Đang tải... (xem toàn văn)
Nhà máy xi măng Pooclăng sản xuất theo phương pháp khô lò đứng công suất 80.000 tấn clankenămBÀI TOÁN PHỐI LIỆU Thành phần hoá của nguyên liệu cho trước Bảng thành phần hoá học của nguyên liệu đã nung quy về 100% Xác định lượng tro đọng lại trong Clinke Xác định hệ số bão hoà, môđun Silicat và môđun aluminat theo thành phần khoáng yêu cầu Tính cấp phối cho phối liệu Chuyển thành phần phối liệu đã nung sang chưa nung Tính tít phối liệu và hàm lượng pha lỏng Kiểm tra lại giá trị KH và n theo thành phần hoáTÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT Chế độ làm việc của nhà máy Tính cân bằng vật chất cho phân xưởng lò nung Tính cân bằng vật chất cho phân xưởng chuẩn bị phối liệu Tính cân bằng vật chất cho phân xưởng xi măng Chọn giải pháp đồng đều phối liệuTÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ CHO PHÂN XƯỞNG LÒ NUNG Chọn hệ thống xylô Chọn xylô chứa clinke Tính và chọn thiết bị cho gầu nâng, gầu tải, băng tải xích và băng tải vận chuyển Tính và chọn gầu nâng phối liệu đồng nhất lên bunke Tính chọn băng tải vận chuyển Tính chọn vít tải vận chuyển Chọn băng tải vận chuyển clinke vào xilô clinke Chọn băng tải xích vận chuyển clinke Chọn lò nung Clinke Chọn kết cấu vỏ lò Chọn máy vê viên Chọn máy kẹp hàm
Xi măng Pooclăng sản xuất theo phương pháp khô lò đứng công suất 80.000 clanke/năm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 10 h1 = V Pl − 80,19 1037,40 − 80,19 = = 12,58(m) 76,14 76,14 Chọn chiều cao thân xylô phối liệu đồng h1 = 13m Vậy thể tích xylô V = 397,60 ( m ) xylô bột phối liệu VPl = 3.V = 1192,80 ( m3 ) 2.) Chọn xylô chứa clinke Xylô clinke khâu trung gian phân xưởng nung luyện phân xưởng Clinke, xylô có tác dụng để ủ clinke sau lò dự trữ clinke phân xưởng nghiền xi măng đảm bảo cho máy nghiền sàng làm việc liên tục Ở xylô, clinke có thời gian để ổn định thành phần khoáng Chọn xylô hình vẽ: a1 = 6m a2 = 0,3m h2 = 3m h1 h1 = ? h2 a2 a1 a12 h2 a12 a 22 a1 a V xl = Π .h1 + Π.( + + ) 4 4 V xl = 40 Thể tích xylô là: 3,14.6 2.h1 3.3,14 0,3 6.0,3 + ( + + ) = 29,7 + 28,3h1 4 4 40 Do yêu cầu cần phải ủ cảu clinke từ ÷ 10 ngày, nên ta chọn clinke ủ ngày xylô Ta chọn xylô giống để ủ clinke thay tháo clike đem nghiền xi măng Vậy thể tích xylô là: V = 3.Vxl = 3.(29,7+28,3h1) = 89,1 + 84,6h1 Theo bảng cân vật chất suất toàn nhà máy, suất nạp vào xylô clinke 258,06 (T/ngày) khối lượng thể tích clinke γ = 1,8 T/m3 ⇒ suất quy thể tích là: Q= 258,06 = 143,37(m / ) 1,8 Thể tích clinke chứa xylô ngày là: VC = 7.Q = 1003,59 ( m3 ) Thể tích mà xylô chứa là: VC = V.k Trong đó: k: hệ số chứa đồng xylô, k = 0,9 VC = 0,9.(89,1 + 84,6.h1) = 80,19 + 76,14.h1 Vậy chiều cao thân xylô là: h1 = VC − 80,19 1037,59 − 80,19 = = 12,13(m) 76,14 76,14 Chọn chiều cao thân xylô clinke h1 = 13m Vậy thể tích xylô chứa clinke là: 397,60 (m3) Thể tích xylô là: V = 397,6.3 = 1192,8 (m3) Như vượt so với yêu cầu 15% 41 41 II Tính chọn thiết bị cho gầu nâng, gầu tải, băng tải xích băng tải vận chuyển 1.) Tính chọn gầu nâng phối liệu đồng lên bunke: Do chọn máy cho phân xưởng nung luyện, nên ta chọn gầu nâng có suất bé 20,15 (T/h) a.) Ta chọn gầu nâng sau: - Kích thước bên gầu hình vẽ D = 4000 H = 150 - Công suất động cơ: 7,5 kW Năng suất gầu: 20 T/h Vận tốc nâng gầu: 1,1 m/s Bước gầu: t = 0,45m Bước gầu: t = 0,45m b.) Kiểm tra suất gầu: Năng suất gầu xác định theo công thức: Trong đó: - v: vận tốc nâng gầu v = 1,1 m/s KX: hệ số đầy gầu KX = 0,85 - γ: dung trọng phối liệu gầu, lấy γ = 1,25 T/m3 - 42 42 t: bước gầu - V: thể tích gầu - b: bề rộng gầu b = 0,4m - F: diện tích tiết diện thùng gầu, F = 0,0102m2 Vậy suất gầu là: - Q= 3600.0,00408.1,25.1,1.0,8.0,85 3600.V γ v.K X K H = 30,51(T / n) (T / h) Q = 0,45 t 2.) Tính chọn băng tải vận chuyển: Để thuận lợi mua sắm lắp ráp trang thiết bị ta chọn băng tải chung cho dây chuyền, băng tải cao su phải đảm bảo suất nhỏ suất lớn yêu cầu nhà máy Nhưng yêu cầu chọnh thiết bị cho phân xưởng nung luyện nên ta cần chọn băng tải có Q = 22,51 (T/h), ta chọn băng tải cao su có mặt cắt ngang dạng hình tam giác có thông số kỹ thuật sau: - Chiều rộng băng tải: B2 = 1/2.B B = 600 mm - Vận tốc chuyển động băng v = m/s - Năng suất 65 T/h - Công suất động 7,5 Kw Kiểm tra lại suất băng tảI cao su theo công thức: Q = v.γ.KH Trong đó: - KH: hệ số hữu ích băng tảI KH = 0,5 - γ: V: thể tích khối lượng vật liệu băng tải vận chuyển V = 72 m3/h - v: vận tốc băng tải v = m/s Vậy suất thực băng tải là: 43 - 43 khối lượng thể tích phối liệu γ = 1,4 T/m3 Q = 72.1,4.0,5 = 50,4 T/h Với suất lớn băng tải hoạt động toàn dây chuyền nhà máy phân xưởng Để giảm suất tính toán suất yêu cầu cho công đoạn ta lấy diện tích mặt cắt ngang vật liệu băng tải giảm đi, cách tiếp liệu cho băng tải nhỏ 3.) Tính chọn vít tải vận chuyển: Theo bảng cân vật chất ta thấy suất yêu cầu vít tải phối liệu đồng có suất Q = 20,16 (T/h) Ta chọn vít tảI nhập từ Trung Quốc với thông số kỹ thuật sau: - Đường kính cách vít D = 0,3m - Bước vít t = 0,3m - Đường kính trục d = 0,1m - Hệ số làm đầy ϕ = 0,5 Năng suất Q = 25 T/h - Công suất động 25 Kw Kiểm tra lại suất thực vít tải theo công thức - Q = 3600.n.t.Π (D2 − d ) γ ϕ (T / h) Trong đó: - n: số vòng quay trục vít n = 0,5 (v/s) t: bước vít t = 0,3 D: đường kính cánh vít D = 0,3m d: đường kính trục vít d = 0,3m - ϕ: hệ số đổ đầy ϕ = 0,55 - γ0: khối lượng thể tích phối liệu vít tải, γ0 = 1,5 - ( T/m3 ) 44 44 Vậy: Q = 3600.0,5.0,3.3,14 (0,3 − 0,12 ) 0,55.1,5 = 27,97(T / h) 4.) Chọn băng tải vận chuyển clinke vào xilô clinke: Do ta phải sử dụng nhiều xilô clinke để ủ clinke sau lò nên xylô đặt gần Việc vận chuyển clinke từ gầu nâng vào xylô thường dùng băng gạt ( băng tải cào ) Ta chọn băng gạt có thông số kỹ thuật sau: - Bước gạt t = 0,35m - Chiều rộng gạt b = 0,3m - Chiều cao gạt h = 0,1m - Vận tốc băng gạt v = 0,5 m/s - Công suất động cơ: 7,5 Kw Tính suất gạt, xác định theo công thức: Q = V.γ.K Do băng gạt hoạt động lực ma sát lực quán tính hạt clinke dồn phía gạt, chúng tạo với gạt góc α Ta lấy α = 300 Trong đó: - γ: khối lượng thể tích clinke γ = 1,8 (T/h) - K: hệ số tính đến khả làm đầy lưu lại vật liệu trình vận chuyển K = 0,7 V: thể tích clinke bị gạt - v h h 0,5.0,12.0,3 V = 3600 .b = 1800 = 13,37(m / h) t tgα 0,35.tg 30 45 45 Vậy suất băng tải cào là: Q = 13,37.1,8.0,7 = 6,84 (T/h) 5.) Chọn băng tải xích vận chuyển clinke: Do băng tải xích dùng phân xưởng chuẩn bị phổi liệu để vận chuyển đá vôi với công suất Q = 20,25 (T/h), phân xưởng nung luyện băng tải xích dùng để vận chuyển clinke sau nung vào máy đập hàm ( máy kẹp hàm ) có công suất 10,8 ( T/h) Ta chọn băng tải nhập từ Trung Quốc dùng chung cho nhà máy , với thông số kỹ thuật sau: - Chiều rộng bản: 0,5m - Vận tốc dài: 0,5 (m/s) - Năng suất: 80 (T/h) - Công suất động cơ: 7,5 Kw - Chiều cao vật liệu băng tải lấy trung bình: 0,2m Kiểm tra lại suất cảu băng tải xích theo công thức: Q = 3600.B.h.v.Kd.Kh.γ.K (T/h) Trong đó: - B: chiều rộng băng tải, B = 0,5m h: chiều cao thành chắn, h = 0,2m v: vận tốc chuyển động băng, v = 0,5 (m/s) Kd: hệ số chứa đầy vật liệu, Kd = 0,65 - γ: khối lượng thể tích clinke, γ = 1,6 (T/m3) - Kh: hệ số sử dụng thời gian, Kh = 0,6 - K : hệ số sử dụng chiều rộng, K = 0,6 Vậy suất băng là: Q = 3600.0,5.0,2.0,5.0,65.0,6.1,6.0,6 = 67,40 (T/h) - 46 46 Năng suất băng tải xích hơI lớn ta phải diều chỉnh tốc độ nạp liệu vào băng tải để hệ số chứa đầy gầu cho phù hợp với suất yêu cầu III Tính toán lựa chọn thiết bị lò nung 1.) Chọn lò nung Clinke: Theo yêu cầu thiết kế nhà máy xi măng, với suất clinke 80000 (T/năm), suất lò nung 10,80 (T/h) Với nhiên liệu sử dụng để nung clinke than cám số 4; nhiệt độ vật liệu không khí cấp vào lò sấy t0 = 250C , clinke lò có nhiệt độ t0 = 800C Theo toán phối liệu chi phí nhiên liệu 0,2096 (kg than/kg clinke) Ta chọn lò nung Trung Quốc có thông số kỹ thuật sau: - Chiều cao hiệu dụng: H2 = 10m - Đường kính dol sấy: DS = 3m - Đường kính dol nung: DN = 2,8m - Đường kính dol làm nguội: DNG = 2,8m - Năng suất: 11 (T/h) 2.) Chọn kết cấu vỏ lò: Trong vùng lò cấu tạo lớp bản: - Lớp chịu lửa - Lớp cách nhiệt - Lớp bao che Trong lớp bao che thường làm kim loại có hệ số chuyền nhiệt lớn nên thường tác dụng cách nhiệt dùng để bao che Ở vùng khác lò có chế độ nhiệt khác nên phải có kết cấu khác 47 47 a.) Vùng sấy đốt nóng: Ở vùng nhiệt độ lớn vật liệu cuối dol sấy 8000C = tmax Vậy định mức dòng nhiệt mát là: q dm = 50 + t mtrong = 50 + 800 = 450( Kcal / m ch) Ở dol ta chọn lớp chịu lửa gồm gạch samốt nặng dầy δ = 320 mm ( dol sấy nhiệt độ không cao ) hệ số dẫn nhiệt gạch samốt nặng λ1 = 0,7 + 0,64.10-3 t Sau lớp gạch samốt ta có lớp gạch đỏ chịu lửa dầy 220 mm có hệ số dẫn nhiệt λ2 = 0,44 + 44.10-3t Lớp cách nhiệt ta dùng amiăng, hệ số dẫn nhiệt là: λ3 =0,05 + 30.10-5t dầy mm Lớp bao che tôn dầy 10 mm, với hệ số dẫn nhiệt 60 Với kết cấu nhiệt độ mặt lớp gạch samốt là: = 800 − 450 0,32 −3 0,7 + 0,64.10 800.t ng t ng = t mt − q dm 0,32 0,7 + 0,64.10 −3 800.t ng ⇒ tng = 6760C t i = t mti t nngi Do ti nhiệt độ trung bình lớp thứ i: Trong đó: tmt i : nhiệt độ mặt lớp i - tmng i : nhiệt độ mặt lớp i Nhiệt độ mặt lớp gạch đỏ chịu lửa là: - 48 48 t mng = 676 − 450 t mng = t mt − q dm 0,22 −3 0,44 + 44.10 676.t mng ⇒ t mng = 535,5 C 0,22 0,44 + 44.10 −3 .t mt t mng tmt : nhiệt độ mặt lớp gạch đỏ chịu lửa = nhiệt độ mặt lớp gạch samốt, tmt = 6760C Nhiệt độ mặt lớp amiăng tmng t mng = 50 = t mt − 450 0,01 ⇒ t mt = 50,075 C 60 Nhiệt độ mặt lớp tôn tmng chịn 500C Đây nhiệt độ mặt lớp amiăng, thay vào ta có: 50,075 = 535,5 − 450 t mng = t mt − q dm δ ⇒ δ = 0,1096(m) 0,05 + 30.10 50,075.535,5 −5 δ δ = 535,5 − 450 −5 0,05 + 30.10 t mt t mng 0,05 + 30.10 −5 t mng 535,5 ⇒ δ = 107 mm Vậy chiều dầy dol sấy là: δ = δSM + δGD + δAM + δAM = 0,32 + 0,22 + 0,107 + 0,01 = 0,657 (M) b.) Vùng nung 49 49 Nhiệt độ lớn vùng là: tmax = 14500C Định mức dòng nhiệt mát là: q dm = 50 + 1450 = 775( Kcal / m ch) Chọn lớp chịu lửa gồm Cromanheri dầy 230 (mm), hệ số dẫn nhiệt λ1 = 1,72 + 30.10-5t Sau lớp ta dùng gạch samốt nặng dầy 230 (mm) có hệ số dẫn nhiệt λ2 = 0,7 + 0,64.10-3t Sau lớp samốt nặng ta dùng lớp gạch trepen dầy 115 (mm) có hệ số dẫn nhiệt λ3 = 0,1 + 21.10-5t Lớp cách nhiệt dùng amiăng dầy δ, hệ số dẫn nhiệt λ = 0,05 + 30.10-5t Lớp bao che dùng tôn dầy 10 mm, có hệ số dẫn nhiệt α = 60 Nhiệt độ mặt lớp Cromanheri là: t ng = t mt − q dm 0,23 −5 1,72 + 30.10 t mt t mng t ng = 1450 − 775 0,23 1,72 + 30.10 −5 t mt t mng ⇒ tmng = 13660C Nhiệt độ mặt lớp samốt nặng là: t ng = t mt − q dm δ 0,7 + 0,64.10 −3 t mt t mng Do tmt : nhiệt độ mặt Cromanheri 50 = nhiệt độ mặt lớp 50 ⇒ tmng = 12490C Nhiệt độ mặt lớp trepen là: t ng = 1249 − 775 0,115 0,1 + 21.10 −5 1249.t mng ⇒ tmng = 9810C Nhiệt độ mặt lớp lớp amiăng dầy δ (m) t ng = t mt − q dm δ 0,05 + 30.10 −5 t mt t mng Nhiệt độ mặt lớp tôn vùng nung lấy 600C t mng = 60 C = t mt − 775.0,01 60 ⇒ tmt = 60,1290C Đây nhiệt độ mặt ngoàI lớp amiăng, thay vào ta có: 60,129 = 981 − 775 δ −5 0,05 + 30.10 60,129.981 ⇒ δ = 0,146 m chiều dầy lớp amiăng Vậy chiều dài thành lò dol nung là: δ = δC + δSM + δTR + δAM + δT = 0,23 + 0,23 + 0,115 + 0,146 + 0,01 = 0,731 (m) c.) Chọn kết cấu thành lò cho vùng làm nguội: 51 51 t ng = 1366 − 775 0,23 0,7 + 0,64.10 −3 1366.t mng t ng = t mt − q dm 0,23 0,1 + 21.10 −5 t mt t mng Vùng làm nguội clinke có nhiệt độ biến đổi từ 1450 0C đến nhiệt độ lò 800C Dựa vào đường cong nhiệt chia làm phần Phần đầu có nhiệt độ giảm từ 14500C → 8000C chọn kết cấu dol nung Phần nhiệt độ giảm từ 8000C → 800C chọn kết cấu dol sấy IV Chọn thiết bị cho phân xưởng nung 1.) Chọn máy vê viên: Theo bảng cân vật chất ta phải chọn máy có suất tối thiểu Q = 517,38 (T/ngày) Chọn máy trộn có thông số sau đây: - Đường kính đĩa: D = 3,8m - Chiều cao thành đĩa: h = 0,7m - Vận tốc quay đĩa: v = ÷ (vòng/phút) - Năng suất: Q = 600 (T/ngày) Công suất yêu cầu: 28 Kw Khối lượng máy: 7,6 T Nước sản xuất: Liên xô - 2.) Chọn máy kẹp hàm: 52 52 Theo bảng cân vật chất ta phải chọn máy có suất tối thiểu Q = 10,8 (T/h) = 6,75 (m3’h) Chọn máy trộn có thông số sau đây: - Tên máy: CEM 741 - Nước sản xuất: Liên xô - Kích thước cửa nạp: 400mm x 600mm - Kích thước vật liệu lớn nhất: 350mm - Khe hở tháo liệu: 40mm ÷ 100mm - Năng suất: Q = 10 ÷ 26 (m3/h) - Công suất động cơ: 28 Kw Khối lượng máy không kể động cơ: 4,9T Máy chuyển động phức tạp, sử dụng má nghiền - 53 53 ... đồng Phương pháp tính vào sản lượng yêu cầu, tính lượng nguyên liệu theo khâu trình sản xuất I Chế độ làm việc nhà máy 1.) Đặc điểm sản xuất xi măng theo phương pháp lò đứng: Quá trình sản xuất. .. sản xuất số lượng sản phẩm thu trình sản xuất Qua số liệu cân vật chất cho ta biết số lượng nguyên liệu hay sản phẩm cần thiết công đoạn Trên sở lựa chọn thiết bị máy móc cho dây chuyền sản xuất, ... suất chế độ làm việc chúng nên chọn đồng Để cho nhà máy xi măng lò đứng làm việc thuận lợi ta chia nhà máy làm phân xưởng: - Phân xưởng xi măng - Phân xưởng nung luyện - Phân xưởng chuẩn bị phối