Спроектировать распылительную сушилку для кирпичного завода производительностью Пг=50млн.шт. условного кирпича в год, выпускающего керам

Федеральное агентство  по образованию

 

Красноярская государственная  архитектурно – строительная академия

 

Строительный факультет

 

 

Кафедра «СМиИ»

 

 

 

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе по дисциплине «теплотехника» на тему: «Спроектировать  распылительную сушилку для кирпичного завода производительностью Пг=50млн.шт. условного кирпича в год, выпускающего керамический кирпич по ГОСТ 530-95»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Красноярск 2011г.

Федеральное агентство  по образованию 

 

Содержание

 

 

1. Основание для разработки проекта      4

2. Исходные данные для проектирования                                                   6

3. Краткая характеристика предприятия и входящих в его состав

производств                                                                                                  8

4. Технологический процесс АБЗ                                                    12

5. Потребность в основных видах ресурсов для технологических

нужд                                                                                                     13

6. Номенклатура продукции               14

7. Контроль качества работ                                                            15

8. Данные о производственной программе            17

9.Решение генерального  плана асфальтобетонного завода                   17

10. Состав и обоснование применяемого оборудования                        17

11. Энергетическое и водяное обеспечение            17

12. Использованию вторичных ресурсов             22

13. Охрана окружающей  среды              24

14. Автоматизация АБЗ                         28

 

 

1.Основание для разработки проекта

 

С целью повышения эффективности  развития дорожных сетей в нашей  стране предусматривается скоростное строительство заводов по производству дорожной одежды из асфальтобетона.

Асфальтобетонный завод (АБЗ) - это сложнейшая система, состоящая  из комплекса машин, оборудования, со сложной автоматизированной частью производства.

Производство асфальтобетонной смеси - это один из самых энергоемких  процессов дорожного строительства. От состояния всего парка машин и оборудования зависит расход топлива - энергетических ресурсов.

Основными условиями, определяющими  эффективность этих машин и оборудования, является соответствие их конкретным условиям строительства, степень использования, уровень производственной и технической эксплуатации, а также квалификация обслуживающего персонала. Для выполнения задачи сокращения сроков строительства, повышения его качества и снижения себестоимости необходимым условием являться обеспечение полного и эффективного использования всех машин и оборудования, входящих в состав асфальтобетонных заводов.

Для повышения качества дорог в Красноярске необходимо разработать проект асфальтобетонного  завода с новейшей технологией и  с применением местных ресурсов. Это позволит эффективно развивать экономику данного региона.

 

 

 

 

 

 

 

2.Исходные данные для проектирования

Район строительства:  Красноярский край.

Выпуск асфальтобетонной смеси - объем до 250 000 тонн/сезон;

Вид и номенклатура выпускаемой  продукции на производственном предприятии: асфальтобетон.

В строительный период завод  работает максимально интенсивно как  правильно круглосуточно. Все процессы автоматизированы, обеспечена высокое  качесво дозировки. Каждая машина с  заводской продукцией проходит через весы, данные сразу поступают в компьютерную сеть. Это единая сеть, в которой имеется вся информация о потребителях продукции. На заводе имеется своя лаборатория, осуществляющая контроль качества продукции.

 

В следующем году планируется  выполнить заказ на строительство дороги:

 

Техническая категория  дороги:   III

Протяженность дороги:    20 км

Сроки строительства:    1 год

Конструкция дорожной одежды: покрытие 2 слоя асфальтобетона:

1. Горячий плотный мелкозернистый, тип В, III марки - 7 см;
2. Горячий высокопористый крупнозернистый II марки  - 8 см.

Вид и номенклатура выпускаемой  продукции на производственном предприятии: асфальтобетон.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.Краткая характеристика предприятия и входящих в его состав производств.

 

Технико-экономическое  обоснование местоположения асфальтобетонного завода.

Факторы, влияющие на выбор  АБЗ:

1. Наличие электроэнергии, воды и т.д.
2. Дальность транспортирования горячих асфальтобетонных смесей.
3. Наличие рабочей силы.
4. Дальность транспортирования компонентов.
5. Транспортный фактор.

Асфальтобетонные смеси  готовят на асфальтобетонных заводах (АБЗ) в асфальтосмесительных установках принудительного действия.

Место расположения АБЗ  устанавливают после технико-экономического обоснования по условиям доставки асфальтобетонной смеси к месту укладки с требуемой температурой.

В зависимости от схемы  размещения АБЗ подразделяют на прирельсовые (припирсовые), расположенные около  железнодорожных станций, пристаней  или портов, и притрассовые, находящиеся  вблизи объектов строительства (дорог). Прирельсовые обычно совмещают с базой снабжения материалами, притрассовые снабжаются материалами с прирельсовых (припирсовых) баз.

-Выбираем прирельсовое  расположение, для удобства доставки  сырьевых материалов (щебень, песок,  цемент доставляется ж.д. транспортом).

 

По способности к  передислокации АБЗ делятся на передвижные (мобильные), полустационарные и стационарные. Передвижные АБЗ работают на одном  месте не более 1 сезона, полустационарные - 1-2 сезона, стационарные - более 2-х  сезонов.

 

-Выбираем полустационарное АБЗ как более подходящие.

 

4.Технологический процесс АБЗ

 

Холодные и влажные песок  и щебень подаются со склада в бункеры  агрегата питания погрузчиками, кранами  с грейферным захватом или конвейером. Из бункеров агрегата питания песок  и щебень непрерывно подаются питателями в соответствии с требуемой производительностью на сборный ленточный конвейер, расположенный в нижней части агрегата питания. Со сборного конвейера материалы поступают на наклонный ковшовый элеватор (или конвейер), который загружает холодные и влажные песок и щебень в сушильный барабан. В барабане песок и щебень высушиваются и нагреваются до рабочей температуры. Материалы нагреваются за счет сжигания в топках сушильных агрегатов жидкого или газообразного топлива. Жидкое топливо хранится в специальных баках, в которых оно нагревается и подается насосом к форсункам сушильного барабана. Образующиеся при сжигание топлива и просушивания материалов горячие газы и пыль поступают в пылеулавливающую систему, в которой пыль осаждается и затем направляется в сортировочное устройство и дозируется совместно с песком.

Нагретые до рабочей температуры  песок и щебень из сушильного барабана поступают на элеватор и подаются им в сортировочное устройство смесительного  агрегата, где материалы разделяются  на фракции по размерам зерен и подаются в бункера для горячего материала. Из этих бункеров песок и фракции щебня поступают в дозаторы.

Необходимый для приготовления  смеси минеральный порошок поступает  в смесительный агрегат из агрегата минерального порошка, включающего оборудование для хранения и транспортировки этого материала. Заданное содержание минерального порошка в смеси обеспечивается дозаторами агрегата минерального порошка или смесительного агрегата.

Битум разогревается в хранилище  до жидкотекучего состояния нагревательно-перекачивающим агрегатом и подается в нагреватель битума, где он обезвоживается и нагревается до рабочей температуры. Обезвоженный и нагретый до рабочей температуры битум транспортируется насосами по битумопроводам на хранение в битумные цистерны. К смесительному агрегату битум подается и нагревателя битума или битумных цистерн. Поступающий к смесительному агрегату битум дозируется и вводится в смеситель. Оборудования для битума обогревается теплоносителями, получаемым или нагреваемым в отдельном агрегате.

Все поданные в смеситель компоненты перемешиваются и готовая продукция  выгружается в автосамосвалы  или направляется подъемниками в  бункер для готовой смеси.

Работой асфальтосмесительных установок  управляют из кабины.

 

 

Технологическая схема АБЗ :

1 - расходный склад щебня и песка; 2 - склад минерального порошка; 3 - холодный элеватор; 4 - сушильный барабан; 5 - горячий элеватор; 6 - битумохранилище; 7 - битумоплавильная батарея; 8 - установка для приготовления поверхностно-активных добавок; 9 - цилиндрический грохот; 10 - горячий бункер; 11 - бункер весовой дозировки; 12 - мешалка; 13 - элеватор для подачи минерального порошка; 14 - пульт управления; 15 - питатель; 16 - лоток для сброса щебня

 

 

 

 

 

 

 

5.Потребность в основных видах ресурсов для технологических нужд.

Объёмы рабочего материала для асфальтобетонного  завода.

где :  В- ширина

L- длина

h- высота

ky- коэффициент уплотнения

где :   V- объём

- объёмная масса

Объёмная масса и коэффициент уплотнения для:

мелкозернистого асфальтобетона   , 

крупнозернистого асфальтобетона   , 

щебеня       , 

битума      

          

Нормы расхода материала на 1 тонну

 

Для мелкозернистой смеси:

• щебня     508 кг
• песка     338 кг
• минерального порошка  94.5 кг
• битума     61.2 кг

Для крупнозернистой  смеси:

• щебня     707 кг
• песка     210 кг
• минерального порошка  38.2 кг
• битума     35.9 кг

Вес мелкозернистой смеси:

Вес крупнозернистой смеси:

 

 

 

6.Номенклатура продукции

На заводе производятся практически все виды и типы асфальтобетонных смесей:

- Крупнозернистые - (для  нижних слоев двухслойных асфальтобетонных покрытий) 

- Мелкозернистые - (для  строительства магистральных федеральных  дорог и улиц с высокой интенсивностью  движения) 

- Песчаные - (для пешеходных дорожек  и тротуаров, стоянок легковых  автомобилей, торговых площадей) 

 

Планируется производить:

- Полимерно-битумные смеси - ( для увеличения долговечности покрытий)

- Резино-битумные - (покрытия пониженной  жесткости, например для покрытия  стадионов, беговых дорожек) 

 

- Цветные - (мощение покрытий  площадей у важных государственных,  административных, культурно-просветительных учреждений, площадей парков и т.д.) 

- Холодные складируемые смеси  - ( для ямочного ремонта, транспортируемые  на любые расстояния в полиэтиленовых  мешках) 

 

- Литые - (могут использоваться  для производства работ в зимнее  время и ямочного ремонта, разогреваются до высокой температуры, перевозятся в специальных машинах – кохерах)

 

- Щебеночно-мастичные  - (долговечные и трещиностойкие  с повышенным содержанием щебня  мелких фракций, особо прочные) 

 

- Черный щебень - (для  устройства оснований)

7.Контроль качества работ

 

. При приготовлении  асфальтобетонной смеси контролируют: качество всех компонентов, температурный  режим подготовки битума, температуру  нагрева минеральных материалов, температуру готовой асфальтобетонной смеси, качество готовой смеси.

Следует разделять входной, операционный и приемочный контроль.

При входном контроле устанавливают соответствие качества исходных материалов каждой поступающей  на АБЗ партии стандартам.

Качество поверхностно-активных веществ оценивают по показателю сцепления смеси битума и ПАВ с поверхностью минеральной части асфальтобетонной смеси по ГОСТ 12801-84.

Операционный контроль осуществляют не реже 1 раза в 10 смен, определяя  зерновой состав щебня (гравия), песка, материалов из отсевов дробления и минерального порошка, содержание пылевидных и глинистых частиц в щебне (гравии) и песке, влажность неактивированного минерального порошка и порошковых отходов промышленности, гидрофобность активированного минерального порошка. Для испытаний отбирают пробы со склада.

Контролируя качество битума, определяют глубину проникания иглы при 25°С и температуру размягчения  вязкого битума или вязкость жидкого  битума. Для испытания отбирают пробы  из каждого рабочего котла или  битумоплавильных установок непрерывного действия (1 раз в смену). При приготовлении разжиженного битума на АБЗ проверяют точность дозирования и последовательность загрузки в котел исходных материалов в соответствии с подобранным в лаборатории составом. Кроме того, проверяют температуру нагрева битума через каждые 2-3 ч в котлах; в битумоплавильных установках непрерывного действия температуру битума контролируют в отсеке готового битума.

В процессе приготовления  асфальтобетонной смеси 2-3 раза в смену  проверяют соблюдение установленного времени перемешивания минерального материала с битумом (если смесители не имеют автоматизированного управления).

Для приемочного контроля качества готовой асфальтобетонной смеси отбирают одну пробу от каждой партии.

Партией считается количество смеси одного состава выпускаемое на одной установке в течение смены: не более 400 т - горячих и теплых смесей, 200 т - холодных. При изменении состава асфальтобетонной смеси и во всех недостаточно ясных и спорных случаях берут дополнительные пробы.

Температуру асфальтобетонных смесей контролируют в кузове каждого  автомобиля непосредственно после  выпуска смесей из смесителя.

 

При приемочном контроле готовой смеси в лаборатории  проверяют:

температуру готовой  смеси;

зерновой состав и  содержание битума;

водонасыщение;

набухание;

предел прочности при  сжатии всех смесей при температуре 20°С и горячих и теплых смесей при 50°С;

коэффициент водостойкости;

слеживаемость (только холодных смесей).

 

Показатели физико-механических свойств должны соответствовать требованиям, предъявляемым ГОСТ 9128-84 к данному виду асфальтобетона.

 

Зерновой состав и  содержание битума рекомендуется определять одним из ускоренных способов, приведенных  в ГОСТ 12801-84.

 

Помимо этого, для контроля зернового состава минеральной  части рекомендуется отбирать "сухие" замесы из смесителя, т.е. смесь минеральных материалов без битума. Перемешанные материалы из смесителя выгружают в кузов автомобиля-самосвала, откуда берут пробы по 0,5 кг в пяти-шести местах; эти пробы перемешивают, охлаждают до температуры 20°С и из общей пробы берут среднюю массой 1 кг, для которой определяют зерновой состав способом "мокрого" рассева.

 

Слеживаемость холодных асфальтобетонных смесей рекомендуется  определять через каждые 2-3 ч в  течение смены; складировать холодные смеси в штабель для хранения следует только после получения удовлетворительных результатов по этому показателю.

 

Кроме указанных испытаний  готовой продукции, в процессе приемочного  контроля осуществляют также периодический  контроль:

пористости минерального остова;

остаточной пористости;

предела прочности при  сжатии при 0°С (горячих и теплых смесей) и при 20°С после прогрева (холодных смесей);

коэффициентов водостойкости  после прогрева (холодных смесей) и  при длительном водонасыщении;

сцепления битума с минеральной частью.

 

Периодически контроль осуществляют не реже 1 раза в 6 мес и  при изменении исходных материалов.

Если в результате приемочного контроля выявлено несоответствие показателей физико-механических свойств  асфальтобетонных смесей и показателей, полученных при подборе, то проверяют свойства всех исходных материалов, состав смеси, технологический процесс ее приготовления и производят корректировку состава.

 

8.Данные о производственной программе

Начало строительного сезона     7.05

Окончание строительного сезона   9.09

Календарная продолжительность строительного  сезона   126 дней

Количество нерабочих по метеорологическим  условиям 19 дней

Количество рабочих дней    107 дней

Определение годового баланса рабочего времени работы АБЗ:

где :

- количество рабочих дней

- коэффициент сменности

Определение годовой, сменной и  часовой производительности:

 

 

 

9.Решение генерального плана асфальтобетонного завода

Разработка складских помещений

,

где:n- норма запасов материала на складах, в днях

по ж/д n=10-15 дней, по а/д n=2-3 дня

к1- коэффициент неравномерности  поступления материалов на склады

по ж/д к1=1.1-1.2, по а/д к1=1.3-1.5

к2- коэффициент неравномерности  потребления материалов

к2=1.3-1.5

,

где:

q и кск- зависят от вида материалов

песок   кск=0.4-0.7         q=2.5

щебень  кск=0.5-0.8         q=3.5

МП  кск=0.8-0.9         q=10

битум  кск=0.5-0.7         q=5

,

,

 

, 

1. Агрегат питания       10х2.86 м ; S=28.6 м2

2. Сушильный агрегат      8.5х1.8 м ; S=15.3 м2

3. Пылеотделительный  агрегат    8х2.4 м ; S=19.2 м2

4. Смесительный агрегат      11.6х8.5 м ; S=98.6 м2

5. Агрегат минерального  порошка   S=20 м2

6. Кабина управления      4х4 м ; S=16 м2

7. Расходная емкость  битума    S=500 м2

15. Установка для обезвоживания  и нагрева

битума до рабочей  температуры   6.7х2.8 м ; S=18.76 м2

16. Битумохранилище с  подогревом   S=142.1 м2

17. Площадка для слива  битума    4х15 м ; S=60 м2 

18. Склад каменных материалов     ;

20. Склад масел и  заправочная    S=120 м2

21. Туалет       4х1 м ; S=4 м2

22. Пожарный сарай     6х2 м ; S=12 м2 

23. Котельная       S=120 м2  

24. Гардероб и душ       8х4 м ; S=32 м2

25. трансформаторная подстанция    S=16 м2

26. Площадка отдыха      S=400 м2

27. Охрана       2х3 м ; S=6 м2

28. Ремонтная мастерская      S=40 м2

29. Контора       S=50 м2

30. Передвижной контрольный пункт   S=25 м2

31. Лаборатория      S=20 м2

                   

 

10.Состав и обоснование применяемого оборудования

Выбор установки

Имея часовую производительность, выбираем:

Установку Д-617-2

Тип установки - стационарная периодического действия

Производительность  50 т/час

С установленной мощностью:

-электродвигателей    300 кВт

-электронагревателей   170 кВт

Расход топлива   650 кг/час

Масса     150 т

Габаритные размеры:

Длина     43 м

Ширина     32 м

Высота      20 м

 

Состав комплекта установки:

Агрегат питания  Д-587А-1

- общая вместимость  бункеров      16 м3

- количество бункеров       4 шт

- тип дозатора питателя     электровибрационный

- производительность  дозатора питателя    80-120 т/час

- габаритные размеры  в рабочем положении :

длина    10 м

ширина   2.86 м

высота   3.21 м

- установленная мощность       5.5 кВт

- масса          6.31 т

Агрегат сушки и нагрева песка и  щебня  Д-620-1

- производительность по сухому материалу   50 т/час

- конечная температура  материалов     +2000 С

- размеры сушильного  барабана:

длина     8.5 м

диаметр    1.8 м

- масса          26.8 т

- установленная мощность       100.8 кВт

Топливный бак  Д-595

- вместительность бака (мазут)      5250 л

- способ нагрева топлива       пар

- расход пара         1200 кг/час

- производительность       600 кг/час

- габаритные размеры:

длина     3.3 м

ширина      1.8 м

высота      2.1 м

- масса          1.15 т

Смесительный агрегат  Д-619А

 

- производительность       50 т/час

-масса перемешиваемой массы       1.2 т

- вместимость “горячего бункера”      25 м3

- установленная мощность      76 кВт

- тип дозатора битума        объемный

- габаритные размеры:

длина     11.6 м

ширина     8.5 м

высота      5.9 м

- масса          25.76 т

 

Агрегат минерального порошка  ДС-60

- вместимость        20 м3

- производительность       22.4 т/час

- тип транспортного средства      механический

- габаритные размеры:

длина     6.6 м

ширина     3.7 м

высота      14.0 м

- масса          6.65 т

Агрегат подогрева битума в хранилище  Д-592-2

- производительность  при нагреве до 900    6 т/час

- расход пара         560 кг/час

- давление пара        0.8 мПа

- мощность электродвигателя       5.5 кВт

- масса          3.1 т

Агрегат обезвоживания  и подогрева битума до рабочей  температуры Д-649

- вместимость основного  агрегата     29 м3

- вместимость расходных  котлов     30х3 м3

- производительность        10 т/час

- установленная мощность:

электродвигателей   24.5 кВт

электронагревателей   189 кВт

- масса          22 т

Расходная емкость готового битума Д-594

- вместимость цистерны        30 м3

- способ нагрева битума        паровой

- сохраняемая температура  битума     +900 С

- масса          13.9 т

Бункер  готовой смеси ДС-62

- максимальная масса  смеси в бункере    50 т

- габаритные размеры  в рабочем положении:

длина   16.64 м

ширина   4 м

высота    12.75 м

- масса          13.2 т

Кабина  управления  ДС-95

 

 

 

11.Энергетическое и водяное обеспечение

 

Для энергетического обеспечения  работы всех агрегатов и установок, а также освещения на территории АБЗ расположена трансформаторная подстанция. Её мощность рассчитана и  достаточна для проектируемого АБЗ.

Паровое и водяное снабжение  обеспечивает котельная, расположенная на территории АБЗ. Паровой способ применяется для нагрева битума в складах, а также обогрева битума и насосов. Паровой способ исключает возможность коксования.

 

1.Установленная мощность                                                     210кВт

2.Потребляемое напряжение и частота                              380 В/50 Гц

12.Использованию  вторичных ресурсов

 

Существующие экологические  и экономические проблемы в современном  градостроительстве могут быть, как  показывает отечественный и зарубежный опыт, частично решены путем использования вторичных продуктов переработки отходов различных материалов в дорожном строительстве.

 

 Утилизация отходов  старого асфальтобетона, позволяет  улучшить экологию крупных городов  и при этом дополнительно получить значительный объем дорогостоящих строительных материалов.

 

 По сведениям зарубежных  и отечественных исследователей, энергозатраты при добыче природного  щебня в 8 раз выше, чем при  использовании переработанного  лома.

Проблемой переработки, асфальтобетонных материалов в Красноярске широко и масштабно начали заниматься начиная с середины 70-х гг.

 

 Результаты испытаний  щебня, полученного при дроблении  дорожных и транспортных конструкций,  свидетельствуют о возможности  частичного его использования  вместо природного заполнителя.

 

Применение дробленого старого асфальтобетона в различных  дорожных конструкциях определяется исходным материалом, полученным из мелкозернистого, крупнозернистого или песчаного  слоя дорожной одежды.

 Дробленый асфальтобетон  в качестве крупного и мелкого заполнителя, частично взамен природных заполнителей, пригоден для устройства оснований и подстилающих слоев дорожных конструкций.