年产180万m3混凝土搅拌站生产工艺线设计

学 号毕业设计说明书年产180万m3混凝土搅拌站生产工艺线设计生产工艺线设计学生姓名张雨宁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系2011年6月6日年产180万立方米混凝土搅拌站生产工艺线设计Design of Production Line of 1.8 Million m3/aConcrete Mixing Station摘 要 此次设计为年产180万立方米混凝土搅拌站生产工艺线。本次设计简单的介绍了混凝土搅拌站建设过程当中的关键环节和要点问题，内容包括整体的选址、选择建厂需要的地理条件和环保条件、平面设计原则和规划原则。通过所需混凝土的产量计算，从而选择较为适合此次设计的混凝土搅拌机和螺旋输送机。最终根据环境的要求建立不同的绿化设施从而达到低碳环保的原则。关键词：混凝土搅拌站；产量计算；搅拌机；螺旋输送机 ABSTRACTThe design is 180 million m3/a of concrete mixing station production process line . This design simple introduces the construction of concrete mixing station and a critical link in the process of key points, and the content includes the whole problem location, choose the factory needs geographic conditions and environmental conditions, graphic design principles and planning principles. Through the production calculation, required concrete to choose a suitable this design the concrete mixer and screw conveyor. Finally, according to environmental requirements set up different greening facilities achieve low carbon environmental protection principles. Key words：Concrete-mixed Station；production calculation；mixer；screw conveyor 目 录第1章 绪论11.1前言11.1.1混凝土搅拌站的发展史及其国内外的现状11.1.2混凝土搅拌站生产系统的管理控制21.1.3加强搅拌站现场的技术管理31.1.4 加强搅拌站的工作制度管理31.2 设计原则31.3 建厂条件41.4 设计范围41.5 搅拌站设计初步计划51.5.1 生产规模51.5.2 产品方案5第2章 工艺流程62.1 工艺流程说明62.1.1 总体结构与工作原理62.1.2 主要结构及特点62.2 工艺流程选择介绍72.3 工艺流程图 9第3章 搅拌站工艺设计计算103.1 混凝土配合比计算103.2 配合比设计113.3 全厂物料平衡计算123.4 搅拌主机生产能力计算133.5 全厂堆场设计计算与储仓143.5.1 贮存周期143.5.2 堆场计算143.5.3 设计骨料贮仓153.5.3 筒仓的结构173.6 运输设备选型计算173.6.1 螺旋输送机的初步选型173.6.2 验证计算193.6.3 功率计算203.6.4 砂石皮带设计213.7 称量工艺设计要求22第4章 总图运输234.1 区域位置及场地情况234.2 总平面布置234.2.1 总平面布置原则234.2.2 厂区绿化234.2.3 总平面布置方案244.3 运输设计244.4 安全生产24第5章 环境保护265.1 环境保护设计依据及标准265.2 搅拌站的粉尘污染265.2.1 粉尘治理方法265.2.2 除尘器的选择及其保养275.3 噪声控制275.4 废水的回收及其再利用285.5 环境美化绿化28第6章 主要技术经济指标29第7章 设备表30致谢31参考文献32附录341. 英文文献2. 英文文献译文3. 毕业设计任务书第1章 绪论1.1前言1.1.1混凝土搅拌站的发展史及其国内外的现状现代混凝土是建筑工程中用量最大，用途最广的材料。据统计，1996年全国混凝土产量约为6.5亿m3，1998年8.1亿m3，2000年9.8亿m3，2002年则达到13亿m3。城市商品混凝土的占有率在国家第九个五年计划当中已达到25，2010年已达到401。商品混凝土以商品化供应为特征，集中拌制，要求拌合物具有好的工作性，即高流动性、坍落度损失小、不泌水不离析、可泵性好、要求成本低、性能价格比高、技术先进等优点，是一种出厂即为半成品的建筑材料。随着城市建设规模的不断扩大，特别是人们对文明施工和环保要求的提高，商品混凝土在城市建设中得到越来越广泛的应用。混凝土的需求量在逐年提高，混凝土搅拌站也随之快速发展起来。最初搅拌站的搅拌设备仅以单机的形式出现,随着技术的不断更新因而对混凝土要求的提高,出现了各种带有计量装置的搅拌设备,从而产生了比较现代化的砼搅拌站。德国于1903年建立了世界上第一个混凝土搅拌站,随后美国于1913年, 法国于1933年,日本于1949年建立的搅拌站。随着时间的推移，60年代到70年代由于商品混凝土发展到了另一个高度,同时也是混凝土搅拌站发展最快的时期。至今,德国、美国、意大利、日本等国家生产搅拌设备在技术水平和可靠性方面处于领先地位，比如美国的雷克斯诺德公司；英国的雷珀公司；法国的赫舍公司；德国的爱尔巴公司；意大利的西法公司；日本的石川岛据磨、日工、日本建机等等。这些公司公司国外生产的搅拌站（楼）一般生产率在50m3/h300m3/h,并且普遍采用微机控制,具有称量落差自动补偿、骨料表面含水率自动测定、水份补偿,骨料粒度自动测定、补偿、容量变更、废水处理、骨料回收、温度控制等多种功能。同时具有多种配比储存、车辆调度等各种管理功能。对于商品混凝土生产一般采用搅拌站形式,只有大型工程采用搅拌楼形式2,3。我国上海、北京、广州、天津、武汉、南京等全国各地区对于商品混凝土的需求量较高,其他省会城市和一些中等城市的需求量也在稳步提高。所以为了适应和满足国内大规模建设的需要,我国搅拌站也取得了长足的进步,研制出多种型号的混凝土搅拌站并且先后投入批量生产。比如上海华东建筑机械厂自1975年以来,开发的混凝土搅拌站有H2215、H2Q20、H2025等型号。国内生产相同类型混凝土搅拌站的厂家还有：辽宁省阜新矿山机械厂,山东建筑机械厂,广东省韶关挖掘机厂等。上述企业都具有自行研制和批量生产混凝土搅拌站的能力,虽同国外先进水平比较起来还有差距,表现在产品规格少、技术性能落后、可靠性差、使用寿命短等,但只要能充分利用现有的基础,并适当地引进国外先进技术,组织科技人员攻克关键技术,则混凝土搅拌站就一定会迅速发展,赶上或接近国外先进水平4。目前国产搅拌楼的生产率为60180m,国产搅拌站的生产率为15120m。从制造成本和结构分析所选用的搅拌主机一般不小于1m,但也不大于3m。1.1.2混凝土搅拌站生产系统的管理控制1原材料的控制原材料的质量好坏直接影响混凝土的质量，并且对材料的严格筛选和进厂检验也起到至关重要的作用。对不合格原材料一律不得进入搅拌站现场，严格把关是生产管理的重中之重。水泥 搅拌站应以有质量保证的水泥生产厂家联络业务。并且依据规范规定，进货时要严格检查水泥的标号，按照标准来适时的检测混凝土的安定性，凝结时间与强度，从而确保水泥的性能。水 搅拌站所需要的水资源一般为饮用水，并且一定要遵守节约用水的原则。如果搅拌站采用非饮用水源应检验是否符合国家标准。若通过检测标准再用其拌制成混凝土检测混凝土是否合格，才可以使用否则会影响混凝土强度。粗细骨料 采用天然优质的砂石料，超大粒径的砂石料可以提高混凝土强度。随着砂石粒径增大价格也会增大，但是其混凝土的强度会大大提高。因此，在强度和强度保证率相同的情况下，可降低水泥和外加剂的用量，从而降低成本但是强度不会下降。 外加剂 加强对液体外加剂浓度的检验从而使外加剂的有效含量大大提高。如遇到多种化学外加剂，应与不同品种的水泥及矿物外加剂进行适应性的验证试验，同时应按国家相关的标准规定分批抽检其混凝土的主要物理性能和化学性能。2控制混凝土的配合比设计是一个混凝土搅拌站生产技术综合实力的体现。混凝土在试拌之前要经过配合比的计算和验证校核，并且要选用合适的富余系数，合适的坍落度从而选用最最合适的用水量，再通过不同的水灰比选用不同的砂率然后利用假定表观密度法来计算，最后调制试拌混凝土最终达到本次设计的混凝土强度等级即为最终的配合比。3 生产中技术人员应该根据所计算出的配合比来试拌混凝土，并且测量其坍落度和保水性，如果通过测试合格向上级领导部门申报合格经过同意再进行大规模的搅拌出成品。如果不合格，找出原因记录以备下次参考使用。搅拌 因为搅拌是整个生产过程的核心环节，所以应在控制室内明确各种原材料的名称和规格，便于工作人员查看与分辨从而有利于生产商品混凝土。计量 计量同时也是搅拌站的关键环节，计量设备应该定期检验，如果发现其计量设备超过误差的上下限，应查找原因并且及时排除确保生产线的及时生产。运输 根据混凝土搅拌站的实际情况来合理配备车辆，控制发车时间，及时清理混凝土运输车内的积水，为了确保混凝土的和易性，应在运输中保持罐体连续正常运转平稳开车送到施工现场。4交货检验 混凝土送至施工现场后，需按规定进行交货检验。为适应施工现场户外条件的变化，应控制混凝土的坍落度和缓凝时间，根据条件适当采取加缓凝剂及二次掺加减水剂。为了确保外加剂均匀掺入，二次掺加减水剂必须确定掺加范围5。1.1.3 加强搅拌站现场的技术管理1确保泵送混凝土浇筑的连续性，并且严格控制混凝土从出搅拌机机到浇筑的间隔时间，控制好混凝土结凝结时间并且保证混凝土的整体性能。2根据工程要求和原材料的特点，搅拌站工作人员应对现场进行技术宣讲将混凝土的性能特点、强度增长规律、养护方式等情况告知施工人员，以便进行正确的施工操作。3在施工作业现场进行混凝土取样，并按规范制作试件，妥善养护，作为判定结构实体混凝土是否合格的依据。所以搅拌站应安排现场调度员或技术人员跟踪处理现场混凝土施工的质量问题，及时与混凝土搅拌站联系，并且更新使用信息，出现问题应立即处理6。1.1.4 加强搅拌站的工作制度管理搅拌站质量管理工作离不开制度的保证，混凝土搅拌站要构建生产责任体系，平时做好设备维护保养和人员业务培训，工作有计划，有台账，有考核，有兑现，搞好安全生产。1.2设计原则1优先考虑城市建设需要。混凝土行业发展必须与城市建设规划相协调，顺应城市发展与建设趋势以及混凝土行业的发展趋势，在数量质量上要满足城市建设对混凝土的需求。并且考虑工艺流程的合理性，从原材料的输送到成品堆放，应尽量避免倒流水作业。2 充分利用地形条件，布置应紧凑，要节省用地面积。原材料堆场及成品堆场应按照当地的运输。供应条件，合理的确定面积，留有一定的余地。3 在辅助车间与主车间之间，在满足防火，卫生，安全和采光的条件下，应尽量缩短工艺流水线，避免长距离运输和交叉运输。建筑物和构筑物的距离在满足生产、防火、卫生、安全和采光的要求下应尽量缩小。4统筹规划与突出重点相结合。正确认识和处理预拌混凝土行业在发展过程中所涉及的各种关系，统筹规划、立足全局，着眼长远，合理确定规划重点，保证措施落到实处。并且适当地划分厂区，按功能进行分区布置，即把厂区划分为若干地带，如原材料堆场区，辅助车间区、主车间去、成品堆放区、公共设施区以及厂前区等，应以搅拌区为全场的中心，把各功能区有机的组织起来。5 各车间应按照朝向和主导风向适当布置，对产生粉尘和污染的车间，应布置在工厂的下风方向。6 当厂区内设有铁路专用线是，应考虑建筑物、构筑物与铁路线保持一定的距离，场内运输与铁路的交叉点，要做好具体的处理措施。7 必须根据工厂的发展规划预先考虑到扩大生产和改进生产的可能性，以便能以最少的投资，尽量在不拆毁或少拆毁原建筑物的条件下，达到扩建与改建的目的。并且要处理好混凝土行业与建筑行业的关系，促进行业间的交流与合作，实现共同发展和双赢。8通过合理安排生产从而提高搅拌站的整体运行效率，并且促进混凝土搅拌站的经济效益的提高。9建设资源节约型、环境符合国家标准的搅拌站。通过减少或避免污染物的产生和排放，加快开发和推广应用资源综合利用技术，缓解资源约束和环境压力，努力成为现代化与低碳为原则的搅拌站7。1.3建厂条件1设计地点：天津2工程地质条件：符合建厂要求3建筑类别：丙 类4地震设防烈度：VII度5等级： 一 级6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/s7原材料 当地水泥、砂、石、外加剂。1.4设计范围本工程规模为两条年产180万立方米C30商品混凝土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、辅助设施、厂前区、公路、道路、绿化等的建设。1.5搅拌站设计初步计划1.5.1 生产规模本厂生产规模由主管部门根据国家的全面规划和当地基本建设总规划提出，在确定生产规模时，认真贯彻执行党的技术政策，并考虑以下因素：1尽量使结构布置更紧凑，从而提高搅拌站的生产效率以及提高场地有效利用率。2避免粉尘污染危害,将办公室、休息室、门卫和停车场等工人聚集场所设在上风向。3由于搅拌站内车辆流通频繁,为减少站内车辆相向而行的次数,对整个搅拌站分设两个门进出,提高车辆进出效率。4搅拌站内几乎所有道路呈环状,并且增加路口反光镜，有利于车辆转弯。进料时,卡车可通过石场和砂场周围的圆形相间甬道进行运送。并且有利于以后搅拌站的扩建。5调整搅拌运输车的行驶路线,搅拌运输车可由北门进入(或从停车场出发),直接通过搅拌主机下方经上料后由南门开出, 而无需倒车有利于运输车的行驶。6为便于搅拌运输车的清洗和维修,将洗车台维修区设在北门附近,搅拌运输车回站时经由北门进站可直接进入洗车台维修区。生产规模本工程规模为两条年产180万立方米C30混凝土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。1.5.2产品方案产品方案是指工厂生产的产品品种，规格，数量(或分配比例)，原材料品种及规格。它是确定生产工艺及模板设计等问题的主要依据。产品方案的确定，主要取决于当地对该产品的实际需要。在确定产品方案时，应充分考虑原材料资源的合理利用和工业废料的综合利用。制品规格尽量做到标准化，定型化，建筑构件应符合统一建筑模数制，其他制品须按照国家标准规定制定。所以本次的搅拌站设计应该按照国家标准规定的方法一一布置，不违反国家的有关规定，合理安排整体布局及其环境规划。从而提高本次设计的实用性与科学性。第2章 工艺流程2.1工艺流程说明2.1.1总体结构与工作原理混凝土搅拌站的总体结构此次采用水平式布置，它主要由原料存储装置（包括砂石骨料、水泥、水和外加剂）、骨料的一次提升机构、称量机构、骨料二次提升机构、控制台和辅助设备等组成。骨料以一次提升装置进入骨料斗仓；粉料经过一次提升进入粉料仓备用，骨料的称量斗置于斗仓的下方。水泥粉料由水泥仓底部的料门以螺旋输送机提升到位于搅拌机上方的粉料称中进行单独计量后进入搅拌机水和外加剂分别由水泵和外加剂泵从储存箱泵入称量斗内称量后，进入搅拌机内。2.1.2主要结构及特点1骨料储存及运送。骨料储存一般分为地仓式、星形料场、钢制直列式料仓及圆筒形料仓等形式。现在一般采用钢制直列料仓。一般有34个料仓，每个料仓的容积为515m3或者更大一般采用装载机上料，对于较大的料仓，也有采用皮带机上料的方式。2水泥仓储存及运送。储存方式一般采用圆筒形粉料仓，运送的方式一般为螺旋输送机。粉料仓一般容量为50100t，也有的粉料仓容量达到200500t。粉料向计量斗中输送一般采用大倾角螺旋输送机。角度一般为30度至60度。3供水系统。水的计量精度是搅拌设备重要的技术性能指标之一。由于水灰比的稳定与否不仅直接影响混凝土和易性等施工工艺性，而且还影响最后的结构强度。现在常用的是重力式控制。4计量系统。计量精度的要求（见表2-1）。计量系统包括骨料、水泥、水、外加剂等。国家对计量精度的要求是骨料的动态计量精度为2%，其余物料（水、水泥、粉煤灰、外加剂等）的动态计量精度1%。计量方式的分类。搅拌设备的计量方式一般采用重力计量，也有采用体积计量的，目前采用了单独重力式计量，一般都采用电子秤对各种物料进行称量。所以本次设计采用电子称进行计量。5搅拌系统。搅拌系统是混凝土搅拌设备的主要组成部分，根据搅拌机理分为自落式和强制式两大类。自落式有双锥反转出料式、锥形倾翻式等形式。强制式分为单卧轴（由于生产效率低及能耗高目前已基本淘汰）、双卧轴、涡桨式等几种。6控制系统。目前搅拌设备的控制系统一般为计算机控制，具备了能实现生产过程自动化，同时有助于生产效率的提高与生产准确性的提高 8。表2-1 计量精度的要求9,10配料配料称量精度备注骨料2%骨料粒径80mm, 为3%水泥1%水1%一等品、合格品为2%掺合料（粉煤灰）2%当水泥与粉煤灰累计称量时, 先称水泥后称粉煤灰, 累计误差应1%外加剂3%2.2工艺流程选择介绍传统的划分方法为一阶式和二阶式。称一阶式为搅拌楼,二阶式为搅拌站。有些场合下也称一阶式为垂直式或塔式搅拌设备,二阶式为水平式搅拌设备。图2- 1为一阶式搅拌设备的工艺流程,即物料（主要指骨料）经一次提升到最高点, 然后垂直下落进行计量并进人搅拌机中搅拌。采用一阶式搅拌设备时有时需要使用多个搅拌主机, 这种设备的优点是由于一般采用全封闭式，所以适应一切气候条件, 并且整套设备的使用寿命长。而且由于空间大，设备布置方便，维修性好，因此可靠性高。缺点是占地面积大，一次性投资大。混凝土搅拌站一般适合固定场合和大型工程。但由于这种一阶式分料、控制比较复杂,而且目前搅拌主机的可靠性要求较高, 因此这种方式很少采用。图2-2为二阶式搅拌设备工艺流程。物料（主要指骨料）需经过二次提升，即计量完毕后，再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紧凑,一次性投资小,但维修不方便,整套设备的使用寿命短。一般适用于中小型商品混凝土厂及大中型混凝土施工工程。料场卸砼搅拌计量储仓图2-1 一阶式搅拌设备工艺流程料场搅拌储仓计量卸砼图2-2 二阶式搅拌设备工艺流程一阶式和二阶式搅拌设备的另外一个区别是生产率有差别,即使使用同样的搅拌主机, 二阶式要比一阶式搅拌设备低。为了解决生产率及占用场地的问题, 目前国际上较盛行的一种产品是介于一阶式和二阶式之间的搅拌设备,其工艺流程如图2-3,其特点是骨料计量后提升到搅拌机上方的储料斗内,当程序要求投骨料时,将骨料投人搅拌机中, 这样骨料在储料斗中等待时,骨料计量可以同时进行, 从而提高了生产率。这种方式的优点是既提高了生产率,又减少了占地面积2。料场计量储仓卸砼搅拌储仓图2-3 介于一阶式搅拌设备工艺流程因本次设计应依照低碳环保和提高土地利用率的原则，固本设计采用介于一阶式搅拌设备。2.3工艺流程图石子堆场石子砂子进料口砂堆场罐车工地砂仓计量计量搅 拌 机石仓水水泵计量外加剂计量微机控制系统根据选定的配方进行计算并控制步骤动作终端显示器水泥仓计量水泥键盘输入第3章 搅拌站工艺设计计算3.1混凝土配合比计算1水泥：42.5普通硅酸盐水泥，由以往经验得知水泥强度等级富余系数=1.10；2粗集料：最大粒径31.5mm；3砂：细度模数为2.7-3.4中粗砂；试配强度计算:式中，施工配制强度(MPa)； 设计的混凝土强度标准值(强度等级)(MPa)； 施工单位混凝土施工历史累积的强度标准差，如果无施工单位积累的值，其值应按现行国家标准混凝土结构工程施工及验收规范(GB50204)的规定取用。即C10C20混凝土，取4MPa；C25C40混凝土，取5MPa；C50C60混凝土，取6MPa。水灰比的确定，式(3-2)：式中，、回归系数，由表3-1确定； 水泥28d抗压强度实测值(MPa)。表3-1 回归系数选用11系数石子种类碎石卵石 0.460.48 0.070.33每立方米混凝土用水量塑性混凝土的用水量可由表3-2确定。表3-2 塑性混凝土的用水量11所需坍落度/mm卵石最大粒径/mm碎石最大粒径/mm102031.540162031.5401030190170160150200185175165355020018017016021019518517555702101901801702202051951857590215195185180230215205195砂率的确定当无历史资料可参考时，混凝土砂率可按表3-3确定。表3-3 混凝土的砂率（%）11水灰比卵石最大粒径碎石最大粒径1020401620400.42632253124303035293427320.53035293428333338323730350.63338323731363641354033380.7364135403439394438433641计算配合比当采用质量法时，应按假定表观密度法公式(3-3)计算：(3-3)式中，每立方米混凝土的水泥用量(kg)； 每立方米混凝土的粗集料用量(kg)； 每立方米混凝土的细集料用量(kg)； 每立方米混凝土的用水量(kg)。3.2配合比设计1.C30 混凝土用P.O425水泥，碎石最大粒径31.5mm。配制强度按式(3-1)计算： 水灰比按式(3-2)计算：计算物料用量1）用水量：查表3-2得2）水泥用量：3）砂率确定：水灰比为0.54，取碎石最大粒径为31.5mm；砂率 4）每立方混凝土中的砂石量：按公式(3-3)算得：,。所以初步配合比设计： =0.54：1：1.76：3.753.3全厂物料平衡计算1混凝土搅拌站每年的生产能力：年产180万，K=0.8=7352.94m3/d2混凝土搅拌站每天的生产能力： (C为班数取C=3,8h/班)=383m3/h3混凝土搅拌站小时生产能力：(n为主机台数，取n=1)=383m3/h12根据设计要求，此次设计为两条每小时生产能力191.5m3的搅拌机。4消耗计算：砂：每小时消耗每日消耗每年消耗 石子：每小时消耗 每日消耗 每年消耗水泥：每小时消耗 每日消耗 每年消耗水： 每小时消耗 每日消耗 每年消耗表3-4 全年产量表产量/m3全年每天小时180万7317.61385.00表3-5 全年材料用量表材料用量/m3年天时水泥25.51万1042.1854.28砂45.00万1838.4095.75石子95.74万3910.85203.69水13.76万562.1829.283.4搅拌主机生产能力计算根据设计要求，此次设计为两条每小时生产能力191.5m的搅拌机。根据混凝土搅拌机生产率计算公式取Qh=191.5m/h，搅拌机的小时生产能力可按下式(3-3)计算： （3-3）式中，搅拌机的小时生产能力()；V1搅拌机进料容量() 装料时间(秒)； 混凝土搅拌机时间(秒)； 混凝土卸料时间(秒)；出料系数，对混凝土一般去0.65-0.7。由得进料V2=4200L，查表得出料4000L，故选搅拌机机型主机为JS4000。3.5全厂堆场设计计算与储仓3.5.1贮存周期根据搅拌站的生产情况及物料运输方式气候条件，材料供应条件，采用公路运输因此贮存天数一般为10-15天，在此考虑现搅拌站场地的砂，石子供应情况，本次设计取tR=6d.3.5.2堆场计算1选择堆料形状对于一个搅拌站的料堆一般为长方形。计算公式式中：H料堆高度，取4m； V料堆体积； a料堆宽度，m； b料堆长度，m； 料堆坡度，取45。2计算砂子的总体积：石子的总体积：砂子料场取长与宽比：b/a=2代入式中：砂子的料场a=43m b=86m同时可得石子的料场a=60m b=120m。3.5.3设计骨料贮仓1砂，石料仓贮仓尺寸表3-6 贮仓常用数量材料品种贮仓数量水泥仓2-4细骨料仓1-2粗估料仓2-3角锥形贮仓其有效容积可按下式计算当时 当时 式中：V料仓有效容积，m；A,B料仓上口尺寸，m；a,b料仓下口尺寸，m；H料仓高度，m；K料仓有效利用系数，其值如下，一般贮仓K=0.85；H1直壁部分高度，m；材料种类 方形口每边尺寸中等卵石30050300100450150500一般砂300干砂150湿砂450 表3-7 沙石尺寸与方口尺寸对照本次设计砂子仓2个，石子仓2个，假设a=b=500mm,考虑到现在生产率高取料仓的储量为1小时，则此料仓的最小体积V砂=605/2620191.51h/2=22.11可假设H1H，H1=1.5m,A=3m,B=2.5m将以上数值代入得22.11=H/6 0.50.52.530.52.50.53 2.531.50.85解得H=0.8m,虽然H1H满足条件，但相差甚远。当H1H时，同理代入公式可以得到H=4.8，所以H=4.8，H1=1.5m可满足生产要求。综上所述，本设计取H=4.8，A=3，B=2.5，下口尺寸a=b=500mm,存储量为1小时。3.5.2水泥仓水泥仓库的水泥贮存量按下式计算：式中，Q水泥贮存量(吨)；q生产中出现的产品品种最不利组合时平均配合比中的水泥用量；n贮存周期；G混凝土日产量(米3/天)；水泥的损耗率0.5%。筒仓容积的计算公式如下：式中， V筒仓有效容积()；D筒仓内径(m)；水泥自然安息角，取30；锥斗倾角。根据水泥每小时用量Mc=0.343191.5=65.685t/h，水泥贮量Q=（65.6854）24394.11t,取水泥贮量为400t表3-8 水泥筒仓的容积及贮量筒体内径D(米)筒体高度h(米)几何容积 (米3)有效容积 (米3)贮存量(吨)普通水泥矿渣水泥51326023030029061543038050047571870060078075082010008501100106010241900170022002120根据表3-8，本设计应选用的筒仓规格为：根据内差法查表得内径D=5.5米，筒仓高度h=14米，共四个。3.5.3筒仓的结构水泥筒仓的支承结构是用筒壁支承的；采用钢锥斗型的可以减少物料和斗壁的摩擦力，施工进度快，便于布置破拱装置；从热工角度考虑，筒仓筒壁所采用的材料，应保证一定的热阻，以防止内壁结露引起挂壁结块。本设计筒壁选用的石钢筋混凝土筒壁，这种砖筒壁的优点是刚性好，自重小，可利用滑动模板施工，建设进度快3.6 运输设备选型计算13,14,153.6.1螺旋输送机的初步选型根据水泥每小时用量mc=0.343kg/m191.5m/h=65.685t/h用量表3-9 LS型螺旋输送机的规格与输送能力螺旋直径（mm）10016020025031540050063080010001250螺距（mm）100160200250315355400450500560630转速（r/min）1401121009080716350403225输送量（m3/h）2.2814243464100145208300388转速（r/min）11290807163565040322520输送量（m3/h）1.771220265280116165230320转速（r/min）9071635650454032252016输送量（m3/h）1.46101621416494130180260转速（r/min）7150504510363225201613输送量（m3/h）1.14713163452801101502001螺旋输送机的输送能力计算公式：式中：螺旋输送机的输送能力，t/h； 螺旋直径，m； 螺旋叶的螺距，m； 螺旋转数，rad/min；物料填充系数，见表3-10；物料容重，t/m3,水泥一般取1.25 t/m3；螺旋输送机的倾斜系数，见表3-11。则根据初步估算，查表3-9选取推荐值生产能力为64 m3/h，其螺旋直径D=400mm,螺旋轴最大转数n=71rad/min，螺距S=355，物料填充系数=0.3，螺旋叶的螺距S=0.8D当C=0.8时，取倾斜角为10，所以满足设计要求3.6.2验证计算1螺旋直径的计算：其中：Q输送能力，t/h; K物料系数，水泥一般为0.565； 填空系数，见表3-10; C倾角系数，见表3-11;表3-10 有关选型系数物料的粒度物料的磨琢性物料的典型例子推荐的填充系数推荐的螺旋面型式特性系数K综合系数A粉状无（或半）磨琢性面粉，石墨，石灰0.350.40实体螺旋面0.041575粉状磨琢性水泥，白粉0.250.30实体螺旋面0.056535粒状无（或半）磨琢性谷物，泥煤，锯朩屑0.250.35实体螺旋面0.049050粒状磨琢性砂，造型土0.250.30实体螺旋面0.060030小块无（或半）磨琢性煤，石灰石0.250.30实体螺旋面0.053740小块磨琢性卵石，砂岩0.200.25实体（或带式）螺旋面0.064525中等及大块无（或半）磨琢性块煤，块状石灰0.200.25实体（或带式）螺旋面0.060030中等及大块磨琢性干黏土，硫矿石，焦炭0.1250.20实体（或带式）螺旋面0.079515固状黏性，易结块含水的糖，淀粉质的团0.1250.20带式螺旋面0.071020表3-11 倾斜角与校正系数的关系倾斜角 螺旋输送机倾斜布置时的输送量校正系数C1.00.90.80.70.65所以 =0.45m=450mm按上式计算得出D值 应圆整为400mm.2确定螺旋输送机的转速nnj=A物料的综合系数，见表3-10则 rad/min按上式计算的转速n应圆整为56rad/min3.6.3功率计算1螺旋输送机所需轴功率： 式中 H螺旋输送机倾斜布置时在垂直平面上的投影高度；L螺旋输送机水平投影长度，m；物料阻力系数（水泥中物料阻力系数为3.2）即 =6.0kw2电动机功率式中：功率备用系数，对Y系列电动机则取1.0； 驱动装置总效率，一般取0.90.94；所以=6.3kw综上所述，螺旋输送机选型如下：选用Q40012m的螺旋输送机输送水泥输送量为52.55m3/h；转数为56rad/min；螺距为0.8D=0.8400=320mm驱动装置可选择：LS400型；减速器TSDY1257.560；电动机Y132s4。 3.6.4砂石皮带设计16输送散装物料时，胶带输送机的输送能力式中：Q输送散装物料的输送能力，t/h； B带宽，m； 带速，m/s,一般取1.01.25m/s； 物料容量，t/m3,碎石为1.8 t/m3，砂为1.6 t/m3； K断面系数，见表3-12； C1倾角系数，见表3-13； C2速度系数，带速1.6 m/s,取1.2。表3-12 断面系数K值 带宽 （）安息角 25度 30度 35度槽形K值 500600 355 390 420 800 400 435 2030表3-13 倾斜角与倾斜系数的关系倾斜角222425C10.760.740.72则带宽 由Q=（605+1287）kg/m3191.5m3/h =362.32t/h则带宽 =0.682m带宽为700mm满足输送量Q=362.32t/h,综上所述设计带宽650mm,倾斜角为25带速=1.25m/s的两台槽形皮带输送机。3.7称量工艺设计要求称量是搅拌车间中的重要环节，称量工艺设计需满足如下要求：1称量设备必须满足各种原材料所需要的称量精度2称量设备的配置必须与搅拌机的配置相适应3给料设备必须满足称量设备称量精度的要求4对于粉尘大的材料，在称量工艺系统中，各设备连接部分必须予以密封；不能实现密封的亦应采取有效的除尘措施第4章 总图运输4.1区域位置及场地情况混凝土搅拌站一般由供料、贮料、配料、搅拌、出料和控制等系统组成,是用于生产混凝土拌合物的大型成套设备,通常占地面积较大。本设计厂由主管部门根据国家的全面规划和当地基本建设总规划提出，在确定生产规模时，认真贯彻执行有关低碳环保的理念，并考虑以下因素17：1当地对该制品的需求量及远景发展规划；2产品共产范围（供应半径）及运输条件；3原材料的来源，经常供应量，储量及运输条件；4厂址地形条件，可使用土地面积范围，工程地质及水文地质条件等。5环保因素，搅拌站要远离住宅和人口稠密区本设计选择天津北辰工业园区为搅拌站的厂址，园区地势平坦，光照充足，通风良好，项目建设对周边无环境影响。园区水内、电、路、通讯配套齐全。项目所需水泥、砂子、石子、粉煤灰、外加剂等原料本县可以满足，建厂条件具备。4.2总平面布置4.2.1总平面布置原则合理利用场地、合理的布局决定了今后的日常运营费用，布局不合理会造成日后的翻建改造、额外费用支出，因此，要努力做到以下几点原则：1应盖多层的办公生活设施、液体料池入地、粉料仓置于主机上面。2生产区、生活区分隔开，先确定生产区的布局，再设置生活区。管理人员的办公要紧邻生产区，以便提高工作效率；职工的生活区与生产区应保持相应的距离，免除一些噪音干扰，保证职工的正常休息和娱乐活动。3水房，泵房、沉淀池要尽量离搅拌楼近一些，以减少管线的能耗。4要合理设计厂区的道路，拥有循环的行车路线，做到铲车上料、材料卸货、生产运输三不干扰，并充分考虑穿插区域的交通安全，最好设计车辆进出两个门。5配料仓选用全地仓的形式，铲车上料时做，既大幅平行的移动行驶。6铲车的运输需要大量的经费，所以应该避免使铲车走坡道，以便节约油耗以及人力的消耗20。4.2.2厂区绿化新建生产线范围应一次规划，分期实施。厂区绿化以道路绿化为骨架，针对不同的绿化主体采用不同的绿化方式。工厂绿化可分为场内局部绿化，场内道路绿化，厂前区绿化，周边绿化等。在工厂总平面的设计中把绿化作为设计因素统一加以考虑，以日益为人们所重视。在绿化设计中，应满足生产和环境保护对绿化的要求，妥善处理绿化布置与管线的关系，发挥绿化在完善建筑群体艺术方面的作用。场内绿化面积的大小与净化作用息息相关。因此，在可能 的条件下，多一点绿地面积，对防止污染，保护环境是十分必要的。在国外一些国家城市绿地额定为25m2/人。4.2.3总平面布置方案方案描述：在满足以上总平面布置的条件下，结合现有的场地自然条件，地形条件和拟建构筑物情况，考虑风向，朝向，消防，环境卫生等要求，确定以下总平面布置方案（详见总平面布置图）：在满足生产工艺的前提下，全场划分为两个主要功能区，即主生产区，生活娱乐区，主生产区位于厂区的东部包括：沙石堆场，水池，变电站，配料机，皮带机，洗车台等。生活办公区位于厂区的西部。地磅布置在公路货流入口处以方便进出厂货物的计量，总降压站布置在原料配料库下部以方便进线和较洁净的位置。工厂道路根据进出场物料流向和功能分区呈现环状设置。本设计混凝土搅拌站平面布置合理,搅拌运输车未有倒车现象，整个工作流程畅通,生产效率高；此外,搅拌站中的骨料输送设备采用15倾角的带式输送机输送,东西走向布置,是搅拌站中占地面积较大的设备,而且输送过程中存在粘砂和皮带返程时落砂的现象。为此,本设计混凝土搅拌站进行平面布置设计进行改进, 同时将其皮带输送机的输送倾角提高到25,东西走向布置改为南北走向布置, 并将原输送机波状挡边带上的固定隔板改进为可活动式隔板, 提高了输送机各隔板间的物料填充率, 大大缩短了上料时间, 提高了生产效率, 进一步减少了建筑用地。4.3运输设计搅拌站对工程现场的距离,单程耗时、路面情况等会有不同的情况出现，固要计算混凝土施工过程中需要多少部运输车才能应对不同的实际情况。假设本搅拌站设计如现场一小时可以泵送、施工50m3混凝土,运输车单程运输耗时50分钟,则往返一趟需要100分钟,考虑在现场泵送前和泵送后的倒车、洗车时间10分钟,到搅拌站装料6分钟,则一部车运输一趟总耗时116分钟。若车辆的装载量为12m3,一小时需要泵送5车混凝土才能满足施工需求,每泵送一车(含泵送停顿时间)平均耗时18分钟,至少需要11618=6部车才能符合需要,再考虑路途等异常,要求搅拌站安排车辆时,派7部车合理。4.4安全生产安全生产应包括: 设备的人员的安全防护和安全防护两个方面。1人员安全防护。严格遵守操作规程, 标准化自我岗位准则；强化设备定期检测、检修；人员交接时应将技术做到书面化, 严格交接规程。对于意外事故的发生应及时做好应急预案，争取把损失降到最低实现安全运行。2设备的安全防护。由于搅拌站控制元件多、分布广及形式多样,而地面某些部位集电形成高电位,反馈至某些元器件上形成电位差,进而击穿这些元器件,所以对于设备应做等电位连接和安全防护。搅拌站多位于旷野开阔地带,设备相对较高,又为钢结构,易遭雷击,防雷措施应完备可靠。 第5章 环境保护5.1 环境保护设计依据及标准1 中华人民共和国环境保护法2 建设项目环境保护管理办法 （86）国环字第003号文3 建设项目环境保护设计规定 （87）国环字第002号文4 关于建设项目环境管理问题的若干意见 （88）国环字第117号文5 环境空气质量标准GB3095-19966 地表水环境质量标准GHZB1.19997 工业企业噪声控制设计规定GBJ87.85