Производство строительного гипса
Назначение завода по производству строительного гипса
Оборудование для производства строительного гипса предназначено для получения вяжущего удовлетворяющего требованиям ГОСТ 125 -79: Вяжущие гипсовые. Технические условия.
Тепловым агрегатом при производстве строительного гипса на нашей установке является котёл гипсоварочный ТОС165.
В зависимости от предела прочности на сжатие готового продукта в котле гипсоварочном может быть получен гипс строительный следующих марок: Г-4, Г-5, Г-6, Г-7.
Регулируя технологические параметры варки гипса можно получить гипс быстротвердеющий с индексом А начало схватывания не ранее 2 мин, конец не позднее 15 мин, н нормальнотвердеющий Б начало схватывания не ранее 6 мин, конец не позднее 30 мин.
В зависимости от степени помола может быть получен гипс среднего помола с остатком на сите 0,2 мм не более 14 % и тонкого помола с остатком на сите 0,2 мм не более 2%.
При получении продукта с тонким помолом менее 2 % производительность оборудования уменьшается.
Производительность завода по производству строительного гипса при среднем помоле 5-8 % остатка на сите 0,2 составляет 8 т/час.
Оборудование завода по производству строительного гипса размещается на технологической этажерке внутри неотапливаемого производственного помещения.
При строительстве нового завода по производству гипсового вяжущего в качестве ограждающий конструкций производственного корпуса используют сендвич-панели.
Размеры в плане производственной этажерки могут отличаться в зависимости от технического задания заказчика и имеющихся свободных площадей. Стандартными являются габаритные размеры в плане 4,5 х 30 м и 9.0 х 18 м. Максимальная высота оборудования внутри производственного помещения 16 м.
За габариты производственного укрытия, как правило, выносят оборудования участка дробления и транспортировки гипсового камня и силосный банки предназначенные для хранения и томления готового гипсового вяжущего.
Требования к исходному материалу – гипсоввому камню
Производство строительного гипса происходит с использованием гипсового камня удовлетворяющий требованиям ГОСТ4013-82 1 сорта с содержанием СaSO4 х 2H2O не менее 95 % и гипсовый камень 2 сорта с содержанием СaSO4 х 2H2O не менее 90 %. Качественное вяжущее в гипсоварочном котле марки не менее Г4 может быть получено с использованием гипсового камня 3 сорта с содержанием СaSO4 х 2H2O не менее 80 % на твёрдом гипсовом камне.
Для получения гипсового вяжущего в гипсоварочном котле используется гипсовый камень фракции 60 – 300 мм. Камень крупной фракции является наиболее чистым без включений инородного материала. В мелком щебне фракции 0- 60 мм включений не гипсовой породы больше, что понижает при варке гипса свойства готового гипсового вяжущего.
Производство строительного гипса - основные параметры и характеристики |
|
| Исходный материал: | гипсовый камень 1,2 и 3 сорта ГОСТ 4013-82 фракции 60-300 мм |
| Производительность технологической установки, т/час | 8,0 |
| Производительность технологической установки, т/год | 56000 |
| Годовой расход сырья, т/год | 70000 |
| Готовый продукт: | гипсовое вяжущее марки Г4, Г5, Г6 и Г7 ГОСТ125 -79 |
| Характер работы установки | непрерывный, периодический |
| Установленная мощность электродвигателей, кВт, не более | 370 |
| Запылённость отходящих газов на выходе, мг/м3, не более | 30¸50 |
| Расход электроэнергии, кВт/час*тонну (полуводного гипса) | 35 |
| Расход газа, м3/час*тонну (полуводного гипса) | 27 |
| Расход сжатого воздуха, нм3/час*тонну (полуводного гипса) | 16 |
Технология производства строительного гипса
Технология производство строительного гипса с котлом гипсвоарочным ТОС165 состоит из трёх основных технологических переделов: 1- Дробления гипсового камня, 2-Сушка и помол гипсовой щебёнки, 3-Варка строительного гипса в гипсоварочном котле ТОС165.
Дробление гипсового камня
Дробление гипсового камня фракции 60 – 300 мм происходит в щёковой дробилке.
Камень загружается в приёмный бункер дробилки фронтальным или грейферным погрузчиком с накопительного склада.
Для бесперебойной работы гипсового производства на складе должен хранится 15 суточный запас сырья.
Подача гипсового камня в щёковую дробилку осуществляется качающимся питателем.
Размер фракции гипсовой щебенки после дробилки регулируется размером выходной щели дробилки. После дробилки гипсовая щебенка поступает на дальнейшую переработку в отделение помола и сушка по ленточному транспортёру.
Отделение дробления как правило находится за пределами закрытого производственного помещения, в котором осуществляется сушка, помол и варка гипса.
Сушка и помол гипсовой щебёнки
Измельчённый материал пройдя железоотделитель подаётся в молотковоую аксиальную мельницу.
Молотковая аксиальная мельница предназначена для тонкого помола гипсового щебня средней твёрдости с одновременной его подсушкой. Подача материала в мельницу осуществляется качающимся питателем из расходного бункера.
Размолотый и подсушенный в мельнице гипсовый порошок в потоке горячих газов поступает в систему пылегазоочистки. Молотковые аксиальные мельницы относятся к группе быстроходных молотковых размольных машин. Подача щебня в мельницу осуществляется по направлению вращения ротора. В результате ударов бил щебень измельчается в порошок. Тонкость помола материала зависит от скорости подачи, объёма вентилирующего агента и от угла установки лопаток встроенного сепаратора. В качестве теплоносителя и вентилирующего агента используются отходящие дымовые газы гипсоварочного котла.
Температура дымовых газов при входе в мельницу, в зависимости от выбранного теплового режима обжига гипса в котле, может колебаться от 250 до 500 0С.
Измельчённый, высушенный и отсепарированный до остатка не более 5- 8 % на сите № 02 гипсопорошок выносится в пылевоздушном потоке в систему пылеосаждения. В качестве первой ступени очистки используются циклоны, в качестве второй ступени очистки двухсекционные рукавные фильтры ТОС 3.8. Для устранения зависания материала в бункере циклона устанавливаются пневмоударные устройства. Циклон и фильтр рукавный теплоизолируются.
Регенерация рукавного фильтра осуществляется с помощью обратной продувки рукавов сжатым воздухом при отключении системой автоматики одной из секций. В качестве ткани для рукавов используется ткань типа «Метаарамид». Ткань выдерживает рабочую температуру до 230 0С. В случае незапланированного повышения температуры отходящего теплоносителя выше указанной температуры, в автоматическом режиме открывается установленная перед фильтром заслонка разбавления и наружный воздух поступает в систему аспирации. Сжатый воздух подаётся с температурой превышающей температуру точки росы не менее чем на 5-10 0С.
В качестве тягового агрегата используется дымосос Дн.
Уловленный циклонами и фильтрами рукавными порошок конвейерами винтовыми системой транспортёров поступает в теплоизолированный бункер сырьевой мучки. Для устранения подсосов в циклонах и фильтрах рукавных применяются затворы шлюзовые.
Варка строительного гипса в гипсоварочном котле ТОС165
Варка строительного гипса- дегидратация гипсового порошка происходит в котле гипсоварочном топочными газами с температурой 600-950 0С, подаваемыми по наружным каналам созданным футеровкой котла и жаровыми трубам. Теплоносителем в этих проходах служат продукты сгорания газообразного топлива в примыкающей к футеровке топочной камере.
Теплоноситель, пройдя каналы в футеровке котла и жаровые трубы с температурой 250-500 0С, не соприкасаясь с материалом, выносятся из котла. Гипс в варочном котле непосредственно не соприкасается с газами, его температура составляет 121-160 0С. Процесс обжига гипса сопровождается интенсивным выделением кристаллизационной воды. В этот период наблюдается кипение гипсового порошка.
Гипсоварочный котёл представляет собой вертикальный стальной барабан, оборудованный мешалкой и закрытый сверху крышкой, снабжённый патрубками для загрузки порошка и отвода смеси пара с частицами гипса.
Длительность пребывания материала регулируется режимом загрузки и выгрузки в зависимости от требуемой температуры материала внутри котла. Подача материала в котёл осуществляется винтовым конвейером из бункера сырьевой мучки. Регулирование производительности по загрузке осуществляется изменением числа оборотов конвейера винтового. В непрерывном режиме загрузка сырого гипса осуществляется непрерывно выше уровня материала в котле через патрубок установленный на крышке котла. Вертикальный разгрузочный жёлоб, помещённый внутри котла, в нижней части открыт.
Разгрузка материала происходит непрерывно методом перелива с верхней части разгрузочного жёлоба. Для улучшения транспортировки гипса с нижней части разгрузочного жёлоба наверх, в нижнюю часть подают сжатый воздух давлением 2 атм
Разряжение в дымовых каналах котла создаётся за счёт дымососа, который одновременно является тяговым агрегатом мельницы молотковой аксиальной. Пары воды и частицы гипса образованные при гидратации гипса в котле, а также избыточная пылевоздушная смесь бункера томления удаляется из котла. Полученный в гипсоварочном котле полуводный гипс выгружается в бункер томления.
Автоматизированная система управления
производством строительного гипса
Автоматизированная система управления производством строительного гипса обеспечивает работу всех элементов технологического оборудования в автоматическом, полуавтоматическом и ручном режимах для обеспечения технологического процесса производства строительного гипса.
Система представляет собой комплекс аппаратных и программных средств, совместно выполняющих задачу по управлению технологическим процессом.
Архитектура системы
Система управления может быть условно разделена на три уровня:
Нижний (полевой) уровень представлен датчиками и исполнительными механизмами. В качестве датчиков в системе присутствуют датчики температуры, давления, сигнализаторы уровня, приборы контроля тока двигателя, индуктивные датчики, концевые сигнализаторы положения и дополнительные контакты, сигнализирующие о состоянии и режиме работы двигателей.
Исполнительными механизмами системы являются двигатели с контакторами для прямого пуска, двигатели с переменной частотой вращения, управляемые частотно-регулируемыми приводами, электромеханические позиционеры для управления дроссельными заслонками дымососов и переключателем направления подачи гипса в силоса.
На среднем уровне система представлена программируемым логическим контроллером (ПЛК) с модулями ввода-вывода аналоговых и дискретных сигналов. ПЛК отвечает за прием сигналов от датчиков и выдачу управляющих сигналов на исполнительные механизмы в соответствии с заложенной в него программой.
На верхнем уровне система представлена устройством человеко-машинного интерфейса. Это компьютер, соединенный с контроллером промышленной сетью, и с установленным на нем специализированным программным обеспечением.
Контроллерное оборудование, коммутационная и пускорегулирующая аппаратура поставляются смонтированными в шкафы промышленного назначения. КИП поставляется отдельно в заводской упаковке.
Вся пускорегулирующая аппаратура, автоматы защиты, контакторы и ЧРП производства Siemens.
Программируемый логический контроллер
В качестве ПЛК в системе применен контроллер Siemens Simatic S7 300 с набором дискретных и аналоговых входов и выходов, в количестве, достаточном для подключения всех датчиков и исполнительных механизмов, и с резервом, определяемым на этапе проектирования.
Контроллер должен быть смонтирован в шкаф, который должен быть установлен в щитовой комнате с температурным режимом 0-50 оС.
Краткое описание заложенных в контроллер алгоритмов будет рассмотрено ниже.
Человеко-машинный интерфейс
В качестве системы человеко-машинного интерфейса применена операторская станция (ОС) с установленной операционной системой Microsoft Windows XP и SCADA-системой Siemens Simatic WinCC. Данная станция связана с ПЛК промышленной сетью MPI для получений информации о протекании технологического процесса.
Основными функциями ОС являются:
- Отображение состояния технологического процесса и оборудования в виде мнемосхем, таблиц, трендов и сообщений на маниторе компьютера.
- Предоставление оператору возможности для настройки технологических режимов работы установки.
- Ручное управление некоторыми элементами установки.
- Показ и архивирование аварийных и служебных сообщений.
- Хранение исторических данных о процессе с возможностью их просмотра.
