Проектирование цементных заводов (стр. 32 )

Ширина основания штабеля (В) треугольного сечения, обра­зованного при отсыпке ленточным транспортером, рис. 8.1 свя­зана с высотой отвала (Н0) соотношением:

(8.28)

где а — угол естественного откоса. Погонная емкость склада (м3/м) составит:

(8.29)

В случае хранения материала в полубункерном складе (рис. 8.2) его поперечное сечение представляется состоящим из 2-х или 3-х треугольников с высотами hi, Нг и Нз, которые связаны с шириной следующими соотношениями:

(8.30)

где a1 — угол наклона днища полубункера, причем сц » uq + + 5,где ао _ угол трения в покое для данного материала и дни­ща бункера

Погонная емкость полубункерного склада (в м3/м) составляет: при одном полубункере

(8.31)

а в случае, если а Ф ai:

(8.32)

При двух полубункерах (рис. 8.2):

Расяет силосных складов кусковых материалов. Силосные склады представляют из себя вертикальные цилиндрические ем­кости с отношением высоты к диаметру 1,5:1 и более.

Силосные емкости могут служить не только для хранения, одновременно они являются и расходными резервуарами, т. е. заменяют бункера, необходимые для организации питания по­мольных агрегатов.

Загрузка силосных емкостей осуществляется обычно ленточны­ми транспортерами, элеваторами и скребковыми транспортерами. Нижняя часть силоса должна иметь форму усеченного конуса, угол наклона которого должен на 10—15 ° превышать угол естественно­го откоса находящегося в силосе материала. На выходе из конуса устанавливается питатель, чаще всего тарельчатый (дисковый), скомбинированный с ленточными весами. Преимуществом складов такого типа является отсутствие пылеобразования при загрузке, хранении и дозировании материала.

Размер выходного отверстия силоса принимается по размерам питателя, устанавливаемого под ним. В практике проектирования максимальный размер принимается равным 800 мм. Нижняя часть силоса может иметь два разгрузочных отверстия.

Определение размеров силосного склада кусковых материалов выполняется в следующем порядке:

1. По формуле (8.26) рассчитывается потребная емкость скла­да (Vn).

2. Количество силосов определяется из выражения

где Vc — полезный объем одного силоса, (см. таблицу 8.9)

Таблица 8.9

Диаметр силоса, м	Высота цилиндрической части силоса, м	Полезная емкость силоса Vc, м3
6,0	21,6	500,0
6,0	31,2	750,0
12,0	19,8	1700,0
12,0	33,0	3000,0

8.4.2 Расчет и проектирование бункерных складов g

При сравнительно небольших расходах материалов и на за­водах небольшой мощности кусковые и порошкообразные мате­риалы хранят в бункерах (железобетонных или стальных). Форму и размеры бункеров, угол наклона стенок и размер выходного отверстия выбирают в соответствии со свойствами материалов, подлежащих хранению (рис. 8.3). Наименьший размер выпускного отверстия бункера должен превышать максимальный размер ку­сков материала в 4—6 раз. Отношение полезной емкости бункера Уб к геометрической V0 называется коэффициентом заполнения бункера (Кз). Коэффициент заполнения бункеров принимается равным 0,85-^0,90. На выходе бункера оборудуются затворами или механическими питателями (вибрационными, дисковыми, пластинчатыми, ленточными, скребковыми или лотковыми).

Наибольшее применение имеют бункера прямоугольного по­перечного сечения. Верхняя часть бункеров имеет вертикальные стенки, высота которых не должна превышать более чем в 1,5 раза размеры бункера в плане, нижняя часть бункера выполня­ется в виде усеченной пирамиды с симметричными или лучше несимметричными стенками. Угол наклона воронкообразной ча­сти бункера должен на 10—15 ° превышать угол естественного откоса материала в покое.

Требуемый геометрический объем бункера V0 определяют по формуле

(8.35)

где Кз — коэффициент заполнения

Полезная емкость (Уб) рассчитывается по формуле:

(8.36)

где Q — производительность питаемого из бункера агрегата, т/ч; 1 — нормативное время запаса материала, ч; ςh — насыпная масса материала, т/м3

При проектировании бункеров для питания помольных уста­новок с сушкой необходимо учесть количество испаряемой влаги (в случае, если производительность агрегата подсчитывается по сухому материалу).

Для помола Q т/ч материала с конечной влажностью W2 тре­буется исходного продукта QHn с влажностью wi:

(8.37)

8.4.3 Расчет смесительных силосов сырьевой муки

Смесительные коррекционные силосы служат для приготов­ления и хранения сырьевой смеси постоянного и заданного состава. При проектировании руководствуются следующими по­ложениями:

1. Общий полезный объем силосов должен соответствовать четырехсуточному запасу сырьевой муки (таблица 8.6).

2. Диаметр смесительных силосов рекомендуется принимать в пределах от 6 до 12 м.

3. Соотношение диаметра и высоты при использовании систем пневмоперемешивания должно быть в пределах от 1:0,8 до 1:1,5.

4. Рекомендуемое количество смесительных силосов должно быть не менее двух.

5. Днище смесительного силоса должно быть оборудовано раз­рыхлительной системой с площадью активной поверхности около 70% от общей площади поперечного сечения. Расход сжатого воздуха принимается порядка 0,4 нм3/мин на 1 м2 активной поверхности системы аэрации.

В случае использования в технологии приготовления сырьевой муки принципа порционного корректирования обычно проекти­руется установка на заводе силосов двух типов — гомогенизационных (коррекционных) и запасных. Коррекционные силосы при­нимаются диаметром 5—6 м и высотой порядка 11 м, а запасные диаметром до 18 м высотой до 42 м. Над коррекционными силосами устанавливаются вторым ярусом две емкости диаметром 5,5 м для корректирующих смесей. Может применяться одноярусное и двухъярусное расположение гомогенизационных и запасных силосов порционного или непрерывного действия. Подача сырь­евой муки при двухъярусном хранении должна предусматривать­ся только в гомогенизационные силосы, из которых сырьевая мука подается в запасные емкости.

Количество коррекционных силосов определяется по формуле

(8.38)

где Vc — полезная емкость силоса, м3; VM — суммарная произво­дительность сырьевых мельниц; τ0 — время, необходимое для пе­ремешивания сырьевой муки, отбора проб, корректирования и перекачки в запасной силос; ςh — насыпная масса сырьевой муки, т/м3 (зависит от величины давления, создаваемого находящимися в силосе материалами, см. табл. 8.10).

Необходимо учитывать среднее давление материала.

Таблица 8.10

Насыпная масса сырьевой муки (т/м3) и ее изменение в зависимости от величины давления, действующего на материал

Материал	Объемн. масса в аэрированном сост, т/м3	Удельное давление, кг/см2
		0	1,0	2,0	4,0	10,0
Обычная сырьевая мука	770	850	1220	1305	1360	1470
Сырьевая мука, содержащая шлак в качестве глинистого компонента	-	940	1435	1560	1565	1570

Количество запасных силосов определяется по следующей формуле:

(8.39)

где Кип — коэффициент использования вращающихся печей (см. табл. 8.2); VЗ — полезная емкость одного запасного силоса; ос­тальные обозначения совпадают с ранее использованными в фор­мулах (8.36 и 8.38).

Количество запасных силосов рекомендуется принимать от 2 до 4—6 штук.

8.4.4 Расчет силосных складов цемента

Определение гранулометрического объема силосов (в м3) для хранения запаса цемента ведется по формуле:

(8.40)

где Ац — производительность завода по цементу, т/год; Сн — нормативный запас (табл. 8.6); £>ц — насыпная масса цемента, за­гружаемого в силосы, т/м3. Для шлакопортландцемента (в зависимости от количества шла­ка)— 1,15—1,30; для пуццоланового цемента — 1,20; для портландцемента — 1,45; Кз — коэффициент заполнения силосов из расчета на­личия незаполняемого простран­ства высотой в 2 м до верхнего обреза силоса. Кз обычно прини­мается равным 0,9.

Емкость силосов, используемых для хранения цемента, в среднем соответствует данным табл. 8.11.

Таблица 8.11

Диаметр силоса, м	Емкость силоса, т
6	600
10	2400
12	4500
15	6000
18	9000

8.4.5 Расчет отделения приготовления и хранения сырьевого шлама

Для приготовления и хранения сырьевых шламов использу­ются два типа бассейнов — вертикальные и горизонтальные.

В случае применения поточной схемы приготовления сырье­вого шлама используется один тип бассейнов — горизонтальные, при порционном корректировании (применяемом на старых дей­ствующих предприятиях и на проектируемых заводах небольшой мощности, и в специальных случаях) корректирование шлама осуществляется в вертикальных шламбассейнах, а хранение — в горизонтальных.

Для усреднения и хранения готового шлама (при поточной схеме корректирования) следует проектировать горизонтальные круглые бассейны емкостью не менее 8000 м3, оборудованные крановыми мешалками с пневмомеханическим и гидравлическим перемешиванием. При использовании специальных шламов (не­фелинового, грубомолотого, известково-огарочного и др.) допу­скается применение вертикальных шламбассейнов емкостью 800—1200 м3 с коническим дном, углом наклона днища не менее 60 ° и пневмоперемешиванием. Количество бассейнов во всех случаях должно быть не менее двух. Диаметр горизонтальных шламбассейнов составляет 25—60 м, а высота 6—8 м. Рекомен­дуемые диаметры вертикальных бассейнов от 6 до 10 м, а отно­шение высоты к диаметру порядка 2:1.

Количество горизонтальных бассейнов (пг) определяется по формуле:

(8.41)

где VГШ, — емкость одного горизонтального бассейна заполненного на 0,5—0,6 м ниже обреза; Рш — удельный расход сырьевого шла­ма, м3/т клинкера; акл — производительность завода по клинке­ру, т/год.

При установке вертикальных шламбассейнов количество го­ризонтальных определяется по формуле:

(8.42)

где nв — количество вертикальных бассейнов; VB — емкость од­ного вертикального бассейна, м3.

Расчет потребного количества вертикальных шламбассейнов производится по формуле:

где n1 – число бассейнов, необходимое для бесперебойного приема шлама от сырьевых мельниц;

где VB — полезная емкость одного бассейна, м3; VM — суммарная производительность сырьевых мельниц, м3/ч; τ0 — время, необ­ходимое для перемешивания, отбора проб, их анализа, коррек­тирования и слива шлама в горизонтальный бассейн (составляет в среднем 6 ч); П2 — количество вертикальных шламбассейнов для корректирующих шламов с известным КН и одним из мо­дулей, принимается равным двум-трем; пз — количество верти­кальных бассейнов для глиняного шлама;

где Км — коэффициент, зависящий от мощности завода, равный 0,7—1,0 (при большой мощности уменьшается).

Таблица 8.12

Плотность сырьевых материалов, используемых в цементном производстве

Наименование	Плотность, т/м3
Мраморы	2,65-2,85
Известняки плотные	2,65-2,75
Известняки ракушечники	2,20-2,30
Глины	2,20-2,65
Глинистые сланцы	2,62-2,75
Песчаники (90-99% SiO2)	2,60-2,76
Доменные шлаки	2,90-3,10
Огарки	4,60-5,10

Значение удельного расхода шлама на 1 т клинкера может быть рассчитано исходя из средних значений расхода (раздел 8.2.2) и плотности (табл. 8.12) твердых компонентов на приготовление сырьевой смеси с учетом влажности шлама. Так, например, при проектной влажности сырьевого шлама 40% и расходе карбонатного компонента в количестве 1,25 т/т клинкера, глинистого компонента — 0,40 т/т клинкера, огарков — 0,05 т/т клинкера имеем — суммарный расход сырьевой шихты на получение 1 т клинкера

1,25 + 0,40 + 0,05 = 1,70 т/т клинкера

Процентное содержание компонентов в сырьевой шихте составит:

(8.43)

(8.44)

(8.45)

В соответствии с данными табл. 8.12 принимаем значения плотности для известняка — 2,65 т/м3, для глины — 2,20 т/м3, для огарков — 4,90 т/м3, что дает для сырьевой смеси этих ком­понентов расчетное значение плотности:

Содержание твердого вещества в 1 т шлама при его влажно­сти 40% составит 0,60:2,61 = 0,230 м3, а плотность сырьевого шлама (Qm) будет равна

где 0,6 — масса твердых частиц в шламе; 0,4 — масса воды в шламе.

Масса твердого вещества в 1 м шлама составит 1,59-0,60 = = 0,954 т, а расход шлама на получение клинкера

8.5. ВЫБОР И РАСЧЕТ ТРАНСПОРТА, ПИТАТЕЛЕЙ И ДОЗАТОРОВ КУСКОВЫХ И ПОРОШКООБРАЗНЫХ МАТЕРИАЛОВ

8.5.1. Расчет ленточных конвейеров

Для транспортирования сыпучих и кусковых материалов в s 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 (ГОСТ 22644—77). Лен­точные конвейеры позволяют обеспечить высокую производи­тельность (до 30000 т/час) и транспортировать материалы на расстояние нескольких десятков километров.

Исходные данные для расчета: расчетная величина произво­дительности V, м3/час; Q т/час; характер перемещаемого мате­риала, его объемная масса qh, т/м, размер кусков и т. д.; рас­стояние перемещения L, м; угол наклона вверх или вниз ±Р или разность уровней ±Н, м.

Определение этих параметров ведут по расчетной производи­тельности, принимаемой с учетом коэффициента неравномерно­сти поступления материала. При горизонтальном транспортиро­вании ширина ленты определяется из следующих уравнений:

— для желобчатой ленты

(8.46)

— для плоской ленты

При наклонном транспортировании:

— для желобчатой ленты

— для плоской ленты

где Q — производительность, т/час; В — ширина ленты, м; v — скорость ленты, м/сек; а — угол естественного откоса материала в состоянии покоя; λ — коэффициент, учитывающий угол накло­на ленты (табл. 8.13).

Таблица 8.13

a	b, град
0,35	0,5¸10
0,33	10-15
0,315	15-20
0,30	>20

Предельный угол Ртах наклона конвейера с лентой, имеющей гладкую поверхность, зависит от характеристик материала (табл. 8.14)

Таблица 8.14

Вид материала	b, град
Уголь каменный	18
Дробленый известняк	18
Глина влажная	18-20
Цемент	10-20
влажный грунт, земля	20-24

Для материалов, содержащих крупные куски, ширина лен­ты должна приниматься с учетом крупности этих кусков. При содержании до 15% частиц с размером dmax

(8.50)

Если фракция с размером dmax преобладает, то

(8.51)

Определенная по производительности и кусковатости ширина ленты округляется до значений, определяемых нормализованным рядом.

Таблица 8.15

Материал	Скорость ленты (м/сек) при ширине, мм
	400	500-650
Абразивный мелко - и среднекусковой d<150 мм (шлак, щебень)	1÷1,25	1,0÷1,6	1,6÷2,0	2,0÷3,0
Абразивный крупнкусковой d<150 мм (горные породы, камень, руда)	-	1,0÷1,16	1,0÷1,6	1,6÷2,0
Сильно пылящие (цемент, апатит, известь)	-	0,8÷1,25	-	-
Неабразивные и малоабразивные (уголь, мел)	1,0÷1,6	1,25÷2,0	1,6÷3,0	2,0÷4,0

Предельная скорость движения ленты зависит как от вида транспортируемого материала, так и от ширины ленты и выби­рается в соответствии с данными таблицы 8.15