5.5. Технологические расчеты с применением пк

Технологические расчеты на ПК целесообразно производить в диалоговом режиме, что дает возможность совместить интелектуальные, творческие решения по выбору способов осуществления технологических операций, тех или иных агрегатов и машин с машинными расчетами, которые позволяют быстро найти оптимальные варианты. Поэтому все расчеты разбиваются на ряд этапов: расчет производственной программы и потребности цеха в сырье и полуфабрикатах (материального баланса), а также расчеты отдельных видов оборудования. На каждом этапе используется как вновь вводимая информация о производительности, параметрах работы тех или иных машин и т.п., так и информация, введенная и полученная на предыдущих этапах. После получения результатов на каждом этапе принимается одно из следующих решений: 1) продолжение расчетов (переход к следующему этапу); 2) возврат на начало данного этапа; 3) окончание работы. Первое решение принимается в случае получения оптимальных результатов, второе – если получены неоптимальные результаты и есть возможность их улучшения, третье решение принимается, если нет исходных данных для перехода к следующему этапу расчетов, либо для улучшения рассматриваемого варианта. После того, как дополнительные исходные данные будут получены (из справочников, другой технической литературы), студенты могут возвратиться к данному или следующему этапам расчетов.

Описанный ниже алгоритм применим для расчета различных вариантов технологических схем помола портландцемента, получения шлакопортландцемента, пуццоланового цемента и других различных смешанных вяжущих веществ, а также гипсовых и известковых вяжущих из любого числа сырьевых компонентов. Выбранную в п. 3 технологическую схему разбивают на технологические переделы, объединяя в каждом из них однотипные технологические операции, которые могут выполняться параллельно, независимо друг от друга.

Для формализованного описания различных вариантов технологических схем, содержащих одну или несколько ступеней дробления, сушки и помола, в алгоритме расчета под операции дробления отведено первые по номеру переделы (i = 1, N₁, i – номер передела), под операции сушки отведены следующие по номерам переделы (i = N₂, N₃) и, наконец, под операции помола компонентов отведены все последующие переделы (i = N₄, N). Таким образом, алгоритм позволяет рассчитать схемы, которые характеризуются многоступенчатым дроблением, многоступенчатой сушкой и многоступенчатым помолом, что вполне достаточно для получения многих минеральных вяжущих веществ. Например, технологическую схему производства портландцемента, изображенную на рис. 5, можно разбить на три передела, включив в первый из них дробление гипса и минеральной добавки, во второй – сушку минеральной добавки, а в третьей – помол цемента.

Количество всех перерабатываемых компонентов, включая сырьевые компоненты, их смеси и само вяжущее, обозначают К, а номер компонента – j. В соответствии с этой индексацией переделы и компоненты для схемы, изображенной на рис. 5, нумеруют, как показано в табл. 9.

Таблица 9. Индексация технологической схемы производства портландцемента

Наименование переделов	Номер передела.	Наименование и номер компонента
		Клинкер j = 1	Гипс j = 2	Добавка j = 3	Цемент j = 4
Дробление	i = 1		Дробление в молотковой дробилке в одну стадию	Дробление в молотковой дробилке в одну стадию
Сушка	i = 2			Сушка в дробилке в одну стадию
Помол	i = 3				Помол в шаровой мельнице в одну стадию
N = 3 K = 4

Незаполненные клетки в табл. 9 означают отсутствие технологических операций на данном переделе с участием данного компонента, а исходные данные и результаты расчета с этими индексами будут иметь нулевые значения.

Алгоритм работает следующим образом. На первом этапе рассчитывается производственная программа и материальный баланс цеха в зависимости от заданных годовой мощности, режима работы, удельных расходов компонентов и полуфабрикатов на получение вяжущего, производственных потерь, влажности сырьевых компонентов.

На втором этапе задаются максимальные размеры кусков сырья, их размеры после дробления, коэффициенты дробления на каждой ступени и производительности дробилок. Вычисляется общая степень дробления для каждого компонента сырья. Затем производится проверка правильности выбора дробильного оборудования, и, если степень дробления недостаточна, делается соответствующий вывод и принимается решение о возврате на начало этапа, окончании работы или продолжении расчетов. Если общей степени дробления достаточно, то вычисляются размеры кусков сырья после дробления. После этого рассчитываются коэффициенты использования и количество дробилок на каждой ступени дробления и для каждого компонента. Коэффициент использования технологического оборудования должен соответствовать средним значениям по промышленности для этого типа оборудования. При несоответствии К_и средним значениям необходимо выбрать другой тип или марку оборудования с большей или меньшей производительностью, а также уточнить количество машин или агрегатов данного типа для того, чтобы коэффициент использования принятого комплекса технологического оборудования был наиболее близок к рекомендованному значению. После вывода рассчитанных значений принимается окончательное решение о количестве машин на каждом переделе и вычисляются фактические коэффициенты использования дробильного оборудования.

На третьем этапе после ввода значений удельного паронапряжения и влажности компонентов до и после сушки на каждом переделе вычисляются рабочие объемы сушильных устройств, а после ввода фактических объемов принятых для использования в проекте сушильных устройств рассчитываются их производительность и коэффициенты использования, и затем производятся аналогичные расчетные операции как для дробильного оборудования.

На четвертом этапе для расчета пылеосадителъных систем после сушилок вводятся значения запыленности воздуха на выходе из сушилок, степени очистки воздуха на первой, второй и последующих ступенях очистки, температуры на входе и выходе сушильных устройств, а также производительности по очищаемому воздуху пылеосадительных агрегатов. Далее вычисляются общая степень очистки воздуха и его запыленность на выходе из пылеочистных систем. После проверки эффективности пылеочистки путем сравнения с предельно допустимой концентрацией (ПДК) в газах, выбрасываемых в атмосферу, при её положительных результатах рассчитываются количество очищаемых газов и пылеочистных агрегатов каждой ступени. После уточнения количества этих агрегатов вычисляются их коэффициенты использования.

На пятом этапе в случае применения шаровых мельниц проводится расчет их производительности применительно к конкретным условиям производства. Для этого вводятся значения коэффициента размалываемости для каждого компонента, диаметр и длина мельницы, коэффициенты, учитывающие тонкость и схему помола. После ввода вычисленных значений производительности шаровых мельниц или принятых по справочникам значений производительности мельниц другого типа рассчитывается коэффициенты использования, которые должны соответствовать средним значениям по промышленности для этого типа оборудования, и количество мельниц, а затем после ввода их уточненного числа фактические коэффициенты использования.

На шестом этапе, аналогичном четвертому этапу, рассчитываются пылеочистные системы после мельниц. Отличие состоит в том, что определяются объемы аспирационного воздуха мельниц, а в случае применения аспирационно-коагуляционных шахт выполняется расчет их размеров.

На седьмом этапе рассчитываются объемы всех бункеров.