物料的儲存及均化.ppt

第五節(jié) 物料的儲存及均化,一、物料的儲存 目的保證工廠的連續(xù)生產(chǎn)，避免由于外部運輸?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)均衡地進行和產(chǎn)品均衡出廠，以及為了滿足生產(chǎn)過程中質(zhì)量控制和產(chǎn)品檢驗的需要及均化或預(yù)均化工藝的要求。,（一）物料的儲存期 某物料的儲存量所能滿足工廠生產(chǎn)需要的天數(shù)，稱為該物料的儲存期。 確定物料儲存期長短的主要影響因素如下: 1物料供應(yīng)點離工廠的遠(yuǎn)近及運輸方式； 2物料成分波動情況； 3地區(qū)氣候的影響； 4均化工藝上的要求； 5質(zhì)量檢驗的要求；,對于水泥廠，由于其物料的儲運量大，儲存設(shè)施占地面積大，儲運設(shè)計是重點考慮的項目之一。各種物料的最低儲存期的規(guī)定見表4-7，儲存期以燒成車間的生產(chǎn)能力（熟料產(chǎn)量）為計算基準(zhǔn)。,水泥廠各種物料的儲存期（天） 表4-7,對于陶瓷廠，物料的儲存如表4-8考慮（儲存期以燒成車間的生產(chǎn)能力為計算基準(zhǔn)）：,對于玻璃廠，儲存期一般可取以下定額（以熔制車間的生產(chǎn)能力為計算基準(zhǔn)）： 大量使用的原料（如砂巖、硅砂、白云石），儲存期應(yīng)能滿足運輸周期再加1520天。 A = (1520) + S + S1 式中：A儲存期（天）， S運輸天數(shù)， S1質(zhì)量控制、化驗分析天數(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，總計約2030天，如運輸周期較長，應(yīng)考慮儲存期適當(dāng)加大。 純堿芒硝儲存期為運輸周期再加20天，一般采用3040天。 表4 -9給出的是某新建年產(chǎn)120萬重箱浮法玻璃廠，設(shè)計確定的物料儲存期。,（二）儲存設(shè)施的選擇 儲存設(shè)施的選擇主要取決于工廠的規(guī)模、工廠的機械化自動化的水平、投資的大小、物料的性質(zhì)以及對環(huán)境保護的要求等。工廠的儲存設(shè)施主要有露天堆場、堆棚、各類圓庫等。 露天堆場 物料堆棚 圓庫,（三）儲存設(shè)施的計算,1露天堆場 對于較大型的露天堆場，設(shè)計方案常采用如下兩種類型： （1）設(shè)有龍門吊車的露天堆場（大、中型水泥廠常采用）。 （2）用推土機及鏟車堆料的露天堆場。,堆場內(nèi)的料堆應(yīng)整齊排列，料堆的寬度應(yīng)一致。當(dāng)堆場的型式確定后，料堆的高度及寬度即已確定。對于長方形布置的料堆，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、寬度可計算料堆的長度： 求出堆場內(nèi)各種物料料堆的占地面積之和并考慮堆場面積利用系數(shù)(一般為0.600.75)后即可計算出露天堆場占地總面積。,L=,公式適用條件：L和B2H ctg,堆料高度可達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算：,式中 S原料的存放面積，（m2）； Q原料的儲存量，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 圓庫的大小按物料要求的儲存量而定，其筒高與直徑的比值(高徑比)一般為l2.5，常用22.5。其型式隨儲存物料的不同和直徑的大小而不同，主要區(qū)別在于圓庫底部的形狀，常見的有平底圓庫及帶有錐形漏斗的圓庫，以后者使用較多。 圖4.54示出常見的幾種儲存物料的圓庫型式。,I、II、型庫庫底設(shè)有錐型漏斗，錐體角度在50左右。I型庫不便施工，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。直徑通常8 m，設(shè)計時錐體角度一般為55。 型庫庫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，常用作原煤的儲存庫。V型庫直徑較大，庫底卸料口數(shù)量較多，可作為需要儲存量較大的物料用。,當(dāng)粉料儲存量較大時，常采用如右圖所示的平底庫。這種圓庫的直徑較大(815 m)，間歇攪拌生料系統(tǒng)的儲存庫，也可用于水泥、粉煤灰等粉狀物料的儲存,大、中型水泥廠的水泥庫規(guī)格較大，除庫底采用多個下料口卸料外，還須考慮庫側(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)工藝過程，而且可以利用劣質(zhì)原料和燃料，擴大原料資源，延長礦山使用壽命等，具有較高的技術(shù)經(jīng)濟價值。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、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，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，從原料礦山開采直至生料入窯前的生料制備全過程中，可在四個環(huán)節(jié)采取措施： 1）原料礦山按質(zhì)量情況計劃開采和礦石搭配使用。 2）原料在堆場或儲庫內(nèi)的預(yù)均化。 3）粉磨生料過程中的配料控制與調(diào)節(jié)。 4）生料入窯前在均化庫內(nèi)進行均化。,原料的預(yù)均化和生料的均化這兩個環(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)均化堆場中的均化工作。 生料的均化亦在特設(shè)的生料均化庫內(nèi)進行。 （1）預(yù)均化堆場的發(fā)展 預(yù)均化堆場出現(xiàn)是1905年，美國用于冶金行業(yè)。 水泥行業(yè)開始是1959年，美國河岸水泥公司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10 。保證了生料所需要的均齊性，同時使總體均化費用降低；,2）預(yù)均化堆場占地面積相對減少，3.54/t.sh -22.5/t.sh； 3）實現(xiàn)自動控制。 （2）生料均化技術(shù)的發(fā)展 機械倒庫1950年以前； 間歇式空氣攪拌庫50年代初期，預(yù)熱器窯的發(fā)展；60年代中后期，雙層庫。70年代廣泛應(yīng)用。 連續(xù)式空氣攪拌庫早期是串聯(lián)雙庫； 連續(xù)式混合室空氣攪拌庫德國Claudius Peters公司；1975年均化室?guī)臁?70年代后期，多料流庫丹麥F.L.Smidth公司CF庫(Controlled Flow)；德國Polysius公司MF庫(Multiflow silo)。,（二）均化設(shè)施性能的評價 物料成分的均勻性，以物料某成分含量的波動大小來衡量。根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計的概念，可以用標(biāo)準(zhǔn)偏差s來表示，計算式如下:,式中 物料中某成分的各次測量值; 各次測量值的算術(shù)平均值，即,n測量次數(shù)。,因為標(biāo)準(zhǔn)偏差是一種數(shù)理統(tǒng)計概念，為了如實地反映客觀情況，具有一定的真實性和可靠性，要求計算標(biāo)準(zhǔn)偏差的原始數(shù)據(jù)即測量值不應(yīng)少于2030個，一般應(yīng)大于50個數(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)施進料和出料的標(biāo)準(zhǔn)偏差值之比，即: H = s進/ s出 式中： H均化設(shè)施的均化效果; s進、s出分別為進入和卸出該均化設(shè)施時物料中某成分的標(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。使堆場兼有儲存和均化兩個功能。,圖4.56 預(yù)均化堆場均化原理示意圖 (a)預(yù)均化堆場進料成分的波動情況；(b)堆場堆、取料示意圖；(c)經(jīng)預(yù)均化后出料成分的波動情況 t堆料時每層物料；Q每取料截面層物料量,1預(yù)均化方案及堆場布置型式的選擇 1）方案 是否需要采用預(yù)均化堆場及選擇何種預(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)均化堆場主要起兩個作用：消除進廠原料的長周期波動和顯著地降低原料成分波動的振幅，縮小其標(biāo)準(zhǔn)偏差值。 是否需要采用預(yù)均化堆場。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、物料儲存的要求和配料控制的要求。,對入窯生料成分均勻性的要求: 石灰飽和系數(shù)(以KH計算)：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、煤等也有較大波動時，就應(yīng)考慮采用石灰石預(yù)均化堆場； 當(dāng)石灰石碳酸鈣標(biāo)準(zhǔn)偏差小于，要結(jié)合石灰石儲庫、生料粉磨及生料均化庫各級均化效果，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)均化堆場按布置型式可分為矩形預(yù)均化堆場及圓形預(yù)均化堆場。 （1）矩形堆場 矩形堆場一般設(shè)有兩個料堆，一個料堆在堆料，另一個料堆在取料，相互交替。 儲量57天/個。 料堆的長寬比為56。,如： 冀東水泥廠，料堆堆存量40000噸2 寧國水泥廠，料堆堆存量36500噸2 堆料機能力600t/h，6070小時堆滿一堆； 共堆400層，平鋪一層約10min.。 設(shè)CaCO35%，5%/400 = 0.0125%。 冀東、寧國水泥廠50300m。,矩形預(yù)均化堆場的兩種布置方式,（2）圓形堆場 只有一個圓形料堆，在料堆斷開處，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天的儲存量。,（3）圓形堆場與矩形堆場的比較 優(yōu)點： a. 占地面積小； b. 在容量相同的條件廠設(shè)備購置費較低，并且經(jīng)營費用比矩形堆場可省些； 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的長形料堆對稱而均勻； b. 總體布置及擴建； 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)均化堆場內(nèi)，原料堆成長型料堆，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）堆料機械 膠帶堆料機，耙式堆料機 a. 天橋膠帶堆料機 天橋膠帶堆料機 （1）帶移動卸料車的天橋膠帶堆料機； （2）帶移動膠帶輸送機的天橋膠帶堆料機,b.車式懸臂膠帶堆料機,車式懸臂膠帶堆料機 （1）只調(diào)節(jié)懸臂膠帶傾角； （2）可以調(diào)節(jié)懸臂膠帶 傾角和長度,c.門式懸臂膠帶堆料機 d.臥庫式橋式膠帶堆料機,門式懸臂膠帶堆料機,臥庫式橋式膠帶堆料機,e. 耙式堆料機,耙式堆料機堆料作業(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。 取料時應(yīng)能最大限度地同時切取到形成料堆的各料層，因此對不同的堆料方式相應(yīng)采取不同的取料方式。 （4）取料機械 a. 橋式刮板取料機；b. 全門式耙式取料機； c. 橋式圓盤取料?。籨. 轉(zhuǎn)筒取料機； e. 鏈斗取料機； f. 橋式斗輪取料機； g. 懸臂式斗輪取料機 。,圖4.515 圓形堆場的作業(yè)示意圖,3預(yù)均化堆場設(shè)計的幾個問題及一些參數(shù)的確定,(1) 物料成分的周期性波動問題 (2) 堆料的顆粒離析現(xiàn)象 (3) 端錐問題 (4) 布料的均勻性問題 (5) 料堆的長寬比 (6) 堆料層數(shù),（四）生料的均化,機械均化 氣力均化。 1生料粉間歇均化系統(tǒng) 間歇均化的生料庫攪拌庫和儲存庫。 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，并列料庫,2生料粉連續(xù)均化系統(tǒng) 串聯(lián)雙庫； 混合室均化庫和多料流均化庫。 （1）串聯(lián)雙庫 （2）混合室均化庫 混合室均化庫的基本型式大庫內(nèi)設(shè)置一個小的攪拌庫，其體積約為大庫的35%。庫容量幾乎不受限制，小到一千噸，大到一萬噸以上，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個庫即可滿足均化和儲存的要求。,混合室均化庫的均化過程是先進行重力混合均化，然后進行氣力攪拌均化，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_810，電耗為0.541.08MJ/t（不包括生料的進、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)?改進后的均化室?guī)煊捎跀嚢枋胰莘e擴大近兩倍以上，顯著地提高了攪拌室內(nèi)氣力均化的效果，增加了對原料較長時間和較大幅度波動的適應(yīng)能力，其最佳均化效果可達1115，電耗約為1.82.2MJ/t（不包括生料的進、出料電耗），投資費用也較低。,連續(xù)式混合室均化庫,（2）多料流均化庫,多料流均化庫(MF庫)在單獨使用時，均化效果H可達7，雙庫并聯(lián)操作可達10。電耗很低，單庫時電耗為0.4320.576MJ/t。 控制流均化庫(CF庫)均化效果H可達1016，均化電耗為0.721.08MJ/t。,圖4.521 Polysius多料流式均化庫 （MF庫Multiflow）,圖4.522 F.L.Smidth控制流均化庫 （CF庫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，使生料碳酸鈣及其他成分含量的標(biāo)準(zhǔn)偏差值有