Аспирация отделения цементных силосов Белгородского цементного завода - диплом

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

1 СВЕДЕНИЯ О ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ

1.1 Краткая характеристика предприятия

1.2 Структура завода и состав производственных цехов

1.3 Технологическая схема производства цемента

1.4 Краткая характеристика отделения цементных силосов

2 СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Технико-экономическое обоснование проектного решения

2.2 Патентные исследования

2.2.1 Обоснование необходимости патентных исследований

2.2.2 Патентный поиск

2.2.3 Обзор аналогов

2.2.4 Оценка преимуществ и недостатков аналогов

2.3 Решение конструкторской задачи

2.3.1 Описание полезной модели

2.3.2 Формула полезной модели

2.4 Экспериментальные исследования

2.4.1 Методика исследований

2.4.2 Результаты исследований

2.5 Расчет системы аспирации

2.5.1 Расчет производительности местных отсосов

2.5.2 Определение свойств пыли

2.5.3 Расчет дисперсного состава и концентрации пыли в аспирируемом воздухе

2.5.4 Выбор пылеуловителя

2.5.5 Гидравлический расчет аспирационной сети

2.5.6 Подбор тягодутьевого аппарата

3 АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ

3.1 Общая характеристика объекта управления

3.2 Функциональная схема системы автоматического регулирования процесса регенерации рукавного фильтра ФРКИ-

3.3 Выбор приборов и средств автоматизации

3.4 Построение и описание обобщенной функциональной и структурной схем системы автоматизации

4 ОРГАНИЗАЦИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА

4.1 Организация монтажа системы аспирации

4.2 Изоляционные работы стальных трубопроводов

4.3 Испытания систем аспирации

4.4 Перечень работ по монтажу системы аспирации

4.5 Ведомость объемов работ

4.6 Калькуляция трудовых затрат

5 ЭКОНОМИКА

5.1 Сметная документация на строительство

5.2 Технико-экономические показатели

5.3 Расчет снижения пылевыброса и предотвращения экономического ущерба

6 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

6.1 Техника безопасности

6.2 Производственная санитария

6.3 Обеспечение электробезопасности

6.4 Контроль защитного заземления

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение

Проблема охраны природы на современном этапе развития производительных сил общества – острейшая проблема, затрагивающая судьбы всех людей. Эта проблема вызвана неблагоприятными изменениями в природе под воздействием интенсивной хозяйственной деятельности человека. Цементная промышленность [7] в этом отношении не является исключением.

Решение задач защиты окружающей среды связано с научными, экономическими, социальными и политическими вопросами. Правильное решение этих задач требует от общества понимание того, что происходило на Земле в прошлом и предстоящих изменениях в будущем. Природа – целостная система с множеством сбалансированных связей. Нарушение этих связей приводит к изменениям в установившихся в природе круговоротах веществ и энергии. Развитие промышленности вызвало серьезные нарушения в круговороте, например углерода, серы, азота и другие. В настоящее время в результате большого количества отходов промышленного, сельскохозяйственного и бытового происхождения нарушаются условия, позволяющие природе в прошлом успешно справляться с утилизацией отходов с помощью бактерий, воды, воздуха, воздействия солнечного света.

Сегодня производственная деятельность человечества связана с использованием разнообразных природных ресурсов, охватывающих большинство химических элементов. По оценке Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) в практике используется свыше 500 тыс. химических соединений (всего известно свыше 6 млн. соединений); из них около 40 тыс. обладают вредными для человека свойствами, а 12 тыс. являются токсичными.

В атмосферу Земли ежегодно выбрасывается 250 млн. тонн пыли, 20 млн. тонн оксидов азота, 150 млн. тонн диоксида серы, 50 млн. тонн оксида углерода, более 50 млн. тонн различных углеводородов и 20 млрд. тонн диоксида углерода. В результате в 102 городах страны с населением 50 млн. человек концентрация вредных веществ в атмосфере нередко в 10 раз и более превышает допустимую.

Производство цемента является источником загрязнения атмосферы пылью: в результате производственного процесса выбрасывается 53.37 млн. т пыли в год. Источниками пылевыделения служат печные агрегаты, мельницы, сушильные, а также дробильные установки, склады сырья, топлива, добавок, клинкера, цемента, упаковочные машины цемента, узлы пересыпок и сброса пылящих материалов при их транспортировании, посты погрузки цемента в железнодорожные вагоны и авто-транспорт.

Для обеспыливания выбрасываемых в атмосферу отходящих газов и аспирационного воздуха применяют специальные пылеулавливающие установки, которые предотвращают загрязнение воздуха. Кроме создания санитарно-гигиенических условий труда, обеспыливание уменьшает потери цемента, топлива и сырья; обеспечивает нормальные условия работы оборудования. Все агрегаты и связанные с ними транспортные устройства, в процессе работы которых происходит выделение пыли, должны быть герметичными и включенными в аспирационную (пылеотсасывающую) систему.

Настоящим дипломным проектом предусматривается реконструкция и оптимизация системы аспирации отделения цементных силосов Белгородского цементного завода, расположенного у нового помола.

Краткая характеристика предприятия

В Белгородской области по приказу МПСМ СССР № 10 от 18 апреля 1946 года было намечено строительство завода проектной мощности в 300 тыс. тонн в год.

Первая технологическая линия была пущена в эксплуатацию 1 января 1950 года, а весь завод - 20 апреля 1951 года. Мощность по клинкеру составил 385 тыс. тонн и по цементу - 485 тыс. тонн. В 1953 году решено увеличить мощность завода до 600 тыс. тонн цемента в год, в 1956 г. - до 800 тыс. тонн цемента в год.

В 1960 году завершено строительство седьмой технологической линии, мощность завода достигла 2 млн. 200 тыс. тонн цемента в год.

В 1976 году принято решение о проведении полной реконструкции за-вода без снижения объемов выпуска цемента. 1985 - закончена реконструкция сырьевого отделения приготовления шлама. 1990 - закончена реконструкция вращающихся печей с увеличением внутреннего диаметра до четырех метров. Годовой выпуск клинкера составил 2,2 млн. тонн.

Оборудование завода постоянно реконструируется и обновляется. В технологическую линию вводятся разработки отечественных и зарубежных ученых:

- 1991 г. - произведена замена всех электрофильтров на вращающихся печах и рукавных фильтров на цементных мельницах;

- 2001 г. - проведена реконструкция цементной мельницы с установкой сепаратора бельгийской фирмы «Маготто»;

- 2002 г. - смонтирован и сдан в эксплуатацию бетоннорастворный узел немецкой фирмы «Штеттер».

За четверть века мощность завода увеличилась в 8 раз, выработка продукции на одного рабочего выросла в 14 раз. В настоящее время на заводе эксплуатируются 7 вращающихся печей: 4х150 м - 5 штук; 4.5х170 м - 2 штуки.

Белгородский цемент является высококачественной продукцией, которая пользуется большим спросом на внутреннем и международном рынке. Основные виды цемента, выпускаемые заводом:

портландцемент марки 400 с минеральными добавками;

портландцемент марки 400, 500, 600;

портландцемент марки 500 с асбестоцементными добавками;

шлакопортландцемент;

гидрофобный портландцемент.

Вся продукция завода аттестована по I категории качества, а портландцементу марки 500 и 600 присвоен знак качества. Цементы прошли очень жесткие испытания и сертифицированы по стандарту EN197 в испытатель-ной лаборатории Организации контроля качества Союза немецких цементных заводов в Дюссельдорфе. Кроме того, сертификация цементов произведена в Канаде, США, Англии, Венгрии, Украине, Словакии, Эстонии, Израиле, Польше, Испании, Португалии, Финляндии, Франции.

Около 32% продукции отправляется на экспорт в 25 стран Европы, Азии, Африки. Их используют при строительстве наиболее ответственных сооружений. Из цемента белгородского цементного завода построены Ассуанская плотина в Египте, Московский метрополитен, Останкинская телебашня, аэродромы, мосты, жилые дома и многие другие объекты на территории бывшего СССР и в 45 странах мира.

За высокие показатели в производственном отношении белгородский цементный завод в 1966 году награждён орденом Трудового Красного знамени, а в 1967 году почетной ленинской юбилейной грамотой.

1.2 Структура завода и состав производственных цехов

Цеха белгородского цементного завода подразделяются на: основные, вспомогательные и обслуживающие. К основным цехам относятся: горный, сырьевой, цех обжига клинкера, цех помола цемента, а также цех тарирования и отгрузки. Вспомогательными цехами являются: ремонтномеханический, пароводокомпрессорный, электроцех, цех КИП и автоматики, лаборатория. Транспортное и складское хозяйства образуют обслуживающие цеха.

Горный цех

Карьер мела расположен в 2.5 км от завода. Добыча ведётся тремя рабочими уступами (160 м, 150 м, 142 м) экскаваторами ЭКГ-4.6 - 2 шт., ЭКГ-4 - 1шт. и ЭКГ8М. Затем производится зачистка кровли экскаваторами ЭШ5х45 и ЭКГ-4. Карьер глины расположен в 6.5 км от завода, его разрабатывают двумя уступами и двумя экскаваторами. На карьере расположено отделение с тремя глиноболтушками (диаметром 12 м), глиняный шлам доставляется на завод по трубам.

Сырьевой цех

Сырьевой цех состоит из отделения болтушек с тремя технологически-ми линиями, которые состоят из зубчатой валковой дробилки диаметром 2000 мм и двумя болтушками диаметром 12 м, мельничного отделения с тремя мельницами, которые имеют размеры 3х8.5 м.

Перекачка шлама производится насосами 8ГР и 6ФШ7. Хранение запаса глинистого шлама и корректирование после помола осуществляется в балках по 1000 м3 каждым, а хранение готового шлама в двух прямоугольных и двух круглых диаметром 35 м (ёмкостью 5000 м3 и 6250 м3) резервуарах.

Цех обжига

Цех обжига содержит два отделения: к первому относятся печи №1, №2, №3, №4, ко второму: №5, №6, №7.

Печи первого отделения размером 4х150 м с рекуператорами снабжены электрофильтрами ЭГА4х183 и работают на два общих транспортёрах, по-дающих клинкер в склад.

Печь №5 аналогична печи №4, но снабжена индивидуальным транспортёром. Размер печи составляет 4х150 м. Печи №6 и №7 снабжены колосниковыми холодильниками, горизонтальными электрофильтрами и индивидуальными транспортёрами, подающими клинкер в склад.

Цех помола

Цех помола состоит из двух отделений, старого и нового. Оба отделения снабжены клинкерными складами, шламосушильным отделением, базисным складом и складом мелющих тел.

Первое помольное отделение состоит из 7 цементных мельниц, которые имеют размеры 2.6х13 м, шесть из которых производства ГДР и одна - оте-чественного производства. Мельницы оборудованы рукавными фильтрами с циклонами и пневмонасосами. Клинкерный склад обслуживается тремя грейферными кранами 10т х 30 м.

Новое помольное отделение состоит из 3 помольных мельниц с размерами 3х14 м, две из которых открытого цикла помола, а одна - сепаратор-ная, оснащённая вертикальными электрофильтрами. Кроме этого, имеется одна мельница 3.2х15 м. Всё оборудование, кроме насосов, поставлено на за-вод из-за рубежа. Клинкерный склад оборудован двумя грейферными кранами 20т х 31.5м.

Цех силосов и упаковки

Для хранения готовой продукции на предприятии имеются 22 силоса, обеспечивающих хранение более 70 тыс. тонн цемента.

На заводе существует два силосных склада цемента: старый – представляет собой блок из шести металлических силосов диаметром 10 м и двух блоков по 4 железобетонных силоса диметром 10 м каждый; новый – блок из четырех силосов диаметром 6 м и трех блоков из двух силосов диаметром 15 м.

Упаковочное отделение оборудовано двумя чехословацкими упаковочными машинами с транспортной системой и погрузочной рамой, складом для мешков. Производительность упаковочной машины - 1900 мешков в час.

Пароводогазокомпрессорный цех

Цех состоит из старой компрессорной (6 трубокомпрессоров) и новой компрессорной (10 компрессоров). Также имеется 7 артезианских скважин с погруженными насосами и насосная оборотная система водоснабжения с двумя брызгоугольными бассейнами и тремя насосными: магистральные общезаводские трубопроводы, включая газопровод при давлении Р=35 атм.

Электроцех и цех КИП и Автоматики

Электроцех состоит из:

- участка электроснабжения с тремя главными подстанциями и тремя подстанциями электрофильтров, шестью кабелями фидерами 6 кВ по 2 кабеля 3х185 мм2, каждый длиной от 1.7 до 2.2 км, резервными питающими фидерами 3х240 мм2 длиной 7 км, двумя питающими воздушными линиями 5 кВ АС 185 мм2 длиной 1.7 км каждая;

- девяти подстанций завода и составляющая распределительная сеть 6 кВ; 0.5 кВ; 0.4 кВ входят в состав основных цехов.

Цех КИП и Автоматики имеет отделение ремонта и эксплуатации КИП и систем автоматического регулирования и АТС, рассчитанную на 200 номеров.

1.3 Технологической схема производства цемента

Основанием выбранной технологической схемы производства цемента на белгородском цементном заводе является то, что сырьё непосредственно находится вблизи завода.

На Белгородском цементном заводе применяется мокрый способ производства, состоящий в том, что сырьевая смесь приготовляется путем измельчения и смешения сырьевых материалов с водой, получаемая сметанообразная жидкость содержит 3245% воды.

Основным сырьём является мел и глина, а также добавки: огарки, гран-шлак и гипс. Мел и глина добываются из собственных карьеров. Вывозка в отвал производится автотранспортом. Мел грузится экскаваторами на железнодорожный транспорт и доставляется на склад сырьевого цеха, который оборудован двумя грейферными кранами, приёмными бункерами и силосами для хранения запасов.

Глиняный пласт вскрывается скреперами завода. Добыча глины про-изводится экскаваторами Э2005 и подаётся к бункерам завода автотранспортом. Мел из бункера подается пластинчатым транспортёром, измельчается и поступает в глиноболтушку.

При мокром способе производства цемента мягкие сырьевые материалы (мел и глина), способные распускаться (размешиваться) в воде, при дроблении и интенсивном перемешивании в болтушках и мельницах самоизмельчения «Гидрофол». В этих мельницах при бесшаровом измельчении куски сырья действуют как измельчающие тела. Измельчение мягких пород в мельнице «Гидрофол» осуществляется в результате удара, раздавливания и трения, при этом не исключается и размучивание.

Таким образом в мельнице «Гидрофол» происходит одновременный процесс дробления и помола. Время пребывания размалываемого материала в мельнице «Гидрофол» составляет 3-5 мин. Преимущества мельницы «Гидрофол» - высокая производительность, простота конструкции и обслуживания, небольшая частота вращения рабочих органов, низкая удельная затрата электроэнергии.

Сырье незначительно засорено каменистыми включениями, поэтому от шлама отделяются нераспустившиеся зерна, которые вторично направляют в болтушку на доизмельчение. Крупные зерна (крупка) отделяются от шлама с помощью виброгрохота. Более совершенное отделение крупки производится в две стадии: вначале шлам пропускают через виброгрохот, где из него выделяют крупные зерна, а затем его подвергают тщательной сепарации в гидроциклоне. Оставшиеся на виброгрохоте и осевшие в гидроциклоне зерна подаются в болтушку на доизмельчение. Из гидроциклона шлам, влажность которого составляет 3940%, направляется в шламбассейны.

Для получения клинкера требуемого минералогического состава сырьевая смесь должна иметь определенный химический сосав, что достигается ее корректированием. Состав сырьевой смеси корректируют по величине титра (объемному содержанию CaCO в %), заданному коэффициенту насыщения или одновременно по коэффициенту насыщения и одному из модулей.

Корректирование состава сырьевой смеси до заданного химического состава осуществляют по результатам ее химического анализа путем добавления расчетного количества корректировочного компонента.

Порционное корректирование по мокрому способу производства осуществляется в шламбассейнах, которые сырьевой шлам поступает по трубопроводам из мельниц, он перемешивается и усредняется. После этого определяют титр и химический состав шлама для осуществления процесса корректирования.

Сырьевой шлам при поточном корректировании приготовляют с приготовлением шлама в горизонтальном бассейне большой вместимости. В круглых горизонтальных бассейнах, оборудованных двухмоствыми пневмомеханическими мешалками, шлам усредняется по составу по всей массе. Шламы из бассейнов смешиваются в пропорции, которая зависит от химического состава. Химический состав шламов определяется непрерывно путем анализа проб, отбираемых автоматически пробоотборниками и рентгеновским квантометром. На основании полученных данных химического анализа ЭВМ согласно заложенной в нее программе выдает управляющею команду на регулирующие клапаны, которые обеспечивают протекание по трубопроводам нужных количеств шламов.

Далее процесс производства цемента переходит в наиболее существенную стадию – превращение тщательно подготовленной сырьевой смеси соответствующего химического состава в клинкер путем регулируемого сжигания топлива в обжигательной печи и дальнейшего охлаждения его в холодильнике печного агрегата. При этом качество клинкера и свойства цемента зависят от физических свойств и химического состава обжигаемой сырьевой смеси, вида и качества топлива. Температуры и продолжительности обжига, а также от скорости охлаждения клинкера.

Клинкер обжигают главным образом во вращающихся печах, являющихся основным оборудованием печных агрегатов. Кроме печи печной агрегат включает в себя питатели, холодильник, устройства для сжигания топлива, вентиляторы и дымососы, пылеулавливающие аппараты и др.

Грануляция клинкера в зоне спекания печи бывает неудовлетворительной, что приводит к интенсивному клинкерному пылению. Это явление часто встречается в мощных вращающихся печах с колосниковыми холодильника-ми. Клинкерная пыль ухудшает работу печи, вызывая сильный перегрев холодильника из-за резкого увеличения просыпи через колосники и нарушая его аэродинамический режим. Для улавливания этой пыли применяют двух стадийную очистку газов, состоящая из группы циклонов и электрофильтра. Пыль из циклонов поступает в тарельчатый гранулятор, откуда в виде гранул направляется непосредственно в печь.

Помол клинкера и добавок – завершающая стадия производства цемента. Измельчают клинкер в трубных мельницах открытого цикла. В качестве добавок применяется доменный шлак, который подаётся на клинкерный склад помольного отделения. Из-за недостатков сухого шлама, он вводится в сыром виде. Перед этим прошихтованный на складе, после чего подаётся совместно в мельницу, что приводит к нестабильности состава шахты. По железной дороге на завод поставляется гипс, выгружается кранами и затем по-ступает на помол совместно с клинкером в цементные мельницы (по открытому циклу).

Далее из цеха помола цемент подается на силосный склад, откуда его можно отгружать навалом в железнодорожные вагоны, в железнодорожные цистерны – цементовозы, в автоцементовозы, а также в затаренном виде – в мешках весом 25 и 50 кг. Затаривание цемента производится в специальных упаковочных отделениях, оснащенных высокопроизводительными упаковочными машинами карусельного типа. Все операции по погрузке цемента в автотранспорт и вагоны автоматизированы и контролируются с помощью автоматических систем управления и компьютерной техники.

Механизированный комплекс производства немецкой фирмы «Мёллерс» позволяет одновременно осуществлять тарирование цемента в бумажные мешки, формировать мешки с цементом в пакеты без поддонов и обтягивать готовые пакеты в термоусадочную пленку по системе контрчехлов. Мощность этого комплекса – 200 тыс. тонн упакованного цемента в год. По-мимо этого, имеется оборудование по затариванию цемента в мягкие контейнеры МКР типа «бигбэг», грузоподъемностью 1.0 и 1.5 т, мощностью 120 тыс. т упакованного цемента в год.