無機(jī)非金屬材料工廠設(shè)計(jì) 第三章ppt課件

1、第三章 工藝計(jì)算及工藝設(shè)備選型 工藝計(jì)算包括物料平衡計(jì)算、工藝設(shè)備選型計(jì)算及儲存設(shè)備的計(jì)算。 第一節(jié) 物料平衡計(jì)算 一、物料平衡計(jì)算在設(shè)計(jì)中的作用 物料平衡計(jì)算是以消費(fèi)規(guī)模、產(chǎn)品方案、工藝流程、工藝參數(shù)及消費(fèi)班制為根底，對工廠消費(fèi)過程中各工序物料量的一種近似計(jì)算方法。 物料平衡計(jì)算的作用： 1計(jì)算從原料進(jìn)廠至廢品出廠各工序所需處置的物料量，作為確定車間消費(fèi)義務(wù)、設(shè)備選型及人員編制的根據(jù)。 2計(jì)算各種原料、輔助資料及燃料需求量作為總圖設(shè)計(jì)中確定運(yùn)輸量、運(yùn)輸設(shè)備和計(jì)算各種堆場、料倉面積的根據(jù)。3計(jì)算水、電和勞動力的需求量，確定原資料、燃料等的單位耗費(fèi)目的，作為公用設(shè)計(jì)和計(jì)算產(chǎn)品本錢等的根據(jù)。 二、

2、物料平衡計(jì)算的根底資料1水泥廠物料平衡計(jì)算的根底資料： 工廠規(guī)模，生料各組分配合比及生料外加物比例、水分、耗費(fèi)定額；水泥各組分配合比、水分；燃料種類、水分、熱值；熟料燒成熱耗，物料烘干熱耗和車間任務(wù)制度等。生料各組分配合比配料計(jì)算確定 ；水泥各組分配合比水泥中熟料、石膏和混合材的比例，視水泥種類和質(zhì)量要求而定 ；車間任務(wù)制度消費(fèi)周制度 ，消費(fèi)班制度 。2陶瓷廠主要工藝參數(shù): 1各種原料的灼燒減量及自然含水率；坯釉料加工過程中泥漿、泥料、生坯和生坯枯燥后的含水率。 2坯釉料配方、坯釉比、坯料燒失率灼燒減量、熔塊燒失率等。3廢品和半廢品單重。 4各工序損失率。 5各工序廢品率。6其它消費(fèi)工藝參數(shù)。

3、 3玻璃廠物料平衡計(jì)算的根底資料： 工廠的消費(fèi)規(guī)模、消費(fèi)方法和產(chǎn)品種類，各種厚度玻璃的產(chǎn)品分配或百分比、玻璃原板的厚度、拉引速度、主機(jī)利用率、總廢品率、攪玻璃水率、碎玻璃損失率；粉料各組分配合比、水分，燃料種類、水分、熱值，熔窯熱耗；年任務(wù)日等等。計(jì)算的基準(zhǔn)熔制車間的消費(fèi)才干。 三、物料平衡計(jì)算的方法和步驟 一水泥廠的物料平衡計(jì)算 1燒成車間消費(fèi)才干和工廠消費(fèi)才干的計(jì)算 1年平衡法 計(jì)算步驟是：按方案義務(wù)書對工廠規(guī)模(水泥年產(chǎn)量的要求，先計(jì)算要求的熟料年產(chǎn)量，然后選擇窯型、規(guī)格，標(biāo)定窯的臺時(shí)產(chǎn)量，選取窯的年利用率，計(jì)算窯的臺數(shù)，最后再核算出燒成系統(tǒng)和工廠的消費(fèi)才干。 1要求的熟料年產(chǎn)量可按下式

4、計(jì)算： 式中 Qy要求的熟料年產(chǎn)量t 熟料/年); Gy工廠規(guī)模(t 水泥/年); d 水泥中石膏的摻入量); e 水泥中混合材的摻入量(); p 水泥的消費(fèi)損失()，可取為35。 2窯的臺數(shù)可按下式計(jì)算: 式中 n窯的臺數(shù); Qy要求的熟料年產(chǎn)量(t/年); Qh.1 所選窯的標(biāo)定臺時(shí)產(chǎn)量(t/臺.h); 窯的年利用率，以小數(shù)表示。不同窯的年利用率可參考以下數(shù)值: 濕法窯0.90;傳統(tǒng)干法窯0.85; 機(jī)立窯0.80.85；懸浮預(yù)熱器窯、預(yù)分解窯0.85; 8760全年日歷小時(shí)數(shù)。 3燒成系統(tǒng)的消費(fèi)才干按下式計(jì)算: 熟料小時(shí)產(chǎn)量 Qh = nQh.1(t/h) 熟料日產(chǎn)量 Qd = 24Qh

5、(t/d) 熟料年產(chǎn)量 Qy = 8760Qh(t/年)4工廠的消費(fèi)才干按以下各式由燒成車間的消費(fèi)才干求得: 水泥小時(shí)產(chǎn)量 水泥日產(chǎn)量 Gd = 24Gh水泥年產(chǎn)量 Gy = 8760Gh2周平衡法 計(jì)算步驟是： 按方案義務(wù)書對工廠規(guī)模(熟料日產(chǎn)量)的要求，選擇窯型和規(guī)格，標(biāo)定窯的臺時(shí)產(chǎn)量，計(jì)算窯的臺數(shù)，然后再核算出燒成系統(tǒng)和工廠的每周消費(fèi)才干。 2原、燃資料耗費(fèi)定額的計(jì)算1原料耗費(fèi)定額:1思索煤灰摻入時(shí)，1t熟料的干生料實(shí)際耗費(fèi)量:式中 KT干生料實(shí)際耗費(fèi)量(t/t熟料)； I 干生料的燒失量(%)； s 煤灰摻如量，以熟料百分?jǐn)?shù)表示(%)。 2思索煤灰摻入量時(shí)，1t 熟料的干生料耗費(fèi)定額：

6、 式中 K生干生料耗費(fèi)定額t/t熟料； P生生料的消費(fèi)損失%)，普通35%；3各種干原料耗費(fèi)定額 K原 = K生 x式中: K原某種干原料的耗費(fèi)定額t/t熟料； P生干生料耗費(fèi)定額t/t熟料； x 干生料中該原料的配合比(%)。2干石膏耗費(fèi)定額式中 Kd干石膏耗費(fèi)定額t/t熟料； d、e水泥中石膏、混合材的摻入量%)。 3干混合材耗費(fèi)定額式中 Ke干混合材耗費(fèi)定額t/t熟料； d、e水泥中石膏、混合材的摻入量%)。4燒成用干煤耗費(fèi)定額 式中 Kf1燒成用干煤耗費(fèi)定額t/t熟料); q 熟料燒成熟耗(kJ/kg熟料); Q 干煤低位熱值(kJ/kg干煤); Pf煤的消費(fèi)損失，普通取3%。 5烘干

7、用干煤耗費(fèi)定額 式中 Kf 2烘干用干煤耗費(fèi)定額t/t熟料)； M濕需烘干的濕物料量，用年平衡法時(shí)以t/年表示，用周平衡法時(shí)以t/周表示； Q燒燒成系統(tǒng)消費(fèi)才干，用年平衡法時(shí)以熟料年產(chǎn)量表示；用周平衡法時(shí)以熟料 周產(chǎn)量表示； w1、w2分別表示烘干前、后物料的含水量%； q烘蒸發(fā)1kg水分的耗熱量(kJ/kg水)；可參考烘干機(jī)閱歷數(shù)據(jù)，而準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)應(yīng)經(jīng)過詳細(xì)烘干機(jī)的熱工計(jì)算求得 含天然水分的濕物料耗費(fèi)定額 式中 K濕、K干分別表示濕物料、干物料耗費(fèi)定額(kg/kg熟料)； w0該濕物料的天然水分%。 3原燃資料需求量的計(jì)算和物料平衡表的編制 將各種物料耗費(fèi)定額乘以燒成系統(tǒng)消費(fèi)才干，可求出各種物

8、料的需求量。例如，將濕石灰百耗費(fèi)定額乘以熟料周產(chǎn)量便得出濕石灰石每周需求量；乘以熟料年產(chǎn)量便得出濕石灰石每年需求量。 將計(jì)算結(jié)果匯總成物料平衡表，其格式如表32所示p60。 水泥廠物料平衡表 表32物 料名 稱天然水分消費(fèi)損失耗費(fèi)定額t/t熟料物料平衡量t備注干 料含天然水分料干料含天然水分料小時(shí)日周年小時(shí)日周年1234567891011121314石灰石粘土鐵粉生料石膏混合材熟料水泥燒成用煤烘干用煤燃煤合計(jì)注： 1采用年平衡法時(shí)，可不列第8和第12欄；采用周平衡法時(shí)，可不列第9和第13欄。 2備注中可列出：生料組分、物料配比、生熟料耗費(fèi)定額，燒成熱耗和烘干熱耗、煤的熱值等 二陶瓷廠的物料平衡

9、計(jì)算 1衡算步驟1根據(jù)消費(fèi)工藝流程，選擇衡算的工程。凡具有主機(jī)設(shè)備的工序必需立項(xiàng)衡算，而只需輔助設(shè)備或非重要設(shè)備的工序，可以不單獨(dú)列項(xiàng)，此外上下加工量相差不大的工序如原料的粗碎、中碎工序，可以并項(xiàng)計(jì)算。2確定與衡算工程親密相關(guān)的工藝參數(shù)，如損失率、廢品率、回坯率和燒失率等。3根據(jù)方案義務(wù)書中的設(shè)計(jì)產(chǎn)量及損失率、廢品率，逆著消費(fèi)流程的工序，計(jì)算各工序的加工義務(wù)，普通從包裝 檢驗(yàn)(裝配 焙燒 上釉 枯燥 成型 制泥逐項(xiàng)進(jìn)展計(jì)算。4編制物料衡算表，把計(jì)算結(jié)果列入表中(參見表3-3、表3-4)。 三玻璃廠的物料平衡計(jì)算 1總工藝計(jì)算(亦稱產(chǎn)量計(jì)算) 平板玻璃的種類，主要以玻璃厚度分類，常用的平板破璃厚

10、度為2、3、5、6mm，根據(jù)運(yùn)用要求不同，也可以消費(fèi)小于2mm的薄玻璃和8、10mm以上的厚平板玻璃。 我國平板玻璃現(xiàn)行的計(jì)量單位是分量箱(簡稱重箱)。1分量箱等于2mm厚的平板玻璃10m2。其他不同厚度的玻璃，按表3-5所列的分量箱折算系數(shù)折算分量箱。分量箱折算系數(shù)是根據(jù)平板玻璃不同厚度分量情況規(guī)定的。1分量箱玻璃質(zhì)量是50kg。 玻璃厚度mm2 3 4 5 6 8 10 12折算系數(shù) 1 1.5 2.0 2.5 3.0 4.0 5.0 6.0例如，3mm厚10m2玻璃折算為1.5分量箱。 第二節(jié) 工藝設(shè)備的選型與計(jì)算 工藝設(shè)備的選型和計(jì)算也是工廠設(shè)計(jì)的重要組成部分之一，在確定消費(fèi)工藝流程并

11、完成物料平衡計(jì)算后進(jìn)展。 工藝設(shè)備，按照性質(zhì)可分機(jī)械設(shè)備和熱工設(shè)備；按照用途又可分主要設(shè)備和輔助設(shè)備。主要設(shè)備用以實(shí)現(xiàn)消費(fèi)過程的設(shè)備。輔助設(shè)備指對所加工的資料在性質(zhì)和外形方面不發(fā)生任何影響，僅在消費(fèi)流程中和主機(jī)配套，起輔助作用的設(shè)備。 工藝設(shè)備選型和計(jì)算的義務(wù)是: 根據(jù)配方、消費(fèi)性質(zhì)、產(chǎn)量大小和工藝流程選擇設(shè)備的型式，然后確定設(shè)備的規(guī)格大小，最后根據(jù)各工序的加工量和設(shè)備的消費(fèi)才干進(jìn)展計(jì)算，確定所需設(shè)備臺數(shù)。設(shè)計(jì)的順序是先選定主要設(shè)備，輔助設(shè)備的選擇往往要結(jié)合工藝布置來進(jìn)展。 一、設(shè)備選型應(yīng)思索的要素 1.滿足消費(fèi)工藝要求2.機(jī)械化和自動化程度3.設(shè)備性能良好4.管理、維修方便，工藝布置合理5.

12、節(jié)約能源6.運(yùn)用場所及設(shè)備來源7.技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 二、主機(jī)設(shè)備確實(shí)定 一水泥廠主機(jī)設(shè)備確實(shí)定 1年平衡法 計(jì)算步驟 根據(jù)車間任務(wù)制度，選取主機(jī)的年利用率，并根據(jù)物料年平衡量，求出該主機(jī)要求的小時(shí)產(chǎn)量： GH主機(jī)要求小時(shí)產(chǎn)量t/h Gy物料年平衡量t/年 預(yù)定的主機(jī)年利用率以小數(shù) 表示 預(yù)定的主機(jī)年利用率可根據(jù)車間任務(wù)制度和主機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間用下式求出： 或式中 k0每年任務(wù)周數(shù)周/年 k1每周任務(wù)日數(shù)日/周 k2每日任務(wù)班數(shù)班/日 k3每班主機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)小時(shí)/班 k 每年任務(wù)日數(shù)日/年 水泥廠主機(jī)年利用率可參考表313(p70)。 2周平衡法 計(jì)算步驟是： 根據(jù)車間任務(wù)制度，定出主機(jī)每周運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)，并

13、根據(jù)物料周平衡量，求出該主機(jī)要求的小時(shí)產(chǎn)量：式中 GH要求主機(jī)小時(shí)產(chǎn)量t/h； Gw物料周平衡量t/周； H 主機(jī)每周運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)，可參考表3-14。 將計(jì)算結(jié)果匯總成主機(jī)要求消費(fèi)才干平衡表，其格式如表315和316所示(p72)。 根據(jù)年平衡法或周平衡法算出的要求主機(jī)小時(shí)產(chǎn)量，并思索整個(gè)工藝流程和工藝布置后，即可進(jìn)展主機(jī)選型計(jì)算，確定主機(jī)的型式、規(guī)格和臺數(shù)，最后可匯總成主機(jī)平衡表，其格式如表317所示(p72)。 3計(jì)算主機(jī)的數(shù)量 主機(jī)的數(shù)量可按下式計(jì)算 n =式中 n主機(jī)臺數(shù)； GH要求主機(jī)小時(shí)產(chǎn)量t/h； G臺時(shí)主機(jī)標(biāo)定臺時(shí)產(chǎn)量t/h。4核算主機(jī)的實(shí)踐利用率 0 = 式中 0主機(jī)的實(shí)踐年利

14、用率； 標(biāo)定的主機(jī)年利用率。 H0 =式中 H0主機(jī)每周實(shí)踐運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)； H主機(jī)平衡計(jì)算時(shí)的每周運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)。 二陶瓷廠主機(jī)設(shè)備確實(shí)定1.實(shí)際設(shè)備臺數(shù)的計(jì)算M理 = Q / F H臺 臺式中: M理設(shè)備的實(shí)際臺數(shù)，臺; Q制品的加工數(shù)量，噸或件/年; F設(shè)備的消費(fèi)才干，噸或件/時(shí); H臺 設(shè)備的年時(shí)基數(shù)，小時(shí)。2實(shí)踐設(shè)備臺數(shù)的計(jì)算M實(shí) = M理 / 臺式中: M實(shí)實(shí)踐設(shè)備臺數(shù)，臺; 設(shè)備負(fù)荷率或設(shè)備利用系數(shù), %。 在工藝設(shè)計(jì)中，計(jì)算實(shí)踐設(shè)備臺數(shù)時(shí)，還常采用設(shè)備不平衡系數(shù)或貯藏系數(shù))，計(jì)算方法如下: M實(shí) = K M理 式中: K設(shè)備不平衡系數(shù)(或貯藏系數(shù)) 。三玻璃廠主機(jī)設(shè)備確實(shí)定 確定車間主

15、機(jī)的步驟是，根據(jù)所選的車間工藝流程、主機(jī)的方式和規(guī)格，先計(jì)算主機(jī)的消費(fèi)才干小時(shí)產(chǎn)量，然后根據(jù)要求主機(jī)的小時(shí)產(chǎn)量由總工藝計(jì)算得到計(jì)算主機(jī)的臺數(shù)。 主機(jī)的數(shù)量可按下式計(jì)算 n = GH / G臺時(shí)1.2式中 n主機(jī)臺數(shù)； 1.2貯藏系數(shù)； GH要求主機(jī)小時(shí)產(chǎn)量t/h，由總工藝計(jì)算得到； G臺時(shí)主機(jī)標(biāo)定臺時(shí)產(chǎn)量t/h。 上式算出的n應(yīng)等于或略小于整數(shù)，取整數(shù)值。假設(shè)算出的n不接近于整數(shù)時(shí)，那么應(yīng)采取相應(yīng)措施，或者另行選擇主機(jī)規(guī)格，標(biāo)定主機(jī)產(chǎn)量，進(jìn)展重新計(jì)算。 主機(jī)設(shè)備臺數(shù)不宜過多，否那么將會使工藝布置和消費(fèi)管理復(fù)雜化，亦將影響到各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)目的。 四主機(jī)消費(fèi)才干的標(biāo)定 同類型同規(guī)格的設(shè)備，在不同的消

16、費(fèi)條件下如物料的易磨性、易燒性、產(chǎn)質(zhì)量量要求以及詳細(xì)操作條件等，其產(chǎn)量可以有很大的差別。所以在確定了主機(jī)的型式和規(guī)格后，應(yīng)對主機(jī)的小時(shí)消費(fèi)才干進(jìn)展標(biāo)定，即根據(jù)設(shè)計(jì)中的詳細(xì)技術(shù)條件確定設(shè)備的小時(shí)消費(fèi)才干。 標(biāo)定設(shè)備消費(fèi)才干的主要根據(jù)是：定型設(shè)備的技術(shù)性能闡明；閱歷公式或?qū)嶋H公式的推算；與同類型同規(guī)格消費(fèi)設(shè)備的實(shí)踐消費(fèi)數(shù)據(jù)對比。務(wù)必使標(biāo)定的設(shè)備消費(fèi)才干既是先進(jìn)的又是可靠的。同時(shí)還要闡明設(shè)備到達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)定才干的詳細(xì)條件和必需采取的措施。 三輔屬設(shè)備確實(shí)定 消費(fèi)流程中與主機(jī)配套的設(shè)備統(tǒng)稱為輔屬設(shè)備。輔屬設(shè)備的選型方法和主要設(shè)備大體一樣。需求選擇設(shè)備的型式和規(guī)格，確定設(shè)備的臺數(shù)。輔屬設(shè)備選型的根本原那么是: 要保證主要設(shè)備消費(fèi)的延續(xù)、平衡，不能因附屬設(shè)備選型不當(dāng)而影響正常消費(fèi)。 因此除了選擇適當(dāng)?shù)男褪揭酝猓诖_定詳細(xì)規(guī)格和臺數(shù)時(shí)，應(yīng)根據(jù)主機(jī)的最大消費(fèi)才干，并使附屬設(shè)備對主機(jī)設(shè)備具有一定的貯藏才干。確定輔屬設(shè)備臺數(shù)時(shí)要和主要設(shè)備一樣，在普通情況下，應(yīng)力求減少設(shè)備的臺數(shù)。但對于某些需求經(jīng)常維修或易出缺點(diǎn)的附屬設(shè)備，要思索備用，以保證消費(fèi)延續(xù)進(jìn)展。第三節(jié) 物料儲存設(shè)備的選擇與計(jì)算 物料儲存設(shè)備的選擇與計(jì)算是工藝設(shè)計(jì)計(jì)算的重要組成部分，是繼物料平衡計(jì)算、設(shè)備選型計(jì)算之后，工藝專業(yè)要完成