Участок термической обработки паропроводных труб

, кВт

Таблица 14 - Статьи прихода и расхода тепла, без подогрева воздуха

Определим КПД печи:

(37)

3. Автоматизация теплового режима термической печи

3.1 Контроль и регулировка температуры в печи

Температура в печи регулируется в каждой зоне. Температура зон регулируется двухпозиционными температурными контроллерами типа включено - выключено с датчиками, с блокировкой подачи эндогаза при температуре в печи ниже 590°С. Также для каждой зоны печи предусмотрены сверхтемпературные контроллеры серии 121Т.

3.2 Регулирование соотношения «газ - воздух»

Расход воздуха на горение каждой зоны регулируется клапаном с помощью привода от исполнительного механизма температурного контроллера. Импульсная линия давления с краном внизу по течению подключена к воздухопроводу после клапана, соединена с регулятором соотношения, диафрагменного типа, установленным в газовой линии зоны нагрева. Этот регулятор позволяет газовому и воздушному потокам, поступающим на горелки зоны, оставаться в правильном соотношении при всех нагрузках.

3.3 Система атмосферного контроля и регулирования

Регулируемые клапаны с приводом от исполнительных механизмов, позиционируемые по выходному сигналу из зон 1, 2,3 и 4 от контролеров углеродного потенциала, изменяют расход природного газа на добавку, что позволяет автоматически контролировать и регулировать потенциал углерода в зоне печи. Кислородные пробки, установленные в зонах 1, 2, 3 и 4, обеспечивают подачу сигналов в углеродные контроллеры, которые определяют требуемое количество природного газа на добавку.

Природный газ на добавку, для поддержания заданного углеродного потенциала в зоне 4, должен выбираться путем позиционирования селекторного выключателя «воздух - природный газ».

3.4 Давление в рабочем пространстве печи

Дверь загрузочного окна работает от пневмопривода. Конструкция, с шарниром внизу, обеспечивает безопасность. При перебоях в подачи сжатого воздуха и эндогаза дверь открывается. Если внутри печи возникает высокое давление, то дверь приоткрывается, тем самым снижая давление.

Импульсом для регулирования является величина давления дымовых газов. Целесообразно на уровне пола печи поддерживать нулевое давление, тогда под сводом печи давление будет 10...30 МПа. Контроль давления осуществляется под сводом печи. Величина давления дымовых газов измеряется дифманометром типа ДКО с передачей показаний на вторичный прибор КСД-3 со шкалой 8...80 МПа. Сигналы с дифманометра и задатчика подаются на интегрально-пропорциональный регулятор типа РПИБ, который воздействует на исполнительный механизм типа МЭО 25/100 сочлененный с дымовым шибером. В результате изменения положения шибера, давление в печи меняется. В системе также предусмотрено ручное управление перемещением шибера и имеется указатель положения шибера

3.5 Система аварийной сигнализации

При падении давления газа или воздуха в подводящих трубопроводах горелки могут гаснуть. При этом печь заполнится газом , что может привести к взрыву. Поэтому предусмотрена система аварийной сигнализации, в которой используются сигнализаторы падения давления. При падении давления газа или воздуха сигнализатор падения давления подает сигнал установленному на газопроводе электромагнитному клапану ДХО, который отсекает подачу газа к горелкам. Одновременно срабатывает звуковая и световая сигнализация. Звуковая сигнализация может отключаться переключателем УП.

4. Планировка проектируемого участка

4.1 Разработка плана расположения оборудования на проектируемом участке

Термические цеха в своем составе имеют:

1) производственные участки;

2) вспомогательные отдельные (склады);

3) склады готовой продукции, вспомогательных материалов, приспособлений;

4) служебные и бытовые помещения.

Состав площадей изменяется в зависимости от размера и структуры цеха, характера технологических процессов и других особенностей.

В основу расстановки оборудования на плане и разрезах цеха должны быть положены

1) Намеченная компоновочная схема технологического грузопотока, не допускающая пересечения путей движения обрабатываемых изделий. Исключение может быть только для цехов индивидуального и мелкосерийного производства, но при этом общий грузопоток должен идти в одном направлении.

2) Возможность обслуживания и ремонта оборудования.

3) Организация межоперационного транспорта обрабатываемых изделий.

При установлении схемы расположения оборудования необходимо учесть, что печи должны располагаться вдоль наружных остекленных стен.

Участки с токсическим, шумопроизводящим оборудованием должны быть размещены в обособленных помещениях, изолированных от печного зала. К такому оборудованию относятся участки для приготовления защитных атмосфер, воздуходувки высокого давления, установки для очистки дробью.

Проезды и проходы желательно размещать по периметру с обязательным расположением ворот и дверей у наружных стен.

4.2 Расчет площадей и описание основных элементов здания

Для размещения проектируемого участка цеха, с вредные газовыделениями и значительными избытками тепла (более 20 ккал/м³ · час), как правило должно использоваться одноэтажное здание прямоугольной формы, обеспечивающее наиболее эффективное удаление вредных веществ естественным путем.

При необходимости размещения термического цеха в многоэтажном здании, допустимо только как исключение, термический цех должен быть расположен на верхнем этаже достаточной высоты.

При компоновке термического цеха в общем корпусе с другими цехами изготовителями (кузнечный, механический), цех следует располагать наиболее протяженной стороной вдоль наружной стены корпуса с целью улучшения операций. При этом согласно строительным нормам СН 245,64 не менее 60 % стен здания должны быть свободными от застройки вспомогательным и дополнительным оборудованием.

Все элементы здания термического цеха относятся к категории Т по признаку пожароопасности и должны выполняться из несгораемых материалов, отвечающих І и ІІ ступеням огнеопасности.

Ширина пролетов равна 12, 18, 21, 30 и 36 м, устанавливается в зависимости от схемы размещения оборудования и требуемой ширины проездов.

В проектируемом цехе принимаются следующие сетки колонн 12 х 18, 12 х 24, для крановых зданий и 12 х 24, 12 х 30 для зданий оборудованных кранами. Пролеты 6, 9 и 12 метров. Высота пролета принимается в зависимости от условий работы.

Для термического участка, который характеризуется значительным избытком и не требует утепления покрытия, проектируем его из асбоцементных листов.

На участке применяем светоаэрационные фонари "П"-образного профиля.

Покрытие полов на участке используем не скользкое, и легко очищаемое от загрязнений.

Для монтажа и ремонта оборудования используется подвесное оборудование (кран балка).

Термические цеха характеризуются большим количеством инженерных коммуникаций, установка и монтаж которых затрудняет нормальное проведение технологического процесса и не удовлетворяет требованиям промышленной эстетики. Вопрос рационального размещения коммуникаций, вспомогательного оборудования и складских помещений может быть решен путем сооружения, туннелей подвала или технологического этажа.

Для определения геометрических параметров участка необходимо рассчитать его площадь.

Общая площадь участка по назначению делится на:

1) производственную;

2) вспомогательную;

3) контрольно-бытовую.

К производственно-бытовой площади относятся площади производства, на которых производится обработка изделий, а также площади для хранения изделий до и после термической обработки.

В состав вспомогательных площадей входят:

- участки контроля термической обработки;

- проезды для внутреннего транспортирования грузов;

- площади, занимаемые установками для приготовления газовых, искусственных атмосфер;

- мастерские механика и энергетика по ремонту оборудования;

- экспресс - лаборатории по анализу материалов и технологических параметров газовых сред.

Необходимые площади проектируемого участка рассчитываем по укрупненным показателям, используя справочные данные.

По данным таблиц норм производственной площади, удельная площадь на единицу оборудования составляет S_пр = 80 м².

С учетом того, что цифра приведена для одной операции нагрева, для четырех печей производственная площадь составляет S_пр = 320 м².

Допускаемые площади складируемых помещений устанавливаются из соотношения:

(38)

где, S_скл - площадь промежуточных мест складирования изделий, м²

А_сут - суточная программа, кг/сут;

N - норма хранения, N = 3 суток;

д - допускаемая нагрузка или норма грузонапряженности полезной площади, 3000 кг/м²;

К_исп - коэффициент использования площади, равный 0,3.

Суточная программа:

кг/сут

Для складских площадей до и после термической обработки получаем:

=20 м²

С учетом того, что проезды и проходы размещены по территории участка, а ширина проезда составляет 4 м, b = 4 м, и общая длина участка

а = 36м, площадь занимаемая проездом составляет:

S_проезд = а х b = 36 х 4 = 144 м².

Полезная потребная площадь составляет:

S_пол = S_пр + S_скл + S_к + S_проезд (39)

Участок контроля термической обработки, расположен в общем потоке оборудования занимает площадь S_к = 10 м².

S_пол = 320 + 20 + 10 + 144 = 494 м².

Вспомогательная площадь составляет 25 - 35% от величины производственной площади, принимаем:

S_сп = 0,25 х Sпол = 0,25 х 494 = 123,5 м². (40)

Общая площадь составляет:

S_общ = S_пол + S_всп = 494 + 123,5 = 617,5 м². (41)

Практическая площадь составила 648 м²

4.3 Описание планировки проектируемого участка

Участок химико-термической обработки зубчатых колес из стали 18ХГТ располагается в пролете термического цеха. Его площадь составляет 648 м². Ширина участка 18м, длина - 36м.

Ширина цехового транспортного проезда для электропогрузчиков 4 м, движение двустороннее. Для перемещения деталей во время технологического процесса, а также для ремонта и монтажа оборудования используется подвесной кран-балка грузоподъемностью 5 тонн.

Планирование участка произведено с учетом того, чтобы схема технологического грузопотока не имела пересечений.

На участке имеется 2 складских помещения - склад сырой продукции и склад готовой продукции. На склад сырой продукции шестерни попадают с участка предварительной термической обработки. Со склада готовой продукции детали уходят на участок окончательной механической обработки.

Проходной толкательный агрегат для цементации состоит из печи для химико - термической обработки, камеры охлаждения, закалочной печи и закалочного бака. Бак применяют с механизированным перемещением закалочного стола, на который устанавливается поддон с нагретыми деталями. При помощи пневматического подъемника стол может опускаться и подниматься в баке.

На участке имеется 2 моечные машины конвеерного типа, а также 3 сушильные камеры с температурой воздуха 150°С. Механическая очистка осуществляется с помощью гидропескоструйной установки, которая располагается в отдельном помещении по той причине, что она приводит к сильной запыленности цеха и из-за высокого уровня шума.

Также в отдельном помещении располагается пост контроля ОТК, включающий в себя универсально-заточной станок, твердомер (прибор Роквелла) и стол контроля.

Библиографический список

1. Приданцев, М.В. Конструкционные стали: Справочник / М.В. Приданцев, Л.Н. Давыдова, И.А. Тамарина. - М.: Металлургия, 1980. - 288 с.

2. Смирнов, М.А., Основы термической обработки стали: Учебное пособие / М.А. Смирнов, В.М. Счастливцев, Л.Г. Журавлев. - Екатеринбург: УрОРАН, 1999. - 495 с.

3. Меськин, В.С. Основы легирования стали / В.С. Меськин. - М.: Металлургиздат, 1959. - 688 с.

4. Гудремон, Э.И. Специальные стали / Э.И. Гудремон. - 2-е изд., перераб. и сокр. - М.: Металлургия, 1966. - 1274 с.

5. Лахтин, Ю.М. Химико - термическая обработка металлов / Ю.М. Лахтин, Б.Н. Арзамасов. - М.: Металлургия, 1985. - 256 с.

6. Рустем, С.Л. Оборудование и проектирование термических цехов / С.Л. Рустем. - М.: Машгиз, 1962. - 588 с.

7. Корягин, Ю.Д. Термическое оборудование и его расчет. - в 4 кн. - кн. 4. Расчет термического оборудования: Учебное пособие / Ю.Д. Корягин, Ю.Г. Эйсмонд. - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 1998. - 161 с.

8. Корягин, Ю.Д. Тепловые и электрические расчеты термических печей: Учебное пособие. - Челябинск: ЮУрГУ, 2005. - 178 с.

9. Мастрюков, Б.С. Теория, конструкции и расчеты металлургических печей. Т.2. Расчет металлургических печей / Б.С. Мастрюков. - М.: Металлургия, 1978. - 272 с.

Размещено на Allbest.ru