年产30万立方米特种混凝土搅拌站工艺设计

1、年产30万立方米特种混凝土搅拌站工艺设计 年产30万立方米特种混凝土搅拌站工艺设计摘要 本次设计课题为年产30万m3特种混凝土搅拌站工艺设计。特种混凝土配合比设计、物料平衡计算、混凝土搅拌站设备选型计算和主机生产能量平衡计算、混凝土搅拌站工艺流程图及混凝土搅拌楼工艺布置图设计。 本次设计的主要宗旨是高效、节能、环保等特点,为适应特种混凝土对特别均质和高性能、高强度的要求,采用双卧轴强制式搅拌机,结构紧凑、运转平稳高效的减速机构使得搅拌更激烈、更均匀、更迅速;独特的轴端密封机构保证了可靠性及较长的使用寿命。而且所以设计的骨料堆场为全封闭式,它的建成不仅降低了粉尘与噪音污染,将砂石含水率受天气影响

2、降到最低,同时还起到保温作用,降低了由于冬季搅拌水加热的能源消耗。 为提高工程的经济性指标和混凝土强度,设计中还采用粉煤灰和硅粉的复合掺量取代水泥用量,以节约成本。关键字: 高强混凝土 配合比搅拌站 搅拌机掺合料Abstract The design issues for the annual output of 30 million special concrete mixing plant process design,In the design, I have special design of concrete mixing process mainly done the follow

3、ing work:Special concrete mix design, material balance calculations,Concrete mixing equipment selection, production and energy balance calculations and calculation of the host,Concrete mixing plant concrete mixing process flow diagram and layout of the design process. The main purpose of this design

4、 is efficient, energy saving, environmental protection and other characteristics, to meet the special concrete for special homogeneous and high-performance, high-strength requirements, the use of twin-shaft compulsory mixer, compact structure, smooth and efficient gear box makes the mixing is more i

5、ntense, more uniform and more rapid; unique shaft seal institutions ensure reliability and long service life. And so the design is fully enclosed yard aggregate, it is built not only reduces dust and noise pollution, water content of the sand to minimize the impact by the weather, but also play a ro

6、le in insulation to reduce heating due to winter mixing water energy consumption. To improve the economic indicators project and concrete strength, design, fly ash and silica fume also used to replace the amount of cement composite content in order to save costs.Key words: High-strength concreteMixM

7、ixing Mixer Admixture 目录摘要IAbstractII前言1第1章 混凝土配合比设计41.1设计条件41.2混凝土配合比计算4第2章 物料平衡计算7第3章 设备选型计算83.1搅拌机的选型计算83.2砂石输送设备选型93.3螺旋输送机的选型计算113.4定量水表的选择计算123.5骨料配料机的选型计算133.6料仓系统163.7砂石仓系统163.8除尘器的选型计算173.9称量系统18参考文献19致谢20前言 本次毕业设计的目的在于培养我们综合运用所学的基础理论、专业知识和基本技能,提高分析、解决实际问题能力。提高查阅文献和收集资料的能力,计算机技术和外运应用能力;使我们系

8、统而熟练地掌握混凝土搅拌站生产工艺流程,具有进行混凝土搅拌站初步设计计算、编写设计说明书等工作能力。进而培养我们创新精神和实践能力,为今后的实际工作打下基础。 随着科学技术的进步和建筑行业的发展,混凝土的集中搅拌是建筑工程生产管理的一项重大改革。混凝土的生产从传统的施工体系中分离出来,实现商品化也是现代混凝土技术成熟的标志。商品混凝土的使用可以更有效地保证混凝土的质量,节约原材料和能源,提高劳动生产率和设备利用率。尤其可以提高现场施工的规范化文明化程度。 商品混凝土搅拌站的工作是将集料、水和水泥按照一定的配合比搅拌加工成流态混凝土,并将混凝土运至施工现场浇注或出售的商品混凝土,专业生产商品混凝

9、土的搅拌站称为商品混凝土搅拌站。如今建设商品混凝土搅拌站多是大中型搅拌站。混凝土搅拌站的大发展,促进了我国沿海地区散装水泥的发展。 商品混凝土搅拌站一般拥有员工100多人,其中需要配备高级职称技术和管理人员510人左右,专业技术人员总计约2O人左右。一般根据要求,还应配备专业试验室。每个商品混凝土搅拌站一般拥有两条以上全自动混凝土生产线,形成不同强度等级的商品混凝土专线生产。生产过程严格执行国家、行业及地方标准,可生产C15C100强度等级的商品混凝土。与其生产相配套的混凝土运输车约20多辆,混凝土输送泵车34辆,固定式混凝土输送泵23台,售后服务车23辆。搅拌站为当地多家建筑施工单位提供商品

10、混凝土。搅拌站为用户提供全天候、全方位、全过程的商品混凝土服务。如今高技术发展生产、高质量占领市场、高信誉品牌营销,高素质文明服务是商品混凝土企业共同的经营理念。 我国商品混凝土起始于上世纪70年代初期,首先在北京。常州,上海等地进行试点推广,因其良好的企业效益和社会效益,很快在我国大中城市和沿海城市蓬勃发展。 随着我国基础建设的不断完善,扩大内需的进一步深入,对混凝土的需求量将会在很大程度上有所提高。虽然国家已经发了强制性的文件要求在2005年l2月31日前全国县级市全部使用预拌混凝土。从总体情况来讲,其普及率相对较低,我国的预拌混凝土存在很大的地区差异和不均衡性,如东部地区比西部发达,沿海

11、省份高于内陆省份,发达省份高于不发达省份,在一个省份里省会城市也好于其他地级城市。从长远眼光来看,混凝土搅拌站是一种发展方向。目前我国混泥土搅拌站生产企业众多,产品已经形成系列化,但我国的混泥土搅拌站还存在着整体技术含量不高,普及率不高,地区差异较大,智能化程度不高和环保性能不高等缺点。我国混凝土搅拌站的性能得到显著改善:可靠性较高,自动化控制程度较高,生产能力较高,计量精度高,投资省,搅拌质量好,主机及其主要元器件的国产化程度高。混凝土搅拌站的未来发展方向也是智能化、环保化、高精度化、标准化、国产化、中小型化、普及化。伴随着混凝土的发展,研发C80甚至更高强度等级的混凝土将在新中国现代化建设

12、中显得尤为重要。其有着很优秀的性能: 强度高,变形小,使用于大跨、重载、高耸结构。 2 流动性大,早期强度高。 3 耐久性和抗渗抗冻性好,能承受恶劣环境条件考验,使用寿命长。 4 重量轻,节材效果显著。 5 能缩短加载龄期,并承受大的预应力,且预应力损失小。 应用领域:基于高强混凝土的优点,其应用范围很广,目前主要在以下工程领域应用 : 桥梁工程。 2 高层建筑。 3 混凝土制品。 4水利水电工程。 5 港口和海洋工程。 6 其他领域 。 此次设计搅拌站为建筑物配套的混凝土搅拌站,其混凝土主要为某些高强部位梁制作提供混凝土。通过混凝土配合比设计、物料平衡计算;混凝土搅拌站设备选型计算、确定设备

13、型号和主要技术参数;确定全站物料存储方式、进行物料存储量和存储期的计算;绘制全站工艺流程图和全站总平面布置图等设计步骤,逐渐加深对混凝土搅拌站的历史,组成,工艺流程,未来发展趋势等的了解,为将来踏上工作岗位时打下基础。 第1章 混凝土配合比设计1.1设计条件 本搅拌站为某建筑公司配套的混凝土搅拌站,其混凝土主要用于些特殊要求的建筑物。混凝土设计强度等级为C80,要求强度保证率95%。要求混凝土拌和物的坍落度为3550mm,施工单位为历史统计资料。 采用的材料: 1)水泥: P? 52.5级,水泥强度等级值的富余系数为1.101.13,密度为3.11g/cm3; 2)砂:中砂,表观密度2.64g

14、/cm3,堆积密度1.50g/cm3; 3)石:碎石,表观密度2.70 g/cm3,堆积密度1.55 g/cm3;石子最大粒径520mm; 4)水:自来水。 5)减水剂:江苏博特PCA聚羧酸高效减水剂,掺入量为1.5%,减水效率为25% 6)硅粉(比表面积1500020000kg/m2)掺量取10%,一级粉煤灰掺量取15%1.2混凝土配合比计算fcu.k+1.645 式(1.1) C80的混凝土取6MPa;fcu.k取80, fcu.o 80+1.645×589.9MPa式(1.2) 由碎石的最大粒径为20mm,坍落度为3550mm,查混凝土单位用水量选用表得Wo195Kg/m3 根

15、据混凝土配合比设计手册,如按下式计算: Wo10/3*(T+K)式(1.3)石子的粒径与系数K的关系如表1.1:表1.1石子的粒径与系数K的关系系 数最大粒径(mm碎石卵石1020408010204080K57.55348.544545045.541 取K53 T5cm则Wo193kg/m3 以上两结果很接近,暂取Wo195Kg/m3 根据减水剂的减水率算出实际用水量 WW。1-25%146kg/m3 式(1.4) 胶凝材料的总质量 : W胶凝 W/M146/0.31470 kg/m3 式(1.5) 根据硅粉和粉煤灰的掺入量分别为10%和15% 计算硅粉和粉煤灰的用量。 粉煤灰的用量: W粉

16、W胶凝×15%470×15%70.5kg/m3 式(1.6) 硅粉的用量: W硅W胶×10%470×10%47kg/m3式(1.7) 水泥用量: W水泥W胶×1-15%-10%470×75%352.5kg/m3式(1.8) 外加剂质量: W外W水泥×1.5%5.3kg/m3式(1.9) 根据混凝土配合比设计手册计算结果满足耐久性要求。% 根据容重法计算So、Go,假定1m3混凝土2400kg Co+Go+So+Wo2400Kg/m3 式(1.10)So/(So+Go 式(1.12) 得出S623kg,G1156kg,则 混凝

17、土配合比:Co:So:Go:Wo:Si:F352.5:623:1156:146:47:70.51:1.77:3.28:0.41:0.13:0.20第2章 物料平衡计算搅拌站全年年工作时间300天每天两班,每班8小时 共16小时初步设计配合比:水泥:砂:石子:水:硅粉:粉煤灰1:1.77:3.28:0.41:0.13:0.20混凝土搅拌站物料平衡表如表2.1:表2.1年产30万m3特种混凝土搅拌站物料平衡表物料名称天然水分%生产损失%物料平衡备注干物料湿物料除混凝土单位为m3 其他均为t天年天年水泥-1356106800-砂33642192600661198300石131190357000121

18、0363000水-214944700硅粉4714100粉煤灰70.521150混凝土1000300000第3章 设备选型计算搅拌站全年工作时间300天,先设计每天2班运作,每班工作8小时3.1搅拌机的选型计算名称:混凝土搅拌站搅拌机 搅拌机选型设计如表3.1:表3.1搅拌机选型 序号项目单位计算公式及依据计算结果1确定搅拌机工艺方案/根据工艺布置要求及物料平衡表方案I方案II双卧轴强制式混凝土搅拌机锥形倾翻出料混凝土搅拌机2需搅拌物料水泥t/d物料平衡表356石子t/d1210砂t/d661水t/d1103搅拌楼生产能力时产量?/h63日产量?/d1000年产量?/y3000004选择混凝土搅

19、拌机名称、型号、规格/混凝土手册表4-4和表4-6以及物料平衡表JS1500型双卧轴强制式混凝土搅拌机JF1500锥形倾翻出料混凝土搅拌机出料容量L15001500进料容量L24002400搅拌额定功率KW45.022.0每小时工作循环次数不少于次4020骨料最大粒径mm1001505每台机每小时生产能力?/hQ3600V/t1+t2+t370-9037.5 续表3.1序号项目计算结果6综合分析、比较在进料容量、出料容量相等的条件下,锥形倾翻出料混凝土搅拌机的生产能力远小于双卧轴强制式混凝土搅拌机,达不到生产要求。7结论方案I比方案II好,故选择方案I。搅拌机的技术参数如表3.2: 表3.2

20、JS3000型双卧轴强制式混凝土搅拌机的技术性能参数名称出料容量进料容量搅拌额定功率骨料最大粒径生产能力参数1500L2400L45.0kw1000mm70-90?/h3.2砂石输送设备选型名称:带式输送机 带式输送机具有效率高、运输距离长、动力消耗低等优点、获得了广泛的应用。这里主要用于将搅拌站配置好的砂、石子的混合物料输送给搅拌机。 皮带机设计选型的结果,其最大输送能力一般都大于流量的设计参数,而工作时的实际流量取决于输出放料源头装置,设施用时与设计参数有一定的差异,运行时通过控制设定的流程控制制定时和时序,指令相关流程的执行元器件按设计的逻辑程序工作。 皮带机的输送能力的设计选型范围很大

21、,能设配各种规格的搅拌主机,尤其是大规格机型更是非它莫属。而且倾斜皮带机还可增设防护蓬盖,维修保养用廊道,配置为固定式搅拌站时可作全封闭包封。带式输送机的选型计算表,如表3.3 表3.3 带式输送机的选择计算序号项目单位计算公式及依据计算结果1原始参数需输送物料量t/h物料平衡表117石子t/h76砂t/h根据工艺布置要求41输送距离Sm54.529输送水平距离Lm51.6输送垂直高度Hm16.145倾角?°182计算输送带的宽度计算输送带的宽度BmmQ385B2v教材P389 Q需输送物料量G117436初选输送带速度vm/s教材表21-111.0物料堆积密度t/?教材表21-71

22、.63初选输送机初选输送带的宽度Bmm据计算带宽度B547mm查教材表21-3取标准值选型一选型二选型三500650800槽型托?槽角°手册表11-5353535验算带宽mmB?3.3d+200299mm物料平均粒径d30mm合适合适合适4验算输送能力输送能力Qt/hQKB2vCD115不合适194合适205合适断面系数K/教材P389表21-8320320335物料堆积密度t/?教材表21-71.61.61.6物料堆积休止角°教材表21-7303030输送带速度vm/s教材表21-111.01.02.0倾角系数C/教材表21-90.960.960.96速度系数D/教材表2

23、1-101.01.00.96 续表3.3序号项目计算结果5分析比较B650mm或B800mm的输送能力都能满足生产需求,但根据需要能满足生产能力,且利用率大,所以选择B650。 带式输送机的技术参数如表3.4:3.4 带式输送机的技术性能参数序号项目单位依据结果1固定式带式输送带型号/依据手册带式输送机,通用型,新系列,代码:DTII2输送带的宽度Bmm教材表21-36503槽型托锟槽角°根据手册3535安装宽度Amm教材表21-4870安装高度BMm2304线载荷qKg/h教材155.015带速m/s教材表21-11推荐值1.06输送能力t/hQ385B2vp1243.3螺旋输送机

24、的选型计算名称:螺旋输送机 螺旋输送机是一种无牵引构件的连续输送机械。它的优点是:结构简单,在机槽外部除了传动装置以外不再有转动部件;体积小、密封良好;维护、管理、操作简单;便于多点装卸料。水泥等粉料的输送必须在完全密封的穷途内进行,以免污染环境和输送物料受潮。O性截面的螺旋输送机是应用最广泛的粉料供料输送装置。其机壳采用无缝钢管,常见规格有219,273,325,机壳尾部进口通过球性铰链与筒仓翻板门连接,头部出口通过帆布袋柔软连接通向主体上的粉料秤斗。安装倾角一般在30o-45o之间,必要时可达60o。螺旋的长度不应超过14m。螺旋输送机的选型计算如表3.5:表3.5螺旋输送机的选择计算序号

25、项目单位计算公式及依据计算结果1原始参数所需胶凝材料生产能力t/h物料平衡表29.5输送距离m根据工艺布置要求10输送槽斜度。302LSY系列螺旋输送机的选型型号/LSY系列?螺旋输送机的主要技术参数表LS315LS400螺旋体直径Mm315400输送长度m315355螺旋体转速r/min8071外壳直径Mm3464工作角度。输送能力t/h电机型号/螺旋形式全叶式3验算输送能力输送能力Qt/h4269物料填充系数t/h0.275物料堆积密度t/m31.3输送机倾斜修正系数C教材表1.04验证物料填充系数教材表21-250.274合格0.280合格5年最大输送能力万t241.92397.446分

26、析比较只有LS400年产量满足需要,所以选择LS4003.4定量水表的选择计算定量水表是一种可以定量供水,供水量任意设定的水表。其技术特点为供水计量精度到0.1升,9999.9升,停电后恢复来电时,可以将上次定量的余量继续供水,有余量显示,显示供水的剩余量,并且可以随时停止。 经过计算结果知搅拌楼一小时需用水量为6.88m3/h。 水表的选型计算如表3.6:表3.6水表的选型计算项目单位计算公式及依据计算结果定量水表的选择型号、规格根据计算结果和定量水表主要参数LXLD-32平螺翼式定量水表通径mm32额定流量m3/h10.0一次供水量L30-1003.5骨料配料机的选型计算 骨料配料机是集砂

27、和石子的储料、计量、配料输出等功能于一体,模块化设计的果料流程装置。不仅在工程站被广泛应用,也常用于商混站。配料机的型式用代号PL表示,规格用单位为升的阿拉伯数字表示与搅拌主机的进料容量设配的批次骨料容量,如PL1600表示设配1m3搅拌机,其额定出料容量为1000L,进料容量也就是骨料的配料容量为1600L。 按计量方式区分,配料机有砂、石独立计量和累计计量两种。独立计量方式的配料机在每个仓库下设置称量斗,完成配料后通过开启气动底门,分别投落到下方的水平皮带机输出。累计计量方式的配料机在水平皮带机上设置挡板与皮带构成计量槽,骨料落入计量槽与皮带机一起完成累积计量。两种计量方式都采用电子称重形

28、式,动态计量精度都能符合标准规范要求。两者相比,独立计量方式的配料机结构高度是有所增加,装载机上料作业坡道要相应加长。而累积计量方式的配料机在同样的装载机上料高度条件下,料仓结构的高度及相应的储料容量能增加,因此更受用户青睐。累积计量方式配料机的水平皮带输送机是重载起动工作,因此驱动装置的电机功率需增加,同时计量槽的结构型式应减小运行时下部流动骨料的界面尺寸和上部骨料的压力,以降低工作能耗。 表3.7配料机型号计算表序号项目单位计算公式及依据计算结果原始参数混凝土年产量m3配合比:水泥;砂:石子:水:硅粉:粉煤灰1:1.77:3.28:0.41:0.13:0.20300000 混凝土日产量m3

29、1000 混凝土生产率m3/h63砂石需用量m3/h1172配料机生产能力配料机台数台设计一条生产线1砂石配料生产率m3/h配料种数种63初选配料机型号参选型号m3/h考虑实际设备性能可有PL1600Q和PL2400Q型号PL1600QPL2400Q生产率m3/h80120最大称量值kg3004000称重斗容积m31.62.4储料斗容积m33×54×8配料种数种36 续表3.7序号项目单位计算公式及依据计算结果4验算配料机与目前工程建筑混凝土性能需要相适应,要求生产线混凝土产品多样化,且满足混凝土需求旺季砼需要量大生产率小配料种类少称量量小生产率大配料种类多称量量大5确定型

30、号比较选型PL2400Q混凝土配料机 配料机的技术参数如表3.8:表3-8 PL2400Q混凝土配料机技术参数称量斗容积m32.4生产率m3/h120配料精度%2%最大称量值kg4000可配料种数种6上料高度mm3600总功率kw11整机质量kg8100外型尺寸(长×宽×高)mm1400×2325×34003.6料仓系统名称:水泥筒仓 混凝土搅拌站所用水泥都是散装水泥,使用量大,只有保证足够的储存量,才能保证混凝土质量和保证混凝土生产及提供的连续性。水泥筒仓的选型计算,如表3.9:表3.9水泥筒仓的选择计算序号项目单位计算公式及依据计算结果1原始参数天需

31、求量Qt/d物料平衡表356储期Td实际情况1预计仓数个根据配置需求32确定筒仓参数容量qt/n200直径mm根据要求合理配置5500高度Hmm134003.7砂石仓系统 砂石是混凝土中用量最大的,其用量可占混凝土总量的四分之三左右,只有保证其供给能力,才能使混凝土供给能力的稳定性。一般混凝土搅拌站的每条生产线都拥有四个以上的骨料仓,以便适应不等强度等级的商品混凝土。 石仓的原始数据,如表3.10:表3.10石仓的原始数据序号项目单位计算公式及依据计算结果1原始参数天需求量Qt/d物料平衡表661储期Td实际情况6预计仓数个根据配置需求3 续表3.10序号项目单位计算公式及依据计算结果2确定筒

32、仓参数容量qt/n330.5尺寸(长×宽×高)mm根据要求合理配置5000×5000×4600 砂仓的选择计算,如表3.11表3.11砂仓的选择计算序号项目单位计算公式及依据计算结果1原始参数天需求量Qt/d物料平衡表1210储期Td实际情况3预计仓数个根据配置需求22确定筒仓参数容量qt/n304.75尺寸(长×宽×高)mm根据要求合理配置5000×5000×46003.8除尘器的选型计算 由于粉料称量斗、搅拌机所产生的瞬时粉尘浓度较大,通常选用收尘效果好的脉冲反吹除尘器。脉冲反吹除尘器通过压缩空气(0.5 0.

33、6MPA)以脉冲方式周期间歇式地吹入滤芯内部,将粘附在滤芯外表面的粉尘吹落,在粉尘颗粒最小为1um时,除尘效果达99.6%。为了减少投入,便于生产管理,通常搅拌楼内称量斗、搅拌机和储料斗各收尘点合用一台除尘即为脉反吹除尘器。 粉料筒仓选用结构简单、成本较低的机械振打式仓顶收尘器。若多个筒仓合用一台收尘器,则宜选用脉冲反吹除尘器。 除尘器过滤面积公式如下: FKQ/60VQ3600M/T 式中F?过滤面积 ,m2 ; K?安全系数,一般取1.2-1.4; Q?风量 ,m3/h; V?过滤风速,m/min,一般为1.9-1.5m/min; M?投放无聊的体积,m3; T?物料投放所需要的时间,s。 最后计算搅拌机所需面积,称量斗所需面积,储料斗所需面积,除尘器所需面积之和来选择脉冲反吹式除尘器的过滤面积。3.9称量系统 称量配料设备是混凝土生产过程中一项重要工艺设备,它控制