Витрата тепла

1) На нагрівання сухої маси бетону

Q₁ = М_б С_б(t₂ – t₁), кДж,

де М_{б –} маса пропарюваного бетону, кг;

М_б = Е_к∙ γ_сб, кг

Е_к – ємність камери, м³ бетону;

γ_{сб –} об’ємна маса сухого бетону, кг/м³;

γ _сб =1,5∙Ц + П + Щ + Д = ___________ кг/м³

t₂ – максимальна температура нагріва бетону, ^оС;

t₁ – початкова температура бетону, ^оС;

М_б = ____________________________, кг

С_б – масова теплоємкість бетону, кДж/ кг ∙ град

С_б = 0,88 кДж/кг ∙ град

Q₁ = _______________________________, кДж

2) На випарювання долі води затворіння

Q₂ = W (2493 + 1,97 ∙ t _ср), кДж

W – маса випарюваної води, кг (для щільних бетонів дорівнює 1% від їх маси, тобто

W = 0.01 M_б), кг;

W = _____________________________, кг

t_ср – середня температура за період, ^оС;

t₁₊ t₂

t_ср = ------------- = -------- ^оС

Q₂ = __________________________, кДж

3) На нагрівання води, яка залишилась в виробах

Q₃ = (М_в - W) C_в(t^в₂ – t^в₁), кДж

М_в – маса води затворювання, кг

М_в = В_д ∙ Е_к, кг

В_д – витрата води номінального складу на 1 м³ бетону з врахуванням добавки, кг;

М_в = _______ кг

С_в – теплоємкість води, кДж/ кг ∙ град; Св = 4,19 кДж/кг;

t^в₂ – максимальна температура нагрівання води в виробах, ^оС;

t^в₁ – початкова температура нагріву води в виробах, ^оС;

Q₃ = _______________________________, кДж

4) На нагрів арматури та закладних виробів

Q₄ = М_аС_а(t^а₂ – t^a₁), кДж

де М_а - маса арматури в пропарюємих виробах, кг

М_а= А_в ∙ N_в.к, кг

де А_в – витрата арматури на 1 виріб бетону, кг;

М_а = ______________________________, кг

де С_а – теплоємкість арматури, С_а = 0,48 кДж/ кг ∙ град;

t ^а₂ – максимальна температура нагріву арматури, ^оС;

t^а₁ – початкова температура нагріву арматури, ^оС.

Q₄ = _____________________________, кДж

5) На нагрів транспортних улаштувань

Q₅ = М_тр С_тр(t^тр₂ – t^тр₁), кДж

де М_тр– маса транспортних улаштувань в камері, кг

а)Якщо вироби укладують в ямні камери на стійки з автоматичними кронштейнами, то орієнтовано

М_тр = m_тр ∙ h_к ∙ n, кг

де m_тр – питома норма витрати металу в кг на 1 м довжини стійки з кронштейнами, кг;

m_тр = 120 кг;

h_к – висота камери, м;

n –число стійок в камері, шт.

М_тр = ___________________________, кг

С_тр – теплоємкість транспортних пристроїв (стійок з металу або деревини), кДж/ кг ∙ град

Теплоємність металу: С_тр = 0,48 кДж/кг ∙ град.

б)Якщо вироби в камері укладають на дерев’яні прокладки, то треба розраховувати масу прокладок

М_пр = ℓ∙ b ∙h∙ n∙ γ_д,

де ℓ - довжина прокладки, м; ℓ= b_ф+0,1м;

b- ширина прокладки, м; b = 0,06 м;

h - висота прокладки, м; h = 0,08 м;

γ_д- щільність деревини; γ_д = 750 кг/м³;

n - число прокладок, шт.: n = 2 ∙ N_ф.к., шт.

М_пр = _________________________, кг

Теплоємкість деревини С_д = 2,7 кДж/ кг ∙ град

Q₅ = ___________________________, кДж

6) На нагрів форм

Q₆ = М_ф С_ф(t^ф₂ – t^ф₁), кДж

де М_ф – маса форм в камері, кг;

М_ф = G_ф ∙ N_ф.к., кг;

де G_ф – маса форми, кг;

N_ф.к. – кількість форм в камері, шт.;

М_{ф =} _____________________, кг

де C_ф - теплоємкість металу, кДж/кг ∙ град; C_ф = 0,48 кДж/кг ∙ град;

t^ф₂ – максимальна температура форми, ^оС;

t^ф₁ – початкова температура форми в камері, ^оС

Q₆ = -----------------------------, кДж

7) На акумуляцію огороджуючих конструкцій камери

Q₇ = Q_бет + Q_мв + Q_мет, кДж

Q_бет, Q_мв, Q_мет – тепло огороджень бетону, мінеральної вати та металу кришки, кДж

а)Тепло огороджень бетону

Q_бет = М^огор_б ∙ С_б ∙ t^ог_б

С_б – теплоємкість бетону, С_б = 0,98 кДж/кг · град

М^огор_б – маса огороджень з бетону та цементно- пісчаного розчину, кг;

М^огор_б = V '_{б ·} γ _огор, кг

γ_огор – об’ємна маса огороджень з керамзитобетону, кг/м³: γ_огор = 1600 кг/м³;

V '_б – обсяг бетону та цементно-пісчаного розчину, м³ (п.4.3.3.27)

М^огор_б =-------------------, кг

Приймаю температуру прогріву бетону огороджень

t₁ + t₂

t^ср_б = ------------- - 20 ^оС

85+20

t ^ср_б = ---------- - 20^о = 32,5^оС

Q_{бет =}_________________________, кДж

б)Тепло огороджень з мінеральної вати

Q_мв = М_мв ∙С_мв ∙t_мв, кДж

де М_мв – маса мінеральної вати, кг

М_мв = V_мв ∙ γ _мв, кг

де γ_мв – щільність мінеральної вати, кг/м³;

γ_мв = 120 кг/м³

V_мв – обсяг мінеральної вати, м³. (п.4.3.3.26)

М_мв = _____________________, кг

де С_мв – теплоємкість мінеральної вати, С_мв = 1,8 кДж/кг ∙ град

t^ср_мв – середня температура прогріву мінеральної вати, ^оС

t₁ + t₂

t^ср_мв = ----------- -10 ^оС

85+20

t^ср_мв = ------------ - 10 ^оС =42,5 ^оС

Q_мв = ________________________, кДж

в)Тепло металу кришки

Q_мет = М_мет ∙С_мет ∙ t^ср_мет, кДж

де М_мет –маса металу кришки,кг

М_мет = V_мет ∙ ρ _мет, кг

де V_мет – обсяг металу кришки, м³; (п.4.3.3.25)

ρ_мет – щільність металу, ρ_мет =7800 кг/м³

М_мет = _________________________, кг

де С_мет - теплоємкість металу, кДж/ кг ∙ град

С_мет = 0,48 кДж/ кг ∙ град

t^ср_мет – температура прогрівання металу, ^оС

t₁ + t₂ 85+20

t ^ср_мет = ----------- = ---------- = 52,5 ^оС

2 2

Q_мет =______________________, кДж

Q₇ = _______________________, кДж

8) Втрати тепла огородженнями в оточуюче середовище

Q₈ = 3,6 ∙ 0,59∙(t_n + 100) ∙F∙τ, кДж

де t_n – температура теплоносія робочого простору камери, ^оС; t_n=104^оС;

F - поверхня огороджуючих конструкцій камери, м²;

τ - час піднімання температури та ізотермічного витримування, год.

τ = τ_{1 +}τ₂ , год; τ = 3+3 = 6 год

F = 2∙L₃∙B₃ + 2∙L₃∙H₃ + 2∙B₃∙H_3, м²

F = __________ м²

Q₈ = ________________________, кДж

9)Втрата тепла з конденсатом

Q₉ = М_к і^/

де М_к – маса конденсату, кг;

і^/ - ентальпія конденсату, кДж/кг (Л.38, с.133, табл.V)

М_к= Дп – М_св ∙ М _тр,кг

де М_вк – маса пари, яка займає вільний обсяг камери, кг

М_вк = V_вк ∙ ρ^//

де V_вк– вільний обсяг камери, м³

V_вк = V_к - V_б - V_ф - V _тр

де V_к – обсяг камери, м³

V_к = l_к ∙ b_к ∙ h_к , м³

V_к = ____________________________, м³

де V_б- обсяг бетону в камері, м³;

V_б = Е_к = ________________________, м³

де V_ф – обсяг форм в камері, м³;

М_ф

V_ф= ------------ = _______________________, м³

ρ_мет

де М_ф - маса форм, що знаходяться в камері, кг

ρ_мет- питома щільність металу, кг/м³; ρ_{мет =} 7800 кг/м³

де V_тр – обсяг транспортних улаштувань в камері, м³

М_тр

V_тр = ----------, м³

ρ_тр

де М_{тр –} маса транспортних улаштувань (або стійок), кг

ρ_тр – питома щільність деревини (при прокладках) або сталі (при стійках)

V_тр = _________________,м³

М_тр – витрата пари на пропуск в атмосферу, кг;

М_тр = 0,1 ∙ Дп

V_вк = ________________________.м³

М_вк = ________________________, кг

М_к = Дп - ____________________, кг

Q₉ =__________________________, кДж

10) На нагрівання пари, яка займає вільний обсяг камери

Q₁₀ = V_вк ∙ ρ^// ∙ і^//, кДж

де ρ^// - щільність пари,кг/м³; ρ^//=___________ кг/м³; (Л.38, с.133, табл.V)

і^// - ентальпія пари, кДж/кг; і^// =__________ кДж/кг; (Л.38, с.133, табл.V)

Q₁₀ =___________________________кДж

11) Всього витрата пари складає

Q_витр = К_н ∙ (Q₁+Q₂+Q₃+Q₄+Q₅+Q₆+Q₇+Q₈+Q₉+Q₁₀ ), кДж

де К_н – коефіцієнт неврахованих втрат; К_н=1,1

Q_витр = ______________________, кДж

Рівняння теплового балансу

Q_прих = Q_витр

(Підставляємо цифрові значення та вирішуємо рівняння відповідно невідомого значення Дп)

Питома витрата пари

Дп

d = -----, кг/м³

Е_к

4.5 Розрахунок витрати енергоресурсів на технологічні потреби

4.5.1 Розрахунок витрати пари на технологічні потреби

Пара, витрачена на теплову обробку ЗБВ, на підігрів заповнювачем та води в зимових умовах, відноситься до пари, витраченої на технологічні потреби.

Витрату пари на технологічні потреби орієнтовно можливо підрахувати по середнім витратам пари аналогічних підприємств або більш точно по технологічним формулам.

Необхідну кількість пари на теплову обробку ЗБВ, підігрів заповнювачів та води в зимових умовах орієнтовно знаходимо по формулі:

Пара_рік = Р_рік∙ q_пр.б + П_кв.∙ q_п +Щ_кв ∙ q_щ+В_кв ∙ q_в, т

де Р_рік – продуктивність підприємства у рік, м³;

q_пр.б – питома витрата пари на прогрів ЗБВ, т;

П_кв – квартальна витрата піску, м³;

q_п – питома витрата пари на підігрів 1м³;

Щ_кв – квартальна витрата щебеню, м³;

q_щ – питома витрата пари на підігрів 1м³ щебеню, т;

В_кв – витрата води в квартал, м³;

q_в – питома витрата пари на підігрів 1м³ води, т.

Орієнтовна витрата пари

Таблиця №38

Найменування	Призначення витрати пари	Витрата пари, т
Бетон і розчин	Підігрів 1м^3 матеріалів: піску (qп) щебеню (qщ) вода від 5 до80^о(qв) пористого заповнювача (qп.з.)	0,028 – 0,04 0,03 – 0,042 0,14 0,025 – 0,03
Залізобетонні вироби	Пропарювання 1м^3 бетону виробу: в камерах в термоформах в касетах в щільових камерах qпр.б в стендах	0,3 – 0,4 0,25 0,2 0,22 0,4 – 0,5
Вироби з ніздрюватого бетону	Запарювання в автоклавах	0,4

Пара_рік =______________________________________, т

4.5.2 Розрахунок витрати стиснутого повітря

Для живлення електропневматичних пристроїв, пневмоінструментів, пневмотранспорту цементу, живлення пневматичних підіймачів, штовхачів, пневмоуправління затворами бункерів та іншими пристроями використовується стиснуте повітря.

Визначення необхідної кількості стиснутого повітря для більшості машин, інструментів, пристроїв проводиться відповідно до технічних характеристик на це обладнання, в яких вказана витрата стиснутого повітря.

Загальна витрата стиснутого повітря визначається як сума частих витрат різних споживачів. Витрата стиснутого повітря у м³ на 1м³ бетону можливо прийняти:

- електропневмоуправління q_п.у =3,0;

- на пневмотранспорт на заводах середньої та малої потужності: q_п.т =18,0;

СП_рік = Р_рік.∙ (q_п.у + q_п.т ), м³

де СП_рік – витрата стиснутого повітря в рік, м³;

Р_рік – продуктивність в рік, м³

СП_рік = ________________________________, м³

4.5.3 Розрахунок витрати електроенергії

При проектуванні електропостачання заводу визначаються всі споживачі електроенергії, якими є електродвигуни, лампи освітлення, елементи автоматизації, пристрої для електропрогріву бетону та електротермічного напруження арматури.

Забезпечення електроенергією на заводі частіше всього здійснюється через трансформаторну підстанцію, яка отримує струм від високовольтної лінії електропередач.

Від трансформаторної підстанції подача електроенергії для основних споживачів здійснюється по кабельним або повітряним лініям. Витрату електроенергії на живлення електродвигунів з однаковими коефіцієнтами попиту визначаємо по формулі:

N_рік = P_у ∙ K_п ∙ τ_рік, (кВт/год)

де P_у – загальна установлена потужність електродвигунів одного виду обладнання, кВт;

K_п – коефіцієнт попиту:

- для технологічного обладнання періодичної дії; К_п=0,5 – 0,6;

- для транспортного обладнання періодичної дії; К_п=0,2 – 0,3;

- для технологічного обладнання безперервної дії; К_п=0,7 – 0,8;

- для транспортного обладнання безперервної дії; К_п=0,4 – 0,5;

τ_рік – кількість робочих годин за рік;

τ_рік=Т_р ∙ п_з/м ∙ t_з/м, (год)

де Т_р – розрахункова кількість робочих діб за рік, Т_р = 253;

п_з/м – кількість робочих змін за добу, п_з/м = 2;

t_з/м – тривалість зміни, t_з/м = 8 годин.

τ_рік = 253 ∙ 2 ∙ 8 = 4048 (год)

Результати розрахунків заносимо у таблицю 2

Розрахунок витрати електроенергії (приклад)

Таблиця №39

№ п/п	Найменування обладнання	Кількість одиниць	Потужність електродвигунів, (кВт)	Кп	Витрата електроенергії у рік, кВт/год
Одинична	Загальна
	Бетоноукладач		2,3	4,6	0,6	253∙2∙8∙4,6∙0,6=11172
	Вібромайданчик				0,6	253∙2∙8∙48∙0,6=116582
	Самохідний бункер		7,6	15,2	0,6	253∙2∙8∙15,2∙0,6=36918
	Звар. трансформатор		1,5		0,6	253∙2∙8∙3∙06=7286
	Самохідний возик		3,2	6,4	0,3	253∙2∙8∙6,4∙0,3=7772
	Витратний бак мастила		1,7	1,7	0,6	253∙2∙8∙1,7∙0,6=4129
	Мостовий кран		48,5		0,3	253∙2∙8∙97∙0,3=117797
Всього 301656

Примітка: записується все обладнання, яке має електропривід.

4.5.4 Розрахунок витрати води на технологічні потреби

Вода на заводах залізобетонних виробів витрачається для приготування бетонної та розчинної суміші, поливання виробів у літній період, промивання заповнювачів, якщо це необхідно на даному підприємстві, живлення парових котлів і компресорів, промивання бетонозмішувачів та побутові потреби.

Вся ця вода витрачається на технологічні потреби. Витрата цієї води залежить від кількості випускаємої продукції, її виду, обладнання, яке використовується, складу виробничих цехів та допоміжних господарств.

Витрату води на технологічні потреби можливо орієнтовно прийняти по таблиці 3.

Витрата води на технологічні потреби

Таблиця №40

Найменування споживача	Одиниця виміру	Витрата на одиницю виміру, м^3
Приготування цементного розчину Приготування легкого бетону Приготування важкого бетону Приготування вапняного розчину Погашення вапна Поливка залізобетонних виробів у літній час Механізоване промивання гравію і щебеня Механізоване промивання піску Компресори (витрата води на охолодження) Парові котли (отримання пари) Двигуни внутрішнього згорання Слюсарно-механічні майстерні Столярні майстерні Арматурні майстерні Побутові потреби	м^3 м^3 м^3 м^3 м^3 м^3 м^3 м^3 м^3 т к.с. ∙ год 1 станк. ∙ год 1 станк. ∙ год 1 станк. ∙ год м^3/працюючого за зміну	0,17 – 0,21 0,2 – 0,4 0,2 – 0,3 0,25 – 0,3 2,5 – 3,0 0,2 – 0,25 0,75 – 1,0 0,75 – 1,25 0,005 – 0,01 1,1 – 1,2 0,015 – 0,04 0,08 – 0,1 0,02 – 0,025 0,06 – 0,08 0,07

Річна витрата води на технологічні потреби складає:

В^т_рік= К₁ ∙ К₂(В_б + В_пол + В_пара + В_комп + В_зміш + В_под), м³

де К₁ – коефіцієнт неврахованих витрат, К₁ = 1,2;

К₂ – коефіцієнт нерівномірності споживання води, К₂ = 1,25;

1) В_б – витрата води на приготування бетонної суміші в рік, м³

В_пол = Р_кв ∙ q_пол , м³

де Р_кв – квартальна продуктивність заводу, м³;

q_пол – питома витрата води для поливання виробів у літній час, м³/м³ (табл. №40);

2) В_пара – витрата води для отримання пари, м³

В_пари = П_{пара рік} ∙ q_п, м³

де П_{пара рік} – витрата пари за рік, м³;

q_п – питома витрата води на отримання 1т пари, м³ (табл. №40)

3) В_комп – витрата води на охолодження компресорів, м³

В_комп = СП _рік ∙ q_сп

де СП _рік – витрата стиснутого повітря в рік, м³;

q_сп – питома витрата води на охолодження компресорів для отримання 1м³ стиснутого повітря, м³/м³ (табл. №40).

4) В_зм – витрата води на промивання бетонозмішувачів, м³

В_зм = Т_н ∙ n_з/м ∙ N_з/м ∙ q_з/м , м³

де Т_н – номінальна кількість робочих днів за рік, Т_н = 260;

n_з/м – кількість змін на добу, n_з/м = 2;

N_з/м – кількість бетонозмішувачів, шт. (див. технологічну карту);

q_з/м – питома витрата води на промивання 1 бетонозмішувача у зміну, м³ (табл.№40); q_з/м =0,1м³;

5) В_поб – витрата води на побутові потреби, м³

В_поб = Т_н ∙ Ч_робо ∙ q_побут

деТ_н – номінально кількість робочих днів за рік, Т_н = 260;

q_побут – питома витрата води на 1-го працюючого на побутові потреби у зміну, м³ (табл. №40);

Ч_роб – кількість робітників у цеху (в дипломному проекті приймається з розрахунку в економічному розділі, в курсовому проекті визначається за формулою):

Ч_роб =

Ч_роб = ________ робітників

де Р_рік – продуктивність цеху в рік, м³;

N_вир – приблизна виробка на 1 працюючого у рік, м³; N_вир ≈ 500-600м³.

Результати розрахунків заносимо у таблицю 41.

Витрата енергоресурсів

Таблиця №41

№ п/п	Найменування	Одиниця вимірювання	Витрата
На 1м^3	На 1 виріб
	Пара Стиснуте повітря Електроенергія Вода технологічна	т м^3 кВт/год м^3	Витрату кожного виду енергоносія поділити на річну продуктивність (Ррік)	Витрату кожного виду енергоносія поділити на випуск готової продукції у рік (ГПрік)

5 БУДІВЕЛЬНИЙ РОЗДІЛ

5.1 Проектування й опис генплану підприємства

Генеральний план заводу запроектовано згідно з будівельними нормами. Розташування будівель та споруд на території заводу прийнято таким, щоб забезпечити раціональну схему технологічного процесу, найбільш короткі транспортні шляхи, економічне використання території, розташування будівель різного функціонального призначення в різних зонах території. Між будівлями і спорудами заводу дотримуються протипожежні та санітарні розриви, а територія населених міст та зони відпочинку відділяється від промислової зони озелененою санітарно - захисною смугою. Шляхи прямування обслуговуючого персоналу до виробничих будівель безпечні та не перехрещуються з автомобільною та залізничною колією території заводу. До кожного з виробничих будинків та споруд заводу забезпечено вільний під’їзд пожежних автомашин. В цілому при проектуванні генерального плану заводу дотримана архітектурна єдність планування, побудови та благоустрою території заводу. Головним принципом при проектуванні генерального плану заводу є групування виробничих будинків за їх функціональним призначенням та розподілення теріторії на зони: передвиробничу, виробничу, підсобну, складську.

Передвиробнича зона призначена здійснювати найкоротший зв’язок з житловою зоною району та найбільш короткий шлях прямування робітників до виробничого приміщення. В цій зоні розташований адміністративно-побутовий корпус, стоянки службового та особистого автотранспорту, допоміжні цеха.

В підсобній зоні розташовані компресорна, котельня, трансформаторна підстанція напругою більш ніж 10 кВ, насосні станції, споруди водопроводу та каналізації, градирні.

Складська зона території призначена для розміщення складів цементу та заповнювачів, складу пального та мастил, готової продукції. Складська зона розміщена на зовнішніх участках заводської території для виключення перехрещень вантажних потоків та забруднення пилом, утвореним на складах, в цехах заводу. Територія заводу, яка є джерелом виробничих забруднень, відділена від житлового району санітарно-захисною зоною. Велике значення при компонуванні генерального плану має вид зовнішнього транспорту та розташування транспортних шляхів на території. Схема транспорту заводу тісно пов’язана з транспортною системою району. Улаштування розвантажувальних площадок автомобільного і залізничного транспорту визначено протяжністю, формою та компоновкою складів цементу та заповнювачів, а також способами механізації вантажо-розвантажувальних робіт. Залізничні шляхи на території заводу лінійні зі сквозними та тупиковими участками.

Згідно з протипожежними вимогами при розробці генерального плану забезпечені безпечні відстані від границь заводу до жилих та громадських будівель, дотримані протипожежні розриви між будівлями та спорудами, будівлі та споруди згруповані за ознакою вибуховопожежної безпечності. Крім того, всі будівлі розташовані з урахуванням рельєфу місцевості та направлення домінуючих вітрів. Протипожежні розриви між виробничими будівлями і спорудами заводу прийняті не менше висоти найбільшої з будівель. Всі будівлі та споруди з підвищеною вибуховопожежобезпечністю розташовані з підвітряної сторони.

На заводі передбачено два виїзди для транспорту. Автомобільні дороги улаштовані кільцевими. До резервуара градирні прокладена автомобільна дорога з покращеним ґрунтовим покриттям.

При проектуванні генерального плану заводу вирішено комплекс питань по будуванню здорових та безпечних умов праці. Генеральний план заводу передбачає наступні заходи по охороні праці: організацію безпечного внутрізаводського транспорту; застосування безпечних способів вантажо-розвантажувальних робіт в цехах, на складах сировини і готової продукції; визначення небезпечних зон території заводу; визначення площадок для зберігання вибуховонебезпечних та шкідливих для здоров’я людей матеріалів.

Територія заводу благоустроєна газонами, озеленена кущами, багатолітніми травами.

Дата добавления: 2014-11-29