходимых местах временными постами подключение электроэнергии, пара, сжатого воздуха, кислорода и газа. Все эти посты должны быть оборудованы соответствующими безопасными устройствами (пусковыми ящиками, штуцерами с необходимой арматурой на трубопроводах и т.п.). Посты должны быть расположены в удобных местах, которые не требуют дополнительных приспособлений (лестниц и т.п.).

5. Проходы к рабочим местам должны быть чистыми и иметь специальные указатели с надписями.

6. Ширина проходов к рабочим местам и на рабочих местах должна быть не менее 0,6 м, а высота проходов - не менее 1,8 м.

В случае отсутствия безопасного прохода обустраивают прочные временные галереи или навесы.

7. Для перехода через незакрытые тоннели, каналы, транспортеры, рольганги, траншеи и другие препятствия необходимо устанавливать переходные мостики с перилами в соответствии с требованиями действующих нормативно-правовых актов.

8. В случае работы на нескольких ярусах места работ на нижних ярусах должны быть защищены козырьками, сетками, настилами, а там, где возможен проход людей, эта зона снизу должна быть ограждена стойками и сетками. Граница опасной зоны сказывается плакатами, предупреждающими об опасности и запрете прохода.

9. Колодцы и шурфы должны быть закрыты крышками, прочными щитами или ограждаться. Открытые колодцы и шурфы должны быть ограждены. В темное время суток, кроме ограждений, необходимо устанавливать сигналы светятся.

10. Рабочие места, проезды, проходы и склады на территории ремонта в темное время суток должны быть освещены в соответствии с ГОСТ 14.1.046-85 "ССБТ. Строительство. Нормы освещения строительных площадок".

11. В зависимости от характера выполняемых работ, освещенность рабочих мест должна быть не менее 50 лк при применении ламп накаливания и не менее 150 лк при применении люминесцентных ламп. Прожекторы необходимо устанавливать на соответствующей высоте с таким расчетом, чтобы они не ослепляли работников.

12. В процессе проведения ремонтно-строительных работ строительный мусор, ненужный строительный материал и изношенные детали необходимо своевременно убирать.

13. Обслуживание демонтированных материалов металлоконструкций, элементов оборудования необходимо выполнять с применением грузоподъемных средств, а для сыпучих материалов - мусоропроводов. Сбрасывать материалы, элементы металлоконструкций и т.п. с высоты запрещается.

14. В местах выхода с территории ремонтного участка или площадки в зону движения железнодорожного, автомобильного и цехового транспорта, а также в зону движения грузоподъемных механизмов и напольных машин необходимо устанавливать предупредительные знаки, плакаты и т.д.

15. Скорость движения железнодорожного транспорта в местах проведения ремонтных работ должна быть не более 3 км / ч, впереди движущегося транспорта должен идти составитель поездов. На путях, проходящих вблизи места проведения ремонтных работ, необходимо устанавливать соответствующие знаки, плакаты.

Скорость движения автотранспорта вблизи мест проведения работ не должна превышать 10 км / ч на прямых участках и 5 км / ч на поворотах.

16. В местах пересечения автомобильных дорог с рельсовыми путями должны быть сделаны сплошные настилы (переезды) с контррельсы, заключенным на одном уровне с головками рельсов, установлены знаки "Переезд".

Движение через железнодорожные пути в других местах не разрешается.

17. Рабочей площадкой для проведения капитального и текущего ремонта оборудования необходимо считать огражденную со всех сторон территорию, достаточную для размещения всех основных и вспомогательных помещений, оборудования, материалов, конструкций, проходов и т.д., необходимых для проведения ремонтных работ.

Во время капитального ремонта необходимо вне зоны ремонтных работ оборудовать места отдыха согласно СНиП 2.09.04-87 Административные и бытовые здания ". На рабочих местах должны быть сатураторном установки, автоматы газ-воды, питьевые фонтанчики. Установки для питья должны быть расположены на расстоянии не более 75 м по горизонтали и 10 м по вертикали от рабочих мест.

18. Для восстановления солевого баланса организма работников во время ремонтных работ в горячих цехах они должны быть обеспечены витаминизированными напитками согласно требованиям действующих нормативно-правовых актов.

В процессе работы возможны воздействия опасных и вредных факторов производства: повышенная запыленность, загазованность воздуха рабочей зоны; повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны; повышенный уровень шума на рабочем месте; повышенный уровень вибрации; опасный уровень напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека; недостаток естественного света; физические перегрузки; недостаточная освещенность рабочей зоны: движущиеся машины и механизмы.

Для защиты работающих от воздействия вредных и опасных производственных факторов применяются средства индивидуальной защиты. Они выдаются по типовым отраслевым нормам. Для защиты от пыли и загрязнения применяются костюмы х/б, для защиты ног - сапоги кирзовые или ботинки кожаные, для защиты рук рукавицы комбинированные. Для защиты головы от возможных механических воздействий применяется защитная каска. Для защиты органа слуха от шума - беруши или наушники. Для предотвращения глазных травм - защитные очки.

Все работающие обязаны соблюдать правила внутреннего трудового распорядка.

При работе необходимо соблюдать правила личной гигиены: принимать пищу, пить воду в отведенных для этого местах: перед приемом пищи руки вымыть с мылом: пользоваться защитными кремами и мазями; по окончании работы принять душ.

Если с вами или вашим товарищем произошел несчастный случай, необходимо оказать первую помощь пострадавшему, отправить его в здравпункт.

Обо всех несчастных случаях сообщать мастеру.

Для каждого рабочего должно быть обеспечено удобное рабочее место, не стесняющее его действий во время выполнения работы.

Слесарные верстаки должны иметь жесткую и прочную конструкцию и быть достаточно устойчивыми.

Место производства работ должно быть очищено от мусора и посторонних предметов. Пол на рабочем месте слесаря должен быть ровным и сухим. Разлитое масло убрано, растворы смыты. Если оборудование стоит в ремонте и его ремонтируют, то на пускателе должна быть табличка "Не включать, работают люди!". Разрешение на ремонт дается мастером смены или механиком.

При работе на станках нужно надеть очки, подъем тяжестей производится подъемными механизмами с надежными тормозами. Запрещается на станках работать в рукавицах, а уборка станка, во избежание травм, производится в рукавицах.

Ударные, нажимные и ручные режущие инструменты должны иметь надежно закрепленные рукоятки, изготовленные из сухой древесины твердых и вязких пород. Конец рукоятки, на которую насажен инструмент, необходимо расклинивать металлическим завершенным клином. Рукоятки нажимных инструментов для обработки металла должны иметь стяжные кольца. Пользоваться нажимным инструментом без ручек запрещается. Ручной инструмент для рубки металла должен быть: длиной не менее 150миллиметров, а оттянутая часть не менее 60-70 миллиметров, режущие кромки не должны иметь повреждений; затылочная часть должна быть не закаленной, гладкой, слегка выпуклой, не иметь трещин, скосов и заусенцев. Бойки ударного инструмента должны иметь ровную, слегка выпуклую поверхность без трещин, скосов и заусенцев. Рукоятка для работы с клиньями и зубилами должна быть длиной не менее 0,7 метра. Рабочие поверхности гаечных ключей не должны иметь скосов, а рукоятки - заусенцев. Зевы гаечных ключей должны соответствовать размерам гаек и головок болтов. Запрещается удлинять гаечные ключи присоединением другого ключа или трубы. Длине рабочей чести отвертки должна быть равна диаметру винта, а рабочая честь плотно входить в шлиц головки винта. Ножовочные полотна должны быть надежно закреплены в станках, натянуты и не должны быть ровными, без повреждений и скосов. Домкраты должны иметь надежные тормозящие устройства. Опорные части должны быть ровными, без повреждений и скосов.

Инструмент должен использоваться только по своему назначению в соответствии выполняемым работам.

Система охраны труда работающих предназначена для создания безопасной работы персонала и организации мероприятий по созданию высокого общего уровня производственной среды и культуры производства. Она включает технику безопасности и производственную санитарию.

Техника безопасности - это система организационных мероприятий и технических средств, предотвращающих воздействие на работающих опасных производственных факторов.

Производственная санитария - система мероприятий и средств, уменьшающих или предотвращающих воздействие на работающих вредных производственных факторов.

Подсистема обеспечения безопасной работы персонала предназначена для создания безопасной эксплуатации и обслуживания оборудования, профилактики и ликвидации пожаров, а также ограничения их последствий. В автоматизированном производстве роль этой подсистемы возрастает, так как возрастает насыщенность производства автоматическими средствами, работающими от ЭВМ и представляющими особую опасность для работающих. Большое значение приобретает защита от воздействия механических устройств. На планировке автоматизированных участков необходимо предусматривать защитные ограждения у основного и вспомогательного оборудования и пульты аварийного отключения его. Рекомендуемая высота ограждения 1.3 метра от уровня пола при условии, что расстояние от исполнительных устройств автоматизированного комплекса до ограждения составляет не менее 0.8 метра. Ограждения рекомендуется выполнять из труб, обшитых металлической сеткой с ячейками 60 х 60 мм. Ограждения следует окрашивать в виде чередующихся, наклоненных под углом 45 - 60° полос шириной 130 - 200 мм желтого и черного цвета при соотношении ширины полос 1:1.

При использовании подвесного транспорта под проходами, проездами и рабочими местами в целях предупреждения несчастных случаев необходимо предусматривать под зоной движения защитные сетки или другие устройства, предупреждающие падение перемещаемых изделий.

Защита от стружки и СОЖ может быть индивидуальной (защитные костюмы, очки, специальная обувь и т. п.) и может осуществляться с помощью оградительных средств, которые могут быть стационарными, подвижными и переносными.

Одним из необходимых условий здорового и высокопроизводительного труда является обеспечение санитарных норм воздушной среды в рабочей зоне помещений, то есть в пространстве высотой до 2 метра над уровнем пола, путем устранения воздействия таких вредных производственных факторов, как пары, пыль, избыточные теплота и влага.

Правильно спроектированное и выполненное освещение в производственных цехах способствует обеспечению высокой производительности труда и качества выпускаемой продукции. Сохранность зрения, состояние нервной системы работающих и безопасность на производстве в значительной мере зависят от условий освещения. Культура производства в значительной степени определяется правильной организацией работ по обеспечению чистоты помещений. При проведении этих работ следует облегчать труд рабочих по уборке путем механизации этих работ.

По характеру и способам проведения уборочные работы можно разделить на уборку помещений и уборку на высоте. Каждая разновидность уборочных работ требует своих способов механизации и организации их выполнения. Все уборочные работы должны проводиться по графику, который составляют в соответствии с руководящими материалами. Уборочные работы на высоте требуют специальной подготовки рабочих и применения соответствующих механизмов и устройств.

Увеличение производительности и, как следствие, рост мощности и быстроходности производственного оборудования при одновременном снижении его материалоемкости сопровождается усилением вибраций. Воздействие вибраций не только ухудшает самочувствие работающих и снижает производительность труда, но и часто приводит к тяжелому профессиональному заболеванию - виброболезни. Поэтому при проектировании механосборочного производства вопросам борьбы с вибрацией должно уделяться большое внимание. Введение дистанционной; управления цехами и участками позволит полностью решить проблему защиты от вибраций.

Электробезопасность

Электробезопасность обеспечивается:

-конструкцией электроустановок;

- техническими способами и средствами защиты;

- организационными и техническими мероприятиями.

Технические способы и средства защиты устанавливаются с учетом:

- номинального напряжения, рода и частоты тока электроустановки

- способа электроснабжения (от стационарной сети, от автономного источника)

- режима нейтрале (средней точки) источника, питания электроэнергией (изолированная, заземленная)

- вида исполнения (стационарные, передвижные, переносные)

- условий внешней среды (помещения особо опасные, повышенной опасности, без повышенной опасности, на открытом воздухе)

- возможности снятия напряжения с токоведущих частей, на которых или вблизи которых предполагается работа

- характера возможного прикосновения человека к элементам цепи (однофазное, двухфазное, прикосновение к металлическим, нетоковедущим частям, оказавшимся под напряжением)

- возможности приближения к токоведущим частям, находящимся под напряжением, на расстоянии не меньше допустимого или попадания в зону растекания тока

- вида работ (монтаж, наладка, испытание, эксплуатация электроустановок в зоне их расположения, в том числе в зоне воздушных линий электропередачи)

В целях электробезопасности используют следующие технические способы и средства (часто в сочетании один с другим):

- защитное заземление

- зануление

- защитное отключение

- выравнивание потенциалов

- малое напряжение

- электрическое разделение сети

- изоляция токоведущих частей

- оградительные устройства

- предупредительная сигнализация

- блокировка

- знаки безопасности

- электрозащитные средства

- предохранительные приспособления.

Пожарная безопасность технологических процессов и оборудования.

Пожарная безопасность определяется как состояние объекта, при котором максимально исключается возможность пожара, а в случае его возникновения предотвращается воздействие на людей опасных факторов пожара и обеспечивается защита материальных ценностей.

Таким образом, пожарная безопасность обеспечивается комплексом мероприятий, предотвращающих возникновение пожара, и системой пожарной защиты, обеспечивающей успешную борьбу с возникшим пожаром или последствиями взрыва.

Предотвращение пожара достигается комплексом профилактических мер, исключающих образование горючей среды, источников зажигания, поддержание температуры горючей среды и давления в ней ниже максимально допустимой.

Предотвращение образования горючей среды обеспечивается регламентацией допустимых концентраций горючих газов, паров и взвесей в воздухе, а также кислорода или других окислителей.

Предотвращение образования в горючей среде источников зажигания достигается соответствующим исполнением, применением и режимом эксплуатации машин и механизмов, материалов и изделий, которые могут являться источником зажигания; применением соответствующего электрооборудования и технологического процесса; устройством молниезаши-ты зданий и сооружений; регламентацией допустимой температуры нагрева поверхностей оборудования, допустимой энергией искрового разряда; ликвидацией условий для теплового, химического и микробиологического самовозгорания обращающихся веществ, материалов и изделий.

К профилактическим мерам также относятся: применение негорючих и трудногорючих веществ и материалов; ограничение количества горючих веществ; предотвращение распространения пожара за пределы очага; применение конструкций объектов с регламентированными пределами огнестойкости и горючести; создание условий для эвакуации людей; применение средств защиты людей и системы противодымной зашиты; применение средств пожарной сигнализации и средств извещения о пожаре; организация пожарной охраны объекта и др.

Ограничение количества горючих веществ достигается регламентацией их количества (массы, объема), наличием аварийного слива, периодической очисткой помещений, коммуникаций и аппаратуры от горючих отходов, регламентацией рабочих мест, на которых используются пожароопасные вещества, и др.

...