Аспекты проектирования технологического обеспечения предприятий по производству композиционных материалов. Учебное пособие

Пример расчета мощности минераловатного производства

А. При плавлении сырья в ванных печах с площадью зеркала 48 м2 – 18 тыс. т/год (2,4 т/ч), или 180 тыс. м3/год минераловатных изделий.

Б. При плавлении сырья в ванных печах с площадью зеркала 62 м2, в вагранках диаметром 1400 мм – 28 тыс. т/год (3–4 т/ч), или 280 тыс. м3/год минераловатных изделий.

Годовая мощность предприятия (по минеральной вате), м3/год:

где Q – производительность плавильного агрегата, т/ч; m – количество плавильных агрегатов; Т – годовой фонд рабочего времени, ч; Kв – выход минеральной ваты из расплава; rв – расчетная плотность минеральной ваты, т/м3.

При технологических расчетах режим работы принимают по отраслевым нормам технологического проектирования соответствующих предприятий. Для минераловатного производства:

а) номинальное количество рабочих суток в год – 262; б) номинальное количество рабочих суток по выгрузке сы-

рья и материалов с железнодорожного транспорта – 365; в) количество рабочих смен в сутки – 3; г) количество рабочих смен в сутки по приему сырья и ма-

териалов и отгрузке готовой продукции:

–железнодорожным транспортом – 3;

–автомобильным транспортом – 2–3;

д) продолжительность рабочей смены, ч – 8.

Фонд рабочего времени оборудования применительно к виду используемой технологии можно подсчитать по формулам:

а) для непрерывного производственного процесса

21

где Вр.о – фонд рабочего времени оборудования, ч; 365 – число календарных суток в году; ПP – время на плановый ремонт, сут.; ТО – время на техническое обслуживание, сут; ВП – количество выходных и праздничных дней; n – количество смен в сутках; t – продолжительность смены, ч.

Время остановок на плановый ремонт в промышленности строительных материалов обычно не превышает 15...30 сут/год, текущий ремонт или техническое обслуживание – 12…44 сут/год. Коэффициент использования оборудования – 0,82–0,95.

Результаты расчетов используются в документации технологического обеспечения стадии «Проект» и утверждаемой части документации стадии «Рабочий проект» (в соответствующих разделах и приложениях к ним).

2.3.2. Номенклатура изделий. Сырьевые материалы. Материальный баланс технологического процесса

Изделия, выпуск которых предполагается на проектируемом заводе, а также требующийся их годовой выпуск диктуют выбор технологического процесса. Номенклатура изделий зависит от многих факторов, прежде всего от потребностей в конкретных видах изделий.

При выборе номенклатуры изделий необходимо рассматривать качественные характеристики изделий, сложность их изготовления, виды сырья и себестоимость продукции. Выбор характеристик осуществляется путем сравнения близких по качеству изделий по себестоимости, технологичности изготовления, эксплуатационной технологичности и другим признакам. Обязательно сравнение с лучшими отечественными и зарубежными аналогами.

При проектировании предполагается равномерный выпуск продукции, поэтому плановый годовой выпуск распределяется по месяцам и суткам равномерно. При распределении выпуска изделий между отдельными участками (линиями) необходимо предусматривать специализацию, т.е. закрепление за участками технологически однородных изделий. Описание номенклатуры изделий дается обычно в табличной форме (табл. 2.1).

22

На принятую для производства продукцию необходимо приводить основные требования, установленные ГОСТ, ТУ.

После выбора номенклатуры изделий составляется программа работы предприятия по выпуску отдельных видов изделий в течение года. Данные программы могут быть оформлены в табличной форме (табл. 2.2).

Таблица 2.2

Программа работы предприятия

Необходимо также приводить описание сырьевых материалов. В этом описании приводятся название, характеристика сырья, соответствие его требованиям ГОСТ, методы испытания для определения его основных свойств. Дополнительно сообщаются сведения о наличии, запасах и возможности разработки новых и использования уже разрабатываемых месторождений сырьевых материалов. Кроме того, при выборе сырья необходимо исследовать возможность его замены и использования побочных продуктов промышленности. Описание сырьевых материалов приводится в виде таблицы (табл. 2.3).

Потребность в сырье определяется на основе отраслевых нормативов. Если таких нет, то производится расчет по технологическим переделам с учетом безвозвратных или технологиче-

23

ских потерь, которые устанавливаются опытным путем либо по аналогии с действующими предприятиями.

Таблица 2.3 Основные виды сырья, применяемого в минераловатном производстве

Расчет по переделам начинается с заключительной операции:

Производительность –

10 т/ч

24

Потребность в тепле на производственные нужды определяется по укрупненным нормативам или, например, по формуле

где Qпр – количество продукции, требующей тепловой обработ-

ки, м3; qтеп – удельный расход тепла, кДж/м3; Kп – коэффициент потерь тепла в сети, равный 1,15.

где а – поясной коэффициент, зависящий от наружной температуры; qот – удельная отопительная характеристика здания; tвн, tн – внутренняя и наружная температуры соответственно; Узд – строительный объем здания.

Выявленные в результате разработки данные используются в документации технологического обеспечения стадии «Проект» и утверждаемой части документации стадии «Рабочий проект» (в разделе «Технологические решения» и в приложениях к нему).

2.3.3. Разработка технологической схемы производства

Технологическое производство состоит из цепи технологических операций, заключающихся в последовательной переработке исходного сырья в готовую продукцию. Основные технологические операции сопровождаются вспомогательными (транспортно-складские, отвод сточных вод и газовых выбросов, подача теплоносителя и другие операции). Этим операциям следует уделять не меньше внимания, чем основным.

Разработка технологической схемы начинается с выяснения следующих вопросов:

а) как будет подаваться сырье в цех; б) как будет вывозиться готовая продукция;

в) где и как будут обезвреживаться газовые выбросы в атмосферу;

г) где и как будут обезвреживаться сточные воды; д) какие отходы образуются при переработке сырья, можно

ли их использовать, как вывозить или уничтожать.

25

На первом этапе проработки составляется предварительная технологическая схема. Окончательный вариант технологической схемы выполняется после подбора оборудования, приборов и проработки компоновки оборудования.

Пример разработки технологической схемы производства пенополистирола ПСБ (беспрессового)

Сырье: суспензионный ПС (с изопентаном) – ПСВ-гранулы размером 0,5–1,5 мм.

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА

ПС После разработки этой принципиальной

↓

Склад

26

Основные технологические операции рассматриваются в вариантах по используемому оборудованию. Выбирается такое оборудование, которое наиболее подходит по производительности.

Пример разработки технологии безосновного ПВХлинолеума и ПВХ-линолеума на ТЗИО (теплозвукоизоляционной основе) – всего два вида продукции

Уточнить:

а) линолеум с рисунком или без; б) вид основы – войлок, пористый слой.

1.Выбор способа производства: а) промазной; б) ротационно-шаблонный;

в) экструзионный;

г) вальцово-каландровый.

Целесообразно рассмотреть экструзионный и вальцовокаландровый способы, т.к. этими способами можно получать линолеум как безосновный, так и на основе.

27

2. Вариантная разработка технологических схем. Принципы сравнения:

а) по качеству получаемой продукции; б) энергоемкости оборудования;

в) степени механизации и автоматизации процесса; г) трудоемкости; д) съему продукции с 1 м2 производственной линии.

Пример разработки технологии производства минераловатных изделий (прошивных матов)

Процесс изготовления состоит из следующих основных стадий:

а) получение расплава; б) получение волокна; в) получение изделий.

ПОЛУЧЕНИЕ РАСПЛАВА:

–вагранки – кусковое сырье;

–ванные печи – любое сырье;

–электропечи – любое сырье.

Рассматриваются варианты использования нескольких видов сырья и топлива. Принятие того или иного варианта будет зависеть от местных условий в районе строительства предприятия. Виды сырья: шлак, горные породы, зола. Виды топлива: кокс, газ, мазут.

СХЕМА С ВАГРАНКОЙ

Диабаз

↓

Дробление ← Известняк

↓↓

Просеивание

↓↓

Кокс → Бункеры запаса

↓↓↓

28

Втакой же последовательности рассматриваются и этапы получения волокна и изделий.

Каждый аппарат на технологической схеме изображается в виде эскиза, который должен отражать принципиальное устройство и основные конструктивные особенности аппарата. Если требуется установить несколько аппаратов одного типа, то на предварительной схеме изображается один. Передача материальных потоков из одного аппарата в другой изображается в виде четких сплошных линий. К каждому аппарату на схеме показывают подводку основных материальных и вспомогательных потоков (газ, вода, сжатый воздух и др.) различными условными обозначениями.

Втехнологической схеме должно быть отражено:

а) откуда и как подаются сырье и вспомогательные продукты; б) как удаляются готовые изделия, отходы, сточные воды. Иногда на схему наносятся устройства для транспортировки

сырья и промежуточных продуктов (шнеки, транспортеры и т.п.). Каждый аппарат на схеме должен иметь свой позиционный номер. Аппараты нумеруются слева направо в порядке их распо-

ложения, что облегчает чтение схемы.

В процессе проектирования в схему могут вноситься изменения и дополнения. Окончательное оформление схемы производится после принятия основных проектных решений и выяснения всех вопросов, связанных с размещением и взаимным расположением аппаратов.

Технологическая схема снабжается сведениями об используемых аппаратах, приведенными в табличной форме (табл. 2.4).

29

Описание схемы целесообразно производить по отдельным этапам технологического процесса.

1.Поступление сырья в цех (как поступает, где и как хранится, как дозируется, как поступает в аппарат).

2.При описании технологических операций сообщаются:

–конструкция аппарата;

–характеристика протекающего процесса и способ его проведения (периодический, непрерывный);

–основные параметры процесса (давление, температура и др.);

–методы контроля и регулирования;

–отходы и побочные продукты.

3.Описываются способы внутрицеховой транспортировки сырья, полуфабрикатов, отходов, готовой продукции, технологическая вентиляция.

Разработка используется в проектной документации технологического обеспечения стадии «Проект» и утверждаемой части документации стадии «Рабочий проект» (в разделе «Технологические решения» и приложениях к нему), а также стадии «Рабочая документация» и рабочей документации стадии «Рабочий проект» (в основных комплектах рабочих чертежей марок «ТХ» и «АТХ», в прилагаемых к этим маркам документам с наименованием «Спецификация оборудования, изделий и материалов».

30