年产70万m3混凝土搅拌站工艺设计.docx

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年产70万m3混凝土搅拌站工艺设计

摘要

本次设计的题目是年产70万m3搅拌站工艺设计，在设计中我们的主要任务有混凝土配合比设计，物料平衡计算、混凝土搅拌站设备选型计算，确定设备型号和主要技术参数、确定全站物料储存方式、进行物料储存期计算，绘制全站工艺设计流程图和全站总平面布置图，一套能反映主机设备安装位置和各设备连接关系的工艺布置图，另外还有一张电脑绘图。

只有在设备设计过程中综合考虑设备的经济性可靠性、可维护性、安全性，才能使设备在运行期间满足混凝土供应，生产出合格的混凝土，获得较好的经济效益，取得较高的投资回报率。

关键词：

混凝土配合比设备选型搅拌机

Abstract

Thesubjectofthedesignistheprocessdesignofconcretemixingplantwhoseannualoutputis700000m3,inthedesign,mymaintaskisconcretemixdesign,materialbalancecalculations,calculationofconcretemixingequipmentselection,determinethedevicetypeandthemaintechnicalparameters,determinetheplant'smaterialstorage,calculatetheamountofstorageandthestorageofmaterials,drawflowchartoftheentirestationandthestation'sgenerallayoutplans,aprocesslayouttoreflecttheinstallationlocationandthedevicelayout,Thereisalsoacomputergraphics.

Onlyinthedesignandselectionprocessofequipment,consideringtheeconomic,reliability,maintainability,security,tomakethedeviceruntomeettheconcretesupply,requirementsforquality,obtainbettereconomicbenefit,toobtainmorehighreturnoninvestment.

Keyword:

ConcreteRatioofMixEquipmentSelectionConcretemixer

27

目录

摘要 I

Abstract II

前言 4

第1章混凝土配合比计算 7

1.1设计条件 7

1.2混凝土配合比计算 7

1.2.1配合比计算 7

1.2.2确定水灰比 7

1.2.3确定1立方米混凝土用水量 8

1.2.4确定1立方米水泥用量 8

1.2.5确定砂率 9

1.2.6确定1m3混凝土的砂石用量 9

第2章物料平衡计算 10

2.1计算实验配合比 10

2.2计算施工配合比 10

第3章设备选型计算 12

3.1搅拌机选型 12

3.2砂石输送设备选型计算 13

3.2.1水平输送带 14

3.2.2.倾斜带式输送机 14

3.3螺旋输送机的选型计算 15

3.4骨料配料机选型计算 17

3.5水表选型计算 18

3.6砂石仓系统 18

3.6.1砂堆场设计 18

3.6.2石堆场设计 18

3.7粉料仓设计 19

3.8除尘器 19

3.9计量系统 20

3.10主机能力平衡表 20

第四章工艺流程 22

4.1全站工艺流程 22

4.1.1骨料配料系统 22

4.1.2骨料送料 22

4.1.3粉料储料 23

4.1.4粉料给料 23

4.1.5水、外加剂管路 23

4.1.6配料及卸料系统 23

4.1.7搅拌及出料系统 24

4.2全站设计特色 24

4.2.1混凝土回收站的作用 24

4.2.2混凝土回收站的组成及流程 25

结束语 26

致谢 27

参考文献 28

前言

商品混凝土亦称预拌混凝土，它的产生和出现可以说是混凝土发展历史上的一次“革命”，是混凝土工业走向现代化和科学化的标志。

商品混凝土的实质就是把混凝土这种主要建筑材料从备料、拌制到运输等一系列生产环节从传统的施工系统中游离出来，成为一个独立经济核算的建筑材料加工企业——预拌混凝土厂或混凝土公司。

混凝土的商品化生产能够因为生产的高度专业化和集中化等特点为建筑工程中节省水泥及其砂石材料，提高工程质量，改进施工组织，减轻劳动强度，降低生产成本提供可能，同时也因为能节省施工用地，改善劳动条件，减少环境污染而使人类受益。

同时，推广商品混凝土还是推广散装水泥的重要先导措施，因此受到国家有关部门的高度重视[1]。

近一时期，商品混凝土在我国迅速发展，在国家改革的大力支持下，各大城市地区一般都要求使用商品混凝土。

商品混凝土以集中搅拌，社会化商品供应为特征，是实现建筑工业化的手段之一。

商品混凝土具有加快施工进度，减少环境污染，减少截面尺寸增加使用面积或有效空间，强度高，承载大且材料致密坚硬、抗渗、抗冻性好，提高工程质量和降低工程造价等优点。

主要表现在以下几方面：

1.我国商品混凝土行业发展较快。

混凝土搅拌站在我国经过十多年的发展，其发展的过程是引进——消化——部分国部国产——改进提高。

2.生产能力较高，计量系统精度高,搅拌质量好。

当前双并联站和多并联站的出现大大提高了各大混凝土公司的生产能力。

如2台120并联站可以把混凝土的年产量提高到60万立方米。

3台并联站可以提高到80万立方米左右，从根本上解决了生产能力不足制约大多数公司进一步发展的问题。

清洗系统采用高压水泵自动控制加手动控制。

各出水口位于搅拌主轴正上方，提高搅拌的效率，增加水雾，减少粉尘污染，并有效清除水泥结块。

据调查资料，目前整个搅拌站行业虽然企业比较多，但是规模普遍比较小，环境卫生比较差，企业之间只有通过相互间的竞争才能谋求生存没有形成比较统一的联盟。

那中国来说，水泥行业没有规模性的进入混凝土行业，也从反面说明了混凝土行业的不成熟。

因此，我们搅拌站有以下缺点：

1.从地域分布看极不平衡，普及率不高。

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。

从总体情况来讲，其普及率相对发达国家较低，虽然国家已经发了强制性的文件要求在2005年12月31日前全国县级市全部使用预拌混凝土，就目前情况来看可谓任重而道远。

2.环境污染问题还较大。

混凝土搅拌站的污染主要表现在3个方面：

粉尘、噪声、污水。

很多混凝土公司为了节约投资没有很好地解决污染问题。

从而造成了我国搅拌站环保性能不高。

另一方面由于政府及其行业主管部门在对环保的控制力度上不够大。

也是环保性能不高的另一个重要原因。

3、搅拌站生产过程中产生大量废水。

混凝十搅拌站过程冲洗混凝十运输车装车时外面遗留的混凝士、停运的运输罐车及搅拌机产生冲洗废水，经收集池收集后全部回于混凝土生产，无外排业废水。

汽车修理问、泵机修理间产生少量含油废水，经隔油、沉淀后利生活污水一起进入污水处理厂进行处理。

生活污水经隔栅挡渣后进入污水处理厂处理达标后排入长江。

食堂废水经隔油撇渣后排入污水处理厂处理达标后排入江。

这里需要注意的是戍从管网铺设、处理规模等方面论证生活污水进入污水处理厂的可行性[2]。

以上问题都是我们应该高度重视的问题，我们在追求产量效益的同时，也应该注意节能环保，在追求节能的同时，我们不能忽视环境保护，这就需要政府有部门加大控制力度，也同时需要生产者自觉遵守有关的法律法规[4]。

本次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。

由于我国的城市化进程不断向前推进，商品混凝土在全国大中城市得到了迅速发展和推广应用，混凝土搅拌站也得到了高速发展。

目前我国混凝土搅拌站生产企业众多，产品已形成系列化，部分产品接近国际先进水平，有些技术已经超过进口混凝土搅拌站的水平，其中部分产品具有自动化程度高、生产能力高、称量精度高、投资少、搅拌质量好，能实现多仓号、多配合比、不问断地连续生产以及主机及其主元器件的国产化程度高等优点。

在设计中我们应该解决的问题有以下几个：

（1）年产70万立方米搅拌站配料设计及物料平衡计算；

（2）年产70万立方米搅拌站设备选型计算和主机生产能力平衡计算；（3）年产70万立方米搅拌站工艺流程布置图设计；（4）年产70万立方米搅拌站建设项目设计书说明书的编制。

第1章混凝土配合比计算

1.1设计条件

本搅拌站为某建筑公司配套的专用搅拌站，其混凝土主要用在正常的居住或办公房屋内部件。

混凝土设计强度等级为C30，要求强度保证率95%。

要求混凝土拌和物的坍落度为35～50mm，施工单位为历史统计资料。

采用的材料：

1）水泥：

P·O42.5级，水泥强度等级值的富余系数为1.10～1.13，密度为3.11g/cm3；

2）砂：

中砂，表观密度2.64g/cm3，堆积密度1.50g/cm3；

3）石：

碎石，表观密度2.70g/cm3，堆积密度1.55g/cm3；石子最大粒径5～31.5mm；

4）水：

自来水。

5）减水剂：

TMS，减水率18%，掺入量1.0～1.2%。

1.2混凝土配合比计算

1.2.1配合比计算

根据JGJ／T55－2000；混凝土配制强度为：

式（1.1）

（δ指混凝土强度标准差，C30的混凝土δ取5MPa；取30）

所以带入（1.1）得：

1.2.2确定水灰比

式（1.2）

式（1.3）

代表石的回归系数

代表水泥28d抗压强度实测值

代表水泥强度等级值得富余级数

代表水泥等级强度值（水泥标号标准值）

采用碎石：

=0.46=0.07,采用卵石：

=0.48=0.33

=1.1.-1.13，取1.12

带入得式（1.2）（1.3）=0.55

1.2.3确定1立方米混凝土用水量

确定1立方米混凝土用水量,是依据坍落度以及碎石最大粒径来选取。

坍落度

碎石最大粒径（mm）

指标

16

20

31.5

40

10~30

200

185

175

165

35~50

210

195

185

175

55~70

220

205

195

185

75~90

230

215

205

195

表1.1混凝土单位用水量选用表（Kg/m3）

由碎石的最大粒径是31.5mm，坍落度为35～50mm，查混凝土单位用水量选用表得=185kg/m3。

1.2.4确定1立方米水泥用量

式（1.4）

根据上述计算得=336kg/m3

1.2.5确定砂率

砂率的确定是根据碎石的最大粒径来选取。

表2.混凝土砂率选用表

水灰比（W/C）

卵石最大粒径（mm）

碎石最大粒径（mm）

10

20

40

16

20

40

0.40

26～32

25～31

24～30

30～35

29～34

27～32

由w/c=0.55，碎石的最大粒径为5～31.5mm，查混凝土砂率选用表得=30%

1.2.6确定1m3混凝土的砂石用量

采用体积法：

式（1.5）

式（1.6）

代表每立方米混凝土的水泥用量

代表每立方米混凝土的粗骨料的用量

代表每立方米混凝土的细骨料量

代表每立方米混凝土的用水量

代表混凝土的含气量百分数，在不使用引气型外加剂时，取1

分别代表水泥、粗骨料、细骨料的表观密度

带入式（1.5）式（1.6）得：

1m3混凝土所需的砂石质量分别为：

=656kg/m3

=1218kg/m3

所以=336:

185:

656:

1218

第2章物料平衡计算

2.1计算实验配合比

在实际使用中，应根据工地砂石的含水量情况，把最后采用的配合比换算成施工配合比。

设工地上砂的含水率是3%，碎石的含水率是1%，在施工时，每立方混凝土的水和砂石的实际称量是：

水的称量=用水量-砂石含水量=185-6560.03-12180.01=153kg

砂的称量=砂的用量+砂的含水量=656+6560.03=676kg

石的称量=石的用量+石的含水量=1218+12180.01=1230kg

所以实验配合比为:

:

:

=336:

153:

676:

1230

2.2计算施工配合比

搅拌站的标准是70万m3级，我们假定有：

（1）年生产300天;

（2）每天运作2班，每班时间为8小时；

每天的生产量为70104/300=2400m3，若每天工作16小时，则每小时的产量为2400/16=150m3，即要求搅拌每小时生产能力为150m3，施工配合比为:

:

:

=336:

153:

676:

1230

混凝土配合比设计中添加减水剂为水泥用量的1%1.2%，取1%，减水效果为是，取15%。

所以单位立方米减水剂的量为m0=3361%=3.36kg

而单位立方米用水量为w0=185（1-15%）=157.25kg

所以施工配合比为

但在实际操作过程中，砂石中含有少量水，砂中含水率为3%，石中含水率为1%，则1m3混凝土中各种材料的用量：

水的量为：

=157.25-6563%-12181%=125.25kg

砂的量为=656（1+3%）=676kg

石的量为=1218（1+1%）=1230kg

所以最终的实际配合比为

那么每天需要：

水泥3362400=806400kg

水125.252400=30600kg

砂6762400=1622400kg

石12302400=295200kg

减水剂3.362400=8064kg

每年需要：

水泥3362400300=214920t

水125.252400300=110160t

砂6762400300=4867200t

石12302400300=885600t

减水剂3.362400300=2419.2t

所以物料平衡表如下：

表2.1物料平衡表

物料名称

天然水分（%）

物料平衡

备注

天

年

水泥

0

806.4

214920

混凝土单位是m3，其余均为t

砂

3

1622.4

4867200

石

1

295200

885600

水

/

30.6

110160

混凝土

/

2400

70

第3章设备选型计算

3.1搅拌机选型

按工作性质分间歇式（分批式）和连续式；按搅拌原理分自落式和强制式；按安装方式分固定式和移动式；按出料方式分倾翻式和非倾翻式；按拌筒结构形式分梨式、鼓筒式、双锥、圆盘立轴式和圆槽卧轴式等。

按工作性质分

（1）周期性工作搅拌机，

（2）连续性工作搅拌机；

按搅拌原理分

（1）自落式搅拌机，

（2）强制式搅拌机；

按搅拌桶形状分

（1）鼓筒式，

（2）锥式，（3）圆盘式；

搅拌机还分为裂筒式和圆槽式（即卧轴式）搅拌机。

自落式搅拌机50年代后，反转出料式和倾翻出料式的双锥形搅拌机以及裂筒式搅拌机等相继问世并获得发展。

自落式混凝土搅拌机的拌筒内壁上有径向布置的搅拌叶片。

工作时，拌筒绕其水平轴线回转，加入拌筒内的物料，被叶片提升至一定高度后，借自重下落，这样周而复始的运动，达到均匀搅拌的效果。

自落式混凝土搅拌机的结构简单，一般以搅拌塑性混凝土为主。

强制式搅拌级机分单卧轴式和双卧轴式两种，兼有自落和强制两种搅拌的特点。

其搅拌叶片的线速度小，耐磨性好和耗能少，发展较快。

强制式搅拌机拌筒内的转轴臂架上装有搅拌叶片，加入拌筒内的物料，在搅拌叶片的强力搅动下，形成交叉的物流。

这种搅拌方式远比自落搅拌方式作用强烈，主要适于搅拌干性混凝土。

双卧轴强制式搅拌机主要有以下特点：

1.搅拌质量好

2.生产效率高

双卧轴搅拌机由于其ω式外形设计，使其能够留有相对充足得上部投料空间，上部各投料口布置相对容易。

其骨料上料目前多采用料斗卷扬上料和皮带输送机上料两种。

其料斗受料面积给上料时间的缩短提供了可能，出料时间老式的机型一般在45s左右，而现在设计机型出料时间为12～14s，搅拌时间原来120s，现在双卧轴为30～35s，综合起来，生产率比原来机型高5～7倍。

双锥倾翻出料式搅拌机的特点：

效率高，适用于含有大粒径的混凝土[5]。

下面进行设备选型计算：

每天的生产量为70104/300=2400m3,若每天工作16小时，则每小时的产量为2400/16=150m3，所以根据每小时的产量，初步选择如下两种设备，见表3.1

表3.1混凝土搅拌机设备选型

名称

出料容量（L）

进料容量

（L）

搅拌机额定功率（kw）

骨料最大粒径（mm）

生产能力（m3/h）

JS3000型双卧轴强制式混凝土搅拌机

3000

4800

95

120

190.1

JS3000锥形翻出料混凝土搅拌机

3000

4800

40

250

95.0

由于每小时生产要求是150m3/h,故需要布置一台JS3000型双卧轴强制式搅拌机，而JS3000型锥形倾翻出料搅拌机生产能力不足，达不到要求吗，若选择JS3000型锥形倾翻出料搅拌机，则至少需两台搅拌机，这样工艺复杂，维护修理设备也较繁杂。

JS3000型双卧轴强制式混凝土搅拌机的尺寸405026802150。

3.2砂石输送设备选型计算

带式输送机是最理想的高效连续运输设备，与其他运输设备（如机车类）相比，具有输送距离长、运量大、连续输送等优点，而且运行可靠，易于实现自动化和集中化控制。

带式输送机主要特点是机身可以很方便的伸缩，设有储带仓，机尾可随工作面的推进伸长或缩短，结构紧凑，可不设基础，直接在巷道底板上铺设，机架轻巧，拆装十分方便。

根据输送工艺的要求，可以单机输送，也可多机组合成水平或倾斜的运输系统来输送物料[6]。

3.2.1水平输送带

计算输送带的宽度，根据公式

式（3.1）

Q是需要输送的物料量，每小时需要的砂石各为：

ms=1622400/16=101400kg

mg=2952000/16=184500kg

所以Q=285.9t

V取1.6m/s--------输送带速度

P取1.7t/m3-------物料堆积密度

带入公式式（3.1）=545mm

适合的标准值有B1=650mm，B2=800mm

综合考虑成本盈利等情况应选择B=650mm

所以型号为DTII650,带宽650，D指带式输送机，T指通用型，II代表新系列

3.2.2.倾斜带式输送机

计算输送带的宽度，根据公式

Q=KB2VPC1C2式（3.2）

因为Q=285.9t

K-----断面系数

P取1.7t/h------物料堆积密度

V取1.2m/s-----输送带速度

C1取0.85------倾角系数

C2取1.0-------速度系数

将Q带入公式（3.2）得=680

满足带宽要求的有2个标准值，B1=800，B2=1000

验算输送能力：

B1=800，K=130，输送能力Q=427t

B2=1000，K=145，输送能力Q=667t

在满足带宽的情况下，两种皮带都满足输送要求，从成本方面考虑，显然取B1更合适。

根据工艺布置，倾角为18，带长为66.2米。

3.3螺旋输送机的选型计算

螺旋输送机具有结构简单，制作成本低，密封性强，操作安全方便等优点，中间可多点装卸料。

广泛用于化工建材、冶金、粮食等部门，在倾角β<20°的情况下，输送粘度不大、不易变质、不易结块的粉状、颗粒状和小块物料。

LSY系列螺旋输送机结构紧凑截面积小，质量轻，密封性能好，工艺布置灵活，拆装方便，操作安全，特别适宜混凝土搅拌装置中从水泥仓到搅拌机或水泥仓到配料机之间的散装水泥的输送。

是比较常见的带式输送机[7]。

工作原理

埋刮板输送机水平输送时，物料受到刮板链条在运动方向的推力。

当埋刮板输送机料层间的内摩擦力大于物料与槽壁间的外摩擦力时，物料就随着刮板链条向前运动。

埋刮板输送机在料层高度与机槽宽度之比值满足一定的条件时，埋刮板输送机料流是稳定的。

下面是螺旋输送机的设备选型计算过程,见表3.2。

表3.2螺旋输送机的选型

序号

项目

单位

计算公式及依据

计算结果

1

原始参数

所需水泥生产能力

t/h

《物料平衡表》

50.4

输送距离

m

根据工艺布置要求

10

输送槽斜度

。

45

续表3.2

序号

项目

单位

计算公式及依据

计算结果

2

LSY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

LS400

LS500

螺旋体直径

mm

400

500

螺旋体转速

r/min

71

63

工作角度

。

输送能力

t/h

62.5

97.7

螺距

mm

400

500

螺旋形式

全叶式

3

验算输送能力

输送能力Q

t/h

72

125

物料填充系数

0.25-0.30

0.26

0.26

物料堆积密度

t/m3

1.3

1.3

输送机倾斜修正系数C

教材表

1.0

1.0

4

验证物料填充系数

教材表21-25

0.26合格