无机非金属材料工厂设计 第三章ppt课件

1、第三章 工艺计算及工艺设备选型 工艺计算包括物料平衡计算、工艺设备选型计算及储存设备的计算。 第一节 物料平衡计算 一、物料平衡计算在设计中的作用 物料平衡计算是以消费规模、产品方案、工艺流程、工艺参数及消费班制为根底，对工厂消费过程中各工序物料量的一种近似计算方法。 物料平衡计算的作用： 1计算从原料进厂至废品出厂各工序所需处置的物料量，作为确定车间消费义务、设备选型及人员编制的根据。 2计算各种原料、辅助资料及燃料需求量作为总图设计中确定运输量、运输设备和计算各种堆场、料仓面积的根据。3计算水、电和劳动力的需求量，确定原资料、燃料等的单位耗费目的，作为公用设计和计算产品本钱等的根据。 二、

2、物料平衡计算的根底资料1水泥厂物料平衡计算的根底资料： 工厂规模，生料各组分配合比及生料外加物比例、水分、耗费定额；水泥各组分配合比、水分；燃料种类、水分、热值；熟料烧成热耗，物料烘干热耗和车间任务制度等。生料各组分配合比配料计算确定 ；水泥各组分配合比水泥中熟料、石膏和混合材的比例，视水泥种类和质量要求而定 ；车间任务制度消费周制度 ，消费班制度 。2陶瓷厂主要工艺参数: 1各种原料的灼烧减量及自然含水率；坯釉料加工过程中泥浆、泥料、生坯和生坯枯燥后的含水率。 2坯釉料配方、坯釉比、坯料烧失率灼烧减量、熔块烧失率等。3废品和半废品单重。 4各工序损失率。 5各工序废品率。6其它消费工艺参数。

3、 3玻璃厂物料平衡计算的根底资料： 工厂的消费规模、消费方法和产品种类，各种厚度玻璃的产品分配或百分比、玻璃原板的厚度、拉引速度、主机利用率、总废品率、搅玻璃水率、碎玻璃损失率；粉料各组分配合比、水分，燃料种类、水分、热值，熔窑热耗；年任务日等等。计算的基准熔制车间的消费才干。 三、物料平衡计算的方法和步骤 一水泥厂的物料平衡计算 1烧成车间消费才干和工厂消费才干的计算 1年平衡法 计算步骤是：按方案义务书对工厂规模(水泥年产量的要求，先计算要求的熟料年产量，然后选择窑型、规格，标定窑的台时产量，选取窑的年利用率，计算窑的台数，最后再核算出烧成系统和工厂的消费才干。 1要求的熟料年产量可按下式

4、计算： 式中 Qy要求的熟料年产量t 熟料/年); Gy工厂规模(t 水泥/年); d 水泥中石膏的掺入量); e 水泥中混合材的掺入量(); p 水泥的消费损失()，可取为35。 2窑的台数可按下式计算: 式中 n窑的台数; Qy要求的熟料年产量(t/年); Qh.1 所选窑的标定台时产量(t/台.h); 窑的年利用率，以小数表示。不同窑的年利用率可参考以下数值: 湿法窑0.90;传统干法窑0.85; 机立窑0.80.85；悬浮预热器窑、预分解窑0.85; 8760全年日历小时数。 3烧成系统的消费才干按下式计算: 熟料小时产量 Qh = nQh.1(t/h) 熟料日产量 Qd = 24Qh

5、(t/d) 熟料年产量 Qy = 8760Qh(t/年)4工厂的消费才干按以下各式由烧成车间的消费才干求得: 水泥小时产量 水泥日产量 Gd = 24Gh水泥年产量 Gy = 8760Gh2周平衡法 计算步骤是： 按方案义务书对工厂规模(熟料日产量)的要求，选择窑型和规格，标定窑的台时产量，计算窑的台数，然后再核算出烧成系统和工厂的每周消费才干。 2原、燃资料耗费定额的计算1原料耗费定额:1思索煤灰掺入时，1t熟料的干生料实际耗费量:式中 KT干生料实际耗费量(t/t熟料)； I 干生料的烧失量(%)； s 煤灰掺如量，以熟料百分数表示(%)。 2思索煤灰掺入量时，1t 熟料的干生料耗费定额：

6、 式中 K生干生料耗费定额t/t熟料； P生生料的消费损失%)，普通35%；3各种干原料耗费定额 K原 = K生 x式中: K原某种干原料的耗费定额t/t熟料； P生干生料耗费定额t/t熟料； x 干生料中该原料的配合比(%)。2干石膏耗费定额式中 Kd干石膏耗费定额t/t熟料； d、e水泥中石膏、混合材的掺入量%)。 3干混合材耗费定额式中 Ke干混合材耗费定额t/t熟料； d、e水泥中石膏、混合材的掺入量%)。4烧成用干煤耗费定额 式中 Kf1烧成用干煤耗费定额t/t熟料); q 熟料烧成熟耗(kJ/kg熟料); Q 干煤低位热值(kJ/kg干煤); Pf煤的消费损失，普通取3%。 5烘干

7、用干煤耗费定额 式中 Kf 2烘干用干煤耗费定额t/t熟料)； M湿需烘干的湿物料量，用年平衡法时以t/年表示，用周平衡法时以t/周表示； Q烧烧成系统消费才干，用年平衡法时以熟料年产量表示；用周平衡法时以熟料 周产量表示； w1、w2分别表示烘干前、后物料的含水量%； q烘蒸发1kg水分的耗热量(kJ/kg水)；可参考烘干机阅历数据，而准确的数据应经过详细烘干机的热工计算求得 含天然水分的湿物料耗费定额 式中 K湿、K干分别表示湿物料、干物料耗费定额(kg/kg熟料)； w0该湿物料的天然水分%。 3原燃资料需求量的计算和物料平衡表的编制 将各种物料耗费定额乘以烧成系统消费才干，可求出各种物

8、料的需求量。例如，将湿石灰百耗费定额乘以熟料周产量便得出湿石灰石每周需求量；乘以熟料年产量便得出湿石灰石每年需求量。 将计算结果汇总成物料平衡表，其格式如表32所示p60。 水泥厂物料平衡表 表32物 料名 称天然水分消费损失耗费定额t/t熟料物料平衡量t备注干 料含天然水分料干料含天然水分料小时日周年小时日周年1234567891011121314石灰石粘土铁粉生料石膏混合材熟料水泥烧成用煤烘干用煤燃煤合计注： 1采用年平衡法时，可不列第8和第12栏；采用周平衡法时，可不列第9和第13栏。 2备注中可列出：生料组分、物料配比、生熟料耗费定额，烧成热耗和烘干热耗、煤的热值等 二陶瓷厂的物料平衡

9、计算 1衡算步骤1根据消费工艺流程，选择衡算的工程。凡具有主机设备的工序必需立项衡算，而只需辅助设备或非重要设备的工序，可以不单独列项，此外上下加工量相差不大的工序如原料的粗碎、中碎工序，可以并项计算。2确定与衡算工程亲密相关的工艺参数，如损失率、废品率、回坯率和烧失率等。3根据方案义务书中的设计产量及损失率、废品率，逆着消费流程的工序，计算各工序的加工义务，普通从包装 检验(装配 焙烧 上釉 枯燥 成型 制泥逐项进展计算。4编制物料衡算表，把计算结果列入表中(参见表3-3、表3-4)。 三玻璃厂的物料平衡计算 1总工艺计算(亦称产量计算) 平板玻璃的种类，主要以玻璃厚度分类，常用的平板破璃厚

10、度为2、3、5、6mm，根据运用要求不同，也可以消费小于2mm的薄玻璃和8、10mm以上的厚平板玻璃。 我国平板玻璃现行的计量单位是分量箱(简称重箱)。1分量箱等于2mm厚的平板玻璃10m2。其他不同厚度的玻璃，按表3-5所列的分量箱折算系数折算分量箱。分量箱折算系数是根据平板玻璃不同厚度分量情况规定的。1分量箱玻璃质量是50kg。 玻璃厚度mm2 3 4 5 6 8 10 12折算系数 1 1.5 2.0 2.5 3.0 4.0 5.0 6.0例如，3mm厚10m2玻璃折算为1.5分量箱。 第二节 工艺设备的选型与计算 工艺设备的选型和计算也是工厂设计的重要组成部分之一，在确定消费工艺流程并

11、完成物料平衡计算后进展。 工艺设备，按照性质可分机械设备和热工设备；按照用途又可分主要设备和辅助设备。主要设备用以实现消费过程的设备。辅助设备指对所加工的资料在性质和外形方面不发生任何影响，仅在消费流程中和主机配套，起辅助作用的设备。 工艺设备选型和计算的义务是: 根据配方、消费性质、产量大小和工艺流程选择设备的型式，然后确定设备的规格大小，最后根据各工序的加工量和设备的消费才干进展计算，确定所需设备台数。设计的顺序是先选定主要设备，辅助设备的选择往往要结合工艺布置来进展。 一、设备选型应思索的要素 1.满足消费工艺要求2.机械化和自动化程度3.设备性能良好4.管理、维修方便，工艺布置合理5.

12、节约能源6.运用场所及设备来源7.技术经济比较 二、主机设备确实定 一水泥厂主机设备确实定 1年平衡法 计算步骤 根据车间任务制度，选取主机的年利用率，并根据物料年平衡量，求出该主机要求的小时产量： GH主机要求小时产量t/h Gy物料年平衡量t/年 预定的主机年利用率以小数 表示 预定的主机年利用率可根据车间任务制度和主机运转时间用下式求出： 或式中 k0每年任务周数周/年 k1每周任务日数日/周 k2每日任务班数班/日 k3每班主机运转小时数小时/班 k 每年任务日数日/年 水泥厂主机年利用率可参考表313(p70)。 2周平衡法 计算步骤是： 根据车间任务制度，定出主机每周运转小时数，并

13、根据物料周平衡量，求出该主机要求的小时产量：式中 GH要求主机小时产量t/h； Gw物料周平衡量t/周； H 主机每周运转小时数，可参考表3-14。 将计算结果汇总成主机要求消费才干平衡表，其格式如表315和316所示(p72)。 根据年平衡法或周平衡法算出的要求主机小时产量，并思索整个工艺流程和工艺布置后，即可进展主机选型计算，确定主机的型式、规格和台数，最后可汇总成主机平衡表，其格式如表317所示(p72)。 3计算主机的数量 主机的数量可按下式计算 n =式中 n主机台数； GH要求主机小时产量t/h； G台时主机标定台时产量t/h。4核算主机的实践利用率 0 = 式中 0主机的实践年利

14、用率； 标定的主机年利用率。 H0 =式中 H0主机每周实践运转小时数； H主机平衡计算时的每周运转小时数。 二陶瓷厂主机设备确实定1.实际设备台数的计算M理 = Q / F H台 台式中: M理设备的实际台数，台; Q制品的加工数量，吨或件/年; F设备的消费才干，吨或件/时; H台 设备的年时基数，小时。2实践设备台数的计算M实 = M理 / 台式中: M实实践设备台数，台; 设备负荷率或设备利用系数, %。 在工艺设计中，计算实践设备台数时，还常采用设备不平衡系数或贮藏系数)，计算方法如下: M实 = K M理 式中: K设备不平衡系数(或贮藏系数) 。三玻璃厂主机设备确实定 确定车间主

15、机的步骤是，根据所选的车间工艺流程、主机的方式和规格，先计算主机的消费才干小时产量，然后根据要求主机的小时产量由总工艺计算得到计算主机的台数。 主机的数量可按下式计算 n = GH / G台时1.2式中 n主机台数； 1.2贮藏系数； GH要求主机小时产量t/h，由总工艺计算得到； G台时主机标定台时产量t/h。 上式算出的n应等于或略小于整数，取整数值。假设算出的n不接近于整数时，那么应采取相应措施，或者另行选择主机规格，标定主机产量，进展重新计算。 主机设备台数不宜过多，否那么将会使工艺布置和消费管理复杂化，亦将影响到各项技术经济目的。 四主机消费才干的标定 同类型同规格的设备，在不同的消

16、费条件下如物料的易磨性、易烧性、产质量量要求以及详细操作条件等，其产量可以有很大的差别。所以在确定了主机的型式和规格后，应对主机的小时消费才干进展标定，即根据设计中的详细技术条件确定设备的小时消费才干。 标定设备消费才干的主要根据是：定型设备的技术性能阐明；阅历公式或实际公式的推算；与同类型同规格消费设备的实践消费数据对比。务必使标定的设备消费才干既是先进的又是可靠的。同时还要阐明设备到达设计标定才干的详细条件和必需采取的措施。 三辅属设备确实定 消费流程中与主机配套的设备统称为辅属设备。辅属设备的选型方法和主要设备大体一样。需求选择设备的型式和规格，确定设备的台数。辅属设备选型的根本原那么是: 要保证主要设备消费的延续、平衡，不能因附属设备选型不当而影响正常消费。 因此除了选择适当的型式以外，在确定详细规格和台数时，应根据主机的最大消费才干，并使附属设备对主机设备具有一定的贮藏才干。确定辅属设备台数时要和主要设备一样，在普通情况下，应力求减少设备的台数。但对于某些需求经常维修或易出缺点的附属设备，要思索备用，以保证消费延续进展。第三节 物料储存设备的选择与计算 物料储存设备的选择与计算是工艺设计计算的重要组成部分，是继物料平衡计算、设备选型计算之后，工艺专业要完成