Читайте также: |
|
дозатор дозатор
транспортер
бегуны
гидропушитель
турбосмеситель
ковшевая мешалка
вода трубоформовочная машина
конвейер предварительного твердения
бассейн водного твердения
Рис. 1. технологическая схема производства а/ц труб.
2. Подбор основного технологического оборудования.
2.1. Материальный баланс производства.
2.1.1. Расход асбеста и цемента на одну технологическую линию.
Часовый расход цемента составит, кг/час:
Gц=Gнц*Пфм/1000; (1)
Где:Gнц-норма расхода цемента, Gнц=16151 кг.[4];
Пфм-часовая производительность формовочного агрегата, усл. м/час[4];
Gц=16151*98/1000=1582,8 кг/час.
Норма расхода асбеста с учетом его природной влажности:
Gа=Gна*Пфм*(100-Wа)/100000, (2)
Где:Gна-норма расхода асбеста, Gна=3174 кг [4];
Wа-природная влажность асбеста, Wа=3% [4];
Gа=3174*98*(100-3)/100000=301,7 кг/час.
Условный расход воды в изделиях, кг/час
Gв=W*(Gна+Gнц)/(100-W), (3)
Где:W-влажность а/ц наката, %, находим по формуле:
W=(3,17-0,98*q)*100/(2,26*q+3,17), (4)
Где:q-средняя плотность а/ц наката,q=1,63 г/см3[4];
W=(3,17-0,98*1,63)*100/(2,26*1,63+3,17)=22,94 %;
Gв=22,94(3174+16151)/(100-22,94)=5752,86 кг/час.
2.1.2. Расчет смеси асбеста по таблице взаимозаменяемости:
А=100/(П1/а1+П2/а2+…+Пn/an), (5)
Где:П1,П2,…,Пn-содержание асбеста, %, различных марок в асбестовой шихте [4];
а1,а2,…,аn-эквивалентные количества асбеста разных марок [4];
А=100/(40/13,3+50/15+10/19,8)=14,6 %.
Содержание цемента в а/ц смеси, %:
Ц=100-14,6=85,4 %. (6)
2.1.3. Баланс технологической воды на одну линию.
Потребность воды, кг/час.
1. На увлажнение асбеста в бегунах:
g1=(Gа*W/(100-W))-Gв, (7)
где:W-влажность асбеста в бегунах, W=36%;
Gа-норма расхода асбеста, кг/час (формула 2);
Gв-количество воды в асбесте естественной влажности, кг, находим по формуле:
Gв=Ga*Wa/100;
Gв =301,7*3/100=9,05 кг. (8)
g1=(301,7*36/(100-36))-9,05=160,6 кг/час.
2. На приготовление асбестовой суспензии в гидропушителе:
g2=(Ga*(100-C1)/C1)-g1, (9)
где:С1-концентрация асбеста в суспензии, С1=5% [4];
g2=(301,7*(100-5)/5)-160,6=5569,7 кг/час.
3. На приготовление а/ц массы в смесителе:
g3=((Ga+Gц)*(100-С2)/С2)-(g1+g2), (10)
Где:С2-концентрация а/ц массы, С2=20% [4];
g3=((301,7+1582,8)*(100-20)/20)-(160,6+5569,7)=1807,7 кг/час.
4. На разжижение массы:
g4=((Ga+Gц)*(100-С3)/С3)-(g1+g2+g3), (11)
где:С3-концентрация а/ц массы в ванне ТФМ, С3=12% [4];
g4=((301,7+1582,8)*(100-12)/12)-(160,6+5569,7+1807,7)=6281,6 кг/час.
5. На переработку сухих отходов и брака при разбавлении их до 20%-ной концентрации:
а) Содержание воды в сырых отходах:
g5I=(Ga+Gц)*a*W/100*(100-W), (12)
Где:а-процент возврата обрезков и брака на переработку, а=8% [4];
W-влажность а/ц наката, W=22% [4];
g5I=(301,7+1582,8)*8*22/100*(100-22)=42,52 кг/час.
б) Содержание воды в суспензии:
g5II=(Ga+Gц)*a*(100-C4)/100*C4, (13)
где:С4-концентрация а/ц массы в мешалке, С4=20% [4];
g5II=(301,7+1582,8)*8*(100-20)/100*20=603,04 кг/час.
Тогда:
g5=g5II-g5I=603,04- 42,52=560,52 кг/час. (14)
6. На периодическую промывку машин:
g6=250 кг/час [2];.
7. Удаляется с полуфабрикатом:
g7=(Gнa+Gнц)*W/(100-W),
где:W-влажность полуфабриката, W=25% [4];
g7=(3174+16151)*25/(100-25)=6441,6 кг/час. (15)
8. На продувку рекуператоров:
g8=800 кг/час [2];
9. Испаряется в атмосферу:
g9=250 кг/час [2];
10. На промывку сетчатых цилиндров и сукна:
g10=gц+gc, (16)
где:gц-количество воды, необходимое для промывки сеток сетчатых цилиндров;
gс-то же, сукна;
Так как трубки для промывки сетчатых цилиндров имеют 200-240 отверстий, то расход воды через одну трубку составит:
gт=(200-240)*gо, (17)
расход воды через одно отверстие диаметром 2,3 мм:
gо=3600*К*3,14*D/4* , (18)
где:К-коэффициент расхода воды, учитывающий сжатие вытекающей из отверстия струи жидкости и влияния трения, К=0,65;
D-диаметр сечения, равный 0,0023 м;
H-гидравлическое давление воды, Н=0,5-5 м. вод.ст.;
g-ускорение свободного падения, g=9,81 м2/с;
gо=3600*0,65*3,14*0,0023/4* =0,08 кг/час.
gт=200*0,08=16 кг/час.
Расход воды на промывку сетчатых цилиндров:
gц=n*gт=1*16=16 кг/час, (19)
где:n-число сетчатых цилиндров, для ТФМ n=1;
Расход воды на промывку сукна:
gс=(240-260)*n*0,0965, (20)
где:0,0965-часовый расход воды для промывки сукон, м3/час;
gс =250*1*0,0965=24,1 кг/час.
g10=16+24,1=40,1 кг/час.
11. Общее количество воды, отходящей от формовочной машины:
Gоб=g1+g2+g3+g4+g5+g6+g10; (21)
Gоб =160,6+5569,7+1807,7+6281,6+560,52+250+40,1=14670,22 кг/час.
12. Общее количество воды, уходящей из рекуператора:
G=g1+g2+g3+g4+g5+g6+g7+g8+g9+g10; (22)
G=160,6+5569,7+1807,7+6281,6+560,52+250+6441,6+800+250+40,1=
=22161,82 кг/час.
2.2 Подбор основного технологического оборудования и его техническая характеристика.
Бегуны.
В соответствии с выбранной порцией цемента (450-600 кг для труб) на дозаторе цемента устанавливается постоянная порция, идущего на один замес цемента. Количество асбеста постоянно рассчитывается технологом в зависимости от наличия асбеста на складе.
Порционная загрузка асбеста:
Gпа=А*Gпц/(100-А), (23)
Где:Gпц-порционнная загрузка цемента, Gпц=800 кг [4];;
А-суммарное содержание асбеста разных марок в смеси, %, в соответствии со смеской (формула 5);
Gпа=14,6*800/(100-14)=136,77 кг/час.
Часовая производительность бегуна:
Qбег=Gпа*60/tб, (24)
Где:tб-время обработки асбеста в бегунах, мин.
tб=t1+t2+t3, (25)
здесь:t1-время загрузки порции асбеста, мин;
t2-время обмятия асбеста (12-16 мин);
t3-время выгрузки асбеста из бегунов, мин;
tб=3+14+2=19 мин.
Qбег=136,77*60/19=431,9 кг/час.
Необходимое количество бегунов на одну технологическую линию:
nбег=Gач/Qбег, (26)
Где:Gач-часовый расход асбеста, Gач=Gа (формула 2);
nбег=301,7/431,9=0,7;
Принимаем количество бегунов на одну линию равное 1.
Гидропушитель.
Порционная загрузка воды с асбестом из бегунов:
Рб=Gпа*Wаб/(100-Wаб), (27)
Где:Рб-количество воды, добавляемой в бегуны, кг;
Gпа-порционная загрузка асбеста в бегуны, Gпа=136,77 кг (формула 23);
Wаб-влажность асбеста после бегунов, Wаб=30 %; [4]
Рб=136,77*30/(100-30)=58,6 кг.
Порционная загрузка воды из рекуператоров для получения асбестовой суспензии:
Рр=(Gпа*(100-С1)/С1)-Рб, (28)
Где:С1-концентрация асбеста в суспензии,С1=5%; [4]
Рр=(136,77*(100-5)/5)-58,6=2540,03 кг.
Итого, порционная загрузка асбеста и воды в гидропушитель:
Gгидр=Gпа+Рб+Рр; (29)
Gгидр =136,77+58,6+2540,03=2735,4 кг.
Число возможных циклов раблты гидропушителя за один час на одной технологической линии:
q1=60/tг, (30)
Где:tг-полный цикл обработки асбеста в гидропушителе;
tг=t1+t2+t3+t4, (31)
Здесь:t1-время загрузки воды из рекуператоров, 3-5 мин;
t2-время загрузки асбеста из бегунов, 2-3 мин;
t3-время распушки, 4-5 мин;
t4-время выгрузки асбестовой суспензии в турбосмеситель, 2-3 мин; [4]
tг=4+2+5+2=13 мин.
q1=60/13=4,6 циклов.
Необходимое число циклов работы гидропушителя за один час на одной технологической линии:
q2=Gа/Gпа, (32)
где:Gа-часовый расход асбеста на одну технологическую линию, Gа=301,7 кг/час (формула 2);
Gпа-порционная загрузка асбеста на один замес, Gпа=136,77 кг/час (формула 23);
q2=301,7/136,7=2,2 циклов.
Необходимое число гидропушителей на одну линию:
n=q2/q1; (33)
n =2,2/4,6=0,48;
Принимаем один гидропушитель на одну линию.
Турбосмеситель.
Порционная загрузка компонентов в турбосмеситель. Gтур состоит из: асбеста Gпа, цемента Gпц, воды с асбестовой суспензией, воды из рекуператоров для получения 20 %-ной концентрации массы.
Количество воды, вводимой с асбестовой суспензией в турбосмеситель:
Gс=Qбег+Gгидр, (34)
Где:Qбег-часовая производительность бегуна,Qбег=431,9 кг/час (форм. 24),
Gгидр-порционная загрузка асбеста и воды в гидропушитель, Gгидр=2735,4 кг (формула 29);
Gс =431,9+2735,4=3167,3 кг.
Количество воды из рекуператоров:
Gр=((Gпа+Gпц)*80/20)-Gс; (35)
Gр =((1363,77+800)*80/20)-3167,3=579,78 кг.
Отсюда, порционная загрузка в турбосмеситель:
Gтур=Gпа+Gпц+Gс+Gр; (36)
Gтур =136,77+800+3167,3+579,78=4683,85 кг.
Полный цикл приготовления а/ц суспензии в турбосмесителе состоит из:
tт=t1+t2+t3+t4+t5+t6, (37)
где:t1-время загрузки асбестовой суспензии, 2-4 мин;
t2-время загрузки цемента из дозатора, 2-4 мин;
t3-чистое время смешения, 3-4 мин;
t4-время выгрузки асбестовой суспензии в ковшевую мешалку, 2-3 мин;
t5-время промывки турбосмесителя 0,3-0,5 мин;
t6-время смыва промывной воды в ковшевую мешалку, 0,2-0,3 мин;[4]
Полный цикл составит:
tт =3+3+4+3+0,4+0,3=13,7 мин.
Возможное число циклов работы турбосмесителя:
q1=60/tт; (38)
q1=60/13,7=4,4 циклов.
Необходимое число циклов за один час на одной технологической линии:
q2=Gц/Gпц, (39)
Где:Gц-часовый расход цемента на одну технологическую линию Gц=1582,8кг/час (формула 1);
Gпц-порционная загрузка цемента Gпц=916 кг [4];
q2=1582,8/916=1,72.
Необходимое число турбосмесителей на одну линию:
nтур=q2/q1; (40)
nтур =1,72/4,4=0,39,
Принимаем один турбосмеситель на одну линию.
Ковшовая мешалка.
Из турбосмесителя приготовленная а/ц суспензия поступает в ковшовую мешалку, в которой создают запас массы для равномерного питания формовочных машин.
Максимальная производительность ковшовой мешалки, м3/час:
Пм=60*v*К*p*b*n, (41)
Где:v-вместимость одного ковша,v=0,01 м3;
К-коэффициент заполнения ковша, К=0,8;
b-число ковшей на колесе, b=16 шт;
n-частота вращения колеса, n=8 мин –1;[4]
Пм=60*0,01*0,8*16*8=61,4 м3/час.
Производительность ковшовой мешалки по сухому веществу (смеси асбеста и цемента), кг/час:
П=Пм*С3, (42)
Где:С3-концентрация суспензии, С3=18%;[4]
П=61,4*0,18=11,05 кг/час.
Рекуператоры.
Количество рекуператоров, шт:
n=Gоб/F*v, (43)
Где:Gоб-суммарный часовый расход оборотной воды, Gоб=14,67 м3/час (формула 21);
F-площадь сечения рекуператора, участвующая в осветлении, м2;
v-скорость подъема воды в осветляющей зоне рекуператора, м/час;
F=(3,14*d12/4)*0,93=10,83 м2, (44)
Здесь: 0,93-коэффициент участия площади в осветлении.[4]
v=(Qрек-q)*4/3,14*(d12-d22), (45)
где:d1-внутренний диаметр рекуператора, d1=3,85 м;
d2-наружный диаметр опускной трубы, d2=1,2 м;
Qрек-пропускная способность рекуператора, составляет 200 м3/час;
q-количество воды, отбираемой на приготовление и разжижение а/ц массы, q=153,4 м3/час;[4]
v=(200-153,4)*4/3,14*(3,852-1,22)=4,4 м/час.
Число рекуператоров составит:
n=14,67/10,83*4,4=0,3;
Из опыта эксплуатации технологических линий по производству а/ц труб установлено, что на одну технологическую линию необходимо иметь 3 рекуператора, из них 2 рабочих и один сборник осветленной воды.
В зависимости от вида выпускаемых изделий, вместимость рекуператоров бывает разной. Для а/ц труб длиной до 4-х метров 54,8 м3.[4]
3. Описание конструкции и принципа действия ковшовой мешалки.
Применяемые в настоящее время в асбестоцементной промышленности аппараты для приготовления асбестоцементной массы в основном периодического действия, а формовочные машины надо питать такой массой непрерывно. Это предопределяет необходимость создания в технологической цепи между аппаратом, изготавливающим асбестоцементную массу, и формовочной машиной определенного запаса массы.
Ковшовая мешалка состоит из металлического чана 2, имеющего форму усеченного конуса (с малым углом при вершине) несколько суживающегося в сторону привода перемешивающего устройства. По оси этого чана установлен вал 9, приводимый во вращение через привод 1 электродвигателем. На валу укреплены крестовины 4 с лопастями 3. В переднем конце чан имеет узкую раструбную полость, в которой вращается каркасный круг с укрепленными на нем ковшами 6, называемый ковшовым колесом. В торцовой стенке чана, примыкающей к ковшовому колесу, с внутренней ее стороны установлена приемная коробка 7, слив из которой выходит наружу. Ковши колеса зачерпывают асбестоцементную массу из чана и сливают ее в приемную коробку. Люк 5 служит для чистки и смены ковшей, а люк 8 для слива массы и промывки чана. Полезная емкость мешалки 7 м3, производительность до 50 м3/ч.
Не следует пополнять мешалку тогда, когда в ней много массы, так как при длительном нахождении масса «стареет», т. е. зерна цемента покрываются гидратным гелем, содержащим много воды. Это повышает водоцементное отношение в сформованных изделиях и их пористость после затвердевания.
Из мешалки асбестоцементная масса желобом направляется в ванны сетчатых цилиндров формовочной машины. Концентрация массы в мешалке несколько выше, чем это необходимо для работы круглосеточной формовочной машины.
Для получения массы нужной консистенции в желоб, подводящий асбестоцементную массу к формовочной машине, непрерывно вводят воду, отбираемую из нижней части рекуператоров.[1]
4. Расчетная часть.
4.1. Расчет производительности машины.
Дата добавления: 2014-12-18; просмотров: 53 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |