Строительство нового завода по производству керамических труб

метки: Производство, Строительство, Керамик, Труба, Водоснабжение, Сутки, Условие, Склад

высота от пола вагонетки до замка свода — 1,7 м;

высота от головки рельсов до замка свода — 3,1 м;

размеры печной вагонетки:

а) длина -3000 мм

б) ширина -2800 мм

• производительность годовая — 5000 тонн в год;
• продолжительность цикла — 46 часов;
• емкость печного канала по вагонеткам -10 шт;
• плотность садки труб — 290-320 кг/м ³ ;

• количество труб на вагонетке — 150=10,8 т

Расчет количества печей:

N=(n ₁ ·n₂ /T)·24·350·K₂ ·K_mu , (1.4)

где n ₁ — количество вагонеток в печи (10); n₂ — количество изделий на одной вагонетке (150); T — срок обжига (34 часа); K₂ — коэффициент выхода готовой продукции — 0,98; K_mu — коэффициент использования печи — 0,9;

• N=(10?150/46)?24?350?0,98?0,9=241591.

139000/241591=0,6

Принимаю 1 печь.

Таблица 1.16

Ведомость оборудования

№ п/п.	Наименование оборудования	Паспорт, произ. оборудования м 3 /ч, т	Треб. час произв. м 3 /ч(т)	Требования кол-ва оборудования с уч.коэф.	Принятое кол. обор.
1	Глинорыхлитель КО-01	10 т	1,8 (2,8)	0,3	1
2	Ящичный подаватель СМ-25	5 т	1,8 (2,8)	0,6	1
3	Дезинтегратор	14 т	1,8 (2,8)	0,2	1
4	Мельница	3,5 т	1,8 (2,8)	0,8	1
5	Смеситель двухвальный	3 т	1,8 (2,8)	1,0	1
6	Пресс вертикальный вакуумный	130 шт	64 шт	0,27	1
7	Автомат-резчик	750 шт	64 шт	0,1	1
8	Автомат-садчик	120 шт	64 шт	0,6	1
9	Автомат-разгрузчик	120 шт	64 шт	0,6	1
10	Сушилка				3
11	Печь				1

4. Расчет и выбор вспомогательных объектов

Расчет глинозапасника.

Принимаю крытый глинозапасник со сроком хранения сырья 30 суток вне производственного корпуса.

Объем глинозапасника вычисляется по выражению:

, (1.5)

где Р _сут — суточная потребность в сырье, т; ? _гл — плотность глины; t — срок запаса.

V= (22/1,8)х30= 360 м ³ ,

Принят штабель шириной 6 м и высотой 6 м в здании пролетом 6 м. Тогда длина штабеля составит:

L= V/S= 360/36=10 м, (1.6)

где S — площадь сечения штабеля.

Объем глинозапасника 10?6?6 (м ³ ).

Расчет склада готовой продукции.

Склад готовой продукции для хранения керамических стеновых материалов представляет собой бетонированную площадку, обслуживаемую козловым краном.

На 1 м ² площади склада укладывается 25 штук изделий при укладке в 5 ярусов.

Для учета проходов, проездов при расчете применяют коэффициент — 1,7 при обслуживании козловым краном.

Площадь склада определится из выражения:

, (1.7)

где Q _сут — количество изделий, поступающих в сутки; Т _хр — продолжительность хранения; К ₁ — коэффициент, учитывающий потери площади; Q _н — нормативный объем изделий, на 1 м² площади, штук.

м ² .

Длина и ширина склада готовой продукции соответственно 25 и 9,8 м.

Другие вспомогательные объекты.

• административно-бытовой корпус — проектом принят АБК размерами 24х12 м;
• материальный склад — крытый 12х24 м.

1.1.6 Контроль технологического процесса и качества готовой продукции

Свойства сырьевых материалов и качество готовой продукции проектируемого предприятия должна соответствовать требованиям действующих стандартов и технических условий.

Для обеспечения качества изделий необходимо осуществлять контроль на всех стадиях производства: входной контроль сырьевых компонентов, текущий пооперационный контроль и контроль над качеством готовой продукции. Нужно привести данные о функциях заводской лаборатории, отдела технического контроля. Результаты по организации контроля сводятся в таблицу [5].

Таблица 1.17

Технический контроль качества сырья, технологического процесса и качества готовой продукции

Наименование	Предельное или номинальное значение
Материал или операция	Контролируемый параметр	Периодичность контроля	Место отбора контроля	Метод контроля и погрешность	Исполнитель
1	2	3	4	5	6
Глина	Наличие посторонних включений	1 раз в смену	Карьер	Визуально	ОТК, технолог
	Влажность	1 раз в сутки	Ящичный питатель	Весовой не более 21%, до 0,2 %	Лаборатория
	Пластичность	Не нор-ся или при переходе на другое сырьё	Карьер	Комбинированный по ГОСТ 2121.1-93;±0,1%	Лаборатория
	Химический состав,% SiO 2, Al2 O3 , Fe2 O3, CaO, MgO, SO3 , п.п.п.	Контролируется при изменении сырья	Склад глины	ГОСТ 3226-77	Лаборатория
	Удельная эффективная активность естественных радионуклидов	При изменении сырья (не реже 1 раз в месяц)	Склад глины	ГОСТ 30108-94, до 370 Бк/кг	Лаборатория
	Первичная обработка	1 раз в сутки	Дезинтегратор. Зазор между валками: по выступам-4 мм; впадинам-10мм	Щуп. Угольник 90 о класс точности 2	ОТК, технолог
	Смешивание	1 раз в смену	Глиномешалка. Зазор между концом лопасти и стеной корыта 3мм, угол лопастей 15-17 о	Щуп. Угольник 90 о класс точности 2	ОТК, технолог
	Тонкий помол	1 раз в сутки	мельница	Набор щупов	лаборатория
	Перемешивание и пароувлажнение; влажность массы — 22%	1 раз в сутки	Смеситель. Зазор между концом лопасти и стеной корыта не более 3 мм	Набор щупов	ОТК, технолог
	Размер выходного отверстия мундштука	1 раз в сутки	Пресс	Металлическая линейка	ОТК, технолог
Готовая продукция	Внешний вид	1 раз в сутки	Выставочная площадка	Линейка ГОСТ 427-75, Щуп ГОСТ 882-75	Визуально
	Длина ствола трубы	1 раз в сутки	Выставочная площадка	Рулетка ГОСТ 7502-80	ОТК
	Внутренние диаметры ствола и раструба трубы	1 раз в сутки	Выставочная площадка	Металлическая линейка ГОСТ 427-75	ОТК, технолог
	Глубина раструба трубы	1 раз в месяц	Выставочная площадка	Штангенциркуль ГОСТ 166-80	ОТК, технолог
	Толщина ствола и раструба трубы	1 раз в месяц	Выставочная площадка	Штангенциркуль ГОСТ 166-80	ОТК, технолог
	Глубина канавок	1 раз в неделю	Выставочная площадка	Штангенциркуль ГОСТ 166-80	ОТК, технолог
	Овальность ствола и раструба	1 раз в неделю	Выставочная площадка	Металлическая линейка ГОСТ 427-75	ОТК, технолог
	Конусность внутреннего диаметра раструба трубы	1 раз в неделю	Выставочная площадка	Нутромер ГОСТ 9244-75, метал. линейка ГОСТ 427-75	ОТК, технолог
	Отклонение от перпендикулярности плоскости торцов труб к их осям	1 раз в неделю	Выставочная площадка	Мет. линейка ГОСТ 427-75, Угольник ГОСТ 3749-77
	Прочность труб	1 раз в неделю	Пресс	ГОСТ 473.9-81	ОТК
	Водопоглощение			ГОСТ 473.3-81	ОТК
	Кислотостойкость труб			ГОСТ 473.1-81	Лаборатория

Поставляемая продукция должна отвечать самым высоким экологическим требованиям и международным стандартам ISO 9001-2000, ISO 14001-1996.

Трубы следует изготовлять в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическим инструкциям ГОСТ 286-82.

На наружной стороне конца ствола и на внутренней стороне раструба трубы должны иметь нарезку не менее чем из пяти канавок глубиной не менее 2 мм. На отдельных участках допускается уменьшение глубины нарезки до 1 мм при условии, что суммарная длина канавок такой глубины не превышает 50 мм. Конусность раструба по его внутреннему диаметру не должна превышать 8 мм. Отклонение по прямолинейности труб на 1 м длины ствола не должно превышать 11 мм при диаметре 150-250 мм. Отклонение от перпендикулярности плоскости торцов труб к их осям не должно превышать 4 мм при диаметре трубы 150-300 мм.

Трубы на 1 метр длины ствола должны выдерживать без разрушения внешнюю нагрузку не менее 20 кН (2000 кгс) при диаметре 150-250 мм.

Трубы должны быть водонепроницаемы и выдерживать внутреннее гидравлическое давление не менее 0,15 Мпа (1,5 кгс/см ² ).

Водопоглощение не должно превышать 8%, внутренняя и наружная поверхности труб должны быть покрыты химически стойкой глазурью, кислотостойкость труб должна быть не менее 93% и при постукивании металлическим молоточком массой 200 г должны издавать чистый недребезжащий звук [5].

1.1.7 Штатная ведомость предприятия

С учётом средней мощности завода, состав работающих принят с максимально возможным совмещением профессий.

Таблица 1.18

Штатная ведомость завода

	Наименование подразделений и профессий	Численность работающих, чел	Всего, чел
		1 смена	2 смена	3 смена
1	2	3	4	5	6
Административно-управленческий персонал
1	Директор	1	—	—	1
2	Начальник производства	1	—	—	1
3	Инженер-механик	1	—	—	1
4	Технолог	1	—	—	1
5	Секретарь	1	—	—	1
6	Уборщица	1	—	—	1
	Итого:	7	—	—	7
Планово-финансовый отдел
8	Экономист	1	—	—	1
	Итого:	1	—	—	1
Бухгалтерия
9	Главный бухгалтер	1	—	—	1
10	Бухгалтер	1	—	—	1
	Итого:	2	—	—	2
Отдел снабжения и сбыта
11	Начальник отдела	1	—	—	1
12	Агент-экспедитор	1	—	—	1
Цеховой персонал
13	Мастер цеха	1	—	—	1
	Итого:	1	—	—	1
Подготовительное отделение
14	Дежурный на питателе	1	—	—	1
15	Оператор подготовительного отделения	1	—	—	1
	Итого:	2	—	—	2
15	Рабочий смесителя	1	—	—	1
16	Оператор пресса	1	—	—	1
17	Оператор сушки	1	—	1	2
Перегрузочное и печное отделение
17	Рабочий по садке труб	1	1	—	2
18	Обжигальщик	1	1	1	3
19	Оператор разгрузчика печных вагонеток	1	1	—	2
20	Рабочий по браковке труб	2	2	—	4
	Итого:	5	5	1	15
Рабочие СГП
21	Водитель автопогрузчика	1	1	—	2
22	Крановщик	1	1	—	2
	Итого:	2	2	—	4
23	Теплотехник	1	1	—	2
24	Дежурный электрик	1	1	—	2
25	Дежурный механик	1	1	—	2
26	Слесарь технологического и транспортного оборудования	1	1	—	2
27	Слесарь по ремонту сушильных и печных вагонеток	1	1	—	2
28	Печник по ремонту футеровки печных вагонеток	1	1	—	2
29	Слесарь — сантехник	1	1	—	2
	Итого:	7	7	—	14
	Итого по заводу:				48

С учетом того, что на производстве имеются вспомогательные рабочие — 7 человек, общая численность работающих составит 55 человек.

1.1.8 Безопасность и экологичность проекта

Одним из важнейших принципов организации производства является создание безопасных и безвредных условий труда на всех стадиях производственного процесса.

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.

Мероприятия по охране труда обеспечиваются проектно-сметно-конструкторской и другой технической документацией.

Технологический процесс производства керамических труб 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 [8].

Анализ степени опасности технологического процесса при производстве керамических труб.

При производстве керамических труб в цехе формовки, сушки, обжига присутствуют вредные и опасные факторы, характеристика которых приведена в таблице 1.19.

Повышение уровня шума оказывает вредное воздействие на организм человека. Производственные процессы на предприятии в разрабатываемом проекте сопровождаются шумом, не превышающим установленные нормы. Контроль шумового воздействия на производстве осуществляется в соответствии с ГОСТ 12.1.003-83 «Шум. Общие требования безопасности» и СН 3223-85 «Санитарные нормы допустимых уровней шума на рабочих местах».

Таблица 1.19

Оценка степени опасности технологического процесса.

Наименование цеха	Наименование оборудования, тип, марка	Кол-во оборудования, шт.	Технологические параметры (t,Р и др.)	Перечень токсичных, взрывопожароопасных веществ	Кол-во людей обслуживающих оборудование	Вредные и опасные факторы
Цех формовки, сушки, обжига	Вакуумный пресс СМ-88	1	Удельное давление прессования 1,6 МПа	Отсутствуют	1	Шум, электрический ток, напряжение, движущиеся части оборудования
	Туннельная сушилка	1	t НАЧ =30-35о С t КОН =90-100о С	СО, NО 2 , пыль	3	Шум, повышенная температура воздуха рабочей зоны, электрический ток, движущиеся части оборудования, внутризаводской транспорт, нагретые стенки технологического оборудования, взрывопожароопасные вещества
	Туннельная печь	1	t ОБЖ =1100о С	СО, NО 2 , СН4	5

Производственное оборудование цеха должно соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.003-91 ССБТ «Оборудование производственное. Общие требования безопасности». Производственное оборудование должно соответствовать требованиям безопасности в течение всего срока службы. Движущиеся (вращающиеся) части производственного оборудования, являющиеся источниками опасности, должны быть ограждены сетчатыми или сплошными металлическими ограждениями в соответствии ГОСТ 12.2.062-81. Эксплуатация оборудования при снятых или неправильно установленных ограждениях запрещается ГОСТ I2.2.06I-8I. При применении сетчатого ограждения должны соблюдаться указанные в приложении 21 расстояния от опасного места до ограждения (Правила ТБ и ПС в ПСМ, часть I) [9].

По электробезопасности цех в соответствии с требованием ПУЭ относится к категории с повышенной опасностью (2 класс).

Для защиты людей от поражения электрическим током производственное оборудование должно удовлетворять следующим требования:

1) токоведущие части производственного оборудования, являющиеся источником опасности, должны быть надежно изолированы или расположены в недоступных для людей местах;

2) металлические части производственного оборудования, которые вследствие повреждения изоляции токоведущих частей могут оказаться под напряжением опасной величины, должны быть заземлены (занулены), согласно правил ТБ и ПС в ПСМ, часть I.

Размещение производственного оборудования в производственных помещениях не должно представлять опасности для персонала и должно соответствовать действующим нормам технического проектирования СНиП и правилам ТБ и ПС в ПСМ, ГОСТ 12.2.061-81.

Микроклиматические условия.

В проекте цеха производственный процесс на участках сушки и обжига оказывает негативное воздействие на качество воздуха за счет поступления теплоизбытков.

Таблица 1.20

Характеристика процессов и оборудования, влияющих на микроклиматические параметры.

Наименование цеха	Наименование оборудования	Количество оборудования, шт.	Теплоизбытки, кДж/ч	Характеристика помещения по теплоизбыткам, кДж/м 3 ч	Избытки влаги, кг/ч
Цех сушки, обжига	Туннельная сушилка	1	1388306,31	31,02	Отсутствуют
	Туннельная печь	1	1789453,81	51,78	Отсутствуют

Общее количество удельных избытков явного тепла составляет 82,8 кДж/м ³ ч, что меньше показателя, при котором устанавливается аэрационный фонарь.

Контроль температуры воздуха в цеху осуществляется согласно ГОСТ 12.1.005-88 «Воздух рабочей зоны», который устанавливает оптимальные и допустимые микроклиматические условия в зависимости от характера производственных помещений, времени года и категории выполняемой работы. Категория работ в цехе формования, сушки, обжига IIа (средней тяжести).

Таблица 1.21

Оптимальные и допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений для холодного и переходного периодов года для работ средней тяжести.

Температура воздуха, о С	Относительная влажность, %	Скорость движения воздуха, м/с, не более
оптимальная	допустимая	оптимальная	допустимая	оптимальная	допустимая
18-20	17-23	60-40	75	0,2	0,3

Для обеспечения нормальных метеорологических условий на участке формования, сушки и обжига предусмотрена теплоизоляция стенок оборудования и установка вентиляционной системы [10].

Оценка взрывопожарной и пожарной опасности. Пожарная профилактика.

В качестве топлива при работе сушила и печи для обжига кирпича используется природный газ, который считается пожаро-взрывоопасным веществом (главной составляющей частью природного газа является метан СН ₄ ).

Продукты горения природного газа (дымовые газы СО и NО₂ ) вредные вещества. Метан — газ без цвета и запаха, почти в два раза легче воздуха, является горючим и взрывоопасным, коэффициент участия во взрыве 0,5. Теплота образования — 74,8 кДж/моль, теплота сгорания — 802 кДж/моль, температура самовоспламенения — 537^о С. СО (оксид углерода (II)) — ядовитый газ без цвета и запаха, горючий легковоспламеняющийся, горит голубоватым пламенем, легче воздуха, температура кипения 81,63 К, температура плавления 68,03 К, плохо растворим в воде (2,3 объема СО на 100 объемов H₂ O при 293 К).

Теплота образования — 110,5 кДж/моль, теплота сгорания — 283 кДж/моль, температура самовоспламенения — 605^о С. NО₂ — оксид азота (IV) — бурый трудногорючий газ, получивший в промышленности название «лисий хвост», неспособный к горению на воздухе, но способный возгораться в воздухе от источника зажигания, оказывает вредное воздействие на организм человека.

Помещение цеха соответствует требованиям действующих отраслевых норм и правил (СНиП) и относиться по пожарной безопасности к категории «Г». Пожаро- и взрывобезопасность технологических процессов осуществляется в соответствии с ГОСТ 12.1.004-85 «Пожарная безопасность. Общие требования» и ГОСТ 12.1.010-76 «Взрывобезопасность. Общие требования» [12].

Охрана окружающей среды.

Данное предприятие по нанесению вреда окружающей среде и по количеству выделяемых вредных выбросов относится к 4 классу. При производстве керамических труб в туннельной сушилке и туннельной печи для обжига в качестве топлива используется природный газ. Продукты горения топлива содержат вредные вещества СО и NО ₂ , 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. 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.

1.2 Архитектурно — строительные решения

1.2.1 Район строительства

Район строительства завода по производству керамических труб — г.Аксай, Западно-Казахстанской области. Проектируемое предприятие будет возводиться на окраине города, недалеко от северного кольца при выезде из города.

Аксай и его окрестности обладают достаточной промышленной индустрией строительного направления, способных частично обеспечить необходимую конструктивную часть проекта. Не имеющийся перечень строительных материалов и конструкций будет поставляться фирмами и организациями других близлежащих городов.

Рядом с площадкой строительства проходят существующие городские сети газо-, электро-, тепло-, водоснабжение, что позволяет с наименьшими затратами подключить строящееся здание к городским коммуникациям.

Данная климатическая зона характеризуется следующими показателями:

• среднегодовая температура — 5 ?С;
• средняя максимальная температура воздуха наиболее теплого месяца — 28,6?С;
• барометрическое давление — 720 гПа
• абсолютная минимальная температура — -49°С;
• абсолютная максимальная температура — 41°С;
• продолжительность периода со средней суточной температурой воздуха <8°С — 204 сут;
• среднемесячная относительная влажность воздуха в 13 ч, наиболее холодного месяца — 71%;
• среднемесячная относительная влажность воздуха в 13 ч, наиболее теплого месяца — 46 %;
• преобладающее направление ветра за декабрь — февраль — ЮB ;
• преобладающее направление ветра за июнь — август — СЗ;
• минимальная из средних скоростей ветра по румбам за июль -__ м/с;
• максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь — 5,7м/с;
• среднемесячная температура января — -16,2 °С;
• среднемесячная температура июля — +21,2°С;
• район по давлению ветра — IV (48кгс/см ² ).

1.2.2 Разработка генеральных планов

Расположение производственного корпуса на промышленной площадке и его компоновка должны предусматривать возможность дальнейшего расширения производства. При разработке генерального плана предприятия по производству керамики решаются вопросы планировки, застройки и благоустройства территории на основе функционально-технологических связей между производственными участками, направлений основных людо- и грузопотоков, санитарные характеристики производства, природно-климатических факторов, требований экономики строительства.

Составляется схема функционально-технологической взаимосвязи между основными производственными зданиями с указанием их размеров в плане и высоты. Построение генплана предприятия ведут в соответствии с четким производственно-функциональным зонированием: предзаводская (вспомогательные здания общезаводского назначения); производственная (основные и вспомогательные цеха); подсобно-производственная (ремонтные цеха, энергетическое оборудование); транспортно-складская.

Главный вход, общезаводские здания, а также стоянка личного транспорта работающих располагаются на лицевой стороне промплощадки на пути движения основного потока людей от жилой застройки на предприятие. Заводскую лабораторию часто располагают в производственной зоне. Иногда оказываются вообще от организации, например, подсобно-производственной зоны. Зон может быть меньше, а их границы не очень четкие [9].

Дороги для автомобильного транспорта на территории предприятия проектируют по сквозной, кольцевой, тупиковой или смешанной схемам. При тупиковой схеме для разворота автомобилей устраивают специальную площадку размером 12?12м или кольцевой объезд. Ширину проездов принимают равной 6м, подъездов к зданиям — 4м; ширину проезжей части с двусторонним движением не менее 6м.

Минимальный радиус закругления дороги в плане в зависимости от категории принимается равным 12,5-20м.

Ширина ворот для автомобильных въездов принята равной 4,5-6,0 м, для железнодорожных не менее 4,9 м.

В комплекс архитектурного благоустройства керамических предприятий входит проектирование: тротуаров, спортивных площадок, стоянок для индивидуального транспорта, размещения зеленых насаждений.

Спортивные площадки и места отдыха обычно располагают на путях движения трудящихся от производственных зданий к столовым, перед входами в бытовые и рабочие помещения. Стоянки средств индивидуального транспорта размещают в предзаводской зоне.

На территории предприятий озеленяют предзаводскую площадь у главной проходной, полосы вдоль ограждения предприятия, участки, свободные от застройки у административно-бытовых зданий и помещений. Места отдыха, спорта и проч. Общая площадь озеленения предприятия строительной керамики должна составлять не менее 10-15% общей площади территории. Минимальная ширина полосы зеленых насаждений принимается: при однорядной посадке деревьев — 2 м, двухрядной — 5 м, газона — 1м, кустарника 0,8-1,2 м.

Заводы по производству керамических труб включают склады глины, отощающих и других материалов, массоподготовительное, формовочное, сушильное, обжиговое отделения, склад готовой продукции. Трубные заводы могут также иметь цеха, выпускающие черепицу, кирпичи и др.

Разработанный по этим принципам генеральный план предприятия оценивают коэффициентом плотности застройки, минимальное значение которого составляет: для трубного или кирпичного завода- 42%, для завода по производству керамической плитки и санитарно-строительной керамики-0,45 [13].

Планировочные решения генплана.

Планировочные решения приняты в соответствии с розой ветров. Участок для строительства завода принят условно с ровным рельефом и нормальными гидрогеологическими условиями [14].

По санитарным нормам данное предприятие относится к IV классу. Соответствующая этому классу санитарно-защитная зона равна 100м.

Таблица 1.22

Повторяемость направления ветра (%) в г.Аксай (СНиП 2.01.01-82)

Январь	Июль
С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ	С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ
2	1	3	48	10	7	5	24	15	6	8	22	4	9	12	24

На основе данных СНиП 2.01.01-82 «Строительная климатология» производим построение розы ветров июля и января месяцев [11].

Рисунок 1.8 Роза ветров для города Аксай

Схема генерального плана цеха составлена с учетом технологической схемы работы цеха. На территории завода расположены:

1. Производственный корпус;

2. Административно-бытовой корпус;

3. Лаборатория;

4. Склад горюче-смазочных материалов;

5. Склад для глины;

6. Склад готовой продукции;

7. Водонапорная станция;

8. Трансформаторный отдел;

9. Материальный склад;

10. Спортплощадка;

11. Автостоянка;

12. Место для отдыха;

13. Газораспределительный пункт;

14. Контрольно-пропускной пункт.

Административно-бытовой корпус и спортплощадка расположены на ветреной стороне. Переход из АБК в производственный корпус осуществляется через наземный боковой вход. Площадка перед АБК замощена тротуарной плиткой.

Глинозапасник принят вне производственного корпуса.

Транспортные связи осуществляются по предусмотренным внутризаводским дорогам с примыканием к существующим автомобильным дорогам населенного пункта. Ширина дороги принята равной 6м. Дороги на территории завода закольцованы. Для въезда на территорию приняты два въезда.

Для озеленения площадки предприятия применены местные виды древесно-кустарниковых растений с учетом их санитарно-защитных и декоративных свойств. Основным элементом озеленения площадки являются газоны.

Инженерное обеспечение завода (водоснабжение и канализация, электроснабжение, теплоснабжение) предусматривается подключением к действующим сетям населенного пункта.

Отвод поверхностных вод решен, приданием спланированным участкам и автодорогам уклонов, обеспечивающих сток воды по общему ситуационному рельефу.

Геологическое строение грунтов для строительства благоприятное.

Санитарная зона соответствует 100 метрам.

Для создания оптимальных условий труда и отдыха трудящихся во время обеденного перерыва на площадке предусмотрено озеленение и спортивная площадка.

Бытовое обслуживание работающих предусмотрено в проектируемом бытовом корпусе.

1.2.3 Объемно-планировочные и конструктивные решения

Объемно-планировочные и конструктивные решения зданий сооружений приняты с учетом максимального использования типовых сборных железобетонных конструкций заводского изготовления.

При рассмотрении объемно-планировочных решений принята во внимание средняя мощность завода и необходимость компактного производства. Производственный корпус представляет собой двухпролетное здание общей длиной 108 м. По ширине пролеты различны: один пролет — 18 м, другой — 12 м.

Высота здания до низа несущих конструкций составляет 10,8 м. оба пролета оборудованы подвесными кран-балками грузоподъемностью по 5 т. Общий строительный объем составляет 34992 м ³ .

Колонны — сборные железобетонные, фундаменты стаканного типа. Здание перекрыто железобетонными фермами перекрытия, плиты покрытия — ребристые, кровля — металлочерепица.

Первая и последняя колонны каждого ряда имеют привязку к поперечной оси 500 мм.

Шаг колонн торцевого фахверка 6м и имеет нулевую привязку к поперечной оси.

Ворота приняты размером 3,6х4,8 м, освещение осуществляется за счет ленточных оконных проемов размером 5х1,8 м.

Сечение нижней части колонн 500х600 мм для пролета L=36м и 600х800 для пролета L=24 м. колонны изготавливаются из бетона марки 300 и армируются каркасами. Колонны фахверка имеют сечение 400х400 мм и изготавливаются из бетона марки 200.

Фермы изготавливаются с предварительным напряжением нижнего пояса, марки бетона — 500.

Стеновые панели керамзитобетонные 6х1,8 м с плотностью 1100 кг/м ³ .

Административно-бытовой корпус., Глинозапасник., Склад готовой продукции, Специальные мероприятия.

• по периметру всех зданий выполняется асфальтовая отмастка шириной 1м.
• предусмотрены противопожарные мероприятия, заключающиеся в устройстве эвакуационных выходов, проходов соответствующей ширины, подъездов ко всем зданиям.
• в целях улучшения освещения и условий труда, предусматривается цветовая отделка внутренних производственных помещений с учетом физиологического воздействия на организм человека.
• уклоны на поверхности площадки принимаются: для глинистых грунтов — 0,003-0,005, для песчаных — 0,03, для мелких песков, леса — 0,01 и вечномерзлых — 0,03.

— наименее расстояние от наружных граней стен здании до ствола дерева — 5м, до кустарника — 1,5м. расстояние посадок деревьев до кроя автодороги: для деревьев — 2м, для кустарников — 1,2м. Основным элементов озеленения площадок цеха является газон.

• посуды с легковоспламеняющимися и горючими жидкостями располагаются на более низких отметках по отношению к зданиям и обнесены сплошными стенами.
• уровень полов здания выше планировочной отметки примыкающих к зданию участков на 15см.
• при благоустройстве территории площадь для озеленения из расчета не менее 3м ² на одного рабочего.

• предельный размер участков, предназначенных для озеленения 15% от территории предприятия.

1.3 Теплотехнические расчеты

1.3.1 Характеристика тепловых процессов туннельной печи

Туннельные печи являются наиболее совершенным типом печей для обжига всех видов формованных изделий и поэтому в последние годы получили широкое применение на заводах керамических изделий.

Для обжига керамических труб принята 1 туннельная печь. Туннельная печь длиной 30 м, шириной 2,95 м и высотой 1,7 м имеет три рабочие зоны (зону подогрева, зону обжига и зону охлаждения) и форкамеру. Принципиальная схема туннельной печи представлена в подразделе 1.1.4.2

Форкамера печи служит для уменьшения газообмена с окружающей средой при загрузке вагонеток в печь. Основное назначение зоны подогрева печи — окончательное удаление влаги из сырца и равномерный прогрев садки.

В качестве топлива используется природный газ. Топливо сжигается в топках, установленных в утолщенных стенах зоны обжига печи. Топливо подается с помощью горелок. Сырец в зоне обжига нагревается до температуры 1100 ⁰ С, при этом завершаются все процессы, связанные с формированием черепка.

В зоне охлаждения печи происходит остывание труб до температуры 300 ⁰ С перед выдачей вагонеток из печи, а также происходит отбор нагретого воздуха для подачи его в сушилку. В этой зоне охлаждается также и футеровка вагонеток, нагретая до высоких температур. Изделия и футеровка вагонеток охлаждаются холодным воздухом, подаваемым в печь сверху и сбоку через несколько каналов, расположенных по длине зоны охлаждения ближе к выходному каналу печи.

Печь работает по принципу противотока, то есть газы и воздух движутся навстречу вагонеткам с обжигаемыми изделиями. Движение газовых и воздушных потоков осуществляется системой вентиляторов. В зоне подогрева предусмотрена установка циркуляционных вентиляторов для интенсивного перемешивания газовых потоков с целью максимального усреднения газовой среды, т. е. для ликвидации ее расслоения и уменьшения перепада температур по сечению канала. В зоне подогрева также производится отбор дымовых газов.

Печь выполняется из стандартного красного кирпича, зона обжига изнутри футеруется шамотным кирпичом. Свод печи выполняется из красного кирпича и засыпки шлаком [15].

В дипломной работе выполнены: расчет продолжительности процесса обжига, расчет размеров рабочих зон печи, расхода топлива на технологические и непроизводственные нужды.

Расчет продолжительности обжига труб.

Исходные данные для расчета: абсолютная влажность загружаемых в печь труб (после сушилки) ? = 3%; вес сухой трубы G ₁ = 36 кг; размеры трубы: длина l = 1500 мм; диаметр d = 150 мм; толщина s = 15 мм; радиус r = 75 мм.

1) Расчеты при нагреве до 100 ⁰ С.

Определяется количество испаряемой влаги по формуле:

кг (1.8)

Определяется активная поверхность теплообмена и испарения одиночной трубы:

м ² (1.9)

Определяется количество влаги, приходящейся на 1 м ² активной поверхности, по формуле:

кг/м ² , (1.10)

При съеме влаги примерно 0,4 кг/м ² ·ч с активной поверхности F , время, необходимое для нагрева до 100⁰ С, определяется по формуле:

часов, (1.11)

2) Расчеты для периода нагрева от 100 до 950 ⁰ С.

Определяется допустимая скорость подъема температуры по формуле:

град/ч, (1.12)

где ?t _доп — максимально допустимая разность температур в теле изделия при его нагреве или охлаждении, принимаемая равной 75⁰ С; а — коэффициент температуропроводности материала, равный 40 м² /ч; S — толщина прогрева изделия, 0,015 м.

Определяется время нагрева в интервале от 100 до 850 ⁰ С по формуле:

часа, (1.13)

где t ₁ и t₂ — температура в начале и конце интервала.

3) Расчеты для периода нагрева от 850 до 1100 ⁰ С.

Принимая для этого периода ?t _доп = 25⁰ С определяется допустимая скорость подъема температуры по формуле (1.12)

град/ч

Определяется время нагрева изделия по формуле (1.13)

часа

4) Определяется время выдержки изделия при конечной температуре по формуле:

часа, (1.14)

5) Допустимая скорость охлаждения изделия в интервале температур от 1100 до 500 ⁰ С определяется по формуле (1.12) при значении ?t_доп = 55⁰ С

град/ч

Определяется время охлаждения по формуле (1.13)

часа

6) Определяется допустимая скорость охлаждения по формуле (1.12) в интервале температур от 500 до 300 ⁰ С при ?t_доп = 125⁰ С:

град/ч

Определяется время охлаждения по формуле (1.13)

часа

7)Общая продолжительность обжига изделий в печи равна суммарному времени нагрева, выдержки и охлаждения

(1.15)

Таким образом, по оптимальному режиму обжига, рассчитанному на основе допустимой разницы температур в теле изделия при его нагреве и охлаждении, общая продолжительность обжига составляет 46,22 часа.

По результатам выполненных расчетов строится график температурного режима работы туннельной печи (рисунок 1.9).

Рис. 1.9 — Температурный режим обжига труб в туннельной печи

Расчет размеров рабочих зон туннельной печи.

1)Определяется требуемая емкость печи при заданной производительности часовой производительности печи П _ч = 21 шт./ч (с учетом потерь при сушке и обжиге, указанных в подразделе 1.1.5.2) по следующей формуле:

Е _п = Р _ч ?? _общ = 21?46,22= 970,6 ; (1.16)

где ? _общ — продолжительность обжига изделий.

2) Определяется расчетная длина рабочей части обжигательного канала по формуле:

L _p = E _n ? I _в /Е _в = (970,6?3)/150 = 19,4; (1.17)

где Е _в — емкость одной вагонетки, равная 150 шт. (подраздел 1.1.5.3); I _в — габаритная длина вагонетки, равная 3 м с учетом технологических зазоров.

3) Определяется средняя скорость движения вагонеток в печи по формуле:

? _ср = L_р / ? _общ = 19,4/46,22 =0,42 м/ч (1.18)

4) Определяется суммарная длина зон нагрева и обжига печи с учетом продолжительности режимов нагрева и охлаждения изделий по формуле:

L _н = (? _но ?L _p )/ ? _общ = 28,67?19,4/46,22 = 12 м, (1.19)

где _но — продолжительность процессов нагрева и обжига, равная 28,67 часам.

5)Определяется длина зоны охлаждения печи с учетом продолжительности режима охлаждения изделий

L _ох = (?_ох ?L_p )/ ? _общ = (17,55?19,4)/46,22 = 7,4 м, (1.20)

где ? _ох — продолжительность охлаждения процесса охлаждения, равная 17,55 часам.

Расчет расхода условного топлива на технологические нужды.

Туннельная сушилка. При сушке сырца в туннельной сушилке расход теплоносителя на 1 туннель составляет 3000-10000 м ³ /час. Для расчетов туннельной сушилки примем расход теплоносителя, равный Р _т = 6500 м³ /час.

1) Определяется часовой расход теплоносителя на 3 рабочих туннеля (принятых в дипломном проекте):

Р _т,3 = 6500х3 = 19,5х10³ м³ /ч

2) Определяется суточный и годовой расходы теплоносителя:

Р _т,24 = 19500х24 = 468000 = 46,8х10⁴ м³

Р _т,год = 46,8х10⁴ х350 = 1638х10⁵ м³

Туннельная печь.

1) Определяется годовой расход газа:

Р _{м, год} = (147340х17400)/1000 = 2563716 м³

2) Определяется суточный расход газа:

Р _м,сут = (2563716/350) =7325 м³

3) Определяется часовой расход газа:

Р _м,час = (7325/24) = 305 м³

Результаты выполненного расчета сведены в таблицу 1.23.

Таблица 1.23

Расход условного топлива на технологические нужды (на сушку и обжиг изделий) завода

Наименование установки	Количество рабочих дней	Производительность установки	Расход условного топлива
		шт./ч	шт./год	часовой,	суточный	годовой
Туннельная сушилка	350	21	147340	19,5х10 3 м3	46,8х10 4 м3	1638х10 5 м3
Туннельная печь	350	21	147340	305 м 3	7325 м 3	2563716 м 3

Расчет расходов тепла на непроизводственные нужды.

К расходам на непроизводственные нужды относятся расходы тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение на заводе.

1) Определяется максимальный часовой расход тепла на отопление и вентиляцию здания по формуле:

Q _m =[aq ₀ (t _ВН — t ⁰ _Н ) +q _В (t _ВН — t ^в _Н )]?V (1.21)

Q _m =[0,95?0,36?(23 — (-25))+0,1?(23-(- 10))]?34992 = [0,342?48+3,3]?34992 = 574428 кДж/ч,

где а — коэффициент, учитывающий изменение удельной тепловой характеристики в зависимости от климатических условий, принимаемый равным 0,95 для условий Западно-Казахстанской области; q ₀ — тепловая характеристика здания для отопления, равная 0,36; t _вн — расчетная температура внутри здания, равная ( 23⁰ С); t ⁰ _н — расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления, равная (-25); q _в — тепловая характеристика здания для вентиляции, равная 0,1; t ^в _н — расчетная температура наружного воздуха для проектирования вентиляции, равная(-10); V- объем здания, равный (108?30?10,8) = 34992 м³ .

2) Определяется продолжительность отопительного сезона (с 15 октября по 15 апреля):

Т= 6?30?24 = 4320 ч

3) Определяется расход тепла на отопление и вентиляцию здания за отопительный сезон по формуле:

Q _с = Q _m ?Т= 574428 ?4320 = 2481,5?10⁶ кДж/сезон, (1.22)

4) Проектируемый трубный завод получает тепло в виде пара с городской малой ТЭЦ. Исходя из этого, определяется часовой расход пара на отопление и вентиляцию:

кг/ч, (1.23)

где Q _m — тоже, что и в формуле (1.20); i _n — энтальпия пара, поступающая в подогреватель, равная 2574; i _k — энтальпия конденсата, равная 20; ? — коэффициент полезного действия, равный 0,8.

5) Определяется расход пара на весь отопительный сезон:

(1.24)

кг/сезон,

6) Определяется расход тепла на горячее водоснабжение всех рабочих и служащих завода, работающих в 3-х сменах в сутки:

(1.25)

;

где К — коэффициент, учитывающий количество людей пользующихся душем одновременно, принимается равным 0,75; m — норма потребления горячей воды на одного человека, принимаемая равным 40-50 кг согласно санитарным нормам; n — количество людей, работающих на заводе в течение суток во всех сменах, принимаемое равным 34; c — теплоемкость воды; t _г — температура горячей воды, равная 65⁰ С; t _х.ср — средняя температура холодной воды, равная 10⁰ С.

7) Определяется суточный расход пара на горячее водоснабжение по формуле:

кг/сут, (1.26)

8) Определяется годовой расход пара на горячее водоснабжение в виде:

Р _гвг = 33х305 =11550 кг/год

Результаты выполненного расчета сведены в таблицу 1.24.

Таблица 1.24

Расходы тепла и пара на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение производственного здания

Продолжительность отопительного сезона, час	Расход тепла на отопление и вентиляцию	Расход пара на отопление и вентиляцию	Суточный расход тепла на горячее водоснабжение	Расход пара на горячее водоснабжение
	час, кДж/ч	сезон, кДж/сезон	час, кг/ч	сезон, кг/сезон		сутки, кг/сут	год, кг/год
4320	574428	2481,5х10 6	288,4	1245733	66112,5	33	11550

2. Раздел автоматики и автоматизации технологических процессов

2.1 Описание схемы автоматизации процесса охлаждения в туннельной печи

Автоматизация производства — основа развития современной промышленности, генеральное направление технического прогресса. Цель автоматизации производства заключается в повышении эффективности труда, улучшении качества выпускаемой продукции в создании условий для оптимального использования всех ресурсов производства [17].

Охлаждение обожженных труб является не менее ответственной операцией обжига, чем нагревание. При 800-750 ^о С керамические трубы находятся в тугопластическом состоянии и переходят в твердое состояние, поэтому необходимо замедлять охлаждение во избежание появления напряжений. В этом периоде при быстром охлаждении в трубе могут появиться трещины. При этом допускаемая величина температурного перепада по толще трубы не должна превышать 30^о С. Опасным периодом также считаются участок температурной кривой 650-500 ^о С в связи с обратным превращением ?- и ?-кварц. Поэтому охлаждение после 750-800 ^о С можно значительно ускорить. Допустимая скорость охлаждения на этом участке составляет 250-300°С, а после достижения трубой температуры 500°С — 500-600°С и ограничивается лишь условиями внешнего теплообмена.

После обжига готовые трубы поступают на автомат-пакетировщик, и вывозится на склад готовой продукции.

Участок пакетирования труб построен по принципу пакетной разгрузки с печных вагонеток и укладки труб без сортировки непосредственно на транспортные поддоны размером 1,5х1,5 м. в комплекте оборудования участка пакетирования готовой продукции предусмотрена упаковка труб в термоусадочную пленку.

Автоматизация технологических процессов и управления в строительной индустрии обусловливается определенными экономическим и социальными эффектами, получаемыми при ее внедрении. Экономический эффект достигается путем увеличения производительности труда, экономии сырья и энергии, повышения качества продукции. Социальный эффект возникает при улучшении условий труда, повышении уровня безопасности, квалификации и технической культуры инженеров и рабочих.

Автоматическая работа предусмотрена в трех режимах: дистанционном, автоматическом и местном. Переход от одного режима работы к другому осуществляется универсальным переключателем, расположенным на пульте управления диспетчера (поз. SA).

Местное управление производится кнопками, расположенными рядом с управляемым механизмом (поз. SB1…SB21).

Дистанционное управление производится кнопками (SB2…SB22), расположенными на пульте управления диспетчера.

В автоматическом режиме работа схемы осуществляется следующим образом.

Вагонетки с изделиями передвигаются по всей длине печи непрерывно; эту непрерывность обеспечивают следующие механизмы: передаточная тележка (поз. 4), толкатель цепной (поз. 89), толкатель гидравлический (поз.) и автомат-пакетировщик (поз. 86).

Когда передаточная тележка достигает конечного положения срабатывает исполнительный механизм толкателя М1, при этом поршень толкателя двигает вагонетку внутрь печи. Как только толкатель выдвигается во всю длину, срабатывает конечный выключатель (поз. 2а), который посылает сигнал на обратный ход реверсивного двигателя толкателя М1. После того как вагонетка полностью входит во внутреннее пространство печи, с другого конца печи выталкивается крайняя в ряду вагонетка, при этом она заезжает на цепной толкатель, срабатывает исполнительный механизм М9 и толкатель зацепляет вагонетку с изделиями.

После того, как вагонетка зацеплена, срабатывает конечный выключатель (поз. 8а), который посылает сигнал на двигатель М9 для перемещения вагонетки. Одновременно посылается сигнал на включение двигателя пакетировщика М8. Перемещаясь, толкатель проталкивает вагонетку на следующий технологический передел — пакетирование. Когда толкатель достигает конечного положения, срабатывает конечный выключатель (поз. 10а), который в свою очередь посылает сигнал на обратный ход ИМ толкателя М9. После достижения пакетировщиком начального положения, срабатывает конечный выключатель (поз. 7а), который посылает сигнал на отключение ИМ М8. Как только толкатель возвращается в исходное положение, срабатывает конечный выключатель (поз. 9а), посылающий сигнал на отключение ИМ М9.

Основным регулируемым параметром является температура теплоносителя. В первом отсеке производится выброс отработанных дымовых газов. В нем расположены вентиляторы, отвечающие за рециркуляцию воздуха. Интенсивность их работы зависит от интенсивности работы ИМ М7, отвечающего за подачу газа из магистрали непосредственно в туннельную печь. Рядом с ИМ М7 расположен расходометр топлива (поз. 6а).

Температура во втором отсеке контролируется термометрами (поз. 13а…28а), сигнал от которых поступают в программную регулятор (поз. 92б).

Так как печь является объектом с большой емкостью, то для обеспечения необходимого технологического режима подача пара и воздуха осуществляется в 50 различных точках и контроль протекания необходимого теплового режима осуществляется с помощью 40 термопар в характерных точках печи. Вследствие того, что высокой точности регулирования не требуется, для поддержания заданного режима используется только два многоточечных потенциометра. Сигнал с термопар поступает на обегающие устройства, которые последовательно подключают каждую термопару с определенным периодом. Потенциометр на основе полученной информации вырабатывает регулирующее воздействие, которое также через обегающие устройства поступает на соответствующие исполнительные механизмы клапанов подачи топлива и воздуха, изменяя их подачу в необходимом соотношении.

Применение совместной работы термопар и многоточечных потенциометров имеет высокий экономический эффект.

При отклонении температуры в печи от заданной в регуляторе вырабатывается регулировочное воздействие, которое подает сигнал на включение исполнительного механизм М7. От основной магистрали топлива идут трубопроводы, отвечающие за равномерную подачу газа по всей длине второго отсека. Они оборудованы ИМ М13…М44. Воздух для процесса горения подается во второй отсек в горячем виде из третьего отсека вентилятором М11. В третьем отсеке происходит равномерное охлаждение вагонеток с изделиями. Охлаждение производится путем подачи холодного воздуха в систему трубопроводов, оборудованных вентилями ИМ М44…М53. Холодный воздух в трубопроводы подается вентилятором М10. Работа вентилятора зависит от давления в трубопроводе от температуры воздуха внутри третьего отсека. Температура в третьем отсеке контролируется термометрами (поз. 29а…38а), сигнал от которых поступают в программный регулятор (поз. 93б).

При отклонении температуры от заданной, в регуляторе вырабатывается регулировочное воздействие, которое посылает сигнал на включение ИМ М10.