Методические указания к практическим занятиям, курсовому проектированию и самостоятельной работе по курсу «Основы проектирования и оборудование заводов тнсм» направления подготовки бакалавра 550800
Смотрите также:
- Методические указания к практическим занятиям и курсовому проектированию Самара
- Методические указания к практическим занятиям и самостоятельной работе для студентов
- Методические указания к курсовому проектированию Одобрено редакционно-издательским советом
- Методические указания к практическим занятиям и самостоятельной работе
- Методические указания к практическим/семинарским/занятиям и Самостоятельной работе студентов III
- Методические указания по курсовому проектированию по дисциплине «страхование» для студентов
- Методические материалы для подготовки к семинарским
углубление и закрепление теоретических знаний по технологии ТНСМ и оборудованию заводов путем более подробного ознакомления с конструкцией и эксплуатацией отдельных видов специального оборудования;
овладение методикой выбора и размещения (компоновки) основного и вспомогательного технологического оборудования с учетом требований технологии, строительного дела, техники безопасности и охраны окружающей среды.
текстовый документ 45 – 50 страниц текста;
графический материал 3 листа.
титульный лист;
заполненный и подписанный бланк задания;
содержание;
введение;
описание требований к готовой продукции и исходному сырью;
описание технологического процесса и технологическую схему производства;
расчетную часть;
описание устройства и работы основного агрегата;
возможные виды дефектов, возникающие на данном оборудовании вследствие его неправильной эксплуатации и способы их устранения;
заключение;
список использованных источников;
приложения.
Проект отделения первичного дробления известняка цементного завода (основной агрегат – щековая, конусная дробилка).
Проект сырьевого цеха цементного завода (основной агрегат – сырьевая трубная мельница).
Проект цеха помола цементного завода (основной агрегат – цементная трубная мельница).
Проект участка дробления известняка завода силикатного кирпича (основной агрегат – щековая дробилка).
Проект массозаготовительного отделения завода силикатного кирпича (основной агрегат – шаровая мельница).
Проект цеха (участка, отделения) формования силикатного кирпича (основной агрегат – пресс).
Проект дробильно-помольного отделения кирпичного завода (основной агрегат – двухвальный лопастной смеситель, вакуумпресс).
Проект формовочного отделения завода по производству керамических облицовочных плиток и плиток для полов (основной агрегат – пресс полусухого формования).
Проект массозаготовительного цеха завода по производству фарфоровых, фаянсовых или майоликовых изделий (основной агрегат – мельница мокрого помола, фильтр-пресс, вакуумпресс).
Проект участка подготовки массы или формования изделий (основное оборудование – дробилки, шаровые мельницы, литейные машины или прессы).
Проект дробильно-помольного отделения составного цеха стекольного завода (основное оборудование – щековая или молотковая дробилка, шаровая мельница).
Проект смесительного участка составного цеха стекольного завода (основное оборудование – смеситель).
Проект формовочного участка (цеха) завода листового стекла.
Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет А.Т. Добролюбов, А.А. Громов основы проектирования и Оборудование заводов тугоплавких неметаллических и СИЛИКАТНЫХ МАТЕРИАЛОВ (часть I) Методические указания к практическим занятиям, курсовому проектированию и самостоятельной работе по курсу «Основы проектирования и оборудование заводов ТНСМ» направления подготовки бакалавра 550800 «Химическая технология и биотехнология» и специальности 250800 «Химическая технология тугоплавких неметаллических и силикатных материалов» дневной и заочной форм обучения Издательство ТПУ Томск 2006 УДК 666.1.01 ^ Основы проектирования и оборудование заводов тугоплавких неметаллических и силикатных материалов (часть I): Методические указания к практическим занятиям, курсовому проектированию и самостоятельной работе по курсу «Основы проектирования и оборудование заводов ТНСМ» направления подготовки бакалавра 550800 «Химическая технология и биотехнология» и специальности 250800 «Химическая технология тугоплавких неметаллических и силикатных материалов » дневной и заочной форм обучения. - Томск: Изд. ТПУ, 2006 г. - 38 с. В данных методических указаниях рассмотрены основные принципы расчета материального баланса силикатных производств, приведены конкретные примеры расчетов материальных балансов стекольного, цементного и кирпичного заводов. Представленный материал позволяет приобрести навыки выполнения технологических расчетов заводов тугоплавких неметаллических и силикатных материалов и произвести подбор основного оборудования. УДК 666.1.01 Рекомендовано к печати Редакционно-издательским советом Томского политехнического университета ©Томский политехнический университет, 2006 ©Оформление. Издательство ТПУ, 2006 ВведениеЗадание на выполнение курсового проекта выдается студентам 5 курса, знающим технологические процессы, происходящие на всех стадиях производства, соответствующего теме проекта, при изучении дисциплин «Основы проектирования» и «Оборудование заводов ТНСМ» для специальности 25.08.00. Тема курсового проекта выбирается в соответствии с профилем предприятия, на котором будет проходить практика и предполагается трудоустройство студента. Перед студентами, выполняющими курсовой проект ставятся задачи: Содержание проекта и основные указания по его выполнению В соответствии с СТП ТПУ 2.5.01-99 курсовой проект должен содержать: Текстовый документ (ТД) ТД должен включать в указанной ниже последовательности: Раздел 1 «Титульный лист» выполняется по установленной форме и является единым для курсовых проектов, выполняемых студентами ТПУ; В разделе 2 «Задание на проектирование» указываются: тема проекта, производственная мощность, основной агрегат, способ производства, конкретное изделие. Задание на КП выдается в соответствии с СТП ТПУ 2.5.01-99 за подписью заведующего кафедрой и руководителя проекта. В зависимости от специализации предлагаются следующие темы курсовых проектов: Специализация 25.08.01 – Технология цемента, включающая технологию некоторых видов вяжущих материалов. Специализация 25.08.04 – Технология тонкой и строительной керамики, включая технологию некоторых видов огнеупоров, радио- и электротехнической керамики. Специализация 25.08.10 – Технология стекла. В разделе 4 «Введение» указывают базовое предприятие и уровень его технического оснащения, область применения продукции в народном хозяйстве страны, приводят краткую характеристику проектируемого участка или отделения. ^ проектируемого заводского подразделения, включает назначение, характеристики важнейших свойств, типоразмеры и эскиз. Среди характеристик исходного сырья приводят его важнейшие физико-химические и технологические показатели, условия хранения, упаковки и транспортировки. Описание требований к готовой продукции и компонентам сырья должно соответствовать действующим стандартам (ГОСТ, ТУ) и содержать ссылки на них. Допустимо использование ссылок на технические условия, принятые к исполнению в данной технологии. ^ должен содержать последовательное изложение теоретических процессов и краткое обоснование необходимости основных технологических переделов (операций) для выпуска конкретного вида продукции с указанием оборудования, которое используется на этих переделах, величины основных контролируемых параметров: технологические потери, влажность, температура и т.д. В тексте при описании каждой технологической операции должны быть проставлены ссылки на ее позицию в технологической схеме. Раздел включает аппаратурную или технологическую (операционную) схему с указанием отходов и возвратного брака. При составлении описания технологического процесса рекомендуется пользоваться технологической картой предприятия (исключая подробности, не влияющие на ход технологического процесса), а также литературой к настоящему пособию. Технологическую схему основных производственных операций в ТД выполняют на отдельном листе или на нескольких последовательных листах формата А4. Ее элементами являются прямоугольники, линии связи и текстовые пояснения. Каждый прямоугольник обозначает отдельную стадию технологического процесса. Последовательность их расположения должна наглядно показывать поточность производства. Фигурными скобками выделяют проектируемый участок (отделение) и на отдельном листе формата А4 или его части изображают подробную технологическую схему производства участка с изображением последовательности всех технологических и транспортных операций с указанием вида и основных параметров оборудования, включая питатели и дозаторы. Проводят линии связи – отрезки прямых или ломаных линий, указывающие на наличие и очередность связей между отдельными стадиями технологии. Направление процесса обозначают стрелками. Если линия связи заканчивается не у следующего прямоугольника, то наименование продукта и его дальнейшее использование записывают над линией связи. Например: «воздух на очистку», «отходы на повторное дробление». Схема производства может быть выполнена в одном из двух вариантов: - структурно-технологическая схема (СТС), в которой внутри прямоугольников указывают название передела (дробление, помол, формование и т.д.). Такие схемы, как правило, приводят в ТД. - структурно-аппаратурная схема (САС), в которой в прямоугольниках указывают вид оборудования (щековая дробилка, шаровая мельница и т.д.). Эта схема может быть применена в ТД при особом указании руководителя проекта. Обычно эскизный вариант схемы САС применяется в графической части курсового проекта. «Расчетную часть» (раздел 7) курсового проекта выполняют, исходя из задания на проектирование, по результатам изучения технологии и производственной документации при прохождении практики, с учетом норм технологического проектирования, данных научно-технической литературы и другой информации. Расчетная часть проекта включает разделы: а) Исходные данные для проектирования; б) Расчет материального баланса; в) Выбор марки и количества устанавливаемого оборудования. ^ Заданная производительность участка или всего производства (на основе конкретной документации завода (технологический регламент и др. документы)), выраженная в единицах, принятых для учета готовой продукции: тоннах (цемент, огнеупоры), штуках (изделия технической керамики, стекла и др.), квадратных метрах (облицовочные изделия, листовое стекло) и т.п. Может быть задано также количество агрегатов конкретной марки, устанавливаемых на проектируемом участке. Исходные данные для проведения технологических расчетов включают следующие сведения: - Составы (рецептуры) масс, значения влажности (содержания временной технологической связки) на всех стадиях технологии. - Состав сырья и его влажность. - Массы и размеры готовых изделий и полуфабриката. ^ заводской технологический регламент, данные заводской лаборатории, техническая литература и справочники, ГОСТ и ТУ. Чтобы не упустить какие-то из необходимых для расчета материального баланса исходные данные, полезно сначала нарисовать СТС и записать исходные данные рядом с каждым переделом. Находясь на практике на заводе, следует взвесить и измерить полуфабрикаты и готовые изделия, особенно до и после сушки (удаления временной технологической связки), до и после обжига. На основании рецептов масс и химического состава сырья рассчитывают: - по правилу аддитивности общие потери при прокаливании (ППП), позволяющие учесть изменение массы полуфабриката при обжиге: ППП = ai•ПППi /100, (1) где ППП – потери при прокаливании массы или шихты, % масс; ai, ПППi – содержание и потери при прокаливании i-го компонента массы(шихты), % масс. Кроме этого проводят определение следующих показателей работы отдельных стадий и всего производства в целом: 1. ^ : потери материала при измельчении, транспортировке, формовании, сушке, обжиге (или варке стекла), механической обработке, при хранении и упаковке материалов на складах сырья и готовой продукции. Если потери при обжиге даны в массовом выражении, то их можно суммировать с потерями массы при прокаливании. Потери подразделяют на возвратные и безвозвратные. В расчетах учитывают возврат материалов на соответствующие стадии производства. 2. ^ (упаковка, тара, смазки, подсыпки, мелющие тела и т.п.). 3. Режим работы и фонд рабочего времени участка. Для периодически работающего оборудования режим определяет общую суточную продолжительность его работы (число часов в сутки): при работе в одну смену – 8, в две – 16, в три – 24. Это число надо умножить на число рабочих суток в году, т.е. на 365 и вычесть все выходные и праздничные дни. Следует учитывать, что часть оборудования, например, туннельные, вращающиеся, стекловаренные печи работают непрерывно. Режим работы цеха (участка) выбирают, исходя из особенностей эксплуатации оборудования, а также условий труда работников. Например, если отделение прессования работает в две смены по пять дней в неделю, то для определения фонда рабочего времени необходимо из общего числа дней в году (365) вычесть 9 праздничных дней и 104 (52•2) выходных дней (суббот и воскресений). Тогда годовой фонд рабочего времени составит: (365 - 9 - 52∙2) ∙16 = 4068,64 час 4. ^ , которое предполагается включить в технологическую схему. Реальную заводскую производительность оборудования можно при необходимости подсчитать самим. Для машин циклического действия (барабанные мельницы, смесители периодического действия, фильтр-прессы и т.д.) П = V•z = V/(t1+t2+t3) (2) где П – объемная производительность в единицу времени; V – объем продукта, производимого за один цикл; z – число циклов в единицу времени. Число циклов – величина, обратная продолжительности цикла. Продолжительность цикла является суммой времени, затрачиваемого на загрузку (t1), технологическое действие (t2) и разгрузку (t3). Для машин непрерывного действия: П = F•v•k, (3) где П – объемная производительность в единицу времени; F – площадь поперечного сечения потока материала, перерабатываемого машиной; v – скорость движения потока; k – коэффициент, учитывающий конкретные условия (например, прерывание сплошности потока). Для перевода объемной производительности в массовую необходимо умножить ее на объемную или насыпную массу перерабатываемого материала. 5. ^ , принимаемые по нормативам или практическим данным и учитывающие его простои, связанные с профилактическими ремонтами, сменой оснастки и т.п. (обычно 0,75 – 0,95). ^ техническая литература и справочники, заводской технологический регламент, данные заводской лаборатории, табличные данные (см. также Приложение), каталоги фирм, выпускающих оборудование, паспорта оборудования. ^ Целью вычислений материального баланса является определение потребности в сырье и материалах при годовом выпуске продукции, заданном ТЗ, и производительности технологических переделов. Расчет материального баланса следует начинать с конечной стадии технологического процесса в направлении начала СТС. Стрелка линии связи на технологической схеме предполагает наличие транспортной операции, на которой обычно происходят потери материалов. Величина транспортных потерь зависит от вида транспорта, характера транспортируемого материала – сыпучий, штучные изделия и других факторов. Поскольку каждая технологическая операция должна гарантировать полную поставку материалов на последующую за ней операцию, поэтому процент транспортных потерь суммируется с технологическими потерями технологической стадии, от которой исходит стрелка линии связи. Точность расчетов (количество значащих цифр) определяется погрешностью измерения нормативных потерь (обычно 0,1 %). Количество материалов при переходе от последующей стадии к предыдущей рассчитывают по формуле: a1=a2•100/(100-b) (4) или a2 = a1• (100 – b)/100 (5) где а1 и а2 - количество материала на предыдущей и последующей стадии производства, b – общие потери (отходы) на стадии, %. Для заполнения таблицы материального баланса рекомендуется параллельно вычислить количество потерь Δ на предыдущей стадии по одной из формул: Δ = a1 – a2, (6) Δ= a2*b/100, (7) Например, потери на стадии помола b=0,3 %. Если после помола необходимо получить а2=10 т/ч, то на вход (а1) должно поступать: a1=10•100/(100-0,3)=10,03 т/ч Проверка: если на помол поступает а1=10,03 т/ч, то после помола с учетом потерь останется : a2 = 10,03*(100 – 0,3)/100 = 10 т/ч Δ = a1 – a2 = 10,03 – 10,0 = 0,03 т/ч Δ= a2•b/100 = 10,0•0,3/100 = 0,03 т/ч Некоторую особенность представляет учет возвратных потерь, например: в керамической технологии при производстве изоляторов методом обточки или формовании посуды обрезки массы методом раскатки направляются на роспуск и фильтрпрессование, политой и утельный бой изделий также используется в производстве, в стекольной технологии стеклобой возвращают в производство на дробление или непосредственно на варку. Обычно возвращаемая масса движется по замкнутому циклу, показанному на СТС, при этом в процессе переработки возвратных отходов возникают и накапливаются безвозвратные потери, которые увеличивают производительность оборудования в пределах цикла и изменяют потребное количество сырьевых материалов. Для учета возвратных отходов необходимо просчитать материальный поток в пределах цикла, который рекомендуется изобразить на отдельной СТС. Количество возвращаемого материала по массе (F) при величине возвратных отходов (f, % масс) на k-том переделе СТС определяется по формуле: F = ak•f / 100, (8) где ak - количество материала на k-том переделе СТС без учета возвратных потерь. Производительность оборудования на этом переделе (Пf) определяется простым суммированием: П = ak + F, (9) Пусть возвращаемый материал поступает на j-тый передел на переработку, где увеличивает производительность оборудования (Пj) с учетом транспортных потерь (t, % масс): Пj = aj + F•t / 100, (10) где aj - количество материала на j-том переделе технологической схемы. Если транспортные потери отсутствуют, расчет ведут по формуле (9). Расчет материального баланса выполняют в штучном исчислении (по количеству полуфабриката или изделий) от заданной программы до стадии формования включительно и в массовом, определяя расход массы по переделам от склада готовой продукции (программы) до склада исходного сырья. Оба варианта расчетов проводят параллельно. Следует иметь в виду, что изменение количества материала и полуфабриката по массе и в штуках на отдельных переделах могут не совпадать. Так, при механической обработке или обжиге, изменение количества заготовок в штуках определяется только браком на данной стадии, а изменение массы определяется как браком, так и уменьшением (или увеличением, например, в случае глазурования) массы каждой заготовки в результате прохождения процессов сушки, дегидратации и декарбонизации. Если брак при обжиге в штуках составляет (b), а потери при прокаливании (ППП), то количество изделий в штуках рассчитывают по формуле (4), а массу изделий М по формуле: М = a•m•10000 / [(100-b) • (100-ППП)] (11) где a - количество изделий, m – масса одного изделия. Например, завод должен производить a=106 штук / год полнотелого глиняного кирпича. Безвозвратные потери при обжиге и на сортировке b=0,6 %, ППП=8 %, масса одного кирпича m=2,7 кг. Тогда масса заготовок, поступающих на обжиг, равна: М=106•2,7•10000/[(100-0,6)•(100-8)]= 29 524 975 кг/год29525 т/год Для пересчета массы с меньшей влажности на большую (или наоборот) пользуются формулой M1=M2•(100-W2)/(100-W1) (12) где М1 – масса материала с большей относительной влажностью W1, %; М2 – масса материала с меньшей относительной влажностью W2,%. В случае увлажнения абсолютно сухого материала (W2=0) формула (12) упрощается Mвл=Mсух•100/(100-Wвл) (13) где Мвл и Мсух – масса влажного и сухого материала соответственно, Wвл - относительная влажность материала или содержание связки, %. Например, относительная влажность глиняного кирпича, поступающего на сушку, W1 = 20 %. Определить массу глиняных кирпичей (по уравнению (12)), поступающих на сушку (М1), если их масса после сушки (до обжига) составляла М2 = 29520 т с влажностью W2 = 8 %: М1 = 29520•(100-8)/(100 – 20) = 33948 т Необходимое количество связки при производстве пластичного материала и шликера или удаленной воды при сушке и т.п. рассчитывают по разности значений массы влажного материала на предыдущей и последующей стадии технологии. Для предыдущего примера количество удаленной при обжиге воды составит: 33948 – 29520 = 4428 т Кроме значений годовых количеств материала и полуфабриката, перерабатываемых на каждом переделе, рассчитывают квартальные, сменные или суточные (при непрерывном производстве) и часовые количества путем деления соответствующего годового значения на фонд рабочего времени каждого участка. Следует обратить внимание на то, что фонд рабочего времени для отдельных участков может не совпадать. ^ Таблица 1.1 Исходные данные для расчета материального баланса
Средневзвешенная влажность (WСРВ) сырья составляет: WСРВ = 20,0*0,222 + 15,0*0,178 + 15,0*0,089 + 1*0,289 + 2*0,222 = 9,17 %. Средневзвешенные потери при прокаливании (ПППСРВ) составляют: ПППСРВ = 11,9*0,222 + 11,9*0,178 + 13,8*0,089 + 0,2*0,289 = 6,1 %. Таблица 1.2 Технологические параметры производства
Технологические потери: этап формования – 10% (влажность изделий – 20%); этап формования – 30% (влажность изделий – 17,5%).
|
