物料的儲(chǔ)存及均化.ppt

第五節(jié) 物料的儲(chǔ)存及均化,一、物料的儲(chǔ)存 目的保證工廠的連續(xù)生產(chǎn)，避免由于外部運(yùn)輸?shù)牟痪狻⒃O(shè)備之間生產(chǎn)能力的不平衡，或由于前后段生產(chǎn)工序的工作班制不同，以及由于其它原因造成物料供應(yīng)的中斷或物料滯留堆積而堵塞，保證工廠生產(chǎn)連續(xù)均衡地進(jìn)行和產(chǎn)品均衡出廠，以及為了滿足生產(chǎn)過(guò)程中質(zhì)量控制和產(chǎn)品檢驗(yàn)的需要及均化或預(yù)均化工藝的要求。,（一）物料的儲(chǔ)存期 某物料的儲(chǔ)存量所能滿足工廠生產(chǎn)需要的天數(shù)，稱為該物料的儲(chǔ)存期。 確定物料儲(chǔ)存期長(zhǎng)短的主要影響因素如下: 1物料供應(yīng)點(diǎn)離工廠的遠(yuǎn)近及運(yùn)輸方式； 2物料成分波動(dòng)情況； 3地區(qū)氣候的影響； 4均化工藝上的要求； 5質(zhì)量檢驗(yàn)的要求；,對(duì)于水泥廠，由于其物料的儲(chǔ)運(yùn)量大，儲(chǔ)存設(shè)施占地面積大，儲(chǔ)運(yùn)設(shè)計(jì)是重點(diǎn)考慮的項(xiàng)目之一。各種物料的最低儲(chǔ)存期的規(guī)定見(jiàn)表4-7，儲(chǔ)存期以燒成車間的生產(chǎn)能力（熟料產(chǎn)量）為計(jì)算基準(zhǔn)。,水泥廠各種物料的儲(chǔ)存期（天） 表4-7,對(duì)于陶瓷廠，物料的儲(chǔ)存如表4-8考慮（儲(chǔ)存期以燒成車間的生產(chǎn)能力為計(jì)算基準(zhǔn)）：,對(duì)于玻璃廠，儲(chǔ)存期一般可取以下定額（以熔制車間的生產(chǎn)能力為計(jì)算基準(zhǔn)）： 大量使用的原料（如砂巖、硅砂、白云石），儲(chǔ)存期應(yīng)能滿足運(yùn)輸周期再加1520天。 A = (1520) + S + S1 式中：A儲(chǔ)存期（天）， S運(yùn)輸天數(shù)， S1質(zhì)量控制、化驗(yàn)分析天數(shù)（包括取樣、制樣、分析、改料方，一般按7天考慮）。一般分三堆存放，每堆1015天，約3045天。,小量使用的原料如長(zhǎng)石、石灰石、螢石等，根據(jù)情況分三堆（或兩堆），每堆存10天左右，總計(jì)約2030天，如運(yùn)輸周期較長(zhǎng)，應(yīng)考慮儲(chǔ)存期適當(dāng)加大。 純堿芒硝儲(chǔ)存期為運(yùn)輸周期再加20天，一般采用3040天。 表4 -9給出的是某新建年產(chǎn)120萬(wàn)重箱浮法玻璃廠，設(shè)計(jì)確定的物料儲(chǔ)存期。,（二）儲(chǔ)存設(shè)施的選擇 儲(chǔ)存設(shè)施的選擇主要取決于工廠的規(guī)模、工廠的機(jī)械化自動(dòng)化的水平、投資的大小、物料的性質(zhì)以及對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求等。工廠的儲(chǔ)存設(shè)施主要有露天堆場(chǎng)、堆棚、各類圓庫(kù)等。 露天堆場(chǎng) 物料堆棚 圓庫(kù),（三）儲(chǔ)存設(shè)施的計(jì)算,1露天堆場(chǎng) 對(duì)于較大型的露天堆場(chǎng)，設(shè)計(jì)方案常采用如下兩種類型： （1）設(shè)有龍門吊車的露天堆場(chǎng)（大、中型水泥廠常采用）。 （2）用推土機(jī)及鏟車堆料的露天堆場(chǎng)。,堆場(chǎng)內(nèi)的料堆應(yīng)整齊排列，料堆的寬度應(yīng)一致。當(dāng)堆場(chǎng)的型式確定后，料堆的高度及寬度即已確定。對(duì)于長(zhǎng)方形布置的料堆，由于物料休止角的關(guān)系，一般形成四棱臺(tái)形料堆。料堆的形式如圖4.5 -3所示，根據(jù)料堆高度、寬度可計(jì)算料堆的長(zhǎng)度： 求出堆場(chǎng)內(nèi)各種物料料堆的占地面積之和并考慮堆場(chǎng)面積利用系數(shù)(一般為0.600.75)后即可計(jì)算出露天堆場(chǎng)占地總面積。,L=,公式適用條件：L和B2H ctg,堆料高度可達(dá)10 m左右，龍門吊車跨度在2540 m，起重量5 t，3 m3抓斗,堆料高度一般為67m,2堆棚 堆棚所需面積取決于被儲(chǔ)存物料的種類、堆積密度及料堆的高度。一般情況下原料的存放面積可按下式計(jì)算：,式中 S原料的存放面積，（m2）； Q原料的儲(chǔ)存量，t； h原料堆的高度，m； 料堆的有效體積系數(shù)，一般在0.70.8的范圍； 原料的堆積密度，tm3。,圓庫(kù) 圓庫(kù)的大小按物料要求的儲(chǔ)存量而定，其筒高與直徑的比值(高徑比)一般為l2.5，常用22.5。其型式隨儲(chǔ)存物料的不同和直徑的大小而不同，主要區(qū)別在于圓庫(kù)底部的形狀，常見(jiàn)的有平底圓庫(kù)及帶有錐形漏斗的圓庫(kù)，以后者使用較多。 圖4.54示出常見(jiàn)的幾種儲(chǔ)存物料的圓庫(kù)型式。,I、II、型庫(kù)庫(kù)底設(shè)有錐型漏斗，錐體角度在50左右。I型庫(kù)不便施工，現(xiàn)較少采用。為便于出料，II型、型錐形漏斗下部設(shè)置高約l m的鋼板漏斗，為半漏斗式庫(kù)。直徑通常8 m，設(shè)計(jì)時(shí)錐體角度一般為55。 型庫(kù)庫(kù)底為雙曲線錐形漏斗，下料方便，在下料口處不易產(chǎn)生物料的起拱堵塞，但錐體部分高度較大，施工困難，常用作原煤的儲(chǔ)存庫(kù)。V型庫(kù)直徑較大，庫(kù)底卸料口數(shù)量較多，可作為需要儲(chǔ)存量較大的物料用。,當(dāng)粉料儲(chǔ)存量較大時(shí)，常采用如右圖所示的平底庫(kù)。這種圓庫(kù)的直徑較大(815 m)，間歇攪拌生料系統(tǒng)的儲(chǔ)存庫(kù)，也可用于水泥、粉煤灰等粉狀物料的儲(chǔ)存,大、中型水泥廠的水泥庫(kù)規(guī)格較大，除庫(kù)底采用多個(gè)下料口卸料外，還須考慮庫(kù)側(cè)卸料以滿足水泥散裝裝車的要求。,二、物料的均化 （一）概述,1、物料均化的意義 物料的均化，可以提高物料成分的均勻性。物料成分均勻性的提高，不僅可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，穩(wěn)定生產(chǎn)工藝過(guò)程，而且可以利用劣質(zhì)原料和燃料，擴(kuò)大原料資源，延長(zhǎng)礦山使用壽命等，具有較高的技術(shù)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。是近些年得到迅速發(fā)展和被工廠廣泛應(yīng)用的新工藝、新技術(shù)。 尤其是水泥廠生產(chǎn)工藝過(guò)程中的廣泛應(yīng)用。,2、均化技術(shù)的發(fā)展 濕法生產(chǎn)的料漿易于配庫(kù)、均化。 1951年干法懸浮預(yù)熱器窯的出現(xiàn)，生料粉的均勻性成為焦點(diǎn)，均化技術(shù)的研究隨干法生產(chǎn)的發(fā)展而不斷深入并得到成功。 為制備成分均齊的生料，從原料礦山開(kāi)采直至生料入窯前的生料制備全過(guò)程中，可在四個(gè)環(huán)節(jié)采取措施： 1）原料礦山按質(zhì)量情況計(jì)劃開(kāi)采和礦石搭配使用。 2）原料在堆場(chǎng)或儲(chǔ)庫(kù)內(nèi)的預(yù)均化。 3）粉磨生料過(guò)程中的配料控制與調(diào)節(jié)。 4）生料入窯前在均化庫(kù)內(nèi)進(jìn)行均化。,原料的預(yù)均化和生料的均化這兩個(gè)環(huán)節(jié)，約占生料全部均化工作量的80左右。 原料的預(yù)均化原料在入生料磨之前的均化工作，一般指在特定的均化設(shè)施預(yù)均化堆場(chǎng)中的均化工作。 生料的均化亦在特設(shè)的生料均化庫(kù)內(nèi)進(jìn)行。 （1）預(yù)均化堆場(chǎng)的發(fā)展 預(yù)均化堆場(chǎng)出現(xiàn)是1905年，美國(guó)用于冶金行業(yè)。 水泥行業(yè)開(kāi)始是1959年，美國(guó)河岸水泥公司Oro. Grande水泥廠首先采用。以后，這一技術(shù)的發(fā)展日趨完善。其主要標(biāo)志是： 1）預(yù)均化效果較高，58，最高達(dá)10 。保證了生料所需要的均齊性，同時(shí)使總體均化費(fèi)用降低；,2）預(yù)均化堆場(chǎng)占地面積相對(duì)減少，3.54/t.sh -22.5/t.sh； 3）實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。 （2）生料均化技術(shù)的發(fā)展 機(jī)械倒庫(kù)1950年以前； 間歇式空氣攪拌庫(kù)50年代初期，預(yù)熱器窯的發(fā)展；60年代中后期，雙層庫(kù)。70年代廣泛應(yīng)用。 連續(xù)式空氣攪拌庫(kù)早期是串聯(lián)雙庫(kù)； 連續(xù)式混合室空氣攪拌庫(kù)德國(guó)Claudius Peters公司；1975年均化室?guī)臁?70年代后期，多料流庫(kù)丹麥F.L.Smidth公司CF庫(kù)(Controlled Flow)；德國(guó)Polysius公司MF庫(kù)(Multiflow silo)。,（二）均化設(shè)施性能的評(píng)價(jià) 物料成分的均勻性，以物料某成分含量的波動(dòng)大小來(lái)衡量。根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計(jì)的概念，可以用標(biāo)準(zhǔn)偏差s來(lái)表示，計(jì)算式如下:,式中 物料中某成分的各次測(cè)量值; 各次測(cè)量值的算術(shù)平均值，即,n測(cè)量次數(shù)。,因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)偏差是一種數(shù)理統(tǒng)計(jì)概念，為了如實(shí)地反映客觀情況，具有一定的真實(shí)性和可靠性，要求計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差的原始數(shù)據(jù)即測(cè)量值不應(yīng)少于2030個(gè)，一般應(yīng)大于50個(gè)數(shù)據(jù)。 標(biāo)準(zhǔn)偏差s愈小則表示物料成分愈均勻。,：No.1=92.58%, No.2=92.03%,標(biāo)準(zhǔn)偏差：No.1=4.68, No.2=1.96,均化設(shè)施性能的衡量指標(biāo)為均化效果，通常是指均化設(shè)施進(jìn)料和出料的標(biāo)準(zhǔn)偏差值之比，即: H = s進(jìn)/ s出 式中： H均化設(shè)施的均化效果; s進(jìn)、s出分別為進(jìn)入和卸出該均化設(shè)施時(shí)物料中某成分的標(biāo)準(zhǔn)偏差。 （三）原、燃料的預(yù)均化 預(yù)均化的基本原理 平鋪直取。使堆場(chǎng)兼有儲(chǔ)存和均化兩個(gè)功能。,圖4.56 預(yù)均化堆場(chǎng)均化原理示意圖 (a)預(yù)均化堆場(chǎng)進(jìn)料成分的波動(dòng)情況；(b)堆場(chǎng)堆、取料示意圖；(c)經(jīng)預(yù)均化后出料成分的波動(dòng)情況 t堆料時(shí)每層物料；Q每取料截面層物料量,1預(yù)均化方案及堆場(chǎng)布置型式的選擇 1）方案 是否需要采用預(yù)均化堆場(chǎng)及選擇何種預(yù)均化方案，應(yīng)從工廠的規(guī)模、生產(chǎn)方法、投資大小和生料制備均化鏈的四個(gè)均化環(huán)節(jié)加以綜合考慮。 在生料制備均化鏈中，預(yù)均化堆場(chǎng)主要起兩個(gè)作用：消除進(jìn)廠原料的長(zhǎng)周期波動(dòng)和顯著地降低原料成分波動(dòng)的振幅，縮小其標(biāo)準(zhǔn)偏差值。 是否需要采用預(yù)均化堆場(chǎng)。一般主要基于如下三方面的要求加以考慮，即原料均勻性的要求、物料儲(chǔ)存的要求和配料控制的要求。,對(duì)入窯生料成分均勻性的要求: 石灰飽和系數(shù)(以KH計(jì)算)：0.015；硅酸率：0.05；鋁氧率：0.05；CaCO3含量標(biāo)準(zhǔn)偏差：S0.2。 當(dāng)進(jìn)料石灰石碳酸鈣的標(biāo)準(zhǔn)偏差大于3，而其他原料如粘土、煤等也有較大波動(dòng)時(shí)，就應(yīng)考慮采用石灰石預(yù)均化堆場(chǎng)； 當(dāng)石灰石碳酸鈣標(biāo)準(zhǔn)偏差小于，要結(jié)合石灰石儲(chǔ)庫(kù)、生料粉磨及生料均化庫(kù)各級(jí)均化效果，綜合考慮設(shè)置生料全部制備系統(tǒng)的均化措施。,2）布置型式 預(yù)均化堆場(chǎng)按布置型式可分為矩形預(yù)均化堆場(chǎng)及圓形預(yù)均化堆場(chǎng)。 （1）矩形堆場(chǎng) 矩形堆場(chǎng)一般設(shè)有兩個(gè)料堆，一個(gè)料堆在堆料，另一個(gè)料堆在取料，相互交替。 儲(chǔ)量57天/個(gè)。 料堆的長(zhǎng)寬比為56。,如： 冀東水泥廠，料堆堆存量40000噸2 寧國(guó)水泥廠，料堆堆存量36500噸2 堆料機(jī)能力600t/h，6070小時(shí)堆滿一堆； 共堆400層，平鋪一層約10min.。 設(shè)CaCO35%，5%/400 = 0.0125%。 冀東、寧國(guó)水泥廠50300m。,矩形預(yù)均化堆場(chǎng)的兩種布置方式,（2）圓形堆場(chǎng) 只有一個(gè)圓形料堆，在料堆斷開(kāi)處，一端連續(xù)取料，另一端連續(xù)堆料。已堆好的料堆中，包括正在取料的部分，必須有可供工廠使用47天的儲(chǔ)存量。,（3）圓形堆場(chǎng)與矩形堆場(chǎng)的比較 優(yōu)點(diǎn)： a. 占地面積?。?b. 在容量相同的條件廠設(shè)備購(gòu)置費(fèi)較低，并且經(jīng)營(yíng)費(fèi)用比矩形堆場(chǎng)可省些； c. 不存在處理端錐的困難； d. 易于控制。,不足： a. 物料的分布不如矩形堆場(chǎng)的長(zhǎng)形料堆對(duì)稱而均勻； b. 總體布置及擴(kuò)建； c. 堵塞、地下水位； d. 預(yù)配料調(diào)整不方便。,3）堆、取料方式 （1）堆料方式 矩形預(yù)均化堆場(chǎng)內(nèi)，原料堆成長(zhǎng)型料堆，堆料方式主要有： a. 單人字形堆料法 b. 多人字形堆料法 c. 波浪形堆料法 d. 水平層狀堆料法 e. 橫向傾斜層狀堆料法 f. 縱向傾斜層狀堆料法 圓形預(yù)均化堆場(chǎng)內(nèi)，原料堆成圓形料堆，堆料方式為：連續(xù)式堆料法。,（2）堆料機(jī)械 膠帶堆料機(jī)，耙式堆料機(jī) a. 天橋膠帶堆料機(jī) 天橋膠帶堆料機(jī) （1）帶移動(dòng)卸料車的天橋膠帶堆料機(jī)； （2）帶移動(dòng)膠帶輸送機(jī)的天橋膠帶堆料機(jī),b.車式懸臂膠帶堆料機(jī),車式懸臂膠帶堆料機(jī) （1）只調(diào)節(jié)懸臂膠帶傾角； （2）可以調(diào)節(jié)懸臂膠帶 傾角和長(zhǎng)度,c.門式懸臂膠帶堆料機(jī) d.臥庫(kù)式橋式膠帶堆料機(jī),門式懸臂膠帶堆料機(jī),臥庫(kù)式橋式膠帶堆料機(jī),e. 耙式堆料機(jī),耙式堆料機(jī)堆料作業(yè)示意圖 （1）橫向傾斜層狀堆料； （2）人字形堆料,（3）取料方式 有端面取料、側(cè)面取料和底部取料三種。 取料時(shí)應(yīng)能最大限度地同時(shí)切取到形成料堆的各料層，因此對(duì)不同的堆料方式相應(yīng)采取不同的取料方式。 （4）取料機(jī)械 a. 橋式刮板取料機(jī)；b. 全門式耙式取料機(jī)； c. 橋式圓盤取料??；d. 轉(zhuǎn)筒取料機(jī)； e. 鏈斗取料機(jī)； f. 橋式斗輪取料機(jī)； g. 懸臂式斗輪取料機(jī) 。,圖4.515 圓形堆場(chǎng)的作業(yè)示意圖,3預(yù)均化堆場(chǎng)設(shè)計(jì)的幾個(gè)問(wèn)題及一些參數(shù)的確定,(1) 物料成分的周期性波動(dòng)問(wèn)題 (2) 堆料的顆粒離析現(xiàn)象 (3) 端錐問(wèn)題 (4) 布料的均勻性問(wèn)題 (5) 料堆的長(zhǎng)寬比 (6) 堆料層數(shù),（四）生料的均化,機(jī)械均化 氣力均化。 1生料粉間歇均化系統(tǒng) 間歇均化的生料庫(kù)攪拌庫(kù)和儲(chǔ)存庫(kù)。 均化原理充氣活化、攪拌 工藝布置主要有兩種型式： 雙層料庫(kù)，并列料庫(kù),2生料粉連續(xù)均化系統(tǒng) 串聯(lián)雙庫(kù)； 混合室均化庫(kù)和多料流均化庫(kù)。 （1）串聯(lián)雙庫(kù) （2）混合室均化庫(kù) 混合室均化庫(kù)的基本型式大庫(kù)內(nèi)設(shè)置一個(gè)小的攪拌庫(kù)，其體積約為大庫(kù)的35%。庫(kù)容量幾乎不受限制，小到一千噸，大到一萬(wàn)噸以上，可適應(yīng)小型、中型到大型水泥廠的生料均化之用。使用上只需12個(gè)庫(kù)即可滿足均化和儲(chǔ)存的要求。,混合室均化庫(kù)的均化過(guò)程是先進(jìn)行重力混合均化，然后進(jìn)行氣力攪拌均化，總的均化效果為此兩種均化效果的乘積。由于重力混合的耗氣量少，所以均化電耗較低。Claudius Peters混合室?guī)斓木Ч蛇_(dá)810，電耗為0.541.08MJ/t（不包括生料的進(jìn)、出料電耗）。,1975年該公司將錐形混合室改為直徑較大的圓柱形攪拌室，稱為均化室?guī)?改進(jìn)后的均化室?guī)煊捎跀嚢枋胰莘e擴(kuò)大近兩倍以上，顯著地提高了攪拌室內(nèi)氣力均化的效果，增加了對(duì)原料較長(zhǎng)時(shí)間和較大幅度波動(dòng)的適應(yīng)能力，其最佳均化效果可達(dá)1115，電耗約為1.82.2MJ/t（不包括生料的進(jìn)、出料電耗），投資費(fèi)用也較低。,連續(xù)式混合室均化庫(kù),（2）多料流均化庫(kù),多料流均化庫(kù)(MF庫(kù))在單獨(dú)使用時(shí)，均化效果H可達(dá)7，雙庫(kù)并聯(lián)操作可達(dá)10。電耗很低，單庫(kù)時(shí)電耗為0.4320.576MJ/t。 控制流均化庫(kù)(CF庫(kù))均化效果H可達(dá)1016，均化電耗為0.721.08MJ/t。,圖4.521 Polysius多料流式均化庫(kù) （MF庫(kù)Multiflow）,圖4.522 F.L.Smidth控制流均化庫(kù) （CF庫(kù)Controlled Flow）,3生料均化系統(tǒng)的選擇,在生料制備均化鏈中，設(shè)置生料均化庫(kù)的目的在于消除出磨生料所具有的短周期高頻率的成分波動(dòng)，使生料碳酸鈣及其他成分含量的標(biāo)準(zhǔn)偏差值有