Thiết kế nhà máy sản xuất PCB40 - Hệ lò quay bằng phương pháp khô - Năng suất 1.6 triệu tấn/năm

w2/2 . g = 19.979 (mmH2O) Trong đó: l: hệ số ma sát, l = 0.04÷0.05, chọn l = 0.05 r3T: khối lượng riêng của khói bụi r3T = 1.447 (kg/m3) l3: chiều dài của kênh , l3 = 18 (m) n3v : nồng độ bụi, n3v = 0.850(kg/kgCl) d3: đường kính của kênh dẫn , d3 = 2.975 (m) 8.6.3.2.Trở lực cục bộ Hcb3 = x3 .(1+0.8 .n3V) .w2 .r3T/2 .g (mmH2O) Trong đó: x3: hệ số trở lực cục bộ Theo phụ lục V- Trang 211- “Tính toán kỹ thuật nhiệt lò công nghiệp”- Tập1- Hoàng Kim Cơ, ta chọn: - Trở lực lượn một góc 90o tròn:1 mmH2O - Trở lực do đột mở ở 2 cửa vào cyclon bậc I: 0.05 (mmH2O) - Trở lực do đột thu ở 4 cửa ra cyclon bậc I: 0.35 (mmH2O) x3 = 1.4 (mmH2O) Hcb3 = x3 .(1+0.8 .n3V) . W2 .r3T / 2 .g = 83.972 (mmH2O) 8.6.3.4. Trở lực do chênh lệch độ cao (áp suất hình học ) Hhh3 = h3 .g . (r3T -r3 ) (mmH2O) Trong đó: h3 - chiều cao của kênh: 14 m Hhh3 = h3 .g . (r3T -r3 ) = 144.6 (mmH2O) Vậy tổng trở lực là: H3 = -40.7 (mmH2O) 8. 6.4 . Trở lực của kênh dẫn khói bụi vào cyclon bậc IV. 8.6.4.1. Trở lực do ma sát. Hms4 = l . (1+n4V) .l4/d4 .r4T .w2/2 .g (mmH2O) Trong đó: l: hệ số ma sát, l = 0.04÷0.05, chọn l = 0.05 r4T: khối lượng riêng của khói bụi, r4T = 1.416 (kg/m3) l4: chiều dài của kênh l4 = 16 (m) n4V : nồng độ bụi, n4V = 0.813 (kg/kgCl) d4: đường kính của kênh dẫn, d4 = 2.651 (m) Hms4 = 19.12 (mmH2O) 8.6.4.2.Trở lực cục bộ Hcb4 = x4 .(1+0.8 .n4V) .w2. r4T/2 .g (mmH2O) Trong đó: x4: hệ số trở lực cục bộ. Theo phụ lục V- Trang 211- “Tính toán kỹ thuật nhiệt lò công nghiệp”- Tập1- Hoàng Kim Cơ, ta chọn: - Trở lực lượn một góc 90o tròn: 1 (mmH2O) - Trở lực do đột mở ở 2 cửa vào cyclon bậc IV: 0.05 (mmH2O) - Trở lực do đột thu ở 4 cửa ra cyclon bậc IV: 0.35 (mmH2O) x4 = 1.4 (mmH2O) Hcb4 = x4 . (1+0.8 .n4V) .w2 .r4T/2 .g = 80.7(mmH2O) 8.6.4.3. Trở lực do chênh lệch độ cao (áp suất hình học ) Hhh4 = h4 .g .(r4T -r4 ) (mmH2O) Trong đó: h1:chiều cao của kênh:13.5 (m) Hhh4 = h4 .g .(r4T -r4 ) = 120.1 (mmH2O) Vậy tổng trở lực là: H4 = -20.2 (mmH2O) 8.6.5. Trở lực của kênh dẫn khói bụi vào Cyclon bậc V 8.6.5.1. Trở lực do ma sát Hms5 = l .(1+n5V) .l5/d5 .r5T .w2/ 2 .g (mmH2O) Trong đó: l: hệ số ma sát, l = 0.04÷0.05, chọn l = 0.05 r5T: khối lượng riêng của khói bụi, r5T = 1.426 (kg/m3) l5: chiều dài của kênh, l5 = 14 (m) n5v: nồng độ bụi, n5v = 0.734 (kg/kgCl) d5: đường kính của kênh dẫn, d5 = 2.324 (m) Hms5 = 18.365 (mmH2O) 8.6.5.2. Trở lực cục bộ của bốn cyclon bậc V Hcb5 = x5 .(1+0.8 .n5V) .w2 .r5T/2 .g (mmH2O) Trong đó: x5-hệ số trở lực cục bộ Theo phụ lục V- Trang 211- “Tính toán kỹ thuật nhiệt lò công nghiệp”- Tập1- Hoàng Kim Cơ, ta chọn: - Trở lực lượn một góc 90o tròn: 1 (mmH2O) - Trở lực do đột mở ở 2 cửa vào cyclon bậc V: 0.05 (mmH2O) - Trở lực do đột thu ở 4 cửa ra cyclon bậc V: 0.35 (mmH2O) x5 = 1.4 (mmH2O) Hcb5 = x5 . (1+0.8 .n5V) .w2 .r5T/2 .g = 78.141(mmH2O) 8.6.5.3. Trở lực do chênh lệch độ cao (áp suất hình học ) Hhh5 = h5 .g .(r5T -r5 ) (mmH2O) Trong đó: h5 - chiều cao của kênh:12 (m) Hhh5 = h5.g .(r5T -r5 ) = 88.624 (mmH2O) Vậy tổng trở lực là: H5 = 7.882 (mmH2O) 8.6.6 .Trở lực của kênh dẫn khói bụi từ cyclon bậc V đến quạt hút. 8.6.6.1. Trở lực do ma sát Hms6 = l .(1+n6V) .l6/d6 .r6T .w'2/2 .g (mmH2O) Trong đó: l: hệ số ma sát, l = 0.04÷0.05, chọn l = 0.05 r6: khối lượng riêng của khói bụi, r6 = 1.426 (kg/m3) l6: chiều cao và dài của kênh, l6 = 95 (m) n6V : nồng độ bụi, n6V = 0.035 (kg/kgCl ) d6: đường kính của kênh dẫn, d6 = 3.14 (m) Hms6 = 0.519 (mmH2O) 8.6.6.2.Trở lực cục bộ Hcb6 = x6 .(1+0.8 .n5r) .w2 .r5/2 .g (mmH2O) Trong đó: x6: hệ số trở lực cục bộ Theo phụ lục V- Trang 211- “Tính toán kỹ thuật nhiệt lò công nghiệp”- Tập1- Hoàng Kim Cơ, ta chọn: - Trở lực lượn một góc 90o tròn : 1 (mmH2O) - Trở lực do đột mở: 0.05 (mmH2O) - Trở lực do đột thu: 0.35 (mmH2O) x6 = 1.4 (mmH2O) Hcb6 = x6 .(1+0.8 .n6r) .w2 .r6 /2 .g = 3.281 (mmH2O) 8.6.6.3. Trở lực do chênh lệch độ cao(áp suất hình học ) Hhh6 = h6 .g .(r5T -r5 ) (mmH2O) Trong đó: h6: chiều cao của kênh dẫn xuống quạt hụt khí thải lò quay, h6 = 88 m Hhh6 = h6 .g .(r5T -r5 ) = 627.8 (mmH2O) Vậy tổng trở lực là: H7 = 631.6 (mmH2O) 8.6.7. Trở lực khí động học trong lò quay Hcb7 = l7 .(l/d) .w2 .rl / 2 .g (mmH2O) Trong đó: W: tốc độ khí trong lò, w = V/f (m/s) Với : V = 641422.3 (m3/h) = 178.17 (m3/s) Giả sử chọn hệ số đổ đầy là: 90% f = r2 .p .90 /100 =15.37 (m2) w = 11.59 (m/s) l7: hệ số ma sát, l = 0.04÷0.05, chọn l7 = 0.05 Hcb7 = l7 .(l/d) .w2 .rl / 2 .g = 6.76 (mmH2O) 8.6.8. Trở lực do quạt tạo tầng sôi và trong canxiner Ta chọn theo thực tế: H8 = 9.99 (mmH2O) Vậy tổng trở lực của lò quay và trong các kênh dẫn của hệ thống cyclon là: H' = H1+ H2 + H3 + H4 + H5 + H6 + H7 + H8 + H9 = 558.3 (mmH2O) 8.6.9. Trở lực trong các cyclon Dpi = x .w2i .ri / 2g (mmH2O) Trong đó: x: hệ số trở lực của cyclon, phụ thuộc vào kiểu cyclon, ta chọn x = 3 Bảng 8.6: Trở lực của các cyclon trong hệ thống (mmH2O) cyclon bậc I cyclon bậc II cyclon bậc III cyclon bậc IV cyclon bậcV 21.76 23.23 24.10 31.19 43.21 Vậy tổng trở lực trong các cyclon là: H'' = 143.50 (mmH2O) Vậy tổng trở lực của lò quay và của hệ thống cyclon là: H = H' + H" = 701.8 (mmH2O) Chọn hệ số dự trữ cho quạt là : K = 1.1 Áp lực do quạt tạo ra: DP = K*H = 772.0 (mmH2O) Trên cơ sở trở lực của hệ thống và lưu lượng khí, dựa vào số liệu thực tế của nhà máy Sông Gianh và kết hợp với tra bảng [II.52]- Trang 501- “Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất”- Tập 1, ta chọn quạt hút cho hệ thống như sau: + Loại quạt ly tâm : + Năng suất (m3/h) 650000 + Nhiệt độ : 300 (oC) + Loại động cơ : + Số vòng quay của quạt : 980 (v/ph) + Công suất động cơ : 1438 (kW) CHƯƠNG 9: TÍNH CHỌN THIẾT BỊ LÒ NUNG 9.1. Lựa chọn thiết bị làm lạnh Để làm lạnh nhanh Clinker một cách tốt nhất, ta chọn thiết bị làm lạnh dàn làm lạnh. Thiết bị này khi sử dụng cần có một lượng không khí lớn hơn rất nhiếu, so với lượng không khí cần cung cấp cho quá trình đốt cháy nhiên liệu . Vì vậy lượng không khí nóng dư ra sẽ được dùng để làm tác nhân sấy cho máy nghiền than, và dùng hâm nóng nước sinh hoạt . Phương pháp này có ưu điểm hơn so với phương pháp làm lạnh Clinker khác: Làm lạnh Clinker đảm bảo chất lượng tốt . Hệ số sử dụng hữu ích cao . Tận dụng được tối đa nhiệt do Clinker mang ra . Với năng suất của lò: 166.67 t/h Ta chọn: Dàn Vonga - 75 C. Năng suất theo Clinker là 175 t/h: * Kích thước dàn làm lạnh: + Chiều dài: 32.2 (m) + Chiều rộng: 13 (m) + Chiều cao: 6.4 (m) + Tổng trọng lượng không kể thiết bị điện là: 170 tấn + Bề mặt dàn: 83.5 (m2) + Bề mặt thoáng (tiết diện lỗ ghi): 10 % + Công suất động cơ chuyển động: 25.2 (kW) + Vận chuyển bằng xích: 3 + Năng suất: 3x60 (t/h) + Tốc độ răng: 0.2 (m/s) + Công suất động cơ: 14 (kW) * Máy đập búa để đập clinker: + Kích thước cửa nạp liệu : 1250 x 400 (mm ) + Đường kính rôto: 650 (mm) + Công suất động cơ: 28 (kW) * Quạt cao áp BD - 11Y + Năng suất: 17000 (m3/h) + Trở lực của quạt: 600 (mmH2O) + Công suất động cơ: 55 (kW) + Số vòng quay: 1460 vòng/phút * Quạt thổi không khí BDH - 18 -p + Năng suất: 200 (m3/h) + Trở lực của quạt: 310 (mm H2O) + Công suất động cơ: 250 (kW) + Số vòng quay: 980 (vòng/phút) * Thiết bị lọc bụi: Dùng lọc bụi điện (khí dư), Cyclon (gió 3) . 9.2. Tính toán béc phun than + Lượng than tiêu hao trong 1 giờ: B = 16711 (kg/h) + Hàm lượng chất bốc của than: V = 8% + Hàm lượng tro của than: A = 12.5% + Nhiệt trị của than: Q = 6985.9(kcal/kg than) + Lượng sản phẩm cháy: Va = 9.749 (m3/kgthan) + Lượng không khí tiêu hao: La = 9.111 (m3/kgthan) + Độ hạt của bụi than: d = 0.075(mm) = 0.0075 (cm) + Nhiệt độ cháy thực tế: ttt = 1635 (oC) + Lượng không khí sơ cấp: La1 = 0.91 (m3/kgthan) + Lượng không khí thứ cấp: La2 = 8.84 (m3/kg than) + Tốc độ bắt lửa: u = 4 (m/s) + Tốc độ phun hỗn hợp khí và bụi than qua miệng mỏ đốt: Wp = 20(m/s) (giới hạn cho phép: Wp = 15÷20 ). Bỏ qua thể tích bụi than thì lượng hỗn hợp không khí và bụi than cần phun qua miệng mỏ phun là: 4.2293 (m3/s) Đường kính mỏ phun: 0.519 (m) Đoạn đường để than bụi bốc lửa: 1.2713(m) Thời gian cháy của bụi than sau khi bắt lửa: 0.2966 (s) Trong đó: I: cường độ nhiệt bề mặt của hạt than (W/cm2), giới hạn cho phép I = (80÷100 W/cm2), ta chọn: I = 80 (W/cm2) Coi hạt bụi có dạng hình cầu, ta có: f: diện tích bề mặt hạt bụi: f = = 0.0000442 (cm2) m: khối lượng hạt bụi: m = 0.00000015 (g) Chiều dài đoạn đường mà hạt than chuyển đông trong thời gian (T) được tính theo công thức: = 13.627 (m) Tính cả đoạn đường bắt lửa thì chiều dài ngọn lửa đốt than bụi là: L = lo + l1 = 14.898 (m) Với những số liệu ở trên, theo tài liệu Singel_Machines của hãng EL_SMIDTH ta chọn loại mỏ đốt CO_6 có những thông số kỹ thuật sau: + Chiều dài dầm dịch chuyển mỏ đốt: 3 (m) + Chiều dài của phần béc đốt trong lò: 6 (m) + Đường kính phần béc đốt ở phía ca bin trong lò: 0.5(m) + Đường kính phần béc đốt ở trong lò: 0.54(m) + Tổng khối lượng của béc đốt: 3000 (kg) 9.3. Lựa chọn gạch chịu lửa cho lò quay và tháp trao đổi nhiệt Các cyclon bậc II , III , IV , V và các gazôxog của lót gạch Samod L/M8 có kích thước: 75x200x120(mm) Cyclon bậc I và canxiner lót gạch cao nhôm 70 ÷ 75% của Anh có thành phần như sau: Bảng 9.3: Thành phần gạch cao nhôm Al2O3 TiO2 Fe2O3 CaO MgO SiO2 70÷73 % 2 ÷5% 2 ÷5% 0.2 ÷ 0.4% 0.3 ÷0.5% 27 ÷ 27% Trọng lượng thể tích: 2.22÷2.35 (t/m3) Nhiệt độ chịu lửa: 1770 (oC) * Lò quay được chia làm 3 zôn: + Zôn phản ứng pha rắn: 29 (m) + Zôn nung: 23.3 (m) + Zôn làm nguội: 18.1 (m) Tại các zôn gạch được lót như sau (dựa theo số liệu của nhà máy xi măng Sông Gianh): + Zôn phản ứng pha rắn: gạch dày 220 (mm). Từ đầu lò đến 15 m: lót gạch Resisstal B80 (80% Al2O3), 14 m còn lại: xây gạch Magpure_93 + Zôn nung: gạch dày 200 (mm) Lót gạch Basal_z_Extra . + Zôn làm nguội: gạch dày 200 mm Từ cuối zôn nung đến 7 m: lót gạch Rexal_S_Extra (80%MgO) Từ 7 m đến cuối lò: lót gạch Resital B80 9.4. Tính thiết bị vận chuyển clinker lên silô chứa 9.4.1. Tính silô chứa Clinker: G = 40000 (tấn) Trọng lượng thể tích của Clinker là: g = 1.5 (t/m3) Thể tích của si lô là: V = 26667 (m3) Chọn đường kính của silô là: D = 30 (m) Chiều cao của si lô là: = 38 (m) Chọn chiều cao phía dưới si lô là: ho = 3 (m), để bố trí băng tải và thiết bị tháo. Vậy chiều cao thực tế của si lô là: H = h + ho = 41(m) 9.4.2. Tính băng tải xích vận chuyển Clinker từ giàn làm lạnh tới gầu nâng Năng suất của băng tải xích chính là năng suất của lò nung: G = 166.67(t/h) Chiều rộng băng tải xích dược tính theo công thức sau: = 2.0 (m) Với : c: hệ số chú ý đến độ nghiêng, chọn c = 0.9 (bảng 216- “Thiết bị các nhà máy silicat”- Tập 2- ĐHBKHN- Năm 1990) v: vận tốc của băng tải xích, v = 0.2÷0.6 (m/s), ta chọn: v = 0.2(m/s) B: chiều rộng của băng tải (m) g: Trọng lượng thể tích, g = 1.5 (T/m3) j: góc chảy tự nhiên, j = 30o÷35o, chọn j = 35o Công suất trên trục chuyển động của băng: = 0.71 (kW) Để cho băng tải hoạt động tốt ta phải tính thêm công suất khắc phục trở lực Nkp = 0.275*No + 0.007*Q + 0.4 = 0.5 (kW) Tổng công suất trên trục động cơ điện: = 1.4 (kW) Trong đó: w’: hệ số trở lực chuyển động, w’ = 0.03( bảng 217- “Thiết bị các nhà máy silicat”- Tập 2- ĐHBKHN- Năm 1990) v: tốc độ di chuyển Q: năng suất . L: chiều dài băng, chọn L =15 (m) H: chiều cao nâng, chọn H = 0 (m) q0: trọng lượng một mét chiều dài băng, q0 = 400 (kg/m) h: hệ số chuyển động hữu ích, h = 0.85 9.4.3. Tính gầu nâng vận chuyển Clinker lên si lô chứa Để nâng Clinker lên lên si lô chứa ta dùng gầu nâng nằm nghiêng 70 ÷75o, với năng suất yêu cầu của gầu nâng là:Q = 166.67 (t/h), ta chọn hệ số dự trữ năng suất là:k=1 Năng suất gầu được tính theo công thức: = 200 (t/h) Trong đó : v: vận tốc chuyển động của gầu, v = 0.85 (m/s) io: dung tích gầu (lít) a: bước gầu j: hệ số đổ đầy, j = 0.85 g: trọng lượng thể tích, g = 1.5 (T/m3) Dung tích gầu trên một mét chiều dài là: = 51(lít/m) Với số liệu trên tra bảng 220- “Thiết bị các nhà máy silicat”- Tập 2- ĐHBKHN- Năm 1990, ta chọn gầu nâng loại xích mang gầu có các thông số sau: Chiều rộng của gầu: 450 (mm) Bước gầu: 200 (mm) Dung tích gầu: 4 (lit) Góc nghiêng: 60o Dung tích gầu theo chiều dài: 55 (lit/m) Số lượng xích: 2 Bước xích: 160 (mm) Kích thước toàn bộ: Chiều rộng: 1.2 (m) Chiều cao: 40 (m) Công suất trên trục chuyển động của trục trống quay là: = 37.2 (KW) Công suất của động cơ điện: = 43.8 (KW) Trong đó: Q: năng suất gầu nâng H: chiều cao gầu nâng, chọn chiều cao là: H = 45 (m) h: hệ số chuyển động hữu ích, h = 0.85 Kq: hệ số phụ thuộc vào loại gầu nâng và năng suất, Kq = 0.55 9.4.4. Tính băng tải định lượng Clinker Lượng Clinker (tấn) cần cung cấp cho máy nghiền trong một giờ là: Q = 166.67(t/h), ta chọn hệ số dự trữ năng suất cho băng tải là: k = 1.2 Vậy năng suất thưc của băng tải là: Q = 200(t/h) Chọn chiều rộng của băng tải là: B = 0.8 (m) chiều dài của băng tải là: L = 4 (m) Vận tốc của băng tải được tính theo công thức: = 1.5293 (m/s) Công suất trục của băng là: = 0.28 (kW) Với: B = 800(mm), tra bảng 210- Trang 211- “Thiết bị các nhà máy silicat”- Tập 2- ĐHBKHN- Năm 1990, ta có: K1 = 45 L = 4 (m), tra bảng 211- Trang 211- “Thiết bị các nhà máy silicat”- Tập 2- ĐHBKHN- Năm 1990, ta có: K2 = 1.25 H = 0 (m) Công suất khắc phục trở lực: Nkp = ( 0.275*No + 0.007*Q + 0.4) 0.736 = 1.38 (kW) Công suất trên trục động cơ là: = 1.94 (KW) h: hệ số truyền động, h = 0.85 9.4.5. Tính băng tải cao su nằm ngang đổ vào gầu nâng Với năng suất của vận chuyển là: G = 166.67(t/h). Để cho dây chuyền làm việc liên tục thì thiết bị bố trí sau phải có năng suất lớn hơn do đó ta chọn hệ số dự trữ năng suất cho băng tải cao su là: k = 1.3 Vậy năng suất thực tế của băng tải là: Q’ = Q*1.3 = 216.67 (t/h) Chiều rộng băng tải được tính theo công thức: = 0.8 (m) Với: v: tốc độ của băng tải (m/s), v = 1.5÷2.5 (Bảng 209- “Thiết bị các nhà máy silicat”- Tập 2- ĐHBKHN- Năm 1990), chọn: v = 1.5 (m/s) Công suất trên trục của trống quay được xác định theo công thức: = 2.7 (kW) Công suất để khắc phục trở lực: Nkp = 0.275*No + 0.007*Q + 0.4 = 2.2(kW) Tổng công suất trên trục động cơ điện: = 5.8 (kW) Trong đó: K1: hệ số phụ thuộc vào chiều rộng băng tải, K1 = 45 L: chiều dài phần nằm ngang của băng, L = 40 (m) H: chiều cao nâng tải khi nằm nghiêng, H = 0 h: hệ số chuyển động hữu ích, h = 0.85 K2: hệ số phụ thuộc vào chiều dài của băng, K2 = 1.25 g : trọng lượng thể tích, g = 1.5 (t/m3) 9.4.6. Tính gầu nâng Clinker lên Silô tiếp liệu cho máy nghiền xi măng Để nâng Clinker lên lên silô chứa tiếp liệu cho máy nghiền ta dùng gầu nâng, với năng suất cần nâng là: Q = 166.67 (t/h) ta chọn hệ số dự trữ năng suất là:k = 1.2 Năng suất gầu được tính theo công thức: = 200 (t/h) Trong đó : v: vận tốc chuyển động của gầu, v = 0.85 (m/s) io: dung tích gầu (lít) a: bước gầu j: hệ số đổ đầy, j = 0.85 g : trọng lượng thể tích, g = 1.5 (t/m3) Dung tích gầu trên một mét chiều dài là: = 51.262 (lít/m) Với số liệu trên tra bảng 220- “Thiết bị các nhà máy silicat”- Tập 2- ĐHBKHN- Năm 1990, ta chọn gầu nâng loại xích mang gầu có các thông số sau: Chiều rộng của gầu: 450 (mm) Bước gầu: 320 (mm) Dung tích gầu: 16 (lit) Dung tích gầu theo chiều dài: 50 (lit/m) Số lượng xích: 2 Bước xích : 160 (mm) Công suất trên trục chuyển động của trục trống quay là: = 21.58 (kW) Công suất của động cơ điện : = 25.389 (kW) Trong đó: Q: năng suất gầu nâng H: chiều cao gầu nâng, chọn chiều cao là: H = 25 (m) h: hệ số chuyển động hữu ích, h = 0.85 Kq: Hệ số phụ thuộc vào loại gầu nâng và năng suất, Kq = 0.65 9.5. Tính toán phân xưởng nghiền than 9.5.1. Tính chọn máy sấy nghiền than Ta sử dụng máy nghiền con lăn để sấy nghiền than. Các số liệu ban đầu: + Lượng than cần nghiền: Q = B*Go = 16.711(t/h) + Nhiệt độ của nhiên liệu vào máy nghiền: t1 = 30 (oC) + Nhiệt độ của tác nhân sấy: t2 = 280 (oC) + Nhiệt độ khí ra: t3 = 140 (oC) + Nhiệt độ than bụi ra: t4 = 50 (oC) + Độ mịn qua sàng N0_008 với lượng sót sàng 15% Để cho phân xưởng nghiền than và lò nung làm việc được liên tục, đồng thời phải dự trữ than trong thời gian sửa chữa, mùa mưa, ta chọn hệ số dự trữ cho máy nghiền là: k = 1.4 Vậy lượng than thực tế cần nghiền là: Qtt = K*Q = 23.396 (t/h) Tra bảng: 13_10 (Data book cement), ta chọn máy nghiền MPS_2250 với các thông số kỹ thuật đặc trưng sau: Đường kính đĩa nghiền: 2250 (mm) Tốc độ đĩa: 26 (v/ph) Đường kính con lăn: 1125 (mm) Áp lực nghiền: 6000 (kN/m2) Số con lăn: 2 Độ ẩm liệu vào: ≤ 5% Độ ẩm liệu ra: ≤ 1% Kích thước vật liệu vào: d ≤ 40 (mm) Công suất động cơ truyền động: 100 (kW) 9.5.2. Tính chọn máy lọc bụi than sau nghiền Để đảm bảo khả năng thu hồi bụi than, tránh tổn thất, đồng thời giảm yếu tố gây ô nhiễm môi trường, ta dùng lọc bụi điện để thu hồi than bụi Lưu lượng khí ra khỏi máy nghiền: V = 1000*Q* v (m3/h) Trong đó: Q: năng suất máy nghiền v: thể tích khí động nóng cần dùng để sấy 1 kg than, chọn: v = 1.3(m3/kg than) Vậy: V = 30415 (m3/h) = 8.4485 (m3/s) Tra bảng 174- “Thiết bị các nhà máy silicat”- Tập 2- ĐHBKHN- Năm 1990, ta chọn lọc bụi tĩnh điện với các thông số sau: Thiết diện hữu ích: 11.5 (m2) Số ngăn của máy lọc bụi điện: 2 (ngăn) Số trường của máy lọc bụi điện: 3 (trường) Nhiệt độ khí vào máy cho phép: ≤ 200oC Độ chân không cho phép trong máy lọc bụi điện : 200 (mmH2O) Năng suất máy lọc bụi điện: 35000 (m3/h) Tốc độ khí đi trong lọc bụi điện: 2 (m/s) Trở lực của máy lọc bụi điện: 15 (mmH2O) Nồng độ bụi của dòng khí trước khi vào máy: ≤ 60 ( g/m3) Hệ số lọc sạch: 95÷98 % Hiệu điện thế làm việc giữa các điện cực: 60000 (V) Năng lượng điện tiêu hao cho 1000 m3: 0.2 (kW) Chiều dài: 15590 (mm) Chiều rộng: 3780 (mm) Chiều cao: 12335 (mm) Trọng lượng máy: 61.2 (Tấn) Cực lắng bụi loại tấm 9.5.3. Tính silô chứa than bột . 9.5.3.1. Silô than Ta chọn silô chứa than là loại silô đồng nhất và tháo liệu liên tục Chọn lượng than dự trữ trong 2 ngày: G = 802.15 (tấn) Chọn hệ số sử dụng silô là: e = 90% Khối lượng riêng của than là: 1.35(t/m3) Thể tích của silô than là: V = 594.183 (m3) Chọn đường kính silô là: D = 8 (m) Chiều cao của silô là: = 11.8 (m) Chọn chiều cao phía dưới đáy silô là: ho = 3 (m) để bố trí các thiết bị tháo. Vậy chiều cao của silô là: H = h + ho = 14.8 (m) Như vậy ta chọn silô chứa than có kích thước: 8 x15 (m) 9.5.3.2. Lượng không khí đồng nhất và tháo liệu là Lượng không khí cần khuấy trộn xác định theo công thức = 0.121 (m3/ph) Trong đó: B: thiết diện sống của đáy si lô, B = 60% PK: lượng khí nén tiêu tốn, PK = 0.4 (m3/ph) n: số silô, n = 1 Lượng khí nén cần để tháo liệu: = 0.752 (m3/ph) Trong đó : G: lượng bột cần tháo, G = 16.71 (t/h) Pt: chỉ tiêu không khí tháo bột liệu, Pt = 2.7 (m3/t) Chọn máy nén khí nắp vít để cung cấp không khí cho silô trộn và tháo liệu: V = VK + Vt = 0.87 (m3/ph) 9.5.3.3. Tính chọn lọc bụi túi Theo trang 343- “Thiết bị các nhà máy silicat”- Tập 2- ĐHBKHN- Năm 1990, để chọn lọc bụi túi ta dùng các công thức sau: Diện lọc: F = Q / P (m2) Trong đó: Q: lượng không khí thoát ra từ các thiết bị cần lọc(m3/h). Để dự trữ ta tăng khoảng 15÷25%. P: ứng suất vải lọc, chọn P = 180 (m3/m2h) * Trở lực của vải lọc: tra bảng 172- “Thiết bị các nhà máy silicat”- Tập 2- ĐHBKHN-Năm 1990. * Khả năng lắng bụi của vải: I = i . h . n (g/m2) Trong đó: i: nồng độ bụi trong không khí, i = 20÷60 (g/m3) n: chu kỳ rung ống, n = 5 (phút) h: hiệu ứng vải, h = 2÷2.5(m3/m2h) * Trở lực vỏ máy: 15÷20 (mmH2O) * Tổng trở lực thuỷ tĩnh: 80÷120 (mmH2O) * Độ chân không của không khí: 150÷175 (mmH2O) * Đường kình ống dẫn khí: Với : q: lượng không khí qua ống . w: tốc độ khí, w = 18÷20 (m/s) Với thứ tự tính toán trên ta có các đặc trưng kỹ thuật của lọc bụi túi: + Lượng khí yêu cầu (m3/h): 65.444 + Bề mặt vải lọc (m2): 0.4363 + Khả năng lắng bụi (g/m3): 460 + Trở lực vỏ máy (mmH2O): 15 + Trở lực vải lọc (mmH2O): 55 + Vật liệu làm tay áo: Polyeste . + Độ chân không của không khí (mmH2O): 150 + Đường kính tay áo (mm): 34.028 + Động cơ: - Vít tải bụi (kW): 1.1 - Quạt rũ bụi (kW): 5.5÷3000 - Bộ phận điều khiển (kW): 0.37÷750 - Máy ép hơi (kW): 1.3÷1500 + Công suất động cơ (kW): 8 ÷700 + Trọng lượng máy (tấn): 2.5 9.5.3.4. Tính băng tải cao su nằm ngang . Lượng than (tấn) cần vận chuyển cho máy nghiền trong một giờ là:Q = 16.71, ta chọn hệ số dự trữ năng suất cho băng tải là: k = 1.2 Vậy năng suất thực của băng tải là: Q = 20.054 (t/h) Chọn chiều rộng của băng tải là: B = 0.8(m) Chiều dài của băng tải là: L = 69 (m) Vận tốc của băng tải được tính theo công thức: = 0.1704 (m/s) Công suất trục của băng là: = 4.28 (kW) Với: B = 800(mm), tra bảng 210- “Thiết bị các nhà máy silicat”- Tập 2- ĐHBKHN- Năm 1990, ta có K1 = 45 L = 600(m), tra bảng 211- “Thiết bị các nhà máy silicat”- Tập 2- ĐHBKHN- Năm 1990, ta có K2 = 1.25 H = 0 (m) Công suất khắc phục trở lực: Nkp = ( 0.275*No + 0.007*Q + 0.4) .0.736 = 1.26 (kW) Công suất trên trục động cơ là: = 6.5 (kW) h: hệ số truyền động, h = 0.85 9.5.3.5. Tính băng tải cao su vận chuyển than từ cảng về tới kho than Lượng than (tấn) cần vận chuyển về kho than trong một giờ là: Q = 16.71(tấn/h), ta chọn hệ số dự trữ năng suất cho băng tải là: k = 1.2 Vậy năng suất thực của băng tải là: Q = 20.054(t/h) Chọn chiều rộng của băng tải là: B = 0.8 (m) chiều dài của băng tải là : L = 4 (m) Vận tốc của băng tải được tính theo công thức: = 0.1704(m/s) Công suất trục của băng là: = 4.28 (kW) Với: B = 800 (mm), tra bảng 210- “Thiết bị các nhà máy silicat”- Tập 2- ĐHBKHN- Năm 1990, ta có K1 = 45 L = 600 (m), tra bảng 211- “Thiết bị các nhà máy silicat”- Tập 2- ĐHBKHN- Năm 1990, ta có K2 = 1.25 H = 0 (m) Công suất khắc phục trở lực: Nkp = ( 0.275* No + 0.007*Q + 0.4)*0.736 = 1.26 (kW) Công suất trên trục động cơ là: = 6.5 (kW) h: hệ số truyền động, h = 0.85 9.5.3.6. Tính kho đồng nhất than: G = 5000 (tấn) Mục đích của việc thiết kế kho đồng nhất than là: làm cho than được đồng nhất về: thành phần hoá, thành phần hạt trước khi đổ vào silô chứa để tiếïp liệu cho máy nghiền, cũng là nơi dự trữ than trong thời gian chờ tàu than đến nhà máy và là nơi dự trữ than cho mùa mưa. Than được đồng nhất theo phương pháp chevron, dùng hệ thống băng tải rải đá theo chiều dài kho và hệ thống tháo liệu dùng thiết bị làm vỡ loại cầu nối có bừa gạt . h b Mặt cắt ngang của kho (hình vẽ) Thể tích kho chứa đá vôi được tính theo công thức: V = G/g = 3704 (m3) Gọi: b: chiều rộng kho chứa, b = 18 (m) h: chiều cao kho chứa, h = 6 (m) Chiều dài kho chứa được tính theo công thức: = 69 (m) 9.5.3.7. Băng tải cao su đổ vào silô than Tương tự ta tính được: B = 0.0 (m) Si lô chứa 100 tấn than, với trọng lượng thể tích là: g = 1.35 (tt/m3) Vậy ta tính được thể tích của si lô chứa là: V = 100 / 1.35 = 74.1(m3) Chọn si lô chứa than có đường kính là: D = 5(m) Chiều cao của si lô là: h1 = 3.8 (m) L H 18o Với góc ở đáy bằng 450 nên ta có: h2 = 2.5/tg(22.50) = 3.0 (m) Vậy chiều cao của si lô là: H = h1 + h2 = 6.8 (m) Với vật liệu vận chuyển là than cám, tra bảng 206- “Thiết bị các nhà máy silicat”- Tập 2- ĐHBKHN- Năm 1990, ta chọn góc nghiêng của băng là 180 Chiều dài băng tải là: = 22 (m) Chiều dài của băng là: L = 22 m, tra bảng 211- “Thiết bị các nhà máy silicat”- Tập 2- ĐHBKHN- Năm 1990 ta tìm được K2 = 1.2 Vậy công suất trên trục của trống quay là: = 0.51(kW) Công suất để khắc phục trở lực: Nkp = 0.275* No + 0.007*Q + 0.4 = 0.5 (kW) Tổng công suất trên trục động cơ điện: = 1.23 (kW) h: hệ số truyền động, h = 0.85 9.5.3.8. Băng tải định lượng than (Sử dụng cân băng định lượng điện từ tính ở phần gia công nguyên liệu) CHƯƠNG 10: PHÂN XƯỞNG NGHIỀN CLINKER - XI MĂNG 10.1. Tính các silô chứa cấp liệu cho máy nghiền bi 10.1.1. Tính silô chứa Clinker: G = 500 (tấn) Trọng lượng thể tích của Clinker là: g = 1.5 (T/m3) Thể tích của si lô là: V = 333.33 (m3) Chọn đường kính của si lô là: D = 8 (m) Chiều cao của si lô là: = 12 (m) Chọn chiều cao phía dưới silô là: ho = 3 (m), để bố trí băng tải và thiết bị tháo Vậy chiều cao thực tế của silô là : H = h + ho = 15 (m) 10.1.2. Tính 3 si lô chứa (thạch cao, đá bazan, đá đen ) mỗi si lô chứa G = 100 (tấn) Trọng lượng thể tích của Clinker là: g = 1.5 (T/ m3) Thể tích của si lô là: V = 66.667 (m3) Chọn đường kính của si lô là: D = 6 (m) Chiều cao của si lô là: = 2.5 (m) Chọn chiều cao phía dưới si lô là: ho = 4.5 (m), để bố trí băng tải và thiết bị tháo . Vậy chiều cao thực tế của si lô là: H = h + ho = 7 (m) 10.2. Tính băng tải cao su vận chuyển nguyên liệu vào máy nghiền bi Với năng suất của vận chuyển là: G = 260 (t/h). Để cho dây chuyền làm việc liên tục thì thiết bị bố trí sau phải có năng suất lớn hơn, do đó ta chọn hệ số dự trữ năng suất cho băng tải cao su là: k = 1.3 Vậy năng suất thực tế của băng tải là: Q’ = Q*1.3 = 338 (t/h) Chiều rộng băng tải được tính theo công thức: = 0.8 (m) Trong đó: v: tốc độ của băng tải (m/s), v = 1.5÷2.5 (Bảng 209- “Thiết bị các nhà máy silicat”- Tập 2- ĐHBKHN- Năm 1990), chọn: v = 1.5 (m/s). Công suất trên trục trống quay được xác định theo công thức: = 1.7 (kW) Với : K1: hệ số phụ thuộc vào chiều rộng băng tải, tra bảng 210- “Thiết bị các nhà máy silicat”- Tập 2- ĐHBKHN- Năm 1990, ta có K1 = 45 K2: hệ số phụ thuộc vào chiều dài băng tải, tra bảng 211- “Thiết bị các nhà máy silicat”- Tập 2- ĐHBKHN- Năm 1990, ta có K2 = 1.25 H: chiều cao nâng tải khi nằm ngang, H = 0 (m) Công suất khắc phục trở lực: Nkp = ( 0.275* No + 0.007*Q + 0.4)*0.736 = 2.5(kW) Công suất trên trục động cơ là: = 5.0 (kW) h: hệ số truyền động, h = 0.85 10.3. Tính chọn máy nghiền bi 10.3.1. Năng suất máy nghiền * Kế hoạch sửa chữa máy: - Thời gian đại tu: 10 ngày = 240 (giờ) - Thời gian trung tu: 5 ngày = 120 (giờ) - Thời gian tiểu tu khi máy làm việc 3 ca (1 giờ / ngày) = 345 (giờ) - Thời gian làm vệ sinh máy: 360 (giờ) + Tổng thời gian sửa chữa là: T1 = 1065 (giờ) Vậy hệ số dự trữ để dừng máy sửa chữa là: P1 = (T1/8760)*100 = 12.158% Chọn hệ số dự trữ để phân xưởng làm việc liên tục là: P2 = 5% Vậy hệ số dự trữ năng suất là: P3 = P - P1 - P2 = P - 17.158% * Năng suất yêu cầu của máy nghiền: Vật liệu vào máy nghiền gồm có: 75% Clinker, 5%Thạch cao, 20% đá bazan tương ứng với: 166.67 (t.Clinker/h) 40.293 (t.đá bazan/h) 7.5549 (t.thạch cao/h) Tổng = 214.51(t/h) * Hệ số nghiền nguyên liệu (Trang 129- “Thiết kế nhà máy xi măng”- Bùi Văn Chén- Năm 1984) K = 0.75*1 + 0.05*1.3 + 0.2*1.35 = 1.085 Năng suất khi kể đến khả năng đập nghiền: Go = 214.5 / K = 197.71 (t/h) Dựa vào trang 199- “Thiết bị các nhà máy silicat”- Tập 2- ĐHBKHN- Năm 1990, ta chọn máy nghiền bi có năng suất: 260(t/h), khi nghiền xi măng còn lại trên sàng N0_ 008 là 10% Vậy tổng năng suất dự trữ: P = (G - Go) . 100 /G = 17.495% P3 = P – P1 – P2 = 0.3371% Ta thấy P3 < 5% nên ta chấp nhận phương án chọn một máy nghiền bi với năng suất: G = 260 (t/h) . 10.3.2. Máy nghiền bi đã chọn có những đặc trưng sau + Nước sản xuất: Đức + Đường kính thùng nghiền: D = 5.2 (m) + Chiều dài thùng nghiền: L = 16 (m) + Số ngăn: 2 ngăn + Cơ cấu chuyển động: lệch tâm . + Phương pháp tháo sản phẩm nghiền: chính tâm . + Số vòng quay của thùng nghiền: 15.2 (v/p) + Công suất động cơ điện: 2x1900 (kW) + Công suất sử dụng: 3100 (kW) + Trọng lượng máy (không kể bi đạn và thiết bị điện): 642 (tấn) + Năng suất (khi nghiền xi măng, còn lại trên sàng No_008 là 10%):G = 260 (t/h) + Hệ số đổ đầy: + Ngăn I: 0.29 + Ngăn II: 0.28 + Trọng lượng bi đạn: 387 (tấn) + Đường kính trục kéo: d = 340 (mm) + Vận tốc trục: 123 (v/p) + Vận tốc động cơ điện: 990 (v/p) 10.4. Tính máng trượt khí động vận chuyển xi măng sau nghiền tới gầu nâng Với năng suất cần vận chuyển là: Q = 260 (tấn), tra bảng 230- “Thiết bị các nhà máy silicat”- Tập 2- ĐHBKHN- Năm 1990, ta chọn loại máng trượt khí động có các chỉ tiêu sau: Chiều rộng máng: 600 (mm) Chiều cao máng: 400 (mm) Chiều dài máng: 3 (m) Năng suất: 260 (t/h) Đường kính ống dẫn khí: 200 (mm) Lượng không khí: 1920 (m3/h) Áp lực quạt: 300 (mmH2O) Công suất động cơ điện: 4.5 (kW) 10.5.Tính gầu nâng xi măng từ máng trượt khí động nâng lên đổ vào phân li động Để nâng bột xi măng từ máng trượt khí động lên phân li động ta dùng gầu nâng . Năng suất của gầu nâng là: Q = 260(t/h), chọn hệ số dự trữ năng suất là: k = 1.2 Năng suất gầu được tính theo công thức: = 312 (t/h) Trong đó : v: vận tốc chuyển động của gầu, v = 0.85(m/s) io: dung tích gầu (lít) a: bước gầu : j: hệ số đổ đầy, j = 0.85 g: trọng lượng riêng, g = 2.35 (t/m3) Dung tích gầu trên một mét chiều dài là: = 51 (lít/m) Với số liệu trên, tra bảng 220- - “Thiết bị các nhà máy silicat”- Tập 2- ĐHBKHN- Năm 1990, ta chọn gầu nâng loại xích mang gầu có các thông số sau: Chiều rộng của gầu: 450 (mm) Bước gầu: 320 (mm) Dung tích gầu: 16 (lit) Dung tích gầu theo chiều dài: 55 (lit/m) Số lượng xích: 2 Bước xích: 160 (mm) Công suất trên trục chuyển động của trục trống quay là: = 36.4 (kW) Công suất của động cơ điện: = 42.8 (kW) Trong đó : Q: năng suất gầu nâng H: chiều cao gầu nâng, chọn chiều cao là: H = 30 (m) h: hệ số chuyển động hữu ích, h = 0.85 Kq: Hệ số phụ thuộc vào loại gầu nâng và năng suất, Kq = 0.65 10.6. Tính máng trượt khí động vận chuyển xi măng từ gầu nâng đổ vào phân li động Với năng suất cần vận chuyển là: Q = 260 (tấn), tra bảng 230- “Thiết bị các nhà máy silicat”- Tập 2- ĐHBKHN- Năm 1990, ta chọn loại máng trượt khí động có các chỉ tiêu sau: Chiều rộng máng: 600 (mm) Chiều cao máng: 400 (mm) Chiều dài máng: 10 (m) Năng suất: 260 (t/h) Đường kính ống dẫn khí: 200 (mm) Lượng không khí: 1920 (m3/h) Áp lực quạt: 300 (mmH2O) Công suất động cơ điện: 4.5 (kW) 10.7. Tính chọn máy phân li động Dựa vào năng suất của máy nghiền và độ mịn của hạt xi măng. Tra trang 317- “Thiế bị các nhà máy silicat”- Tập 2- ĐHBKHN- Năm 1990, ta chọn thiết bị phân li động có các đặc trưng kỹ thuật sau: - Đường kính máy: 6.8 (m) - Chiều cao máy: 8.2 (m) - Khả năng nạp liệu tối đa: 140 (t/h) - Số máy chọn: 2 - Số vòng quay của máy: 170 (v/p) - Công suất động cơ điện: 228 (kW) 10.8. Tính máng trượt khí động vận chuyển xi măng bột từ hệ cyclon tới gầu nâng Với năng suất cần vận chuyển là: Q = 260 (tấn), tra bảng 230- “Thiết bị các nhà máy silicat”- Tập 2- ĐHBKHN- Năm 1990, ta chọn 2 máng trượt khí động có các chỉ tiêu sau: Chiều rộng máng: 600 (mm) Chiều cao máng: 400 (mm) Chiều dài máng: 20 (m) Năng suất: 260 (t/h) Đường kính ống dẫn khí: 200 (mm) Lượng không khí: 960 (m3/h) Áp lực quạt: 260 (mmH2O) Công suất động cơ điện: 2.8 (kW) 10.9. Tính gầu nâng để nâng xi măng từ máng trượt khí động lên phễu phân phối đổ vào các si lô chứa . Để nâng bột xi măng từ máng trượt khí động lên phễu phân phối ta dùng gầu nân Năng suất của gầu nâng là: Q = 260 (t/h), chọn hệ số dự trữ năng suất là: k = 1.2 Năng suất gầu được tính theo công thức: = 312 (t/h) Trong đó : v: vận tốc chuyển động của gầu: v = 0.85 (m/s) io: dung tích gầu (lít) a: bước gầu j: hệ số đổ đầy, j = 0.85 g: trọng lượng riêng, g = 2.35(t/m3) Dung tích gầu trên một mét chiều dài là: = 51(lít/m) Với số liệu trên tra bảng 220- “Thiết bị các nhà máy silicat”- Tập 2- ĐHBKHN- Năm 1990, ta chọn gầu nâng loại xích mang gầu có các thông số sau: Chiều rộng của gầu: 450 (mm) Bước gầu: 320 (mm) Dung tích gầu: 16 (lit) Dung tích gầu theo chiều dài: 55 (lit/m) Số lượng xích: 2 Bước xích: 160 (mm) Công suất trên trục chuyển động của trục trống quay là: = 38.95 (kW) Công suất của động cơ điện: = 45.83 (kW) Trong đó: Q: năng suất gầu nâng H: chiều cao gầu nâng, chọn chiều cao là: H = 320 (m) h: hệ số chuyển động hữu ích, h = 0.85 Kq: hệ số phụ thuộc vào loại gầu nâng và năng suất, Kq = 0.65 10.10. Tính máng trượt khí động vận chuyển xi măng từ phễu phân phối tới si lô chứa Để vận chuyển xi măng bột từ phễu phân phối tới 3 si lô chứa ta dùng 3 máng trượt khí động có năng suất như nhau. Vậy năng suất cần vận chuyển là: Q = 87 (tấn), tra bảng 230- “Thiết bị các nhà máy silicat”- Tập 2- ĐHBKHN- Năm 1990, ta chọn 3 máng trượt khí động có các chỉ tiêu sau: Bảng 10.10: Các chỉ tiêu 3 máng trượt khí động Máng trượt khí động 1 2 3 Kí hiệu Chiều rộng máng 300 300 300 (mm) Chiều cao máng 300 300 300 (mm) Chiều dài máng 10 25 40 (m) Năng suất 87 87 87 (T/h) Đường kính ống dẫn khí 100 125 150 (mm) Lượng không khí 300 750 1200 (m3/h) Áp lực quạt 240 270 300 (mmH2O) Công suất động cơ điện 1 2 2.8 (kW) 10.11. Tính 3 si lô chứa xi măng. Mục đích của việc thiết kế si lô xi măng là nơi chứa xi măng sau nghiền và là nơi dự trữ xi măng cung cấp cho phân xưởng đóng bao, cho kế hoạch kinh doanh của nhà máy. Để đảm bảo năng suất xi măng bao và xi măng rời cung cấp cho thị trường ta thiết kế 3 silô chứa xi măng, mỗi silô chứa: G = 5000 (tấn) + Thể tích của si lô được tính theo công thức: 2127.7 (m3) Chọn si lô hình trụ có đường kính là: D = 10 (m) + Chiều cao của si lô được tính theo công thức : =27 (m) + Chọn phần chiều cao phía dưới si lô là: H2 = 5(m), nhằm mục đích để bố trí thiết bị tháo và vận chuyển xi măng. + Chiều cao thực tế của si lô là: H = H1 + H2 = 32 (m) 10.12. Xác định lượng không khí đồng nhất trong si lô Lượng không khí cần khuấy trộn (cho 1 silô) xác định theo công thức: = 0.1884 (m3/ph) Trong đó: B: thiết diện sống của đáy si lô, B = 60% PK: lượng khí nén tiêu tốn, PK = 0.4 (m3/ph) n: số si lô, n = 1 Lượng khí nén cần để tháo liệu: = 3.9 (m3/ph) Trong đó: G: lượng bột cần tháo, G = 80.00 (t/h) Pt: chỉ tiêu không khí tháo bột liệu, Pt = 2.7(m3/t) Chọn máy nén khí nắp vít để cung cấp không khí cho silo trộn và tháo liệu: V = Vk + Vt = 4.1 (m3/ph) 10.13. Tính lọc bụi túi cho si lô đồng nhất ( 3 lọc bụi túi cho 3 silô) Theo trang 345- “Thiết bị các nhà máy silicat”- Tập 2- ĐHBKHN- Năm 1990, để chọn lọc bụi túi ta dùng các công thức sau: * Diện lọc: F = Q / P (m2) Trong đó: Q: lượng không khí thoát ra từ các thiết bị cần lọc(m3/h). Để dự trữ ta tăng khoảng: 15÷25%. P: ứng suất vải lọc, chọn P = 180(m3/hm2) * Trở lực của vải lọc: tra bảng 172- “Thiết bị các nhà máy silicat”- Tập 2- ĐHBKHN- Năm 1990. * Khả năng lắng bụi của vải: I = i . h . n (g/m2) Trong đó: i: nồng độ bụi trong không khí, i = 20÷60 (g/m3) n: chu kỳ rung ống, n = 5 (phút) h: hiệu ứng vải, h = 2÷2.5 (m3/m2h) * Trở lực vỏ máy: 15÷20 (mmH2O) * Tổng trở lực thuỷ tĩnh: 80÷120 (mmH2O) * Độ chân không của không khí: 150÷175 (mmH2O) * Đường kính ống dẫn khí: Với: q: lượng không khí qua ống . w: tốc độ khí, w = 18÷20 (m/s) Với thứ tự tính toán trên ta có các đặc trưng kỹ thuật của lọc bụi túi: + Lượng khí yêu cầu (m3/h): 245.304 + Diện lọc (m2) : 0.5333 + Khả năng lắng bụi (g/m3): 460 + Trở lực vỏ máy (mmH2O): 15 + Trở lực thuỷ tĩnh (mmH2O): 80 + Độ chân không của không khí (mmH2O): 150 + Đường kính tay áo (mm): 66 + Động cơ: - Vít tải bụi (kW): 0.8 - Quạt rũ bụi (kW): 5.5÷3000 - Bộ phận điều khiển (kW): 0.3÷750 - Máy ép hơi (kW): 1.5÷1500 + Công suất động cơ (kW): 5÷1500 + Trọng lượng máy (tấn): 1.8 10.14. Tính hệ thống máng trượt, gầu nâng đồng nhất xi măng và vận chuyển xi măng tới bunker chứa Hệ thống gồm 2 máng trượt khí động, 1 gầu nâng và một số máng trượt nhỏ để đảo trộn xi măng giữa các si lô nhằm mục đích đồng nhất . 10.14.1. Tính chọn máng trượt khí động Vậy năng suất cần vận chuyển là: Q = 87(tấn). Tra bảng 230- “Thiết bị các nhà máy silicat”- Tập 2- ĐHBKHN- Năm 1990, ta chọn 3 máng trượt khí động có các chỉ tiêu sau: Bảng 10.15: Các chỉ tiêu 3 máng trượt khí động Máng trượt khí động 1 2 3 Kí hiệu Chiều rộng máng 300 300 300 (mm) Chiều cao máng 300 300 300 (mm) Chiều dài máng 20 35 50 (m) Năng suất 87 87 87 (T/h) Đường kính ống dẫn khí 125 150 150 (mm) Lượng không khí 600 1050 1500 (m3/h) Áp lực quạt 260 290 320 (mmH2O) Công suất động cơ điện 1.7 3 3.2 (kW) 10.14.2. Tính chọn gầu nâng Để nâng bột xi măng từ máng trượt khí động lên phễu phân phối ta dùng gầu nâng Năng suất của gầu nâng là: Q = 87 (t/h), chọn hệ số dự trữ năng suất là: k = 1.2 Năng suất gầu được tính theo công thức: = 104 (t/h) Trong đó: v: vận tốc chuyển động của gầu, v = 0.85 (m/s) io: dung tích gầu (lít) a: bước gầu j: hệ số đổ đầy, j = 0.85 g: trọng lượng riêng, g = 2.35 (T/m3) Dung tích gầu trên một mét chiều dài là: = 17 (lít/m) Với số liệu trên tra bảng 220- “Thiết bị các nhà máy silicat”- Tập 2- ĐHBKHN- Năm 1990, ta chọn gầu nâng loại xích mang gầu có các thông số sau: Chiều rộng của gầu: 450 (mm) Bước gầu: 320 (mm) Dung tích gầu: 16 (lit) Dung tích gầu theo chiều dài: 55 (lit/m) Số lượng xích: 2 Bước xích: 160 (mm) Công suất trên trục chuyển động của trục trống quay là: = 6.07 (kW) Công suất của động cơ điện: = 7.14 (kW) Trong đó: Q: năng suất gầu nâng H: chiều cao gầu nâng, chọn chiều cao là: H = 15 (m) h: hệ số chuyển động hữu ích, h = 0.85 Kq: hệ số phụ thuộc vào loại gầu nâng và năng suất, Kq = 0.65 10.15. Tính chọn sàng rung điện từ Để tách những cục xi măng bị vón lại trong quá trình vận chuyển ta dùng sàng rung điện từ. Với lượng xi măng cần sàng trong một giờ là: G = 87(t/h), tra trang 303- “Thiết bị các nhà máy silicat”- Tập 2- ĐHBKHN- Năm 1990, ta chọn 3 sàng rung điện từ có các đặc trưng sau: Loại máy: sàng rung điện từ . Mã hiệu máy: C_265 Kích thước sàng (mm): 700x1000 Năng suất (t/h): 90 Số sàng: 1 Kích thước lỗ (mm): 13x13 Góc nghiêng của sàng: 15o Số dao động trong một phút: 3000 Công suất động cơ điện (kW): 0.9 Kích thước toàn bộ (mm): 3820 x 2640 x 2875 Trọng lượng máy (kg) : + Không kể động cơ: 2395 + Tổng trọng lượng: 2600 10.16. Tính bunker chứa xi măng tiếp liệu cho máy đóng bao Chọn lượng xi măng trong mỗi bunker chứa bằng lượng xi măng cần cung cấp cho máy đóng bao trong 10 giờ. Vậy lượng xi măng trong mỗi bunker là: G = 433.33(tấn) + Thể tích của bunker là: = 184.4 (m3) Chọn bunker có tiết diện là: F = 5*5 = 25 (m2) + Chiều cao của bunker là: = 7.4 (m) + Chiều cao phần hình nón: = 4.3(m) Chọn chiều cao phía dưới để bố trí máy đóng bao là: H3 = 10(m) Vậy chiều cao thực tế của bunker là: H = H1 + H2 + H 3 = 21.7(m) 10.17. Tính chọn máy đóng bao Năng suất yêu cầu của máy là: G = 215 (t/h) Số lượng máy đóng bao xác định theo công thức: (Trang 142- “Thiết kế nhà máy xi măng”- Bùi Văn Chén- Năm 1984) Trong đó: p: năng suất một máy đóng bao, dựa theo trang 244- “Thiết bị các nhà máy silicat”- Tập 2- ĐHBKHN- Năm 1990, ta chọn sơ bộ máy đóng bao có năng suất: P = 1750 (bao/h) q: trọng lượng một bao xi măng, q = 50 (kg) t: số giờ làm việc của máy trong một ngày, t = 24 (h) Thay số vào công thức ta có: m = 2.5 (máy) Vậy ta chọn 3 máy đóng bao và thời gian làm việc thực tế của một máy là: = 19.6 (giờ/ngày) Với thời gian làm việc của máy là: t = 19.6 giờ trong một ngày, nếu kể đến lượng bao hư hỏng và thời gian làm vệ sinh má, ta có thể chọn thời gian làm việc của mỗi máy là 3 ca/ngày . Dựa theo trang 244- “Thiết bị các nhà máy silicat”- Tập 2- ĐHBKHN- Năm 1990, ta chọn sơ bô máy đóng bao có các đặc trưng sau: Số máy: 3 Số vòi: 14 Đường kính trong của thùng chứa: D = 2 (m) Năng suất máy: 1750 (bao/h) Tiêu hao không khí nén: 50 (m3/h) Công suất động cơ điện: + Bể chứa: 1.5 (kW) + Máy đóng bao: 6.6 (kW) + Vận chuyển: 3.3 (kW) 10.18. Tính chọn lọc bụi sau máy nghiền bi Theo trang 203- “Thiết bị các nhà máy silicat”- Tập 2- ĐHBKHN- Năm 1990, tốc độ gió hợp lý trong máy nghiền để đạt năng suất lớn nhất là: 0.7 (m/s) và lượng khí là: 300 (m3/h) cho một tấn sản phẩm nghiền. Với năng suất máy nghiền đã chọn: G = 260 (t/h) Vậy lưu lượng khí cần là: V = 300.G = 78000 (m3/h) * Chọn lọc bụi điện với lượng khí thông gió là: 78000 (m3/h), theo trang 354- “Thiết bị các nhà máy silicat”- Tập 2- ĐHBKHN- Năm 1990, ta chọn lọc bụi điện với các đặc trưng sau: - Kiểu máy: j-23-2 - Năng suất theo khí : 81000 (m3/h) - Nhiệt độ cực đại của khí cho phép: 200 oC - Nồng độ bụi cho phép ban đầu: 60 (g/m3) - Áp lực cực đại của khí: 200 (mmH2O) - Trở lực thuỷ học: 10÷15 (mmH2O) - Hiệu điện thế làm việc giữa các điện cực: 60 (kV) - Mức độ làm sạch: 99.8% - Tiết diện cắt ngang của khu vực hoạt động: 23 (m2) - Số ngăn: 2 - Số trường: 3 - Kích thước toàn bộ (mm): 15600 x 3750 x 8740 - Năng lượng tiêu hao cho 1000 m3 khí (kW): 0.2 - Số điện cực bản (lắng): 36 - Số điện cực khung (phóng): 33 - Tiết diện điện cực: f = 2 (mm) - Chiều dài hoạt động của khu vực điện cực phóng: 1.22 (m) - Tiết diện ống vào và ra: 1x1(m) - Trọng lượng máy: 62 (tấn) * Chọn quạt hút sau lọc bụi điện + Xác định trở lực Đường kính tương đương của ống dẫn khí: = 1.4(m) Trong đó: V = 78000 (m3/h) = 21.667 (m3/s) w: tốc độ khí đi trong ống, chọn w = 15 (m/s) - Trở lực do ma sát: Tổng chiều dài ống: l = 15 (m) = 1.25 (mmH2O) Với: = 21.4 (m/s) - Trở lực của lọc bụi điện: h2 = 15 (mmH2O) - Tổng trở lực là: h = h1 + h2 = 16.25 (mmH2O) Chọn hệ số dự trữ cho quạt là: k = 1.1 Vậy trở lực mà quạt cần khắc phục là: htt = h . k = 17.875 (mmH2O) Tra trang 509- “Thiết bị các nhà máy silicat”- Tập 2- ĐHBKHN- Năm 1990, ta chọn quạt hút có các đặc trưng sau: Áp suất toàn phần: 20 (mmH2O) Năng suất: 85000 (m3/h) Số vòng quay: 500 (v/p) Công suất động cơ: 10(kW) Hiệu suất: 60% Động cơ điện: 9(kW) CHƯƠNG XI: TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Giáo trình “Công nghệ sản xuất chất kết dính”- Tập 1- Ths.GVC Nguyễn Dân- ĐHBKĐN- Năm 2007. 2. Giáo trình “Công nghệ sản xuất chất kết dính”- Tập 2- Ths.GVC Nguyễn Dân- ĐHBKĐN- Năm 2007. 3. “Vật liệu xây dựng”- Phùng Văn Lự- NXBGD- Năm 1999. 4. “Cơ sở thiết kế nhà máy hóa”- Trần Thế Truyền- ĐHBKĐN- Năm 1999. 5. “Tính toán kỹ thuật nhiệt lò công nghiệp”- Tập 1- Hoàng Kim Cơ- NXBKH và KT- Hà Nội 1985 6. “Các máy gia công vật liệu rắn và dẻo”- Tập 1- Hồ Lê Viên- Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật- Năm 2003. 7. “Hướng dẫn lấy mẫu và thử các tính chất cơ lý vật liệu xây dựng”- Kỹ sư. Lê Thuận Đăng- Nhà xuất bản giao thông vận tải- Năm 2001. 8. “Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất”-Tập 1- PTS.Trần Xoa- PGS.PTS Nguyễn trọng Khuông- Kỹ sư Hồ Lê Viên- NXBKH và KT- Năm 1992. 9. “Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất”- Tập 2- PTS.Trần Xoa- PGS.PTS Nguyễn Trọng Khuông- Kỹ sư Hồ Lê Viên- NXBKH và KT- Năm 1992. 10. Tài liệu đào tạo hai dây chuyền sản xuất phương pháp khô tân tiến sản lượng 700 tấn clinker/ngày/mỗi dây chuyền- Luks Cement Company Limited- TT Huế- Người dịch: Nguyễn Châu Lâm. 11. Tài liệu nhà máy xi măng Sông Gianh- Quảng Bình. 12. “Thiết bị các nhà máy Silicát”- Tập1- ĐHBKHN- Năm 1990. 13. “Thiết bị các nhà máy Silicát”- Tập 2- ĐHBKHN- Năm 1990. 14. “Thiết kế nhà máy xi măng”- Bùi Văn Chén- ĐHBKHN- Năm 1984. 15. “Giáo trình chất kết dính”- Bùi Văn Chén- ĐHBKHN- Năm 1990. MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 4 PHẦN 1: LUẬN CHỨNG KINH TẾ - KỸ THUẬT 5 1.1. Biện luận đề tài 5 1.1.1. Điều kiện kinh tế- xã hội 5 1.1.2. Điều kiện giao thông vận tải 6 1.1.3. Điều kiện điện nước 6 1.1.4. Điều kiện địa lí 6 1.1.5. Nguồn vốn xây dựng 6 1.1.6. Nguồn lao động, đội ngũ cán bộ kỹ thuật cho nhà máy 6 1.1.7. Nguồn nguyên liệu 7 1.1.8. Tiêu thụ sản phẩm 7 PHẦN 2: SƠ ĐỒ VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 9 2.1. Sơ đồ dây chuyền công nghệ 9 2.2. Thuyết minh sơ đồ dây chuyền công nghệ 13 PHẦN 3: TÍNH TOÁN BÀI PHỐI LIỆU 17 PHẦN 4: CÂN BẰNG VẬT CHẤT CHO TOÀN NHÀ MÁY 26 4.1. Xác định hệ số sử dụng thời gian của lò 26 4.2. Xác định lượng nguyên liệu cần thiết để tạo thành một tấn Clinker 27 4.2.1. Lượng nguyên liệu khô lý thuyết để sản xuất một tấn Clinker 27 4.2.2. Lượng nguyên liệu khô thực tế để sản xuất một tấn Clinker 27 4.2.3. Lượng nguyên liệu ẩm lý thuyết để sản xuất một tấn Clinker 28 4.2.4. Lượng nguyên liệu ẩm thực tế để sản xuất một tấn Clinker 29 4.3. Lượng nguyên liệu cần cung cấp cho nhà máy để sản xuất xi măng 29 4.3.1. Lượng phụ gia khô theo lý thuyết để phối trộn với một tấn clinker 30 4.3.2. Lượng phụ gia ẩm theo lý thuyết để phối trộn với một tấn clinker 30 4.3.3. Lượng phụ gia khô thực tế để phối trộn với một tấn clinker 30 4.3.4. Lượng phụ gia ẩm thực tế để phối trộn với một tấn clinker 30 4.4. Lượng nhiên liệu (than) cần thiết để sản xuất một tấn Clinker 31 4.4.1. Lượng nhiên liệu khô lý thuyết 31 4.4.2. Lượng nhiên liệu khô theo thực tế để sản xuất một tấn Clinker 31 4.4.3. Lượng nhiên liệu ẩm theo lý thuyết để sản xuất một tấn Clinker 31 4.4.4. Lượng nhiên liệu ẩm theo thực tế để sản xuất một tấn Clinker 31 PHẦN 5: KHÂU CHUẨN BỊ VÀ GIA CÔNG NGUYÊN LIỆU 33 5.1. Đá vôi 33 5.1.1. Tính phễu chứa đá vôi cho máy đập búa 33 5.1.2. Tính băng tải xích chuyển động cóc dưới phễu 35 5.1.3. Tính chọn máy đập đá vôi 36 5.1.4. Tính băng tải cao su nằm ngang vận chuyển đá tới kho đồng nhất 37 5.1.5. Tính kho đồng nhất đá vôi 38 5.1.6. Tính băng tải cao su nằm ngang vận chuyển đá tới kho đồng nhất 39 5.2. Đất sét 40 5.2.1. Tính và chọn phễu chứa đất sét 41 5.2.2. Tính băng tải xích tấm vận chuyển đất sét (có độ ẩm 8%) 43 5.2.3. Tính chọn máy cán trục cán đất sét 44 5.2.4. Tính băng tải cao su vận chuyển đất sét tới kho đồng nhất 44 5.2.5. Tính kho đồng nhất đất sét có sức chứa 46 5.2.6. Tính chọn máy xúc nhiều gầu loại xích mang gầu 47 5.2.7. Tính băng tải cao su vận chuyển đất sét tới cân băng định lượng 47 5.3. Phân xưởng nghiền phối liệu 58 5.3.1. Tính băng tải chung vận chuyển nguyên liệu vào máy nghiền con lăn 58 5.3.2. Tính chọn máy nghiền con lăn 59 5.3.3. Hệ cyclon lắng bụi sau máy nghiền 60 5.3.4. Tính chọn máng trượt khí động vận chuyển bột liệu 62 5.3.5. Tính gầu nâng bột liệu từ silô lên máng trượt khí động tiếp liệu vào tháp 63 5.3.6. Tính silô đồng nhất bột liệu liên tục 65 5.3.7. Xác định lượng khí nén đồng nhất trong silô 65 5.3.8. Tính lọc bụi túi cho silô đồng nhất 66 5.3.9. Tính ống khói 67 5.3.10. Tính chọn quạt sau hệ cyclon lọc bụi 69 PHẦN 6: TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƯỞNG LÒ NUNG 74 6.1. Tính toán sự cháy nhiên liệu 74 6.2. Tính toán nhiệt cho tháp trao đổi nhiệt 80 6.3. Tính lượng không khí tiêu tốn đưa vào cho 1 kg clinker 85 6.4. Cân bằng nhiệt lò quay 86 6.4.1. Phần nhiệt thu 86 6.4.2. Phần nhiệt chi 87 6.5. Tiêu hao không khí do đốt cháy nhiên liệu và dòng khí các cyclon với 1 kg clinker 90 6.5.1. Tiêu hao không khí 90 6.5.2. Dòng khí ra khỏi cyclon, canxiner và thoát khỏi lò quay 90 PHẦN 7: CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG THÁP PHÂN GIẢI 94 7.1. Cân bằng nhiệt cho hệ cyclon bậc V (gồm bốn cyclon) 94 7.2. Cân bằng nhiệt lượng cho cyclone bậc IV 96 7.3. Cân bằng nhiệt lượng cho cyclone bậc III 97 7.4. Cân bằng nhiệt lượng cho cyclone bậc II 98 7.5. Cân bằng nhiệt lượng cho cyclone bậc I và canxiner 99 7.6. Cân bằng nhiệt cho canxiner 100 7.7. Cân bằng nhiệt cho thiết bị làm lạnh 102 PHẦN 8: TÍNH KÍCH THƯỚC CÁC CYCLON VÀ LÒ QUAY 104 8.1. Xác định khối lượng riêng của khói và không khí ẩm 104 8.2. Xác định nồng độ bụi của khói trong mỗi cyclon của tháp trao đổi nhiệt 106 8.3. Xác định lượng khói và không khí chuyển động trong hệ thống trong 1h 108 8.4. Xác định kích thước của các cyclon và ống dẫn khí ra của nó 110 8.5. Tính toán kích thước của lò quay 112 8.6. Tính trở lực của hệ thống và chọn quạt hút 115 PHẦN 9: TÍNH CHỌN THIẾT BỊ LÒ NUNG 123 9.1. Lựa chọn thiết bị làm lạnh 123 9.2. Tính toán béc phun than 124 9.3. Lựa chọn gạch chịu lửa cho lò quay và tháp trao đổi nhiệt 126 9.4. Tính thiết bị vận chuyển clinker lên silô chứa 127 9.5. Tính toán phân xưởng nghiền than 132 PHẦN 10: PHÂN XƯỞNG NGHIỀN CLINKER - XI MĂNG 141 10.1. Tính các si lô chứa cấp liệu cho máy nghiền bi 141 10.2. Tính băng tải cao su vận chuyển nguyên liệu vào máy nghiền bi 141 10.3. Tính chọn máy nghiền bi 142 10.4. Tính máng trượt khí động vận chuyển xi măng sau nghiền tới gầu nâng 144 10.5. Tính gầu nâng xi măng từ máng trượt khí động đổ vào phân li động 145 10.6. Tính máng trượt khí động chuyển xi măng từ gầu nâng 146 10.7. Tính chọn máy phân li động 146 10.8. Tính máng trượt khí động chuyển xi măng từ cyclon tới gầu nâng 147 10.9. Tính gầu nâng để nâng xi măng từ máng trượt khí động lên phễu phân phối đổ vào các si lô chứa 147 10.10. Tính máng trượt khí động vận chuyển xi măng từ phễu phân phối tới si lô chứa 149 10.11. Tính 3 si lô chứa xi măng 149 10.12. Xác định lượng không khí đồng nhất trong si lô 150 10.13. Tính lọc bụi túi cho si lô đồng nhất (3 lọc bụi túi cho 3 si lô) 150 10.14. Tính hệ thống máng trượt, gầu nâng đồng nhất xi măng và vận chuyển xi măng tới bunker chứa 152 10.15. Tính chọn sàng rung điện từ 154 10.16. Tính bunker chứa xi măng tiếp liệu cho máy đóng bao 155 10.17. Tính chọn máy đóng bao 155 10.18. Tính chọn lọc bụi sau máy nghiền bi 156