Кальцинатор 3,9х28,8. Производство цемента.

ОТЗЫВ руководителя.doc

на квалификационную работу студента группы М-04-15
Михин С.В. выполненной на тему:
Модернизация несущего пути конвейерного кальцинатора вращающейся печи 4 х 60 м цз «Первомайский»
Таким образом колосниковая решетка содержащая колосники с расположенными в шахматном порядке щелевидными отверстиями и охлаждающими ребрами отличающаяся тем что с целью интенсификации охлаждения и увеличения срока службы ребра выполнены сотообразными и образуют сужающиеся каналы для подвода воздуха к отверстиям размещенным в центре каждой соты.
Удлинение несущего пути кальцинатора на 3 метра приведет к увеличению производительности на 12%.
Квалификационная работа выполнена в соответствии с заданием и содержит 99 страниц пояснительной записки и 12 листов ф.А1 графической части.
Дипломником обработан значительный объем учебной литературы и нормативной документации проведен анализ различных конструкций колосников рассмотрены сборочные единицы машины. Пояснительная записка и графическая часть проекта выполнены грамотно аккуратно с соблюдением требований ЕСКД.
За время выполнения квалификационной работы Михин С.В. продемонстрировал высокий уровень подготовки целеустремленность конструкторское мышление. Поэтому считаю возможным оценить работу
Михина С.В. высокой оценкой и ходатайствую перед Государственной аттестационной комиссией о присвоении ему звания «Инженер».
Ст. преподавательСтарчик Ю.Ю.

Балка.dwg

ДП МО - 13 812 13 00 08 00 СБ
ДП МО -13 812 13 00 08 00 СБ
ДП МО - 09 008 13 08 00 00
ДП МО - 09 008 13 08 00 00 СБ
ДП МО - 09 008 13 08 01 00
Коробка герметическая
Предохранительный кожух
Непералельность поверхности площадки
корпуса рподшипника (поз. 7) не более 0
Указанный размер 300
При установке пластин поз. 11 шаг 1210
выдерживать по отверстию
Овальные отверстия 25*80 разрешается
вырзать на месте газосваркой
ДП МО - 09 008 13 08 02 00
ДП МО - 09 008 13 08 03 00
ДП МО - 09 008 13 08 04 00
ДП МО - 09 008 13 08 05 00
ДП МО - 09 008 13 08 06 00
ДП МО - 09 008 13 08 07 00
ДП МО - 09 008 13 08 08 00
ДП МО - 09 008 13 08 09 00
ДП МО - 09 008 13 08 10 00

несущий путь.dwg

ДП МО -13 812 13 00 00 00 СБ
ДП МО - 13 812 13 00 00 00 СБ
ДП МО -13 812 13 00 00 00
ДП МО-13 812 13 00 00 00 СБ
Планка ограничительная
Регулировочный болт М24*110
Верхняя направляющая
Лючек уплотнентия ГОСТ 7718-72
ДП МО - 13 812 13 01 00 00
ДП МО - 13 812 13 02 00 00
ДП МО - 13 812 13 03 00 00
ДП МО - 13 812 13 04 00 00
ДП МО - 13 812 13 05 00 00
ДП МО - 13 812 13 06 00 00
ДП МО - 13 812 13 07 00 00
ДП МО - 13 812 13 08 00 00
ДП МО - 13 812 13 09 00 00
ДП МО - 13 812 13 10 00 00
ДП МО - 13 812 13 11 00 00
ДП МО - 13 812 13 12 00 00
ДП МО - 13 812 13 13 00 00
ДП МО - 13 812 13 14 00 00
ДП МО - 13 812 13 15 00 00
ДП МО - 13 812 13 16 00 00
ДП МО - 13 812 13 22 00 00
ДП МО - 13 812 13 23 00 00
ДП МО - 13 812 13 24 00 00
ДП МО - 13 812 13 25 00 00
ДП МО - 13 812 13 26 00 00
ДП МО - 13 812 13 27 00 00
ДП МО - 13 812 13 28 00 00
ДП МО - 13 812 13 29 00 00
ДП МО - 13 812 13 30 00 00
ДП МО - 13 812 13 31 00 00
ДП МО - 13 812 13 32 00 00
ДП МО - 13 812 13 33 00 00
ДП МО - 13 812 13 17 00 00
ДП МО - 13 812 13 18 00 00
ДП МО - 13 812 13 19 00 00
ДП МО - 13 812 13 20 00 00
ДП МО - 13 812 13 21 00 00

Карта ремонта.dwg

ДП МО-13 812 00 00 00 00 ТК
Слесарная Промыть ось от отработанной смазки Определить стпень износа
керосин Индикатор часового типа
Цена деления иникатора 0
Наименование опрерации и работ
Приспособление инструмент материал
Технические указания
Токарная Проточть место износа оси под наплавку ø320 до ø316 мм ø350 до ø346 мм
Токарно- -винторезный станок 1К62 Проходной резец с пластинкой Т15К6 Штангенциркуль О-300
Режим резания V=130ммин S=1ммоб
Наплавочная Наплавить проточенную часть ø316 до ø323 мм ø346 до 353 мм
Наплавочная проволока ø2-2
ммин nуст=2обмин напряжение 12-15В
Слесарная Очистить место наплавки от шлака Проверить осьт на биение при необходимо- сти выправить
Приспособление для наплавки Наплавочная головка УАНЖ-6 Сварочный преобразователь ПС 300 Люнет неподвижный
Переносная гид. машина Гидравлич пресс Приспособление для правки Индикатор часо- вого типа
Токарная Проточить вал по наружному диаме- тру ø323 до ø320 мм ø353 до ø350 мм
Токарно- -винторезный станок 1К62 Проходной резец Штангенциркуль О-300
Режим резания V=130ммин S=1ммоб точность измерений -0
Шлифовальная Шлифовать Шлифовать рабочие места до øh7
Круг Э46-80 на керамической связке Цена деления микрометра 0
Круглошлифова- льный станок Микрометр
Заключительная Сдать в ОТК или мастеру механического цеха
Контрольный стол Скоба
Проверить соответствие чертежу всех размеров и чистоты обработки
Фрезерование фрезеровать нпоночный паз размером 80*25 через 180°
Фрезерный станок Палычевая фреза ø 10мм
Шпоночный паз сместить от старого на 180°
Фрезеровщик 3 разряда
Дефекты: износ рабочих поверхностей вала (риски
Технологическая карта ремонта
Технологическая карта ремонта натяжного вала

колосник мод.dwg

Точность отливки 3Т-1-4-4 см.0
Неуказанные литейные радиусы 3 мм.
Неуказанные формовочные уклоны до 2 град.
Пригары не допускаются
Твердость НВ-400-450
ДП МО -13 812 14 00 05 00
ДП МО - 13 812 14 00 05 00

патентные исследования.dwg

А.С. N°351040 кл. F 23h102
Патент РФ N°2034201 кл. F23H500
Патент РФ N° 2318170 кл. F27B2108
Патент РФ N° 2241906 кл. F23H710
Каналы для подвода воздуха
ДП МО-13 812 00 00 00 00 ПИ
Подколосниковые балки
Пластинчатый колосник;
Устройство регистрации
Устройство управления

Экономика.dwg

Наименование показетелей
Экономия мат. затрат
Затраты на модернизацию
Затраты на содержание и эксплуатацию оборудования
тыс.руб. на имущество
Прибыль от производсива продукции
Амортизация оборудования
Чистый денежный поток
Коэффициент дисконтированиия
Чистый дисконтированный доход
Чистый дисконтированный доход снарастающим итогом
Чистый денежный поток с нарастающим итогом
Годовой выпуск продукции
Производительность труда 1 ППП
Среднегодовая стоимость производственных фондов
Фондовооруженность труда
Себестоимисть годового выпуска цемнта
ДП МО- 13 812 00 00 00 00 ЭЧ
Основные техникоэкономические показатели проекта
Изменение денежных потоков и показатели эффективности
ивистиционного проекта

Звездочки.dwg

Величина прямолинейной
Радиус закругления головки
Диаметр делительной
Радиус впадин зубьев
Цепь - по немецким стандартам
Величина смещения центров
ДП МО-13 812 21 00 00 00 СБ
БГТУ им. В.Г. Шухова
Правая часть звездочки
ДП МО - 13 812 22 00 00 00 СБ
Левая часть звездочки
Болт М42*360 ГОСТ 7798-70
Шайба 3665Г ГОСТ 6402-74
Гайка М36 ГОСТ5515-70
Болт М36*180 ГОСТ 7798-70
Шайба 4265Г ГОСТ 6402-74
Гайка М42 ГОСТ5515-70
ДП МО-13 812 21 01 00 00
ДП МО-13 812 21 02 00 00
ДП МО - 13 812 22 01 00 00
ДП МО - 13 812 22 02 00 00
ДП МО-13 812 21 00 00 00
ДП МО-13 812 22 00 00 00 СБ
ДП МО-13 812 22 00 00 00

Разгрузочная часть.dwg

Элемент уплотнения вала левый
ДП МО-13 812 12 00 00 00 СБ
Уплотнение горячего конца правое
Элемент бокового уплотнения
Балка правая горячего конца
Балка левая горячего конца
Верхняя часть горячей камеры лев.
Верхняя часть горячей камеры прав.
ДП МО - 13 812 12 00 00 00 СБ
ДП МО -13 814 12 00 00 00 СБ
Уплотнение горячего конца левое
Элемент уплотнения вала правый
Планка ограничительная
ДП МО - 13 812 12 00 00 00
ДП МО - 13 812 12 01 00 00
ДП МО - 13 812 12 02 00 00
ДП МО - 13 812 12 03 00 00
ДП МО - 13 812 12 04 00 00
ДП МО - 13 812 12 05 00 00
ДП МО - 13 812 12 06 00 00
ДП МО - 13 812 12 07 00 00
ДП МО - 13 812 12 08 00 00
ДП МО - 13 812 12 09 00 00
ДП МО - 13 812 12 10 00 00
ДП МО - 13 812 12 00 01 00
ДП МО - 13 812 12 00 02 00
ДП МО - 13 812 12 00 03 00
ДП МО - 13 812 12 00 04 00
ДП МО - 13 812 12 00 05 00
ДП МО - 13 812 12 00 06 00
ДП МО - 13 812 12 00 07 00
ДП МО - 13 812 12 00 08 00
ДП МО - 13 812 12 00 09 00
ДП МО - 13 812 12 00 10 00
ДП МО - 13 812 12 00 11 00
ДП МО - 13 812 12 00 12 00
ДП МО - 13 812 12 00 13 00
ДП МО - 13 812 12 00 14 00
ДП МО - 13 812 12 00 15 00
ДП МО - 13 812 12 00 16 00
ДП МО - 13 812 12 00 17 00
ДП МО - 13 812 12 00 18 00
ДП МО - 13 812 12 00 19 00
ДП МО - 13 812 12 00 20 00

эл схема привода.dwg

Решетка кальцинатора
ДП МО-13 812 00 00 00 00 ЭС
Электрическая схема привода решетки кальцинатора

Технологическая схема.dwg

Таблица смазки редуктора главного привода вращающейся печи
Периодичность замены
подшипники электро- двигателя
шлицы обгонной муфты
зацепление редуктор вспом. привода
зацепление ЦТ-2550-108
подшипники ЦТ-2550-108
редуктор вспомог. привода
редуктор главного привода
Наименование оборудования
Таблица смазки вращающей печи
НФ БГТУ им. В.Г. Шухова
КР ЭР-08 021 00 00 00 СБ
КР ЭР-08 021 00 00 00 СБ
Молотковая дробилка Q=350тнчас
ДП МО-13 812 00 00 00 00 ТС
Щековая дробилка Q=350тнчас
мергеля 23500тн.; огарок
Усреднительные силосы (6 шт.)
Пневмовинтовые насосы (4 шт.)
Кальцинаторы (2 шт.)
Вращающиеся печи 4*60м (37
Холодильники Волга 50С (2 шт.)
Емкость склада для хранения клинкера и добавок-17500тн.
в т.ч. клинкера 10700тн. гипсового камня-3700тн. и опоки 3100тн.
*15 Q=50 тнчас (2шт.)
Цементные силосы (6 шт.)
Пневмовинтовые насосы
Карусельная упаковочная машина
Пакетоформирующая установка
Склад тарированного цемента
Отгрузка потребителям (жд и автотранспорт)
Жд и автотранспорт (навал)
Технологическая схема
производства цемента
Технологическая схема производства цемента
на цз "Первомайский"

Кальцинатор общий вид.dwg

ДП МО -13 812 00 00 00 00 СБ
Технологическая схема
ДП МО -13 812 00 00 00 00 ТС
ДП МО -13 812 01 00 00 00
Верхняя часть кожуха
Площадка вспомогательная
Опора рабочей площадки
Колосниковая решетка
ДП МО -13 812 02 00 00 00
ДП МО -13 812 03 00 00 00
ДП МО -13 812 04 00 00 00
ДП МО -13 812 05 00 00 00
ДП МО -13 812 06 00 00 00
ДП МО -13 812 07 00 00 00
ДП МО -13 812 08 00 00 00
ДП МО -13 812 09 00 00 00
ДП МО -13 812 10 00 00 00
ДП МО -13 812 11 00 00 00
ДП МО - 13 812 12 00 00 00
ДП МО - 13 812 13 00 00 00
ДП МО - 13 812 14 00 00 00
ДП МО - 13 812 15 00 00 00
ДП МО - 13 812 16 00 00 00
ДП МО - 13 812 17 00 00 00
ДП МО - 13 812 18 00 00 00
ДП МО - 13 812 19 00 00 00
ДП МО - 13 812 20 00 00 00
ДП МО - 13 812 00 00 00 01
Болт фундаментный М24х600
Гайка М24 ГОСТ 5915-70
Цепное колесо крайнее
ДП МО - 13 812 21 00 00 00
ДП МО - 13 812 00 00 00 00
Цепное колесо среднее
ДП МО - 13 812 22 00 00 00
ДП МО - 13 812 23 00 00 00
производства цемента
Патентные исследования
ДП МО -13 812 00 00 00 00 ПИ
Технологическая карта
ДП МО -13 812 00 00 00 00 ТК
ремонта натяжного вала
Электрическая схема
ДП МО -13 812 00 00 00 00 ЭС
ДП МО -13 812 00 00 00 00 ЭЧ

Кальцинатор диплом.doc

Технологическая часть7
1 Обоснование преимущества технологической схемы по сухому способу производства цемента.7
2 Описание выбранной технологической схемы9
1 Описание конструкции и принципа действия кальцинатора «Леполь»13
2 Патентные исследования17
3 Сущность модернизации23
1 Расчет основных параметров вращающейся печи 4x60 м с конвейерным кальцинатором25
1.1 Тяговый расчет рабочего органа кальцинатора25
1.2 Расчет производительности вращающейся печи 4х60 м27
1.3 Мощность привода вращения печи28
1.4 Расчет мощности вспомогательного привода31
1.5 Тепловой расчет запечного контактного теплообменника31
1.5.1 Тепловой баланс запечного теплообменника34
1.5.2 Полезный расход тепла и КПД кальцинатора37
1.6 Материальный баланс запечного теплообменника38
1.7 Аэродинамическое сопротивление запечного теплообменника40
1.8 Общее аэродинамическое сопротивление запечного теплообменника43
2 Прочностной расчет44
2.1 Прочностные и проверочные расчеты разрабатываемых узлов и деталей уплотнения44
2.2 Расчет массы грузов47
2.3 Выбор геометрических размеров основных деталей52
3 Прочностные расчеты корпуса вращающейся печи ø 40x60 м53
3.1 Расчет нагрузок от металлоконструкции53
3.2 Нагрузка от футеровки55
3.3 Расчёт опорно-ходовой части вращающейся печи 4х60 м56
Эксплуатация и ремонт конвейерного кальцинатора59
1 Эксплуатация печного агрегата59
2 Перечень наиболее изнашивающихся узлов и деталей60
3 Содержание ремонта машины60
Безопасность жизнедеятельности63
1 Законодательные и нормативно-правовые акты по охране труда63
2 Анализ условий труда вредных и опасных производственных факторов64
3 Разработка мероприятий по уменьшению воздействия на работающих опасных и вредных факторов69
4 Пожарная безопасность75
5 Охрана окружающей среды76
6 Электробезопасность77
7 Расчет заземления рабочего оборудования78
Электрическая схема и описание привода решетки кальцинатора81
Экономическая часть83
1 Технико-экономическое обоснование83
2 Оценка экономической эффективности инвестиционного проекта84
2.1 Расчет капитальных вложений (инвестиций)84
2.2 Изменение текущих расходов (себестоимости продукции) по фактам86
2.3 Изменение денежных потоков87
2.4 Расчёт показателей экономической эффективности проекта89
3 Расчет основных технико-экономических показателей93
Цемент – основной материал используемый в строительстве является вяжущим веществом получаемым путем тонкого измельчения клинкера с гипсом и добавками. При перемешивании с водой образует удобно обрабатываемую смесь способную затвердевать в воде и на воздухе (ГОСТ 10178- 85).
Сырьём для него служат известковые маргелистые глинистые породы и различные добавки шлак бокситы и др. Цемент обладает важным свойством твердеть в воде.
Промышленность строительных материалов на данный момент располагает значительным парком высокопроизводительного оборудования способного выпускать высококачественную продукцию.
Тем не менее перед наукой стоит ряд задач по повышению технологических свойств оборудования промышленности строительных материалов. Из них можно выделить такие как:
- повышение КПД приводов машин
- снижение энергозатрат на производство
- повышение производительности
- повышение долговечности узлов и механизмов.
Обжиг сырьевой смеси и получение клинкера – наиболее важная стадия процессов производства цемента. Для обжига сырьевой смеси заданного химического состава с получением клинкера предназначены печные агрегаты.
Главной целью дипломного проекта является модернизация запечного теплообменного устройства – кальцинатора типа «Леполь». Цель модернизации – повышение производительности кальцинатора в результате изменения габаритных размеров рабочего органа и изменения рабочей поверхности колосника.
Технологическая часть
1 Обоснование преимущества технологической схемы по сухому способу производства цемента.
В настоящее время применяют три основных способа подготовки сырьевой смеси из исходных материалов: «мокрый» при котором помол и смешение сырья осуществляется в мокрой среде «сухой» когда материалы смешиваются и измельчаются в сухом виде и комбинированный.
Сухой способ несмотря на его технико-экономические преимущества по сравнению с мокрым длительное время находил ограниченное применение вследствие пониженного качества получаемого клинкера. Однако успехи в технике тонкого измельчения и гомогенизации сухих смесей обеспечил возможность получения высококачественных портландцементов и по сухому способу. Это предопределило резкий рост в последние десятилетия производства цемента по этому способу.
Изготовление клинкера по сухому способу технически и экономически более целесообразно в тех случаях когда исходные сырьевые материалы характеризуются:
Влажностью до 10 – 15%;
Относительной однородностью по химическому составу и физической структуре что обеспечивает возможность получения гомогенной сырьевой муки при измельчении сухого сырья.
При сухом способе затраты тепла на обжиг клинкера достигают 3150 – 4190 кДжкг что значительно меньше затрат при производстве по мокрому способу.
При сухом способе изготовления клинкера исходные материалы после дробления подвергаются высушиванию и совместному помолу в шаровых и иных мельницах до остатка 6 – 10% на сите № 008.
Обжигают сырьевую муку:
) в коротких вращающихся печах с предварительной тепловой обработкой её:
- в циклонных теплообменниках в которых отходящими из печей газами материал нагревается до температур 800 – 8500С с частичной декарбонизацией его (на 30 – 40%);
- в циклонных теплообменниках а далее в специальных реакторах в которых температура муки повышается до 920 – 9500С а декарбонизация материала перед его поступлением в печь достигает 85 – 90%. Такой эффект получается за счёт сжигания в реакторах дополнительного небольшого количества топлива;
- в конвейерных кальцинаторах за счёт тепла отходящих из печей газов;
) наконец сырьевую муку в виде гранул можно обжигать в автоматических шахтных печах.
В зависимости от способа обжига сырьевой муки схемы производства несколько отличаются.
Как уже указывалось сырьевую муку при сухом способе производства можно обжигать во вращающихся печах работающих в сочетании с конвейерными кольцинаторами. В этом случае муку до поступления на обжиг гранулируют и получают гранулы размером от 5 – 10 до 20 – 30 мм. В настоящее время для этой цели используют тарельчатые грануляторы вместо ранее распространённых барабанных.
Тарельчатый гранулятор имеет наклонно установленный вращающийся диск с бортами. Подаваемую на диск муку опрыскивают каплями воды и из увлажнённой до 12 – 15% муки образуются шарики. В дальнейшем при вращении диска шарики окатываются и на них налипают новые порции материала и получаются крупные гранулы. Постепенно накапливаясь в нижней части тарелки они пересыпаются затем через её борт и поступают в бункер над конвейерным кальцинатором. Он представляет собой бесконечную колосниковую решётку составленную из отдельных колосников и движущуюся со скоростью 30 – 50 мч. Колосниковая решётка заключена в плотный кожух. Сырьевые гранулы подаются из бункера на конвейер слоем 15 – 20 см. Через этот слой просасываются газы поступающие в кальцинатор с температурой 1000 – 11000С из короткой вращающейся печи. Просасывание газов может осуществляется как при однократном так и двукратном прохождении через материал. Применяется другой метод. Для этого кальцинатор вертикальной стенкой разделяют на две камеры. Газы из печи сначала поступают в верхнее отделение камеры далее под действием тяги вентилятора просасываются сверху вниз через слой гранул и из нижней части камер направляются через циклоны в другую камеру. Здесь они вновь пронизывают слой материала и удаляются из кальцинатора дымососом с температурой 100 – 15000С. Материал вначале подсушивается. Далее дегидратируется и частично декарбонизируется и поступает на обжиг в печь с температурой около 8000С. Гранулы провалившиеся через отверстие в решётке попадают на конвейер и с помощью элеватора направляются в печь. Сюда же по винтовому конвейеру движется пыль из циклонов. Вращающиеся печи в сочетании с описанным кальцинатором характеризуются различной суточной производительностью до 1000 – 3000 т. Рассчитанная на выпуск 35 тч состоит из печи размером 4 х 60м и кальцинатора с площадью решётки 200 м2. Расход тепла в печах с кальцинаторами составляет примерно 3150 -3550 кДжкг клинкера. Из вращающейся печи клинкер направляют в холодильник и далее на склад и помол.
Вращающиеся печи с кальцинаторами часто работающие с пониженными коэффициентами использования по времени (не более 0.8 – 0.85) и плохо поддающиеся автоматизации реконструируются и переводятся на работу с теплообменниками что способствует значительному сокращению удельных расходов труда топлива и электроэнергии и повышению производительности печей.
2 Описание выбранной технологической схемы
Рассмотрим технологическую схему производства цемента в условиях цз "Первомайский" (рисунок 1.1). Основными сырьевыми материалами являются: мергель корректирующие и минеральные добавки шлак конвертерный для производства строительных материалов гипсовый камень и опока.
Для производства одной тонны клинкера на заводе "Первомайский" расходуется 1637 кг мергеля и 524 кг конверторного шлака.
На тонну цемента необходимо 109 кг опоки и 50 кг гипсового камня.
Сырьевой базой завода является месторождение мергеля в поселке "Верхнебаканском". Добыча мергеля в карьере ведется открытым способом при котором сырье добывается непосредственно с поверхности земли.
После взрыва экскаваторы перемешиванием усредняют разрыхленную породу и грузят ее на БЕЛазы которые доставляют сырье в бункера дробилок.
Мергель с БЕЛазов подается на дробление которое осуществляется в две стадии:
- первая - в щековых дробилках (1 шт.);
- вторая - в молотковых дробилках (1 шт.).
Щековая дробилка служит для дробления сырьевых материалов между двумя периодически сближающимися щеками. Подача мергеля с размерами кусков до 1000-1200 мм в щековую дробилку осуществляется из приемного бункера качающимся колосниковым или пластинчатым питателями на заводе "Первомайский" установлена щековая дробилка типа СМД-59А. Производительность 350 тчас. В щековых дробилках материал измельчается до кусков размерами 250-300 мм.
Из отделения крупного дробления мергель с помощью горизонтального ленточного транспортера поступает в бункер молотковой дробилки.
В молотковой дробилке исходный материал разрушается от ударного воздействия на него молотков и отбойных плит. Кроме того материал раздавливается и крошится вращающимися молотками когда находится на колосниковой решетке до кусков размером 15 мм.
Применяется на заводе молотковая однороторная дробилка СМД-98Б производительностью 350 тчас.
Подготовленный двумя стадиями дробления мергель транспортируется Белазами на склад. Емкость слада - 255 тыс. тонн. На этом складе размещается сырье а так же колчеданные огарки.
Со склада сырье поступает в бункера мельниц.
Сырьевое отделение завода "Первомайский" включает 3 сепараторных шаровых мельниц две 32х85 м и одна 37х85. Производительность мельниц 32х85 118-12 кгс а 37х85 17 кгс. Скорость вращения мельниц 32х85-027с-1 37х85 – 028с-1. Мельницы 32х85 имеют электродвигатели мощностью 1000 кВт числом оборотов 6 с-1 и используемым напряжением 6000 В. Мельниц 37х85 имеет электродвигатель мощностью 2000 кВт числом оборотов 16 с-1 и используемым напряжением 6000 В.
После измельчения сырьевая мука транспортируется пневматическими установками к смесительным силосам в которых перемешиваются сжатым воздухом и корректируются. При использовании пластичного глинистого компонента сырьевая мука из силосов направляется в смесительные шнеки где увлажняется 8-10% воды. Затем эта масса поступает на грануляторы куда одновременно подается добавочная вода. Здесь происходит образование прочных гранул с влажностью 12-14% поступающих затем в печь на обжиг.
Цех обжига оборудован 2 вращающимися печами:
- первое отделение - печь №1 размер печей 4х60 м; производительность 1041 кгс; число опор и бандажей - 3; угол наклона – 35º; скорость вращения-0014 с-1;
- второе отделение - печь №3 размером 4х60 м; угол наклона – 35º; производительность – 958 кгс; число опор - 3 соответственно; скорость вращения – 00192 с-1.
После печи клинкер поступает в холодильник. Для охлаждения клинкера применяются колосниковые холодильники типа "Волга - 50" производительностью 138 кгс в холодильниках клинкер охлаждается от температуры 1000-1200 ºС до 90-200 ºС.
Размеры колосниковой решетки: ширина – 332 м длина – 1660 м; полезная площадь - 56 м2. ход подвижных колосников – 015 м. Число двойных ходов –
-16 ходовмин. Колосники приводятся во движение электродвигателями с регулируемой частотой вращения. Общая установленная мощность электродвигателя 583 кВт. Горячий клинкер из печи через шахту поступает на колосниковую решетку. Снизу решетки под напором подается холодный воздух который просачиваясь через слой горячего клинкера охлаждает его.
Клинкер измельчают в трубных мельницах открытого цикла. На заводе "Первомайский" установлено 3 мельниц для помола цементного клинкера: две –32х13 м и одна 32х14 м.
Из помольно - цементного отделения цемент пневмокамерными насосами перекачивается в цементные силосы.
Рисунок 1.1 Схема производства цемента на цз «Первомайский»
1 Описание конструкции и принципа действия кальцинатора «Леполь»
Расход тепла на обжиг при мокром способе производства составляет 5900—7200 кДж на 1 кг клинкера. Намного сокращаются затраты тепла при производстве портландцементного клинкера до сухому способу например в печах с конвейерными кальцинаторами (печь «Леполь»). На этой решетке вне печи сырьевая смесь высушивается подогревается дегидратируется и частично декарбонизируется за счет тепла просасываемых через слой материала дымовых газов выходящих из печи которая обычно в этом случае бывает короткой.
Во вращающейся печи (рисунок 2.1) сырьевая мука поступает из бункера 1 в тарельчатый гранулятор 2 куда подается небольшое количество воды. Из гранулятора материал в виде гранул 5—20 мм с влажностью 12—15% поступает на конвейерный кальцинатор 3 представляющий собой бесконечную колосниковую решетку передвигающуюся в неподвижном металлическом кожухе футерованном огнеупорным кирпичом. Высота слоя материала на решетке регулируется шибером и составляет 015— 025 м. Пространство над решеткой разделено стенкой на две камеры. В примыкающей к печи камере выходящие из вращающейся печи 4 газы с температурой 1000— 1100°С просасываются дымососом сверху вниз через лежащий на решетке слой гранул. При этом происходит весьма интенсивная теплоотдача. Затем дымовые газы очищаются от пыли в циклонах и просасываются вторым дымососом снизу вверх через слой гранул в более холодной камере. В ней происходит предварительная сушка материала при 200—330°С что необходимо во избежание разрушения гранул при быстром испарении воды. Просыпающиеся через конвейерную решетку небольшие частицы сырья собираются в сборных воронках и направляются транспортером 6 в печь. Из печи горячий клинкер поступает в колосниковый холодильник 5.
Двухкратный просос газов через слой материала позволяет более полно использовать их тепло. При прохождении газов через слой гранул задерживается пыль что уменьшает пылеунос составляющий 1—2%. Температура поступающего в печь материала составляет примерно 800°С а отходящих газов — 80—120°С. Расход тепла в печи с конвейерным кальцинатором равен 3360 — 4200 кДж на 1 кг клинкера. Недостаток этой печи в том что кальцинатор представляет собой сложный в эксплуатации механизм работающий при высокой температуре и требующий частых ремонтов. Наряду с этим для такой печи необходимо гранулирующееся сырье.
Рисунок 2.1 - Вращающаяся печь с конвейерным кальцинатором
- Бункер; 2 - Тарельчатый гранулятор; 3 - Конвейерный кальцинатор;
- Вращающаяся печь; 5 - Колосниковый холодильник; 6 - Транспортер.
Решетка кальцинатора (рисунок 2.2) представляет собой бесконечную ленту составленную из отдельных металлических фасонных пластин — колосников 1 с узкими щелями. Живое сечение решетки — 12% ширина—3— 4 м длина—12—25 м. Верхнюю ветвь ленты называют рабочей нижнюю — холостой. Основой решетки служат 4— 6 (в зависимости от ширины решетки) рядов цепи составленных из отдельных звеньев 2 шарнирно соединенных между собой стальными осями 3 длина которых равна ширине решетки. Между соседними рядами звеньев цепи на оси свободно посажены промежуточные втулки 4. На втулки опираются передние концы двух колосников задние концы которых укладываются на переднюю часть колосников следующего по ходу решетки ряда. В нижней части колосников прикреплены угольники 5 которые предупреждают сползание колосника со втулки. На обоих концах осей установлены втулки 6 на которых укреплены борта 7 ограничивающие слой материала по ширине решетки. Рабочая ветвь решетки лежит на роликах 8 установленных с шагом около 05 м. Оси роликов располагаются в подшипниках 9 жестко укрепленных на корпусе кальцинатора.
Колосники при движении на холостой ветви поворачиваются вокруг осей и принимают вертикальное положение при котором создается меньшее сопротивление газовому потоку.
С целью предупреждения подсоса газов из верхней части кальцинатора в нижнюю между боковыми стенками корпуса и решеткой смонтировано уплотнение. Оно состоит из двух чугунных фасонных балок 16 17 и швеллера 14. К концам балок прикреплены сменные пластины 15 18 изготовленные из жаропрочной стали. Между бортом 7 и балкой 16 на штоках 11 уложена чугунная плита 13. Штоки имеют возможность вертикального перемещения посредством пружин 10. Плита 13 прижата к нижней кромке борта 7. Асбестовая набивка 12 и материал 19 препятствуют проникновению горячих газов из верхней части кальцинатора в нижнюю. У разгрузочного конца кальцинатора смонтировано устройство предназначенное для снятия сырьевой смеси с колосников и очистки бортов решетки.
Разгрузочное устройство (рисунок 2.3) состоит из ножа 2 к внешним кромкам которого прикреплены заостренные пластины-ограничители 5. Нож располагается поперек решетки и состоит по ширине из нескольких частей. Он свободно опирается на шарнирный упор 1 и с помощью пластин 3 4 фиксируется таким образом чтобы режущая кромка его касалась колосников не надавливая на последние. При движении решетки сырьевая смесь с колосников счищается ножом 2 а с бортов – пластинами 5. Нож и пластины изготовляют из жаропрочной стали.
Щели колосников при работе забиваются мелкой пылью вследствие чего нарушается технологический процесс. Для очистки щелей предназначено очистное устройство расположенное на корпусе кальцинатора поперек решетки со стороны загрузочной части. Очистное устройство (рисунок 2.2) состоит из стальных дисков 1 с заостренными кромками. Диски свободно посажены на стержнях 2. Расстояние между дисками равное расстоянию между щелями колосников устанавливается промежуточными втулками свободно насаженными на стержни. К двум втулкам жестко крепят концы пластин 3 вторые концы которых свободно подвешены на оси 4. Оси имеют свободное вращение в отверстиях кронштейнов 5 укрепленных на балке 6. Соединение балки 6 с балкой 8 корпуса кальцинатора производят посредством пластин 9. Грузы 7 закрепленные между каждыми двумя пластинами 3 предназначены для создания давления необходимого для продавливания пыли через щели колосников.
Рисунок 2.2 - Узлы кальцинатора: а – уплотнение; б – решетка; в – очистное устройство
Рисунок 2.3 - Разгрузочное устройство
- Шарнирный упор; 2- Нож; 345 - Пластины;
Привод решетки состоит из электродвигателя двух последовательно установленных редукторов и цепных передач.
Кальцинаторы сложны в изготовлении и эксплуатации и применяются на заводах небольшой мощности (250—850 тсут). Подвижная решетка кальцинатора быстро изнашивается.
2 Патентные исследования
Патент № 2034201 Кл. F23H500
Колосниковая решетка
Изобретение относится к цементной промышленности. Колосниковая решетка содержащая две установленные одна над другой решетки имеющие различные площади пазов отличающаяся тем что между решетками выполнен естественный зазор за счет шероховатости поверхности одной или обеих решеток а отношение площади пазов верхней решетки к площади пазов нижней решетки
Рисунок 2.4 - Колосник
- Нижняя решетка; 2 - Верхняя решетка; 3 - Пазы; 4 - Отверстия.
Указанная цель достигается тем что в колосниковой решетке содержащей две решетки установленные одна над другой между решетками выполнен естественный зазор за счет шероховатости одной или обеих решеток. При этом пазы верхней решетки выполнены в форме круглых отверстий равномерно или неравномерно размещенных по поверхности. Оптимальное отношение площадей отверстий верхней решетки к нижней равно 12.20.
Колосниковая решетка содержит нижнюю (основную) решетку 1 верхнюю 2. В нижней решетке выполнены пазы 3 в верхней отверстия круглой формы 4. Отверстия 4 не совмещены с пазами 3 только их часть не более 50% может оказаться против пазов 3 (рисунок 2.4).
Таким образом предложенная решетка кроме новизны обладает изобретательским уровнем так как не была спроектирована ранее специалистами средней квалификации несмотря на потребность промышленности в таких решетках при ее положительных свойствах:
) простоте конструкции
) постоянных характеристиках по воздуху (пропускной способности)
) уменьшению просыпи клинкера.
Промышленная применимость предложенной колосниковой решетки не вызывает сомнений так как она может быть изготовлена с использованием имеющегося оборудования путем установки данной решетки на имеющийся колосник с последующей заменой ее по мере необходимости.
Авторское свидетельство СССР № 351040 Кл. F23h 102
Изобретение относится к колосниковым решеткам и может быть использовано в печах и т. д.
Известны колосниковые решетки содержащие чугунные плитчатые колосники с расположенными в шахматном порядке щелевидными отверстиями и охлаждаемыми ребрами.
Рисунок 2.5 - Колосниковая решетка
- Колосник; 2 - Охлаждающие ребра; а - Щелевидные отверстия.
Целью изобретения является интенсификация охлаждения колосников и увеличение срока их службы.
Для этого охлаждающие ребра выполнены сотообразными и образуют сужающиеся каналы для подвода воздуха к отверстиям размещенным в центре каждой соты.
Такое выполнение охлаждающих ребер позволяет интенсифицировать их охлаждение и повысить равномерность отвода тепла от них. В результате повышается срок службы охлаждающих ребер. Сотообразное выполнение ребер позволяет снизить усадочные напряжения возникающие при изготовлении колосников (при охлаждении отливок). [1]
Патент № 2241906 Кл. F23H710
Технический результат достигается тем что колосниковая решетка содержит по крайней мере один кулачковый вал расположенный под пластинчатыми колосниками и взаимодействующий с последними. Кулачки на валу расположены со взаимоотносительным угловым поворотом рабочих фаз взаимодействия их с колосниками при этом общий угол программного цикла рабочих фаз взаимодействия всех кулачков с колосниками составляет менее 360° а решетка дополнительно снабжена устройством регистрации закрытого положения колосников установленным на кулачковом валу и соединенным линией связи с приводом. Программный цикл рабочих фаз движения колосников состоит из последовательно сменяющегося рабочего движения смежных колосников либо по направлению движения топлива либо против направления движения топлива. Программный цикл рабочих фаз движения колосников состоит из последовательно сменяющегося рабочего движения несмежных колосников. Кулачки взаимодействующие с последовательно движимыми по программе колосниками установлены на валу с частичным перекрытием рабочих фаз. Кулачки на валу взаимодействующие с первыми по направлению движения топлива одним или несколькими колосниками имеют по крайней мере две рабочие фазы взаимодействия с колосниками. Рабочий размер кулачков взаимодействующих по крайней мере с первыми двумя колосниками по направлению движения топлива выполнен уменьшающимся в указанном направлении. Боковые поверхности колосников выполнены по радиусным кривым относительно их центра качания. Изобретение позволяет улучшить эксплуатационные свойства.
Рисунок 2.6 - Общий вид колосниковой решетки и колосников.
- Пластинчатый колосник; 2 - Оси; 3 - Вал; 4 - Кулачки; 56 - Опоры;
- Передняя стенка; 8 - Механизм привода; 9 - Устройство регистрации закрытого положения колосников; 10 - Линия связи; 11 - Устройство управления; 12 - Окно; 13 - Рабочая поверхность; 14 - Клинкер;
- Движение клинкера; 16 - Газы; 1718 - Боковые поверхности;
Патент № 2318170 Кл. F27B2108
Колосниковая решетка конвейерной машины содержащая подколосниковые балки и установленные на них колосники размещенные с равномерным распределением в ряду по ширине колосниковой решетки на равном расстоянии от кромок соседних подколосниковых балок отличающаяся тем что величину площади зазоров колосниковой решетки в процентах S от площади поверхности решетки устанавливают из соотношения
S=(20вm+HB+10HRC)(138÷142)
где в - предел прочности при растяжении жароизносостойкого чугуна из которого изготовлены колосники МПа;
m - жаростойкость жароизносостойкого чугуна колосника гм2;
НВ - твердость по Бринеллю жароизносостойкого чугуна колосника;
HRC - твердость по Роквеллу жароизносостойкого чугуна колосника;
Рисунок 2.7- Колосниковая решетка
- Подколосниковые балки; 2 - Зазоры; 3 - Колосники короткие;
- Колосники длинные; 5 - Головки.
8÷142 - установленный опытным путем эмпирический коэффициент величина которого выбрана в зависимости от ростоустойчивости чугуна колосников причем ширина зазоров между колосниками равна 015÷025 ширины колосников между зазорами а длина зазоров между колосниками равна 06÷065 длины колосников между балками.
3 Сущность модернизации
В качестве аналога для модернизации принимаем ас №351040.
Целью модернизации является повышение надежности и долговечности грузонесущего полотна кальцинатора удлинение трассы конвейерного кальцинатора на 12% и изменение конструкции колосниковой решетки.
На рисунке 2.6 изображена предложенная решетка вид сверху и разрез по А—А.
Рисунок 2.6 - Колосниковая решетка
Колосник 1 выполнен в виде плиты с щелевидными отверстиями а для прохода дутьевого воздуха размещенными в шахматном порядке и охлаждающими ребрами 2. Последние выполнены сотообразными и образуют сужающиеся каналы для подвода воздуха к отверстиям а размещенным по центру каждой соты.
Такое выполнение охлаждающих ребер позволяет интенсифицировать их охлаждение и повысить равномерность отвода тепла от них. В результате повышается срок службы охлаждающих ребер. Сотообразное выполнение ребер позволяет снизить усадочные напряжения возникающие при изготовлении колосников (при охлаждении отливок).
Вывод: колосниковая решетка содержащая колосники с расположенными в шахматном порядке щелевидными отверстиями и охлаждающими ребрами отличающаяся тем что с целью интенсификации охлаждения и увеличения срока службы ребра выполнены сотообразными и образуют сужающиеся каналы для подвода воздуха к отверстиям размещенным в центре каждой соты.
Удлинение несущего пути кальцинатора на 3 метра приведет к увеличению производительности на 12%.
1 Расчет основных параметров вращающейся печи 4x60 м с конвейерным кальцинатором
1.1 Тяговый расчет рабочего органа кальцинатора
Разгрузка — в конце загруженной ветви. Режим работы — средний.
Ширина трассы кальцинатора м
Принимаем шаг цепи . В соответствии с данными принимаем скорость ходовой части .
В качестве тягового органа предварительно принимаем две пластинчатые катковые с ребордами на катках (тип 4) разборные цепи со сплошными валиками (исполнение 2) и разрушающей нагрузкой Номер цепи – обозначение цепи:
Цепь тяговая ГОСТ 588–81.
Погонная масса груза согласно
Из формулы найдем шаг расположения грузов на пастиле
Приближенно погонная масса ходовой части конвейера по формуле
где для легкого груза из таблицы принят .
Принимаем коэффициент сопротивления движению (диаметр валика цепи — менее 20 мм).
Приняв наименьшее натяжение цепей в точке их сбегания с приводных звездочек найдем из формулы тяговую силу конвейера ( и равны нулю):
Число зубьев звездочек для тяговых цепей z=26.
Динамическая нагрузка на цепи по формуле
Определим натяжение в характерных точках трассы кальцинатора методом обхода по контуру и уточним значение F.
Обход начинаем от точки с наименьшим натяжением
Сопротивление на участке холостой ветви конвейера то же на загруженной ветви согласно
Натяжение цепей в точке набегания цепей на натяжные звездочки
Сопротивление на натяжных звездочках по формуле
Натяжение цепей в точке сбегания с натяжных звездочек
Натяжение в точке набегания загруженных ветвей цепей на приводные звездочки
Натяжение в набегающих на приводные звездочки тяговых цепях с учетом сопротивлений на поворотном пункте (на приводных звездочках)
Уточненное значение тяговой силы конвейера
что отличается от полученного ранее на 4%.
Из формул найдем расчетное натяжение одной цепи
Разрушающая нагрузка цепи при коэффициенте запаса прочности по условию т. е. меньше разрушающей нагрузки (112 кН) выбранной цепи.
Необходимая мощность на приводном валу конвейера
Требуемая мощность двигателя при КПД привода = 094 и коэффициенте запаса
Выбираем электродвигатель 4А132М8УЗ мощностью 5500 Вт с частотой вращения 720 мин=12с-1.
Частота вращения приводного вала конвейера
Передаточное число привода
Принимаем кинематическую схему привода состоящую из клиноременной передачи и редуктора.
Для машин непрерывного действия из таблицы выбираем редуктор КЦ2-750 имеющий передаточное число с мощностью на быстроходном валу при частоте вращения этого вала
При этом передаточное число клиноременной передачи
1.2 Расчет производительности вращающейся печи 4х60 м
Исходные данные: печь сухого способа производства диаметр длина частота вращения уклон печи
Производительность печи
где – тепловая мощность печи
– для печей сухого способа производства
– диаметр печи в свету
– толщина футеровки в зоне спекания
– поправочный коэффициент
– удельный расход тепла на обжиг клинкера клинкера.
Тепловое выражение в зоне спекания проверяем используя выражения:
Полученный результат не превышает допустимых значений (до для сухого способа производства).
Производительность печи как транспортирующего агрегата рассчитываем по формуле:
Здесь средняя скорость движения материала в печи средняя плотность материала средний коэффициент заполнения сечения печи .
1.3 Мощность привода вращения печи
Для определения мощности рассчитываем моменты сил сопротивления вращению печи. Момент вызываемый внецентренно расположенным в печи материалом (3.14)
где – вес материала в печи
Рисунок 3.1 - Схема к определению потребляемой мощности вращающейся печью 4х60 м
Площадь материала в печи
где – расстояние от вертикальной оси сечения печи до центра тяжести сечения материала
угол откоса материала в печи .
Расстояние от центра тяжести сечения материала до оси вращения можно найти по формуле и с помощью рисунка 3.2.
Рисунок 3.2 - График зависимости от φ
В соответствии с графиком при Поскольку то
Момент силы трения качения бандажа по роликам:
– вес вращающихся частей печи
угол установки роликов относительно вертикальной оси
коэффициент трения качения бандажей по роликам
– радиусы ролика и бандажа по таблице
Момент силы трения в подшипниках роликоопор приведённый к оси вращения печи определяется по формуле:
где – число опорных роликов ;
– вес одного ролика вместе с осью ;
– коэффициент трения конических роликоподшипниках опор
Необходимую мощность электродвигателя находим по формуле:
где – к.п.д. привода угловая скорость печи при максимальной частоте вращения
Принимаем электродвигатель АКЗ-13-52-8 мощностью и частотой вращения
1.4 Расчет мощности вспомогательного привода
Крутящий момент барабана вращающейся печи определяем по формуле:
гдеN – мощность главного привода печи кВт; N = 100 кВт
n – частота вращения корпуса печи от главного привода n = 12 мин-1 = 002с-1
Мощность вспомогательного привода определяем по формуле:
гдеnвсп – частота вращения корпуса печи от вспомогательного привода
- КПД вспомогательного привода = 095.
Выбираем электродвигатель типа АОП52-4 (N = 7 кВт n = 24 с-1 V = 380 В).
1.5 Тепловой расчет запечного контактного теплообменника
Расчет при проектировании установки делается по заданным температурам теплоносителей на входе и выходе их удельным расходам и производительности печи:
- Вращающаяся печь- 4х60 м
- Производительность- 381 тчас = 1059 кгс
- Расход тепла- 9975 ккалкг = 4176 мДжкг
В этом случае предварительно выбираем принципиальную тепловую схему и тип кальцинатора а затем расчетом устанавливают его габариты поверхность теплообмена необходимую продолжительность процесса и аэродинамическое сопротивление.
Проверочный расчет оптимального режима работы агрегата может быть сделан тогда когда известны габариты конструкция и тепловая схема кальцинатора а также результаты его испытаний.
Тепловой и аэродинамический расчет запечного теплообменника сводится к совместному решению уравнения теплового баланса теплопередачи и потока материала по решетке. В изложенном далее методе расчета принимаются следующие допущения:
а) предполагается что горячая пыль вынесенная газами из печи в теплообменник полностью прокалена т.е. технологические газы и пары из нее удалены а также пыль улавливается в фильтрующем слое материала и возвращается вместе с ним в печь;
б) испарение физической влаги а также распад каолинита и углекислого магния полностью протекают в запечном теплообменнике а распад углекислого кальция происходит в нем частично;
в) провал через решетку запечного теплообменника является высушенным сырьем и либо полностью возвращается после вторичной грануляции обратно в кальцинатор либо без грануляции загружается в печь т.е. не теряется;
г) коэффициент теплоотдачи и аэродинамическое сопротивление отнесены соответственно к эквивалентной поверхности и эквивалентному диаметру свежегранулированной сырьевой смеси без учета изменения этих параметров во время нахождения материала на конвейерной колосниковой решетке;
д) учитывается также неизбежность подсосов окружающего воздуха под кожух запечного теплообменника.
Химический состав сырьевой смеси %
Потери при прокаливании % 3528%
Коэффициент насыщения КН ..09
Влажность гранул поступающих в теплообменник Wc % 1295
Зерновой состав сырьевых гранул %
Насыпной вес сырьевых гранул кгм 1035
Удельный вес сырьевых гранул кгм 2000
Унос горячей пыли из печи с кальцинатором Кун % 15
Безвозвратный унос пыли из кальцинатора аун % 38
Провал сырья через решетку кальцинатора Кпр % 20
Подсос окружающего воздуха в кальцинатор Кокр % 40
Температура окружающего воздуха tв град ..200С
Степень декарбонизации углекислого кальция в кальцинаторе
- на входе в кальцинатор tс град .350С
- на выходе из кальцинатора tск град ..9800С
Температура газов уходящих из кальцинатора tо.г. град .1200С
Состав применяемого газообразного топлива %
- двуокись углерода СО2 ..0023%
Теплотворность топлива Qнр ккалнм3 ..7960
Коэф. избытка воздуха при горении топлива (доли единиц) 11
Таблица 3.1 - Химический состав сырьевой смеси
Объем нм3кг клинкера
Двуокись углерода СО2
(99757960)001(9879+0023)=0124
(99757960)(110790047629879+
(99757960)(00129879+1100472
1.5.1 Тепловой баланс запечного теплообменника
а) Приходные статьи теплового баланса
Теплосодержание горячих газов поступающих в теплообменник (с учетом присоса окружающего воздуха) Джкг клинкера:
где: - температура выходящих из печи газов (град);
- температура окружающего воздуха (град);
- весовые теплоемкости топочных газов;
- весовая теплоемкость технологического углекислого газа;
- весовая теплоемкость воздуха
Теплосодержание гранулированной сырьевой смеси Джкг клинкера
где: - температура гранулированного сырья град; - теплоемкость сырого сырья при данной температуре ( Джкг клинкера )
Теплоиспользование в результате циркуляции горячей полностью прокаленной сырьевой пыли и топливной золы между печью и теплообменником ккалкг:
где: - температура подогретого материала поступающего из кальцинатора в печь (град);
Рекуперация тепла в результате охлаждения безвозвратного частично прокаленного уноса пыли от начальной средней ее температуры до температуры газов и паров уходящих из теплообменника ккалкг клинкера;
где: - температура газов и паров уходящих из теплообменника (град);
- теплоемкость пыли (ккалкг град) при температурах соответственно и
Рекуперация тепла в результате охлаждения гидратной (химически связанной) влаги от температуры дегидратации каолинита (г=500ºС) до температуры газов и паров уходящих из теплообменника ккалкг клинкера:
Рекуперация тепла в результате охлаждения технологического углекислого газа от конечно температуры нагрева до температуры газов и паров уходящих от теплообменника ккалкг клинкера:
Приходная статья теплового баланса теплообменника ккалкг (Джкг) клинкера:
б) Расходные статьи теплового баланса запечного теплообменника
Расход тепла на испарение физической влаги сырья ккалкг клинкера:
Расход тепла на подогрев сухой сырьевой смеси от начальной температуры до температуры дегидратации каолинита (t=500ºC) ккалкг клинкера:
Расход тепла на дегидратацию каолинита ккалкг клинкера:
где: и - молекулярный вес каолинита и двух молекул воды; 223 – тепловой эффект дегидратации каолинита ккалкг
Расход тепла на подогрев дегидратированного сырья от 500ºС до конечной температуры материала выходящего из теплообменника ккалкг клинкера:
где: и - теплоемкость сырья (ккалкг град) при температурах – соответственно 500ºС и
Расходы тепла на декарбонизацию углекислого кальция углекислого магния ккалкг(Джкг) клинкера:
где: 396 и 195 – тепловые эффекты декарбонизации ккалкг исходного продукта соответственно и
Потери тепла с газами и парами уходящими из теплообменника ккалкг клинкера
где: - весовые теплоемкости топочных газов углекислого газа водяного пара и воздуха при температуре
Потери тепла с безвозвратным частично прокаленным уносом пыли ккалкг клинкера
Потери тепла стенками теплообменника в окружающую среду.
В связи с трудностью аналитического решения задачи определяется по практическим данным в долях количества тела теряемого с уходящим из кальцинатора газами и парами ккалкг клинкера
Расходная статья теплового баланса теплообменника ккалкг клинкера
1.5.2 Полезный расход тепла и КПД кальцинатора
Полезный расход тепла ккалкг клинкера
Тепловой КПД кальцинатора:
1.6 Материальный баланс запечного теплообменника
а) Расходные статьи материального баланса
Расход гранулированной сырьевой смеси (ккалкг клинкера):
где: АР а хт - зольность топлива (%) присадка золы в сырьевую смесь (долей единиц) и удельный расход топлива (ккалкг клинкера);
ПППС и WС – потери при прокаливании сухого сырья и влажность гранулированного сырья %;
аун и Кпр – безвозвратный унос сырья и провал его через решетку процент от расхода сухой сырьевой смеси
Расход горячих газов из печи (ккал кг клинкера): Gо.г. – 1507 (ккал кг клинкера) – топочные газы
Gо.г. – весовой выход топочных газов и паров при сжигании одного килограмма топлива (ккал кг топлива):
- выход технологического углекислого газа из печи (ккал кг клинкера):
где: СаОс – весовое содержание извести в сухом сырье (%);
- степень декарбонизации углекислого газа в теплообменнике (долей единиц); 56 – молекулярный вес СаО
Расход пыли внесенной в теплообменник с горячими газами ккал кг клинкера:
где: Кун – вынос из печи в теплообменник прокаленной сырьевой пыли
Подсос окружающего воздуха в теплообменник ккал кг клинкера:
где: Кокр – объемное содержание подсасываемого окружающего воздуха в газах выходящих из теплообменника (%) отнесенное к нормальным условиям;
- средний удельный вес газов поступающих в теплообменник из печи и удельный вес воздуха (кгнм3)
Всего расход ккал кг клинкера:
б) Приходные статьи материального баланса
Выход физической влаги сырья ккал кг клинкера:
Выход гидратной (химической) влаги сырья ккал кг клинкера:
– молекулярный вес Al2O3
Выделение СО2 в теплообменнике ккал кг клинкера:
где: MgOc весовое содержание окиси магния в сухом сырье %;
– молекулярный вес MgO
Безвозвратный унос пыли с отходящими газами ккал кг клинкера:
Выход отработанных газов и паров пришедших в теплообменник из печи за счет присоса окружающего воздуха ккалкг клинкера:
Выход подогретого материала из кальцинатора в печь ккалкг клинкера:
Всего приход ккалкг клинкера:
1.7 Аэродинамическое сопротивление запечного теплообменника
Аэродинамическое сопротивление слоя при его пористости и конвейерной колосниковой решетки
- число Рейнольдса определяется по гидравлическому диаметру наиболее узкого промежутка между зернами
где: - режим течения газов в слое гранулированного сырья горячей камеры.
- коэффициент учитывает потерю давления на ускорение (замедление) движения потока вследствие уменьшения (увеличения) его плотности при нагревании (охлаждении):
- коэффициент аэродинамического сопротивления слоя любых кусковых тел неправильной формы вычисляем по экспериментальной формуле:
Аэродинамическое сопротивление слоя гранулированного сырьевого материала в камере частичной декарбонизации мм. вод. ст.
где: - соответственно средняя условная скорость движения газов отнесенная ко всему сечению засыпки мс средний удельный вес газов кги толщина слоя м.
Аэродинамическое сопротивление конвейерной колосниковой решетки в камере частичной декарбонизации мм. вод. ст.:
где: - средняя скорость потока отнесенная ко всей площади конвейерной колосниковой решетки мсек;
- коэффициент аэродинамического сопротивления конвейерной колосниковой решетки при .
Общее сопротивление слоя гранулированной сырьевой смеси и конвейерной колосниковой решетки мм. вод. ст.:
Rer – число Рейнольдса определяется по гидравлическому диаметру наиболее узкого промежутка между зернами
где: - режим течения газов в слое гранулированного сырья в камере сушки.
- коэффициент учитывает потерю давления на ускорение (замедление) движения потока вследствие уменьшения (увеличения) его плотности при нагревании (охлаждении)
- коэффициент аэродинамического сопротивления слоя из любых кусковых тел неправильной формы вычисляем по экспериментальной формуле.
Аэродинамическое сопротивление слоя гранулированного сырьевого материала в камере сушки мм. вод. ст.
где: - соответственно средняя условная скорость движения газов
отнесенная ко всему сечению засыпки (мс) средний удельный вес газов (кг и толщина слоя (м).
Аэродинамическое сопротивление конвейерной колосниковой решетки в камере сушки мм. вод. ст.:
где: - средняя скорость потока отнесенная ко всей площади конвейерной колосниковой решетки мс;
Общее сопротивление слоя гранулированного сырьевой смеси и конвейерной колосниковой решетки мм. вод. ст.
1.8 Общее аэродинамическое сопротивление запечного теплообменника
Приняв потери напора на местные сопротивления в количестве 30% от сопротивления слоя и решетки общее сопротивление конвейерного кальцинатора:
а) для камеры частичной декарбонизации мм. вод. ст.
б) для камеры сушки мм. вод. ст.
в) всего мм. вод. ст.
2 Прочностной расчет
2.1 Прочностные и проверочные расчеты разрабатываемых узлов и деталей уплотнения
Так как устройство выполнено из стали толщиной 08 мм то необходимо чтобы лепестки сохранили упругие свойства под воздействием перепадов давления наружной атмосферы и газов печи. Для расчета используем вариационный метод расчета прогиба пластин. Согласно выбранному методу расчета прогибов исходное давление:
h – толщина пластины м;
Е – модуль продольной упругости;
v – коэффициент Пуассона;
q – распределенная нагрузка м.
Расчетная схема для вычисления прогибов лепестков показана на рисунке 3.3
прогиб лепестков запишем в виде произведения двух функций:
Подставим значения и ее производных получим:
Решение уравнения состоит из решения однородного уравнения:
Рисунок 3.3 - Расчетная схема прогиба лепестков под действием перепадов
Для решения однородного уравнения найдем корни его характеристического уравнения:
Решение однородного уравнения будет:
Частное уравнение ровно:
Для нахождения воспользуемся вариационным принципом тогда:
Подставляем в уравнение
Вычисляя значения коэффициентов А11 В11 функции f1(x) и ее производных при х = ±а получим:
Полученные величины лепестков сводим в таблицу 3.1. Из полученных данных максимальный прогиб 4159 мм. Полученная величина прогиба лепестков не оказывает существенного влияния на работоспособность уплотнения.
Таблица 3.1 - Координаты точек прогиба
2.2 Расчет массы грузов
Постоянный контакт обеспечивающий герметичность между бусинами уплотнения и обечайки печи обеспечивается прижатием троса который охватывает их на концах которого подвешивается груз. В ходе испытаний образца уплотнения экспериментально установлено что наиболее оптимальным является радиальное поджатие нижней и верхней части бусин уплотнения.
Схема для расчета массы грузов показана на рисунке 3.3. Печь совершает равномерное движение вокруг центра "О". Верхняя половина уплотнения прижимается с помощью грузов Р3 Р4. Нижняя часть уплотнения прижимается с помощью грузов Р1 и Р2. Трос рассматриваем как нерастяжимую однородную нить. Выберем силы действующие на элементарный участок троса весом троса пренебрегаем:
Т1 - натяжение левого конца троса Н;
Т2 - натяжение правого конца троса Н;
N- нормальная реакция Н;
F - сила сдвигающая лепестки уплотнения Н;
Определим силу Q которая будет удерживать этот элементарный участок в равновесии без учета сил натяжения. Для этого составим уравнения равновесия на ось:
Из уравнения (3.57) находим:
Qcosα =F-cosα + G-N cos(90-α).
Сдвигающая сила F будет равнее силе трения возникающей между обечайкой и бусиной:
где F- коэффициент трения;
N - нормальная реакция Н.
Нормальную реакцию найдем из уравнения:
где G - вес лепестка Н.
Подставляя в формулу (3.58) формулу (3.59) получим:
Подставляя эти значения в формулу (3.57) получим:
Отсюда сила Q будет равна:
При α = натяжение нити левого конца троса T1 будет равно Q. Вычислим
это значение по формуле (3.60):
Такую силу надо приложить к левому концу троса чтобы лепестки не сдвигались под действием силы трения. Но как эта сила обеспечивается грузами на концах троса необходимо чтобы трос находился в равновесии в любых условиях. Расчетная схема определения равновесия троса при приложенной к одному концу усилия показана на рисунке 3.3. К нити приложена сила Q.
Найдем наименьшую силу Р обеспечивающею равновесие системы. Рассмотрим равновесие элемента нити ДЕ длины dl=RdQ где R - радиус печи. Разность натяжений нити в точках Д и Е равная dT уравновешивается силой трения:
где - коэффициент трения;
dN - нормальная реакция участка т.к. при наименьшей силе Q равновесие является предельным следовательно:
Значение dN определим из уравнения равновесия в проекции на ось у.
Поджатие верхней части уплотнения Поджатие нижней части уплотнения
Рисунок 3.4 - Расчетная схема определения массы грузов
Пологая что синус малого угла равен самому углу и пренебрегая малыми высшего порядка получим:
Подставив значения в формулу (3.62) получим:
Разделим обе части на Т и возьмем интегралы:
Значит сила Р будет равна:
Так как к левому концу троса надо приложить силу в 310 Н чтобы уравновесить систему будем считать что к правому концу троса приложена эта сила а к левому определим из выведенного уравнения. Тем самым обеспечим равновесие системы как при работе печи так и во время остановки:
Исходя из полученного значения массы будут равны:
Р1 = 310 Н;Р3 = 430 Н;
Р2 = 310 Н;Р4 = 430 Н.
2.3 Выбор геометрических размеров основных деталей
Геометрические размеры деталей уплотнения выбраны исходя из расчетных и опытных данных. Толщина листа из которых изготавливают лепестки 08 мм. Величина толщины выбрана из расчета деформации лепестков влияние прогиба под действием перепадов давлений а также влияние коррозии на работоспособность лепестков. Применение оцинкованных лепестков обеспечивает коррозионную стойкость в течении 3-5 лет. А также лист с толщиной 08 мм обеспечивает работоспособность и при этом не разрушается при значительных различных скручивающих деформациях. Размер листа 500x200 мм. Длина 500 мм обеспечивает минимальные прогибы. Ширина 200 мм - на основе статических данных полученных при испытании бусин. Основание бусины 147x30 мм размер выбран из условия минимального износа бусин на основе статических данных и обеспечения минимального зазора 1 мм в месте контакта бусины и корпуса печи до приработки.
Угол наклона лепестков 25-30°. Обеспечивается подвижность лепестков при любых перемещений обечайки печи как вертикальных так и горизонтальных. Данная конструкция позволяет решить следующие проблемы:
) Предотвратить разрушения уплотнения от горячих грузов;
) Осевое и радиальное биение печи не снижает работоспособность уплотнения;
) Обеспечивается минимальный износ поверхности трения тем самым срок службы уплотнения составляет 5 лет;
) Высокая ремонтопригодность уплотнения. Возможность ремонта во время технологических остановок печи;
Рисунок 3.5 - Расчетная схема определения равновесия груза приложенной к
одному концу троса нагрузки
3 Прочностные расчеты корпуса вращающейся печи ø 40x60 м
3.1 Расчет нагрузок от металлоконструкции
Схема корпуса печи с указанием длин пролетов толщины обечаек и схема подбондажных утолщений приведены на рисунке.
На холодном конце печи на расстоянии 73 м от конца находится цепная завеса длиной 37 м массой Рц = 1075104 Н.
На горячем конце печи зона обмазки длиной 1обм = 45 м толщина обмазки
S = 025 м с объемной массой γ = 25 т м3 = 25104 Нм3.
Рассчитываем нагрузки от металлоконструкции
Мы считаем что основная труба состоит из участков 3-х толщин:
S2= 0045 м S3 = 0060 м D= 40 м; наружный диаметр трубы DH = DВH= 2 S.
) для участков с толщиной стенки S1 = 0030 м
) для участков с толщиной стенки S2= 0045 м
) для участков с толщиной стенки S3 = 0060 м
Погонные нагрузки определяем по формуле:(3.64)
где γ = 785-104 Н м3 - удельный вес стали;
ΔF - площадь сечения корпуса печи м2.
Результаты расчета сводим в таблицу 3.3.
Нагрузки от усилий подбондажных обечаек считаем приложенными сосредоточенными по осям обечаек. Величины нагрузок определяем как превышение веса обечайки S3 = 006 м над весом обечайки S2 = 006 м.
Таблица 3.3 - Распределение нагрузок по длине.
q60 = 5.924104 Нм - погонная нагрузка от обечаек S = 006 м;
q45 = 5.042104 Нм - погонная нагрузка от обечаек S = 0045 м;
Общая сосредоточенная нагрузка от подбандажных усилий определяется по формуле:
Вес установки венцовой шестерни составляет Рв.ш. = 409-104 Н и приложена
на расстоянии 45 м от оси четвертой опоры считая от холодного конца печи.
Общий вес металлоконструкции вращающейся печи складывается из следующих частей:
Вес обечаек: S1 = 003 м
Вес обечаек: S2 = 0045 м
Вес обечаек: S3 = 006 м
Вес бандажа: 7405104 Н = 2835104 Н;
Вес венцовой шестерни: 409104 Н;
Вес фильтра подогревателя: 50104Н;
Общий вес: 80253104Н.
3.2 Нагрузка от футеровки
Футеровка печи выполняется следующим образом.
На участке длиной 57 м от горячего конца печи - зона охлаждения - консольная часть печи футеруется тальковым кирпичом толщиной S = 02 м объемной массой γ= 22104 Нм3.
На участке длиной 23 м из них 16м футеруется магнезитхромитовым кирпичом МХЦ-9 объемной массой γ = 32104 Нм3 а 7м хромомагнезитовым ХМЦ-9 объемной массой γ= 23104 Нм3 толщина кирпича составляет S = 023 м.
На участке длиной 313 м футеруется кирпичом ХМЦ-9 объемной массой
γ= 23104 Н м3 толщиной S = 023 м.
Масса футеровки на участке I будет равна:
на длине 37 м масса футеровки будет равна:
II участок на длине
вес футеровки равен:
Общая масса футеровки равна:
Таблица 3.4 - Нагрузка от материала по зонам
Угол естественного откоса
Коэффициент расхода сырья
Экзотермическая реакция
Масса вращающихся частей без установки бандажей складываются:
Масса металлоконструкций80253104 Н;
Масса металла230104 Н;
Масса обмазки3339104 Н;
Масса футеровки1058104 Н;
3.3 Расчёт опорно-ходовой части вращающейся печи 4х60 м
Контактные напряжения в паре ролик определяются зависимостью:
где максимальная нагрузка на опорный ролик при максимальной нагрузке на опору .
модуль упругости материала бандажа и ролика ;
Допускаемые контактные напряжения
Здесь – твёрдость рабочих поверхностей бандажа и ролика по Бринеллю
Расчёт оси опорного ролика
Определяем напряжение в сечениях I II по формуле 3.69 и запасы прочности в этих сечениях (схему нагружения смотреть на рисунке 3.5).
Рисунок 3.5 - Схема нагружения оси ролика
Осевая сила действующая на ролик
где – коэффициент трения стали по стали .
Изгибающий момент от осевой силы
Максимальную реакцию опор находим по формуле:
Здесь расстояние между опорами принимаем
Моменты сопротивление сечений I II:
где – диаметры оси в сечениях I II .
Нормальное напряжение в сечении l определим по выражению: (3.69)
Запас прочности получим с учетом ослабления сечения галтелью:
где =250МПА (сталь 40Х);
– эффективные коэффициенты концентрации напряжения для галтели влияния абсолютных размеров поперечного сечения (масштабный фактор) влияния состояния поверхностного упрочненного слоя.
Для определения коэффициентов примем радиус галтели тогда
Коэффициент концентрации напряжения находим по табл. П1 [3]:
при изготовлении оси из стали 40Хс =600МПа; =25.
Коэффициент влияния абсолютных размеров получаем экстраполируя данные табл. П2 [3] =05.
Коэффициент влияния поверхностного упрочнения .
В сечении l запас прочности больше допустимого =15.
В других сечениях запасы прочности еще больше.
Эксплуатация и ремонт конвейерного кальцинатора
1 Эксплуатация печного агрегата
Печной агрегат должен состоять из полного комплекта основных и необходимых вспомогательных устройств механизмов и оборудования: самой печи пылеулавливающего устройства тягодутьевого оборудования разгрузочного устройства оборудования для охлаждения клинкера теплообменных устройств.
Печь должна быть автоматически сблокирована со вспомогательным оборудованием и механизмами. Управление печью со всеми вспомогательными механизмами должно быть сосредоточено у рабочего места машиниста.
Розжиг печи производится только с разрешения главного инженера завода в присутствии начальника цеха обжига по инструкции разработанной с учетом конкретных условий завода и утвержденной главным инженером завода.
Все подшипники печи и вспомогательных механизмов а также картеры редукторов должны быть залиты до надлежащего уровня маслом а консистентные смазки продавлены во вкладыши подшипников и втулки. В течение первого года эксплуатации вращающейся печи необходимо систематически следить за осадкой и горизонтальными отклонениями фундаментов опор путем нивелирования их через каждые три месяца по установленным геодезическим маркам на стенке или стойке фундаментов на 1 м от пола и реперам привязанным к геодезической основе промышленной площадки.
Одновременно следует не реже одного раза в месяц тщательно осматривать фундаменты опор печи в отношении их разрушения.
По результатам инструментальных измерений и осмотров надлежит составлять акт с приложением схемы.
Во время длительной остановки необходимо тщательно осмотреть футеровку и приводные механизмы печи внутрипечные и запечные теплообменные устройства все сопряженные с работой печи агрегаты и механизмы устранить обнаруженные неисправности.
Остановка вращающейся печи на капитальный ремонт допускается лишь с разрешения директора завода.
При эксплуатации печи машинист должен обеспечить получение высоких показателей по производительности агрегата качеству клинкера и расходу топлива.
При установлении оптимального режима работы вращающейся печи машинист должен руководствоваться показаниями контрольно-измерительных приборов поддерживать устойчивый тягодутьевой режим не допуская резких изменений разрежения за обрезом холодного конца печи периодически наблюдать за положением материала расположением факела свечением стенок печи и материала за прогаром футеровки за поддержанием нормального аэродинамического сопротивления печного агрегата.
В случае образования кольца в печи машинист должен сделать запись в журнале и сообщить об этом мастеру смены.
Отжиг колец допускается в исключительных случаях.
2 Перечень наиболее изнашивающихся узлов и деталей
Детали приводного механизма
3 Содержание ремонта машины
Износ направляющих допускают до 60% по толщине. В случае замены приводного ведомого и опорных валов следует предварительно проверить состояние и правильность установки балок под подшипники этих валов: непараллельность балок не должна превышать ± 15 мм на 1000 мм длины. Верхние полки поверочных и продольных балок располагаются в одной плоскости с отклонением в пределах +05 мм. Продольные балки несущие подшипники опорных валов решетки помещают горизонтально с допуском по высоте ±1 мм на 1000 мм. После закрепления этих балок устанавливают приводной ведомый и опорный валы решетки выверяя перпендикулярность их осей к оси кальцинатора по струне натянутой вдоль всей решетки. Для этого хомутами на валах закрепляют рейсмусы и замеряют расстояния между рейсмусами и струной в начальном положении и после поворота на 180°. Отклонения осей приводного и ведомого валов от горизонтали и перпендикулярность их относительно оси конвейерного кальцинатора допускают не более 01 мм на 1000 мм длины валов. Разность расстояний между концами валов не должна превышать 15 мм. Правильность наладки поддерживающих валов проверяют так же. Подошвы заменяемых секций бортового уплотнения не должны иметь уступов выше 1 мм а места стыковки — острых кромок; при этом стопорные планки крепящие секции бортового уплотнения плотно лежат (без зазора) на балках а уплотняющие планки не выступают одна над другой более чем на 1 мм. Сборку колосникового полотна начинают лишь после тщательной выверки положения и соблюдения приведенных допусков по всем ранее установленным узлам и деталям а также после проверки (специальным шаблоном) расположения отверстий в звеньях колосникового полотна. Высота звеньев может колебаться в пределах ±05 мм. Полотно решетки натягивают уменьшая количество звеньев.
После окончания сборки полотна решетки и колосников кальцинатор обкатывают вхолостую проверяя работу всех узлов и механизмов и особенно обращая внимание на качество бортового уплотнения. Бортовые звенья должны касаться уплотняющих планок по всей длине решетки. После устранения замеченных отклонений и дефектов собирают верхние плиты бортового уплотнения. Зазор между плитой и бортовым звеном не должен превышать 6 мм.
Одновременно с ремонтом конвейерного кальцинатора ведут ремонт дымососа транспортеров элеваторов шиберов рыхлителей и др.
Безопасность жизнедеятельности
1 Законодательные и нормативно-правовые акты по охране труда
Охрана труда - это область знаний исследующая опасности действующие в условиях производства и разрабатывающая методы и средства защиты работающих от них.
В Российской Федерации создано законодательство по охране труда которое состоит:
) Конституция Российской Федерации;
) Трудовой кодекс Российской Федерации ФЗ-197 от 30 декабря 2001 года;
) Федеральный закон №116-ФЗ от 21 июля 1997 года «О промышленной безопасности опасных производственных объектов»;
) Федеральный закон №68-ФЗ от 21 декабря 1994 года «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера».
К нормативно-правовым актам по охране труда относятся указы Президента РФ и Постановления Правительства РФ.
В данном разделе дипломной работы мы руководствовались:
) Государственными Стандартами Российской Федерации: ГОСТ 12.1.003-83 "Шум. Общие требования безопасности"; ГОСТ 12.1.005-88 "Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования"; ГОСТ 12.1.007-76 "Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности"; ГОСТ 12.1.012-90 "Система стандартов безопасности труда. Вибрационная безопасность. Общие требования"; ГОСТ 12.4.021-75 "Общие требования к системам вентиляции"; ГОСТ 12.1.030-81 "Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Защитное заземление. Зануление".
) Санитарными Нормами и Правилами: СНиП 2.01.02-85 "Нормы проектирования. Противопожарные нормы"; СНиП 23-05-95 "Естественное и искусственное освещение"; СНиП 2.2.4.548-96 "Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений"; ГШБ 01-93 "Правила пожарной безопасности в РФ
) Санитарными Нормами:
СН 2.2.42.1.8.562-96 "Шум на рабочих местах в помещениях жилых общественных зданий и на территории жилой застройки"; СН 2.2.42.1.8.566-96 "Производственная вибрация вибрация в помещениях жилых и общественных зданий".
) Гигиеническими Нормативами:
ГН 2.2.5.686-98 "Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны".
2 Анализ условий труда вредных и опасных производственных факторов
В процессе труда на работающих могут отрицательно воздействовать такие производственные факторы как неудовлетворительные метеорологические условия вредные вещества шум неудовлетворительное освещение запыленность. Большое влияние на организм человека оказывают метеорологические условия и микроклимат. Действующие нормативные документы регламентирующие производственный микроклимат - ГОСТ 12.1.005-88 и СН245-71.
Микроклимат включает в себя следующие факторы цехового помещения: температуру влажность скорость движения воздуха освещенность в цеху.
Оптимальная относительная влажность установленная ГОСТ 12.1.005-88 составляет 40-60%. Оптимальная величина температуры воздуха рабочей зоны установленная ГОСТ 12.1.005-88 связана с сезоном года и тяжестью выполняемой работы:
Холодный сезон года:
- температура воздуха 5-20 °С;
-относительная влажность 40-60%;
-скорость движения воздуха не более 02 мс что соответствует нормам для работ средней тяжести Па.
- температура воздуха 21 -23 °С ;
-скорость движения воздуха не более 03 мс что соответствует нормам для работ средней тяжести Па.
Тепловой комфорт человека в значительной мере связан с таким метеорологическим параметром как скорость движения воздуха которая в свою очередь влияет на теплообмен организма с окружающей средой.
Таблица 5.1 - Факторы условий труда
Наименование фактора
Регламентирующий документ
Скорость движения воздуха мс
Оборудования освещения
Еще один фактор оказывающий на человека отрицательное воздействие -недостаточное освещение. Система производственного освещения в зданиях заводов должна удовлетворять требованиям СНиП 23 - 05 - 95.
В помещении применяются следующие осветительные устройства:
Лампы накаливания 100-500 Вт.
Лампы дневного света 40 Вт 80 Вт.
В помещениях имеется аварийное освещение проверяемое один раз в квартал. Недостаточное освещение может явится причиной травматизма: плохо освещенные зоны мигающие лампы и блики от них резкие тени ухудшают ориентацию рабочих.
При производстве цемента главными компонентами являются клинкер гипс и минеральные добавки.
Основными источниками загрязнения воздуха является цементная пыль при помоле и обжиге клинкера. Источник загрязнения помещения может служить только работа фильтров. Так как эффективность пылеулавливания в рукавных фильтрах равна 999% то пылезагрязнения помещения соответствуют требованиям.
Расчет тканевого рукавного фильтра
В дипломном проекте для очистки воздуха применен тканевый рукавный фильтр (рисунок 5.1) который представляет собой вертикально расположенные секции рукавов 1 помещенные в герметичный корпус 2 прямоугольного или круглого сечения и оснащены встряхивающим механизмом 3 клапанами 5 для очищенного воздуха и продувки патрубками 4 6 7 и винтовым конвейером 8.
Запыленный воздух вследствие создаваемого установленными вентиляторами разрежения по трубопроводу подается к дистанционно установленному фильтру. Воздух подается из наиболее пылевыделяющих мест установки: возле ленточных конвейеров. При прохождении запыленного воздуха через фильтровальную ткань твердые частицы пыли постепенно осаждаются в порах между волокнами сцепляются друг с другом образуя пористую перегородку. При образовании пылевого слоя определенной толщины когда резке увеличивается гидравлическое сопротивление фильтра (500 2000 Па) производится удаление пыли встряхиванием или обратной продувкой рукавов Тканевые рукавные фильтры работают в диапазоне температур верхний предел которых определяется термостойкостью фильтровальной ткани (сукно N 1 - 80°С байка ЧШ - 95°С; нитрон - 120°С; лавсан - 130°С; стеклоткань - 240°С) а нижний - точкой росы очищаемого газа.
Рисунок 5.1 - Схема тканевого рукавного фильтра
- вертикально расположенные секции рукавов; 2 - герметичный корпус; 3 - встряхивающий механизм; 467 - патрубки; 5 - клапаны; 8 - винтовой конвейер.
Исходные данные: Величина расхода запыленного воздуха 5470 м3ч
Решение. Удельная воздушная нагрузка на ткань ц = 50м3м2-ч.
Необходимая величина фильтрующей поверхности за вычетом площади фильтрации регенерируемой секции фильтра:
Принимаю рукавный фильтр ФВК-60 общая фильтрующая поверхность
которого 60м2 а рабочая 45 м2 . Тогда потребное число фильтров:
Принимаем 3 фильтра с общей фильтрующей поверхностью:
и рабочей поверхностью:
Фактическая воздушная нагрузка на ткань составляет:
В виду того что в технологическом процессе производства цемента используется сильный шум вибрация пылевыделения в производственных помещениях воздух имеет повышенную влажность что создает ненормальные условия труда рабочим и служащим завода.
В складе готовой продукции повышенную опасность представляют мостовые краны и электропогрузчики.
На основании вышеизложенного видно что производство цемента относится к категории опасных.
При работе оборудования систем вентиляции и кондиционирования основными вредными факторами являются шум и вибрация.
Шум наиболее неблагоприятный фактор воздействующий на человека. В результате утомления из-за сильного шума увеличивается число ошибок при работе повышается опасность возникновения травм и снижается производительность труда. Шум представляет собой механические колебания в упругих средах и телах частоты лежат в диапазоне от 16-20 Гц до 112 кГц и которое способно воспринимать человеческое ухо. Шум состоит из огромного количества гармонических колебаний разных частот. Шумы различной частоты действуют на организм по-разному что учитывается при нормировании шумов.
Допустимые уровни шума на рабочих местах регламентируются
СН № 2.2.42.1.8.562-92. Шум в венткамере не должен превышать допустимых норм 100 дБ (А) в соответствии с ГОСТ 12.1.003-83 а в помещении 65 дБ (А).
Таблица 5.2 - Допустимые значения шумовых характеристик
Уровни звукового давления в дБ в октавных полосах со среднегеометрическими частотами
Результаты исследований уровня шума представлены в таблице 5.3.
Таблица 5.3 - Уровень шума
3 Разработка мероприятий по уменьшению воздействия на работающих опасных и вредных факторов
Основными задачами службы охраны труда являются организация работы по ликвидации причин производственного травматизма в организациях и на предприятиях и осуществление контроля за работой производственных и технических служб организаций и предприятий по улучшению условий труда совершенствованию техники безопасности и средств защиты на основе широкого внедрения достижений науки и техники и повышения культуры производства разработка и осуществление организационно-технических и санитарно-гигиенических мероприятий по предупреждению производственного травматизма и профессиональных заболеваний.
Службой охраны труда непосредственно руководит главный инженер предприятия.
Служба охраны труда комплектуется как правило работниками с высшим или средним техническим образованием имеющими стаж инженерной работы в строительстве или на предприятиях строительной индустрии не менее трех лет. Они в пределах своей компетенции представляют организацию или предприятие в государственных и общественных организациях учреждениях или на предприятиях и несут ответственность за выполнение всех возложенных на них обязанностей.
Права работников службы охраны труда:
- давать руководителям и инженерно-техническому персоналу предприятия указания (предписания) об устранении имеющихся недостатков и нарушений правил и норм техники безопасности и производственной санитарии;
- запрещать производство работ на отдельных участках строек цехов агрегатов машинах механизмах и станках при условиях опасных для жизни и здоровья работающих немедленно сообщая об этом руководителю предприятия;
- требовать от руководителей предприятия своевременного расследования несчастных случаев связанных с производством; выполнения работ в строгом соответствии с требованиями Строительных норм и правил принятыми в проекте производства работ; составления утверждения и строгого соблюдения совмещенных графиков производства работ и мероприятий по технике безопасности при выполнении работ одновременно несколькими организациями;
- вносить предложения о поощрении работников предприятий за достигнутые успехи в улучшении техники безопасности и производственной санитарии в снижении травматизма и заболеваемости а также привлечении к ответственности лиц не выполняющих предписания работников службы техники безопасности и производственной санитарии.
Обязанности работников службы охраны труда:
- методическое руководство организацией работы по технике безопасности и производственной санитарии на предприятии;
- составление проектов перспективных и годовых планов по улучшению техники безопасности и санитарно-бытового обслуживания работающих
- согласование их с профсоюзными организациями а также осуществление контроля за выполнением этих планов;
- организация и осуществление контроля за соблюдением действующего законодательства приказов инструкций и требований правил и норм техники безопасности и производственной санитарии указаний и предписаний органов государственного надзора а также за правильным освоением средств ассигнованных на мероприятия по охране труда;
- участие в расследовании аварий групповых и тяжелых несчастных случаев в подведомственных организациях и на предприятиях их учет и участие в разработке мероприятий по их предупреждению;
- анализ причин производственного травматизма и составление сводных отчетов о пострадавших при несчастных случаях и об освоении средств ассигнованных на мероприятия по охране труда;
- подготовка проектов приказов по вопросам техники безопасности и производственной санитарии;
- организация обмена передовым опытом работы по технике безопасности и производственной санитарии;
- организация обучения и проверка знаний инженерно-техническими работниками а также рабочими правил и инструкций по технике безопасности и производственной санитарии и не позднее трех месяцев со дня поступления рабочих в организацию и на предприятия обучение их безопасным методам работ по утвержденной программе а также обеспечение ежегодной проверки знаний рабочими эти методов;
- осуществление контроля за обеспечением работающих спецодеждой спецобувью средствами индивидуальной защиты организацией их хранения и ремонта;
- организация пропаганды безопасных и здоровых условий труда путем проведения в установленном порядке смотров и конкурсов по охране труда докладов лекций бесед экскурсий оборудования кабинетов и уголков по технике безопасности;
- обеспечение предприятия правилами инструкциями памятками плакатами и другими наглядными пособиями;
- рассмотрение проектов организации строительства и производства работ в части полноты и обоснованности принятых решений по технике безопасности и производственной санитарии и подготовке по ним соответствующих заключений;
- разработка инструкций по технике безопасности с учетом местных условий и представление этих инструкций на утверждение в установленном порядке;
- участие в работе по рассмотрению и внедрению в строительство рационализаторских предложений в области техники безопасности.
Для снижения морального ущерба от производственного травматизма а также с целью уменьшения материальных потерь необходимо проводить работу по улучшению условий труда и снижению травматизма. Это может быть: обучение рабочих и служащих; повышение квалификации рабочих; повышение качества продукции; внедрение прогрессивных машин и механизмов снижающих вероятность травматизма; контроль над соблюдением технологического процесса; проведение дней охраны труда.
Для организации оптимального освещения необходимо: заменять перегоревшие светильники и источники потерявшие свою эффективность в результате длительного использования; обеспечивать соответствие типа светильника характеру работ обеспечивать своевременную чистку светильников.
Для ликвидации производственного травматизма необходимо:
- модернизировать производственное оборудование приспособления инструменты в соответствии с требованиями безопасности и ГОСТ 12.2.003.14.
- рациональная перепланировка рабочих мест и размещение оборудования установка устройств и приспособлений защищающих от воздействия шума вибрации и газов герметизация оборудования и процессов связанных с выделением вредных веществ.
- устройство новых и реконструкция действующих систем вентиляции тепловых завес реконструкция и переоборудование мест отдыха рабочих мест модернизация естественного и искусственного освещения.
- к работе на вращающейся печи может быть допущен персонал соответствующей квалификации изучивший устройство оборудования для помола клинкера и разделения частиц в воздушном потоке правила эксплуатации и прошедший инструктаж по техники безопасности.
- администрация предприятия эксплуатирующая вращающуюся печь должна разрабатывать подробные правила по технике безопасности исходя из конкретных условий эксплуатации.
Предельно допустимая концентрация пыли в воздухе рабочей зоны не должна превышать норм (6 мгм3).
Категорически запрещается:
а) начинать или продолжать работу в случае какой-либо поломки или
б) чистить смазывать и ремонтировать сепаратор во время работы;
в) производить разборку или ремонт без отключения электричества;
г) работать со снятыми или поврежденными ограждениями.
Как показывают данные таблицы 56 во всех точках замера наблюдается превышение допустимого уровня шума. Во избежание вредного воздействия шума на организм применяются:
Звукоизоляция - шум распространяющийся по воздуху может быть существенно снижен посредством устройства на его пути звукоизолирующих преград в виде стен - перегородок перекрытий специальных изолирующих кожухов экранов.
Звукопоглощение - облицовка внутренних поверхностей производственных помещений звукопоглощающими материалами обеспечивает снижение шума на 6 - 8 дБ в зоне отраженного звука и на 2 -3 дБ в зоне источника шума.
- снижение уровня шума достигается при замене подшипников качения на подшипники скольжения (шум снижается на 10 15 дБ).
При проведении экспериментальных исследований сотрудники лаборатории снабжаются средствами индивидуальной защиты: наушники шлемы или специальные вкладыши перекрывающие ушные раковины.
Для переодевания спецодежды имеется душевая комната с ящиками для одежды.
При эксплуатации печи возможны несчастные случаи от воздействия электрического тока.
Все электрическое оборудование должно быть выполнено в соответствии с «Правилами эксплуатации электроустановок потребителей». Предупреждение электротравм является важной функцией охраны труда которая на производстве реализуется в виде системы мероприятий обеспечивающих защиту людей от поражения электрическим током.
В систему этих мероприятий входит:
) Контроль за исправностью электропроводки рабочего оборудования.
) Заземление рабочего оборудования.
) Изоляция токоведущих частей оборудования.
) Ограждение опасных участков в соответствии с ПУЭ.
4 Пожарная безопасность
Предприятие по производству цемента относится по СН 245-71 и первому классу производств с защитной зоной 1000 м. В соответствии со СНиП - 21-01-97 завод относится к категории «Д» исходя из этого основные производственные конструкции проектируются из несгораемого материала: железобетона и кирпича.
На случай пожара производственные цеха имеют достаточные количества запасных выходов а так же оснащены средствами пожаротушения. Вокруг цеха и внутри установлены пожарные гидранты пожарные краны с рукавами огнетушители пожарные щиты с необходимыми средствами пожаротушения и ящиками с песком. К зданию цеха подведен с двух сторон пожарный водопровод из металлических труб диаметром 50 мм. ПГ и ПК размещены и установлены так чтобы обеспечить подачу воды на случай пожара по всей производственной площади завода цеха.
Пожарные щиты укомплектованы:
- огнетушитель ОХВП- 10
- ящик с песком V=025 м3
За каждым пожарным щитом закреплены ответственные лица. Каждый цех завод имеет пожарный расчет и план эвакуации людей на случай пожара и пожарную сигнализацию.
Для проведения профилактической работы и приобретения навыков пожаротушения пожарная дружина завода постоянно обучается и тренируется.
При возникновении пожара в цехе на участке количество воды необходимое для тушения пожара можно определить по формуле:
где Q - количество воды м
g = 25 лс - расход воды при тушении
п = 2 - количество пожаров
k = 15 - коэффициент внутреннего пожара
t = 3 ч - время тушения пожара.
5 Охрана окружающей среды
Перед тем как производить какие-либо действия по защите окружающей среды необходимо провести анализ проектируемого объекта как источника негативных влияний на природу.
Одним из видов загрязнения природы является сам воздух так как он после прохождения через цеха технологической обработки приобретает некоторые негативные факторы которые отрицательно влияют на окружающую среду. Чтобы этого не происходило при проектировании систем вентиляции и кондиционирования воздуха предусматривается использование рециркуляции и установка дополнительных фильтров на вытяжных системах.
Во время эксплуатации монтаже или ремонте воздухоохлаждающих устройств необходимо предусмотреть то что рабочие вещества используемые на заводах оказывают негативное влияние на окружающую среду.
Существует два инженерных метода защиты окружающей среды от загрязнения:
) создание безотходной технологии функционирующей без выбросов вредных веществ в окружающую среду;
) применение комплекса технических средств для локализации источников выделения вредностей и глубокой очистки отходящих газов.
В настоящее время рациональное сочетание этих двух методов может принести наиболее существенные результаты в решении стоящей проблемы.
В цементной промышленности главными негативными последствиями являются - повышенное содержание вредных веществ и выделяющейся пыли после продувки фильтрующих агрегатов.
Для защиты водного бассейна акватории порта действуют очистные сооружения построенные за счет средств акционерного общества. Созданы и работают уже десятки лет системы оборотного водоснабжения на всех заводах.
На заводе «Первомайский» (ОАО «Новоросцемент») реализован уникальный проект не имеющий аналогов в цементной промышленности России— построена и успешно работает станция комплексной механической и биологической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод с возвратом очищенной воды в технологический процесс производства.
Вокруг всех трех заводов создана зеленая зона.
Все остальные положения в области охраны окружающей среды изложены в ГОСТе 17.0001-76.
6 Электробезопасность
При эксплуатации кальцинатора «Леполь» возможны несчастные случаи от воздействия электрического тока.
- Контроль за исправностью электропроводки рабочего оборудования.
- Заземление рабочего оборудования.
- Изоляция токоведущих частей оборудования.
- Ограждение опасных участков в соответствии с ПУЭ.
7 Расчет заземления рабочего оборудования
Все машины работающие от электросети должны быть заземлены для предотвращения поражения электрическим током лиц обслуживающих данные машины. Корпус машины и все металлические части оборудования которые могут оказаться под напряжением соединяют с контуром заземления.
Рисунок 5.2 - Схема заземлений
- Заземляющие проводники; 2 - Соединительный повод;
- Электрооборудование; 4 - Заземлитель; 5 - Магистраль заземления.
По требованиям утвержденным Минэнерго РФ при установленной мощности более 100 кВт сопротивление заземления допускается не более 4 Ом. Грунт в который закладывают заземление имеет сопротивление 10 Омм3. В качестве заземления приняты перфорированные трубы 53 см и длиной 2 м. Глубина заземления 18 м. Расстояние между трубами 4 м соединительная полоса имеет сечение 4х04 см.
Сопротивление вертикального заземлителя вычисляют по формуле:
где R-удельное сопротивление грунта Омсм3
l-длина заземления трубы см
d-диаметр заземленной трубы см
Потребное количество заземлений определим по формуле где R3=4 Ом;
Кс-коэффициент сезонности Кс=1.9;
Кb-коэффициент использования труб Кb=08
Сопротивление току с полученного числа заземлений определим по формуле
Определим общую длину полосы соединяющую заземления по формуле:
ZP=1.5×C×(П-1) (5.5)
где С-расстояние между заземлителями м.
ZP=1.5×4×(22-1)=882м
Сопротивление растеканию тока полосы определим по формуле (5.5):
где B- ширина полосы см; В=24 см.
h-глубина замерзания см; h=180 см;
P-коэффициент использования P = 044
Определим результирующее сопротивление по формуле:
Поэтому уменьшаем число заземлителей до 10.
Сопротивление растеканию тока с этого числа заземлителей составит;
Общая длина полосы составит:
Сопротивление растеканию тока полосы
Результирующее сопротивление
что удовлетворяет требованиям ПУЭ.
Электрическая схема и описание привода решетки кальцинатора
Рисунок 6.1 - Схема силовой электрической сети главного привода печи и решетки кальцинатора
Привод колосниковой решетки осуществляется по ниже описанной электрической схеме.
Гонный двигатель переменного тока мощность 250 кВт со скоростью 1500 обмин передает вращение на генератор постоянного тока Г1 мощностью 200 кВт который питает ГД двигатель главного привода печи. Для регулирования мощности генератора имеется обмотка возбуждения генератора которая питается от сети. Через трансдуктор нужное напряжение подается на выпрямитель а затем на обмотку возбуждения генератора. Главный двигатель печи ГД через ременную передачу приводит в движение генератор постоянного тока Г2 питающий двигатели решетки кальцинатора Д1 и Д2 подключенные последовательно. Скорость этих двигателей регулируется обмоткой возбуждения двигателей. Напряжение на ней регулируется реостатом.
1 Технико-экономическое обоснование
Вращающиеся печи на сегодняшний день являются наиболее крупногабаритным и топливоемким оборудованием в промышленности строительных материалов. Наряду с повышением производительности надежности уменьшением метало и энергоемкости снижения расхода топлива является одной из основных задач конструкторов.
Предлагается модернизировать несущий путь колосниковой решетки кальцинатора «Леполь». С целью повышения производительности а также долговечности и надежности конвейерного пути кальцинатора. Целью модернизации является повышение надежности и долговечности грузонесущего полотна кальцинатора удлинение трассы конвейерного кальцинатора на 12% и изменение конструкции колосниковой решетки.
Охлаждающие ребра выполнены сотообразными и образуют сужающиеся каналы для подвода воздуха к отверстиям а размещенным по центру каждой соты.
Колосниковая решетка содержащая колосники с расположенными в шахматном порядке щелевидными отверстиями и охлаждающими ребрами отличающаяся тем что с целью интенсификации охлаждения и увеличения срока службы ребра выполнены сотообразными и образуют сужающиеся каналы для подвода воздуха к отверстиям размещенным в центре каждой соты.
2 Оценка экономической эффективности инвестиционного проекта
2.1 Расчет капитальных вложений (инвестиций)
Для расчёта экономической эффективности проекта необходимо иметь следующие исходные данные показанные в таблице 7.1
Таблица 7.1 - Исходные данные для расчета
Условное обозначение
Часовая производительность тч
Коэффициент использования оборудования во времени.
Эффективный фонд времени работы оборудования маш.-ч
Годовой объём выпуска цемента тыс.т
Цена за тонну цемента руб.
Себестоимость единицы продукции руб.т
Удельные нормы расхода электроэнергии кВтчт
Цена (тариф) за единицу расхода электроэнергии рубкВт
Год сдачи оборудования в эксплуатацию.
Норма амортизации на полное восстановление %.
Балансовая стоимость выбывающего оборудования (деталей узлов) тыс.руб.
Капитальные вложения на модернизацию оборудования тыс.руб.
А также используем такие данные как:
Кмон = 10% ; Кдем = 5% ; Кспец = 0 ; Офл = 0 ; К + Тр = 10% ; Е = 03 ; Тгор = 3 года ; t = 3 шага.
Дополнительные капитальные вложения
где - прейскурантная стоимость деталей и узлов необходимых для модернизации (реконструкции) оборудования руб.;
- затраты на монтаж равные 10% руб.;
- стоимость производственных площадей зданий сооружений и других основных фондов непосредственно связанных с модернизацией оборудования =0 руб.;
- потери от ликвидации оборудования деталей и узлов руб.
=300 тыс.руб.=300000 (руб.)
= 01× = 01× 300000 = 30000 руб.
где Оф.баз – балансовая стоимость выбывающих основных фондов
Н – норма амортизации
Тф- фактический период времени отработанный выбывающим оборудованием
Так как Тф=38 лет> Та==1005=20 лет (7.3)
Капитальные вложения на модернизацию вращающейся печи равны:
Таблица 7.2 - Смета капитальных вложений на модернизацию вращающейся печи 460.
Прейскурантная стоимость оборудования
С изменением капитальных вложений изменяются основные фонды Оф по формуле:
Оф=К-Оф.баз-Кпот (7.4)
Оф=340000-100000-5000=235000 (руб.)
2.2 Изменение текущих расходов (себестоимости продукции) по фактам
В результате модернизации колосниковой решетки кальцинатора «Леполь» его производительность повышается на 12 % при постоянных энергозатратах.
Рассчитываем экономию материальных затрат
где и - удельные нормы расхода энергии;
- цена на соответственную энергию.
Годовой объем выпуска цемента в натуральном выражении рассчитывается как:
где - часовая производительность кальцинатора.
Эффективный фонд времени работы кальцинатора рассчитывается как:
Тэф.маш = Кэк× (7.7)
Определяем увеличение текущих затрат на содержание и эксплуатацию оборудования :
где Н – норма амортизации на полное восстановление %.
б) на капитальный и текущий ремонт:
в) на эксплуатацию оборудования:
Определяем расход на содержание и эксплуатацию оборудования :
DРСО = 11750+23500+7050=42300 (руб.)
Таким образом условно-годовая экономия равна:
где - экономия материальных затрат
Снижение себестоимости за единицу продукции рассчитывается по формуле:
где - годовой выпуск в натуральном выражении
Себестоимость единицы продукции по проекту:
где - себестоимость единицы продукции до модернизации руб.т.
2.3 Изменение денежных потоков
При модернизации кальцинатора реализуется повышение производительности. Денежные потоки для реконструкции вращающейся печи формируются из денежных притоков (ДП) и денежных оттоков (ДО).
При условии изменение денежного притока определяем по формуле:
где: - экономия материальных затрат; руб.
- продажа базового оборудования руб. 0 руб.;
- продажа металлолома руб. .
Отсюда следует что денежный приток равен экономии материальных затрат ()
Таким образом денежные оттоки при модернизации вращающейся печи с изменением объема производства получается из прироста основного капитала текущих затрат на ремонт и эксплуатацию оборудования и налогов
где НАЛ – затраты на налоги руб.
где - налог на прибыль 20%
- налог на имущество 22%
где - прибыль получаемая предприятием.
Так как то прибыль получаемая предприятием равна условно годовой экономии()
Налог на имущество определяется как:
где Оф – стоимость основных фондов данные завода руб.
Следовательно затраты на налоги будут равны:
Изменение денежного оттока будет равно на первом шаге:
Изменение чистого денежного потока определим по шагам и нарастающим итогом:
Изменение чистого денежного потока нарастающим итогом после второго шага
Изменение чистого денежного потока нарастающим итогом после третьего шага
2.4 Расчёт показателей экономической эффективности проекта
Чистый дисконтированный доход определяем по формуле:
где Т - горизонт расчета;
t - шаг (равен году);
Rt - результат достигнутый на t - шагу;
Определяется по формуле Rt = Пt + аt
где: аt - амортизационное отчисление на полное восстановление аt = а =11750 руб.
Зt - затраты на t - ом шагу без учета инвестиций; Зt = 0
Е - норма дисконта; Е = 02
at - коэффициент дисконтирования определяется по формуле:
Чистая прибыль рассчитывается как:
где - прибыль получаемая предприятием =417489 руб.
Тогда результат достигнутый на t – ом шагу будет равен:
Таким образом чистый дисконтированный доход после модернизации кальцинатора будет:
на первом шагу: (7.22)
Чистый дисконтированный доход нарастающим итогом после второго шага:
Чистый дисконтированный доход нарастающим итогом после третьего шага:
= 70141158 руб. > 0 то вариант модернизации оборудования – эффективен.
Определим индекс доходности ИД (рентабельности):
ИД > 1 т.е. 119 > 1 то вариант модернизации оборудования эффективен.
Срок окупаемости капитальных вложений (Ток) рассчитывается как:
где - капитальные вложения при модернизации;
Так как то есть 105 3 года вариант модернизации оборудования эффективен.
На основании вышеперечисленных расчётов составляется сводная таблица изменения денежных потоков и показателей эффективности инвестиционных проектов (таблица 7.3).
Таблица 7.3 - Изменение денежных потоков и показателей эффективности инвестиционных проектов
Наименование показателей
Услов-ные обозна-чения
Значение показателя по шагам расчета
Экономия мат. затрат
Затраты на модернизацию
Затраты на содержание и экспл. оборудования
Втом числе: на прибыль
Прибыль от производства продукции
Амортизация оборудования
Чистый денежный поток
Чистый денежный поток нарастающим итогом
Коэффициент дисконтирования
Чистый дисконтированный доход
Чистый дисконтированный доход нарастающим итогом
3 Расчет основных технико-экономических показателей
При тыс. тонн товарная продукция базовая:
При тыс. тонн товарная продукция по проекту:
Среднегодовая стоимость основных производственных фондов:
где– среднегодовая стоимость основных производственных фондов (базовая) тыс. руб.;
– стоимость кальцинатора по проекту и по базе тыс. руб.
Фондовооружённость труда:
- численность персонала чел.
где. – базовая прибыль тыс. руб.
Уровень общей рентабельности производства по проекту:
где. – среднегодовая стоимость нормируемых оборотных средств тыс. руб.
Уровень рентабельности отдельных видов продукции по проекту:
- стоимость одной тонны цемента навалом данные завода
С2 – себестоимость одной тонны цемента навалом расчет.
Уровень общей рентабельности производства по базе:
Все расчёты сводим в итоговую таблицу 7.5 основных технико-экономических показателей проекта.
Таблица 7.5 - Основные технико-экономические показатели проекта
Годовой выпуск продукции
Товарная продукция тыс. руб
Численность ППП всего чел
в том числе: рабочие
Производительность труда 1ППП тыс.рубчел.
В том числе – 1 рабочего.
Среднегодовая стоимость основных производственных фондов тыс.руб.
Фондоотдача руб.руб.
Фондовооруженность труда
Себестоимость годового выпуска цемента тыс.руб.
Рентабельность % - общая
Чистый дисконтированный доход тыс.руб.
Срок окупаемости лет
В дипломном проекте описана технология производства цемента по сухому способу на цз «Первомайский» (ОАО «Новоросцемент») произведены патентные исследования по конструктивным решениям колосниковой решетки кальцинатора «Леполь» на основании которых выбрана конструкция колосника. В специальной части проекта выполнены расчеты основных конструктивно – технических параметров агрегата приведены прочностные расчеты отдельных узлов и деталей описаны эксплуатация и ремонт модернизируемой машины.
В электрической части проекта приведена электрическая схема привода колосниковой решетки кальцинатора с описанием принципа действия.
Выполнен раздел безопасности жизнедеятельности рассмотрена нормативно-правовая база по охране труда организация службы охраны труда на предприятии анализ вредных и опасных факторов при эксплуатации кальцинатора «Леполь» охрана окружающей среды расчет заземления рабочего оборудования.
Предлагаемая модернизация кальцинатора приведет к снижению материальных затрат на 459789 тыс.руб. увеличению прибыли предприятия на 459789 тыс.руб. уменьшению себестоимости цемента что делает его более конкурентоспособным. Срок окупаемости затрат на модернизацию составляет 105 года чистый дисконтированный доход положителен и составляет 508121 тыс. руб.
Таким образом произведенные технико-экономические расчеты показали техническую и экономическую целесообразность модернизации.
Анурьев В. И. Справочник конструктора – машиностроителя: В 3 х т.: Т. 3. – 8-е изд. перераб. и доп. Под ред. И. Н. Жестиковой. - М.: Машиностроение 2001. – 920 с.: ил.
Банит Ф.Г. Несвижеский О.А. Механическое оборудование цементных заводов – 2-е изд. перераб. и доп. – М.: «Машиностроение» 1975.Богданов А.И. Механическое оборудование цементных заводов – М.: «Машиностроение» 1995.
Бауман В.А. Клушанцев Б.В. Мартынов В.Д. Механическое оборудование предприятий строительных материалов изделий и конструкций. – 2-е изд. перераб. - М.: «Машиностроение» 1981.
Безопасность жизнедеятельности.: Учебное пособие для вузов С.В.Белов и др. Под общей редакцией С.В. Белова-2-е изд. М. Высшая школа 1999 – 448 с.
Богданов В.С. Ильин А.С. и др. Дипломное и курсовое проектирование механического оборудования и технологических комплексов предприятий строительных материалов изделий и конструкций: Учебное пособие под редакцией В.С. Богданова и А.С. Ильина. – М.: Издательство Ассоциации строительных вузов 2006 г. – 784 с.
Борьщевский А.А. Ильин А.С. Механическое оборудование для производства строительных материалов и изделий – М.: «Высшая школа» 1987.
Бутт Ю.М. Сычев М.М. Химическая технология вяжущих материалов.- М.: Высшая школа 1980.- 472 с.
Климова Е.В. Беляев В.И. Овсянников Ю.Г. Методические указания к выполнению раздела «Безопасность жизнедеятельности» в выпускной квалификационной работе для студентов специальности 270101 - Белгород: Изд-во БГТУ 2008. – 54 с.
Правила технической эксплуатации цементной заводов. – М.: «Стройиздат» 1967.
Петровская Г. А. Методические указания к выполнению экономической части квалификационной работы для студентов специализаций 171601 – Машины и оборудование предприятий строительных материалов 171602 – Автоматизированное проектирование оборудования и технологических комплексов предприятий строительных материалов Белгород.: Изд-во БелГТАСМ 2000. – 32 с.
Совершенствование оборудования по производству строительных материалов Сборник научных трудов – М.:Изд. МИСИ. БТИСМ 1983.
Строительные машины. Справочник в 2-х томах. -М.: «Машиностроение» 1977.
Федоров Г.Д. Механическое оборудования предприятий вяжущих материалов и изделий из них. Харьков. Издательство «Вища школа» 1986.
Чернавский С.А. Курсовое проектирование детали машин. М.: «Машиностроение» 1979.