4. Нормирование расхода топливно-энергетических ресурсов /50/

Нормирование ТЭР, как и остальных технологических ресурсов, имеет целью установление плановой меры их потребления в расчете на единицу продукции. При этом основная задача проектанта ТП – применять наиболее прогрессивные нормы расхода ТЭР.

Нормированию подлежат все расходы ТЭР на основные и вспомогательные нужды (отопление, вентиляцию, освещение, водоснабжение и т.д.), включая потери в сетях. К числу же основных статей расхода ТЭР относятся технологические нужды – обогрев пресс-форм, термошкафов, автоклавов и других СТО. Сюда же относятся затраты электроэнергии на работу нагревательных установок ТВЧ и СВЧ.

Порядок расчета технологических норм расхода энергии предлагается рассмотреть на типичном примере работы сушильной камеры, в частности, используемой в ТО сушки лакокрасочных покрытий.

Норма расхода тепловой энергии (Нт) суммирует все ее затраты в сушильной камере:

Нт = (Qсв + Qл + Qит + Qт) Т / Р , Дж/кг (6.23)

где Qсв – расход тепловой энергии на нагрев свежего воздуха, Дж/ч или ккал/ч;

Qл – расход на нагрев самого лакокрасочного материала и на испарение растворителя;

Qит – расход на нагрев изделия и подложки, то есть транспортного средства, на котором размещено изделие – конвейерной сетки, кронштейна и т.п.;

Qп – потеря тепловой энергии через ограждающий корпус сушильной камеры;

Т – продолжительность работы сушильной камеры согласно режиму выполнения ТО, ч;

Р – планируемый объем продукции, пропускаемой через сушильную камеру, кг.

Далее определяется каждая составляющая расчетной формулы:

Qсв = Gв · Св (t2 - t1 ) , Дж/ч (6.24)

где Gв – масса воздуха, поступающего в камеру в течение 1 часа, кг/ч;

Св – удельная теплоемкость воздуха, Дж/ кг К; t2 – температура воздуха в сушильной камере, К; t1 – температура поступающего воздуха, то есть температура в цехе, К.

Массу свежего воздуха определяют, исходя из условия обеспечения взрыво- и пожаро-безопасной концентрации растворителя (и других летучих продуктов) в камере (по нижнему пределу).

Qл = Gл · Cл (tл2 - tл1) + Gp · rp , Дж/ч (6.25)

где Gл – расход лакокрасочного материала, прогреваемого в течение 1 часа, кг/ч;

Сл – удельная теплоемкость лакокрасочного материала (ЛКМ), Дж/кг К;

tл1 , tл2 – температура ЛКМ до и после сушки, К;

Gp – удельное количество удаляемого растворителя, кг/ч;

rp – скрытая теплота парообразования растворителя по справочникам, Дж/кг.

Например, Уайт-спирит (этиловый спирт) имеет rp при 0 ºС – 249,4 ккал/кг, а при 140 ºС – 198,4 ккал/кг, в то время как толуол имеет соответственно 100,6 и 82,1. Следовательно, значение имеет не только режим сушки, но и вид растворителя.

Qит = [Gи · Cи(tи2 – tи1 ) + Gт · Cт (tт2 – tт1 )] , Дж/ч (6.26)

где Gи, Gт - массы изделия и транспортного средства в течение 1 часа, кг/ч;

Си, Ст – удельные теплоемкости материалов изделия и транспортного средства, Дж/кг К;

tи1 , tт1 – температуры объектов нагрева до поступления в сушильную камеру, К;

tи2 , tт2 – температуры по выходе из сушильной камеры, К.

n

Qп = Σ Fi ki (t2 – t1) , Дж/ч (6.27)

i=1

где n – число i –тых ограждений, например, стенок камеры; Fi – их площади, м²;

ki – коэффициент теплопередачи от стенок к воздуху (теплоизлучение), Вт/(м² ч К);

t2 ,t1 – температуры воздуха в камере и снаружи, К.

Аналогичным был бы расчет нормы расхода тепловой энергии при сушке гранулята и препрегов, при термообработке прессовых и пултрузионных изделий, при формовании пенопластовых изделий паровым вспениванием газосодежащего гранулята и в некоторых иных случаях производства изделий из ПМ.

В качестве базовых показателей норм расхода вспомогательных материальных и топливно-энергетических ресурсов, используемых в проектируемом ТП, могут быть рекомендованы данные ранее приведенной таблицы 2.10.