2.3. Технологическая часть

2.3.1. Состав и содержание

Разработка технологической части дипломного проекта заключается в обоснованном выборе и проектировании тепловых установок автоклавов, пропарочных камер, печей и т.д., а также вспомогательного оборудования: вентиляторов, насосов, конденсаторов и т.д.

Конечной целью разработки теплотехнической части дипломного проекта являются расчет потребности проектируемого предприятия в энергетических ресурсах, определение удельных затрат по этим параметрам и выявление КПД установок.

Из выбираемых тепловых установок, технологический расчет проводится только для одной, основной, выбираемой руководителем проекта.

Остальные тепловые установки, встречающиеся в технологических системах производства, подбираются по производительности из альбомов, каталогов или типовых проектов.

Технологическая часть дипломного проекта состоит из раздела расчетно-пояснительной записки и графической части.

В раздел расчетно-пояснительной записки входит следующее:

А. Расчет и описание выбранной основной установки:

1. Анализ условий тепло- и массообмена;

2. Определение режима тепловой обработки;

3. Описание конструкций установки;

4. Описание работы установки и ее обслуживание;

5. Расчет размеров рабочей камеры;

6. Тепловой расчет;

7. Аэродинамический расчет;

8. Организация теплотехнического контроля и составление задания на автоматическое регулирование установки.

Б. Описание остальных тепловых установок дипломного проекта.

Краткое обоснование выбора установок.

В. Определение расхода тепла на непроизводственные нужды предприятия.

Если в разрабатываемом проекте тепловая обработка материала отсутствует, то теплотехническая часть проекта должна составлять 25-30 листов пояснительной записки.

Графическая часть теплотехнического раздела дипломного проекта составляет 1 лист стандартного формата.

2.3.2. Расчет и описание основной тепловой установки.

В данном разделе необходимо дать характеристику и размеры полуфабриката или материала, который должен быть подвергнут тепловой обработке, а также описание физико-химических процессов при тепловой обработке со ссылкой на литературные источники и опыт, полученный на работе и преддипломной практике. Далее необходимо выбрать режим тепловой обработки, произвести его анализ по литературным источникам и уточнить по режимам аналогичных, наиболее передовых предприятий. График выбранного режима тепловой обработки вычерчивается и помещается в тексте пояснительной записки.

2.3.3. Анализ условий тепло- и массообмена;

Необходимо описать теорию тепло- и массообмена, охарактеризовать применение влагосодержания материалов в период тепловой обработки; рассмотреть зависимость конечного влагосодержания от способа подвода тепла и методов тепловой обработки. Привести графики, описывающие тепло- и массообмен, их математическую зависимость.

2.3.4. Определение режима тепловой обработки;

При определении режима тепловой обработки необходимо сделать расчет критериальной зависимости и по результатам определить время прогрева изотермической выдержки и охлаждения материала, сравнить его с данными, рекомендуемыми нормативными материалами, а также с практическими, достигнутыми на передовых предприятиях. По анализу полученных результатов принять режим тепловой обработки, который нужно построить графически и приложить к пояснительной записке.

2.3.5. Описание конструкций установки;

Описание установки следует делать после выполнения чертежей. Здесь надо дать лишь самые необходимые пояснения к чертежам, а именно: способы загрузки сырьем или полуфабрикатами, подачи топлива, золоудаления, а также способы подачи и отбора теплоносителя.

2.3.6. Описание работы установки и ее обслуживание

Кратко изложить мероприятия для поддержания заданного теплового режима. Указать рабочие места для обслуживания установки и их организацию.

2.3.7. Расчет размеров рабочей камеры

Расчет размеров рабочей камеры тепловой установки начинают с определения режима работы, который устанавливается по нормам на проектирование для соответствующих предприятий.

Исключение составляют агрегаты, ввод и режим которых занимает длительное время (20-30 дней).

Режим работы таких агрегатов планируется круглосуточным - по непрерывной рабочей неделе.

Для автоклавов, сушки, пропарочных камер, туннельных печей делают эскиз садки изделий, который также прикладывается к пояснительной записке.

Эскиз садки должен быть выполнен с соблюдением условий устойчивости, равномерной газонепроницаемости, использования рабочего объема установки. По установленному ранее режиму, времени пребывания материала в тепловой установке устанавливают габариты рабочей камеры.

Проведенные расчеты дают возможность получать конечные данные, а именно съем продукции с единицы объема или площади установки и сопоставить их с показателями аналогичных агрегатов на наиболее передовых предприятиях.

Для установок тепловлажностной обработки для наиболее рационального пароснабжения следует выполнить специальные расчеты, составить графики расхода пара, выбрать необходимые паровые аккумуляторы.

Например, для пропарочных камер, прежде, чем определять их общее количество, подбирают число камер, из которых составляют блок. Если в этом блоке предусмотреть постоянный расход пара по времени, а общее число камер по заводу установит кратным числу камер в блоке, то в этом случае весь расход пара на тепловлажностную обработку по заводу будет также постоянным.

Для обеспечения постоянного расхода пара в блоке камер необходимо, чтобы время подогрева изделий в камере до максимальной температуры пропаривания укладывалось целое число раз в общем время цикла тепловлажностной обработки.

Это условие достигается путем варьирования в пределах допустимого времени на подогрев, выдержку и охлаждение изделий.

Полученное число, указывающее, сколько раз время подогрева укладывается в цикл работы камеры, определяет количество камер в блоке для организации наиболее рационального снабжения завода паром на теплотехнические нужды. Далее, изменение емкости камер, необходимо общее количество камер на заводе предусмотреть кратным числу камер в блоке и организовать параллельную разводку пара по блокам.

Для автоклавных установок необходимо учесть все возможности: применить простой перепуск, установить дополнительную емкость – аккумулятор, с тем, чтобы уменьшить неравномерность расхода пара во времени на нужды автоклавирования.

Все эти мероприятия необходимы для определения в дальнейшем наиболее рациональной системы пароснабжения и минимального расхода пара на теплотехнические нужды завода.

2.3.8. Тепловой расчет

Основными данными для теплового расчета служит определенный ранее режим тепловой обработки материала.

Тепловой расчет начинают с выбора материала для ограждающих конструкций, для чего подбирают необходимую по типовому сопротивлению толщину стен, крышек, сводов и т.д. широко используя при этом теплоизоляционные материалы.

При проектировании ограждающих конструкций необходимо учитывать, что наружная температура ограждения тепловых установок из условий экономического расхода тепла и соблюдений правил техники безопасности не должна превышать 30-40⁰С.

Далее выбирают способ подвода тепла к материалу и теплоноситель и рассчитыват процесс горения топлива. После расчета процесса горения составляют тепловой баланс установки.

Тепловой баланс состоит из двух частей – приходной и расходной. Он составляется на определенную базу, в качестве последней могут быть использованы или период времени, в течении которого работает установка, или единица вырабатываемой продукции.

Тепловой баланс для тепловой обработки железобетонных изделий составляется на всю установку. Тепловой баланс для печей сначала составляется позонно, начиная с зоны охлаждения. По балансам отдельных зон составляется сводный баланс на всю установку. Полученный расчетом баланс сводится в таблицу 2.9.