Технологические расчеты

Технологические расчеты включают расчеты материального баланса, расчет эффективного фонда рабочего времени основного оборудования и расчет количества аппаратов и их объемов. Рекомендуемая литература приведена в [42, 43].

Материальные расчеты.

Целью материальных расчетов является определение расходных норм сырья и полуфабрикатов на 1 т готового продукта, потребности в сырье на год, час, сутки, количеств массопотоков, побочных продуктов, отходов.

Исходные данные для расчета (берутся в основном из данных регламента):

1. Состав готового лакокрасочного материала (% мас.);

2. Массовая доля нелетучих веществ (% мас.);

3. Состав белого преддиспергата и пасты (для однопигментной технологии производства цветных эмалей на основе белой базовой пасты) % мас.;

4. Составы цветных преддиспергатов и паст (для однопигментных технологий) (% мас.);

5. Соотношение компонентов при составлении лакокрасочного материала (% мас.);

6. Потери по стадиям технологического процесса на 1 т готового ЛКМ.

Материальный баланс, как правило, рассчитывается от конечной стадии (фасовка готового ЛКМ) до начальной стадии (изготовление преддиспергатов в дисольверах). Это обусловлено тем, что на конечной стадии сливается точно 1 т готового ЛКМ известного состава.

Методика расчета материального баланса на 1 т грунтовки ЭП-0228 изложена в [42, c.9-16].

На основании расчетных данных составляются постадийные таблицы материального баланса. Ниже приведен пример оформления таблицы одной из стадий материального баланса (форма 1.1).

На основе данных материального баланса составляются расходные нормы сырья на 1 т ЛКМ и рассчитывается потребность в сырье и полуфабрикатах на год, в час, в сутки. Эти данные сводятся в таблицу (форма 1.2), в которой для сравнения приводятся также заводские расходные нормы, если они имеются.

На основе данных материального баланса составляются также данные по количеству материалопотоков промежуточных продуктов, необходимые для расчета количества аппаратов (форма 1.3).

Форма 1.1. Примерный образец оформления таблицы материального баланса на стадии составления эмали и постановки на тип.

Примечание. SM_i=Э+П

Форма 1.2. Расходные нормы сырья и полуфабрикатов для производства ЛКМ.

Форма 1.3. Количество материалопотоков

Расчет эффективного фонда рабочего времени оборудования.

В этом разделе дается обоснование выбора режима работы цеха (прерывный с остановками на выходные и праздничные дни или непрерывный без остановок).

Эффективный фонд рабочего времени каждого типа оборудования рассчитывается с учетом планово-предупредительных ремонтов и технологических простоев (простои на замывку и зачистку аппаратов) по формуле

Т_эф=(365 – П - В)×n×t – (ППР+ТП)

где П – праздничные дни;

В – выходные дни;

n – число смен в сутках;

t – продолжительность смены в часах;

ППР – время на планово-предупредительные ремонты в часах;

ТП - время на технологические простои в часах.

Расчет количества аппаратов и их объемов.

а) Расчет количества аппаратов периодического действия (дисольверы, планетарно-замесочные машины, погружные бисерные диспергаторы, смесители и др.).

Исходные данные:

1. Годовая потребность в материалопотоках для обеспечения заданной годовой программы цеха (участка) – G, т (см. табл. формы 1.3).

2. Принятые объемы аппаратов – V_а, м³.

3. Эффективный фонд рабочего времени аппаратов – Т_эф, ч.

4. Время технологического цикла получения замесов, паст, составления ЛКМ – Т_ц, ч.

5. Плотности замесов, паст, ЛКМ - r, т/м³ (рассчитываются по составу).

6. Коэффициент заполнения аппаратов – К_з (доли единицы).

Количество аппаратов периодического действия может быть рассчитано по формуле:

(1.1)

где z – число циклов за год z=Т_эф/Т_ц;

G_a – количество продукта, получаемого в аппарате принятого объема, т

a - коэффициент запаса, обычно a=0,15.

В уравнении 1.1:

- часовая производительность цеха (участка) по данному продукту, т/ч;

- часовая производительность принятого аппарата по данному продукту, т/ч.

Время цикла рассчитывают по формуле:

(1.2)

где Т_загр – время на загрузку компонентов, ч;

Т_пер – продолжительность процесса, ч;

Т_выгр – время на выгрузку полученного продукта, ч.

Полученное по формуле 1.1 количество аппаратов округляется в бóльшую сторону. В ряде случаев необходимо предусматривать резервные аппараты. Методики расчетов количества дисольверов периодического действия приведены в [42, c.16-19; 43, c.15-16], количества смесителей в [42, c.20-23].

После расчета количества аппаратов составляются материальные балансы на загрузку в периодические аппараты (дисольвер, смеситель и др.). Полученные данные представляют в виде таблицы по форме 1.1.

б) Расчет количества аппаратов непрерывного действия (бисерные диспергаторы вертикальные и горизонтальные).

Исходные данные для расчета:

1. Годовая потребность в пасте – G, т;

2. Объем контейнера принятого стандартного диспергатора – V_сд, м³;

3. Время пребывания продукта в диспергаторе - t, мин;

4. Эффективный фонд рабочего времени диспергатора – Т_эф, ч;

5. Плотность пасты - r_п, т/м³;

6. Плотность материала бисера - r_б, т/м³;

7. Соотношение объемов «паста:бисер».

Сначала рассчитывается объемная часовая производительность цеха (участка) по пасте V_r (м³/ч), далее объем пасты V_п с учетом времени ее пребывания в аппарате по формуле:

(1.3)

Затем рассчитывается объем контейнера V₀ и количество бисерных диспергаторов по формуле:

(1.4)

Если рассчитанное количество диспергаторов оказалось значительно меньше или больше 1, то необходимо сделать расчет n для диспергаторов с объемом контейнера соответственно меньше или больше, чем объем контейнера первоначально принятого диспергатора.

Для выбранного диспергатора рассчитывается также объемы пасты, бисера и массы бисера.

Методика расчета количества диспергаторов непрерывного действия изложена в [43, c.47-48].

в) Расчет количества аппаратов для очистки лакокрасочных материалов.

Количество тарельчатых фильтров (n) может быть рассчитано по формуле:

(1.5)

где G_год – годовое количество ЛКМ, которое необходимо очистить, т;

ПР – массовая часовая производительность принятого аппарата, т/ч;

Т_эф – эффективный фонд рабочего времени аппарата, ч.

Методика подбора патронного фильтра изложена в [42, c.23-24].

г) Расчет емкостного оборудования (емкости-хранилища для лаков, смол, добавок; мерники; промежуточные емкости между дисольвером и диспергатором, между диспергатором и смесителем и др.).

При расчете объема емкостей-хранилищ, чаще всего, исходят из суточного запаса сырья и полуфабрикатов (см. таблицу формы 1.2):

(1.6)

где G_сут – суточная потребность цеха (участка) в данном сырья, т;

r - плотность сырья, т/м³;

К_з – коэффициент заполнения емкости, доли единицы.

При расчете объемов мерников исходят из данных материального баланса на выбранный аппарат (см. табл. формы 1.1)

(1.7)

где G_са – количество данного вида сырья или полифабриката, загружаемое в аппарат периодического действия на 1 цикл, т.

В качестве промежуточной емкости между дисольвером и диспергатором, чаще всего, устанавливается емкость с мешалкой. Возможен также вариант без промежуточной емкости, когда сам дисольвер является питающей емкостью, что должно быть обосновано соответствующим расчетом [42, c.18-19].

На основе полученных данных составляется спецификация оборудования, в которой указываются номера позиций аппаратов в соответствии с технологической схемой, их количество, краткая характеристика. Эта спецификация приводится на технологической схеме или в Приложениях к расчетно-пояснительной записке.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: