Что такое цементный силос: типы, конструкция и инженерия разгрузки
Создано 07.31
Что такое цементный силос: типы, конструкция и инженерия разгрузки
Цементный силос — это вертикальная ёмкость для хранения насыпного цемента или цементирующего порошка, поставляемая в виде болтового или сварного стального цилиндра с плоским или коническим днищем, герметичной крышей, системой флюидизации или шнековой разгрузки и рукавным или кассетным фильтром на вентиляционном патрубке загрузки. Поскольку цемент представляет собой мелкий, абразивный, щелочной порошок, который хорошо течёт, но накапливается на влажных поверхностях, приоритетами при проектировании силоса являются пыленепроницаемые соединения, сухие внутренние поверхности, геометрия днища, предотвращающая образование воронок, и облицовка или припуск на коррозию, выдерживающие абразивный контакт с порошком.
Менеджер по производству товарного бетона или сборных конструкций, которому доводилось стоять под силосом во время разгрузки грузовика, знает две вещи, которые идут не так: цемент образует своды или воронки над выпускным отверстием, а собственная пыль силоса становится экологической проблемой завода. Сама конструкция представляет собой простой цилиндр, но цементный силос на самом деле — это машина для обработки порошка с оболочкой вокруг неё. Задача инженера — правильно совместить поведение порошка, механизм разгрузки, путь пыли и состояние внутренней коррозии, поскольку каждый из этих элементов выходит из строя независимо от других. Итак, что такое цементный силос, если снять оболочку? Это машина для обработки порошка с герметичным цилиндром вокруг неё, и разделы ниже рассматривают тип, геометрию днища и пылевую оболочку, которые определяют, разгружается ли он или merely удерживает содержимое.
Типы цементных силосов
Два основных типа — это болтовой цилиндрический силос, собираемый из заводских панелей, и сварной цилиндрический силос, изготавливаемый из вальцованного листа; выбор зависит от вместимости, площадки и графика. Болтовой силос поставляется в виде панелей шириной около 1,2 м с фланцевыми соединениями, прокладками и болтами класса 8.8, поэтому корпус можно быстро смонтировать на подготовленном кольцевом фундаменте, повторно затянуть болты, а позднее поднять или расширить; его соединения пыленепроницаемы при правильной установке прокладки, поэтому состояние прокладок и момент затяжки входят в план inspections. Сварной силос изготавливается из листа с непрерывными швами, обеспечивает жёсткий барьер оболочки при меньших диаметрах и обычно является более дешёвым вариантом для умеренной вместимости на одной площадке. Оба представляют собой атмосферные резервуары, стоящие на бетонном кольцевом или цилиндрическом фундаменте с анкерным узлом, рассчитанным на ветровую нагрузку и отрыв пустой оболочки.
Геометрия днища и разгрузка
Цемент хорошо течёт, но накапливается, поэтому днище и выпускное отверстие проектируются совместно. Плоское днище с уклоном пола или центральным разгрузочным лотком подходит для силоса, обслуживаемого шнековым конвейером или рядом выпускных патрубков, и это обычное решение для большей объёмной вместимости, поскольку стоимость стали ниже. Коническое днище с крутым уклоном — круче угла естественного откоса порошка — обеспечивает единое центральное выпускное отверстие и чистую разгрузку в шнек или rotary valve (роторный питатель), и это обычный выбор там, где силос должен полностью опорожняться или где ниже по потоку требуется одна контролируемая точка подачи. Воронкообразное днище — это компромисс для силоса умеренного диаметра, где полный конус был бы слишком высоким; оно требует выпускного отверстия достаточного диаметра для предотвращения устойчивого свода, и диаметр выпускного отверстия следует определять исходя из расхода потока, а не из размера конвейера. Какую бы геометрию ни выбрали, производительность разгрузки, диаметр шнека и мощность привода должны рассчитываться как единая система, потому что заклинивание шнека из-за недостаточного размера — наиболее частая причина того, что новый силос, как кажется, не разгружается.
Пыль, заполнение и границы давления
Заполнение цементного силоса — это операция пневматической транспортировки, и воздух должен выходить через фильтр, а не через соединения панелей крыши. Линия заполнения входит через герметичную поворотную муфту на крыше или верхней оболочке, а вытесняемый воздух проходит через рукавный или кассетный фильтр, рассчитанный на объём транспортирующего воздуха, с поворотным воздушным затвором под бункером фильтра для возврата уловленного цемента в силос. Если фильтр имеет недостаточный размер или соединения негерметичны, на точке заполнения образуется пыль; если вентиляционное отверстие заблокировано, в силосе повышается давление и происходит подрыв крыши или выброс фильтра — вот почему вентиляционное отверстие с путём сброса давления и фильтр с индикатором перепада давления должны быть частью конструкции. Давление внутри составляет всего несколько килопаскалей во время заполнения и вообще отсутствует во время разгрузки; силос работает при атмосферном давлении и никогда не должен эксплуатироваться как сосуд под давлением.
Коррозия и внутренняя поверхность
Сухой цемент обладает слабощелочной реакцией и абразивными свойствами; влажный цемент представляет собой схватывающуюся пасту, которая загрязняет и в конечном итоге корродирует незащищённую стальную поверхность. Таким образом, вопрос внутренней коррозии связан в равной степени как с контролем влажности, так и с материалом. Поддерживайте крышу и верхнюю оболочку сухими и достаточно тёплыми, чтобы на них не образовывался конденсат, герметизируйте каждое проникновение и соединение, чтобы дождевая и промывочная вода не могли проникнуть внутрь, и выполняйте уклон крыши к герметичному жёлобу. В случаях, когда условия эксплуатации включают влажное хранение, аэрационную подушку в днище, осушённый путь подачи воздуха для аэрации или эмалевое внутреннее покрытие, срок службы силоса заметно увеличивается. Силос из стеклоэмалированной стали имеет эмалевый слой, наплавленный при 820–930 °C толщиной 0,25–0,45 мм, с прочностью выше 3 450 Н/см², испытанный на пробой при 1500 В постоянного тока, гладкий с шероховатостью Ra ниже 0,8 мкм и устойчивый к pH 1–14, что обеспечивает инертную внутреннюю поверхность, противостоящую щелочной пасте и допускающую промывку между кампаниями; для сухого цемента в сухом климате горячее цинкование по GB/T 13912-2020 является распространённой и экономичной альтернативой.
Технические характеристики
Параметр | Типичное значение / диапазон | Примечание |
Тип силоса | Болтовые панели или сварной лист | Атмосферная цилиндрическая оболочка |
Ширина панели | ~1,2 м | Заводская болтовая панель |
Тип днища | Плоское, конусное или воронкообразное | Размер определяется углом потока |
Выпускное отверстие | Центральный клапан, шнековый или роторный воздушный затвор | Размер рассчитан на требуемую производительность |
Вентиляционный патрубок для заполнения | Рукавный или картриджный фильтр | Размер рассчитан на объем транспортирующего воздуха |
Система соединений | Фланцевое, прокладка EPDM, болты класса 8.8 | Пыленепроницаемо при правильной посадке и затяжке |
Внутренняя опция | Эмаль, наплавленная при 820–930 °C, 0,25–0,45 мм | pH 1–14, Ra < 0,8 мкм |
Опция цинкования | Горячее цинкование по GB/T 13912-2020 | Сухое сыпучее вещество с низкой коррозионной активностью |
Крыша | Болтовой конус или алюминиевый купол AWWA D108 / API 650 | Нагрузки по ADM 2015 / ASCE 7-10 |
Фундамент | Бетонное кольцо или цилиндр с анкерами | Ветровая нагрузка и подъём пустой оболочки |
Практический выбор для реального проекта
Начните с режима подачи, потому что он определяет вместимость и точку загрузки. Силос, заполняемый пневматическим конвейером от бункеровоза или заводского воздуходувного агрегата, требует верхнего загрузочного отверстия и вентиляционного фильтра, рассчитанного на такой объём воздуха; силос, заполняемый шнеком или ковшовым элеватором, требует герметичного загрузочного люка и меньшего вентиляционного отверстия. Затем определите размер силоса исходя из суточного потребления завода плюс запас на интервал между поставками, и округлите диаметр и высоту в большую сторону до целых панелей или ярусов листов, чтобы фактическая вместимость соответствовала требованиям. Наконец, проверьте кран и площадку: болтовой силос можно впоследствии нарастить дополнительными ярусами, что часто и позволяет расширяться заводу ЖБИ, а сварной силос — нельзя.
Пример проекта
Проект | Местоположение | Продукт | Мощность | Объём работ |
Резервуар для сырой воды большого диаметра | Намибия | Резервуар GFS | 44 900 м³ | поставка и авторский надзор за строительством |
Противопожарный запас воды, два резервуара | Сычуань, Китай | Противопожарный резервуар GFS | 8 930 м³ | поставка и авторский надзор за строительством |
Резервуар большого диаметра | Пекин, Китай | Резервуар GFS | 9 682 м³ | поставка и надзор за строительством |
Инженерные возможности Center Enamel
Center Enamel (Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd) занимается проектированием и изготовлением сборных резервуаров с 2008 года. Являясь первым в Китае производителем резервуаров из стеклоэмалированной стали (GFS), компания владеет почти 200 патентами, связанными с эмалью, производит около 300 000 стальных пластин с эмалевым покрытием в год, реализовала более 30 000 установленных проектов и поставляет свои резервуары более чем в 100 стран. Новая производственная база площадью 150 000 м² была добавлена для увеличения производственных мощностей, а единичные резервуары поставляются объёмом до 60 000 м³. Производство осуществляется в соответствии с ISO 9001 и ISO 45001, сертификация продукции включает NSF/ANSI 61, WRAS, FDA, LFGB, CE (EN 1090), ISO 28765, FM, BSCI и EUROCODE, а проектирование выполняется с учётом AWWA D103-09, AWWA C550 и NFPA там, где этого требует применение.
Для сухих сыпучих материалов и порошков это применимо как к силосам, так и к резервуарам: поставка панелей или листов с прокладкой для соединений, указанной для пыленепроницаемой сборки, геометрия днища, соответствующая углу потока, интерфейс крыши и вентиляции, а также согласованный с компоновкой транспортировки завода объем фильтра и воздушного затвора.
Часто задаваемые вопросы
Вопрос 1: В чем разница между болтовым и сварным цементным силосом?
A1: Болтовой силос собирается из заводских панелей с фланцевыми соединениями на прокладках и болтами класса 8.8, быстро монтируется и впоследствии может быть расширен; сварной силос изготавливается из вальцованного листа с непрерывными швами и обычно является экономичным выбором при меньших диаметрах. Оба являются атмосферными сосудами.
Q2: Какое днище лучше для цемента — плоское или коническое?
A2: Плоское днище дешевле и подходит для большой площади, обслуживаемой шнеком или несколькими выпускными отверстиями; коническое днище обеспечивает единственный центральный выпуск и почти полную разгрузку при более высокой стоимости стали и большей высоте силоса. В любом случае уклон должен превышать угол естественного откоса порошка.
Q3: Почему цементный силос взрывается или приподнимает крышу?
A3: Обычно это происходит из-за засорения вентиляционного фильтра или потому что силос заполняется быстрее, чем воздух успевает выходить, поэтому вытесняемый воздух повышает внутреннее давление. Правильно подобранный рукавный или картриджный фильтр с манометром дифференциального давления и путём сброса давления предотвращает это, и силос никогда не рассматривается как сосуд под давлением.
Q4: Разъедает ли цемент стальной силос?
A4: Сухой цемент имеет слабощелочную реакцию и в основном безвреден, но влага превращает его в схватывающуюся пасту, которая загрязняет поверхность и удерживает воду в контакте со сталью. Поддержание сухости внутри, герметизация крыши и проходок, а также добавление эмалевого покрытия или оцинкованной внутренней поверхности значительно продлевают срок службы.
Q5: Как рассчитывается размер силоса для бетонного завода?
A5: Исходя из суточного расхода цемента плюс резерв, необходимый на интервал поставки, с округлением вверх до целых панелей или поясов листов. Сначала проверьте способ заполнения, поскольку он определяет впускное отверстие, размер вентиляционного отверстия и свободное пространство над запасом.
Q6: Можно ли later расширить болтовой силос?
A6: Да. Дополнительные пояса увеличивают высоту обечайки, дополнительные панели расширяют площадь основания, или устанавливается второй силос, что позволяет избежать полной замены строительных конструкций, которая потребовалась бы для сварного силоса той же вместимости.
Цементный силос — это сосуд для работы с порошковыми материалами, имеющий оболочку: геометрия днища определяется углом истечения, производительность разгрузки задаёт размер выпускного отверстия и шнека, воздух для заполнения определяет размер фильтра, а внутренняя сухость решает, как долго прослужит сталь. Задайте эти параметры вместе — и силос будет заполняться, разгружаться и оставаться пыленепроницаемым десятилетиями. Сообщите инженеру тип цемента, вместимость, скорость подачи и разгрузки — и вы получите конфигурацию силоса с указанием днища, вентиляции и объёма антикоррозионной защиты.
Связаться с инженером
Сообщите тип цемента и суточный расход, скорость поставки и разгрузки, способ заполнения и объём транспортирующего воздуха, ограничения по площадке и высоте, а также местные данные по ветру и снегу. Мы предоставим конфигурацию силоса с типом днища, выпускным отверстием, вентиляционным фильтром, деталями соединений и внутренней защиты, а также комплект чертежей и спецификаций.
WhatsApp