年产30万m3混凝土搅拌站工艺及环保设计说明书

混凝土搅拌站 30万m3 a 工艺及环保设计 The Production Process and Environmental Design of 0 3 million m3 a Concrete Mixing Station 学生姓名 蒋永康 学生学号 专业名称 材料科学与工程 指导教师 王建刚 讲师 材料科学与工程学院 2013 年 6 月 日 独创性声明 本人声明所呈交的毕业设计是本人在指导教师指导下进行的研究工作和取得的研 究成果 除了文中特别加以引用标注之处外 论文中不包含其他人已经发表或撰写过 的研究成果 没有伪造数据的行为 毕业设计作者签名 签字日期 年 月 日 毕业设计版权使用授权书 本毕业设计作者完全了解学校有关保留 使用论文的规定 同意学校保留并向有 关管理部门或机构送交论文的复印件和电子版 允许论文被查阅和借阅 本人授权天 津城市建设学院可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索 可以采用影 印 缩印或扫描等复制手段保存和汇编本论文 保密的毕业设计在解密后适用本授权说明 毕业设计作者签名 指导教师签名 签字日期 年 月 日 签字日期 年 月 日 摘 要 本次设计秉着高效 环保 节能的宗旨 骨料堆场设计成全封闭的 这样就明显 地降低了噪音和粉尘对环境的污染 原料使用了再生骨料 使成本降低以及提高环保 效应 设计的规模为年产30万立方米混凝土搅拌站 整个工程建设包含了从原料的进厂到混 凝土成品出厂的整条生产线 设计内容包括混凝土搅拌站厂址选择及建厂的地理条件 和环保条件 工艺设计计算 混凝土配合比设计 物料平衡计算 设备选型 原料储 仓设计 工艺平面布置图及工艺流程图 混凝土搅拌站的环保设计 关键词 混凝土搅拌站 配合比 环保 再生骨料 ABSTRACT This design adheres to the aims of efficient environmentally friendly and energy saving and the aggregate storage yard designed to be fully closed thus significantly reduces the noise and dust pollution to the environment In order to reduce costs and improve environmental effects materials using recycled aggregate The proportion is 0 3 million m3 a concrete mixing station Construction of the whole project contain the entire production line that from raw materials into the factory to finished products The design includes concrete mixing station factory site selection and geographical and environmental condition process design calculatio n concrete mixing ratio design materials balance calculation equipment selection raw materials storage warehouse design process plane layout and flow chart diagram environmen tal design of concrete mixing station Key words Concrete mixing station Mixture ratio Environmentally friendly Recycled aggregate 目 录 第 一 章 绪论 1 1 1 前言 1 1 2 设计原则 2 1 3 建厂条件 2 1 4 设计范围 3 1 5 工艺流程选择 3 第 二 章 搅拌站工艺设计计算 4 2 1 设计条件 4 2 2 C40 再生混凝土配合比设计 5 2 3 物料平衡计算 12 第 三 章 设备选型计算 12 3 1 搅拌机 12 3 2 输送设备 13 3 3 储仓及堆场 16 第 四 章 总图运输 22 4 1 区域位置及场地情况 22 4 2 总平面布置 22 4 3 运输设计 23 第 五 章 环保设计 24 5 1 绿色选材 24 5 2 绿色设计 24 5 3 绿色生产 24 5 4 绿色供应 25 5 5 绿色产品 25 5 6 厂区绿化 25 5 7 环境保护设计及依据 25 第六章 主要技术经济指标 26 6 1 成本分析 26 6 2 主要经济技术指标 26 致谢 27 参考文献 28 附录 31 第一章 绪论 0 第 一 章 绪论 1 11 1前言前言 近年来随着我国经济不断发展 铁路 公路 水利等重点建设项目投资的不断增 大 特别是城市化进程的快速推进 混凝土的使用量也不断增加 据有关资料统计 近年我国预拌混凝土年产量已占世界混凝土年产量的 50 左右 无疑我国已经成为全 世界预拌混凝土第一大国 1 混凝土搅拌楼和混凝土搅拌站是生产混凝的的两种系统 本次设计的是混凝土搅拌站 从控制系统上看混凝土搅拌站经过了四次大的改进 在早期 混凝土搅拌站采用 的称量工具是杠杆秤 此时行业普遍定义其为第一代混凝土搅拌站 第二代混凝土搅 拌站在控制系统采用了单片机控制模式 在计算机出现后 第三代混凝土搅拌站随之 而来 此时采用纯DOS 模式编程 表头模式 第四代混凝土搅拌站是自计算机软件开 始发展到视窗模式 多任务多窗口操作就实现了 同时随这计算机硬件水平的不断提 高 开始采用工业计算机的全自动控制模式 即集中式控制模式 有采用PLC 上位机 模式 从电控系统来看 第四代控制系统是我们日常见到最多搅拌站 从设备本身看 混凝土搅拌站也是经历了了四个发展阶段的 早期的混凝土搅拌 站的计量是粉料 骨料等的叠加计量 提拉斗上料 是以现场搅拌 而不用混凝土搅 拌车输送为主要特点 我们定义此时的搅拌站为第一代混凝土搅拌站 第二代混凝土 搅拌站是把物料根据骨料 粉料 液体物料分开计量并单独输送 第三代混凝土搅拌 站骨料输送不再采用提拉斗上料 主要以皮带机输送为显著特征 同时楼内加装预加 料斗 暂存一盘骨料 提高整站生产效率 第四代与第三代的显著特征是 开始考虑 环保 在粉料 骨料都加装有除尘系统 并且主站开始尝试局部外封 但砂 石料场 仍露天堆放 就是目前常见的混凝土搅拌站 1 混凝土是人类文明建设中不可或缺的物质基础 随着人社会类文明的不断前进 混凝土料的消耗量不断增加 随着社会生产力和经济高速发展 材料生产和使用过程 中资源过度和废弃及其造成的环境污染和生态破坏 与地球资源 地球环境容量的有 限性以及地球生态系统的安全性之间出现尖锐的矛盾 对经济的可持续发展和人类自 身的生存构成严重的阻碍和威胁 因此 认识资源 环境与材料的关系 开展绿色材 料及其相关理论的研究 从而实现材料科学与技术的可持续发展 是历史发展的必然 也是材料科学的进步 这样的被禁条件下 具有环境协调性和自适应特性的绿色混凝 土应运而生 2 对于预拌混凝土生产企业而言 由于混凝土企业的不断发展 伴随而来的资源的 短缺 环境污染也成为全球面临的越来越严峻的问题 3 4 因此 推进混凝土生产的绿 色环保建设更是责无旁贷 1 推行绿色混凝土的生产 建设环保型混凝土企业 同样 第一章 绪论 1 混凝土搅拌站的环保化成都的高低 很大程度上反映出了一个国家混凝土工业文明程 度和建筑施工水平的高低 预拌混凝土的生程是一种体系性的活动 是将各种生产要素组织后形成另外一种产 品的过程 其全过程经历选材 设计 生产 供应 产品五个环节 5 因此混凝土搅拌 站的绿色生产也要从绿色选材 绿色设计 绿色生产 绿色供应和绿色产品这五个方 面进行 随着全球化天然骨材资源的日趋枯竭 以及建筑垃圾与日俱增所带来的一系列环 境问题 国内外一直将废弃混凝土的回收利用作为建筑垃圾回收利用研究的焦点 6 所 以 本次设计在原料的选择上选择了具有环保效应的再生粗骨料 所谓的再生骨料是 利用旧建筑物拆下来的废弃的混凝土 经过破碎 清洗 筛分后 得到的骨料称为再 生骨料 7 8 9 10 在厂区布置上 对厂区进行了合理的绿化 沙石堆场设计成全封闭式的 这样就 减少了厂区内的扬尘而造成的环境污染 具体的环节详见说明书 1 2设计原则 搅拌站的设计原则如下 1 根据计划任务书规定的范围 规模要求进行设计 主要设备的生产能力应与工 厂规模相适应 使成品质量增高及设备得到充分利用 否则将造成工艺线过多浪费的 现象 2 全面解决厂区生产 各种物料储备和场内外运输的关系 各种堆场 储库的容 量 应满足各种物料储存库的存储要求 储存库的确定应使生产有一定的机动性 以 利于工厂均衡连续的生产 3 考虑合理机械化 智能化装备水平 4 重视除尘 满足环保要求 贯彻执行国家环境保护 工业环境卫生等方面的相 关规定 5 方便施工 安装 生产 维修等工作 工艺布置应做到生产流程顺畅 紧凑 简捷 力求缩短物料的运输距离 并充分考虑设备的安装 操作 检修和通行的方便 1 3建厂条件 对于新建设的工程 要考虑建厂条件是否必备 建厂后的生产 销售的利弊 将直 接影响到企业的经济效益 这样就需要对厂区的地理位置 原材料的运输距离 厂址 的气候 地质水文条件 水电气的供应以及员工居住条件进行详细的考虑 然后提出 布置方案并对厂区面积进行估算 1 供电 生产线供电电源就近选择 来至县城区域的变电所 供电电压为35KV 新设单回 路架空专线 以10KV向厂区供电 第一章 绪论 2 2 供水 供水量要在满足生产 生活需要需要的基础上 同时考虑占总用水量20 的未预 见水和消防用水 水源的正常供水能力要求为40m3 消防时为50m3 3 气象条件 年平均气温 11 5 年平均相对湿度 79 年平均气压 1008 4 年平均降水量 608 3mm 夏季主导风向 西南 最大风速 12 m s 冬季主导风向 西北 最大风速 16 m s 年平均风速 2 2m s 1 4 设计范围 本工程规模为一条 30 万 m3 混凝土 再生粗骨料 搅拌站工艺设计生产线 工 程建设范围从原材料进厂到混凝土成品出厂的整条生产线 以及辅助车间 厂区绿化 等 1 5工艺流程选择 混凝土搅拌站 楼 按生产工艺过程分为单阶式与双阶式两种 单阶式是将沙 石 水泥 等材料经一次提升进入搅拌楼最高层的储料斗中 然后配料 称量直到搅拌 成混凝土 均靠物料自重下落经过各工序 由于从储料斗开始的各工序完全靠自重使 材料下落来完成 因此便于自动化 采用独立称量 可缩短时间 所以效率高 单阶 式本身占地面积小 所以大型固定式搅拌楼一般都采用单阶式 特别是为水利工程服 务的大型搅拌装置都采用单阶式 一班 材料经一次提升完成全部生产流程的搅拌装 置 称为混凝土搅拌楼 单阶式搅拌楼的缺点是 安装高度高 要配置大型运输设备 一次性投资大 骨料提升两次或两次以上的搅拌装置 称为混凝土搅拌站 与单阶式搅拌楼相比 在双阶式搅拌站中物料 主要指骨料 需要经过二次提升 即计量完成后 在经过皮 带机或提升斗提升到搅拌机中进行搅拌 这种结构的优点是结构高度低 只需要小型 的运输设备 投资小 容易架设安装 建设快11 所以本设计中采用了骨料配料机对骨料进行先配好 然后在用皮带输送机把骨料 输送到搅拌机中进行搅拌 水泥等粉料则是由一条单独的 封闭的通路经过提升 称 量而进入搅拌机中 这样可避免发生水泥飞扬的现象 第二章 搅拌站工艺设计计算 3 第 二 章 搅拌站工艺设计计算 2 2 1设计条件 2 1 1原料 设计混凝土强度等级为 C40 施工高度为 50mm 坍落度为 160mm 原材料指标 和来源如下 1 水泥 选用冀东水泥厂生产的普通硅酸盐水泥 PO52 5 级 2 碎石 天然 粗集料选用 3 31 5mm 粒径组成的连续级配的碎石 产地为蓟 县 3 再生粗骨料 来自废弃混凝土回收站 4 河砂 选用蓟县砂 为中砂 细度模数为 2 9 5 粉煤灰 采用天津电厂产出的 级粉煤灰 用量为胶凝材料的 20 6 外加剂 选用天津岩瑞建材有限工程生产的聚羧酸高效减水剂 减水率为 24 掺量为胶凝材料的 1 7 配合比设计是混凝土生产的依据 直接关系到混凝土的性能和生产成本 2 1 2 混凝土配合比设计的基本要求 1 满足结构设计要求的混凝土强度等级 2 满足施工时要求的混凝土拌合物的和易性 3 满足环境 使用要求的混凝土耐久性 4 满足上述要求的前提下 通过各种方法 特别是节约水泥 以降低混凝土的成 本 符合经济性要求 2 1 3配合比设计资料准备 1 了解设计要求的混凝土强度等级 以确定混凝土的配制强度 2 了解混凝土工程所处环境对混凝土耐久性的要求 以便确定所配制混凝土的最 大水灰比和最小水泥用量 3 了解混凝土施工方法及管理水平 以便选择混凝土拌合物坍落度及骨料最大粒 径 4 掌握原料的性能指标 包括 1 水泥品种 标号 密度 2 沙 石骨料的种类 表观密度 级配 石子最大粒径 含水率 3 拌合用水的水质情况 4 外加剂的品种 性能 适宜掺量 用再生骨料部分或全部替代天然碎石配制再生混凝土的性能和强度与普通混凝是 土不同 系统地研究了在水灰比相同的情况下 再生骨料掺量对混凝土基本性能的影响 对于工作性能而言 随着再生骨料掺量的增加 新拌混凝土的流动性变差 而黏聚性 和保水性变好 对于强度而言 存在一个合理掺量 再生骨料掺量在50 左右 对强度有 第二章 搅拌站工艺设计计算 4 利 12 所以 本设计中采用的再生粗骨料的取代量为50 2 2C40再生混凝土配合比设计 2 2 1确定混凝土的配制强度 fcu 0 混凝土的配制强度 fcu 0 应按下列规定确定 当混凝土的强度等级小于C60时 配制强度应按下式计算 2 1 645 1 0 kcucu ff 式中 混凝土配制强度 MPa 0 cu f 混凝土立方体抗压强度标准值或称强度等级 MPa kcu f 混凝土的强度标准差 MPa 由表2 1 13 得 5 0 表2 1 标准偏差 值 混凝土强度标准偏差混凝土强度标准偏差 C20C25 C45C50 C55 4 05 06 0 由式2 1得 MPafcu23 485645 1 40 0 2 2 2水胶比的确定 W B 混凝土的水胶比宜按下式计算 下式仅适用于强度等级小于C60的混凝土 2 2 bbacu ba ff f BW 0 式中 回归系数 可按变2 2选用 由于使用的是碎石 由表2 2 13 得 ba 分别取0 53 0 20 ba 胶凝材料 水泥与矿物掺合料按使用比例混合 28d胶砂抗压强度 b f 试验方法应按 水泥胶砂强度检验方法 ISO法 GB T17671执行 表2 2 回归系数 a b取值 系数系数 粗骨料品种粗骨料品种 碎石碎石卵石卵石 a 0 530 49 b 0 200 13 1 水泥28d抗压强度的确定 ce f 2 cce ff13 1 3 式中 水泥的强度等级 c f 第二章 搅拌站工艺设计计算 5 水泥的28天抗压强度 ce f 表2 3 与混凝土强度相对应的水泥强度等级 混凝土强度等级混凝土强度等级 1015 2530 40 45 水泥强度等级32 5 32 5 42 5 42 5 52 552 5 62 5 同等强度条件下 选强度指标富裕量大的水泥 所以参照表2 3 14 本次设计选择 的水泥强度等级为 fc 52 5MPa 由式2 3得 59 33MPa52 51 13 ce f 2 胶凝材料28d抗压强度的确定 b f 当矿物掺合料为粉煤灰和粒化高炉矿渣粉时 可按下式计算 2 sfbce ff 4 式中 粉煤灰影响系数和粒化矿渣高炉矿渣粉影响系数 可按表2 4 f s 选用 水泥28d胶砂抗压强度 MPa ce f 表2 4 粉煤灰影响系数和粒化高炉矿渣粉影响系数 掺量掺量 种类种类 粉煤灰影响系数粉煤灰影响系数 f 粒化高炉矿渣粉影响系数粒化高炉矿渣粉影响系数 s 01 001 00 100 85 0 951 00 200 75 0 850 95 1 00 300 65 0 750 90 1 00 400 55 0 650 80 0 90 50 0 70 0 85 混凝土中广泛掺入粉煤灰作为矿物掺合料 不仅降低了成本 而且改善了混凝土 的各种性能 例如 当在混凝土中掺入20的粉煤灰时 混凝土的耐磨性就达到了最大 值 所以本次设计的混凝土中粉煤灰的掺量为20 15 16 粒化高炉矿渣粉的掺量为0 所以 f s的取值分别为0 85 1 00 由式2 4得 MPafb33 5900 185 0 3 59 第二章 搅拌站工艺设计计算 6 所以 由式2 2得 50 0 499 0 43 5020 0 53 0 23 48 43 5053 0 BW 2 2 3用水量的确定 mw0 1 水胶比在0 40 0 80范围时 可按表2 5 11 选用 也可根据本单位所用材料的使 用经验确定 表2 5 混凝土用水量 拌合物稠度拌合物稠度卵石最大公称直径卵石最大公称直径 mm碎石最大公称直径碎石最大公称直径 mm 项目指标10 020 031 540 016 020 031 540 0 10 30190170160150200185175165 35 50200180170160210195185175 55 70210190180170220205195185 坍落度 mm 75 90215195185175230215205195 注 1 掺用外加剂和矿物掺合料时 用水量应相应调整 2 以表2 5中坍落度为90的用水量为基础 当坍落大于90mm时 按每增大20mm度相应增加 5kg的用水量计算 本设计中采用的骨料的最大粒径为31 5mm 坍落度的施工要求为160mm 掺入1 的减水率为24 的减水剂后的用水量 mw1 为 kg m3169 241 20 90160 5205 mw1 由于使用了再生粗骨料 所以再生粗骨料要经过预润湿 增加的附加用水量可由 式确定 17 2 5 RCAw2 0 0215m m 式中 每立方米掺入的再生骨料的质量 RCA m 所以 最终的用水量 2 6 mmm w2w1w0 2 2 4确定胶凝材料的用量 mb0 水泥用量 mc0 粉煤灰用量 mf0 和外加剂用 量 ma0 kg m3366 5 0 183 21 0 BW mm BW m m www b 3 b0 f0 kg m 733660 20 2m m kg m3 29373 366m m m f0b0c0 kg m3 3 663660 010 01m m b0a0 2 2 5砂率的确定 s 坍落度为10 60mm的混凝土砂率 可根据骨料品种 粒径及水胶比按表2 6 11 第二章 搅拌站工艺设计计算 7 选取 表2 6 坍落度为10 60mm的混凝土的砂率 卵石的最大公称直径卵石的最大公称直径 mm mm碎石的最大公称直径碎石的最大公称直径 mm mm水胶比水胶比 W BW B10 020 04016 020 040 0 4026 3225 3124 3030 3529 3427 32 0 5030 3529 3428 3333 3832 3730 35 0 6033 3832 3731 3636 4135 4033 38 0 7036 4135 4034 3939 4438 4336 41 注 当坍落度大于60mm混凝土的砂率 可在表2 6的基础上 坍落度每增加20mm时 砂率相应的 增大1 的幅度予以调整 所以 由表2 6得 41 100 01 0 20 60160 36 0 s 2 2 6粗 细集料用量的确定 粗集料的用量应按下式计算 2 7 cpw0s0g0f0c0 mmmmmm 2 8 100 00 0 sg s s mm m 2 9 mmm g1RCAg0 式中 单位立方米混凝土的水泥用量 kg m3 c0 m mf0 每立方米混凝土粉煤灰的用量 kg m3 mg0 每立方米混凝土粗骨料的用量 kg m3 mg1 每立方米混凝土天然粗骨料的用量 kg m3 每立方米混凝土再生粗骨料的用量 kg m3 RCA m ms0 每立方米混凝土细骨料的用量 kg m3 每立方米混凝土的用水量 kg m3 w0 m s 砂率 每立方米混凝土拌合物的重量 kg 本次设计的混凝土的容重为 cp m 第二章 搅拌站工艺设计计算 8 2420kg m3 联立式2 5 2 6 2 7 2 8 2 9得本设计混凝土的配合比为 表2 7 混凝土配合比表 水泥水泥 kg粉煤灰粉煤灰 kg水水 kg天然粗骨料天然粗骨料 kg再生粗骨料再生粗骨料 kg细骨料细骨料 kg外加剂外加剂 kg 293731835675687673 66 2 3物料平衡计算 在实际生产中 砂石含有一定量的水分 生产操作过程中原材料有一定量的生产 损失 砂含水量为3 天然石含水量为1 再生粗骨料的含水量为3 5 生产损失为 水泥1 砂3 石3 水2 年工作时间 300天 日工作时间 2班制 每班8小时 混凝土产量 30万m3 a 2 3 1生产能力计算 在计算搅拌站每天或每年的生产率时 要考虑到生产的不平衡 应乘以年或日生 产不平衡系数 2 dy QKQ 300 10 式中 Qy 搅拌站的年产量 m3 a Qd 搅拌站的日产量 m3 d K 年产量不平衡系数 对于永久性搅拌站取0 8 300 年工作天数 m3 d1250 3008 0 300000 300 K Q Q y d 2 hd QCQ 88 0 11 式中 Qh 搅拌站的小时生产率 m3 h 0 8 日产量不平衡系数 C 每日工作班数 第二章 搅拌站工艺设计计算 9 8 每班工作小时数 hm656 97 828 0 1250 88 0 3 C Q Q d h 2 3 2干物料 1 水泥 生产损失1 无含水量 一小时 18 50t 1 197 656293 一 天 295 53t 1 11250293 一 年 88779t 1 1300000293 2 粉煤灰 无生产损失 无含水量 一小时 4 6t97 65673 一 天 73t125073 一 年 21900t30000073 3 减水剂 无生产损失 无含水量 一小时 0 357t97 6563 66 一 天 3 66t12503 66 一 年 1098t30000003 66 2 3 3湿物料 1 砂 生产损失3 含水量3 一小时 50 86t 3 13 197 656767 一 天 5813 71t 3 1 3 11250767 一 年 244113 09t 3 1 3 1300000767 2 石 天然 生产损失3 含水量1 一小时 36 87t 1 1 3 197 656567 一 天 589 85t 1 1 3 11250567 第二章 搅拌站工艺设计计算 10 一 年 176955 03t 1 1 3 1567 300000 3 石 再生 生产损失3 含水量3 5 一小时 37 85t 3 5 1 3 197 65656568 一 天 605 52t 3 5 1 3 11250567 一 年 181654 92t 3 5 1 3 1300000567 4 水 生产损失2 一小时 9 45t2 5 378501 36870 3 50860 2 197 656169 一 天 151 15t2 5 6055201 589850 3 813710 2 11250169 一 年 26062 296t 2 5 1816549201 176955030 3 244113090 2 1 300000169 2 3 4物料平衡表 根据以上计算结果 列出物料平衡表见表2 8 表2 8 物料平衡表 时间时间混凝土混凝土 t水泥水泥 t砂砂 t 石 天然 石 天然 t 石 再生 石 再生 t 水水 t 粉煤灰粉煤灰 t 减水剂减水剂 t 一小时97 65618 5050 8636 8737 859 454 60 229 一 天1250295 93813 71589 85605 52151 15733 66 一 年88779 09 03 9245345 8219001098 第三章 设备选型计算 11 第 三 章 设备选型计算 3 1搅拌机 搅拌是混凝土生产工艺过程中极其重要的一道工序 因为混凝土配合比设计是按 细骨料恰好填满粗骨料的空隙并且水泥胶质又均匀地分布在细骨料的表面 所以只有 将配合料搅拌的均匀才能获得最密实的混凝土 搅拌设备的作用也就在此 18 因此 搅拌机是混凝土生产工艺中的主要装置之一 按搅拌机的搅拌方式分可分为强制式和 自落式两类 与自落式搅拌机相比较 强制式的特点是 操作系统灵活 卸料干净 强制式搅拌机的水平轴 即卧轴 式同时具有自落式的搅拌效果 搅拌时间较短 一 般在30 60秒 只是自落式搅拌机搅拌时间的一半 因此生产率高 强制式搅拌机中 双卧轴与单卧轴型式相比较 双卧轴是搅拌机是新型发展的搅拌机 其搅拌效果好 搅拌叶速低 耐磨性高 罐体各部位衬板的磨损程度比较接近 衬板的使用寿命长 经济性好 省功率 易于做成大容量的搅拌机型 因而迅速成为我国搅拌站拌和的搅 拌机型 19 综合各方面考虑 本次设计中选取双卧轴强制式搅拌机 混凝土搅拌机的生产率 的计算公式 14 为 3 321 11 3600 ttt V Q 1 式中 Q 生产率 m3 h V1 进料容量 m3 t1 每次上料时间 s 使用上料斗进料时 一般为8 15s t2 每次搅拌时间 s t3 每次出料时间 s 出料时间一般为10 30s 1 出料系数 对混凝土一般取0 65 0 7 搅拌站每小时产量97 656t 取t1 13s t2 45s t3 22s 1 0 68 由3 1得 m3 3191L191 3 68 03600 224513 656 97 1 V 得出搅拌机的进料容量为3191L 所以 选取进料容量为3200L的JS2000型搅拌机 该搅拌机的性能参数见表3 1 17 20 完全满足生产要求 表3 1 JS2000型搅拌机性能参数 型号型号基本参数基本参数 第三章 设备选型计算 12 出料容量 L进料容量 L搅拌额定功率 kW工作周期 s骨料最大粒径 mm JS200020003200 75 0 801200 3 2输送设备 3 2 1骨料输送设备 皮带输送机是搅拌装置中最常用的骨料输送设备 这是因为皮带输送机输送速度 快 而且是连续的 所以生产率高 它可以沿一定的斜度 把骨料送到几十米的高处 皮带输送机输送平稳 没有噪音 消耗功率小 工作可靠 维修容易 是搅拌站输送 砂石的最理想设备 21 所以本设计选用皮带输送机输送砂石骨料 当已知要求的输送量 带宽可按下式 21 计算 3 21C CK G B v 2 式中 B 带宽 m G 输送散状物料时的输送能力 t h 带速 m s 取1 0 1 25m s v 物料容重 t m3 见表3 2 21 K 断面系数 见表3 3 21 C1 倾角系数 见表3 4 21 C2 速度系数 带速 1 6m s 取1 0 表3 2 不同物料的容重和压带面上的安息角 物料名称物料名称砂砂碎 卵石碎 卵石矿渣矿渣煤煤煤渣煤渣 容重 t m3 1 61 80 6 0 90 8 1 00 8 0 9 安息角 3020 30353035 表3 3 断面系数K值 安息角安息角 15 20 25 30 35 槽型平形槽型平形槽型平形槽型平形槽型平形 带宽带宽 mm K 值 500300105320130355170390210420250 第三章 设备选型计算 13 650 800355115360145400190435230470270 表3 4 倾角系数C1值 倾斜角倾斜角 68101214161820222425 C1值1 00 960 940 920 900 880 850 810 760 740 72 每小时砂石的输送量 htG 487 12585 3787 3686 50 皮带输送机的托辊分为槽形和平形两种 在混凝土制品厂中 一般选用槽形 本 设计选取槽形皮带 倾角取17 速度取1 25m s 由3 2得 m41 0 0 186 0 8 125 1 390 58 125 B 根据计算选取带宽为500mm的槽形皮带输送机 传动滚筒轴功率可按式3 3 21 计算 3 3 3210 00273 0 kGHGLkLkN hh 式中 N0 传动滚筒轴功率 KW Lh 输送机水平投影长度 m H 输送机垂直提升高度 m G 每小时输送量 t h 输送机带速 m s k1 空载运行功率系数 见表3 5 21 k2 物料水平运行功率系数 见表3 5 k3 附加功率系数 见表3 6 21 表3 5 k1 k2 系数 工作条件工作条件清洁 干燥清洁 干燥少量尘埃 正常湿度少量尘埃 正常湿度大量尘埃 湿度大大量尘埃 湿度大 平形槽形平形槽形平形槽形 托辊阻力系数 0 0180 0200 0250 0300 0350 040 5000 00610 00670 00840 01000 01170 0134 k1 带宽B mm6500 00740 00820 01030 01240 01440 0165 第三章 设备选型计算 14 8000 01000 01100 01370 01650 01920 0220 k2 4 91 10 55 45 10 56 82 10 58 17 10 59 55 10 510 89 10 5 表3 6 k3 系数 带长带长Lh m 304560100150200倾角倾角 k3 02 101 801 601 551 501 40 61 401 301 251 251 201 20 121 251 251 201 201 151 15 201 201 151 151 151 131 13 根据设计要求选取的上料高度为8米 可得出皮带输送机水平投影长度Lh m6 36 17tan 2 11 h L 由3 3得 kW7 5 21 1 2 1158 12500273 05 34587 1251017 825 16 360100 0 5 0 N 电动机功率计算公式如式3 4 10 3 0 N KN 4 式中 N 电动机功率 KW N0 传动滚筒轴功率 KW K 满载启动系数 一般取K 1 0 总传动效率 对于胶面传动滚筒取 0 90 由式3 4得 kW3 6 90 0 7 5 0 1 0 N 3 2 2粉料输送设备 由于粉料易扬尘 受潮等 粉料的输送必须在完全封闭的腔体内进行 螺旋输送 机的输送斜槽是封闭的 在输送易飞扬的物料时 可以减少对环境的污染 而且可以 水平 垂直和倾斜输送物料 螺旋输送机是应用最广泛的粉料供料输送设备 国产 第三章 设备选型计算 15 LSY系列螺旋输送机更是具有结构紧凑 截面积小 重量轻 密封性能好 工艺布置 灵活 拆装移动方便 操作安全等优点 所以本设计选用国产LSY系列螺旋输送机作 为粉料输送设备 11 21 需输送水泥量 Q水泥 18 50t h 需输送粉煤灰量 Q粉 4 6t h 输送距离 m 5 112 88 22 L 根据表3 7 综合设计中对输送能力和输送距离的要求 选用LSY160型螺旋输送 机 表3 7 螺旋输送机规格 名称LSY120LSY140LSY160LSY200LSY250LSY300LSY350 螺旋体直径 mm108140163187240290315 外壳管直径 mm133168194219273325355 最大输送长度 m8101214151820 最大输送能力 t h1220355580110150 L 7 1 1 2 22 2 33 5 53 7 54 115 5 157 5 15电机功率 KWL 72 2 34 5 55 5 117 5 1111 18 515 2215 22 3 3储仓及堆场 3 3 1粉料仓 粉料仓是一种封闭式的散装物料储存罐体 有防雨 防潮 使用方便等特点 一 般有50t 100t 200t等规格 也可根据用户要求的尺寸制作 适合储存水泥 干燥粉 煤灰 矿渣等混凝土搅拌站的散装物料 筒仓的储存容量越小 搅拌站连续生产混凝 土时对粉料供应渠道的流通要求越高 粉料仓的基本结构 主要由仓体 支架 仓顶 收尘器 破拱装置 卸料门 料位计 输送管 爬梯以及仓底的检修平台等组成 21 水泥和矿物掺合料根据每小时用量和储存周期计算其储存量 14 3 5 GThQ 式中 Q 储存量 t G 每小时用量 t h T 储存周期 班 h 工作时间 h 班 原材料的储存周期主要考虑气候条件和原材料供应条件 水泥和矿物掺合料按一 个工作台班计 取2班 由3 5得 第三章 设备选型计算 16 水泥储存量 t2962850 18 水泥 Q 粉煤灰储存量 t 6 73286 4 粉 Q 根据计算结果 选取3个100t筒仓储存水泥 1个100t筒仓储存粉煤灰 其参数见表 3 8 表3 8 筒仓参数 型号型号 参数参数 直径直径 m m筒体高筒体高 m m腿高腿高 m m筒锥高度筒锥高度 m m 100t2 8810 05112 2 200t3 3312112 2 300t4 8814112 2 3 3 2砂石堆场 混凝土搅拌站中骨料的储存形式主要为堆场 也可采用储库形式 但建设费用高 一般较少采用 本设计采用堆场形式储存砂石骨料 储存周期为10天 砂石根据每日用量和储存周期计算其储存量 12 3 6 TGQ d 式中 Q 储存量 t Gd 每日用量 t T 储存周期 天 砂堆积密度为1350 1650kg m3 取1600kg m3 碎石堆积密度为 1400 1700kg m3 取1650kg m3 22 由式3 6得 砂储存量 t23 105781385 813 砂 Q 3 m6611 1600 10578230 砂 V 第三章 设备选型计算 17 石储存量 t05 76681385 589 天然 石 Q 3 m4647 1650 7668050 天然 石 V t76 78711352 605 再生 石 Q 3 m4770 1650 7871760 再生 石 V 料堆体积计算公式 12 3 7 tan3 4 tan 00 H ba H abHV 式中 V 料堆体积 m3 a 料堆长度 m b 料堆宽度 m 0 料堆坡度 不同物料的自然安息角见表3 9 H 料堆高度 m 取5m 表3 9 常用物料的自然安息角 安息角安息角安息角安息角 物料名称物料名称 运动静止 物料名称物料名称 运动静止 粗砂 干 35 40 45 碎石35 40 45 粗砂 湿 40 45 50 卵石30 35 40 45 细砂 干 30 35 水泥30 35 35 40 细砂 湿 30 35 35 40 炉渣35 50 根据式3 7 代入数据得 45tan3 54 45tan 5 56611 baab 取 得砂子堆场的长宽分别为 a 60 b 30 2 ba 考虑搅拌站布局美观 使砂 石堆场宽度相等 取碎石堆场b 30 同理得a 天然 42 a 再生 43 3 3 3再生骨料破碎机 本次设计中的再生骨料是由废弃的混凝土经过破碎而得来的 所以还需要配备一 台骨料破碎机 颚式破碎机主要用于破碎中硬及以上的物料的破碎作业 它的有点有 结构简单 工作可靠 维修方便等 所以本站中使用颚式破碎机来进行对再生骨料的 破碎 它的型号及主要技术参数见表3 10 第三章 设备选型计算 18 表3 10 颚式破碎机的主要技术参数 型号 进料口尺 寸 mm 最大进料 口尺寸 mm 出料口可 调节范围 mm 生产能力 t h 电机功率 KW 重量 t 外形尺寸 mm PE150 250150 25012510 401 35 50 8720 660 850 PE200 300200 30018015 502 67 51 2910 750 990 PE250 400250 40020020 505 201531430 1310 1340 根据生产能力选用的颚式破碎机的型号是 PE150 250 3 3 4骨料配料机 配料机是一种用于多种物料如 砂石的定量配送的自动化设备 主要用于混凝土 施工行业 以替代人工台秤或容积计量等方式 具有计量精度高 配送效率高 自动 化程度高等特点 是全自动混凝土搅拌站成套设备中的主要部分之一 混凝土配料机 完全是由国内厂家根据市场需求自创的独立产品品种 随着不断完善已形成多系列 多品种 多用途的独立产品体系 主要类别有 按物料级配数分为二斗 三斗 四斗 按所匹配搅拌机型号分为 PL D 800 1200 1600 2400 3200 按配料计量方式分 为 各物料累积计量 各物料单独计量 独立计量方式的配料机在每个料仓下设置称量斗 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 累积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 两者相比 独立计 量方式的配料机结构高度有所增加 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 本设计中采用累积计量方式计量的配料机 根据生产率选用PLD2400型 配料机 的主要技术参数见表3 11 表3 11 配料机主要技术参数 配料机型号配料机型号PLD600 PLD800PLD1200APLD1200BPLD1600PLD2400 称量斗容量 L6008001200120016002400 储料斗容量 m32 1 22 22 33 34 54 10 生产率 m3 h 3048606075120 最大称量值 kg200020003000300030004000 上料高度 mm185024302600260029002900 功率 kW3 2 23 33 34 35 411 第三章 设备选型计算 19 外形尺寸 mm3 长 宽 高 3800 1400 2200 5400 1800 3010 6000 1800 3090 8400 1800 3100 12000 220 0 3260 10000 2200 4000 3 3 5计量系统 计量设备是混凝土生产过程中的一项关键工艺设备 控制着各种混合料的配比 它的计量精度直接影响混凝土的质量 12 因此 精确 高效的计量设备不仅能提高生 产率 而且是生产优质高性能混凝土的可靠保证 搅拌物料的计量方式一般采用重力 计量 也有用体积计量的 由于混凝土的配合比为重量配比 按体积计量的称量器难 以正确的控制配合比 因此 骨料和粉料一般采用重力计量 而水和外加剂的容积受 外界条件影响很小 两种计量方式均可采用 按照 GB 10172 88混凝土搅拌站 楼 技术条件 规定 各种材料的计量精确度见表3 12 18 表3 12 各种材料计量精度表 配料配料 在大于称量在大于称量1 21 2量程范围内单独配料计量量程范围内单独配料计量 或累积配料计量精度或累积配料计量精度 备注备注 水泥 1 水 1 一等品 合格品为 2 骨料 2 骨料粒径 80mm时为 3 掺合料 粉煤灰 2 当水泥和粉煤灰累积计量时 先称水 泥后称粉煤灰 累计误差 1 外加剂 3 按计量设备的构造 计量方式可分为杠杆秤 电子秤 电子秤和杠杆电子秤三种 具体选择如下 1 骨料计量 骨料的计量采用重力计量法 计量装置的称重秤采用电子秤 电子秤由秤斗和传 感器组成 秤斗上安装有气缸控制的弧形斗门 并被直接吊在3 4个拉力传感器上 计量完毕后 由气缸拉动弧形斗门将料卸入搅拌机中 19 2 粉料计量 粉料计量设备用于称量水泥 粉煤灰 它们的计量采用重力计量法 计量装置的 第三章 设备选型计算 20 称重秤采用杠杆电子秤 由于粉料采用螺旋输送机进行输送 因此在称量斗上方设置 了进料口 进料口与螺旋输送机卸料口之间采用连接套连接 该连接套用具有弹性的 软材料制作 避免对计量系统产生影响 物料加入计量斗时 为了让斗中的空气顺利 排出 在计量斗上方留有排气口 为了不污染环境 又在排气口上安装一个过滤器 19 3 水的计量 水的计量采用容积计量法 其构造是利用钢板焊接成一截面积相同的水箱容器 内装有微型接近开关 排水电磁阀 气控制过程是 当系统发出排水信号时 排水电 磁阀动作 开始排水 当水位降到下限定位处 微型接近开关动作 关闭排水电磁阀 停止排水 延迟一段时间后 供水阀动作 开始排水 4 外加剂计量 外加剂的称量采用机械电子秤 计量精度高且不受介质种类 浓度等因素的影响 3 3 6控制系统 控制系统是混凝土搅拌站实现全自动生产的关键部分 是搅拌站的中枢神经 其计 量精度 稳定性 可靠性和可操作性直接影响混凝土的质量 因此在进行选型时必须特 别重视 23 主要完成按照预定的混凝土配比控制搅拌设备的全部工作过程 本次设计 的搅拌站采用工业计算机进行控制 可自动控制也可以手动操作 操作简单便捷 显 示屏幕上动态的显示了搅拌站各功能区的运行情况 同时存储了搅拌站的种种数据 按要求打印各类报表资料 存储配方可达几万个以上 控制室配备空调可保证电气元 件经久耐用 性能稳定持续可靠 采用工业计算机加配料控制仪表组成 即配料控制 仪表数据输入工业计算机 通过PLC 可编程序控制器输出执行信号 从而保证系统持 续正常运行 在主机卸料口 配料站等关键部件可以设置监视摄像头 智能化的控制 系统可自动控制混凝土的整个生产过程 实现混凝土的生产数据化管理 1 能实现生产过程的自动化 提高生产率 2 能贮存大量配合比供用户选用 调用 修改配合比都十分方便 3 能进行落差自动跟踪修正 欠称补料 超称扣料 可显著提高称量精度 4 能实现骨料含水率检测和配比值的自动修正 即自动减水加砂 保证混凝土稠 度值的一致性 5 能直观的模拟显示混凝土搅拌站的整个工艺流程状态 实现实时监控 6 能自动记录存储各类数据和制表打印 7 可实现最优化控制 8 可实现先进的科学管理功能 24 第四章 总图运输 21 第 四 章 总图运输 4 1区域位置及场地情况 4 1 1区域位置及外部条件 本站建厂位置位于西青区 规模为一条年产30万立方米的C40再生粗骨料混凝土搅 拌站工艺设计生产线 厂址选在铁路干线 国道 主要公路附近 交通运输条件十分 便利 拟建工厂用电供给来自附近的电厂专线 有充足的电力供应 水源供给来自厂址 内的地下水源 所用的燃料来自当地 其余所用的辅助原料就近获取 生活设施在厂 附近建设 4 1 2场地情况 厂址所在的地势平坦 无断层或滑坡等不良地质现象 地基的承载能力足够 1 地质情况 由于搅拌站所使用的设备多为大型机械设备 其自重以及携带的物 料均有很大的质量