Реконструкция отделения

     Реферат

     ХЛОРИД  КАЛИЯ, ГРАНУЛЯТ, ПРЕССОВАНИЕ, ПРЕСС ВАЛКОВЫЙ, ТРАНСПОРТЁР ШНЕКОВЫЙ.

     Дипломный проект содержит   104 стр., 24  рис., 16 таблиц ,

       16 источников.

В дипломном проекте решается задача снижение просыпей при подаче хлористого калия на стадию прессования, снижение колебаний при работе в/пресса, равномерная подача исходного материала на пресс, для производства гранулированного хлорида калия в грануляционном отделении флотационной обогатительной фабрики Третьего Березниковского калийного производственного рудоуправления ОАО «Уралкалий».

     Объект  модернизации – шнековый транспортёр перед вальц-прессом.

     Цель  работы –внедрить в существующую схему шнековый транспортёр для подачи хлористого калия в пресс. Производительность пресса 100 т/час. Неравномерность подачи и проссыпи без транспортёра составлят 10-30% от исходной загрузки. Устраняя эти колебания и недостатки обеспечиваем стабильность работы пресса и производительность в пределах до 130т/час.

     В дипломном проекте выполнены  технологические, прочностные расчеты  основного и вспомогательного оборудования:шнекового транспортёра, вальц-пресса.

     В необходимом объеме отражены разделы КИП и А, техники безопасности, технико-экономические расчеты.

     Графическая часть проекта представлена на 11 листах формата А1.

Предлагаемые  технические решения внедрены на БКПРУ-3 ОАО «Уралкалий» в отделении грануляции.

ВВЕДЕНИЕ

     Наименование  производства – обогатительная фабрика  по выпуску гранулированного и  мелкозернистого  хлористого калия флотационным методом  в составе БКПРУ-3 ОАО «Уралкалий».

     Производство  введено в эксплуатацию в декабре 1973 года с проектной мощностью 1497,6 тыс. т минеральных удобрений  в год в пересчете на 100 % К₂О. В 1979 году проектная мощность третьего Березниковского рудоуправления была пересмотрена в связи с несоответствием исходных геологических данных фактическим горно-геологическим условиям и установлена письмом Госплана СССР от 31.08.79 № 1292-П «Об изменении проектной мощности третьего Березниковского рудоуправления» в размере 1248 тыс. т минеральных удобрений в год в пересчете на 100 % К₂О.

Генеральный проектировщик производства – институт «Госгорхимпроект». Разработчик технологического процесса - Всесоюзный Научно исследовательский Институт Галургии (ВНИИГ).

Метод производства – флотационное обогащение сильвинитовой руды.

     В период с 1973 по 1981 год обогатительная фабрика работала по проектной схеме  обогащения - стадиальной флотации с получением мелкозернистого и  крупнозернистого концентратов. Однако, низкая эффективность крупной стадии обогащения доказали нецелесообразность выпуска этого вида продукта.

     В течение 1981-1983 г.г. был осуществлен перевод всех четырех секций фабрики на производство мелкозернистого хлористого калия.

     В 1978 году была введена в эксплуатацию грануляционная установка мощностью 561,6 тыс. т минеральных удобрений  в год в пересчете на 100 % К₂О, построенная по проекту института «Госгорхимпроект».

     С января 1987 года обогатительная фабрика  работает на привозной руде, доставляемой железнодорожным транспортом с  БКПРУ-4, в связи с выбытием рудной базы мощностью 7,8 млн. т сильвинитовой руды в год в результате затопления рудника в марте 1986 года. С октября 2002 года организованы перевозки дополнительных объемов руды с БКПРУ-2 автотранспортом.

     Генеральным проектировщиком комплекса объектов тракта подачи руды является Уральский филиал ВНИИГ.

     Ограниченный  рынок сбыта хлористого калия  побудил предприятие к расширению ассортимента калийных удобрений на базе производимого мелкозернистого  хлористого калия.

     В 1998 году освоено производство нового бесхлорного удобрения - сульфата калия, с задействованием оборудования 4-ой технологической секции фабрики под двухстадийную конверсию хлористого калия с привозным сульфатом аммония. Проектная мощность I-ой очереди - 100 тыс. т сульфата калия в год.

     Операции  приемки сырья, складирования, отгрузки и затаривания готовой продукции  регламентированы в следующих нормативных  документах:

     Переработка сильвинитовой руды на обогатительной фабрике осуществляется на четырех технологических секциях, работающих параллельно в независимом режиме.

     В процесс обогащения включены следующие  производственные подразделения фабрики:

     - главное производственное отделение  (флотокорпус);

     - сушильно-грануляционное отделение  (сушка и модифицирование мелкозернистого  хлористого калия);

     - отделение удаления отходов (солеотвал);

     - отделение приготовления реагентов.

     Общая характеристика производства.

     Наименование  производства – флотационная обогатительная фабрика по выпуску минеральных  удобрений.

     Проектная мощность фабрики – 1497,6 тыс. тонн минеральных  удобрений в год в пересчете  на 100 % К₂О.

Проектная мощность производства гранулированного  хлористого калия – 561,6 тыс. тонн 100 % К₂О в год.

     Способ  производства – флотационное обогащение сильвинитовых руд.

     Количество  технологических секций – четыре.

     Взяв  курс на техническое перевооружение, внедрение современного оборудования и технологий, в 2004 году «Уралкалий» освоил выпуск гранулированного хлористого калия премиум - класса под маркой «Еврогран».

Выпуск  гранулированного хлористого калия  такой марки предусматривает  соответствие производства мировым  стандартам качества ISO 14000 и ISO 9001. Для этого на предприятии принята «Система менеджмента качества и охраны окружающей среды», а также введен конкурс по культуре производства.

     На  БКПРУ-3 сушка мелкозернистого флотоконцентрата осуществляется в сушильном отделении, соединенном с главным производственным участком фабрики галереей.

     Гранулирование  хлористого калия осуществляется на трёх параллельных технологических  нитках.

С целью  снижения уровня загрязнения воздушной  среды на предприятии ежегодно реализуется  до 5 полномасштабных проектов.

 Для снижения ударных нагрузок на валки пресса, для снижения просыпей, и увеличения производительности пресса ввести в аппаратурно-технологическую схему транспортирующее устройство. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Выбор и обоснование  конструктивных и  технологических  решений.

1.1.Сущность  реконструкции.

Внедрить  в существующую схему шнековый транспортёр для подачи хлористого калия в пресс. Производительность пресса 100 т/час. Неравномерность подачи и проссыпи без транспортёра составляет 10-30% от исходной загрузки. Устраняя эти колебания и недостатки обеспечиваем стабильность работы пресса и производительность в пределах до 130т/час.

     1.2.Литературный  обзор

Винтовой  конвейер (или шнековый конвейер, шнек) — транспортирующее устройство для сыпучих, мелкокусковых, пылевидных, порошкообразных материалов.

       Принцип работы винтового конвейера

Шнеки используют на предприятиях по производству строительных материалов, в комбикормовой, мукомольной и химической промышленности для перемещения в горизонтальном, вертикальном и наклонном направлениях сыпучих, мелкокусковых, пылевидных, порошкообразных  материалов (как правило на расстояние до 40 м по горизонтали и до 30 м — по вертикали). В машиностроительных цехах применяется для транспортировки сливной стружки от станков.

     Нецелесообразно при помощи шнеков перемещать липкие, высокоабразивные, а также сильно уплотняющиеся грузы. К положительным свойствам шнеков относятся несложность технического обслуживания, простота устройства, небольшие габаритные размеры, герметичность, удобство промежуточной разгрузки. Отрицательными качествами шнеков являются значительное истирание и измельчение груза, высокий удельный расход энергии, повышенный износ желоба и винта.

     Классификация

Винтовые конвейеры классифицируют/16/:

по наклону  жёлоба (горизонтальные, пологонаклонные, крутонаклонные, вертикальные);

по направлению  спирали;

по переменности шага и диаметра винта;

по конструктивному  исполнению винта (сплошные, лопастные, ленточные, фасонные).

Форма винта выбирается в зависимости  от вида транспортируемого груза.

     Ленточный винтовой конвейер

Данный  вид конвейера состоит из привода (редуктор и электродвигатель), вращающего винт (рабочий орган машины), приводного вала с укрепленными на нем витками  транспортирующего винта, желоба с  полуцилиндрическим днищем, загрузочного и разгрузочного устройства. Через  отверстия в крышке желоба подается насыпной груз и скользит вдоль желоба при вращении винта. Совместному  вращению груза с винтом препятствует сила тяжести груза и трение его  о желоб. Через отверстия в  днище, снабженные затворами осуществляется разгрузка желоба. Винт шнека выполняют  одно, двух или трехзаходным, с правым или левым направлением спирали. Поверхность винта шнека бывает лопастной, фасонной, ленточной, сплошной (применяют при перемещении порошкового насыпного, сухого мелкозернистого груза, не склонного к слеживанию). При перемещении слеживающихся грузов применяют винты шнека с лопастной, фасонной, ленточной поверхностью.

Вал винта  шнека состоит из отдельных секций и может быть трубчатым (скрепляются  между собой с помощью вставляемых  по концам коротких соединительных валиков, имеют меньшую массу) или сплошным. Вал винта шнека лежит в  концевых (укрепляют в торцовых стенках  желоба) и промежуточных (подвешиваются  сверху на укрепленных на желобе поперечных планках) подшипниках. Один из концевых подшипников делают упорным и устанавливают обычно со стороны, в которую перемещается груз. Промежуточные подшипники имеют малые диаметр и длину, а также надежное уплотнение во избежание загрязнения частицами груза.

     Вертикальный  шнек

Данный  вид шнеков состоит из короткого  горизонтального винта-питателя, вращающегося в цилиндрическом кожухе (трубе); подвешенного на упорном подшипнике вала со сплошными  винтовыми витками, также вращающегося в трубе, и одного или двух раздельных приводов для обоих винтов. Через  патрубок вверху кожуха осуществляется разгрузка шнека. Груз подается в  нижний участок вертикального винта  шнека, и делают его либо с уменьшенным  шагом, либо переменного, уменьшающегося кверху диаметра. Вертикальные шнеки  используют для подъема груза  на высоту до 15 м, а при перемещении  зернистых, порошкообразных, и мелкозернистых материалов при ограниченной производительности — не больше 30 м. Вертикальные шнеки  применяют в качестве установок  для бурения скважин. Вертикальные шнеки энергоемки, а также имеют  небольшие габаритные размеры, удобство разгрузки в любую сторону.  

     Рис.1.1Шнековый транспортёр без вала

Шнековый транспортёр представляет собой транспортный конвейер, альтернативный традиционному шнековому конвейеру с внутренним валом. Действительно, материал подается с помощью спирали большой толщины, без внутреннего вала, которая скользит по поверхности с износостойким и стойким к трению покрытием по дну накопительного лотка.Лотки формы горизонтального швеллерного сечения производятся из углеродистой стали или из нержавеющей стали AISI 304 L или AISI 316 L с соответствующей внешней обработкой. Все металлические конструкции, за исключением спирали, прочные, в то время как спираль является сверхпрочной конструкцией. Сечение нижней части лотка немного шире, что позволяет разместить обшивку, которая удерживается на месте верхними боковинами лотка. На одном из краев лотка находится горловина вертикальной или конечной разгрузки. Со стороны двигателя шнек оснащен несущей пластиной, укрепленной у конца лотка для размещения на ней концевого подшипника в комплекте с валом с фланцевым соединением для спирали, транспортирующей материал. Установленный редукторный двигатель соответствует особенностям использования системы. Загрузка материала для транспортировки может производиться сверху на открытый лоток (стандартно) или через загрузочную горловину на присоединенную гайками крышку (возможная опция), или сбоку через особое отверстие в лотке в зоне загрузки (возможная опция). Спираль без внутреннего вала предоставляет более широкие возможности транспортировки спутанных материалов, которые имеют тенденцию создавать закупорки, или материалов с инородными вкраплениями. Состав материала, большая толщина и конструктивные решения делают спираль особенно прочной и гарантируют долгий срок функционирования. В этой конструкции отсутствуют  промежуточные опоры, которые могли бы создавать помехи движению материала и становиться причиной загромождений. Конвейер полностью закрыт, что позволяет избежать утечек материала; крышки с прокладками препятствуют проникновению запахов и попаданию любых веществ извне, тем не менее, гарантируют доступность для чистки внутренних поверхностей. Требования к техническому обслуживанию сведены к минимуму, и выбор покрытий может производиться из широчайшей гаммы вариантов с учетом специфических характеристик транспортируемого материала.

Шнеки SSC были разработаны специально для транспортировки сложных и разнородных материалов, таких как муниципальные отходы, твердые, сыпучие и плавающие, растворы обезвоженные, уплотненные, кондиционированные, пищевые консервы, вязкие и тестообразные вещества, отходы от переработки мяса, рыбы, фруктов и овощей. Основными областями применения являются: обработка воды, сахарные заводы, рыбная промышленность, переработка отходов, индустрия фруктов и овощей, производство напитков, бумаги, химическая, пищевая промышленность, заводы по переработке мяса, скотобойни, рестораны и столовые. 

     Рис.1.2 Вертикальный шнековый транспортёр

Шнековая система транспортировки по вертикали VE состоит из горизонтального подающего шнека и вертикального транспортирующего шнека, который по вертикали отправляет материал по назначению. Горизонтальный подающий шнек, который может быть представлен экстрактором из силоса или из бункера, или же конвейером, если на него поступает дозированный материал для транспортировки, состоит из лотка или трубы из углеродистой стали с соответствующей внешней обработкой. Зона разгрузки подающего шнека во всех случаях образуется короткой трубчатой секцией, перпендикулярно присоединенной с помощью фланца к нижней части вертикального шнека. На обеих оконечностях подающего шнека приварены концевые кольца.

Лоток/ труба оснащен вращающимся винтом с соединительными втулками, соединенными с соответствующими валами силовой и подводящей головок.

Подающий  шнек оснащен одним (или более) промежуточным подшипником в зависимости от длины станка, а также редукторным двигателем, соответствующим особенностям применения.

     Вертикальный  шнек состоит из трубчатого кожуха с загрузочной горловиной, соединенной по касательной с разгрузочной горловиной горизонтального подающего шнека, из собственной разгрузочной горловиной наверху, концевых колец, приваренных к транспортирующей трубе, вращающегося винта из одного или более отрезков в комплекте с соединительными втулками, базовой головки в комплекте со скользящей втулкой, из силовой головки наверху в комплекте с концевым подшипником и набором прокладок, а также с промежуточными подшипниками, в зависимости от длины станка.

VE представляет  собой систему, состоящую из  двух шнеков: горизонтального, который набирает материал из бункеров, силосов или других систем дозировки или транспортировки, и вертикального, который транспортирует материал наверх. Разгрузка может производиться во взвешивающий бункер, в один или несколько силосов, или в другую систему для последующей транспортировки.

     Металлические детали, винты, промежуточные и концевые подшипники были спроектированы специально для данной системы и особенно непритязательны в техническом обслуживании.

Транспортная  система с вертикальным шнеком VE, отличающаяся большой вместимостью и превосходной механической эффективностью, была запатентована в разных странах уже в начале 80-х годов. 
 
 

     Шнеки с желобом для отходов животного  происхождения

     Рис.1.3. Шнек с желобом для отходов животного происхождения

Шнеки с желобом CLO и CLOS в сверхмощном варианте выполнены из углеродистой стали с соответствующей внешней обработкой (как правило, это

горячее цинкование). В зависимости от применения шнеков, они состоят из лотков с разными сечениями и/или конфигурациями. Шнеки оснащены разгрузочной горловиной, несущей пластиной, укрепленной со стороны двигателя, закрывающей пластиной с противоположной стороны, винтом без вала, который с помощью фланца присоединен к единственному концевому подшипнику. Винт опирается на обшивку со сменными перегородками, прикрепленными к днищу лотка. Эффект трения между винтом и обшивкой во время транспортировки способствует измельчению волокнистого материала. Кроме того, станок оснащен приводом, соответствующим особенностям применения.

Спроектированные  для непрерывного цикла работы, шнеки  с желобом CLO и CLOS выполняют немаловажную роль во внутренней транспортировке отходов от забоя скота, таких, как целые или молотые кости, копыта, головы и жиры. 

     Рис.1.4.Шнек со швеллерным сечением.

Шнековые конвейеры СМС выполнены из углеродистой стали с соответствующей внешней обработкой. Шнеки состоят из лотка (в форме швеллерного сечения с открывающимся резиновым износостойким днищем), оснащенного разгрузочной горловиной, несущей пластиной, укрепленной к каждой оконечности лотка, винтом с соединительными втулками, двумя концевыми подшипниками с набором прокладок и, при необходимости, крепящейся на гайках крышкой. Кроме того, шнеки оснащены редукторным двигателем, соответствующим особенностям применения.

Погрузочная зона шнека оборудована смешивающими лопастями.

Шнековый конвейер СМС используется для транспортировки свежего бетона со смесителя на пресс-формы на производстве сборных строительных элементов. СМС представляет собой альтернативу ленточному конвейеру, поскольку сохраняет оригинальные качества бетона, не нарушая его консистенции. Для поддержания однородности смеси и снижения поглощаемой мощности смешивающие лопасти в зоне загрузки могут регулироваться. Изменяя угол наклона лопастей, можно регулировать пропускную способность на выходе. Открывающееся резиновое днище предотвращает ситуации, в которых крупные частицы блокируют шнек, попадая в пространство между винтом и лотком. Днище также можно открывать для чистки и легко заменять, когда оно приходит в негодность.

     Трубчатые шнеки с минимальным остатком внутри 

     Рис.1.5. Трубчатые шнеки с минимальным остатком внутри

Подающие и  извлекающие шнеки EASYCLEAN®, полностью выполненные из нержавеющей стали, являются персонализированной версией модульной системы шнеков ТХ. Шнеки EASYCLEAN® состоят из трубчатой оболочки, оборудованной, по крайней мере, одной загрузочной и разгрузочной горловиной, из несущей пластины, установленной на конце трубы со стороны привода, из слепого фланца на противоположном конце трубы с штифтом, фиксирующим винт, из вращающегося винта в комплекте с соединительными втулками и из головки двигателя с концевым подшипником в комплекте с соответствующим набором прокладок. Шнеки EASYCLEAN® проходят высокий уровень отделки, чтобы соответствовать требованиям самых взыскательных отраслей промышленности. Обработка металлических деталей происходит с использованием оборудования, которое позволяет добиться абсолютно гладких плоскостей, что позволяет снизить количество остаточного продукта.

Особенная конструктивная форма и полное отсутствие винтиков на внутренней поверхности позволяют быстро и эффективно очищать станок, а также снижать количество остаточного продукта. Во многом этому способствует уменьшение зазора между винтом и трубой, полученное путем

опускания оси винта по отношению к оси внешней трубы. Максимальный зазор между винтом и лотком составляет <5 мм. Кроме того, зазор на оконечности винта между самим винтом и несущей опорой составляет 2,5 мм. Все смотровые люки и окошки снабжены устройствами, которые необходимо разблокировать с помощью специального ключа, согласно нормативу 98/37/ЕЭС и последующим распоряжениям. Шнеки EASYCLEAN® подходят для любых операций по транспортировке и/или извлечению порошковых или зерновых материалов, при которых основополагающим является возможность быстрого и легкого доступа во внутреннюю часть шнека для частой очистки. В частности, шнеки EASYCLEAN® используются в пищевой промышленности,

на производстве пластмасс, в химической и, до определенной степени, в фармацевтической промышленности.

     Лотковые  шнековые конвейеры для мукомольнойпромышленности 

     Рис.1.6.Лотковые шнековые конвейеры для мукомольнойпромышленности

Подающие  шнеки MSC являются персонализированной  версией модульной системы лотковых шнековых конвейеров СА, предназначенной для мукомольной промышленности, в частности, для транспортировки зерновых злаков, муки, отрубей, субпродуктов (мелких отрубей,отмола).

Шнеки выполнены из углеродистой стали  с соответствующей внешней обработкой, приспособленной для использования в пищевой промышленности. Шнеки состоят из лотка в форме швеллерного сечения, оснащенного, по крайней мере, одной разгрузочной горловиной, несущей пластиной, укрепленной к каждой оконечности лотка, винтом с соединительными втулками, двумя концевыми подшипниками с набором прокладок, промежуточными подшипниками с самосмазывающимися втулками для пищевой промышленности и крепящимися на гайках крышками. Кроме того, шнеки оснащены редукторным двигателем, соответствующим особенностям применения.

Шнеки MSC были спроектированы специально для  транспортировки зерновых материалов на мельницы. Их конструктивная форма, особая отделка и широкая гамма опций и аксессуаров во всей полноте отвечают требованиям мукомольной области.

       Шнековые конвейеры для высокотемпературных режимов  

     Рис.1.7. Шнековый конвейер для высокотемпературных режимов

Сверхмощные извлекающие или подающие шнеки  с желобом МТ/НТ созданы для применения при средневысоких (серия МТ) и при высоких (серия НТ) температурах. В этой связи они спроектированы без промежуточных опор. Шнеки выполнены из углеродистой или нержавеющей стали с соответствующей внешней обработкой. Шнеки состоят из лотка в форме швеллерного сечения, оснащенного, по крайней мере, одной разгрузочной горловиной, несущей пластиной, укрепленной к каждой оконечности лотка, винтом с фланцованным соединением, двумя концевыми подшипниками с набором прокладок, разнесенными на некоторое расстояние, и крепящейся на гайках крышкой с, как правило, по крайней мере, одной загрузочной горловиной. Кроме того, шнеки оснащены редукторным двигателем, соответствующим особенностям применения.

Сконструированные для применения в особо сложных  условиях, данные шнеки

удовлетворяют требованиям по транспортировке  регенерированных формовочных смесей на литейных заводах, применяются на угольных теплоэлектроцентралях и на сушильных установках. 

     Двойные шнековые питатели с коническим шнеком

     Рис.1.8. Двойные шнековые питатели с коническим шнеком

Двойной шнековый питатель с коническим шнеком BU оснащен загрузочным коническим лотком, который повторяет форму сечения двух винтов в зоне загрузки, практически полностью примыкая к ним в нижней части. Шнеки BU выполнены из углеродистой стали. Верхний фланец лотка необходимо соединить с выходным фланцем силоса.

Двойные шнековые питатели с коническим шнеком BU являются выгодной опцией для пользователей, нуждающихся в эффективной системе извлечения продукта из бункера. BU был спроектирован специально для извлечение неоднородных материалов, таких, как деревянные,бумажные опилки и т.д., материалов из области мукомольной промышленности, таких, как отруби, мука, а также материалов, которые склонны к формированию засоров, таких, как опилки, соя и т.д.

     Трубчатые дозирующие шнеки с ленточной  спиралью

Персонализированная версия трубчатого шнека TU, PR предназначен

для извлечения из силосов гашеной извести. PR оснащен ленточной

спиралью, специальной загрузочной горловиной, а также (в качестве опции)

загрузочным бункером. Как горловина, так и бункер оснащены пластинами

аэрации I100 производства OLI ®. По функциональным причинам, как правило,

данный  шнек имеет привод с переменной скоростью.

Конические  одновинтовые экстракторы

     Рис1.9. Конические одновинтовые экстракторы

Конический  одновинтовой экстрактор UC является персонализированной легкой версией извлекающего шнека SU. Модульный лоток образован извлекающим коническим отсеком, центральным трубчатым отсеком и транспортирующим отсеком с лотком в форме швеллерного сечения.

Используемые, главным образом, на мельницах, шнеки UC оборудованы коническими лотком и винтом в зоне загрузки/ извлечения для обеспечения однородного извлечения материала. 

     Трубчато-лотковые шнековые конвейеры

Трубчато-лотковые шнековые конвейеры САО представляют собой модульную многоцелевую систему, которая предлагает огромное множество вариантов транспортировки порошковых и зерновых материалов. Шнеки выполнены из углеродистой стали с соответствующей внешней обработкой. Шнеки состоят из лотка в форме трубчатого сечения, оснащенного, по крайней мере, одной