Расчет производительности технологической линий

1. Расчет материального баланса

Завод по производству керамических канализационных труб методом пластического формования. Номенклатура продукции: 5тыс. тонн ~ 139 тыс. шт. канализационных труб. Производительность завода – 5 тыс. тонн в год. Диаметр трубы – 150 мм; диаметр раструба – 224 мм; масса трубы ~ 36 кг.

Исходные данные:

1. Cостав массы (масс.%): глина – 100%.

2. Влажность сырья (масс.%): глины – 8%.

Средневзвешенная влажность сырья составит: W_с.в.= 8× 1= 8%.

3. Потери при прокаливании (масс.%): ппп = 10, 99%.

Средневзвешенные потери при прокаливании составят:

W_с.в=10, 99× 1= 10, 99%

4. Технологические параметры производства:

- формовочная влажность шихты –18%;

- влажность изделий после сушки – 3%,

5. Брак и потери производства:

- брак при обжиге – 6%;

- брак при сушке – 4%;

- при дозировании и транспортировке – 1%.

1. Должно выходить труб из печей готовой продукции по обожженной массе с учетом брака при обжиге:

Q₁=П× 100/100–К₁= 5000× 100/94 = 5102 т/год

К₁–брак при обжиге 6%

Брак при обжиге:

Q₁–П= 5102 – 5000 = 102 т

2. Поступает труб в печи с учетом потерь при прокаливании по абсолютно сухой массе:

Q₂=Q₁× 100/100–W_с.в = 5102× 100/100 –10, 99 = 5732 т/год

Потери при прокаливании:

Q₂–Q₁= 5732 –5102 = 630 т

3. Поступает кирпича в печи по фактической массе с учетом остаточной влажности:

Q₃=Q₂× 100/100× W_o =5732× 100/100–3 = 5909 т/год

Испаряется влаги в печах:

Q₃–Q₂= 5909 –5732 = 177 т

4. Должно выходить кирпича из сушил по абсолютно сухой массе с учетом брака при сушке:

Q₄= Q₂× 100/100–K₃ = 5732× 100/100–4 = 5971 т/год

К₃– брак при сушке –4%

Брак при сушке:

Q₄–Q₂= 5971 –5732= 239 т

5. Должно выходить кирпича из сушил по фактической массе с учетом остаточной влажности:

Q₅= Q₄× 100/100-W_o= 5971× 100/100–3 = 6155 т/год

6. Поступает в сушила по фактической массе:

Q₆=Q₄× 100/100–W_ф= 5971× 100/100–18= 7281 т/год

W_ф – формовочная влажность 18%

Испаряется влаги в сушилах:

Q₆–Q₅= 7281 – 6155= 1126 т

7. Потребность в технологической воде для приготовления шихты:

Q₇ = Q₆–(Q₄× 100/100–W_cp) = 7281–(5971× 100/100–8) =

= 7281–6490= 791 т/год

Потребность в технологической воде с учетом 10% потерь составит:

Q₇=791+10% = 870, 1 т

8. Требуется сырья для стабильной работы дозаторов по абсолютно сухой массе при транспортировке 1%.

Q₈ = Q₄× 100/100–К₄ = 5971× 100/100–1= 6031 т/год

К4 – потери при транспортировке 1 %

Потери при транспортировке: Q₈ – Q₄=6031 –5971=60 т.

9. Требуется сырья по фактической массе глины

Q_гл= Q₈× A_гл/100–W_г = 6031× 100/(100–8)= 6555 т/год

А_гл – содержание глины

Таблица 1.14

Свод материального баланса

Невязка баланса составляет 7425, 1 –7413, 1= 12 т/год

Допустимая невязка составляет 0, 5%

2. Выбор и расчет основного технологического и транспортного оборудования

В этом разделе приводится только технологический расчёт основного оборудования, т. е. определяется производительность машин и их число, необходимое для выполнения технологического процесса по каждому переделу.

Для стабильной работы производства производительность питающих агрегатов должна быть на 10-15 % выше производительности обслуживаемого ими оборудования.

Общая формула для расчёта технологического оборудования имеет вид:

N_M=Q_ч.п/(Q_ч.м.*К_вн.), (1.3)

где N_м – количество машин, подлежащих установке;

Q_ч.п – часовая производительность по данному переделу(м³);

Q_ч.м – часовая производительность машины выбранного типоразмера (м³);

К_вн – нормативный коэффициент использования оборудования во времени(обычно принимается 0, 8-0, 9).

Для расчёта оборудования необходимо знать расходы сырья, поэтому сведём все расходы в таблицу 1.15.

Таблица 1.15

Расход сырья.

1. Глинорыхлитель:

N_м= 2, 8: (10× 0, 9)=0, 3

Принимаю глинорыхлитель КО-01 в количестве 1 шт.

2. Ящичный подаватель СМ-25:

N_м=2, 8: (5× 0, 9)=0, 6

Принимаю ящичный подаватель в количестве 1 шт.

3. Дезинтегратор СМ-22:

N_м=2, 8: (14× 0, 9)=0, 2

Принимаю дезинтегратор СМ-22 в количестве 1 шт.

4. MTW мельничное оборудование для тонкого помола MTW 110:

N_м=2, 8: (3, 5× 0, 9)=0, 8

Принимается мельница в количестве 1 шт.

5. Смеситель двухвальный УСМ – 49:

N_м=2, 8: (3× 0, 9)=1, 0

Принимаю смеситель двухвальный в количестве 1 шт.

6. Вертикальный вакуум-пресс СМ–88:

N_м=64: (130× 0, 9)=0.27

Принимается вакуум-пресс в количестве 1 шт.

7. Автомат-резчик Multicut (МС):

N_м =64: (750× 0, 9)=0, 1

Принимается автомат резчик в количестве 1 шт.

8. Автомат-садчик:

N_м = 64: (120× 0, 9)=0, 6

Принимается автомат-садчик в количестве 1 шт.

9. Автомат-разгрузчик СМ-1012:

N_м = 64: (120× 0, 9)=0, 6

Принимается автомат-разгрузчик СМ-1012 в количестве 1 шт.

3. Расчет потребного количества тепловых установок

Расчет туннельной сушилки.

А) Годовая производительность сушильных камер при L_тун=36 м:

139000 х1, 05=145950 шт.у.т.,

где 139000 – годовая производительность завода, шт.; 1, 05 – коэффициент, учитывающий количественные потери при сушке и обжиге.

Б) производительность одного туннельного канала: 24 х 12 = 288 шт.

L_тун.= 36м; вместимость одной вагонетки 12 шт; 24 – количество вагонеток в одной туннели.

В) годовая производительность одного туннельного канала:

288 х 350 х 22 х 0, 95/24 = 87780 шт.,

где 0, 95 – коэффициент, учитывающий использования тепловых агрегатов; 22 – срок сушки керамических труб, ч.

Г) Количества сушильных каналов:

145950/87780 = 2 шт + 1 резервная,

где 145950 – годовое количество труб, подлежащего сушке, шт

Принимаем к строительству трехканальную туннельную сушилку.

Расчет туннельной печи.

Проектом принята типовая туннельная печь производительностью.шт. в год со следующими характеристиками:

– длина туннеля – 30 м

– ширина туннеля – 2, 95 м

– высота от пола вагонетки до замка свода – 1, 7 м;

– высота от головки рельсов до замка свода – 3, 1 м;

– размеры печной вагонетки:

а) длина –3000 мм

б) ширина –2800 мм

– производительность годовая – 5000 тонн в год;

– продолжительность цикла – 46 часов;

– емкость печного канала по вагонеткам –10 шт;

– плотность садки труб – 290-320 кг/м³;

– количество труб на вагонетке – 150=10, 8 т

Расчет количества печей:

N=(n₁·n₂/T)·24·350·K₂·K_mu, (1.4)

где n₁ – количество вагонеток в печи (10); n₂ – количество изделий на одной вагонетке (150); T – срок обжига (34 часа); K₂ – коэффициент выхода готовой продукции – 0, 98; K_mu – коэффициент использования печи – 0, 9;

N=(10× 150/46)× 24× 350× 0, 98× 0, 9=241591.

139000/241591=0, 6

Принимаю 1 печь.

Таблица 1.16

Ведомость оборудования

4. Расчет и выбор вспомогательных объектов

Расчет глинозапасника.

Принимаю крытый глинозапасник со сроком хранения сырья 30 суток вне производственного корпуса.

Объем глинозапасника вычисляется по выражению:

, (1.5)

где Р_сут – суточная потребность в сырье, т; ρ _гл – плотность глины; t – срок запаса.

V= (22/1, 8)х30= 360 м³,

Принят штабель шириной 6 м и высотой 6 м в здании пролетом 6 м. Тогда длина штабеля составит:

L= V/S= 360/36=10 м, (1.6)

где S – площадь сечения штабеля.

Объем глинозапасника 10× 6× 6 (м³).

Расчет склада готовой продукции.

Склад готовой продукции для хранения керамических стеновых материалов представляет собой бетонированную площадку, обслуживаемую козловым краном.

На 1 м² площади склада укладывается 25 штук изделий при укладке в 5 ярусов.

Для учета проходов, проездов при расчете применяют коэффициент – 1, 7 при обслуживании козловым краном.

Площадь склада определится из выражения:

, (1.7)

где Q_сут – количество изделий, поступающих в сутки; Т_хр – продолжительность хранения; К₁ – коэффициент, учитывающий потери площади; Q_н – нормативный объем изделий, на 1 м² площади, штук.

м².

Длина и ширина склада готовой продукции соответственно 25 и 9, 8 м.

Другие вспомогательные объекты.

К другим вспомогательным объектам, подбираемым для размещение на генплане без расчета относятся:

– административно-бытовой корпус – проектом принят АБК размерами 24х12 м;

– материальный склад – крытый 12х24 м.