Ширина туннельных печей выбирается в зависимости от производительности, равномерности обжига и конструкции вагонеток. Практикой установлено, что в печах шириной 3,0-3,2 м можно достичь вполне равномерного обжига изделий. Для более широких печей утяжеляется конструкция вагонеток и возможны их перекосы при проталкивании в длинных печах. Высота печи выбирается в зависимости от вида обжигаемых изделий. При малой высоте и большой ширине свод печи делают плоским (подвесным), позволяющим лучше использовать площадь пода вагонетки и иметь больший вес садки на вагонетку. При этом садка получается одинаковой высоты по всей вагонетке. Печи для обжига огнеупорных изделий, имеющие высокое рабочее пространство, строят с арочным сводом, более простым по конструкции.

Таким образом, по конструкции рабочего пространства (высоте печи и конструкции свода) туннельные печи разделяются на печи с арочным сводом и печи с подвесным сводом.



10.4 Футеровка печей

Толщину стен и свода печей и виды огнеупорных и строительных материалов выбирают с учетом большого срока службы печи без ремонта (2,5-3 года) и небольших тепловых потерь в окружающую среду, которые будут в допустимых пределах, если температура наружной поверхности стен в зоне высоких температур не будет превышать 70-80°С.

Печи сооружают на фундаменте, который выполняют каменным (бутовым), бутобетонным, бетонным и железобетонным. Глубина залегания фундамента зависит от свойств грунта и веса печи. На грунт из слабой песчаной глины нагрузка допускается не более 1 кг/см², из плотной глины - 4,5-5,5 кг/см² и из сплошной горной породы - до 15 кг/см². Для нормальной работы печи необходимо, чтобы наивысший уровень грунтовых вод проходил не ближе чем в 0,25 м от фундамента печи. При высоком уровне грунтовых вод устраивают дренажные каналы.

Для большей прочности снаружи стен и свода печи устанавливают металлический или железобетонный каркас, состоящий из вертикальных балок (стоек).

Внизу стойки заделывают в бетонный фундамент, а сверху попарно стягивают связями. Конструкция крепления свода определяется конструкцией самого свода.

Наиболее распространен в промышленных печах арочный свод. Нормальный арочный свод выполняется с центральным углом б= 60°.

В стенах при постройке печи оставляют температурные швы, необходимые для расширения кирпича. Так как кладка ведется вперевязку, то каждый шов в вертикальной и горизонтальной проекции имеет форму ломаной зигзагообразной линии.

Температурные швы в своде оставляют по длине печи через 3-7,5 м и таким образом свод выкладывают отдельными секциями.



10.5 Садка изделий на вагонетки

Состав вагонеток с обжигаемыми изделиями передвигается по туннелю периодически, через определенные промежутки времени, с помощью механического (винтовой или тросовый) или гидравлического толкателя. Скорость перемещения вагонеток в печи в период проталкивания составляет 1,0-1,5 м/мин. Количество вагонеток, загружаемых в печь в течение часа или суток, зависит от общей продолжительности обжига и длины туннеля.

Каждая вагонетка при проталкивании перемещается в печи на расстояние, равное длине одной вагонетки. Для уплотнения входной и выходной части туннеля, в которую при загрузке очередной вагонетки в печь может засасываться холодный воздух, строят форкамеры с плотно закрывающимися дверями. При этом толкатель подает в печь вагонетку из форкамеры. Форкамера отделена от печи подъемной металлической шторкой (шибером). Противоположный конец печи на выдаче вагонеток также оборудуется подъемной дверью. Подъемные механизмы дверей синхронно связаны с работой толкателя.

Обжигаемые изделия укладывают на под вагонетки таким образом, чтобы садка строго соответствовала по высоте и ширине установленным размерам. Габариты садки контролируют металлическим шаблоном, установленным перед форкамерой и соответствующим сечению туннеля, через который проходит вагонетка.

Высота садки изделий зависит от вида обжигаемого материала и обычно не превышает 2 м. Изделия, подвергаемые высокотемпературному обжигу, для предупреждения деформации укладывают на вагонетки высотой не более 1,0-1,1 м.

Количество изделий, вмещающихся на вагонетку, и тоннаж садки определяются размерами вагонеток и типом садки. Изделия для равномерной обтекаемости газами укладывают более плотно в верхней части садки и менее плотно (оставляют каналы) в нижней. Для улучшения горения топлива в садке делают разрывы до 0,3-0,9 м против горелочных устройств. Эти разрывы особенно необходимы в широких печах для прогрева средины садки. Для различных огнеупоров и разной формы изделий применяются в промышленности различные способы садки.

С боковых сторон вагонетки имеются металлические листы - ножи, теплоизолированные огнеупорным бетоном, которые входят в желоба, наполненные песком или молотым шамотом. Это устройство, идущее по всей длине туннеля, называется песочным затвором, которое служит для герметизации рабочего пространства печи от контрольного коридора. Для пополнения песка в желоб песочного затвора во время работы в стенах устраивают специальные наклонные каналы-песочницы с воронкой, закрываемые крышкой. Для того, чтобы песок, выгребаемый ножом вагонетки из желоба песочного затвора, не попадал на рельсовый путь, внизу между стенкой печи и рельсами через каждые 1,5-2,0 м устраивают наклонные отверстия, проходящие ниже рельсового пути. По этим скосам песок просыпается вниз в контрольный коридор печи.



11. Теплотехнический расчет печи

Исходные данные для расчета.

Туннельная печь для обжига керамического кирпича размером 250*120*65 производительностью 50 млн. шт. в год, режим работы непрерывный, трехсменный;

Годовой фонд времени - 7484,4 часа;

Остаточная влажность кирпича после сушки - 6%;

Брак при обжиге - 3%;

П.П.П. - 8,72%;

Топливо - природный газ Березовского месторождения;

Температура обжига - 1000^оС;

Продолжительность обжига - 26 часов;

Температура атмосферного воздуха - 20^оС;

Коэффициент избытка воздуха б=1,15

Температура выгружаемых изделий - 50^оС;

Температура отходящих газов из печи - 300^оС;

Температура воздуха на сушку - 400^оС;

Масса кирпича - 3,5 кг.

Теплотехнический расчет печи.

1. Производительность печи.

П=50000000•3,5=175000000=175000 (т/год)

2. Единовременная емкость печной вагонетки.

Длина печи - 120 м, количество вагонеток - 40;

Дина вагонетки:

(м)

Ширина вагонетки 2,9 м.

Единовременная емкость печной вагонетки:

G_В=2784•3,5=9744=9,744 (т)

3. Единовременная емкость печи по массе.

G_П=40•2784•3,5=384,21 (т)

4. Количество обжигаемого сырца в час.

Время обжига 26 часов:

G_C=G_П/Z=384210/26=14777,13 (кг/ч)

5. Количество вагонеток в час.

n=14777,13/9744=1,54 (ваг/час)

6. Длина отдельных зон печи.

L_ПОД1=18 м (20-200^оС)

L_ПОД2=21 м (200-600^оС)

L_ПОД3=12 м (600-1000^оС)

L_ОБЖ=18 м (1000^оС)

L_ОХЛ1=18 м (1000-650^оС)

L _ОХЛ2=9 м (650-600^оС)

L _ОХЛ3=24 м (600-50^оС)

7. Расчет потерь в окружающую среду через футеровку печи:

Q=3,6• б_СУМ •F•(t_Н.- t_ВОЗ.)

Где F - наружная поверхность кладки;

б_СУМ - суммарный коэффициент теплоотдачи определяется в зависимости от t_Н.;

t_Н. - температура внешней поверхности печи на данном участке;

t_ВОЗ. - температура окружающего воздуха.

а) Участок №1.

Температуры наружных поверхностей принимаем по практическим данным. Температура наружных стен t_Н.СТ.=20^оС; температура свода t_Н.СВ.=25^оС, температура пода t_Н.ПОД.=20^оС.

Наружная поверхность кладки:

F_СТ=2•l•h_НАР =2•18•3,075=110,7 м², б_СУМ =9,55

F_ПОД=l•b_НАР =18•2,9=52,2 м², б_СУМ =9,55

F_СВ=l•b_НАР =18•4,1=73,8 м², б_СУМ =9,75

Потери тепла через стенку:

Q_СТ.1=3,6•110,7•9,55•(22-20)=7611,73 кДж/ч

Q_СТ.1=3,6•52,2•9,55•(22-20)=3589,27 кДж/ч

Q_СТ.1=3,6•73,8•9,75•(25-20)=12951,9 кДж/ч

Потери тепла в окружающую среду на остальных участках рассчитываются аналогичным образом.

Таблица:

Стена	Под	Свод
F, м2	tН, оС	бСУМ, Вт/м2•оС	QКЛ, кДж/ч	F,м2	tН, оС	бСУМ, Вт/м2•оС	QКЛ, кДж/ч	F,м2	tН, оС	бСУМ, Вт/м2оС	QКЛ, кДж/ч
110,7	22	9,55	7611,73	52,2	22	9,55	3589,27	73,8	25	9,75	12951,9
162,7	40	10,55	123624,9	60,9	40	10,55	46259,64	106,05	45	11	104989,5
93	50	11,25	112995	34,8	50	11,25	42282	60,6	60	12	104716,8
139,5	50	11,25	169492,5	52,2	50	11,25	63423	90,9	60	12	157075,2
139,5	50	11,25	169492,5	52,2	50	11,25	63423	90,9	60	12	157075,2
69,75	45	11	69052,5	26,1	45	11	25839	45,45	55	11,75	67288,73
166,8	40	10,55	126701,28	69,6	40	10,55	52868,16	109,8	45	11	108702

11.1 Тепловой баланс зоны подогрева и обжига

1. Химическое тепло топлива:

(кДж/ч).

Физическое тепло топлива:



(кДж/ч)

3. Физическое тепло воздуха:

(кДж/ч)

4. Физическое тепло сырца:

(кДж/ч)

(кДж/кг•^оС)

С_С=0,837+0,000264•t=0,837+0,000264•20=0,842 (кДж/кг•^оС)

5. Физическое тепло с вагонеткой:

Q₅ = 1,54•m_ВАÕѕt_ВАГ

1,54•14175• 0,845•30=553377,83 (кДж/ч)

m_ВАГ=а•b•h=3•3•0,875•1800=14175 (кг)

С=0,837+0,000264•t_ВАГ=0,837+0,000264•30=0,845 (кДж/кг•^оС)

Общий приход тепла.

?Q_ПРИХ = 34757,98В + 31,33В + 499,11В + 308250,93 + 553377,83 = 35288,42В+861628,76 (кДж/ч)

Расход тепла.

1. Тепло, затраченное на испарение влаги: Q₁=G_ВЛ•(2500+1,97t_П.Г.-4,2•t_C)=943,22•(2500+1,97•300-4,2•20)=2836262,54 (кДж/ч):

(кг/ч)



2. Тепло, затраченное на нагрев материала до 1000^оС.

Q₂ = G_C • C_К • t_К=13833,91• 1,101•1000=15231134,91(кДж/ч)

(кДж/ч)

С_КК=0,837+0,000264•1000=1,101 (кДж/кг•^оС)

Таблица - Тепловой баланс зон подогрева и обжига:

Наименование статей	кДж/ч	%
Приход тепла
Химическое тепло топлива	73026168,4	98,21
Физическое тепло топлива	65824,02	0,09
Физическое тепло воздуха	1048625,12	0,56
Физическое тепло сырца	308250,93	0,41
Физическое тепло с вагонеткой	553377,83	0,73
Итого:	75002246,3	100
Расход тепла
Тепло, затраченное на испарение влаги	2836262,54	3,75
Тепло, затраченное на нагрев материала до 1000оС	15231134,91	20,12
Тепло, затраченное на химические реакции при нагреве материала	6392163,13	8,45
Тепло, затраченное на нагрев печных вагонеток	11185435,8	14,78
Потери тепла с уходящими продуктами горения	38408261,22	51,65
Потери тепла в окружающую среду	949011,44	1,25
Невязка	-22,74
Итого:	75002246,3	100

% невязки=22,74•100/75002246,3=0,00003%

13.2 Тепловой баланс зоны охлаждения.

Приход тепла.

1. Физическое тепло, вносимое изделиями в зону охлаждения.

Q₁=15231134,91 (кДж/ч).

2. Физическое тепло, вносимое печными вагонетками в зону охлаждения.

Q₂=11185435,8 (кДж/ч).

3. Физическое тепло воздуха, подаваемого на охлаждение изделий:

Q₃=Q_В.Г.+Q_В.С.

Где Q_В.Г - количество тепла, вносимого воздухом, отбираемым затем на горение топлива, кДж/ч;

Q_В.С. - количество тепла, вносимого воздухом, отбираемым затем на сушку, кДж/ч.

Q_В.Г.=0,6•В•L₀•б•C_ВОЗД.•t_ВОЗД.=0,6•2138,65•9,23•2,05•1,2978•20=630208,55 (кДж/ч).

Q_В.С.=Х• C_ВОЗД.•t_ВОЗД.=Х•1,29787•20=25,96Х (кДж/ч)

Где Х - количество воздуха, отбираемого на сушку.

Q₃=630208,55+25,96Х (кДж/ч)

Общий приход тепла.

?Q_ПРИХ = 15231134,91 + 11185435,8 + 630208,55 + 25,96 Х = 27046779,26 + 25,96 Х (кДж/ч)

1. Потери тепла с выгружаемыми изделиями.

Q₁ = G • C _ИЗД • t _ИЗД = 13833,91•0,85•50=587941,18 (кДж/ч)

С_ИЗД=0,837+0,000264•50=0,85 (кДж/кг•^оС)

2. Потери тепла с печными вагонетками.

Q₂ = 1,11• m_ВАГ •С _ВАГ • t_ВАГ = 1,54•14175•0,849•45=833996,05 (кДж/ч)

C_ВАГ=0,837+0,000264•45=0,849 (кДж/кг•^оС)

3. Тепло воздуха, отводимого на сушку.



Q₃ = Х • С _ВОЗД•t _ВОЗД•= Х•1,3577•605=821,41Х (кДж/ч)

4. Потери тепла в окружающую среду.

Q₄=840442,37 (кДж/ч)

Общие потери тепла.

?Q_РАСХ=587941,18 +833996,05 +821,41Х +840442,37=821,41Х +2262379,6 (кДж/ч).

Приравниваем приход тепла к расходу и определяем количество воздуха, подаваемого на сушку.

?Q _ПРИХ = ?Q _РАСХ

27046779,26+25,96Х=821,41Х +2262379,60

Х=31157,71 (нм³/ч)

Тепловой баланс зоны охлаждения.

Таблица:

№	Наименование статей	кДж/ч	%
	Приход тепла
1	Физическое тепло, вносимое изделиями в зону охлаждения	15231134,91	54,68
2	Физическое тепло, вносимое печными вагонетками в зону охлаждения.	11185435,8	40,16
3	Физическое тепло воздуха, подаваемого на охлаждение изделий	1439062,70	5,16
	Итого:	27855633,41	100
	Расход тепла
1	Потери тепла с выгружаемыми изделиями	587941,18	2,11
2	Потери тепла с печными вагонетками	833996,05	2,99
3	Тепло воздуха, отводимого на сушку	25593254,57	91,88
4	Потери тепла в окружающую среду	840442,37	3,02
	Невязка	-0,76
	Итого:	27855633,41	100



11.3 Сводный тепловой баланс туннельной печи

Таблица - Сводный тепловой баланс туннельной печи:

№	Наименование статей	кДж/ч	%
	Приход тепла
1	Химическое тепло топлива	73026168,4	96,38
2	Физическое тепло топлива	65824,02	0,09
3	Физическое тепло воздуха	1048625,12	0,55
4	Физическое тепло сырца	308250,93	0,39
5	Физическое тепло с вагонеткой	553377,83	0,72
6	Физическое тепло воздуха, подаваемого на охлаждение изделий	1439062,70	1,87
	Итого:	76441309	100
	Расход тепла
1	Тепло, затраченное на испарение влаги	2836262,54	3,68
2	Потери тепла с выгружаемыми изделиями	587941,18	0,76
3	Потери тепла с печными вагонетками	833996,05	1,08
4	Тепло воздуха, отводимого на сушку	25593254,57	33,18
5	Тепло, затраченное на химические реакции при нагреве материала	6392163,13	8,29
6	Потери тепла с уходящими продуктами горения	38408261,22	50,69
7	Потери тепла в окружающую среду	1789453,81	2,32
	Невязка	-23,5
	Итого:	76441309	100

% невязки=23,5•100/76441309=0,00003%



12. Освещение

Естественное и искусственное освещение на предприятия в проектируемом заводе на участке формования, сушки и обжига должно соответствовать требованиям СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение».

Норма освещения - 7.5 Вт/м²

ОСВ = S _цех H 7.5 = 25920 Вт=2.5 кВт/час

13. Охрана труда

Охрана труда рассматривается как одно из важнейших социально-экономических, санитарно-гигиенических и экономических мероприятий, направленных на обеспечение безопасных и здоровых условий труда. Охрана здоровья рабочих и служащих в процессе исполнения трудовых обязанностей закреплена в трудовом законодательстве, непосредственно направленном на создание безопасных и здоровых условий труда. Кроме того, разработаны и введены в действие многочисленные правила техники безопасности, санитарии, нормы и правила, соблюдение которых обеспечивает безопасность труда. Ответственность за состояние охраны труда несет администрация предприятия, которая обязана обеспечивать надлежащее техническое оснащение всех рабочих мест и создавать на них условия работы, соответствующие правилам охраны труда, техники безопасности, санитарным нормам.

Одним из важнейших принципов организации производства является создание безопасных и безвредных условий труда на всех стадиях производственного процесса. Мероприятия по охране труда обеспечиваются проектно-сметно-конструкторской и другой технической документацией.

Технологический процесс производства керамического кирпича должен соответствовать требованиям безопасности по ГОСТ 12.3.002-75*ССБТ «Процессы производственные, общие требования безопасности». Организация и проведение технологического процесса предусматривает меры безопасности и безвредности для работающего персонала, близ расположенных жилых массивов и окружающей среды. Производственный процесс должен быть взрыво- и пожаробезопасным.



14. Охрана окружающей среды

При производстве керамического кирпича в туннельной сушилке и туннельной печи для обжига в качестве топлива используется природный газ. Продукты горения топлива содержат вредные вещества СО и NО₂, которые удаляются с дымовыми газами и оказывают вредное воздействие на атмосферу и окружающую природную среду. СО оказывает вредное воздействие на организм человека (угарный газ).

При вдыхании оксид углерода блокирует поступление кислорода в кровь и вследствие этого вызывает головные боли, тошноту, а в более высоких концентрациях - даже смерть. ПДК СО при кратковременном контакте составляет 30 мг/м³, при длительном контакте - 10 мг/м³. Если концентрация оксида углерода во вдыхаемом воздухе превысит 14 мг/м³, то возрастает смертность от инфаркта миокарда.

Уменьшение выбросов оксида углерода достигается путем дожигания отходящих газов.

Вода в цехе формования, сушки, обжига для производственных нужд не используется, поэтому производственное (технологическое) водоснабжение для технологических целей отсутствует.

Вода на данном участке используется только для хозяйственно-бытовых нужд, для этого устанавливается хозяйственно-питьевое водоснабжение, которое должно обеспечивать подачу доброкачественной воды для хозяйственно-бытового потребления. Система канализации - хозяйственно-бытовая.

Водоснабжение и канализация регулируются ГОСТ 2874-82, СНиП 2.04.01-85 «Внутренний водопровод и канализация зданий», СНиП 2.04.02-84 «Водоснабжение». технический оборудование цех

Наружные сети и сооружения», СНиП 2.04.03-85 «Канализация наружные сети и сооружения». Хозяйственно-бытовые стоки с участка направляются в общую систему канализации.

Технологические отходы производства (брак формования, обжига) возвращаются в производство. Брак формования возвратный, а брак обжига используют в качестве шамота для приготовления шихты.



15. Расчет численности работников

Таблица:

	Явочная численность в смену, чел.	Кол-во смен в сутки	Общая численность в сутки, чел.
1.Производственные рабочие
Основные рабочие Дозатор массы Дробильщик Приготовитель масс Формовщик Оператор на автомате-укладчике Браковщица Подкатчик вагонеток Сушильщик Обжигальщик Укладчик кирпича	1 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1	3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3	3 6 6 3 3 3 3 3 3 3 3
Итого основных рабочих	13	33	70
Всего работников

Размещено на Allbest.ru

...