Агрегатно-поточная технология

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

Тепловая обработка является важнейшей технологической операцией при производстве сборных железобетонных изделий. Существуют камеры периодического или непрерывного действия. Периодические камеры различают ямного и туннельного типов. Последние применяют при производстве мелкоразмерных изделий, устанавливаемых на вагонетках.

Полный цикл тепловой обработки складывается из четырех периодов: предварительного выдерживания до обработки паром, подъема температуры в камере, изотермического прогрева, охлаждения изделий.

Предварительное выдерживание изделий до обработки паром способствует образованию структуры бетона в условиях отсутствия температурных деформаций и миграции влаги, что положительно отражается на прочности и стойкости готовых изделий. Оптимальное время предварительного выдерживания колеблется от 2 до 10 ч и соответствует началу схватывания бетона, при котором он приобретает прочность около 0.3...0.5 МПа. Достаточное предварительное выдерживание особенно важно для изделий, подвергаемых затем ускоренному нагреву в камере, а также содержащихдобавки ПАВ, замедляющие рост структурной прочности. При подъеме температуры в бетоне протекают как конструктивные, так и деструктивные процессы. Первые заключаются в ускорении процессов гидратации цемента, а вторые -- в температурном расширении бетона, которое достигает 3...6 мм/м и вызывает понижение его плотности и стойкости. Одним из основных факторов, вызывающих деструкцию бетона в процессе тепловой обработки, является воздух, растворенный в воде затворения, адсорбированный на поверхностях твердых частичек и захваченный в процессе приготовления бетонной смеси.

При тепловой обработке воздух переходит в свободное состояние с коэффициентом термического расширения в 200...300 раз больше, чем у твердых компонентов бетона. К числу деструктивных факторов относятся также температурный градиент между наружными и внутренними слоями бетона в период прогрева, частичное испарение воды, миграция влаги к центру изделия.Тепловая обработка сборных бетонных и железобетонных изделий производится при их изготовлении в целях ускорения твердения бетона и достижения им передаточной, распалубочной, отпускной, проектной прочности, обусловленной проектом, технологическими правилами производства. Под передаточной прочностью бетона изделий понимается нормируемая прочность бетона предварительно напряженных изделий к моменту передачи на него предварительного натяжения арматуры.Под распалубочной прочностью бетона изделий понимается такая его минимальная прочность при сжатии, при которой возможны распалубка (выемка из форм) и безопасный внутризаводской транспорт изделий без их повреждения.

Величина распалубочной прочности, условия и сроки ее достижения устанавливаются для каждого вида изделий предприятием изготовителем в соответствии с технологическими правилами производства.Под отпускной прочностью бетона изделий понимается такая нормируемая прочность бетона, при которой изделие разрешается отпускать и отгружать с завода потребителю.

Режимы тепловлажностной обработки изделий должны быть направлены на достижение максимального ускорения твердения бетона при минимально возможных затратах энергетических ресурсов и цемента и при соблюдении требований к качеству и долговечности изделий. Бетон изделий сразу после тепловлажностной обработки с общим циклом менее 7 ч в зависимости от ее длительности и В/Ц отношения достигает лишь 30--60% проектной прочности и продолжает интенсивно твердеть в последующие 12--24 ч, находясь в цехе или на открытом воздухе (при температуре не ниже +10°С), набирая 50--70% проектной прочности.

Учет последующего нарастания прочности бетона позволяет снизить или устранить перерасход цемента при одновременном сокращении цикла тепловлажностной обработки, что следует иметь в виду при проектирований состава бетона.

Прочность бетона после тепловлажностиой обработки определяется качеством Цемента, составом бетона и режимом обработки.

Основное влияние на темп роста прочности тяжелого бетона и получаемую им прочность при тепловлажностной обработке оказывает 'водоцементное отношение. Величина удобоукладываемости бетонной смеси оказывает влияние только при применении высокоподвижных или весьма жестких смесей.



1. Обоснование технологии производства

При агрегатно-поточном способе производства изделия формуют на виброплощадке или на специально оборудованных установках-агрегатах, состоящих из формовочной машины, бетоноукладчика и машины для укладки формы на формовочный пост. По этому способу формы с изделиями, перемещаясь по потоку, могут останавливаться не на всех рабочих постах,а только на тех, которые нужны для изготовления изделий данного типа. При этом время остановки на каждом посту может быть различным. Оно зависит от времени, необходимого для выполнения данной технологической операции.

Агрегатно-поточная технология отличается большой гибкостью и маневренностью в использовании технологического и транспортного оборудования, в режиме тепловой обработки, что важно при выпуске изделий большой номенклатуры.

Агрегатно-поточный способ изготовления конструкций характеризуется расчленением технологического процесса на: отдельные операции или их группы; выполнением нескольких разнотипных операций на универсальных агрегатах; наличием свободного ритма в потоке; перемещением изделия от поста к посту; формы и изделия переходят от поста к посту с произвольным интервалом, зависящим от длительности операции на данном рабочем месте, которая может колебаться от нескольких минут (например, смазка форм) до нескольких часов (пост твердения отформованных изделий).

Агрегатно-поточныи способ отличается также тем, что формы и изделия останавливаются не на всех постах поточной линии, а лишь на тех, которые необходимы для данного случая. Агрегатно-поточныи способ организации производства характеризуется возможностью закрепления за одной поточной линией изделий, различных не только по типоразмерам, но и по конструкции. Эта возможность создается наличием на поточной линии универсального оборудования.

Межоперационная передача изделий на таких линиях осуществляется подъемно-транспортными и транспортными средствами. Для ускоренного твердения бетона при агрегатно-поточном способе обычно применяются камеры периодического или непрерывного действия.

Небольшой объем каждой секции камеры позволяет затрачивать минимум времени на загрузку и выгрузку изделий, а большое число таких секций создает условия для непрерывной подачи отформованного изделия в камеру твердения.

Агрегатно-поточная технология отличается большой гибкостью и маневренностью в использовании технологического и транспортного оборудования, в режиме тепловой обработки, что важно при выпуске изделий большой номенклатуры.

Производительность агрегатно-поточной технологической линии определяется продолжительностью цикла формования изделия, который в зависимости от вида и размеров формуемых изделий может колебаться в широких пределах(5-20 мин).

При выборе технологической схемы производства цеха формования и пропаривания необходимо учитывать номенклатуру выпускаемых изделий и объемы производства.

В состав технологической линии входят: формовочный агрегат с бетоноукладчиком; установка для заготовки и электрического нагрева или механического натяжения арматуры; формоукладчик; камеры твердения; участки распалубки, остывания изделий, их доводки или отделки, технического контроля; пост чистки и смазки форм; площадки под текущий запас арматуры, закладных деталей, утеплителя, складирования резервных форм, их оснастки и текущего ремонта; стенд для испытания готовых изделий.

На агрегатно-поточных линиях изготавливают сваи, ригели, фундаментные блоки, безнапорные трубы, многопустотные панели, однопустотные опоры и сваи, которые формуют на виброплощадке в одиночных формах с пустотообразователями без вибромеханизмов. Многопустотные панели формуют, также на постах с использованием пустотообразователей, оснащенных вибромеханизмами. Напорные и безнапорные трубы, пустотелые колонны, стоки, опоры ЛЭП и освещения -на роликовых и роликовых и ременных цертрифугах в разъемных и неразъемных формах. На специальном оборудовании для виброгидропрессования формируют напорные трубы. Наружные стеновые панели, экраны лоджий и лестничные марши формуют на ударном столе в стальных и неметаллических формах. Блок комнаты и санитарно-технические кабины - в специальных агрегатах и с помощью вакуумной технологии.

При большем расчленении технологического процесса на отдельные элементные процессы с соблюдением единого ритма возможна поточная организация производства. Технологическая линия при этом оснащается необходимыми транспортными средствами. Такую технологию относят к полуконвейерному способу. Этот способ широко используют при формовании на виброплощадке с пригрузочным щитом в одиночных или групповых формах плит перекрытий и покрытий, а также плоских и ребристых панелей, колонн и ригелей.

Для мелкосерийного производства железобетонных изделий на заводах малой и средней мощности экономически оправдан агрегатно-поточный способ производства. При несложном технологическом оборудовании, небольших производственных площадях и небольших затратах на строительство агрегатный способ дает возможность получить высокий съем готовой продукции с 1производственной площади цеха. Этот способ позволяет также оперативно осуществлять переналадку оборудования и переходить к формованию от одного вида изделий к другому без существенных затрат.

К агрегатному способу производства относят формование плит перекрытий и покрытий плоских и ребристых, на виброплощадке в одиночных и групповых формах, изготовление колонн, свай и ригелей длиной до 7,2м, фундаментных блоков, безнапорных труб и шпал.

По агрегатной технологии производят многопустотные панели, однопустотные опоры и сваи, которые формуют на виброплощадке в одиночных формах с пустотообразователями без вибромеханизмов многопустотные панели формуют также на постах с использованием пустотообразователей,оснащенных вибромеханизмами.

В данном курсовом проекте принимаем агрегатно-поточный способ производства плит перекрытия.

2. Обоснование способа тепловой обработки

В процессе изготовления сборного железобетона 70 % общезаводского теплопотребления приходится на тепловую обработку. При ускоренном твердении бетона удельный расход тепловой энергии примерно в два раза превышает нормативный расход теплоты. В пропарочных камерах ямного типа проходит тепловую обработку более 70 % годового выпуска сборного железобетона. Остальная часть обрабатывается в камерах непрерывного действия, кассетах и стендах с применением пара, электроэнергии, газа и жидких теплоносителей. Твердение бетона - сложный физико-химический процесс. Ускоряют его тремя способами: физико-технологическим, химическим и тепловым. Наиболее эффективный способ твердения бетона - тепловая обработка. При изготовлении бетонных и железобетонных изделий применяют следующие ее виды:

-тепловая обработка в камерах при нормальном атмосферном давлении пара и температуре среды 60…100°С;

- нагрев в закрытых формах с контактной передачей теплоты бетону от разных источников через ограждающие поверхности формы;

- запаривание в автоклавах, где создаются среда насыщенного водяного пара повышенного давления 0,8…1,5 МПа и температура 175…200°С.

Пропаривание изделий может осуществляться в пропарочных камерах периодического или непрерывного действия. В нашем случае тепловая обработка осуществляется в ямных камерах периодического действия.

Общий цикл тепловлажностной обработки изделий подразделяется на следующие периоды:

-от момента окончания формования изделия до начала повышения температуры среды камеры -- период предварительного выдерживания;

-от начала повышения температуры среды в камере до достижения средой заданного наивысшего уровня температуры -- период подъема температуры;

-выдерживание при наивысшей заданной температуре -- период изотермического прогрева;

-понижение температуры среды камеры -- период охлаждения.

Режим твердения выражается суммой отдельных его периодов в часах.

Назначение режимов пропаривания заключается в установлении оптимальной продолжительности отдельных его периодов с целью получения заданных физико-механических свойств бетона.

Основным назначением предварительного выдерживания изделий до начала тепловой обработки является создание благоприятных условий для развития процессов гидратации цементов и формирования начальной структуры бетона (начальной прочности), необходимой для восприятия заданного теплового воздействия без нарушения структуры бетона и уменьшения потерь преднапряженияв арматуре. Время, за которое достигается эта прочность, является оптимальным временем предварительного выдерживания.

Для снижения деструктивных процессов, возникающих в бетоне в основном в период подъема температуры, рекомендуется:

- увеличение длительности предварительного выдерживания;

- применение рациональных скоростей подъема температуры;

- создание заданных параметров паровоздушной среды в камере по температуре, относительной влажности и давлению;

- использование горячих бетонных смесей, предварительно разогретых паром или электрическим током.

Скорость подъема температуры среды в камере должна назначаться с учётом начальной прочности бетона, в ямных камерах она равна 15…20°С вчас. Оптимальной температурой изотермического прогрева при применении портландцементов является 80--85° С.

Максимальная продолжительность режимов тепловой обработки изделий из тяжёлого бетона назначается в зависимости от проектного класса бетона и толщины бетона в изделиях ( в данном курсовом проекте назначаем т.о. 10 ч (2 + 5+3) т.к. класс бетона и толщина изделия составляет 220 мм, и +0,5 ч на предварительную выдержку).

Назначение режимов тепловой обработки продуктами сгорания газа заключается в установлении оптимальной продолжительности отдельных его периодов с целью получения заданных физико-механических свойств бетона.

Основным назначением предварительного выдерживания изделий до начала тепловой обработки является создание благоприятных условий для развития процессов гидратации цементов и формирования начальной структуры бетона (начальной прочности), необходимой для восприятия заданного теплового воздействия без нарушения структуры бетона и уменьшения потерь преднапряжёния в арматуре. Время, за которое достигается эта прочность, является оптимальным временем предварительного выдерживания.

Для снижения деструктивных процессов, возникающих в бетоне, в основном, в период подъема температуры, рекомендуется:

- увеличение длительности предварительного выдерживания;

- применение рациональных скоростей подъема температуры;

- создание заданных параметров паровоздушной среды в камере по температуре, относительной влажности и давлению;

- использование горячих бетонных смесей, предварительно разогретых паром или электрическим током.

Оптимальной температурой изотермического прогрева при, применении портландцементов является 80--85° С.

Ориентировочный расход природного газа на тепловую обработку 1 м³ легких бетонов классов до В 7,5 - 10 м³, тяжелых - 10 - 18 м³.

В данном курсовом проекте в соответствии с требованиями «ТКП 45-5.03-307-2017 (33020) Изделия сборные бетонные и железобетонные. Основные требования к изготовлению» следующий ориентировочный режим тепловой обработки:

ф_н- время нагревания изделий - 2 ч;

ф_из- время изотермической выдержки -5 ч;

ф_охл- время охлаждения изделий - 3 ч;

Принимаем ритм производственного процесса 0,33 часа.

Количество изделий в форме - 1 шт.

Количество изделий в камере 5 шт.

Характеристики изделия :

Размеры 4200x1200x220 мм

Масса на 1 м³- 2470 кг

Масса арматуры 17 кг

Состав бетона : Ц=150 кг, Щ=600 кг; П=300 кг; В=70кг.



3. Выбор ограждающих конструкций установки

Важную роль при тепловой обработке играет выбор ограждающих конструкций. От правильно выбранной ограждающей конструкции зависит качество тепловой обработки. Для расчета используем метод последовательных приближений.

В качестве ограждающей конструкции принимаем стенку из тяжелого бетона (1) толщиной 0,6 м, пеностекла (2) толщиной м, воздушной прослойки (3) (0,03 м) и стали (4) толщиной 0,002 м. Коэффициент теплопроводности тяжелого бетона л = 1,5 Вт/(м·єС), пеностекла л = 0.11 Вт/(м·єС), воздуха л = 0.313 Вт/(м·єС), стали л = 58 Вт/(м·єС)

Т_ц=16°С, Т_к=85°С- температура в камере °С, Т_п2- менее 40°С.

Определим коэффициент теплопередачи:



Где б_вн - коэффициент теплоотдачи от среды в установке к внутренней поверхности ограждения камеры, Вт/(м²·єС);

б_нар - коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности ограждения в окружающую среду, б_нар = (6…10) Вт/(м²·єС):

б_нар = б_к + б_л, Вт/(м²·єС);

где б_к - коэффициент теплоотдачи при лучистом потоке, Вт/(м²·єС);

б_л - коэффициент теплоотдачи при конвективном потоке, Вт/(м²·єС).

Задаемся б'_нар = 8 Вт/(м²·єС).

Вт/(м²·єС).

Температура наружной поверхности камеры:

где Т_ц - температура цеха, 16 єС ;

Т_вн - температура, равная температуре теплоносителя, 85 єС.

Для полученной температуры определяем б_л и б_к и сравниваем с принятым значением:



;

где е_пр = 0,96 - приведённая степень черноты;

с_о = 5,68 - коэффициент излучения абсолютно чёрного тела;

Т_ц = 289 К - температура окружающей среды;

Вт/м².

Критерий Грасгофа:

Pr= /a

- коэффициент кинематической вязкости;

а=

Pr=(15,646/1,9)* =0,823

Критерий Грасгофа:

где х - линейный размер тела по направлению потока среды (теплоносителя), 0,85 м.

.

Критерий Нуссельта:

где c, n - коэффициенты, зависящие от произведения.

Коэффициент теплоотдачи при конвективном потоке:

4. Расчёт количества тепловых установок и их производительности

Расчет размеров рабочего пространства установок зависит от режима работы - периодического или непрерывного действия. В нашем случаи в качестве установок будет использоваться ямная камера периодического действия.

Размеры рабочего пространства установок зависят от размеров форм, количества их в камере и схемы их укладки. В камерах для крупногабаритных изделий (панели наружных и внутренних стен, плиты перекрытий и другие), как правило, они укладываются в одну стопку. В малогабаритных - по несколько стопок в плане. В форме 1 плита перекрытия.

Определяем габариты формы:

lф=lu+2lф=4.2+20.5=5.2 м

bф=bu+2bf=1.2+20.25=1.7м

hф=hu+hf=0.22+0.28=0.5м



где: - соответственно длина, ширина и высота, м;

- ширина торцевого борта, а также участка для размещения упоров (принимаем 0,5), м;

- ширина бокового борта (принимаем 0,25),м;

- высота поддона (принимаем 0,28),м.

Размеры рабочего пространства камеры выбираются так, чтобы обеспечить циркуляцию теплоносителя между изделиями и возможность работы автоматической траверсы. В этом случае, ширина камеры:

В=bф+2b3+b1=1.7+20.5=2.7м

где: - ширина формы;

- расстояние между формами (принимаем 0,3);

- расстояние между формой и стенкой камеры (принимаем 0,5).

Длина камеры:

L=lф+l3=5.2+2*0.1=5.4м

где: - длина формы;

- зазор между формой и стенкой камеры(0,1).

Высота камеры:

H=h1+(hf+h2)(n-1)+h3=0.2+(0.5+0.05)(5-1)+0.2=2.6 м

где: - высота формы с изделием, м;

=0,16…0,2(м) - расстояние от пола камеры до днища нижней формы ;

=0,05…0,075(м) - расстояние между формами по высоте (принимаем 0,05);

=0,15…0,20(м) - расстояние между верхом верхней формы и крышкой камеры (принимаем 0,2).

Общая высота камеры при подаче пара через перфорированные трубопроводы во избежание значительного перепада температуры по высоте не должна превышать 3,0…3,5 м. При применении интенсивной циркуляции можно высоту увеличить до 4,0…4,5 м.

Количество изделий в камере:

.

Объем материала в камере:

V_м=5*1.11=5.55 м³.

Годовая производительность линии:

.

где: Т - продолжительность смен; V_изд - объем изделия, ;N - количество рабочих дней; n- количество смен;R - ритм производства, мин ;

К_и- коэффициент использования.

Годовой выпуск продукции одной камерой, м³/год:

где - годовой фонд времени, ч;

- общее время для совершения одного цикла тепловой обработки, ч.

Общее время одного цикла работы установки:

,



где - время загрузки камеры;

- время разгрузки камеры;

- время тепловой обработки (в нашем случаи 10ч + 0,5ч.), ч.

Количество установок для обеспечения годовой производительности цеха:

Принимаем 5 камер.

Коэффициент загрузки камеры:

5. теплотехнический расчет

Расходные статьи теплового баланса

Исходные данные :

Состав бетона на 1 м³:

портландцемент марки 400 g_ц= 150 кг

щебень g_щ= 600 кг

песок g_п= 300 кг

вода g_в= 70 кг

вес арматуры g_ар= 24 кг

средняя плотность бетона с_б=2470 кг/м³

средний коэффициент теплообмена Ь=69.83 Вт/м²⁰С

коэффициент теплопроводности бетона ??_б=1.746Вт/ м²⁰С

толщина плитыд_б=0,22 м

характерный размер плиты R=0,11 м

объем плит в формеV=1,11 м³

вес формы G_м=994 кг

удельная теплоемкость металла формы С_м=0,481 кДж/кг ⁰С

температура плиты до поступления в камеру t₀=15 ⁰С

скорость подъёма температуры в камере b=35 ⁰С

продолжительность режима подъёма температуры ф_под= 2 ч

температура режима изотермического прогрева t_из=85 ⁰С

продолжительность периода изотермического прогрева ф_из= 5ч

Определяем теплоёмкость бетона, принимая во внимание, что вес сухих составляющих:

,

тогда имеем:

Коэффициент температуропроводности бетона:

где л_б=1.9…2 - коэффициент теплопроводности тяжёлого бетона, Вт/(м·єC);



Вычисляем величину А, принимая во внимание, что при марке цемента М400

Критерий Био:

Критерий Фурье:

Для найденных значений Fo и Bi по приложению 3[3]находим значение C₂=0.35

Находим величину m, характеризующую тепловыделение бетона за счет экзотермии вяжущего:



По приложению 1 находим, что для неограниченнойпластины при Fo=0,413, ш_пл=0,37.

Тогда находим удельный расход тепла на нагрев бетона:

Определяем количество теплоты на нагрев бетона:

Теплота, расходуемая на нагрев форм

Принимаем металлоёмкость равную 2 т/м³ бетона.

По номограмме в приложении 4 [3] для известных значений:

ф_под=2; R²/a=5; (b-m)=33,74

найдем температуру поверхности бетона t(R;2) для цилиндра при

t_с-t(R;2)=5

откуда:

и температуру центра изделия при ,имеем:

t_с-t(0;2)=55

откуда:

Определяем количество теплоты, затраченное на нагрев формы:



Теплота, расходуемая на нагрев ограждающей конструкции

Теплопотери через ограждающую конструкцию

Принимаю, что теплопотери для всех камер имеют место для 4 стенок, дна и крышки.

Теплопотери через ограждающую конструкцию:

где F - площадь ограждающей конструкции:

где F_вн. - внутренняя площадь ограждающей конструкции, м²:



F_нар. - наружная площадь ограждающей конструкции, м²:

Теплота, отводимая конденсатом:

где: Т_кон.=40?С - температура конденсата;

М_П - масса пара, кг.

Теплота на нагрев утеплителя

,

где m - масса утеплителя (пеностекло) (548 кг).

Неучтенные потери



Теплота вносимая влажным насыщенным паром

1.Теплота, вносимая теплоносителем:

где:М_п - масса пара

h'' - энтальпия пара при 80⁰С, кДж;

x - коэффициент сухости пара, (х=0,7).

Удельный расход пара:



Таблица 7.1 Тепловой баланс

Расходные статьи	Q, кДж	%	Приходные статьи	Q, кДж	%
1	2	3	4	5	6
1.Теплота, расходуемая на нагрев материала		33.36	Теплота, вносимая теплоносителем		100
2.Теплота, расходуемая на нагрев форм		19.57
3.Теплота, расходуемая на нагрев ограждающей конструкции		5.08
4. Теплота на нагрев утеплителя		19.8
5.Теплопотери через ограждающую конструкцию		1.3
6.Теплота, отводимая конденсатом		6.73
7.Неучтённые потери		4.76
Сумма		100			100

Период изотермической выдержки

Расходные статьи теплового баланса

Теплота, расходуемая на нагрев бетона

Определяем температуру центра бетона в конце периода изотермической выдержки по номограмме в приложении 4 [3] в зависимости от значений ф_из, R²/a, (b-m).



Определяем среднюю температуру изделия в конце периода нагрев:

Средняя температура бетона за весь период нагрева:

За период подъёма температуры изделие будет иметь

По графикам (приложение 5 [3]) находим, что при , В/Ц=0.46 и марке цемента М400 тепловыделение 1 кг цемента составит Q_э=37,68 кдж/кг, а для 1 м³ бетона:

Определяем среднюю температуру изделия в конце периода изотермической выдержки. Для этого по номограмме в приложении 6 [3] определяем А_цил.:

Температура центра панели без учета экзотермии в конце изотермической выдержки:

а температура поверхности:

Средняя температура в конце периода изотермической выдержки:

Средняя температура за весь период изотермической выдержки:

Количество градусо-часов за весь период изотермической выдержки:



Определяем общее количество градусо-часов за периоды подъёма температур и изотермической выдержки:

По приложению 2 [3] находим, что для полученных градусо-часов, В/Ц=0.34 и марки цемента М400 тепловыделение 1 кг цемента составит Q_экз.=242.67кжд/кг, а для 1 м³ бетона:

Вычисляем значение m, характеризующее тепловыделение цемента при изотермической выдержке:

Удельный расход тепла в период изотермической выдержки:

Общий расход теплоты, затраченной на нагрев бетона в процессе изотермической выдержки:

Теплота, расходуемая на нагрев форм

Определяем количество теплоты, затраченное на нагрев формы:



Теплопотери через ограждающую конструкцию

Принимаю, что теплопотери для всех камер имеют место для 4 стенок, дна и крышки.

Теплопотери через ограждающую конструкцию:

где F - площадь ограждающей конструкции:

где F_вн. - внутренняя площадь ограждающей конструкции, м²:

F_нар. - наружная площадь ограждающей конструкции, м²:

Теплота, отводимая конденсатом:



где: Т_кон.=40?С - температура конденсата;

М_П - масса пара, кг.

Неучтенные потери

Приходные статьи

1.Теплота, вносимая теплоносителем:

где:М_п - масса пара

h'' - энтальпия пара, кДж;

x - коэффициент сухости пара, (х=0,7).



Удельный расход пара:

Таблица 5.2 Тепловой баланс

Расходные статьи	Q, кДж	Приходные статьи	Q, кДж
1	2	3	4
1.Теплота на нагрев бетона		Теплота, вносимая теплоносителем	333031.92
2.Теплота на нагрев формы
3.Теплопотери через ограждающую конструкцию
4.Теплота, отводимая конденсатом
5.Неучтённые потери
Итого:			333031.92

1-загрузка камеры (2 ч.); 2-нагревание (2 ч.); 3-изотермическая выдержка (5ч.); 4-охлаждение (3 ч.); 5-разгрузка камеры (50 мин.).



6. Гидравлический расчет

Гидравлический расчет составляется по тепловому балансу расхода пара для определения диаметров подводящих паропроводов и необходимого давления пара, поступающего в систему.

рис.6.1 Схема подводящего паропровода

G - расход пара, кг/ч; d - диаметр трубопровода, мм; - скорость дви

жения теплоносителя, м/с; R - потери от трения на 1 м трубопровода, Па; - коэффициент местных сопротивлений; l - длина участка трубопровода, м; R*l - потери от трения, Па; - потери давления от местных сопротивлений, Па; - плотность воздуха (0,900 кг/м³).

Расчет ведем в форме таблицы:

пропаривание технологический тепловой



Таблица 6.1

участок	G, кг/ч	d, мм	, м/с	R, Па		l, м	R*l, Па	z, Па	R*l+z, Па
AB	824.2	152	16.95	19	1.2	1.0	19	15814.77	15833.77
BE	164.84	89	10.25	14	0	1.0	14	0	14
CB	329.68	108	11.85	13	7.0	2.7	35.1	45089.7	45124.8
CF	164.84	89	10.25	14	7.0	1.0	14	33735.57	33749.57
СD	164.84	89	10.25	14	1.2	3.7	51.8	5783.24	5835.04

100 557.18

Вычисляем давление в магистральном паропроводе:

МПа

Удельный расход теплоносителя за весь период тепловой обработки:

.

7. Использование вторичных материальных и энергоресурсов

Промышленность строительных материалов представляет собой энергоемкую отрасль, в которой на технологические нужды расходуется 50-55% тепловой энергии. Поэтому использование теплоты, выбрасываемой в атмосферу с отходами и газами печей, сушилок, конденсаты пропарочных камер - один из важнейших вопросов, стоящих перед отраслью.

Существенный резерв экономии топлива: использование вторичных энергетических ресурсов, которые возникают в технологии производства строительных изделий.

Экологически целесообразность использования вторичных теплоносителей определяются температурным уровнем, тепловой мощностью и непрерывностью подачи. Под температурным уровнем понимается температура отводящих газов, кондесата продукции. Непрерывность выдачи - режимы тепловой обработки. Количество выбрасываемой теплоты при обработке материала очень важно.

Низкотемпературные энергоресурсы перспективно использовать в адсорбированных холодильниках. Отечественная промышленность пока не производит установок для утилизации вторичных энергоресурсов, обладающих низким энергетическим потенциалом, потому их целесообразно использовать внутри предприятия на технологические цели: нагрев смеси, вода затворения и т.д.

Существенный резерв экономии топлива -- использо¬вание вторичных энергетических ресурсов (ВЭР), которые возникают в технологии производства строительных изделий.

Экономия таких ресурсов может осуществляться дву¬мя путями. Первый путь предусматривает повышение энергетического КПД технологических тепловых уста¬новок. В результате улучшения организации технологического процесса, условий тепло- и массообмена, режимов рабо¬ты тепловых установок, применения эффективной тепло¬изоляции, снижения массы ограждающих конструкций, совершенствования процессов сжигания топлива значи¬тельно повышается КПД процесса тепловой обработки. Второй путь предполагает использование ВЭР, позво¬ляющее экономить общий расход тепловой энергии. Здесь излагается использование вто¬ричных энергетических ресурсов, образующихся при ра¬боте тепловых установок. Для тепловых установок, при-меняющихся в строительной индустрии, энергосодержащими отходами являются отработанные газы печей и сушилок, конденсат, отбираемый от пропарочных камер, и теплота выгружаемой продук¬ции. Экономическая целесообразность использования вто¬ричных энергетических ресурсов (ВЭР) определяется их температурным уровнем, тепловой мощностью и непре-рывностью выдачи.

Согласно тепловому балансу установку покидают отработавший теплоноситель, выпар (смесь пара испаренной влаги и воздуха) и нагретый материал, который необходимо охлаждать до заданной температуры.

В целях экономии топлива и рационального использования вторичных энергетических ресурсов (ВЭР) предусматриваем использование отводимого из тепловых установок конденсата для обогрева и отопления административных и производственных помещений предприятия, что позволит в свою очередь существенно снизить расходы организации в данном направлении, и позволит самостоятельно управлять теплоснабжением всего предприятия.

8. Мероприятия по охране труда, природы и техника безопасности

Заводы сборного железобетона относятся к числу предприятий, на которых санитарно-технические условия труда и техника безопасности являются не только важным критерием для повышения производительности труда, они обеспечивают сохранение здоровья каждого работающего.

Вопросы обеспечения нормальных санитарно-технических условий труда закладываются при проектировании завода и должны строго соблюдаться при его эксплуатации. Многие цеха в результате выполнения технологических процессов создают значительное выделение пыли, конвективного и лучистого тепла, паров и вредных газов. В формовочных цехах используются вибрационные механизмы, которые оказывают отрицательное воздействие на состояние здоровья рабочего, они являются источниками шума.

Все работы, связанные с изготовлением бетонных и железобетонных изделий, должны выполнятся, как правило, механизированным способом.

При погрузочно-разгрузочных работах, связанных с цементом ручные работы при и более не допускаются. Рабочих, занятых на этой операции, обеспечивают специальной одеждой.

Каждый из технологических процессов при производстве сборного железобетона имеют свои особенности. Так, при подаче цемента в бетоносмесители, выделяется большое количество пыли. Чтобы его уменьшить, все каналы для сушки цемента термически уплотняют.

При подаче, укладке, уплотнении и тепловой обработке бетонной смеси на организм рабочего вредно влияют вибрации, шум, повышение влажности окружающей среды. Крышки ямной камеры герметизируют, устанавливают водяные затворы. Ямные камеры оборудуют переносными лестницами. Доступ рабочих в камеры допускается при температуре ниже .

Работы на складах готовой продукции должны быть максимально механизированы.

Во всех производственных помещениях необходимо устраивать естественную, искусственную или сменную вентиляцию.

Охрана труда представляет собой систему обеспечения безопасности жизни и здоровья работающих в процессе трудовой деятельности, включающая правовые, социально-экономические, организационные, технические, психофизиологические, санитарно-гигиенические, лечебно-профилактические, реабилитационные и иные мероприятия и средства.

Производство пустотных плит перекрытия осуществляется по стендовой технологии и связано с работой различных машин и механизмов. Работа людей осуществляется в зоне действия мостового крана.

Опасными и вредными производственными факторами, действующими на рабочий персонал в формовочном цехе, арматурном цехе и БСУ, являются: возможность поражение электрическим током, вибрация, пыль, шум, большие физические нагрузки, сварочные аэрозоли, плохое освещение, вредные химические вещества и другие факторы.

Перед началом работы все работники должны быть проинструктированы по пожарной безопасности.

Тело работников должно быть прикрыто спецодеждой.

Шум и вибрация на рабочих местах не должна превышать нормы. Движение механизмов должно сопровождаться звуковой сигнализацией.

Здания и сооружения, характеризующиеся высокой пожарно- и взрывоопасностью (котельная, склад ГСМ) должны располагаться с подветренной стороны на достаточном расстоянии от других зданий и сооружений.

Во всех производственных цехах должна находиться противопожарная система (водопровод, огнетушители).

Огнетушители должны быть на видном месте, они должны быть в рабочем состоянии и периодически проходить проверку на исправность.

Все здания и сооружения должны иметь достаточно места для подъезда к ним пожарных машин. На территории завода должен быть пожарный водоем.

Пред началом работы все работники должны быть проинструктированы по электробезопасности. Все электрические приборы должны быть заземлены или занулены. Рабочие, работающие с приборами под напряжением, должны иметь средства индивидуальной защиты (резиновые перчатки, сапоги и др.).

Все токоведущие части должны иметь не поврежденную изоляцию.

Погрузочно-разгрузочные работы (строповка груза, подъем и перемещение) должны выполняться в соответствии с "Правилами устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов" Погрузочно-разгрузочные работы должны выполняться под руководством ответственного лица, назначенного приказом по предприятию и прошедшего соответствующее обучение. Перевозка людей средствами цехового и внутризаводского транспорта, предназначенного для перевозки грузов, запрещена. Схемы укладки в транспортные средства грузов (электро- и автопогрузчики, автомобили, железнодорожные вагоны, электротележки) должны быть утверждены главным инженером предприятия.

Въезд и выезд электротележек в помещения и открытые склады должен сопровождаться звуковой сигнализацией. Запрещается нахождение моториста на электротележке во время погрузки и выгрузки. Рельсовые пути самоходных тележек должны быть оборудованы тупиковыми упорами. Перед упорами для автоматической остановки электротележек должны быть установлены конечные выключатели. В междурельсовом пространстве на высоту головки рельсов должно быть уложено покрытие шириной 1400 мм

При приготовлении бетонной смеси необходимо проводить периодический профилактический осмотр и ремонт системы вентиляции, следить за герметизацией кабин пультов управления смесителями и дозаторами, исправным состоянием системы сигнализации указателей уровня, сводообрушителей и других устройств автоматизации, ремонтировать смесители после изъятия предохранителей из электропроводки и установки сигнала, запрещающего включение машины.

Охрана окружающей среды.

Большую роль в безопасном обращении с отходами в целях охраны окружающей среды играет организация и функционирование системы производственного экологического контроля на предприятии. В результате производственной деятельности предприятия образуются отходы различных классов опасности. Основная масса отходов относится к малоопасным и практически не опасным. Для обеспечения промышленной и экологической безопасности организована система производственного экологического контроля, включающая и работы по безопасному обращению с отходами производства

Для улучшения экологических показателей производства необходимо увеличить количество утилизируемых отходов. Для этого необходимо провести ряд мероприятий по совершенствованию системы обращения с отходами.

В целях охраны окружающей среды сбор отходов обеспечивается с соблюдением природоохранных, санитарных, противопожарных и иных требований законодательства.

Сбор отходов осуществляется по месту образования отходов.

Собираемые отходы разделяются по видам, в том числе агрегатному состоянию, степени опасности и классу опасности опасных отходов производства, возможности их использования в качестве вторичных материальных ресурсов сырья.

Порядок сбора отходов следующий:

Отходы бетонной смеси и бетона собираются в местах их образования в отдельные, специально предназначенные контейнеры. По мере накопления перемещаются в место их временного хранения.

Отходы производства, подобные отходам жизнедеятельности населения, собираются раздельно в контейнеры.

Строительные отходы образуются как в сфере производства строительных материалов, так и в процессе производства строительных работ. В связи с этим все строительные отходы условно можно разделить на две группы:

Заключение

В данном проекте приведены обоснование технологии производства, обоснование способа тепловой обработки, выбор ограждающей конструкции, расчёт количества и габаритов установки, теплотехнический и гидравлический расчёты, техника безопасности и охрана окружающей среды, список использованных источников.

К пояснительной записке прилагается чертёж формата А1 с планом цеха, планом и разрезом камеры тепловой обработки, основными узлами камеры и спецификацией.



Список использованных источников

1. Баженов Ю.М., Комар А.Г. и др. Технология производства строительных материалов: Учеб. пособие для технолог. Специальностей строит. вузов. - М.: Высш. шк., 1990. - 446с.: ил.

2. Кучеренко А.А. Тепловые установки заводов сборного железобетона. Учебное пособие. Киев, Высшая Школа, 1977, 277с.

3. Методические указания к выполнению курсового проекта на тему “Разработка технологии тепловой обработки бетонных и железобетонных изделий”.?Брест: БГТУ, 2002.

4. Лыков А.В. Теория сушки. - Москва: Энергия, 1976, 422с.

Размещено на Allbest.ru

...