Мельница валковая среднехоная МВС-4150

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Обоснование и описание выбранной технологической

схемы производства

2 СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Анализ конструкции и принципа действия валковой мельницы

2.2 Патентный поиск и анализ его результатов

2.3 Сущность модернизации

2.4 Расчет основных параметров валковой среднеходной мельницы

2.4.1 Определение производительности мельницы

2.4.2 Определение количества и размера размольных валков

2.4.3 Определение частоты вращения рабочих органов

2.4.4 Определение усилия валка на слой размалываемого

материала и нагрузок на ось валка

2.4.5 Определение геометрии желоба и угла установки валка

2.4.6 Расчет пальцев подвески валка к раме и планки

2.4.7 Расчет болта регулировки угла наклона валка

2.4.8 Определение мощности двигателя главного привода

мельницы и удельного расхода энергии на размол

2.5 Расчет сепаратора

2.5.1 Определение условных осевых скоростей сушильного агента

в зонах мельницы

2.5.2 Определение диаметра сепаратора

2.5.3 Определение размера максимальной частицы и границы

разделения

2.5.4 Определение мощности двигателя привода сепаратора

3 ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

3.1 Расчёт параметров двигателя по Т-образной схеме замещения

3.2 Выбор преобразователя

3.3 Блок схема преобразователя и её описание

3.4 Разработка силовой схемы электропривода

3.4.1 Описание силовой схемы

3.4.2 Выбор элементов силовой схемы

4 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

4.1 Анализ производственных условий

4.2 Мероприятия, исключающие травматизм и профессиональные

заболевания

4.3 Охрана окружающей среды

5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

5.1 Технико-экономическое обоснование

5.2 Оценка экономической эффективности инвестиционного проекта

5.2.1 Расчет капитальных вложений

5.2.2 Изменение текущих расходов по факторам

5.2.3 Изменение денежных потоков

5.2.4 Расчет показателей экономической эффективности проекта

5.3 Планирование себестоимости продукции и основных технико-

экономических показателей

5.3.1 Планирование себестоимости продукции

5.3.2 Корректировка основных технико-экономических показателей

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список литературы

Приложения

Введение

Электрический привод представляет собой электромеханическую систему, обеспечивающую реализацию различных технологических и производственных процессов в промышленности, сельском хозяйстве, на транспорте, коммунальном хозяйстве и в быту с использованием механической энергии. Назначение электропривода состоит в обеспечении движения исполнительных органов рабочих машин и механизмов и управлении этим движением. Другими словами, электропривод, являясь энергетической основой реализации технологических и производственных процессов, во многом определяет их качество, энергетические и технико-экономические показатели.

Научно-технический прогресс, автоматизация и комплексная механизация технологических и производственных процессов определяют постоянное совершенствование и развитие современного электропривода. В первую очередь это относится к всё более широкому внедрению автоматизированных электроприводов с использованием разнообразных полупроводниковых силовых преобразователей и микропроцессорных средств управления. Постоянно появляются и новые типы электрических машин и аппаратов, датчиков координат переменных и других компонент, применяемых в электроприводе.

Расширение и усложнение выполняемых электроприводом функций, использование в них новых элементов и устройств, всё более широкое включение электропривода в системы автоматизации технологических процессов требуют высокого уровня подготовки специалистов, занимающихся их проектированием, монтажом, наладкой и эксплуатацией. Они должны хорошо разбираться в основных физических процессах, протекающих в электроприводах, знать назначение, устройство, принцип действия, свойства и характеристики их компонент, разбираться в схемах управления и уметь выбирать их элементы, а так же определять технико-экономические показатели работы электропривода.

Среди потребителей электроэнергии лидером является электропривод. Наибольшим спросом пользуется привод малой (до 3,7 кВт) и средней (до 37кВт) мощности на базе асинхронных электродвигателей.

При нынешних условиях постоянного увеличение тарифов за электрическую энергию, применения тиристорных преобразователей частоты (ТПЧ) является актуальной задачей. Применение таких приводов позволяет обеспечить:

экономию потребляемой электрической энергии;

снижение уровня пускового тока;

снижение времени реакции на изменение нагрузки;

уменьшение погрешности регулирования скорости.

Внедрение на производстве тиристорных преобразователей частоты помимо прямой экономии электрической энергии имеет и другие преимущества:

электропривод обеспечивает плавный пуск и длительную работу механизма в рабочем диапазоне частот вращения, а так же точное автоматическое регулирование заданных технологических параметров;

тиристорный электропривод увеличивает производительность механизмов за счёт оптимальной реализации различных требований к технологическому процессу;

увеличивается ресурс работы электрического и механического оборудования за счёт ограничения пусковых токов, резких рывков, механических и гидравлических ударов.

В промышленности строительных материалов тиристорные преобразователи частоты находят применение для регулирования скорости вращения сепараторов, применяемых в помольных установках. Таким образом можно регулировать тонкость помола в широких пределах без изменения конструкции привода сепаратора.

В настоящее время требования к тонкости помола материалов все более возрастают и заставляют обращать внимание на измельчение материалов в валковых среднеходных мельницах, главным достоинством которых является совмещение процесса помола и термической обработки материалов. Это позволяет измельчать материалы естественной влажности и снизить количество технологического оборудования, производящего сушку материала. Следовательно, актуальность темы рассматриваемой мной в данной выпускной квалификационной работе является очевидной.

Сущность модернизации

В результате проведения патентного поиска было выбрано изобретение с авторским свидетельством №1708412, кл. В 02 С 15/04, так как это изобретение позволит повысить тонкость измельчаемого материала без особых изменений конструкции валка мельницы.

Валки валковой мельнице до модернизации имели бандаж конического сечения, что не позволяло получить продукт особо тонкого помола, отвечающего современным требованиям.

Бандаж, который предлагается для внедрения также выполнен из отдельных секторов, что повышает ремонтопригодность валка и уменьшает сроки ремонта, однако профиль поперечного сечения валка состоит из двух частей: прямолинейной и криволинейной, причем длина прямолинейной части равна , где В – ширина бандажа валка, а криволинейная часть является дугой окружности. Такая конструкция бандажа позволит повысить тонкость измельчаемого материала, что позволить увеличить конкурентоспособность продукции.

Расчет основных параметров валковой среднеходной мельницы

Основным показателем мельницы является ее производительность, зависящая от физических свойств материала, коэффициента размолоспособности и от влажности при постоянной начальной крупности материала. В связи с этим принято определять производительность мельницы по условиям размола и сушки.

Под размольной производительностью мельницы понимают количество материала, которое можно измельчать с наиболее эффективным использованием подводимой энергии. Производительностью мельницы по сушке называют то количество материала, которое можно высушить в самой мельнице от влажности на входе в мельницу до заданной влажности. Номинальная производительность мельницы не всегда соответствует оптимальным значениям сушильной и размольной производительности. Она может быть ограничена условиями сушки или условиями размола. При измельчении влажных и мягких материалов обычно размольная производительность выше сушильной, для сухих и твердых материалов производительность мельницы по сушке обычно превышает размольную. Поэтому расчеты производительности мельницы выполняют раздельно для размола и сушки.

Расчет сепаратора

Расчет сепаратора будем производить по следующим исходным данным.

Производительность мельницы по высушенному материалу, т/ч QC=300

Начальная влажность материала, % WНАЧ.=20

Производительность мельницы по исходному сырью, т/ч Q=315

Влажность готового продукта, % WКОН.=0,5

Температура сушильного агента на выходе из мельницы, °С tВЫХ.=120°

Температура сушильного агента на входе в мельницу, °С tВХ.=450°

Температура материала на выходе из мельницы, °С tМвых. =85°

Тип сепаратора – механический лопастной роторный с регулируемым числом оборотов.

Характеристика готового продукта, остатки на ситах:

02 -- 1,5-2 %

008 -- 10-15 %

Кратность циркуляции kЦ=8÷10

Разрежение перед мельницей, кгс/м2 НВХ=-120

Разрежение после мельницы, кгс/м2 НВЫХ=-720

Количество сушильного агента на входе в мельницу

(при нормальных условиях), м3/ч Qвхс.а.=508500

Количество сушильного агента на выходе из мельницы

(при нормальных условиях), м3/ч Qвхс.а.=701100

Работа сепаратора встроенного в корпус вертикальной мельницы при повышенной влажности исходного сырья (до 20 %) характеризуется рядом особенностей, соединения помола и сушкой в мельнице приводит к росту циркуляции до kЦ=8÷12 раз. Только в этом случае обеспечивается необходимое время пребывания материала в мельнице. По характеру поведения материалогазового потока в полости мельницы, его условно можно разделить на зоны: «застойная зона» – под размольной тарелкой и валками; «зона интенсивного фантонирования» - по периферии под направляющими соплами. Сушильный агент, пройдя через сопловое кольцо в зону увеличенной площади сечения (под валками с рамой), вследствие инерции снижает скорость постепенно.

В ходе интенсивного теплообмена в мельнице по ее высоте будет иметь место изменение температуры сушильного агента, объема условной осевой скорости. В зоне ротора (лопаток) сепаратора поток должен иметь скорость несколько выше скорости витания частиц ограниченного размера. Конструкция роторного сепаратора такова, что в ней имеет место как поперечно-побочное так и отчасти противоточное деление.

Еще одной отличительной особенностью конструкции и работы роторного сепаратора является то, что количество сушильного агента, пересекающего зону лопаток сепаратора, определяется условиями необходимости транспортировки исходного материала в зону сепаратора и удельными нагрузками по воздуху.

Выбор преобразователя

Рассмотрим тиристорные преобразователи частоты, выпускаемые российскими производителями, поскольку они имеют более низкую стоимость по сравнению с зарубежными аналогами.

Для сравнения выберем два тиристорных преобразователя, наиболее подходящих для плавного регулирования скорости вращения сепаратора: ТРИОЛАТ04 и ЭРАТОНП1.

Рассмотрим преобразователь ТРИОЛАТ04.

Частотно-регулируемый преобразователь ТриолАТ04 специального типоисполнения — для инерционных механизмов. Он обеспечивает управление работой механизма во всех режимах:

плавный частотный пуск с регулируемым темпом;

длительную работу в заданном диапазоне частот вращения и нагрузок;

торможение и останов по заданным алгоритмам;

способность работы преобразователя ТриолАТ04 по сигналам от датчиков обратной связи;

регулирование скорости вращения в большом диапазоне с минимальным количеством пусков и остановов;

рассеивание выделяемой при торможении энергии на тормозных резисторах.

Рассмотрим тиристорный преобразователь частоты ЭРАТОНП1 предназначен для бесконтактного пуска, реверса и динамического торможения трехфазных асинхронных электродвигателей путём фазового регулирования напряжения на обмотке статора.

Тиристорный преобразователь частоты ЭРАТОНП1 позволяет:

значительно снизить пусковой ток и ударный момент, что уменьшает колебания напряжения питающей сети при пуске, увеличивает срок службы электродвигателя и механизма;

конструкция тиристорного преобразователя частоты позволяет использовать его в производстве с высоким запылением и тяжелыми условиями работы;

регулирование скорости вращения в большом диапазоне;

в тиристорном преобразователе частоты ЭРАТОНП1 использован алгоритм динамического торможения, позволяющий исключить броски тормозного тока;

имеется возможность управления механизмом тормозов с электромагнитным приводом постоянного или переменного тока;

максимальный ток на выходе преобразователя, в режиме пуска можно устанавливать от IH до 6IH, в режиме динамического торможения - от IH до 4,5IH.

Из анализа тиристорных преобразователей ТРИОЛАТ04 и ЭРАТОНП1 видно, что оба преобразователя удовлетворяют требованиям поддержания технологического процесса, но преобразователь ЭРАТОНП1 имеет больше функциональных возможностей и меньшую стоимость. Поэтому, для регулирования скорости вращения сепаратора выбираем преобразователь «ЭРАТОНП1».

Разработка силовой схемы электропривода

3.4.1 Описание силовой схемы

Силовая схема приведена в графической документации лист ДПМО04 024 00 00 00 СС.

Силовая схема включает в себя следующие внешние элементы: автоматический выключатель, предохранитель плавкий, индикаторные лампочки, показывающие наличие и отсутствие силового напряжения, контактор. Реакторы и тепловые реле поставляются в комплекте с преобразователем.

Пуск двигателя произойдет при нажатии на кнопку SB1. Катушка КМ1 получает питание, контактор срабатывает, включая контакты в цепи статора и блокирует пусковую кнопку. При перегрузке двигателя срабатывают тепловые реле КК1 и КК2, которые своими контактами отключают цепь питания катушки КМ1. Для остановки двигателя необходимо нажать кнопку SB2. Для защиты от коротких замыканий используется автоматический выключатель QF1 с электродинамическим расцепителем.

Заключение

В результате проведенной работы была рассмотрена необходимость получения тонкодисперсного мела и выбрана технологическая схема для его производства. Подробно рассмотрены устройство и принцип действия валковой среднеходной мельницы, приведена ее техническая характеристика и осуществлен расчет основных параметров. Кроме того, произведен расчет основных параметров сепаратора мельницы.

В электрической части работы был разработан регулируемый электропривод сепаратора мельницы, произведены расчеты параметров электродвигателя по Т-образной схеме замещения, найдены значения постоянных времени, которые необходимы для настройки параметров тиристорного преобразователя. Был произведен анализ и выбор тиристорного преобразователя частоты, рассмотрен принцип его работы с описанием блок-схемы преобразователя. Также была разработана силовая электрическая схема и выбрана коммутационная и защитная аппаратура.

Также в данной работе рассматриваются вопросы безопасности и охраны труда, произведен анализ условий работы обслуживающего персонала и состояние микроклимата производственного помещения. Рассмотрены мероприятия, исключающие травматизм при работе на валковой мельнице. Особое внимание уделяется электробезопасности, также произведен расчет защитного заземления электродвигателя сепаратора.

В экономической части работы произведен расчет экономической эффективности проекта модернизации валков среднеходной мельницы. По результатам расчета проект является эффективным, а срок окупаемости капитальных затрат составляет 0,21 года.