混凝土搅拌站设计开题报告 - 图文

学 号09410209

天津城市建设学院

毕业设计开题报告

混凝土搅拌站（30万m/a)工艺及环保设计

3

学专指

生业导

姓名教

名 称 师

蒋永康 材料科学与工程 王建刚 讲师

材料科学与工程学院 2013 年3月14日

毕 业 论 文 开 题 报 告

题目名称：混凝土搅拌站（30万m3/a)工艺及环保设计 1.课题背景 混凝土搅拌站是随着水泥的诞生而产生和发展的，最初搅拌设备仅以单机的形式出现，随着技术的发展及对混凝土要求的提高，出现了各种不同形式带有计量装置的搅拌设备，从而产生了混凝土搅拌站。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年简历各国的搅拌站。国外60年代到70年代是商品混凝土发展速度最高的阶段，也是混凝土搅拌设备发展最快的时期。目前，德国、美国、意大利、日本等国家生产设备在技术水平和可靠方面处于领先地位。 混凝土搅拌站自上世纪50年代引入我国，最早仅局限于水利工程大坝混凝土的生产，而真正在我国开始推广使用是近30年的事。混凝土搅拌站从控制系统上看，可以说是经过了四次大的改进：早期混凝土搅拌站早期的混凝土搅拌站采用杠杆秤，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控制系统是采用单片机控制模式；第三代混凝土搅拌站是在计算机出现后，采用纯DOS 模式编程，采用表头模式；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，可以实现多任务多窗口操作，同时随计算机硬件水平提高，开始有采用工业控制计算机全自动控制模式（即集中式控制模式），有采用PLC+上位机模式（即集散式控制模式）。从电控系统来看，第四代控制系统即我们日常见到最多的传统意义上的搅拌站。而第五代搅拌站从控制系统上看与第四代最本质的区别在于是否应用了现代网络管理功能，即ERP 综合调度管理系统与控制系统无缝整合。从设备本身看，混凝土搅拌站也经历了四个阶段的发展: 早期的混凝土搅拌站粉料、骨料等叠加计量，提拉斗上料， 以现场搅拌、不用混凝土搅拌车输送为主要特点，我们定义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。 混凝土生产行业经历了前四代混凝土搅拌站的使用，目前大多生产企业采用第三、四代搅拌站，给人的总体印象是：在环境方面是机器轰鸣、粉尘漫天、泥浆满地、污水横流，几乎成了“脏、乱、差”的代名词；在节能降耗方面：能耗较大，特别是用电较为浪费，另外原材料损耗严重；在产品质量方面：由于计量等原因，产品质量不稳定；在生产效率方面：由于没有采用ERP 控制技术，生产效率还较低。也因此，整个行业显得比较落后，不为城市管理者及市民欢迎、容纳。它只能远离城市或建在城市的边缘，从污染城市变成污染农村。 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。 预拌混凝土作为建筑业第一大结构材料，必须走可持续发展的道路。作为高能耗、低门槛、污染相对严重的预拌混凝土行业，在全球十分关注低碳经济、绿色经济的今天，面临着巨大的挑战和压力。创建环保型混凝土企业，推进绿色混凝土生产和发展，对于优化城市环境，建设环境友好型社会有着十分重要的意义。 国内外现状 推行绿色预拌混凝土生产，建设环保型混凝土企业，是世界现代混凝土技术发展史上的重大进步，很大程度上反映出一个国家混凝土工业文明程度和建筑施工水平的高低。国外预拌混凝土发展已进入了成熟阶段。从世界排名前列的混凝土企业来看，欧美国家混凝土企业排列在最前面，他们都是国际水泥的巨头，通过收购兼并他国混凝土企业成为跨国大企业，如世界排名第一的墨西哥西麦斯2008年销售预拌混凝土7830万立方米，成为全球水泥和预制混凝土生产和销售的主导企业。还有欧美国家中的豪瑞集团、霍尔希姆集团、海德宝水泥、拉法基集团的混凝土年产量都在4000万立方米以上，他们不仅在产销量上走在世界前列，同样在环保节能降耗方面，运用世界先进的技术，推进绿色混凝土生产发展过程中发挥了举足轻重的作用。近几年来，一些国家为了推行低碳经济、建设低碳城市，在水泥、混凝土工业中制订了产业政策和标准。国外先进的混凝土企业有一个显著的标志，就是实行搅拌站工厂化生产管理，搅拌、料场全部实行封闭式生产。这就是为什么到国外考察，看到国外城市环境是那么清爽、干净，空气是那么清新、透彻的原因，这同国外混凝土企业“无声无尘”、污染零排放是密切相关的。 由于我国的城市化进程不断向前推进，预拌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，但技术水平参差不齐，只有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、不间断地连续生产以及主机及其主要元器件的国产化程度高等优点，但我国的混凝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优点 (1).可靠性较高 (2).自动化控制程度较高 (3).生产能力较高 (4).计量精度高 (5).投资省 (6).搅拌质量好 但我国搅拌站也存在不足 (1).普及率不高，地区差异大 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).整体技术含量不高 我国搅拌站的整体技术含量较国外发达国家相比还较低，搅拌站生产厂家就目前而言是相对混乱，技术水平相差甚大。 (3).智能化程度不高 搅拌站智能化程度的高低直接反映该站的技术含量高低，在这方面我国的搅拌站只是完成了智能化的初级阶段。 (4).环保性能不高 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。 2.开发设计的基本内容及预期设计效果 (1)生产30万m3的混凝土搅拌站工艺及环保设计的路线： ① 对国内混凝土搅拌站发展状况进行评价； ② 研究比较各种搅拌站生产工艺对地区环境的影响； ③ 进行物料平衡计算； ④ 搅拌站生产工艺设计 ⑤ a.AutoCAD绘制工厂总平面布置图：比例：1:1000 ； b.AutoCAD绘制工艺流程图：按生产流程顺序绘制； c.AutoCAD绘制0-0,6.5m,10m剖面图：比例：1:100； d.手绘工艺平面布置图：比例：1:100； f. 手绘1-1剖面图：比例：1:100 ； c. 手绘2-2剖面图：比例：1:100 ； (2)预期设计效果：年产30万m3的混凝土搅拌站工艺及环保设计路线。设计一条满足厂房布置，又经济，环保，且原料接近产地和给水排水方便及能够进行污水处理的生产工艺路线。具体效果如下： 在治理粉尘方面要在粉料的输送途径中加以控制，如水泥筒仓上采用进口的除尘器、主楼加装除尘器、螺旋机送料改为风槽送料以及整个站的封闭等都可将粉尘降低到最低程度；可通过提高主机的性能和封闭站，并采取隔音板之类的材料将噪声降到最低；在污染方面要通过多种途径进行治理，如修建废水沉淀池以及二次循环过滤装置和骨料的二次使用。另外所有的粉状物料从上料、配料、计量、投料到搅拌出料都在密闭状态下进行。全封闭的搅拌主楼及皮带输送机结构极大地降低了粉尘和噪声对环境的污染。采用负压除尘及特种纤维滤布使投料时产生的灰尘完全进入除尘器，而不向周围扩散，而收集到的粉尘又可方便地回收再利用，能有效地保护环境。本站各功能区布置合理,即节省用地,又节省能源消耗,且使用方便。特别是本站选用砂石分离)-污水处理成套设备,做到了污水、残渣废料零排放,既节省了费用,又解决了污水废料的排放问题,更是美化了环境 3.开发设计方案 设计思想: ①.节能环保设计理念—混凝土搅拌站使用的原材料水泥包括其包装材料都是高耗能高污染源,尽量使用散装水泥,就是一种节能环保的选择。设计时一是要从原材料选用与来源上要考虑节能,水泥必须使用节能环保的散装水泥；水泥、碎石与砂主要原材料的运输距离要短;砼站址要靠近供应中心,以便缩短道路运输距离,节省运输油耗及降低车辆上道路使用时间,节省道路利用的社会资源。为了进行资源的回收再利用和节约成本，本设计中将采用一定量的再生粗骨料来代替天然的骨料。 ②. 混凝土搅拌站如何做到零排放—砼搅拌站每天根据不同产品生产,需经常清冼车辆与搅拌设备,一是要用大量水,二是将产生大量的污水。所以本设计中所用的水是城市再生水，以及对本站中排出的污水进行处理回收再利用，以达到污水的零排放。 设计方案：混凝土搅拌站厂址选择、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站工艺布置图设计；此过程中要考虑生产工艺及产品的环保性能。 4.设计进度安排 (1) 2013.3.4—2013.3.14周：准备开题报告； (2) 2013.3.15：提交开题报告； (3) 2013.3.18—2013.5.26：设计阶段； (4) 2013.5.27—2013.6.7：撰写设计说明书； (5) 2013.6.8：提交设计图纸及说明书； 5.参考文献 [1]高佳珍．混凝土搅拌站（楼）综述（一）[J]．建设机械技术与管理，2000：14-16 [2] 谢其盛 高军 王月灿. 我国混凝土搅拌站的现状及其发展方向[J].中国建材报,2007(3). [3]姚武.绿色混凝土[M].化学工业出版社,2005:1-5. [4] 何云军. 浅谈第五代全封闭工厂式绿色环保混凝土搅拌站的应用与推广[J]. 商品混凝土, 2011(2). [5] 刘安庆 刘扬喜. 节能环保混凝土搅拌站方案设计实例[J]. 福建建设科技, 2009(3). [6] 李秋义 金洪珠 秦原．混凝土再生骨料[M].总过建筑工业出版社，2010：1-13. [7] 王中平 金左培．建筑工程材料生产工艺设计[M]．化学工业出版社，2007. [8] 姜楠 徐清 张伟．再生骨料掺量对再生混凝土性能和强度的影响[J].昆明：科学技术与工程，2010，10(19)． [9] 顾炎晴．走转型升级发展之路[J].中国建材报，2013（11）． [10] 张越. 创建环保型混凝土企业势在必行[J].建筑,2011(13)：27-28. [11] 石天庸．混凝土搅拌站[J].中国建材报，2002(03) 指导教师意见（对本课题的深度、广度、工作量、研究方案及进度安排的意见） 指导教师（签字）： 年 月 日 教研室审查意见（是否同意指导教师意见） 教研室/系主任（签字）： 年 月 日

[3]姚武.绿色混凝土[M].化学工业出版社,2005:1-5. [4] 何云军. 浅谈第五代全封闭工厂式绿色环保混凝土搅拌站的应用与推广[J]. 商品混凝土, 2011(2). [5] 刘安庆 刘扬喜. 节能环保混凝土搅拌站方案设计实例[J]. 福建建设科技, 2009(3). [6] 李秋义 金洪珠 秦原．混凝土再生骨料[M].总过建筑工业出版社，2010：1-13. [7] 王中平 金左培．建筑工程材料生产工艺设计[M]．化学工业出版社，2007. [8] 姜楠 徐清 张伟．再生骨料掺量对再生混凝土性能和强度的影响[J].昆明：科学技术与工程，2010，10(19)． [9] 顾炎晴．走转型升级发展之路[J].中国建材报，2013（11）． [10] 张越. 创建环保型混凝土企业势在必行[J].建筑,2011(13)：27-28. [11] 石天庸．混凝土搅拌站[J].中国建材报，2002(03) 指导教师意见（对本课题的深度、广度、工作量、研究方案及进度安排的意见） 指导教师（签字）： 年 月 日 教研室审查意见（是否同意指导教师意见） 教研室/系主任（签字）： 年 月 日

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