Курсовая работа: Модернизация производства керамического кирпича

Высота бункера = 7,6 м; Ширина бункера =2,45 м;

Размер разгрузочного отверстия = 0,6 м; Время запаса = 5 суток.

II.         Бункер шамота: в целях унификации размеров, на основе равенства объемного расхода угля и шамота, принимаем аналогичные параметры бункера:

Высота бункера = 7,6 м; Ширина бункера =2,45 м;

Размер разгрузочного отверстия = 0,6 м; Время запаса = 5 суток.

III.       Бункера лузги: так как объемный расход сопоставим с рассмотренными расходными бункерами, то целесообразно будет по полученным данным рассчитать по известному объему время запаса:

(суток)                             (3.22)

Параметры расходного бункера лузги:

Высота бункера = 7,6 м; Ширина бункера =2,45 м;

Размер разгрузочного отверстия = 0,6 м; Время запаса = 6 суток.

IV.       Бункера боя:

(суток)

Высота бункера = 7,6 м;

Ширина бункера =2,45 м;

Размер разгрузочного отверстия = 0,6 м;

Время запаса = 5 суток.

3.7.6 Пылеосадительное оборудование и аспирационная система

Систему аспирации применяют для обеспечения нормальных санитарно-технических условий труда рабочих, защиты окружающей среды. Действующая на заводе пылеосадительное оборудование соответствует регламентированным санитарным нормам для предприятий стройиндустрии по ПДК запыленности воздуха и выбрасываемых в атмосферу газов. Она успешно прошла проверку в 2006 году на пригодность к работе.

3.7.7 Ведомость основного технологического оборудования

Таблица 26 – Ведомость технологического оборудования.

3.8 Контроль технологического процесса, качества продукции

Контроль производства включает в себя: входной контроль, пооперационный контроль на всех этапах производства и контроль качества готовой продукции. Он осуществляется заводской лабораторией, которая, руководствуясь, ГОСТ 530-95, технологической картой и ТУ, при помощи контрольно-измерительных приборов и инструментов, проводит контрольные плановые замеры и проверки: соответствие регламентированных требований и лимитированных показателей. В лабораторном контроле производства рассматриваются операции, требующие специального лабораторного оборудования. Испытания проводятся на оборудовании поверенном в центре метрологии и стандартизации. Цеховой контроль осуществляется обслуживающим персоналом или непосредственно операторами установок на отдельных этапах производства. Его цель – наблюдение за основным технологическим оборудованием, проверка основных производственных параметров и оценка качества сырья и полуфабрикатов.

Таблица 27 – Технологический контроль

Примечание: const – постоянный контроль параметра.

3.9 Вопросы стандартизации

Стандартизация – определение соответствующих правил, технических условий и норм, которые регламентируют все аспекты производства определенной отрасли промышленности, с учетом их особенностей.

Основные цели стандартизации:

- Обеспечение безопасных условий труда для рабочих и обслуживающего персонала на производстве.

- Обеспечение соответствующих требований и параметров относящихся к производству керамических материалов по пластическому способу

- Охрана окружающей среды, соблюдение экологических норм данного производства, а также санитарно-гигиенических правил.

- Улучшение качества готового продукта и установление требований по показателям предъявляемых к нему.

- Рациональное и экономически выгодное использование производственных фондов предприятия по изготовлению эффективного керамического кирпича, а также применение добавок.

Следовательно, для достижения максимального эффекта требуется решить ряд вопросов, касающихся разработки нормативов качества готовой продукции, сырья и полуфабрикатов, также унифицировать и оптимизировать схемы производства и технологии контроля.

4 Теплотехнический расчёт

4.1 Расчет туннельной печи

Исходные данные для расчёта туннельной печи приведены в таблице 28.

Таблица 28 – Теплотехнические параметры печи

В качестве топлива используется природный газ.

Режим обжига: 1 интервал 30-60оС – 10,125 часа (9 позиций);

2 интервал 600-960оС – 9 часов (8 позиций);

3 интервал 960-50оС – 16,875 часа (15 позиций);

Определение размеров печи произведём по данным регламента /4/: ширина канала составляет 2,9 метра, а высота от пода вагонетки до замка свода 1.7 метра. Тогда ёмкость печи определяется по формуле:

;                                     (4.1)

где P ГОД – годовая производительность по годной продукции, тыс. шт. усл. кирп.;

τЦ – время пребывания изделия в печи, час;

τГОД – годовое рабочее время, час;

р = 3 – брак изделий и потери от загрузки в печь до поступления на СГП, %.

(тыс. шт. усл. кирп.)

Количество вагонеток в печи – 32 штуки. В этом случае активная длина печи:

;                                         (4.2)

где G 1 – вместимость одной вагонетки, тыс. шт. усл. кирп.;

l В – длина вагонетки, м.

(метр)

Длина отдельных зон в соответствии с принятым графиком составит:

;                                       (4.3)

где τ i – продолжительность соответствующего интервала, час.

МС – масса сырца, кг.

Для зоны подогрева:

(м)

Для зоны обжига:

(м)

Для зоны охлаждения:

(м)

Следующим этапом рассчитывается горение топлива, теплота сгорания которого определяется по формуле:

;  (4.4)

(кДж/м3)

Физическое тепло газа Q1 с учётом коэффициента 1,37 составляет 411 кДж/м3, а общее тепло Q равно их сумме: 44728 + 411 = 5139 кДж/м3. Теоретическая температура горения находится по температуре обжига и пирометрическому коэффициенту, равному 0,8: ТТЕОР = 960:0,8 = 1200оС. Избыток воздуха в зоне горения определяется из условия, что температура воздуха, поступающего из зоны остывания в зону обжига равно 700оС.

Тепловой баланс составляется для зон обжига и подогрева. Часовая производительность печи с учётом брака:

(шт. усл. кирп.)                      (4.5)

Приход тепла воздуха, поступающего из зоны охлаждения при коэффициенте избытка воздуха a = 4, находиться по формуле:

(кДж/м3)      (4.6)

Приход тепла от химических и физических взаимодействий топлива находиться по формуле брака:

(кДж/м3)                                   (4.7)

Общий приход тепла:

(кДж/м3)                     (4.8)

Расход тепла, необходимый для испарения влаги принимается из учёта влажности сырца, температуры отходящих газов и сырца:

                     (4.9)

где Q в – часовое количество остаточной влаги, кг.

(кДж/м3)

Расход тепла, на нагрев материала до максимальной температуры составит:

                                (4.10)

Масса обожженного материала GМ = 9774 кг/час. Она равна произведению часового количества остаточной влаги и массы единицы кирпича сырца. С учётом теплоёмкости см для диапазона температур получаем:

(кДж/м3)

Удельный расход тепла на 1 килограмм обожженной массы в ходе химических реакций принимаем равным 117 кДж/кг. Следовательно, по имеющимся данным:

(кДж/час)                      (4.11)

Потери тепла в окружающую среду необходимо рассчитать по формулам теплопередачи. Поверхность теплопередачи свода установлена по его внутренней поверхности, а для стен по расстоянию от нижней поверхности пода вагонетки до верха стены. Туннельную печь в данном расчёте потерь тепла ограждающими элементами условно разделяем на отдельные участи по длине, а среднюю температуру принимаем равной среднему значению минимума и максимума интервала температур на границе участка. Всё перечисленное принимаем из /4/.

Фактическим показателем расчёта является тепловой баланс зон. Данные, основанные на регламентных параметрах /4/, представлены в таблице 29.

Таблица 29 – Тепловой баланс зон подогрева и обжига

Таблица 30 – Тепловой баланс зоны охлаждения

Таблица 31 – Сводный тепловой баланс

4.2 Мероприятия по экономии энергетических ресурсов

На данном этапе развития современной промышленности всё более актуальной становиться экономия во всех аспектах народного хозяйства, в том числе, промышленности строительных материалов. Уменьшение затрат на топливо и электроэнергию – ключ к снижению себестоимости изделий, а значит и источник роста конкурентоспособности, которая в конечном счёте благоприятно повлияет на репутацию предприятия и спрос на его продукцию, поэтому необходимо реализовывать различные мероприятия направленные на экономию топлива и энергетических ресурсов, сокращение технологических потерь и сопутствующие действия.

В рамках данного дипломного проекта на Энемском кирпичном заводе наиболее рационально предпринять действия сберегательного характера в следующем плане:

- использование комплексных выгорающих добавок, например, молотого каменного угля, интенсифицирующего процесс обжига, а, значит, уменьшающего расход тепла;

- отбор отработанных газов туннельной печи, посредством вентиляционной системы, которая путём смешивания их с более холодным воздухом атмосферы, даёт качественный теплоноситель для сушки кирпича-сырца в туннельных блоках;

- максимальное использование естественного освещения в производственных и других помещениях, а также грамотный режим энергосбережения, реализуемый инженерным и рабочим контингентом.

5. Электрические устройства и автоматика

5.1 Комплексная механизация и автоматизация производства кирпича, уровень автоматизации технологических процессов

Основным решением является реконструкция массоподготовительного отделения – ключевого этапа. Для достижения максимального эффекта данный передел подвергается автоматизации для получения шихты высокого качества. Система автоматического управления и контроля оборудования от глинозапасника до формовочного пресса в проекте предусматривает внедрение микропроцессорного комплекса технических средств КТС ПИУС-2А, который состоит из главного пульта управления, пунктов обработки информации и координации. Оператор данного КТС контролирует следующие участки: массоподготовки, добавок, массопереработки, тонкого помола, шихтозапасника, а также транспортное оборудование и глиносмеситель с фильтрующей решёткой.

Система управления обеспечивает работу оборудования в автоматическом режиме, но предусматривает и в случае необходимости вмешательство оператора в технологический цикл. С местных пунктов управления оператор имеет возможность управлять каждым из механизмов вручную, соблюдая минимально необходимые блокировки. Для машин рассматриваемого отделения характерно малое число исполнения логических операций, необходимость которых сводится к выполнению последовательного запуска механизмов и соблюдения блокировок. Эти элементы выполнены по принципы релейно-контактной аппаратуры, размещённой в силовых щитах.

Отделения оборудованы дополнительными отдельными пультами управления, снабженными мнемосхемой и аварийной световой сигнализацией, с которых производится автоматический запуск по заданной программе, а также звуковыми сиренами, предварительно оповещающими о включении и выключении соответствующей машины. Локальные пункты предназначены для аварийного отключения отдельных механизмов и транспортёров, а также включения и выключения комплекса, конкретных участков, оборудования при работе в наладочном режиме в ходе планового профилактического обследования или других контрольных мероприятий.

Микропроцессорная система обрабатывает информацию о работе машин и поступающих сигналов отказа, предпринимает необходимые действия и запускает модули подпрограмм, предназначенных для помощи и приведения технологической линии в нормальный режим. Функциональная автоматика содержит в своём составе силовые щиты с контактными пускателями, кнопочные пульты управления, реле с полуавтоматическими выключателями, панели местного управления, независимые сигнальные системы, в том числе аварийные и щит с микропроцессорными программно-логическими контроллерами. Контакты пускателей и реле к электромагнитам и электродвигателям приводов механизмов, а их катушки соединены с выходными устройствами программно-логических контроллеров, входы которых связаны с путевыми выключателями и фотореле, смонтированными непосредственно у оборудования, а также пультами управления.

ПИУС-2А по заданной программе, с учётом поступающей от выключателей, фотореле, кнопок сигналов осуществляет логическое управление системой, а также проводит диагностику отказов. Силовые щиты размещаются в помещениях в соответствии и инструкциями. В диспетчерском пункте располагается комплекс технических средств, в состав которого входят: главный пульт, щиты управления, регулирования и контроля технологических процессов отделения приготовления шихты, сопутствующая аппаратура управления, диагностики отказов и специальных средств.

Помимо световой и звуковой сигнализации предварительного оповещения, опасные зоны снабжены фотобарьерами, при пересечении которых отключаются приводы механизмов.

Комплекс автоматики ПИУС-2А является непрерывной технологической линией взаимосвязанного последовательно работающего оборудования, в которой операции осуществляются программным обеспечением и не требуют ручного труда, позволяя работать массоподготовительному отделению под контролем операторов.

5.2 Силовое оборудование, расход электроэнергии

Расчёт потребности в электроэнергии производится по данным технических характеристик основного и вспомогательного оборудования.

КИ – коэффициент использования оборудования по времени отражает отношение времени фактической работы оборудования в смену к продолжительности смены. Его величина принимается в зависимости от периодичности действия конкретного оборудования.

α – коэффициент, зависящий от степени использования производственного оборудования, то есть отношения фактической производительности к технической производительности по паспорту.

КЗМ – коэффициент загрузки оборудования по мощности отражает использование мощности двигателя, установленного на данном оборудовании, в зависимости степени его загрузки в период работы. Он рассчитывается по следующей формуле:

,                                        (5.1)

где ПФ – фактическая производительность оборудования, т/ч;

ПТ – техническая производительность оборудования, т/ч;

Часовой расход энергии ЭЧ, кВт·ч определяется по формуле:

,                                   (5.2)

где МОБ – общая мощность электродвигателей, кВт;

КИ – коэффициент использования оборудования;

КЗМ – коэффициент загрузки по мощности;

Все вычисления по данным показателям выполнены в электронных таблицах Excel. Окончательные результаты сведены в таблицу 17. Следует отметить, что в счет неучтенного электрооборудования, для корректировки конечные полученные результаты увеличиваются на 20%.

6. Строительные и санитарно-технические сооружения и устройства

6.1 Объемно-планировочные и конструктивные решения

6.1.1 Данные для разработки архитектурно-конструктивной части

Производственные процессы на кирпичном заводе с пластической технологией формования изделий по степени пожарной опасности относятся по классификации к типам «Г», «Д».

Нормативные документы, регламентирующие основные аспекты строительные нормы и правила: II-3-79, 2.01-82, 2.03.01-84, 2.02.03-85, II-7-81 и II-26-76, II-4-79, II-12-77, а также 2.01.07-85. Уровень грунтовых вод – 4 метра. Среднегодовая зимняя температура наружного воздуха – минус 19 градусов Цельсии. Нормативный скоростной напор ветра – 55 кг/м2.

6.1.2 Краткая характеристика главного производственного корпуса

ГПК на энемском кирпичном заводе имеет уникальное объёмно-планировочное решение, что связано с тем, что он многократно подвергался реконструкции. Его можно условно подразделить на 4 сектора.

В первом из них располагается формовочное и погрузочное отделение. Он имеет размеры 21 × 27 метров и состоит из трёх 9-ти метровых пролётов с первым шагом колонн – 9 метров и вторым – 12 метров.

Во втором находиться электромеханический цех, занимающий три пролёта по 9 метров и условно ограниченный одним 9-ти метровым шагом колонн. Его площадь – 243 м2.

Третий сектор имеет сложную конфигурацию, так как входящее в него сушильное отделение является не типовым проектом модернизации. Также в нём присутствуют внутрицеховые транспортные коммуникации. Суммарная площадь участков – 1980 метров.

Четвёртый сектор представлен обжиговым отделением со вспомогательным оборудованием и также как и предыдущий индивидуален. Общая площадь, в том числе занимаемая туннельной печью - 1458 м2.

В целом ГПК имеет приемлемые параметры и достаточную блокировку. К нему со стороны 1-го сектора примыкают галереи массоподготовительного отделения, а к посту выгрузки – бетонированная площадка СГП.

6.1.3 Конструктивные решения реконструируемых сооружений с указанием структурных элементов и основных размеров

Отделения помола: фундаменты ленточные бутовые, стены подвала бутовые с облицовкой кирпичом; стены кирпичные; перекрытия деревянные по металлическим балкам; кровля рулонная по деревянной обрешетке и деревянным стропилам; полы асфальтовые и частично деревянные; внутренние санитарно-технические устройства; электроосвещение. Группа капитальности II. Состав: отделение грубого помола 6 × 6 м и высотой 7 м; отделение тонкого помола 6 × 6 м и высотой 5 м. Массоподготовительные отделения: фундаменты ленточные бутовые; фундаменты под колонны бетонные; колонны металлические; стены кирпичные; перекрытия и покрытия деревянные; кровля рулонная по деревянной обрешетке и деревянным фермам, уложенным по металлическим балкам; полы асфальтовые и частично деревянные; внутренние санитарно-технические устройства; электроосвещение. Группа капитальности III. Состав: отделение массоподготовки 8,5 × 12 м и высотой 5 м; отделение добавок 7 × 12 м и высотой 7 м; отделение запаса шихты с размерами здания 12 × 9 м и высотой 11 м. Галереи: фундаменты ленточные бутовые и бетонные столбовые; колонны железобетонные; стены кирпичные и железобетонные; перекрытия железобетонные и частично деревянные; кровля рулонная; полы цементные и частично деревянные; электроосвещение. Группа капитальности II. Состав: 4 шт. с размерами 2,8 × 3 м и общей протяжённость 43 метра.

6 1.4 Санитарно-технические и бытовые устройства

Естественное и искусственное освещение в существующих и спроектированных зданиях соответствует требованиям СНиП II-4-87. В помещениях предусмотрены санитарные узлы для рабочих. Производственные посты принадлежат к III группе по задачам зрительной работы. Во всех оконных проёмах предусмотрены механизмы для проветривания помещений. Внутренняя отделка соответствует требуемым параметрам. В главном производственном корпусе существуют бытовки для рабочих, а в массоподготовительном отделении спроектирована изолированная от вредных производственных воздействий операторская комната с дистанционным пунктом управления.

6.2 Генеральные план предприятия

6.2.1 Климатические и геологические условия местности

Территория предприятия «Инем» располагается в умеренном климатическом поясе. Район не подвержен оползневым и другим стихийным процессам. Влажность воздуха колеблется в пределах от 40% до 80%, а максимальное суточное количество осадков 85 мм. Максимальная скорость ветра 4,9 м/с. Направление ветров и их повторяемость по румбам приведена в графической части с генеральным планом завода. Глубина промерзания грунтов – 0,8 м. Основной транспортной артерией является автодорога Краснодар - Новороссийск, а непосредственное примыкание к въезду осуществлено поселковой асфальтной дорогой шириной 7 метров, имеющей по одной полосе для движения в каждом направлении. Внутриплощадочные дороги относятся к 3-ей категории, учитывающей грузопотоки. В целом климатические и геологические условия местности характеризуются как благоприятные.

6.2.2 Мероприятия, обеспечивающие блокировку цехов и зонирование

Существующее расположение зданий и сооружений отвечает санитарно-техническим и противопожарным требованиям. Отделения, подвергаемые реконструкции и вновь возводимые располагаются в отдельных зданиях, в связи со спецификой технологии. Наиболее шумные из них имеют изоляцию и дистанционное автоматическое управление. Склад горюче-смазочных материалов располагается в специально оборудованном здании на значительном удалении от других строений и имеет удобные подъездные пути. Зонирование территории произведено в соответствии с общепринятым принципом подразделения по назначению.

6.2.3 Инженерные коммуникации

Водоснабжение завода обеспечивает собственная артезианская скважина. Приёмником стоков служит существующая канализация, часть которой будет подвергнута реконструкции наряду с модернизируемыми участками. Электроэнергия и газоснабжение обеспечиваются аналогичным образом.

В главном производственном корпусе существует аспирационная система. Воздухообмен в помещениях – естественный, но также предусмотрена принудительная вытяжка посредством системы вентиляции. Массоподготовительное отделение имеет автоматизированную систему сигнализации и аварийно-спасательные коммуникации.

6.2.4 Объемно-планировочное решение застройки территории

Принятые проектные решения по модернизации технологии на кирпичном заводе отвечают архитектурно-строительным и санитарно-гигиеническим требованиям. В виду того что, предприятие расположено на отведённом для него участке местности в промышленной зоне посёлка Энем, все инженерно-изыскательские решения приняты из учёта баланса максимальной экономической эффективности и простоты технологической реконструкции подготовительного отделения. При планировании транспортных перевозок исключены пересечения грузопотоков с внутренним транспортом. Площадь занятая зелёными насаждениями составляет 27825 м2, что составляет более половины от общей.

Удельный расход электроэнергии определяется по формуле:

(кВт·ч/тыс. шт. усл.. кирп)           (5.3)

где ЭГ – годовой расход электроэнергии, кВт·ч;

П – годовая производительность, тыс. шт. усл.. кирп.

Энерговооруженность – мощность всех электродвигателей, установленных на основном оборудовании, приходящихся на 1-го основного производственного рабочего определяется по следующей формуле:

(кВт/чел)                      (5.4)

где ЭОБЩ – мощность электродвигателей на основном оборудовании, кВт;

n1– число основных рабочих смены, max чел.

Таблица 17 – Потребность цеха в энергоресурсах *

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6