9 Приблизительные методы расчета оборудования

Ориентировочная стоимость оборудования

Стоимость комплексного оборудования установки можно оценить по стоимости оборудования опытной установки: С = С` * К^α.

С - стоимость комплексного оборудования проектной установки;

С` - стоимость комплексного оборудования опытной установки;

К - коэффициент увеличения мощности;

α – масштабный фактор (≈ 0,7).

Общие капитальные вложения необходимые для строительства и монтажа установки можно оценить по аналогичной формуле: Q = Q` * Kⁿ.

Q – общие капитальные вложения;

Q` - опытные установки;

К - коэффициент увеличения мощности;

n - масштабный фактор (от 0,38 до 0,98), для био-хим. 0,5-0,7.

Важным моментом является определение возможно надежного масштабирования технологического процесса.

Коэффициент увеличения мощности = отношению заданной производительности к производительности опытной установки. Идеальный случай когда К=1, при К= от 2 до 5 – прорабатываются 2 варианта компоновки технологического процесса:

1. высокое число ранее апробированных аппаратов;

2. высокая производительность аппарата.

Для крупномасштабного производства обычно идут на увеличение производительности аппарата, в малотоннажном – увеличение числа аппаратов.

10 Приблизительные методы расчета технологической ниткииз периодических аппартов

Методы:

1) Основаны на концепции постоянства числа операций (Булычева). Расчет заключается в определении объема аппарата и их числа: V_сут (1+z) = 24/Δτ *φ *V_a *n.

V_сут – суточный объем перерабатываемых маиериалов, л;

z – запас производительности с учетом возможного простоя оборудования в случае ремонта (0,1-0,2);

Δτ – продолжительность рабочего цикла от загрузки до выгрузки;

V_a – объем аппарата, л (по каталогу);

n – число аппаратов;

φ – коэффициент заполнения аппарата (0,75-0,8).

Использование этой формулы для расчета емкостного оборудования периодического действия в одностадийном производстве не вызывает затруднений. Если многостадийный, то возникают трудности, т.к. каждая стадия технологии и режимы отличаются друг от друга.

Это обстоятельство ставит перед делемой, рассчитать оборудование на каждой стадии независимо друг от друга, или искать их взаимодействие и согласованную работу на всех стадиях процесса.

2) В литературе для многостадийного производства рекомендуется придерживаться постоянного числа операций на каждой стадии, чтобы партии продукции не дробились и не укрупнялись. В обратном случае партия обезличивается, что может привести к ухудшению качества продукции, а, в крайнем случае - утрате контроля над процессом.

Для одностадийного процесса находим V_a и n , то α = V_сут / φ * V_a.

α – число операций.

Если принять, что α = const, то оборудование технологической цепочки будет согласованно между собой, а их расчет упроститься.

V_a = V`<sub>сут</sub> / φ * α; n` = Δτ / 24 *(1+ z)* α.

Параметры со штрихом относятся к последующим стадиям процесса. На практике редко используют, т.к. все технологии подбирают оборудование по факту. Это приводит к:

- рассогласовыванию работы всех аппаратов;

- к увеличению затрат труда;

- к увеличению сырья и материалов;

- перерасходование энергии и носителей;

- уменьшению конкурентоспособности.

При условии α = const значительно облегчается расчет вспомогательного оборудования (не емкостного типа) фильтры, сушилки и т.д. А выбор центрифуг и т.д. связан с трудоемкими расчетами, их выбирают произвольно.

Число операций α_всп связанно с количеством перерабатываемых материалов:

α_всп = G_сут / G_оп = 24/ Δτ_всп * n.

G_сут, G_оп – масса перерабатываемых материалов за сутки и за операцию;

Δτ_всп – вспомогательные операции, ч;

n – число вспомогательных аппаратов.

Как бы ни отличались аппараты можно утверждать, что на каждой стадии при оптимальных условиях вспомогательное оборудование должно работать также и в таком же ритме, что и основное: α_всп = α_осн = const.

В конечном счете, если α_всп известно, то можно определить продолжительность операций - Δτ_всп и определить количество материала подвергнутого обработки во вспомогательном аппарате - G_оп. Использование const числа операций значительно облегчает расчет.