年产150万平米玻化砖厂生产工艺及关键车间设计

课程设计说明书课题名称：年产150万平米玻化砖厂生产工艺及关键车间设计专业班级：无机非金属09-1班学生学号：学生姓名：指导教师：课题工作时间：2012.12.1至2013.1.11-2--2-目录前言‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥3第一章总论‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥3第二章总平面布置及运输‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥6第三章工艺设计‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥8第四章辊道窑设计‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥13第五章燃烧计算与热量衡算‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥17第六章总结‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥24参考文献‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥24-3--3-前言本课程设计的目的是对所学的知识以实际结合，学生通过设计将能综合运用和巩固所学知识，并学会如何将理论知识和生产实践相结合，去研究解决实际中的工程技术问题，本设计的任务主要是培养学生设计与绘图的基本技能，初步掌握工厂设计，窑炉设计的程序、过程与内容。第一章总论1.1选择原则A:建厂地带的选择需符合当地建设规划,还必须考虑:①原料的来源。②燃料和动力的来源。③原材料和产品的运输距离与运输条件。④与协作企业的配合,开展专业化的协作,不搞全能厂,减少投资有利于促进技术的进步和劳动生产率的提高。B:厂址选择①地形,面积要满足工艺要求,并做到节约用地,考虑长远发展。②要靠近原料,燃料基地,靠近水电,节约投资,降低成本,同时考虑,不占用田地,不污染农田。③满足交通运输,环境卫生的要求。注意满足水文,地质的要求,不能建在不利地质区,考虑承载力,地耐力等等。④考虑到有利于职工的生活和协作,尽可能靠近城镇和协作厂,利于生活福利的配合和辅助材料的供给。1.2厂址地理位置、地貌、地形、地质、气象等自然情况1.3工厂运输量及运输方案，运输条件及需要建的设施厂外运输采用火车和汽车为主，长内运输采用铲车、皮带运输机、波状挡边皮带运输机，泥浆采用管道,隔膜泵,柱塞泵,双缸泵输送。压缩空气、水、煤气等为管道输送。北面有昌景公路,工厂大门(人流,物流)与公路相接,物流所用的道路与邻厂共用,厂内-4--4-建有汽车库,用于停放机动车辆,机修车间可对设备进行维修。1.4治理设施在建陶生产中会产生废水、废气、噪音、粉尘等，对环境造成污染，故需采用有效的治理措施，减少污染，改善劳动条件，创造清洁、舒适的工作场所，做到文明生产。1.粉尘污染防治为了防止粉尘的危害，设计中应贯彻“以防为主，防治结合”的原则，在工艺条件允许的情况下，尽量对产尘场所进行密闭处理，防止粉尘外逸，对于产生粉尘最大的喷雾干燥塔和料仓，采用集中布置的方法，尽量与其他车间隔离。在不允许密闭的产尘点设计吸尘罩，如粉料筛处设密闭吸尘罩，含尘气体经过除尘净化后方准许排出。车间地面经常用水冲洗，改善车间工作环境，在厂区主要道路两旁种植绿树(吸尘)及铺设草皮，尽最大可能绿化、净化周围环境。2.污水处理费水主要来自于洗料、冷却水、冲洗设备、湿式除尘及生活废水，基本上不含有毒物质，只需将悬浮的粘土、泥沙等在污水池内采用沉淀剂沉淀或用简单的沉降方法进行沉淀处理，沉淀再经过榨泥机榨泥处理，净化后的水可循环使用，用于冷却用水。3.废气窑炉以混合煤气为燃料，其排放烟气中污染物指标应低国家规定低的排放标准，喷雾干燥塔排放尾气采用旋风分离器收尘，其粉尘排放浓度低于国家规定的排放标准(＜200mg/Nm3)4.废渣将生产中产生的不可再利用的废瓷砖、废坯和在废水处理中产生的沉淀物一起送到废品队场，集中处理。5.噪音①来自球磨机和喷雾干燥塔，对球磨机进行集中布置，本设计中让它们与其它工作隔离，以减弱对其它工作区的影响。②高压鼓风机的影响。主要是空气动力性噪音，可采用装消声器，风机基础可采用弹簧减振基础，来达到降低机械噪音的效果。1.5治理后排出的污水、废气、废渣及其它排放物的性质、数量与国家排放标准及当地排放的规定：①喷雾干燥塔排放尾气含尘量＜200mg/Nm3②各生产车间含尘浓度＜2mg/m3-5--5-③排放废水中悬浮含量＜200mg/L1.6节能措施1.7职业安全卫生1.粉尘在车间不止吸尘设备，工人应带防尘面具。2.噪音大的车间，应设置隔音和消声设施，降低燥声声音强度。3.使用煤气的设备应具有连锁与报警装置，遇有故障能自动切断煤气供应一确保安全。4.在危险区，设置特殊标志或封闭，防护栏。1.8工厂机械化，自动化水平，全厂集中控制程度全厂从原料车间到产品烧成，基本实现了机械化，连续化生产，采用国内先进设备，自动化水平较高，工人劳动强度较低。原料车间，烧成车间，布局紧凑，各工序都须考虑备用和扩大生产问题，为今后扩大生产创造了条件。1.9生产车间和辅助车间的工作制度原料车间全部为三班制，成烧车间中检选为两班制，期于皆为三班制；辅助车间中，煤气调压站、配电站、空压站皆为三班制；污水处理、机修车间为常班。1.10存在的问题及建议1.工艺参数从参观实习和资料上收集数据，作理论上的估测，有待实践调整。2.技术经济受时间、资料和本人知识所限，需作进一步的探讨。3.本设计仅从工艺角度来分析，对工人素质、管理水平没有作进一步的探讨。4.新建厂对员工素质要求较高，设备安装调试需要时间，利用这个空挡，建议在xx市作广泛的专业协作，选拔一批熟练的技术骨干及招收一批陶瓷专业的应届毕业生，为工厂的长远发展奠定基础。5.与其它专业人员，给排水，电力，土建，环保部门进行协作。-6--6-第二章总平面布置及运输2.1设计依据和范围根据建厂地点的原始地形和气象水文质料以及年产250万平米大颗粒抛光砖工厂的面积在土地范围内进行工厂总平面布置设计。2.2.1全厂总占地面积全厂占地面积为：67725平米；建筑物占地面积24602平米，建筑物占全厂面积的36.3%；堆场占地面积10500平米。在满足工艺和运输等要求的前提下，总平面布置采用分厂房布置，以减少工序之间的干扰。考虑到工厂将来的发展，土地可以后期征用，所用土地多为荒地，不用拆迁建筑物。2.2.2存在的问题1.土地承力有限，对重型设备如球磨机、喷雾干燥塔、压机等基础要加固，不宜建多层厂房。2.供电线路距电厂约6公里，专用架线投资太大，可与临近工厂协商共同使用。2.3总平面布置2.3.1总平面布置原则1.把生产联系紧密的和类似的车间集中或靠近布置。2.厂址中间布置主要车间，辅助车间布置在其附近。3.生产中有污染厂房布置在边缘地带或下风向。4.清洁车间要布置在上风向，并远离振动大的车间。5.运输量大车间，结合生产工艺，要求布置在主要货流通道旁。6.生活设施靠近人流通道。7.动力设施靠近负荷大的车间。8.有噪音的车间要远离生活区。9.贯彻执行国家有关方针政策，节约土地，少占或不占农田，少拆或不拆民房。10.重视环保工作，合理地对厂区进行绿化美化。11.合理地考虑工厂的发展，扩建和改建。2.3.2工人出入口的选择和布置特征工厂靠近昌景公路一侧，人流、货流与路相连；两个货流门，一个用于原料运输进厂，一个用于成品运输出厂；人流门在货流的另一边；人流货流互不干扰。原料堆场、废品堆场、成品库均布置于货流主通道旁。采用电子喂料机喂料，采用高挡边皮带运输-7--7-机、皮带运输机送料进原料车间，减少运输量。2.3.3竖向布置原则车间布置要有利于场地积水的排除；另外应保证车间之间的生产联系方便，以及土方量最小。2.3.4工厂的防护措施及其它工厂除物流出入口及厂前段的物流门和入流门之间用铁栅栏外，其余都修围墙，在人流、物流门口都设有专门的门卫。厂房的四周及主要道路两侧都有绿化带，在原料车间空压站要突出绿化一净化空气，通过绿化来减少粉尘、噪音污染，建筑物之间应保留适当的防火安全距离，天桥高度至少5m以上，以确保消防车畅通无阻。2.3.5本设计暂时不考虑生活区的布置，生产区厂房之间要互相联系而又有一定的距离，厂房的门与门之间最好相对，这样方便车辆（主要是小型）的进出。空压站应建在厂区的上风方向；煤气站应建立在厂区的下风方向，并与配电房隔开；废水处理站、废品堆场靠近物流通道，以便于废品的及时运出；汽车库应建于货流干道近拐角处，以方便倒、进、出车。2.4总平面布置主要设计指标表序号指标名称单位数量备注1全厂占地面积平米677252建筑物占地面积平米246023堆场占地面积平米105004道路及广场占地面积平米150005绿化率%266建筑系数%36.32.5存在的问题及建议1.在总平面布局中，对于管道网络没有作进一步的探讨，但是流有管道铺设的地带。2.总平面布置中，流有一定的余地，以便于工厂以后改建、扩建。3.某些辅助车间、仓库、堆场具体大小在实践中再作调整。第三章工艺设计-8--8-设计依据及要求3.1物料衡算依据3.1.1生产技术指标项目指标生产任务年产150万㎡玻化砖产品质量标准吸水率不大于0.5%。产品规格800×800×10mm3相对密度80％产品单重9㎏/㎡入窑水分≤2.0%烧成制度一次烧成烧成温度1200℃烧成周期45分钟烧成合格率98%主机年工作日300天3.1.2各工序工艺参数项目指标（%）检选包装损失率2烧失率1烧成废品率2储坯破损率2干燥破损率2成型破损率2泥浆过筛除铁损失率1球磨损失率1原料储运损失率1喷干回坯率1成型回坯率13.2玻化砖配料化学成分%-9--9-名称I.LSiO2Al2O3Fe2O3CaOMaO其他总和组成成分5.5659.6718.643.114.212.516.20100.00坯料配方原料硬质粘土钠长石石英镁质粘土石灰石（CaO）Fe2O3%56.938.4019.176.772.845.353.3工艺流程设计全厂工艺流程:原料进厂→地磅过称→取样化验→铲车配料→电子喂料机→皮带运输→湿法球磨→压力放浆→放浆池→过筛除铁→贮浆池→工作罐→柱塞泵→喷雾干燥塔造粒→过筛→皮带运输→斗式提升机→料仓闷料→陈腐→备用→送料→压制成型→干燥→降温、吹灰→喷水→储坯→两次洗边→多道印花→干燥→生坯检验→烧成→拣选→包装入库3.4物料平衡计算一次烧成①年出窑量（烧成量）=工厂年产量/（1-检验、包装废品率）=2.15万t②年装窑量=年出窑量/（1-烧成废品率）=2.17万t③年干燥量=年施釉量/（1-干燥废品率）=2.21万t④年成型量=年干燥量/（1-成型、修坯废品率）=2.26万t⑤年坯料需要量==2.33万t⑥废坯泥回收量（干基）=（年干燥量×干燥废品率+年成型量×成型废品率+年成型量×成型余泥率）×坯泥回收利用率=0.13万t⑦年泥料破碎、粉碎加工量（干基）={年坯料需要量（干基）-废坯泥回收量（干基）}／{（1-粗、中碎损失率）（1-球磨、过筛损失率）}=2.27万t3.5原料车间主要生产设备选型1.粉碎设备M=K×Q×t/(F×H)=1.2×2.27万t×12/(15t×24×300)=3.03台练泥、压滤损失率）切削损失率）（（年成型量-1-1-10--10-选取三台型号：Φ15000×5700mm×mm筒体转速27r/min；装球量15t；给料粒度=25mm；出料粒度0.074mm；产量3.5-8t/h；电机功率132kw;机重24.7t。2.喷雾干燥塔计算M:喷雾干燥塔台数Q：粉料加工量,t/dF:喷雾干燥塔每小时蒸发的水量，kg水/hK:不平衡系数，取1.2w1:泥浆含水率33.3%w2:粉料含水率8%M=K×1000×Q×(w1-w2)/[24×300×F×(1-w1)(1-w2)]若取喷雾干燥塔每小时蒸发水量F=2000kgH2O/h,则需要喷雾干燥塔台数M=1台。选型如下：型号系列：LPG2000水分蒸发量（kg/h）：2000转速（r.p.m）：8000—15000离心喷雾头转动形式：机械传动热源（自选）：煤气入口温度℃：140～350自控出口温度℃：80～90喷雾直径：180～340生产厂家：常州市范强干燥设备有限公司3、压砖机N：压机台数Q:每天需要成型量F:每台压机每天压片数量（F=压机每天工作班次×每班工作时间×压机每分钟压制次数×压机每次压制片数）K:不平衡系数，取1.2N=K*Q/