Розрахунок основного технологічного обладнання

Ім'я файлу: 6. Технологічні, механічні, та теплотехнічні розрахунки.docx
Розширення: docx
Розмір: 96кб.
Дата: 20.02.2021
скачати
Пов'язані файли:
Зелений дім.pdf
реферат.docx
1 Технічні характеристики продукції, шляхи підвищення ефективнос
2 Характеристика сировини та джерел її постачання.docx
3 Технологічна схема виробництва.docx
5 Матеріальний баланс виробництва.docx
7 Контроль виробництва.docx
10 Автоматичне регулювання виробництва.docx
11 Економіко – організаційні розрахунки.docx
12 Вимоги безпеки і охорони навколишнього середовища.docx
Вступ.docx
Перелік посилань.docx
Реферат.docx
Титульний аркуш.docx

6 ТЕХНОЛОГІЧНІ, МЕХАНІЧНІ, ТА ТЕПЛОТЕХНІЧНІ РОЗРАХУНКИ

6.1 Вибір та розрахунок основного технологічного обладнання

Остаточної міцності газобетон набуває в процесі запарки під тиском пару в автоклавах. Важливо встановити оптимальний режим запарювання, так як продуктивність заводу визначається продуктивністю автоклавів.

Для нашого виробництва використовуватимемо прохідні автоклави німецької фірми Masa-Henke. АП 1,2 - 3,6 × 34. Характеристика автоклавів наведена в таблиці 6.1.

Назва параметру	Характеристика
Тип автоклава	Прохідний
Внутрішній діаметр, м	3,6
Довжина корпусу, м	33,8
Робочий об’єм, м³	344
Робочий тиск, МПа	1,2
Робоча температура ºС	191
Колія вагонетки, мм	1524
Загальна кількість вагонеток, шт	5
Максимальне навантаження вагонетки, т	80
Габарити, мм - довжина - ширина - висота	36900 4250 5900
Маса	139

Таблиця 6.1 Характеристика автоклавів
Тепловологісна обробка газобетонних масивів повинна проводитися в автоклавах при максимальному надлишковому тиску пари, який обмежується робочим тиском автоклавів або тиском в мережі пароутворення, але не нижче 0,8 МПа. Рекомендований тиск 1,2 МПа

У початковий період обробки слід передбачити видалення повітря з автоклава продуванням парою. У початковий період обробки виробів з ніздрюватого бетону підйом температури середовища в автоклаві до 100 °С повинен здійснюватися із заданою швидкістю.

Коливання тиску в автоклаві в період підйому і витримки не повинні перевищувати 0,02 МПа Конденсат, що утворюється повинен безперервно видалятися з автоклава. Тривалість процесів які відбуваються в автоклаві наведена в таблиці 6.2

Таблиця 6.2 Тривалість процесів що відбуваються при запарюванні малих стінових блоків марки D500 в годинах

Продувка	Підйом тиску до 1,2 МПа	Витримка при 1,2 МПа	Зниження тиску до атмосферного	Весь цикл
1	1.5	6	2.5	11

Розміри масиву після різки – 6,6×2,2×0,6 м.

Визначимо об’єм продукції в автоклавах за формулою, м³:

де

– розміри масиву, м;

– кількість вагонеток;

– кількість масивів на одній вагонетці.

Визначимо коефіцієнт заповнення автоклаву:

де,

робочий об’єм автоклаву, м³.

Визначимо кількість автоклавів для забезпечення потужності заводу 200 000 м³ газобетону в рік, штук:

де

– об’єм продукції в автоклавах, м³;

Т_р – річний фонд чистої роботи автоклаву, г;

К_в – коефіцієнт який враховує втрати при автоклавуванні;

τ – тривалість циклу автоклавування, годин.

Отже для виробництва потужністю потрібно 3 автоклава АП 1,2 - 3,6 × 34.

В якості допоміжного обладнання використовуються вагонетки, які складаються: з основи шириною 2,26 м та довжиною 6,66 м. Вагонетки розмішуються на коліях відстань між якими 1,52 м. максимальне навантаження вагонетки 80 т. Так як виробництво здійснюється за різальною технологією на вагонетку закладаються три масиви у горизонтальному положенні. Схема розміщення масивів у автоклаві показана на малюнку 6.1.

Кількість вагонеток для нормальної роботи автоклавів повинна складати 50 штук. Вагонетки зберігаються у накопичувальній камері.

Рисунок 6.1 – схема розміщення масивів в автоклаві

Обираємо кульовий млин типу МС 3,2х15,0 з продуктивністю 84 т/год у кількості однієї одиниці. Продуктивність цього кульового млина забезпечує виробничу потужність виробництва з врахуванням запасу 15%.

Таблиця 6.3 – характеристика кульового млина

Назва обладнання

Характеристика

Кульовий млин

Тип - МС 3,2х15,0

Номінальна продуктивність – 84 т/год, граничні відхилення 15%

Маса мілючих тіл – 150 т

Вага млина – 540 т

Довжина млина – 34770 мм

Діаметр барабану – 3,2 м

Довжина барабану – 15 м

Потужність електродвигуна – 2000 кВт

6.2 Допоміжне обладнання

Допоміжне обладнання складається з шнекового та стрічкового транспортерів, дозаторів, штовхача запарювальних вагонеток.

Дані про допоміжне обладнання вказані в таблиці 6.2.

Таблиця 6.2 – Перелік допоміжного обладнання та їх характеристика

Назва обладнання	Характеристика
Стрічковий транспортер	Електродвигун потужністю 1,5 кВт
Шнековий конвеєр	Потужність електродвигуна – 4 кВт
Ваговий дозатор	Продуктивність до 25 т/год кожного Об'єм бункера – 0,23 м³ Потужність електродвигуна – 0,1 кВт
Штовхач запарювальних вагонеток	Електродвигун потужністю – 1,8 кВт, частота обертів – 1410 об/хв.

6.3 Тепловий баланс виробництва

Розрахунок теплового балансу проводився у відповідності до ДБН Г.1-8-2000 «Норми розрахунку витрат палива, теплової та електричної енергії при виробництві вапна, цегли і каменів силікатних» [х].

Таблиця 8.1 Вихідні дані для розрахунку теплового балансу виробництва

Завод продуктивністю, м³ газобетону на рік	200 000
Розміри автоклаву: - діаметр, м - довжина, м	3,6 34
Кількість сирцю в автоклавах, шт	18150
Витрати піску на 1 м³ газобетону кг	391,3
Вологість піску, %	5
Маса сухої частини 1 м³ газобетону, кг	600
Температура зовнішнього повітря, °С	-10
Кількість вагонеток в автоклавах, шт	25
Вага вагонетки, кг	500
Тиск в актоклаві, МПа	1,2
Термін зимового періоду, місяців	6

8.1 Визначення питомої витрати теплоти на технологічні потреби

Відтавання та підігрівання піску.

Потреба в піску на рік:

кг,

На зимовий період приймаємо кількість піску – 40 × 10⁶кг.

При вологості піску % кількість замерзлої води в піску:

кг.

Витрата теплоти на підігрівання піску від мінус 10 °С до плюс 5 °С та відтавання замерзлої води:

кДж,

с_п. = 0,75 кДж/кг °С – теплоємність піску.

тис. кДж/1 м³ газобетону.

Питома витрата умовного палива на відтавання льоду та підігрівання піску з урахуванням орієнтовного к.к.д. теплового агрегату (

кг ум.п./1 м³ газобетону.

Підігрівання сировинної суміші при її гашенні.

Питому витрату теплоти на підігрівання сировинної суміші при її гашенні визначають виходячи з вологості піску w_п., %, і температури підігрівання сировинної суміші.

При вологості піску 5 % і температурі підігрівання суміші 40 °С витрата теплоти становить влітку – 112,5×103, взимку – 157,5×103 кДж/1 м3 газобетону або відповідно 45 і 63 кг пари/1 м3 газобетону

Середня питома витрата теплоти

, тис. кДж/1 м3 газобетону, становить 135х103 кДж/1 м3 газобетону.

Питома витрата умовного палива

, кг умовного палива / 1 м3 газобетону, становить:

,

де к.к.д. теплового агрегату умовного приймаємо

.

Запарювання напівфабрикату в автоклаві

Питома витрата теплової енергії на запарювання 1 м³ газобетону:

, тис. кДж/1 м³ газобетону,

де 3,63– продуктивність автоклава за цикл, м³ газобетону.

Нагрівання маси сухої частини цегли від 40 °С до 191°С:

,

де G_с.ц. = 78408 кг – маса сухої частини газобетону, визначається як:

G_с.ц. = 21,6 × 3630,

с_с.ц. = 0,82 кДж/(кг °С) – теплоємність блоку.

тис. кДж.

Нагрівання води в напівфабрикаті від 40 °С до 191, °С:

,

де G_в = 4536 кг – маса води в сирці, визначається як G_в = 0,21 х 21600;

с_в = 4,19 кДж/(кг °С) – теплоємність води.

тис. кДж.

Нагрівання стінок і кришок автоклава від 65 °С до 191 °С:

,

де G_3авт. = 23000 кг – маса металу стінок і кришок автоклава, кг;

с_ст. = 0,482 кДж / (кг °С) – теплоємність металу стінок і кришок автоклава;

G_із.= 8400 – маса ізоляції стінок і кришок автоклава, кг;

с_із.= 0,75 – теплоємність ізоляції, кДж/(кг °С);

тис.кДж.

Нагрівання вагонеток від 25 °С до 191 °С

де G_тр.= 25 х 500 = 12500 кг – маса вагонеток;

с_тр.= 0,482 кДж/(кг °С) – теплоємність металу вагонеток.

тис. кДж

Втрату теплоти через корпус автоклава в зовнішнє середовище розраховують для стінок і кришок автоклава. Приймаємо втрату 1680 кДж на 1 °С перепаду між температурою в автоклаві і температурою навколишнього середовища (експлуатаційні дані).

Втрата теплоти через обшивку автоклава під час нагрівання за 1,5 години

, тис. кДж.

Втрата теплоти через обшивку автоклава під час запарювання:

, тис. кДж.

Тепловміст пари, що заповнює вільний об’єм автоклава:

, тис. кДж,

де, V_авт – вільний об’єм автоклава:

м³,

І_пари = 2859 кДж/кг;

ρ_п.= 0,462 кг/м³;

І_конд. = 578 кДж/кг.

, тис. кДж.

Тепловміст конденсату:

;

тис. кДж.

Приймаємо, що кількість видаленого конденсату становить 70%, тоді тепловміст видаленого конденсату Q18авт. Становить:

;

тис. кДж.

Загальна витрата теплоти

складає:

тис. кДж.

Питома витрата теплоти на запарювання газобетону q_авт.:

;

тис. кДж/1 м³ газобетону.

Питома технологічна витрата теплоти на виробництво автоклавного газобетону складає:

взимку:

тис. кДж / 1 м³ газобетону

влітку:

тис. кДж / 1 м³ газобетону.

8.2 Визначення витрати теплоти на загально цехові та загальнозаводські потреби

Потреби цеху і заводу в тепловій енергії на опалення та вентиляцію наведено в таблиці 8.1.

Питома витрата теплової енергії на технологічні потреби цеху:

тис. кДж/1 м³ газобетону.

Питома загально цехова витрата теплової енергії в зимовий період:

тис. кДж/1 м³ газобетону.

Питома витрата теплової енергії на нетехнологічні потреби заводу:

тис. кДж/1 м³ газобетону.

Питома загальновиробнича заводська витрата теплової енергії в зимовий період:

тис. кДж/1 м³ газобетону.

Розрахунок виконаний без урахування перепуску пари.
Таблиця 8.1- Визначення витрат теплової енергії на опалення та вентиляцію будівель

Найменування корпусів	Зовнішній об’єм будівель, м³	Поправочний коефіцієнт	Питома теплова характеристика, кДж/м³ год °С		Перепад температури		Витрата теплоти, тис. кДж/год			Тривалість опалю-вального сезону, год	Загальна потреба теплоти, тис. кДж/рік
Найменування корпусів	Зовнішній об’єм будівель, м³	Поправочний коефіцієнт	опалення	вентиляція	опалення	вентиляція	опалення	вентиляція	гаряче водопостачання	Тривалість опалю-вального сезону, год	Загальна потреба теплоти, тис. кДж/рік
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Відділення помелу	1650	1,05	1,68	4,2	45	47	131,0	325,9	-	4400	2005750
Масо заготівельне відділення	3000	1,05	1,47	1,49	45	47	208,3	219,2	-	4400	2337600
Відділення різки	4800	1,05	1,26	1,47	45	35	285,6	247,0	-	4400	2380700

Продовження таблиці 8.1

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11		12
Автоклавне відділення	3200	-	-	1,89	-	37	-	223,4	-	4400		980460
Складові відділення	900	1,05	2,52	-	40	-	95,3	-	-	4400		419000
Відділення прийому піску	1900	1,05	1,89	-	40	-	147,5	-	-	4400		662020
Побутові приміщення	1000	1,05	2,1	4,2	48	50	105,8	210	210	4400		1595390
Усього:							973,5	1225,5	210	4400		10381420
Загальнозаводські потреби
Допоміжні і підсобні цехи	5000	1,05	2,1	-	45	-	494,4	-	-	4400		217880
Заводоуправління	1900	1,05	1,89	-	48	-	180,2	-	-	4400		796100
Усього:											297490

скачати