2.4 Расчет материального баланса

Технологический процесс производства изделий из пеностекла может быть представлен как совокупность операций, совершаемых над исходными компонентами с целью обеспечения требуемого качества продукции. В ходе перемещения исходных сырьевых материалов по стадиям технологического процесса и воздействия на него различных факторов возникают потери массы перерабатываемых материалов, полуфабрикатов и готовой продукции. Различают безвозвратные и технологические потери, которые могут быть возвращены в технологический цикл. Нормы пооперационных потерь являются планированными и отражают уровень эффективного производства.

Расчет выполнен по следующим формулам:

Количество теряемого продукта

R_j = H_j–1 P_j/(100–P_j), (2.1)

где H_j– количество перерабатываемого материала на j–ой операции, т; P_j– пооперационные потери, %.

Количество потребляемого материала с учетом потерь:

H_i=H_i–1+R_i (2.2)

Годовой выпуск товарной продукции в натуральном выражении:

Н₀=75000 м³·150 кг/м³= 11250000 кг/год=11250 т/год

Таблица 2.8 – Пооперационные потери по стадиям производства

Номер операции	Наименование операции	Номер потерь Pj %	Возвратные потери Bj %	Адреса возвратов
1	Склад готовой продукции	0,2	0	–
2	Контроль и механическая обработка	0,4	0	–
3	Транспортирование пеностекла на механическую обработку	0,2	0	–
4	Отжиг пеностекла	2,0	0	–
5	Вспенивание шихты	0,5	0	–
6	Транспортирование и дозирование шихты	0,2	0	–
7	Помол шихты и смешивание шихты	0,2	0	–
8	Дозирование компонентов шихты	0,2	0	–
9	Обработка, хранение и транспортировка сырьевых материалов	0,4	0	–

Склад готовой продукции:

R₁=H₀·P₁/(100–P₁₎

R₁=11250·0,2/(100–0,2)=22,54 т

H₁= H₀+ R₁

H₁=11250+22,54=11272,54 т

Контроль и механическая обработка:

R₂= H₁·P₂/(100– P₂)

R₂=11272,54 ·0,4/(100–0,4)=45,27 т

H₂= H₁+ R₂

H₂=11272,54 +45,27 =11317,81 т

Транспортирование пеностекла на механическую обработку:

R₃= H₂·P₃/(100– P₃)

R₃=11317,81 ·0,2/(100–0,2)=22,68 т

H₃= H₂+ R₃

H₃=11317,81 +22,68 =11340,49 т

Отжиг пеностекла:

R₄= H₃·P₄/(100– P₄)

R₄=11340,49 ·2,0/(100–2,00)=231,44 т

H₄=H₃+ R₄

H₄=11340,49 +231,44 =11571,93 т

Вспенивание шихты:

R₅= H₄·P₅/(100– P₅)

R₅=11571,93 ·0,5/(100–0,5)=58,15 т

H₅=H₄+ R₅

H₅=11571,93 +58,15=11630,08 т

Количество технологических потерь массы материала:

T=∑R_i

T=22,54 +45,27 +22,68 +231,44 +58,15 =380,08т

Транспортирование и дозирование шихты:

R₆= H₅·P₆/(100– P₆)

R₆=11630,08 ·0,2/(100–0,2)=23,31 т

H₆= H₅+ R₆

H₆=11630,08 +23,31 =11676,7 т

Помол и смешивание шихты:

R₇= H₆·P₇/(100– P₇)

R₇=11676,7·0,2/(100–0,2)=23,4 т

H₇= H₆+ R₇

H₇=11676,7+23,4 =11700,1 т

Дозирование компонентов шихты:

Для получения пеностекольной шихты 11700,1 т готовится премикс, который содержит 14,7 % от общей массы гранулята и весь газообразователь в количестве 0,3 %. Общая масса премикса составляет 11700,1·0,15=1755,01т. Содержание стеклогранулята в количестве «черной смеси» составит 11700,1·0,147=1719,91 т. Содержание газообразователя в количестве «черной смеси» составит 11700,1·0,3=35,1 т. Количество стеклогранулята для получения пенообразующей шихты 11700,1·0,85=9945,08 т.

R₈= H₇·P₈/(100– P₈)

R₈=11700,1 ·0,2/(100–0,2)=23,45 т

H₈= H₇+ R₈

H₈=11700,1 +23,45 =11723,55 т

Технический углерод ( в виде сажи) составит от всей массы: 11700,1 ·0,003=35,1 т

Гранулят соответственно – 9945,08 +1719,91 =11664,99 т

Обработка, хранение и транспортировка сырьевых материалов:

для гранулята

R₉= H₈·P₉/(100– P₉)

R₉=11723,55 ·0,4/(100–0,4)=47,08 т

Потребное количество гранулята:

H₉= H₈+ R₉

H₉=11723,55 +47,08=11770,63 т

для газообразователя:

R₉= H₈·P₉/(100– P₉)

R₉= 35,1 ·0,2/(100–0,2)=0,007 т

Потребное количество газообразователя:

H₉= H₈+ R₉

H₉= 35,1 +0,00703=35,17 т

Материальный баланс производства пеностекла приведен в таблице 2.9.

Таблица 2.9 – Проверка материального баланса

Масса материала, т	Масса готовой продукции и отходов, т
Гранулят – 11770,63 Технический углерод (в виде сажи) – 35,17	Готовая продукция – 11250 Потери технологические – 497,327 Угар – 58,15
Итого – 11805,8	Итого – 11805,477

Проверка: (11805,8–11805,477 )/11805,8·100 %=0,003 % Расчет верен.

Пооперационные потери приведены в таблице 2.10.

Таблица 2.10 – Пооперационные потери

Номер операции	Наименование операции	Номер потерь Pj %	Возвратные потери Bj %	Адреса возвратов
1	Расходный бункер гранулята	0,5	–	–
2	Транспортировка гранулята	0,5	–	–
3	Грануляция	0,5	–	–
4	Варка гранулята	16,68	–	–
5	Подготовка и транспортировка шихты для производства гранулята	0,5	–	–

H₀=11770,63т

Хранение гранулята

R₁=H₀·P₁/(100–P₁)

R₁=11770,63·0,5/ (100–0,5)=59,15 т

H₁= H₀+ R₁

H₁=11770,63+59,15 =11829,78 т

Транспортировка гранулята

R₂= H₁·P₂/(100– P₂)

R₂=11829,78 ·0,5/(100–0,5)=59,45 т

H₂= H₁+ R₂

H₂=11829,78 +59,45 =11889,23 т

Грануляция

R₃= H₂·P₃/(100– P₃)

R₃=11889,23 ·0,5 /(100–0,5)=59,74 т

H₃=H₂+ R₃

H₃=11889,23 +59,74 =11948,97 т

Варка гранулята

R₄= H₃·P₄/(100– P₄)

R₄=11948,97 ·16,68/(100–16,68)=2392,09 т

Необходимое количество шихты для выполнения программы

H₄=H₃+ R₄

H₄=11948,97 +2392,09 =14341,06 т

Подготовка и транспортировка шихты для производства гранулята

R₅= H₄·P₅/(100– P₅)

R₅=14341,06 ·0,5/(100–0,5)=72,06 т

H₅=H₄+ R₅

H₅=14341,06 +72,06 =14413,12 т

Количество технологических потерь массы материала:

T=∑R_i

T=59,15+59,45+59,74+72,06 =250,4 т

Материальный баланс приведен в таблице 2.11.

Таблица 2.11 – Материальный баланс

Масса материала, поступающего в печь, т	Масса готовой продукции и отходов, т
Шихта – 14413,12	Готовая продукция – 11770,63 Потери технологические – 250,4 Угар – 2392,09
Итого – 14413,12	Итого – 14413,12

Потребность в сырьевых материалах приведена в таблице 2.12.

Таблица 2.12 – Движение материалов по технологическим операциям

Наименование операции	Годовая потребность,т	Суточное потребление,т	Сменная потребность,т	Часовая потреность, т
1	2	3	4	5
1. Подготовка и транспортировка шихты	14413,12	41,7	13,9	1,7377
2. Варка гранулята	14341,06	41,5	13,8	1,7290
3. Грануляция	11948,97	34,57	11,52	1,4406
6. Транспортировка гранулята	11889,23	34,40	11,47	1,4334
7. Хранение грану–лята	11829,78	34,23	11,41	1,4262
8. Обработка и хранение компонентов пенообразующей шихты гранулят технический углерод (в виде сажи)	11770,63 35,17	34,06 0,102	11,35 0,034	1,4191 0,0042
9.Дозирование компонентов гранулят технический углерод (в виде сажи)	11664,99 35,1	33,75 0,102	11,25 0,034	1,4063 0,0042
10. Помол и смешивание шихты	11700,1	33,85	11,28	1,4106
1	2	3	4	5
11. Транспортировка и дозирование шихты	11676,7	33,79	11,26	1,4078
12. Вспенивание шихты	11630,08	33,65	11,22	1,4021
13. Отжиг	11571,93	33,48	11,16	1,3951
14. Транспортировка на механическую обработку	11340,49	32,81	10,94	1,3672
15. Контроль и механическая обработка	11317,81	32,75	10,92	1,3645
16. Склад готовой продукции	11272,54	32,62	10,87	1,3591