Thiết kế máy nghiền than (thuyết minh+bản vẽ)

Giới thiệu tổng quan, khái niệm chung và nguyên lý chế tạo Sơ đồ công nghệ Dây chuyền thiết bị trong sản xuất Tính toán cân bằng vật chất Tính toán thông số của thiết bị Tính toán máy nghiền Bản vẽ thiết kế máy

LỜI MỞ ĐẦU

Việc thực hiện đồ án môn học giúp cho sinh viên củng cố và

hệ thống các kiến thức đã được hướng dẫn về máy và thiết bị sản xuất vật liệu xây dựng Từ đó sinh viên có thể làm quen với việc lựa chọn các loại máy và thiết bị thích hợp cho quy trình sản xuất vật liệu xây dựng Đó là tiền đề để hoàn thành tốt những dồ

án sau này cũng như là luận văn tốt nghiệp, và quan trọng hơn hết là trang bị cho sinh viên vốn kiến thức để phát triển nghiề nghiệp trong tương lai.

Đồ thời qua việc thực hiện đồ án này, sinh viên có cái nhìn tổng quát hơn về công nghệ sản xuất vật liệu, kiến thức về máy, thiết bị sản xuất vật liệu, tập làm quen với việc tự thiết kế một dây chuyền sản xuất vật liệu xây dựng.

Do kiến thức còn hạn chế cũng như chưa có kinh nghiệm tìm kiếm thông tin…nên bài thuyết minh này chắc chắn còn nhiền thiếu sót mong nhận được sự chỉ dạy của quý thầy cô để em có thể đồ án được hoàn chỉnh hơn.

Em xin chân thành biết ơn thầy NGHUYỄN NGỌC THÀNH

đã tận tình chỉ dạy và truyền đạt cho em những kiến thức quý báo và bổ ích, để từ đó giúp em có những hiểu biết cần thiết cho việc hoàn thành đồ án môn học cũng như trong công việc sau này

Sinh viên thực hiện

Ngô Phi Long

MỤC LỤC

Trang

Phần I : Biện luận đề tài 3

Phần II : Thiết lập dây chuyền công nghệ 7

Phần III: Tính toán cân bằng vật chất 11

Phần IV: Lựa chọn và kiểm tra các thông số 14

Phần V : Kết luận 31

PHẦN I

BIỆN LUẬN ĐỀ TÀI

Đất nước ta đang trong thời kì công nghiệp hóa, hiện đại hóa, quan

hệ thông thương với các nước trên thế giới ngày càng được mở rộng đầu

tư từ nước ngoài vào Việt nam ngày càng nhiều trên nhiều lĩnh vực công nông thương nghiệp và dịch vụ Do đó để mắn bắt thời cơ đưa đất nước phát triển mạnh mẽ Đảng và nhà nước rất quan tâm dến lĩnh vực xây dưng

cơ sở hạ tầng, mà nhu cầu về vật liệu là không thể thiếu trong mọi công trình, hơn thế nữa vật liệu là một trong nhưng yếu tố xác định giá thành của toàn bộ công trình Thông thường chi phí về vật liệu chiếm đến 74% – 75 % đối với các công trình dân dụng, 70% đối với các công trình giao thông và hơn 50% đối với các công trình thủy…

Trong lịch sử phát triển của vật liệu xây dựng cho thấy cho có vật liệu nào, chất kết dính nào có nhiều ưu điểm hơn để thay thế cho vật liệu ximăng trong ứng dung xây dựng Trên thế giới có nhiều loại chất kết dính có tính năng vượt trội trong ứng dụng xây dựng, trong dó phải kể đến XIMĂNG PORTLAND Bởi vì trong quá trình làm việc ximăng portland kết hợp với nhiều loại vật liệu khác chịu được nhiều tác động có hại từ môi trường xung quanh gây ra Xi măng là một tong những vật liệu Silicat có thể thỏa mãn yêu cầu kết hợp với những vật liệu khác để tạo nên những kết cấu bền vững, thẩm mỹ Ximăng ra đời tạo diều kiện cho nền xây dựng phát triển vượt bậc

Vì vậy, việc nắm vững quy trình công nghệ sản

xuất ximăng là cần thiết Trong đó, để ximăng có độ

đồng nhất, ổn định và chất lượng cao thì quá trình

nung clinker là quan trọng nhất Nhiên liệu cung cấp

cho lò nung phổ biến hiện nay là dầu, than đá Tuy

nhiên lò nung clinker sử dụng than đá có nhiều ưu thế

do:

thế vượt trội hơn hẳn, chẳng hạn như phạm vi phân

bổ rộng khắp các nước trên thế giới với trữ lượng có thể phục hồi ở khoảng 70 nước Với mức khai thác như hiện nay, ước tính trữ lượng than đá trên thế giới sẽ đủ đáp ứng nhu cầu tiêu thụ của nhân loại trong khoảng 200 năm nữa Trong khi đó, hơn 68% trữ lượng dầu và 67% trữ lượng khí đốt trên thế giới tập trung chủ yếu ở Trung Đông và Nga Với

đà sử dụng không có xu hướng giảm như hiện nay, nguồn dầu thô và khí đốt ước tính sẽ cạn kiệt trong vòng 45-65 năm nữa

toàn cầu và tạo ra 40% sản lượng điện năng cho thế giới Trung Quốc

là nước sản xuất và tiêu thụ than đá lớn nhất trên thế giới trong khi Mỹ

là nơi có trữ lượng than đá lớn nhất hành tinh, kế đến là Ấn Độ, Trung Quốc, Australia, Nga, Ukraina, Phần Lan, Nam Phi, Canada Bên cạnh

đó Viên Nam cũng là một nuớc có ngành khai thác than đang phát triển mạnh mẽ trong những năm gần đây Nước ta có trữ lượng than lớn, chất lương tốt bao gồm nhiều mỏ lộ thiên nên công việc khai thác tương đối thuận lợi

SỐ LIỆU THAN ĐÁ KHAI THÁC Ở VIỆT NAM

Năm Than nguyên khai

(Triệu tấn)

Than tiêu thụ (Triệu tấn)

Than xuất khẩu (Triệu tấn)

Bên cạnh những ưu điểm than đá vẫn có một số khuyết điểm như: than

đá có độ ẩm tương đối cao và kích thước không đồng đều Do đó trước khi đưa nhiên liệu than đá vào lò nung clinker phải qua giai đoạn nghiền mịn đồng thời sấy khô Và máy sấy nghiền bi liên hợp là phương pháp tốt nhất cho công việc nghiền, sấy than đá trước khi sử dụng

Số liệu thống kê về nhu cấp các loại máy nghiền và ứng dụng của máy nghiền ở HOA KỲ

Grinding Mills by Type

Grinding Mills by Application

Mục đích của đồ án :

Giúp cho sinh viên củng cố và hệ thống các kiến thức đã được hướng dẫn về máy, thiết bị sản xuất vật liệu xây dựng Từ đó sinh viên có thể làm quen với việc lựa chọn các máy , thiết bị thích hợp cho các quy trình sản xuất vật liệu xây dựng; nắm vững kiến thức để hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp cũng như trong công tác sau này

Nhiệm vụ và yêu cầu của đồ án :

- Biện luận đề tài

- Thiết lập sơ đồ công nghệ sản xuất

- Tính cân bằng vật chất và chọn lựa thiết bị gia công thích hợp

- Tính kiểm tra các thông số cơ bản của thiết bị

- Vẽ sơ đồ cấu tạo chính của thiết bị : Máy ngiền bi

PHẦN II

THIẾT LẬP DÂY CHUYỀN

CÔNG NGHỆ

Các giai đoạn của quy trình nghiền than

chuyển đến bến tàu (bến cảng) gần địa điểm đặt nhà máy sản xuất

ximăng

- Ta sử dụng gầu ngoạm để bĩc than từ xà lan lên và vân chuyển vào két chứa Nhờ bănng tải cao su và thiết bị rãi đổ than thơ vào kho chứa.

đưa vào lị nung

và đốt than trực tiếp và hệ nghiền và đốt than gián tiếp

Nghiền và đốt than trực tiếp

Hệ nghiền và đốt than gián tiếp

Trong phạm vi của đề tài chúng ta sẽ tìm hiểu riêng về giai đoạn nghiền và sấy than làm nhiên liệu phục vụ trong quá trình nung clinker trong dây chuyền sản xuất ximăng Portland,mà cụ thể là sử dụng hệ nghiền và đốt than gián tiếp

Sơ đồ khối

PH N III Ầ

TÍNH TOÁN

Trong một năm có 365 ngày, nhưng có tổng cộng khoảng 65 ngày nghỉ để

thực hiện công tác bảo trì, bảo dưỡng máy

Do đó : Tổng số ngày sản xuất của máy trong 1 năm là 300 ngày.

Nhà máy mỗi ngày làm việc 2 ca , mỗi ca làm việc trong 8h

Năng suất của nhà máy : 900x103 (T/năm)

Chọn trọng lượng hao hụt trong quá trình nghiền là 4%

rong quá trình nghiền thì hao hụt xãy ra trong các giai đọan

Độ ẩm của than đá W = 3%

Năng suất thực tế của quá trình nghiền:

Năng suất tính theo khối lượng của các thiết bị theo năm :

Từ bảng tra ta có : khối lượng thể tích của than đá γ0= 2.2 (T/m )3

Năng suất tính theo thể tích = (Năng suất tính theo khối lượng)/γ0

Năng suất tính theo thể tích của các thiết bị theo năm :

- Ở nước ta, than thô thường được khai thác ở Quảng Ninh, cách rất xa những

nhà máy sản xuất ximăng, do đó than nguyên liệu sau khi khai thác và được gia

máy

- Ta dùng thiết bị gầu ngoạm dỡ than vào két chứa, sau đó dùng băng tải cao su vận chuyển than vào kho chứa thông qua thiết bi rãi đổ để than được rãi đều trong kho chứa

- Tại kho chứa ta dùng thiết bị dỡ tải để kết hợp với thiết bị vận chuyển than thô vào phểu chứa Sau đó vật liệu được định lượng và vận chuyển vào thiết bị nghiền nhỏ

Chọn thiết bị vận tải làm việc liên tục, dùng hệ thống cân trên băng tải cao su

cho lò quay trong quá trình sản xuất clinker thì than phải qua thiết bị sấy khô và nghiền mịn

- chon thiết bị vận chuyển sau khi nghiền : dùng vít tải vì có năng suất cao, hao phí trong quá trình vận chuyển ít, dồng thời hạn chế được ô nhiễm môi trường

Chọn thiết bị sấy và nghiền mịn là máy nghiền bi với một ngăn sấy và 2 ngăn nghiền mịn làm việc liên tục trong chu trình kín

Sơ đồ hệ thống nghiền sấy than bằng máy nghiền bi và đốt than gián tiếp

Sơ đồ cấu tạo

1 Phểu chứa 7 Hệ thống lọc bụi điện

2 Hệ thống cung cấp khí nóng 8 Ống khói

3 Máy nghiền bi 9 Cylone thu hồi

4 Vít vận chuyển 10.Bunker chứa

5 Gầu nâng 11.Vít vận chuyển

6 Hệ thống phân li không khí loại kín 12.Lò quay

IV.2 ) KIỂM TRA CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA THIẾT BỊ CHÍNH :

Dựa vào năng suất tính toán theo khối lượng là 198.91875T/h để chọn

máy như sau :

Chọn máy nghiền bi :

Theo Cataloge của hãng F.L.Smidth

Dựa vào năng suất tính toán theo khối lượng là 198.91875T/h nên

ta sẽ chọn 1 máy có năng suât dự kiến là 200 (T/h) Ta chọn được:

Tên máy : DOUDAN MILL

Đây là loại máy nghiền bi có 1 ngăn sấy vật liệu và 2 ngăn

nghiền vật liệu, có các thông số kỹ thuật : 56X 8.0+4.4

Năng suất

Ký hiệu

Trọng lượng bi max

Trọng lượng

trong thùng nghiền (T) Máy (T)

Tính toán các thông số kỹ thuật cơ bản của máy nghiền bi

Các công thức tính dưới được trích dẫn từ TÀI LIỆU THAM KHẢO :

Bộ môn Vật liệu xây dựng, Tập bài giảng Máy và TBSX VLXD 2001

 Số vòng quay tới hạn ( n th ) của máy nghiền bi :

Sơ đồ tính số vòng quay tới hạn

Với R : bán kính trong của máy R = D/2 = 5.7/2 = 2.85 (m)

(Đường kính D của máy nghiền là giá trị B=5.7m trong Cataloge)

 Số vòng quay hợp lý (n hl ) của máy nghiền bi :

Số vòng quay hợp lý là số vòng quay nào đó để cho bi đạn có chiều cao rơi là lớn nhất

n hl = 32 = 22.7 22.72.85

Số vòng quay hợp lý của máy cũng có thể xác định theo công thức

Kết quả kiểm tra này hợp lý với số liệu cho trong cataloge máy

(Tốc độc quay của máy là 12.9 vòng/ phút)

 Hệ số đổ đầy bi đạn :

Hệ số đổ đầy bi đạn là tỷ số giữa trọng lượng bi đạn trong máy khi máy làm việc, so với trọng lượng bi đạn đổ đầy toàn máy.

Trong đó :

G – Trọng lượng bi đạn trong máy khi làm việc [ T ]

V – Thể tích hữu ích của máy nghiền bi [ m3]

R – Bán kính trong của máy nghiền bi [ m ]

L – Chiều dài hữu ích của máy ngiền bi [ m ]

ϕ

L R

G V

G

2

=

=

Suy ra : G = π x 2.852 x 11.5 x 0.585 x 4.6 x 0.25

= 197.32 [ T ]

Vậy trọng lượng bi đạn thép nạp vào máy là 197.32T

 Trọng lượng vật liệu nạp vào máy :

Đối với bi đạn thép, khi nghiền khô :

)2.01.0

G= +

Với [G]max = 230 T (Số liệu kỹ thuật cung cấp trong Cataloge)

 Xác định kích thước bi đạn :

Để tăng hiệu quả đập nghiền, cần phải xác định hình dạng

và kích thước bi đạn Kích thước bi đạn bé quá, khả năng đập nghiền kém Nếu kích thước bi đạn lớn (>100 mm) dễ làm hỏng tấm lót

Xác định kích thước bi đạn theo công thức sau :

Dbd = 28 D [ mm ]3

Trong đó :

D – kích thước cục vật liệu lớn nhất nạp vào máy [mm]

D = 25 mm ⇒ Dbd = 28 25 = 81.87 mm 3

 Tính năng suất máy nghiền bi :

Năng suất của máy nghiền bi phụ thuộc rất nhiều vào các yếu tố: kích thước và kết cấu máy nghiền bi, sơ đồ nghiền, phương pháp nạp liệu, trọng lượng bi đạn và vật liệu nạp vào máy Ngoài ra còn phụ

thuộc vào độ ẩm, độ rắn của vật liệu, kích thước vật liệu vào và ra khỏi máy.

Năng suất của máy nghiền bi thường tính theo công thức thực

Năng suất tính toán thuộc phạm vi thiết kế [200 – 256]

Kết quả trên đươc chấp nhận

 CÔNG SUẤT CỦA MÁY NGHIỀN BI :

Năng lượng cần thiết mà máy nghiền bi tiêu hao dùng để :

- Nâng bi đạn

- Tạo cho bi đạn có động năng

- Khắc phục các lực cần thiết khác : lực ma sát, lực quán tính

Công tiêu hao để nâng bi đạn :

Công cần thiết để nâng bi đạn lên chiều cao h sau 1 chu kỳ :

A1 = G.h [ KG.m ]Trong đó :

= 99481.84 [ KG.m ]

Tổng công tiêu hao cho bi đạn :

= 1.3069 x 19320 x 2.85 = 734951 [ KG.m ]Sau n = 13 vòng trong 1 phút, tổng công để nâng bi đạn và tạo cho bi đạn có động năng là :

Công suất tiêu hao :

N = 0.0118 G R [ HP ]

= 0.0118 x 197320 x 2.85 = 3930.75 [ HP ]

Công suất tiêu hao để khắc phục các sức cản khác đặc trưng bằng các hệ số η1 và η2 :

η1 : Hệ số tác dụng hữu ích của máy, phụ thuộc vào cấu tạo và sự

máy Thường η2 = 0.85 ÷ 0.95

Công suất của động cơ :

Với 1 HP = 746 WVậy Nđc = 5138.235 x 746 = 3833 [ kW ]

Theo Cataloge, công suất của động cơ là 3960 kW

Kết quả tính toán trên sai lệch 3.2% so với số liệu trong

Cataloge

Sai số này rất bé nên kết quả kiểm tra có thể chấp nhận được.

1 2

3930.750.9 0.85

N

x

ηη =

CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG DÂY CHUYỀN

CÔNG NGHỆ

BĂNG TẢI CAO SU

1,3 Trống quay

2 Băng cao su

4 Hệ con lăn đỡ băng tải khi có tải

5,6Hệ con lăn đỡ băng tải khi không tải

7 khung thép đỡ băng tải

8 Phểu tháo liệu

9.Căng băng bằng dây kéo

10.Căng băng bằng đối trọng

11.Căng băng bằng vít

HỆ THỐNG VÍT TẢI:

A: Hệ thống vít (dạng lò xo xoắn đinh ốc)

THIẾT BỊ CYCLONE THU HỒI

HỆ THỐNG LỌC BỤI ĐIỆN

MÁY SẤY NGHIỀN BI LIÊN HỢP

Vật liệu thô đươc đưa vào máy nhờ ống nạp liệu (2) Đồng thời khí nóng với nhiệt độ khống chế qua ống (1) vào ngăn sấy,thực hiện quá trình sấy khô vật liệu Vật liệu sau khi sấy được cánh cuốn (4) đẩy vào ngăn nghiền I Qua ghi tháo liệu (11) vật liệu đươc gầu nâng vận chuyển vào thiế bị phân không khí Hạt đạt yêu cầu đươc đưa vào silone thu hồi,hạt không đạt yêu cầu đưa về ngăn III nghiền lại Sau đó được tháo liệu qua ghi và tiếp tục chu trình trên.

PHẦN V

KẾT LUẬN

Nhìn chung, quá trình lựa chọn và tính toán của các thiết bị tương đối phù hợp Trong dây chuyền này ta phải đặc biệt chú ý đến hệ thống thông thoáng chó máy nghiền bi và nhiệt độ đưa vào ngăn sấy phải khống chế ở nhiệt độ < (70 – 80)độ

C vì là qua trình nghiền than nên ở nhiệt độ cao rất dễ gây ra hậu quả đáng tiếc.Sản phẩm sau khi nghiền lần thứ luôn sử dụng vít tải nằm trong hộp kín

vì:năng suất cao, hao phí trong quá trình vận chuyển ít, và đặc biệt là hạn chế tối

đa ô nhiễm môi trường, đảm bảo sức khỏe cho công nhân

Ưu điểm của máy nghiền bi được sử dụng là

việc sử dụng máy sấy nghiền bi quá phức tạp trong khi ngoài thực tế việc nghiền than than đã có nhiều loại máy có cấu tạo đơn giản hơn rất nhiều

Tài liệu tham khảo:

[1] Bài giảng:máy và thiết bị sản xuất vật liệu xây dựng –

Th.S Nguyễn Ngọc Thành – Bộ môn VLXD ĐH BK Tp HCM

[2] Máy sản xuất vật liệu, cấu kiện xây dựng – Nguyễn Hồng Ngân – NXB ĐHQG Tp HCM

[3] 20 chủng loại ximăng và công nghệ sản xuất –

PGS-TS Hoàng Văn Phong-NXB Khoa hoc,kỹ thuật

[4] www.FLDSIMTH.com