Производство ограждающих конструкций

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Содержание

Введение

1. Обоснование технологии производства

2. Обоснование способа тепловой обработки

3. Расчет ограждающих конструкций установки

4. Определение основных габаритов установки

5. Теплотехнический расчет

6. Циклограмма работы оборудования

7. Гидравлический расчет

8. Использование теплоты вторичных теплоносителей

9. Мероприятия по охране труда и окружающей среды

Список использованной литературы

Введение

В целях сокращения сроков распалубки железобетонных конструкций и сдачи их под нагрузку строители всегда стремились ускорить твердение бетона. Этот вопрос приобрел особую актуальность при изготовлении бетонных и железобетонных изделий в заводских условиях, так как предприятия заинтересованы в максимальном использовании производственных площадей и в сокращении сроков изготовления изделий.

На заводах ЖБИ нашли широкое распространение следующие виды тепловой обработки бетонных и железобетонных изделий; пропаривание в камерах периодического или непрерывного действия при нормальном атмосферном давлении и температуре 60-100°С; запаривание в автоклавах при температуре насыщенного водяного пара 175-190°С и давлении 0,9-1,3 МПа; нагрев в закрытых формах с контактной передачей тепла бетону от различных теплоносителей через ограждающие поверхности форм; электропрогрев бетона; прогрев в электромагнитном поле, а также с использованием солнечной энергии.

Тепловая обработка бетонных и железобетонных изделий является одним из наиболее длительных и ответственных процессов в технологии их производства. Сущность ее состоит в том, что при повышении температуры до 80-100°С скорость реакции гидратации вяжущих веществ увеличивается.

Тепловая обработка бетонных и железобетонных изделий проводится до достижения распалубочной, отпускной, а для предварительно напряженных изделий передаточной прочности.

Под распалубочной прочностью подразумевается необходимая прочность бетона, по достижению которой возможны выемка изделия из формы без повреждений и безопасное транспортирование к месту хранения.

Отпускная прочность бетона согласно ГОСТ 13015 должна быть не менее: 50% для изделий из бетона классов B15 и выше; 70% для изделий из бетона классов В12,5 и ниже; 100% для изделий из бетонов автоклавного твердения.

Для предварительно напряженных изделий достигают передаточной прочности бетона, которая необходима к моменту передачи на него усилий предварительного натяжения.

Так как железобетонные изделия разнообразны по своим размерам, составу, свойствам, способам формования, требованиям к виду и качеству поверхности, применяются различные установки тепловой обработки. Эти установки отличаются по принципу действия - периодические и непрерывные.

К установкам периодического действия относятся ямные камеры, автоклавы, кассетные установки и кассетные формы. К установкам непрерывного действия относятся туннельные, щелевые, вертикальные камеры, камеры прокатных станов.

В качестве теплоносителя широкое распространение получили пар и паровоздушная смесь, а также подогретый и увлажненный воздух.

При применении в качестве источника теплоты электроэнергии нагрев изделия осуществляют при непосредственном прохождении электрического тока через бетон или при помощи различных нагревателей и излучателей.

Ямные камеры периодического действия - полностью или частично заглублены в пол или напольные. Основными элементами являются стенки, пол с канализацией для стока, крышки с гидравлическим затвором и система паропроводов с запорной и регулировочной арматурой для подачи пара в камеру.

Камеры работают по определенному циклу, в течение которого изделия предварительно проходят все три этапа тепловой обработки - разогрев, изотермический прогрев и охлаждение.

Тепловую обработку в автоклавах применяют для производства бетонных изделий на основе известково-кремнеземистых вяжущих, цементно-песчаных, смешанных вяжущих с использованием отходов промышленности (золы и шлаки ТЭС, доменные шлаки, горелые породы и т.д.), также изделий из ячеистых бетонов.

Особенность твердения в автоклавах заключается в том, что при давлении насыщенного пара равном 0.9-1.3 МПа вода сохраняется в жидкой фазе при температуре 175-190°С, благодаря чему создаются благоприятные условия процесса твердения бетона.

При тепловой обработке железобетонных изделий в кассетных установках прогрев бетона осуществляется контактно-кондуктивным способом путем подачи теплоносителя (пара, горячей воды, разогретого масла и др.) в тепловые отсеки (в бортах и поддоне форм, в стендах, в кассетных установках) или размещения в этих отсеках электронагревателей. При тепловой обработке изделий в кассетных установках с использованием в качестве теплоносителя пара необходимо периодически удалять из тепловых отсеков конденсат, накопление которого приводит к нарушению заданного режима тепловой обработки.

Туннельные камеры непрерывного действия это горизонтальные туннели, в которых по рельсовому пути передвигаются вагонетки с изделиями. Загружают и выгружают вагонетки с изделиями с помощью портальных подъемников и снижателей. Туннельные камеры выполняют, как правило, многоярусными (от 1 до 6 ярусов). Теплоносителем может быть пар, а также паровоздушная смесь, подогреваемая в калориферах. Камеры имеют три зоны: подъема температуры, изотермического прогрева и охлаждения. Зоны отделены одна от другой тепловыми воздушными завесами. Туннельные камеры применяют главным образом при конвейерном способе производства. Торцовые сечения камеры должны быть предохранены как от выбивания горячей паровоздушной смеси из верха камеры в цех, так и от засасывания холодного воздуха из цеха в нижнюю часть камеры, помимо воздушных завес, снабжаются гибкими шторами.

Щелевые камеры имеют несколько иную форму, их высота в 4-6 раз меньше ширины. Они оборудованы системами пароснабжения и электронагревателями. Эффективность этих камер обусловлена меньшими потерями тепла.

В вертикальных камерах изделия в формах-вагонетках специальными подъемниками сначала перемещают вверх через различные зоны тепловой обработки, затем опускают вниз и выгружают из камеры. В вертикальных камерах используют естественное расслоение пара и воздуха по высоте. В верхней части, где находится пар, температура поддерживается около 100°С. Нижняя часть камеры, заполненная паровоздушной средой, температура которой при опускании изделий снижается до 30-35⁰С. Вертикальные камеры, по сравнению с многоярусными туннельными, имеют в 5-6 раз меньший объем, более низкий расход пара (100-120 кг/м3).

1. Обоснование технологии производства

Бетонные и железобетонные изделия и конструкции изготовляют на специальных заводах или полигонах. Технологический процесс складывается из следующих последовательно выполняемых операций: приготовления бетонной смеси, изготовления арматуры и арматурных каркасов, армирования железобетонных изделий, формования, тепловлажностной обработки и декоративной отделкой лицевой поверхности изделий. Панели наружных стен в зависимости от конструкций могут подвергаться дополнительной операции - укладке в панель теплоизоляционного материала при сборке отдельных скорлуп или формовании изделий.

Организация выполнения этих основных технологических операций и их техническое оформление в современной технологии сборного железобетона осуществляются по трем принципиальным схемам, причем ведущим признаком служит способ формования изделий. По методам формования различают также и предприятия, например завод «кассетный», конвейерный или с поточно-агрегатной технологией. При выборе технологии производства следует учитывать возможность получения наилучшего управления структурообразованием бетонной смеси.

По способу и организации процесса формования могут быть выделены три схемы производства железобетонных изделий.

1. Изготовление изделий в неперемещаемых формах. Все технологические операции - от подготовки форм до распалубки готовых отвердевших изделий - осуществляются на одном месте. К этому способу относятся формование изделий на плоских стендах или в матрицах, формование изделий в кассетах.

2. Изготовление изделий в перемещаемых формах. Отдельные технологические операции формования или отдельный комплекс их осуществляются на специализированных постах. Форма, а затем изделие вместе с формой перемещаются от поста к посту по мере выполнения отдельных операций.

В зависимости от степени расчлененности общего технологического комплекса формования изделий по отдельным постам различают конвейерный, имеющий наибольшую расчлененность, и поточно-агрегатный способы. Последний отличается тем, что ряд операций (укладка арматуры и бетонной смеси, уплотнение смеси, а в некоторых случаях и ряд других) выполняется на одном посту. При конвейерном способе большинство операций формования проводят на определенном посту; они составляют технологическую линию.

3. Непрерывное формование, возникшее сравнительно недавно, но весьма зарекомендовавшее себя как способ, отличающийся наиболее высокой производительностью труда, минимальной металлоемкостью и не сравнимо высоким объемом продукции на единицу производственной площади предприятия. Способ непрерывного формования изделий осуществляется на вибропрокатном стане.

Согласно заданию для курсового проектирования требуется разработать режим тепловлажностной обработки железобетонных перегородок.

Обладая большой прочностью, огнестойкостью и влагоустойчивостью, железобетонные перегородки имеют весьма широкую область применения; в железобетонных каркасных зданиях они могут быть несущим элементом каркаса, в каменных зданиях - могут служить местным брандмауэром, в жилых домах - пригодны для изолирования ванных, душевых и других сырых помещений.

В качестве местных брандмауэров и ограждений высокой прочности могут применяться перегородки толщиной в 80 мм с одиночной арматурой. Дверной проём в такой перегородке ограждается рамой из железного уголка (75*50*4 мм), который связывается с арматурой перегородки; к уголку привинчивается деревянная дверная коробка. Опалубка для этой перегородки может ставиться только с одной стороны. После бетонирования обе описанные перегородки оштукатуриваются сложным раствором.

Толщина перегородок, назначаемых для ванных и уборных, может быть уменьшена до 50 мм. В них к основному каркасу из 8-10-миллиметровых стержней с большими клетками размером 40-50 см привязывается сетка, на которую с двух сторон наносится штукатурный намет раствором 1:4 без всякой опалубки.

В данном курсовом проекте способом производства перегородок будет конвейерный способ производства.

Конвейерный способ характеризуется следующими признаками: максимальное расчленение технологического процесса на операции, выполняемые на отдельных рабочих постах; перемещение форм и изделий от поста к посту с регламентированным ритмом. Изделия в процессе обработки передаются конвейерным устройством пульсирующего действия, автоматически при этом создаются условия более полной синхронизации.

Конвейерный метод организации производства характеризуется принудительным ритмом, т.е. перемещение формуемых изделий осуществляется в строгой последовательности через одни и те же формовочные посты, с определенной заданной скоростью передвижения. Это требует в качестве важнейшего условия комплексную механизацию операции с применением автоматического технологического оборудования. Обычно для межоперационного транспорта применяют механизированные транспортные средства линейного типа - тележечные конвейеры, состоящие из определенного числа поддонов-тележек, которые перемещаются тяговой цепью по рельсовым путям.

Параллельно линии формования, но обычно в обратном направлении, осуществляется термовлажностная обработка изделий. В зависимости от вида устройства для тепловой обработки изделий конвейерные линии выполняют с камерами многоярусного, щелевого и ямного типов, а также с пакетирующими устройствами для бескамерной тепловой обработки изделий в термоформах. Линии также могут различаться в зависимости от формовочного оборудования. Как правило, каждая конвейерная линия специализируется на выпуске одного вида изделия.

Конвейерный метод производства железобетонных изделий позволяет добиться комплексной механизации и автоматизации технологических процессов изготовления изделий, значительного повышения производительности труда и увеличения выпуска готовой продукции при наиболее полном и эффективном использовании технологического оборудования. Применение этого метода рационально при массовом выпуске изделий по ограниченной номенклатуре с минимальным числом типоразмеров.

Конвейерным способом изготавливают, главным образом, стеновые панели. Технологическая линия для изготовления стеновых панелей состоит из постов очистки, смазки формы, установки арматурных изделий, формования изделий, вибрирования, поста предварительного выдерживания и непосредственно тепловой установки, где изделие подвергается тепловой обработке.

Согласно условию курсового проекта ритм производства составляет 20 минут.

Зададимся размерами выпускаемого изделия в соответствии с действующими нормами. В соответствии с СТБ 2173-2011 «Панели стеновые внутренние бетонные и железобетонные для зданий» примем следующие размеры: длина ширина толщина

С помощью тепловой обработки индустриальных изделий сборного железобетона продуктами сгорания природного газа можно в 4-6 раз уменьшить расход технологического топлива, снизить себестоимость изделий, улучшить их качество, а также условия труда рабочих и условия эксплуатации оборудования.

Технологическая схема производства

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

2. Обоснование способа тепловой обработки

Твердение железобетонных изделий может происходить в естественных условиях при нормальной температуре и в условиях тепловой обработки (искусственные условия твердения). Тепловая обработка, позволяющая ускорить твердение бетонной смеси, является, непременной операцией при заводском изготовлении железобетонных изделий.

Для формирования структуры бетона особенно важным являются влажностные условия твердения, поэтому во многих случаях следует отдать предпочтение тепловлажностной обработке железобетонных изделий (пропариванию и запариванию).

При конвейерной схеме производства тепловую обработку железобетонных конструкций (фундаментных блоков) преимущественно в установках непрерывного действия. К ним относятся туннельные, щелевые и вертикальные камеры. Туннельная камера непрерывного действия представляет собой горизонтальный туннель, в котором по рельсовому пути движутся вагонетки с изделиями. Длина камеры зависит от производительности конвейера, числа ветвей и продолжительности цикла тепловой обработки. Загружают и выгружают изделия передаточными тележками, которые передвигают вагонетку с изделием к камере, находящейся ниже уровня земли за пределами цеха. Вагонетки передвигают от одного поста к другому с помощью толкателей; при поступлении изделия в соответствующую ветвь камеры поезд передвигается на один пост и с противоположного конца камеры выходит вагонетка на передаточную тележку. Основной недостаток туннельных камер - большие потери теплоты через торцы. Для предохранения от выбивания горячей паровоздушной среды в цех и подсоса холодного воздуха в камере устанавливают воздушные завесы. Удельный расход пара в туннельных камерах непрерывного действия около 200 кг на 1 м³ бетона.

Тепловую обработку железобетонных изделий проводят до достижения бетоном прочности около 70% проектной, что позволяет транспортировать изделия на строительную площадку и монтировать конструкции из них.

Пропаривание при нормальном давлении производят в камерах периодического или непрерывного действия, оно является наиболее экономичным способом тепловой обработки.

Устанавливать режим тепловлажностной обработки изделий требуется в соответствии с ТКП 45-5.03-13-2005 «Изделия бетонные и железобетонные сборные. Правила тепловлажностной обработки» пункт 7.23. Обработка изделий будет проводиться в двухветвевой туннельной камере. Энергоносителем являются продукты сгорания газа.

Отличительная особенность тепловой обработки изделий в камерах непрерывного действия состоит в том, что формы-вагонетки с изделиями перемещаются вдоль камеры, проходя при этом три зоны с различными температурно-влажностными параметрами: зону предварительного выдерживания, зону активной тепловой обработки и зону остывания.

В горизонтальных камерах непрерывного действия температурные зоны должны быть разделены. Для разделения зон рекомендуется применять механизированные шторные разделители, а при их отсутствии - воздушные завесы или шторы из теплостойкой резины.

Согласное техническому кодексу, установки для тепловой обработки бетонных и железобетонных изделий в среде продуктов сгорания природного газа (ПСПГ) включают следующие элементы: камеру тепловой обработки; теплогенераторы; системы газоснабжения, вентиляции, обеспечения безопасной работы теплогенераторов. Каждая камера тепловой обработки оборудуется одним или несколькими теплогенераторами типа ТОК-1 или ТОК-1А. В данном курсовом проекте в качестве теплогенератора принимается ТОК-1В.

Объем бетона в камере, в случае колебания коэффициента заполнения полезного объема камеры, принимается по максимальному расчетному значению.

Продолжительность активного периода тепловой обработки (время работы теплогенератора) определяется как суммарная продолжительность периодов нагрева и изотермического выдерживания.

Расчетное значение требуемого количества теплогенераторов округляется до большего целого числа. В рассматриваемом случае будет достаточно одной установки, ввиду малой массы топлива требуемой для сжигания.

Изделия после формования необходимо выдержать до начала тепловой обработки не менее 3 ч при температуре окружающего воздуха не ниже 10°С. При температуре бетонной смеси 20°С время предварительного выдерживания - 2 ч, при температуре 40°С - 1 ч.

Скорость подъема температуры среды в камере, как и при пропаривании, может быть постоянной, постоянно возрастающей, ступенчатой. Чем ниже относительная влажность среды, тем выше может быть скорость подъема температуры, и при постоянном ее значении может быть увеличена для тяжелых и легких конструкционных бетонов до 30-40°С/ч, для конструкционно-теплоизоляционных бетонов - до 40-50°С/ч, для мелкозернистых бетонов - до 20-30°С/ч. При большей скорости подъема температуры среды для мелкозернистых бетонов после прогрева изделий до 30°С-40°С выдерживание следует предусмотреть в течение 1-1,5 ч.

Время подъема температуры среды в камере до 80°С-90°С должно быть не менее 1,5 ч при толщине изделий до 300 мм и не менее 2,5 ч - при толщине изделий более 300 мм.

Температура теплоносителя на выходе из теплогенератора должна быть не более 160°С.

Режим тепловой обработки: предварительная выдержка вне камеры - 2 ч, подъем температуры - 3.5 ч, изотермическая выдержка при температуре 85^оС - 6.5 ч, охлаждение - 2 ч. Итого имеем, что общая длительность тепловой обработки составит 12 часов

Примем для расчета 3 смены, продолжительность каждой - 8 часов. На 4 часу смены происходит перерыв на обед, длительностью 30 минут. Ввиду особенностей поддержки рабочей способности камеры, количество рабочих дней составит 248.

Зададимся величиной производительности.

Производительность в год в будет определяться по формуле:



Производительность в час

Переведем в количество изделий:

Количество установок - принимаем одну одноярусную одноветвевую туннельную камеру. В дальнейшем будут рассчитаны основные её габариты.

3. Выбор ограждающих конструкций

Важную роль при тепловой обработке выполняет выбор ограждающих конструкций установки. От правильно выбранной ограждающей конструкции зависит качество тепловой обработки.

Для расчета используем метод последовательных приближений.

Исходные данные:

Стенка камеры представляет собой конструкцию из бетона, пеностекла и стали.

Слой пеностекла определяется из расчета в соответствии с критерием из условия

Принимаем не учитываем в расчете толщины слоя пеностекла.

Тогда:

К расчету принимаем .

1. Принимаем

Определяем температуру:

Для найденной температуры определяем значения и и сравниваем с принятым значением:

2. Принимаем

Определяем температуру:

Для найденной температуры определяем значения и и сравниваем с принятым значением:



3. Принимаем

Определяем температуру:

Для найденной температуры определяем значения и и сравниваем с принятым значением:



4. Принимаем

Определяем температуру:

Для найденной температуры определяем значения и и сравниваем с принятым значением:

5. Принимаем

Определяем температуру:

Для найденной температуры определяем значения и и сравниваем с принятым значением:

6. Принимаем

Определяем температуру:

Принимаем

4. Определение основных габаритов установки

Расчет размеров рабочего пространства установок зависит от режима работы - периодического или непрерывного действия. Как выше отмечалось, применяемые установки в рамках данной рассматриваемой задачи, а именно, туннельные камеры, относятся к установкам непрерывного действия.

Количество изделий, подвергаемых тепловой обработке одновременно:

Количество изделий, находящихся одновременно в камере:

Требуемое количество камер:

Длина камеры:

где - длина формы:

Таким образом:

Ширина камеры:

где - ширина формы, на 0.3м шире изделия, м,

Высота камеры:

где - расстояние от пола установки до верха изделия, 0.3 м;

- высота формы с изделием,

где - высота изделия, 0.16 м;

- высота дна формы, 0.2 м.

м.

- высота колес, 0.12м;

- высота рельса;

Тогда:

м.

Длина зоны предварительной выдержки изделий вне камеры:

м.

Длина зоны нагрева изделий:

где - длительность периода нагрева изделий;

м.

Длина зоны изотермической выдержки:

где - длительность периода изотермической выдержки;

м.

Длина зоны охлаждения:

где - длительность периода охлаждения;

м.

5. Теплотехнический расчет

Тепловой расчет камеры позволяет определить максимальный часовой расход теплоты на камеру, удельный расход теплоты на единицу объема изделий в плотном теле и др.

Тепловой баланс составляется отдельно для периода подъема температуры и изотермического выдерживания.

Теплотехнический расчет тепловой установки для тепловой обработки включает в себя:

1) расчет количества теплоты на нагрев;

2) тепловой баланс установки.

Исходные данные.

Состав бетона на 1 :

портландцемент М400

щебень

песок

вода

Средняя плотность бетона

Средний коэффициент теплообмена

Коэффициент теплопроводности бетона

Толщина изделия

Характерный размер изделия

Объем изделия 1.09

Температура изделия до поступления в камеру

Скорость подъема температуры в камере

Продолжительность режима подъема температуры

Температура режима изотермического прогрева

Продолжительность периода изотермического прогрева

Определение расхода тепла на нагрев изделий

Для обеспечения заданного режима подъема температур в камере необходимо знать расход тепла на нагрев изделий и форм в этот период. Стеновые панели относятся к телам 1 группы, которая включает в себя изделия у которых два любых измерения «бесконечно велики» по отношению к третьему. В расчете такие тела рассматриваются как неограниченная пластина.

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

тогда удельная теплоемкость бетона:

2. Вычисляем коэффициент температуропроводности бетона:

и величину:

3. Вычисляем величину А, принимая во внимание, что :

4. Вычисляем критерии и :

5. Для найденных значений и по приложению 3 методических указаний находим .

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

6. По приложению 1 при известном , находим для пластины.

Тогда удельный расход тепла на нагрев бетона:

7. Расход тепла на нагрев изделия:

8. По номограмме в приложении 4 для известных значений найдем температуру поверхности бетона t(R;2) для пластины при определим по приложению 4 значение разности температур между поверхность бетона и средой, величину откуда:

и температуру центра панели , имеем по приложению 4 значение: , откуда:

9. Определим среднюю температуру изделия в конце периода подъема температур:

10. Средняя температур бетона за весь период подъёма температур равна:

11. За весь период подъёма температуры изделие будет иметь:

12. По графикам в приложении 5 находим, что при , В/Ц=0.45 и марке цемента 400 тепловыделение 1кг цемента составит , а для 1 бетона:

13. Определяем среднюю температуру изделия в конце периода изотермической выдержки. Для этого по номограмме в приложении 6 находим для известных величин

находим при и при

14. Температура центра панели без учета экзотермии в конце изотермической выдержки:

а температура поверхности:

15. Средняя температура изделия в конце периода изотермический выдержки:

16. Средняя температура изделия за весь период изотермической выдержки равна:

17. Определяем количество градусо-часов за период изотермического прогрева:

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

19. По приложению 2 находим, что для полученных градусо-часов, и марки цемента 400 тепловыделение 1кг цемента составит , а для 1 бетона:

20. Вычисляем m по формуле:

21. Удельный расход тепла в период изотермической выдержки:

22. Расход тепла в этот период на изделие:

Тепловой баланс установки

Тепловой баланс различен для установок периодического действия и непрерывно действующих. Основное отличие состоит в том, что в установках периодического действия ограждающие конструкции камер нагреваются и охлаждаются в каждом цикле их работы, а непрерывно действующие работают в квазистационарном тепловом состоянии. Поэтому в первом случае теплота затрачивается на нагрев конструкций, а во стором - эта статья отсутствует. Статьи баланса изменяются от исходного значения температуры окружающей среды . Баланс может быть составлен относительно и ( - температуры среды в цехе). В последнем все приходные статьи баланса, содержащие разность , обращаются в ноль и из баланса исключаются.

Период нагрева.

Расходные статьи теплового баланса

1. Теплота нагрева материала

2. Теплота нагрева форм и транспортных средств:



- температура поверхности бетона в конце периода подъема температуры

3. Теплота нагрева подсасываемого воздуха в установку:

4. Теплота отводимая с конденсатом:

- средняя удельная объёмная теплоемкость газовой смеси

- выход продуктов горения при сжигании 1кг топлива

- температура отходящих газов

В - расход топлива за цикл тепловой обработки

5. Теплопотери через ограждающие конструкции

6. Неучтенные потери

Приходные статьи теплового баланса

Теплота, вносимая продуктами сгорания газа

Составляем уравнение теплового баланса:

1.004*V*41.5=106741.07+109350+415737+28411.49+4.016*V+37620,46

+1,004*V

V = 677859.56/36.646=18497.50 м³

Удельный расход продуктов сгорания:

Часовой расход продуктов сгорания:

Приходные статьи	Расходные статьи
№	Наименование статьи	кДж	%	№	Наименование статьи	кДж	%
1	Теплота вносимая теплоносителем	268863	100	1	Теплота нагрева материала	106741,07	43.1
				2	Теплота нагрева формы	109350	44.2
				3	Теплота нагрева подсасываемого воздуха	527,33	0.2
				4	Теплота отводимая с конденсатом	1283.25	0.23
				5	Теплопотери через ограждающую конструкцию	2811,49	3.19
				6	Неучтенные потери	2431,23	9.09
	Итого	268863	100		Итого	270944.37	100

Период изотермической выдержки

Расходные статьи теплового баланса

1. Теплота нагрева материала

2. Теплота отводимая с конденсатом:

3. Теплопотери через ограждающие конструкции

4. Неучтенные потери

Приходные статьи	Расходные статьи
№	Наименование статьи	кДж	%	№	Наименование статьи	кДж	%
1	Теплота вносимая теплоносителем	40557.3	72.23	1	Теплота отводимая с конденсатом	193.575	0.34
				2	Теплопотери через ограждающие конструкции	52827,84	93.13
2	Теплота нагрева материала	15591.36	27.77	3	Неучтенные потери	3702.96	6.53
	Итого	56149.16	100		Итого	56724.38	100

Знак «-» в расходной статье «Теплота нагрева материала» говорит о том, что не требуется вноса теплоносителя в камеру в период изотермической выдержки. При составлении таблицы теплового баланса данная статья переносится в приходные с изменением знака на противоположный.

7. Аэродинамический расчёт

Аэродинамический расчет трубы

1. Исходные данные:
№	Наименование показателя	Обозн.	Ед. изм.	Значение
1	Суммарная мощность котельной	Q	КВт	202
2	Расчетная температура наружного воздуха	Тв	C	16
3	Температура отводимых газов max (паспорт)	Тг	C	40
4	Температура воздуха, окружающего дымоход	Тов	C	16
5	Коэф. теплопередачи стенок дымохода	Кст	квт/м2гр.С	4,64
6	Высота трубы	Н	м	1
7	Длина горизонтального участка	L	м	0.5
8	Скорость ветра в теплый период	Wв	м/с	20
9	Коэф. Трения для газохода			0,02
10	Аэродинамический коэф. Помещения	а		0,1
11	КПД котельной установки	?		0,92
12	Диаметр горизонтального участка	Dг	м	0,335
13	Диаметр вертикальной трубы	Dт	м	0,335
14	Коэффициент избытка воздуха горелки	б		1,2
15	Объемная теплоемкость дымовых газов	Сг	КВт/м3грС	5,018
16	Низшая теплота сгорания топлива	Qн	ккал/нм3	8000

2. Расход топлива котельной:

23.54нм3/час;

3. Удельный объем продуктов сгорания:

10.72м3/нм3;

4. Нормативный объем продуктов сгорания:

253.19 нм3/ч;

5. Остывание дымовых газов:

0.1227C/м;

теплотехнический гидравлический ограждающий тепловой установка

6. Средняя температура дымовых газов

37.548 C;

7. Фактический секундный объем продуктов сгорания:

0.08 м3/сек;

8. Скорость газов на горизонтальном участке:

0.4541 м/с;

9. То же, на вертикальном участке

0,91 м/с;

10. Удельный вес газов на горизонтальном участке:

1.17кг/м3;

11. То же на вертикальном участке:

1.18кг/м3;

12. Коэффициенты местных сопротивлений:

Вид	внезапн. сужен.	внезапн. расш.	повор. 90гр	расшир. с повор. 90гр	тяго прерыв	тройник	выход из трубы
						проход	повор.
КМС	0,3	0,43	0,9	1,2	0,5	0,5	1,5	1,5
к-во на гор. уч-ке	0	0	1	1	0	0	0	0
к-во на верт. уч-ке	0	0	0	0	0	0	0	1

13. Потери давления на горизонтальном участке:

0.033 мм.в.ст;

14. Потери давления на вертикальном участке:

0.163 мм.в.ст;

15. Полное аэродинамическое сопротивление газового тракта: 0.196 мм.в.ст;

16. Самотяга дымовой трубы:

1 .303 кг/м2;

17. Вывод: самотяга газового тракта превышает аэродинамическое сопротивление на:1.107 мм.в.ст.

8. Использование теплоты вторичных теплоносителей

Промышленность строительных материалов представляет собой энергоемкую отрасль. Например, если заводы машиностроительной промышленности расходуют в среднем на технологические нужды около 10% всего расхода тепловой энергии, то предприятия строительной индустрии соответственно 50-55%. Поэтому использование теплоты, выбрасываемой в атмосферу с отходящими газами печей, сушилок, конденсата пропарочных камер, - один из важных вопросов, стоящих перед отраслью.

Существенный резерв экономии топлива - использование вторичных энергетических ресурсов (ВЭР), которые возникают в технологии производства строительных изделий. Экономия таких ресурсов может осуществляться двумя путями. Первый путь предусматривает повышение энергетического КПД технологических тепловых установок - сушилок, печей, пропарочных камер и т.п. В результате улучшения организации технологического процесса, условий тепло- и массообмена, режимов работы тепловых установок, применения эффективной теплоизоляции, снижения массы ограждающих конструкций, совершенствования процессов сжигания топлива значительно повышается КПД процесса тепловой обработки. Второй путь предполагает использование ВЭР, позволяющее экономить общий расход тепловой энергии по предприятиям строительной индустрии.

Здесь излагается использование вторичных энергетических ресурсов, образующихся при работе тепловых установок. Для тепловых установок, применяющихся в строительной индустрии, энергосодержащими отходами являются отработанные газы печей и сушилок, конденсат, отбираемый от пропарочных камер (конденсат от автоклавов используется при перепуске самими автоклавами), и теплота выгружаемой продукции.

Экономическая целесообразность использования вторичных энергетических ресурсов (ВЭР) определяется их температурным уровнем, тепловой мощностью и непрерывностью выдачи. Температура отходящих газов печей строительной индустрии составляет 373-473 К и только температурный уровень отходящих газов керамзито-обжигающих вращающих печей составляет 700-770 К. Температура конденсата пропарочных камер 330-350 К. Температура отходящих газов сушильных установок 310-350 К. В зависимости от температурного уровня различают ВЭР высокопотенциальные (570… 1500 К) и низкопотенциальные (360… 500 К).

Высокопотенциальные ВЭР - это уходящие газы металлургических печей, шлаки металлургических производств, уходящие газы газотурбинных установок компрессорных станций магистральных газопроводов, отходящие газы туннельных и вращающихся печей, вагранок, используемых в технологии производства строительных материалов. Высокопотенциальные ВЭР используют на нагрев воздуха, поступающего для горения топлива, для получения горячей воды и пара в котлах-утилизаторах.

Низкопотенциальные ВЭР -это отработавший производственный пар паровых машин (молотов, прессов), нагретая вода после технологического оборудования, производственный конденсат, газы температурой до 500 К после технологических агрегатов, воздух, удаляемый из промышленных зданий, где имеют место значительные теплопоступления от технологического оборудования, а также промышленные стоки (сточные воды).

Отработавший производственный пар используют на технологические нужды, для теплоснабжения, выработки электроэнергии, а также комбинированно для теплоснабжения, выработки электроэнергии и получения холода.

Использование отработавшего пара для технологических целей весьма разнообразно и решается в каждом конкретном случае индивидуально с учетом особенностей и режимов работы технологического оборудования.

Объем отходящих газов, например от туннельных печей для обжига строительной керамики производительностью 30 млн. шт. кирпича в год, составляет около 20000 м³ в час с температурой 390 К- С этими отходящими газами выбрасывается около 3100000 КДж тепловой энергии. Тепловая энергия, выбрасываемая одной пропарочной камерой с конденсатом при тепловлажностной обработке 20 м³ бетона за 10 ч подачи пара, составляет около 2 200000 КДж и т.д.

Следовательно, количество выбрасываемой теплоты при обработке материала очень велико.

В связи с возрастающим потреблением искусственного холода одним из перспективных путей является комплексное использование отработавшего пара для теплохладоснабжения. Пар после технологического агрегата транспортируется через фильтр по паропроводу. В летний период пар направляется в абсорбционную холодильную машину, обеспечивающую холодом потребителя. Зимой пар поступает в теплообменник и нагревает сетевую воду для теплоснабжения потребителя. Такая схема позволяет использовать отработавший пар круглогодично.

В промышленных зданиях с большими теплопоступлениями от технологического оборудования целесообразно организовать утилизацию теплоты удаляемого воздуха. Эту теплоту можно использовать для подогрева приточного воздуха в системах зданий, где теплопоступлений нет. Разность температур между удаляемым и приточным воздухом невелика, вследствие чего площадь поверхности и металлоемкость теплообменников-утилизаторов получаются большими. Вместе с тем, утилизационные устройства окупаются за 2…3 года. Для утилизации теплоты могут быть использованы рекуперативные пластинчатые теплообменники, регенеративные вращающиеся теплообменники, теплопередающие трубы, а также устройства с промежуточным теплоносителем. Теплопередающие трубы изготавливают в различном конструктивном исполнении. Их размещают в кондиционерах, приточно-вытяжных агрегатах, воздуховодах.

9. Мероприятия по охране труда и окружающей среды

Энергоносители при использовании в технологическом процессе производства сборного железобетона увлекают в атмосферу, почву и ближайшие водоёмы углекислый газ, пыль, тела и механические взвеси, а также технологические отходы бетона и железобетона в виде некондиционных и бракованных изделий.

Для решения этой проблемы на заводе разработана и внедрена установка, узлы которой уже прошли эксплуатационные испытания. Тепло уходящих газов от котельных установок, работающих нa природном газе, используется в контактных аппаратах, включенных в замкнутый контур теплоснабжения. Дымовые газы из котла подаются в контактный аппарат, где они охлаждаются до температуры 30-40°С и отводятся в атмосферу, а вода нагревается до 60-70°С и подается на теплообменник и дозатор, после чего она поступает в систему отопления и на бойлеры горячего водоснабжения. Затем вода поступает на контактно-поверхностные агрегаты вентиляции и воздушного отопления, где охлаждается до 20-30°С, после чего поступает в бак-аккумулятор, а оттуда насосом подается на повторный цикл.

Конденсат от тепловых агрегатов через локальную очистку поступает в аккумулятор, оттуда на технические нужды завода.

Значительные объёмы неочищенных сточных вод в настоящее время сбрасываются в водоёмы, чем наносится ущерб водным ресурсам. Одним из путей решения этой проблемы является очистка этих вод на предприятиях или группе предприятий. Разработана и по узлам испытана система очистки промышленных сточных вод, обеспечивающая необходимое качество их для сброса в открытые водоёмы или для технических нужд предприятия.

При подаче цемента от цементовозов до ёмкостей и из ёмкостей до бункеров бетоносмесительных цехов происходит загрязнение атмосферы аспирационным воздухом.

Запыленный воздух направляется в корпус фильтра через нижнюю его часть. Пыль задерживается на фильтрующей ткани, а обеспыленный воздух удаляется через камеру очищенного воздуха в выпускной трубопровод.

Расход воздуха для продувки составляет 0,1-0,2% от количества очищенного воздуха. Нормальная продолжительность работы рукава находится в пределах 8000-10000 часов. Таким образом, решаются две задачи, охрана воздушного бассейна и сохранение дорогостоящего строительного материала (цемента).

Серьёзным вопросом является также утилизация некондиционных железобетонных изделий. Объём выхода некондиционных железобетонных изделии на заводе составляет 0,2-0,5%. Часть этих изделий реализуется в народном хозяйстве. Остальная часть из-за специфичности их формы не имеет потребителей. Для извлечения из изделия металла и щебня, пригодного для подстилающего слоя дорожных покрытий, насыпей и т.д., существуют технические комплексы.

Технический комплекс состоит из опорной рамы, грузоподъёмного устройства с затворами, системы транспортеров, дробилки, накопительных бункеров. Комплекс перерабатывает некондиционные железобетонные и бетонные изделия.

Администрация предприятия обязана создавать условия и обеспечивать соблюдение всеми работниками правил внутреннего трудового распорядка. Допуск посторонних лиц на территорию предприятия, в производственные помещения и на рабочие места запрещен. На предприятиях должны проводиться следующие виды инструктажей: вводный; первичный на рабочем месте; повторный; внеплановый; текущий.

На участке тепловой обработки железобетонных изделий должны предусматриваться мероприятия, исключающие паровыделения и сброс продуктов сгорания природного газа в воздух рабочий зоны, в частности, герметизацию камер сгорания, поддержание в них разрежения, устройство вытяжной вентиляции с удалением вредных веществ в атмосферу. В цехах, где находятся тепловлажностные установки, обязательно устанавливают приточно-вытяжную вентиляцию.

Установки, имеющие передаточные тележки, толкатели, снижатели, подъёмники, для безопасности работы оборудуются блокировкой движения, синхронизированной с открытием проёмов, механических штор.

Температура нагретых поверхностей оборудования и ограждений камер тепловой обработки на рабочих местах не должна превышать 35°С. Управление формовочным оборудованием должно быть дистанционным с размещением пультов управления в непосредственной близости к постам формования в звукопоглощающих кабинах.

Список использованной литературы

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

3. Мартемьянова Э.Н. Теплотехника и теплотехническое оборудование технологии строительных материалов и изделий: Учеб. пособие. - Омск: Изд-во СибАДИ, 2007. - 97с.

Размещено на allbest.ru