Механическое оборудование предприятий по производству вяжущих строи
..pdf14 /3 11
Рис. 61. Схемы работы оборудования для формирования и разборки штабе
лей: |
4 |
а — |
штабелеукладчика; б — скребкового |
штабелеразборщика; в — роторного штабе |
|
ле разборщика |
|
и ленточного транспортера 3 , перемещающихся вдоль суппор та передвижной тележки 9. Угол
наклона транспортеров регулируется. Тележка по мере снятия слоя материала приближается к торцу штабеля, перемещаясь по рельсам W, проложенным параллельно оси штабеля. Разрыхленный скребко вым транспортером материал ссыпается к основанию штабеля, где подхватывается ленточным транспортером и сбрасывается им в по перечный ленточный транспортер 8 , перемещающий материал до кон вейера 11. Конвейер транспортирует усредненный сырьевой материал к разгрузочному устройству склада для дальнейшей обработки.
Мостовой роторный штабелеразборщик (рис. 61, в) состоит из ротора 15, подающего материал, обрушенный к основанию штабеля 1 рыхлителем 12 на ленточный сбрасыватель 13, сбрасывающий мате риал на конвейер 11. Ротор с рыхлителем перемещаются вдоль суп порта моста 14. Мост, в свою очередь, движется вдоль оси штабеля по рельсам 10. Функции штабелеразборщиков могут выполнять и
другие |
устройства, в том |
числе |
различные экскаваторы. Однако |
в этом |
случае снижается |
качество |
усреднения материалов. |
§ 57. Шламовые бассейны
Шламовые бассейны предназначены для усреднения и хранения шламов. В зависимости от принятой технологии исполь зуют вертикальные и горизонтальные бассейны.
Рис. 62. Вертикальный шламовый бассейн
Вертикальные бассейны (рис. 62) представляют собой установ ленные на колоннах цилиндричес кие железобетонные или металли ческие резервуары 4 вместимостью до 1200-м3, нижняя часть которых выполнена в виде конуса. Через задвижку 7 шлам по шламопроводу поступает в приямок 2 и далее транспортируется с помощью насо са 1 в другие бассейны или самоте ком в горизонтальный шламовый бассейн для корректирования. За ливку шлама в вертикальный бас сейн осуществляют с помощью верхнего шламопровода 5. Переме
шивание шлама происходит с помощью сжатого воздуха, подаваемого через центральную трубу 3 диаметром 100—150 мм, не доходящую до дна бассейна на 1—1,5 м. Воздух, подаваемый под давлением, устремляется вверх, увлекает за собой шлам и бурно перемешивает его. Этим обеспечивается однородность шлама по высоте бассейна. Осевшие в концевой части крупноразмолотые частицы периодически удаляют при очистке бассейна через люки 6 . Вертикальные бассейны соединены шламо- и воздухопроводами в единую систему, позво ляющую перекачивать шлам в любую из емкостей. Расход сжатого воздуха под давлением 0,15—0,2 МПа на перемешивание шлама составляет 0,25 м3/мин на 1 м3 шлама.
В горизонтальных бетонных преимущественно круглой формы бассейнах устанавливают смесители карусельного типа, например шламовый смеситель СМЦ-448 (рис. 63). В центре бассейна на желе-
Т а б л и ц а 30. Техническая характеристика шламовых смесителей
Показатель |
|
СО |
|
|
ЕГ |
||
|
|
|
|
|
|
|
£ |
|
|
|
и |
Вместимость бассейна, м3 |
|
2500 |
|
Диаметр бассейна, |
м |
об/мин |
25 |
Частота вращения |
моста, |
0,3 |
|
Общая установленная мощность электро |
20 |
||
двигателей, кВт |
|
м3/ч |
600 |
Расход сжатого воздуха, |
|||
Масса смесителя, |
т |
|
38,6 |
СМЦ-424.1 |
СМЦ-432 |
СМЦ-445.1 |
8000 |
20 000 |
8000 |
35 |
45 |
35 |
0,25 |
0,25 |
0,25 |
26 |
17 |
8 |
1200 |
2000 |
1200 |
56,4 |
80,0 |
44,6 |
П р и м е ч а н и я ; |
1. В |
смесителе СМЦ-445.1 расположение |
моста подшлпмппо^ |
|
(нижнее), в других |
смесителях — надшламовое. |
коническое. |
||
2. В смесителе |
СМЦ-448 |
днище плоское, в остальных смесителях |
||
зобетонной опорной ко лонне 8 смонтировано по воротное основание 6 ра диально расположенных мостов 3 смесителя. Про тивоположные концы мос тов опираются через ходо вую тележку на кольцевой рельсовый путь 11 , улсженный вокруг шламового бассейна. Мосты получают вращение от электромеха нического привода 2 , включающего в себя элек тродвигатель , редуктор, цепную передачу и ходо вое колесо У, которое пе ремещается по рельсовому пути. К каждому мосту на поддерживающих ме таллоконструкциях подве шены грабли 7, донные скребки 9 и тр\бы 10 для подачи сжатого воздуха, расположенные у днища бассейна. Их положение по высоте можно регули ровать.
Перемешивание шлама осуществляется сжатым воздухом, подаваемым от центральной компрессор ной станции по воздухо проводу через вертлюг и вертикальные трубы, смон тированные на мостах. При засорении воздушные трубки продуваются воз духом, подаваемым от спе циального компрессора высокого давления, уста новленного на мосту сме сителя. Грабли и донные скребки [разрыхляют оса док на дне бассейна и перемещают его к месту выгрузки в периоды ре монта и очистки шламо вого бассейна.
5s
о
«
О 00
5s 3 а 'Т
а !
со
СО0
. •=:
«В а 5
Над мостами смесителя установлена несущая ферма для тележки 4, используемой при очистных и ремонтных работах. По этой же ферме проложены шламопровод, воздухопровод 5 и электрокабель.
На смесителях некоторых типоразмеров вместо металлических ходовых колес установлены пневматические шины, а также исполь зуют два моста вместо одного — один перемещается посредством ходового колеса по кольцевому рельсовому пути и вращает трубу, смонтированную на центральной опоре; другой — шарнирно при крепленный к трубе, перемещается под слоем шлама.
Техническая характеристика шламовых смесителей приведена
втабл. 30.
§58. Силосы для гомогенизации и хранения сырьевой муки
Гомогенизация сырьевой муки, т. е. процесс получения ее однородного состава путем корректирования и перемешивания, осуществляется в силосах порционным или непрерывным методом.
Силосы, обычно железобетонные, сооружают диаметром 12— 18 м, высотой 12—25 м одно-, двух- и трехъярусными. Размеры силоса, конструкция применяемых гомогенизирующих устройств и другие параметры, определяются выбранным способом гомогенизации, мощ ностью сырьевого цеха, а также особенностями принятого техноло гического процесса.
Гомогенизация сырьевой муки в силосах может осуществляться на следующих этапах: при подаче муки в силос с помощью специаль ных устройств, интенсивно перемешивающих муку; непосредственно в силосе путем подачи в аэрокассеты, расположенные на дне силоса, воздуха под определенным давлением; при выгрузке муки из силоса разгрузочными устройствами, интенсивно перемешивающими мате риал.
При гомогенизации непосредственно в силосе в качестве основ, ного аэрирующего элемента применяют аэрокассеты различных конструкций. Аэрокассета (аэрокоробка) (рис. 64) состоит из ме таллического корпуса 1 и микропористой плитки 2. В корпусе вы полнены отверстия для крепления аэрокассеты. Воздух под давле нием подают через специальное отверстие в корпусе под плитку Микропористые плитки изготовляют из керамики, порошковых ма териалов, текстиля и др. Находят применение аэрокассеты, изго товленные целиком из пористых материалов, без металлическое корпуса. Такие кассеты укладывают непосредственно в бетон
С помощью различных вариантов укладки аэрокассет получает следующие способы аэрирования: гейзерный, квадрантный и др При квадрантном способе аэрокассеты, уложенные на днище силоса (55—60 % его площади), образуют четыре секции (квад. ранта) с индивидуальным подводом сжатого воздуха. Каждая секцци поочередно (по 15 мин) работает с усиленной аэрацией, когда к нщ, подводится 75 %, а к остальным трем 25% общего количества пода_ ваемого сжатого воздуха. В активной секции материал приходу
Рис. 64. Аэрокассета |
|
|
|
|
1 |
2 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
в подвижное (ожиженное) состояние, |
|
|
|
||||||||
иод действием |
мельчайших |
струек |
|
|
|
||||||
воздуха |
из |
аэрокассет |
поднимается |
|
|
|
|||||
вверх |
и |
«переливается» |
в |
соседние секции. Поскольку там мате |
|||||||
риал |
менее |
подвижен, он стремится переместиться |
вниз. В резуль |
||||||||
тате |
в |
вертикальных |
сечениях |
силоса |
происходят интенсивная |
||||||
циркуляция |
и |
перемешивание |
материала. Общая |
продолжитель |
|||||||
ность |
перемешивания муки |
в одном силосе |
составляет около 1 ч. |
||||||||
При |
этом затраты |
воздуха |
12 |
м3/мин |
под давлением 0,2 МПа и |
||||||
электроэнергии |
2,7 |
МДж на 1 т муки. |
|
|
|
||||||
При гейзерном способе аэрокассеты образуют в днище силоса (25 % общей площади) пять концентрических секций с индивидуаль ным подводом сжатого воздуха. Сначала все секции аэрируются под одинаковым давлением. Когда сырьевая мука приобретает подвиж ность, секции переключаются на работу по разным режимам: три нечетные (счет идет от наружного кольца) — под давлением 0,14 МПа, две четные — под давлением 0,11 МПа. Через каждые 5—10 мин режимы в секциях меняют. Гейзерный способ обеспечивает полную гомогенизацию смеси в силосе за 20 мин. При этом затраты воздуха 20 м3/мин и электроэнергии до 1,8 МДж на 1 т сырьевой муки.
Скорость перемешивания и ее длительность, зависят от объема использованного воздуха. Чем он больше, тем меньше время переме шивания. Однако объем воздуха не должен быть слишком большим, так как при этом может повыситься летучесть материала и значи тельная его часть будет уноситься в фильтры.
Применяется и менее энергоемкий способ, основанный на прин ципе «течение в воронке» (гравитационный способ). Процесс осуще ствляется в обычных двухъярусных силосах. Сырьевая мука ук ладывается в силосе слоями так, чтобы каждый слой соответствовал одной средней пробе. Материал подается в силос порциями через воронкообразное отверстие, и слои разного химического состава на кладываются друг на друга «крышами», как при усреднении сырья на грядах. Гомогенизация происходит при выгрузке материала из силоса в результате образования воронки, чему способствует днище специальной конструкции. Слабо насыщенная воздухом сырьевая мука вытекает из силоса, образуя коническую воронку, при этом верхние слои увлекают за собой часть нижних, что обеспечивает эффективность смешивания. Сжатый воздух подается только для окончательной выгрузки. При этом способе потребление энергии Меньше.
Большинство цементных заводов СССР оснащено силосами с квад рантным способом гомогенизации, отличающимся простотой и высо
кой надежностью.
На рис. 65 показана схема установки одноярусных силосев ц их загрузки сырьевой мукой. Выходящая из мельниц сырьевая МуКа поступает в приемный бункер 7 пневмовинтового насоса 8 . Воздух, подаваемый в насос компрессором 4 через ресивер 5 прохо-
Рис. 65. Схема загрузки сырьевой му- |
Рис. 66. Схема двухъярусного силоса |
ки в смесительные силосы |
сырьевой муки |
дит очистку и осушку в вихревлагомаслоотделителях 6 . Под избы точным давлением, создаваемым насосом, воздушно-сырьевая смесь по трубопроводу 1 подается в смесительные силосы 3. Процесс загрузки муки в различные силосы регулируют задвижками 2 .
Двухъярусные силосы (рис. 66), которыми оснащены некоторые отечественные цементные заводы сухого способа производства, ра ботают следующим образом. Верхний (смесительный) силос 6 диа метром 18 м высотой 12 м и вместимостью 3000 т служит для гомоге низации сырьевой муки. Расположенный под смесительным расход ный силос 3 высотой 27 м такого же диаметра и вместимостью 6000 т предназначен для хранения гомогенизированной муки и обеспечения определенного страхового запаса для устойчивой работы печного агрегата. Силосы оборудованы устройствами для очистки аспираци онного воздуха обычно рукавными и предохранительными клапа нами (на схеме не показаны).
Сырьевая мука по трубопроводам через регулирующую арма туру подается в верхнюю часть 6 смесительного силоса, где под дей ствием восходящих потоков воздуха, подаваемого воздуходувками 1 и 2 через аэрокассеты, интенсивно перемешивается. Система аэрации смесительного силоса снабжена аэрокассетами с тканевыми перего родками, работающими по квадрантному способу. Причем, к «ак тивным» (в данный момент времени) аэрокассетам подводится сжа тый воздух от воздуходувок 1 с подачей 10 000 м3/ч, а к «пассив ным» — от воздуходувок 2 с подачей 5000 м3/ч под одинаковым дав лением 0,1 МПа. В результате пневматического перемешивания в те чение 2 ч сырьевая мука достигает необходимой степени гомогениза ции и перепускается через четыре донных сегментных разгружателя 5 и трубы 4 в расходный силос 3, где хранится. Для предотвра щения слеживания муки и поддержания ее во взвешенном состоянии расходный силос аэрируется воздухом от компрессоров под давлением 0,25—0,3 МПа. По мере необходимости сырьевая мука выгружается
156
4s VJ,
Рис. 67. Смесительный силос с центральной разгрузкой
из расходного силоса через четыре сегментных разгружателя 7 и подается в печной агрегат через систему транспортирующих и до зирующих устройств.
Одна из зарубежных фирм разработала смесительный силос для непрерывной гомогенизации сырьевой муки (рис. 67). Особенностями этого силоса с центральной разгрузкой являются использование го могенизации на этапах загрузки, перемешивания и выгрузки, а также возможность использования силоса для хранения одновременно с гомогенизацией и дозированной отгрузки муки в печной агрегат.
Силос состоит из трех частей. В верхней расположено загрузоч ное оборудование, в средней — бетонный конус и система аэрации, в нижней — оборудование для выгрузки муки.
Принцип работы смесительного силоса с центральной разгруз кой заключается в следующем. Сырьевой материал пневмоподъем ником 3 подается в загрузочную часть.. Пневмоподъемник работает от воздуходувки 2. Материал через аэрожелоб 10 подается к специ альной загрузочной камере 1 1 , так называемому загрузочному па уку, представляющему собой систему радиально расположенных аэрожелобов, питающихся от вращающегося распределителя воз духа, что позволяет равномерно распределять сырьевую муку по всему сечению силоса, чем создается первая ступень гомогениза ции. Аэрожелоба загрузочной части снабжаются воздухом от возду ходувки 9.
Смешение материала происходит в процессе разгрузки централь ного бункера 17. Слои материала 8 смешиваются благодаря образо ванию воронок 7 Регулируя аэрацию днища с помощью аэрокассет 6 и разгрузку дистанционно управляемыми клапанами 16 и шиберами 15, можно обеспечить последовательное образование воро нок по всему сечению материала. Воздух для гомогенизации посту пает от компрессора 18. Сырьевой материал, пройдя через бункер \у и шибер 5, дозируется ленточными весами 4 в пневмовинтовой на сос /, который транспортирует материал (сырьевую муку) в печной агрегат.
12 |
Для очистки аспирационного воздуха служат рукавные фильтры |
|
и 14. Силос снабжен также датчиком предельного уровня is |
||
и |
предохранительными |
клапанами. |
|
Г л а в а 13 |
|
|
ОБОРУДОВАНИЕ |
ДЛЯ СУШКИ СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ |
§ 59. Общие свойства
Сушка сырьевых материалов и добавок при сухом'способе получения цемента является обязательной технологической опера цией, способствующей эффективности их измельчения. Сушка мо>кег осуществляться различными методами: испарением, механическим отделением воды, химическим связыванием и др.
158
Методы механического удаления воды, используемые для ча стичного обезвоживания шлама при полусухом способе, подробно рассмотрены далее. Перед помолом сырьевой муки и добавок чаще всего применяют сушку испарением. Процессу сушки обычно пред шествуют операции дробления материалов.
Определяющими параметрами процесса сушки испарением явля ются абсолютная и относительная влажность, а также температура теплоносителя.
Абсолютная влажность — содержание жидкости, отнесенное к единице массы сухой части материала (количество влаги в граммах, содержащейся в виде пара в 1 м3 воздуха или газа).
Относительная влажность — содержание жидкости, отнесенное к единице массы влажного материала (отношение массы водяного пара, содержащегося в 1 м3 газа при данной температуре уп, к массе водяного пара, который может содержаться в I3 м газа при полном его насыщении и при той же температуре ун). Она выражается формулой
Ф= (Уп/уи) 100 %.
Взависимости от принятой технологии сушку сырья производят:
впомольно-сушильных установках; сушильных барабанах; вихре вых сушилках; агрегатах, совмещающих сушку и вторичное дроб ление; воздушных сепараторах и др. Установки, совмещающие про цессы помола и сушки, дробления и сушки, были рассмотрены ранее.
Всвязи с простотой конструкции и надежной работой сушиль ные барабаны получили достаточно широкое распространение в це ментной промышленности.
Стремление повысить экономичность сушки, удельные показа тели процесса, снизить расход теплоты привело к созданию вихре
вой сушилки и других высокоэффективных сушильных установок.
§ 60. Сушильные барабаны
Сушильные барабаны могут работать по прямоточной и противоточной тепловым схемам. При прямоточной схеме направ ление движения сырьевого материала и газового потока совпадают, при противоточной — они движутся навстречу один другому. В це ментной промышленности широко применяется прямоточная схема сушки.
На рис. 68 показана работа установки для сушки сырья ^исполь зованием сушильного барабана, работающего по прямоточной схеме. Сырьевой материал из бункера 1 через питатель 2 и течку попадает в барабан 4. Одновременно с сырьем в барабан из топки 3 подается топочный газ температурой до 700 °С. В результате наклона и вра щения барабана куски сырьевого материала перемешиваются, нагре ваются от газового потока и транспортируются к разгрузочному концу. Высушенный материал из барабана поступает в разгрузочную камеру 5, откуда ссыпается и транспортируется в бункера мельниц.
Мелкие частицы из разгрузочной камеры 5 выносятся отходящими газами и по газоходу 6 транспортируются в циклон 7 Осажденные
159
Рис. 68. Схема сушки сырья с ис пользованием сушильного барабана
в циклоне частицы также •пода ются в бункера мельниц. Отхо дящие, от циклона газы по газо ходу 8 попадают в фильтр 9, где окончательно очищаются и выбрасываются через вентиля тор 10 в атмосферу. Уловлен ные в фильтре мелкие частицы высушенного сырья транспор тируют в цех помола сырья.
Сушильный барабан (рис. 69) представляет собой цилиндр сваренный из отдельных стальных обечаек из листов толщиной 12— 20 мм. Бабаран установлен с наклоном 3—5 % и опирается двумя бандажами 2 на опоры 5, состоящие из двух опорных роликов 13. На одной из подбандажных опор установлены два контрольных ро лика 14, упирающихся с обеих сторон в боковую поверхность бан дажа и препятствующих сползанию бандажей с опорных роликов.
Бандажи представляют собой жесткие цельные кольца большого поперечного сечения. Их внутренний размер несколько больше по садочного места на барабане. По мере разогрева барабана и его теп лового расширения зазор между бандажами и корпусом становится минимальным, в результате чего бандажи плотно соединяются с кор пусом. Для предохранения бандажей от бокового смещения по Их торцам установлены упорные башмаки, приваренные к корпусу.
Для передачи вращения барабану на его корпусе закреплено венцовое зубчатое колесо 3, состоящее из двух половин, соединенных болтами и цилиндрическими штифтами. Венцовое зубчатое колесо на корпусе закреплено с помощью пластин, приваренных по каса тельной к обечайке, что позволяет компенсировать тепловое рас ширение корпуса. В местах установки опорных бандажей и венцов0го зубчатого колеса для увеличения жесткости в этих высоконагру. женных местах корпуса толщину обечаек корпуса сушилки делают больше по сравнению с толщиной пролетных обечаек.
Весовая нагрузка от корпуса барабана и высушиваемого сырье вого материала воспринимается от бандажа двумя опорными роли ками 13, расположенными под углом 60° к оси барабана. Каждая пара опорных роликов закреплена на фундаментной раме 1 2 . Рас стояние между опорными роликами регулируют боковыми упорными болтами. Опорные ролики оснащены четырехрядными коническ^ми радиальными подшипниками качения. Для восприятия осевых на_ грузок с одной стороны оси каждого опорного ролика смонтиров^ны спаренные упорные цилиндрические подшипники. Смазывание ор0р осуществляется от маслостанции.
Для повышения эффективности теплообмена между сырьевым материалом и газовым потоком используют встроенные теплообмен ники различных видов (лопастные, ячейковые, секторные и Др.).