Диплом
Організація сушіння деревини та ТзОВ на базі камер СПЛК-2.
Зміст
Загальна частина
1.1 Вступ
1.2 Коротка характеристика підприємства
1.3 Обґрунтування теми проекту
5
6
7
Розрахунково-технологічна частина
Технологічний розрахунок
Тепловий розрахунок
Аеродинамічний розрахунок
Опис технологічного процесу сушіння
Розрахунок завантажувально-розвантажувального, транспортного обладнання
і кількості робітників
Розрахунок площі сушильного цеху
8
12
26
32
44
49
Будівельно-монтажна частина
3.1 Визначення складу виробничих, допоміжних і побутових приміщень
3.2 Коротка характеристика будівельних огороджень
3.3 Розрахунок об’єму приміщень цеху
51
51
53
Енергетична частина
Розрахунок витрат силової електроенергії
Розрахунок витрати електроенергії на освітлення
Розрахунок витрат електроенергії на вентиляцію. Сумарна витрата
електроенергії
Розрахунок витрати теплоти (пари) на технологічні потреби
Розрахунок витрати пари на опалення і вентиляцію
Розрахунок витрати пари на побутові потреби
Розрахунок загальної витрати пари на технологічні, побутові потреби,
опалення і вентиляцію
55
56
58
59
59
60
60
Охорона праці і протипожежний захист
Виробнича санітарія
Техніка безпеки
Протипожежний захист
61
62
64
Економічна частина
6.1 План виробництва по сушильному господарству
6.2 Розрахунок вартості матеріалів
6.3 Розрахунок вартості електроенергії, пари і води
6.4 Розрахунок вартості основних фондів сушильного господарства
6.5 Розрахунок амортизаційних відрахувань і затрат на поточний ремонт
6.6 Баланс робочого часу одного робітника у рік
6.7 Розрахунок тарифного фонду заробітної плати робітників
6.8 Розрахунок річного річного фонду заробітної плати цехового персоналу
6.9 Розрахунок річного фонду заробітної плати робітників
6.10 Розрахунок виплат із фонду матеріального заохочення
6.11 Кошторис витрат по сушильному господарству
6.12 Розрахунок техніко-економічних показників сушильного господарства
66
66
66
67
67
68
68
69
69
69
71
72
Література 73
1 Загальна частина
1.1 Вступ
Одним із факторів підвищення якості пиломатеріалів є сушіння –
обов’язковий етап технологічного процесу деревообробного виробництва. В
галузі сушіння деревини за останні 10 років досягнуті певні успіхи:
збільшилась потужність камерного сушіння за рахунок введення в
експлуатацію вітчизняної і зарубіжної техніки; організоване серійне
виробництво збірно-металевих камер періодичної дії СПМ-2К, УЛ-1, УЛ-2,
безперервної дії СП-5КМ, з аеродинамічним підігрівом повітря УРАЛ-72; на
лісопильно-деревообробних підприємствах майже в 2 рази зменшилась
кількість низькопродуктивних камер, старих типів (Грум-Гржимайло, Пекар)
і відповідно збільшився процент використання камер нових і
реконструйованих типів; підвищився рівень механізації завантажувальних і
транспортних робіт на деревообробних підприємствах запроваджені нові
лінії сушіння з підвищеною висотою штабелів.
Одночасно із збільшенням потужностей камерного сушіння пиломатеріалів
на підприємствах значно підвищилась якість висушуваного навчальними
закладами виконано ряд теоретичних і експериментальних досліджень, які
направлені на обґрунтування оптимальних умов процесу сушіння деревини,
вимог і вихідних даних для розробки нових сушильних камер і обладнання.
ЦНДІМОДом видані “Руководящие технические материалы по технологии
камерной сушки древесины”, в розробці яких брали участь майже всі
науково-дослідні інститути і вищі навчальні заклади. Їх впровадження
дало можливість більш чітко керувати процесом сушіння і забезпечити
високу якість висушеного матеріалу.
Поряд з досягнутими успіхами в галузі сушіння деревини все ще є
недоліки і не вирішені питання, об’єми сушіння не в повній мірі
задовільняють потреби в сухих пиломатеріалах. Якість сушіння
пиломатеріалів на деяких підприємствах знаходиться на недостатньо
високому рівні. Спостерігається покороблення деревини, перехід із
високих в більш низькі сорти, нерівномірність висихання пиломатеріалів
по об’єму штабеля. Не вистачає потужностей машинобудування для
централізованого виготовлення сушильних камер та спеціального
уніфікованого сушильного обладнання.
Терміни проектування, виготовлення і випробовування у виробничих умовах
нових високопродуктивних сушильних камер і сушильного обладнання дуже
великі. На підприємствах часто затримуються терміни монтажу і введення в
експлуатацію нових конструкцій сушарок.
1.2 Коротка характеристика підприємства
ТзОВ „Вест-Вуд” засновано 7 вересня 2001 року. Засновниками є громадяни
україни і Ізраїлю. Підприємство знаходиться по вул. Данила Галицького
119, смт. Ворохта, Яремчанська міська рада, Івано-Франківської області.
Українсько-ізраїльське підприємство займається переробкою і реалізацією
деревини. До складу підприємства входять цехи:
1. Цех по виготовленні зрощених дверних рам.
2. Механічний цех.
3. Сушильне господарство.
4. сортувальний майданчик.
Підприємство випускає дошка-вагонка, дошка для підлоги, зрощений дверний
брус і плінтус.
1.3 Обґрунтування теми проекту
Сушильне господарство ТзОВ „Вест-Вуд” складається із камер періодичної
дії, які є фізично зношені і потребують великих затрат на капітальний
ремонт.
Через те проектом передбачено будівництво нового сушильного цеху на базі
камер СПЛК-2. Проектом також передбачено установку ліфтів–підйомників
для формування і розформування штабелів, установку системи САР, яка
дозволить автоматично регулювати параметри режиму сушіння.
Кількість камер і необхідного обладнання буде визначена в технологічному
розрахунку.
2. Розрахунково – технологічна частина
2.1. Технологічний розрахунок
Таблиця 2.1
Специфікація пиломатеріалів, які підлягають сушінню
№ п/п Характеритика матеріалу Порода Розміри Призначення Вологість, %
Річний об’єм сушіння, м3
Т, мм Ш, мм Д, м
Wп Wк
1 Пиломатеріали обрізні Ялина 32 80 3,25 Спортивний інвентар 70 10
2000
2 Заготівки Ялиця 40 100 6,5 Столярні вироби 60 10 1500
3 Пиломатеріали необрізні Ялина 50 Різна 6,0 Спортивний інвентар 90 10
1500
?Ф=5000
2.1.1 Вибір режимів сушіння
Залежно від вимог, які ставлять до якості висушених пиломатеріалів, вони
можуть висушуватися режимами різних категорій за температурним рівнем:
м’якими (М), нормальними (Н), форсованими (Ф) і високотемпературними
(ВТ).
Вибір режимів сушіння здійснюється згідно ГОСТ 19773-84, залежно від
породи, товщини і призначення. Режими сушіння для заданих в специфікації
пиломатеріалів і заготовок подано в табл. 2.2.
Таблиця 2.2.
Режими сушіння
Порода Товщина пиломатеріалів, мм Номер і індекс режиму Номер ступені
режиму сушіння Зміна вологості на кожній ступені режиму, % Параметри
режиму
tс, 0C ?t, 0C ?
Ялина 32 3-Н 1
2
3 70-35
35-25
25-10 79
84
105 6
11
32 0,77
0,62
0,27
Ялиця 40 4-Н 1
2
3 65-35
35-25
25-10 75
80
100 5
10
30 0,80
0,64
0,29
Ялина 50 5-Н 1
2
3 90-30
30-20
20-10 73
77
96 5
9
28 0,80
0,66
0,31
2.1.2 Розрахунок тривалості сушіння і обороту камери
Розрахунок тривалості сушіння в камері періодичної дії при
низько-температурному процесі фактичного і умовного матеріалу з
врахуванням початкового нагріву і тривалості термовологообробок
визначають за формулою:
, год, (2.1)
де ?вих – вихідна тривалість власне сушіння пиломатеріалів заданої
породи і розмірів нормальним режимом від початкової вологості Wп=60% до
кінцевої Wk=12% у камерах реверсивною циркуляцією середньої
інтенсивності, год.;
Ар, Ац, Ав, Ак, Ад – поправочні коефіцієнти, які враховують: категорію
режиму сушіння Ар, інтенсивність циркуляції – Ац ; початкову і кінцеву
вологість – Ав; якість сушіння – Ак; довжину матеріалу – Ад.
Розрахунок тривалості сушіння зводимо в таблицю 2.2.
Таблиця 2.2.
Розрахунок тривалості сушіння і обороту камери
Характеристика пиломатеріалів Категорія якості Категорія режиму, сушіння
Тривалість сушіння, ?вих год. Коефіцієнти ?суш ?об діб
Порода Т, мм Ш, мм Вологість
Ар Ац Ав Ак Ад год діб
Wп Wk
Ялина 32 80 70 10 ІІ Н 68 1,0 0,65 1,21 1,15 1,0 61,5 2,5 2,6
Ялиця 40 100 60 10 ІІ Н 84 1,0 0,73 1,11 1,15 1,0 78,2 3,2 3,3
Ялина 50 Різна 90 10 ІІ Н 105 1,0 0,79 1,36 1,15 1,0 129,7 5,4 5,5
Умовний
матеріал (сосна) 40 150 60 12 ІІ Н 88 1,0 0,75 1,00 1,15 1,0 76,4 3,2
3,3
2.1.3 Перерахунок об’єму фактичного пиломатеріалу в об’єм умовного
За умовний матеріал беруть соснові обрізні дошки товщиною 40 мм,
шириною 150 мм, довжиною, що перебільшує 1 м, які висушуються за ІІ
категорією якості від початкової вологості 60% до кінцевої 12%
нормальними режимами.
Об’єм висушених пиломатеріалів, заданих в специфікації Ф (м3),
перераховується в об’єм умовного матеріалу У за формулою:
У=Ф·К, м3ум, (2.2)
де Ф – об’єм фактичного пиломатеріалів, який підлягає сушінню, м3; К –
коефіцієнт перерахунку
К=К? · Ке, (2.3)
К? – коефіцієнт тривалості обороту камери
, (2.4)
де ?об.ф. – тривалість камерооброта при сушінні фактичного матеріалу, в
добах; ?об.у. – тривалість камерооборота при сушінні умовного матеріалу,
в добах; Ке – коефіцієнт місткості камери.
, (2.5)
де Еум – місткість камери в умовному матеріалі; Еф – місткість камери в
фактичному матеріалі; ?ум – коефіцієнт об’ємного заповнення штабеля
умовним матеріалом; ?ф – коефіцієнт об’ємного заповнення штабеля
фактичним матеріалом.
Перерахунок фактичного об’єму матеріалу в об’єм умовного матеріалу
зводимо в табл. 2.4
Таблиця 2.4.
Перерахунок фактичного об’єму пиломатеріалів в умовний
Характеристика пиломатеріалів Тривалість камерообороту, діб Коефіцієнти
Об’єм пиломатеріалів
Порода Т, мм Ш, мм ?об.у. ?об.ф. К? ?ум ?ср Ке Заданий Ф, м3 В умовному
матеріалі
Ялина 32 80 2,6 3,3 0,787 0,399 0,438 1,097 2000 1726,6
Ялиця 40 100 3,3 3,3 1,00 0,438 0,438 1,0 1500 1500
Ялина 50 Різна 5,5 3,3 1,666 0,316 0,438 1,386 1500 3463,4
?Ф=5000 ?У=6690
2.1.4 Розрахунок продуктивності камери в умовному матеріалі
Річну продуктивність камери в умовному матеріалі визначають за
формулою:
, м3 ум/рік, (2.6)
де 335 – тривалість роботи камери в рік, діб; ?об.ум. – тривалість
камерооборота при сушінні умовного матеріалу; Г – габаритний об’єм в
усіх штабелів в камері:
, м3 (2.7)
де L, B, H – відповідно габаритна довжина, ширина, висота штабеля, м; m
– кількість штабелів в камері; ?ум. – коефіцієнт об’ємного заповнення
штабелю умовним матеріалом.
Г=6,5?1,8?2,6?2=60,84 м3.
м3 ум/рік.
2.1.5 Розрахунок необхідної кількості сушильних камер
Необхідна кількість сушильних камер визначають за формулою:
, шт (2.8)
– загальний об’єм умовного матеріалу визначено з табл.2.4.; Пу – річна
(планова) продуктивність однієї камери в умовному матеріалі.
шт.
Взята кількість камер визначається округленням до ближнього цілого
числа.
Приймаємо до будівництва 3 камери СПЛК-2.
2.2 Тепловий розрахунок
2.2.1 Вибір розрахункового матеріалу
Проектні організації за розрахунковий матеріал беруть, як правило,
соснові обрізні дошки товщиною 25 мм, шириною не менше 180 мм,
початковою вологістю 80%, а кінцевою залежно від призначення.
В дипломному проекті за розрахунковий матеріал приймають матеріал, який
найшвидше висихає із заданої специфікації.
Згідно заданої специфікації найшвидше висихає ялина:
Т=32мм, Ш=80мм, Д=3,25м, Wп=70%, Wk=10%, ?суш=61,5 год=2,5 доби,
?об.ф.=2,6 доби.
2.2.2 Визначення параметрів агента сушіння на вході в штабель
Параметри агента сушіння на вході в штабель визначаються за допомогою
Id – діаграми. Точку 1, яка характеризує параметри агента сушіння на
вході в штабель знаходять по параметрах другої ступені режиму сушіння
розрахункового матеріалу (t1,?1) значення параметрів агента сушіння на
вході в штабель заносимо в таблицю 2.5
Таблиця 2.5
Параметри агента сушіння на вході в штабель.
№ Назва Позначення Одиниця вимірювання Значення
1 Температура t1 0C 84
2 Відносна вологість ?1 – 0,62
3 Вологовміст d1 г/кг 338
4 Тепловміст (ентальпія) I1 кДж/кг 980
5 Парціальний тиск Pn1 Па 35500
6 Густина ?1 кг/м3 0,84
7 Питомий об’єм V1 м3/кг 1,58
8 Температура мокрого термометра tm 0C 70
22.2.3 Розрахунок кількості випаруваної вологи
2.2.3.1 Маса вологи, що випаровується з 1 м3 деревини
, кг/м3, (2.9)
де ?ум – умовна густина розрахункового матеріалу, ?ум=400кг/м3; Wn, Wk –
початкова і кінцева вологість розрахункового матеріалу.
кг/м3.
2.2.3.2 Маса вологи, що випаровується за час одного камерообороту
Моб.кам.=М1м3•Е, кг/об. кам., (2.10)
де Е – місткість камери в щільних м3.
Е=Г•?ф, м3, (2.11)
де Г – габаритний об’єм всіх штабелів у камері, м3.
Г=6,5?1,8?2,6?2=60,84 м3.
?ф – коефіцієнт об’ємного заповнення штабеля фактичним матеріалом,
?ф=0,356.
Е=60,84?0,399=24,27 м3.
Моб.кам.=223,2?24,27=5417,0 кг/об.
2.2.3.3. Маса вологи, що випаровується в камері за секунду
, кг/с, (2.12)
де ?вл.суш. – загальна тривалість сушіння розрахункового матеріалу без
врахування тривалості початкового нагріву і термовологообробок
, год. (2.13)
год.
кг/сек.
2.2.3.4 Розрахункова кількість випаровуваної вологи
Мр=Мс?х, кг/с, (2.14)
де х – коефіцієнт нерівномірності швидкості сушіння; х=1,2.
Мр=0,028?1,3=0,036 кг/с.
2.2.4 Розрахунок об’єму циркулюючого агента сушіння і його параметрів на
виході з штабеля
Об’єм циркулюючого по матеріалу агента сушіння визначається за
формулою:
, м3/с, (2.15)
де ?шт. –розрахункова швидкість циркуляції агента сушіння через штабель,
м/с, ?шт..=2,5 м/с; Fж.п.шт. – живий перетин штабеля, тобто площа вільна
для проходу агента сушіння, м2.
, м2, (2.16)
де n – кількість штабелів в площині, перпендикулярній до напряму
циркуляції агента сушіння, n=1; l i h – довжина і висота штабеля, м; ?в
і ?Д – відповідно коефіцієнти заповнення штабеля по висоті і по довжині.
.
.
Fж.п.шт.=1?6,5?2,6(1-1,0·0,56)=7,43 м2.
Vц=2,5?7,43=18,6 м3/с.
2.2.4.1 Маса циркулюючого по матеріалу агента суміші за секунду
, кг/с. (2.17)
кг/с.
2.2.4.2 Питома витрата циркулюючого агента сушіння на 1 кг випаруваної
вологи
, кг/кг вол. (2.18)
кг/кг вол.
2.2.4.3 Вологовміст агента сушіння на виході зі штабеля
, г/кг. (2.19)
г/кг.
Інші параметри агента сушіння на виході зі штабелю визначають за
допомогою побудови ліній процесу сушіння на Id – діаграмі (рис.2.1).
Точку 1, яка характеризує стан агента сушіння на вході в штабель,
знаходимо за t1, ?1. Точку 2, яка характеризує параметри агента сушіння
на виході зі штабелю, знаходимо на перетині ліній І=const (I1=I2) , яка
виходить з точки 1, з лінією d2=const.
Рис. 2.1 Схема побудови лінії процесу сушіння на Id -діаграмі
Таблиця 2.6
Параметри агента сушіння на виході з штабеля
№ Назва Позначення Одиниця вимірювання Значення
1 Температура t2 0C 80
2 Відносна вологість ?2 – 0,13
3 Вологовміст d2 г/кг 341
4 Тепловміст (ентальпія) I2 кДж/кг 980
5 Парціальний тиск Pn2 Па 35750
6 Густина ?2 кг/м3 0,85
7 Питомий об’єм V2 м3/кг 1,56
8 Температура мокрого термометра tm 0C 70
2.2.5 Розрахунок припливно – витяжних каналів
2.2.5.1 Питома маса свіжого і відпрацьованого повітря
, кг пов/кг вип.вол., (2.20)
де d0 – вологовміст свіжого повітря, г/кг при t=200C, ?=60%, d0=10-12
г/кг.
кг пов/кг вип.вол.
2.2.5.2 Об’єм свіжого і відпрацьованого повітря
, м3/с, (2.21)
, м3/с, (2.22)
де V0 – питомий об’єм свіжого повітря, V0 = 0,87 м3/кг,
V0=3,03?0,036?0,87=0,094 м3/с;
V2=3,03?0,036?1,56=0,17 м3/с.
2.2.5.3. Площа перетину припливно-витяжних каналів
м2, (2.23)
де ?кан – швидкість руху агента сушіння в каналах, ?кан=5м/с.
м2;
м2.
Розмір сторони квадрата припливно-в итяжних каналів визначаємо
за формулою:
, м. (2.24)
Припливний канал
.
Витяжний канал
2.2.6. Розрахунок витрати теплоти на сушіння
2.2.6.1. Витрата теплоти на початковий нагрів 1м3 деревини.
Для зимових умов.
, кДж/м3, (2.25)
де ? – фактична густина розрахункового матеріалу. Визначається по
діаграмі густини. ? =690 кг/м3 при ?ум.=400 кг/м3 , Wпоч.=70%.
с(+); с(-) – відповідно питома теплоємність деревини при додатній і
від’ємній температурі. При визначенні питомої теплоємності деревини
середню температуру деревини беруть:
, ?С,
, ?С,
де t0 – зимова температура для місця будівництва сушильного цеху; tнаг
–температура початкового нагріву, t0=-200С, tнаг.=940С.
,
с(-)=2,2 кДж/кг 0С,
,
с(+)=3,0 кДж/ кг 0С.
? – скрита теплота плавлення льоду, ?=335 кДж/ кг,
Wг.р.=18%,
Для середньорічних умов.
, кДж/ кг, (2.26)
де t0 – середньорічна температура деревини, t0=70C.
,
,
с(+)=3,0 кДж/ кг 0С,
.
2.2.6.2 Питома витрата теплоти при початковому прогріванні на 1 кг
випаровуваної вологи
Розраховується окремо для зимових і середньорічних умов:
кДж/кг,
кДж/кг.
2.2.6.3 Загальна витрата теплоти на камеру при початковому прогріванні.
, кВт, (2.28)
де ?пр – тривалість прогріву, год.
Приймають орієнтовано для пиломатеріалів м’яких хвойних порід (літом
1…1,5, а зимою 1,5…2 год на кожний см товщини матеріалу для
пиломатеріалів м’яких листяних порід (береза, вільха, осина, та ін.))
час прогрівання збільшується на 25%, а для твердолистяних – на 50%.
год.
год.
кВт;
кВт.
2.2.6.4 Розрахунок витрат теплоти на випаровування вологи
Питома витрата теплоти на випаровування вологи в лісосушильних камерах
з багатократною циркуляцією при сушінні повітря:
, Дж/кг, (2.29)
де І2 – тепловміст повітря на виході зі штабелю, кДж/кг; І0 – тепловміст
свіжого повітря, І0=46кДж/кг при поступленні повітря з коридору
керування; d0 – волого вміст свіжого повітря, d0 =10…12 г/кг; Св –
питома теплоємність води, Св=4,19 кДж/кг; tпр – температура нагрітої
вологи в деревині, 0С. Беруть такою, що дорівнює температурі
прогрівання.
кДж/кг
2.2.6.5 Загальна витрата теплоти на випаровування вологи
кВт.
2.2.6.6 Розрахунок втрат тепла через огородження камери
Втрати тепла через огороджені камери за одну секунду визначають за
формулою:
, кВт, (2.31)
де Fог – площа поверхні огородження; К – коефіцієнт теплопередачі даного
огородження; tкам – температура агента сушіння в камері, 0С, визначають,
як середнє значення температур на вході і виході зі штабеля
, ?С.
;
tрозр. – розрахункова температура зовнішнього повітря для зимових і
середньорічних умов.
Розрахунок втрат тепла через огородження камери зводимо в табл.2.7.
Таблиця 2.7.
Розрахунок втрат теплоти через огородження камери
Назва огороджень Fог К, Вт/(м2?С) tкам, 0С tрозр, 0С tk- tрозр 0С
КоефіціцєнтС Qог, кВт
Формула Значення
Зим. Ср.річ Зим. Ср.річ.
Зим. Ср.річ
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1. Зовнішня бокова стіна L?H=8,8?3,0 26,4 1,53 82 -20 7,0 102 75 2 8,2
6,05
2. Торцева стіна з боку коридору керування В?Н=5,6?3,0 16,8 1,53 82 +15
+15 67 67 2 3,4 3,4
3. Торцева стіна з боку тревесного шляху без врахування площі дверей
(В?Н)-Fдв= 5,6?3,0-
-(2?3/2) 4,8 1,53 82 -20 7,0 102 75 2 1,5 1,1
4. Перекриття B?L = 8,8?5,6 49,28 0,7 82 -20 7,0 102 75 2 7,0 5,1
5. Підлога B?L = 8,8?5,6 49,28 0,7 82 -20 7,0 102 75 2 7,0 5,1
6. Двері b?h=
(2?3)?2 12 0,6 82 -20 7,0 102 75 2 1,4 1,0
Qог. зим.=28,5
Qог. ср.річ.=26,7
2.2.6.7 Питома витрата теплоти на втрати через огородження
,кДж/кг. (2.32)
кДж/кг.
кДж/кг.
2.2.6.8 Питома витрата теплоти на сушіння
, кДж/кг, (2.33)
де с1 – коефіцієнт, який враховує додаткові втрати теплоти на початкове
прогрівання камери, транспортних засобів, обладнання і ін., с1=1,1 …
1,3.
кДж/кг,
кДж/кг.
2.2.7 Вибір типу і розрахунок поверхні нагріву калорифера
2.2.7.1 Вибір типу калорифера
В повітряно-парових камерах використовуються калорифери двох типів:
збірні із чавунних ребристих труб і компактні пластинчасті. Тип
використовуваних калориферів обумовлено конструкцією камери. Для камери
СПЛК- 2 підходять калорифери із ребристих чавунних труб.
2.2.7.2 Розрахунок поверхні нагріву калорифера
Необхідна площа нагріву калорифера:
, м2, (2.34)
де Qк – теплова потужність калорифера, тобто годинна кількість теплоти
на сушіння в зимових умовах.
, кВт, (2.35)
де С3 – коефіцієнт неврахованих витрат теплоти на сушіння, С3=1,2; tт.н.
– температура теплоносія на вході в калорифер. Залежить від тиску пари
при р=0,3 МПа, tт.н.=1430С. tкам – температура агента сушіння в камері,
tкам=820С;
к – коефіцієнт теплопередачі калорифера, Вт/м3 0С.
кВт.
Для ребристих чавунних труб коефіцієнт теплопередачі визначають по
графіку Власова в залежності від приведеної швидкості ?0:
, м/с, (2.36)
де ?ф– фактична швидкість циркуляції агента сушіння через калорифер,
м/с; ?0 – густина повітря при t=00C.
При цій температурі ?0 =1,25 кг/м3
, м/с, (2.37)
де Vц=21,12 м3/с; Fж.п.к. – площа живого перетину калорифера, тобто
площа вільна для проходу агента сушіння.
, м2, (2.38)
де Fкан. – площа каналу, в якому розміщені труби калорифера, м2; Fпр.тр.
– площа проекцій труб в даному каналі.
м2.
м2.
м2.
м/с.
м/с.
к=16 Вт/м2 0С.
м2.
Розрахунок кількості ребристих труб.
=4м2.
шт;
Приймаємо 3 ряди , в кожному ряді по 26 труб.
Fкол.=26?3?4=312 м2.
2.2.8 Розрахунок витрат пари
2.2.8.1 Витрата пари на 1 м3 розрахункового матеріалу
, кг/м3, (2.40)
де qсуш- сумарна питома витрата теплоти на сушіння для середньорічних
умов; Іп – тепловміст сухої насиченої пари при заданому тиску, кДж/кг;
Ік – тепловміст кип’яченої води при тому самому тиску. Орієнтовно
?І=Іп-Ік можна взяти при Р=0,3 Мпа, ?І=2190 кДж/кг,
де Р – тиск пари в калориферах, МПа.
кг/м3.
2.2.8.2 Для камер в період прогрівання
, кг/год, (2.41)
кг/год.
кг/год.
Для камер в період сушіння.
, кг/год. (2.42)
кг/год.
кг/год.
2.2.8.3 Максимальна годинна витрата пари сушильним цехом у зимових
умовах в камерах періодичної дії
Рцех=nкам.пр.?Ркам.пр+nаом.суш.?Ркам.суш., (2.43)
де nкам.пр.?- кількість камер, в яких одночасно проходить прогрівання
матеріалу. Беруть 1/6 від загальної кількості камер nкам., але не менше
ніж одну при їх невеликій кількості. nкам.суш – кількість камер, в яких
проходить сушіння, шт.
nпр.=1,0.
nкам.суш= nам- nкам.пр, шт.
nкам.суш=3-1=2 шт.
Рцех=1?612,6+2?249,0=1110,6 кг/год.
2.2.8.4 Середньорічна витрата пари на сушіння всього заданого об’єму
пиломатеріалів
– тривалість сушіння фактичних пиломатеріалів, діб; ?роз- тривалість
сушіння розрахункового матеріалу, діб; Ф – об’єм фактично висушуваного
пиломатеріалів, м3; Ф1, Ф2 …Фn – річний об’єм цих самих пиломатеріалів
окремо за перерізами, м3
.
.
Стрив.=1,2;
Рріч.=523,8?5000?1,04=2723,7 т/рік.
2.2.9 Вибір конденсатовивідника
В лісосушильних камерах для відведення конденсату з калориферів до
останнього часу переважно використовувались гідростатичні
конденсатовивідники . Зараз їх замінюють на більш компактні і надійні, в
роботі – термодинамічні конденсатовивідники 45ч15нж.
Їх вибирають за коефіцієнтом пропускної здатності.
, кг/год, (2.46)
де Ркам.суш.- витрата пари на сушіння в зимових умовах, кг/год; ?Р-
перепад тиску в конденсатовивіднику; ?к – густина конденсату, кг/м3; Сг
– коефіцієнт який враховує зменшення пропускної здатності
конденсатовивідника при випуску гарячого конденсату порівняно з холодним
холодним (при ?Р>2 бар Сг=0,25).
Перепад тиску в конденсатовивіднику
бар, (2.47)
де Р1 – абсолютний тиск пароводяної суміші перед конденсатовивідником,
Р1 =0,95Р=0,95?4,0=3,8 бар; Р1 – абсолютний тиск пари перед калорифером,
тобто на колекторі камери переважно задається, або береться за даними
виробництва; Р2 – абсолютний тиск конденсату після конденсатовивідника,
(тиск в конденсаційній магістралі 1,5 бар).
Згідно технічної характеристики термодинамічних конденсатовивідників
типу 45ч15нж вибираємо конденсатовивідник з dy=32мм, KV=1600 кг/год,
L=140мм, Н=300мм, m=8,5 кг.
2.3 Аеродинамічний розрахунок
2.3.1 Складання схеми циркуляції агента сушіння і визначення ділянок
опору
6
14 13
12
Рис. 2.2 Схема до аеродинамічного розрахунку камери СПЛК – 2.
Таблиця 2.8
Ділянки циркуляції агента сушіння в камері СПЛК – 2
Номер ділянки Назва ділянки
1 Вентилятор
2,14 Поворот під кутом 1350
3,8,13 Калорифер
4,12 Поворот під кутом 900
5,9 Вхід в штабель (раптове звуження)
6,10 Штабель
7,11 Вихід зі штабелю (раптове розширення)
2.3.2 Розрахунок ділянок опору і швидкостей агента сушіння на цих
ділянках
Площу ділянок опору визначають в площині, перпендикулярній до напряму
руху агента сушіння.
Ділянка 1. Вентилятор.
Площа перетину вентиляторів визначається за формулою:
, м2, (2.48)
де Dв – діаметр ротора вентилятора, попередньо беруть 1м; nв – кількість
вентиляторів у камері.
.
Ділянка 2,14. Поворот під кутом 1350.
За площу повороту приймається площа ділянки до або після повороту, яка
менша.
F2,14=F1=1,57 м2.
Ділянка 3,8,13. Калорифер.
За площу калорифера приймають площу їх живого перетину.
м2.
Ділянка 4,12. Поворот під кутом 900.
За площу повороту приймаються площа ділянки до або після повороту, яка
менша.
F4,12=F3,8,13=1,915 м2.
Ділянка 5,9. Вхід в штабель.
F3,9=Fж.п.шт=7,43 м2.
Ділянка 6,10. Штабель.
Беруть габаритну площу штабелів.
м2.
Ділянка 7,11. Вихід з штабеля.
м2.
Розрахунок швидкості агента сушіння на кожній ділянці.
м3/с; Fi – площа ділянки, м2.
Таблиця 2.9
Розрахунок швидкості руху агента сушіння на ділянках
Номер ділянки 1 2,14 3,8,13 4,12 5,9 6,10 7,11
Fi, м2 1,57 1,57 1,915 1,915 7,43 16,9 7,43
W, м/с 11,9 11,9 9,7 9,7 2,5 1,1 2,5
2.3.3 Розрахунок опору ділянок
При роботі вентилятора в замкненій системі циркуляції агента сушіння
його тиск витрачається на подолання опору всіх ділянок.
Місцевий опір всіх ділянок, крім калориферів і штабелів, визначають за
формулою:
, Па, (2.50)
де ? – густина циркулюючого агента сушіння, середнє значення густини на
вході і виході зі штабеля:
, кг/м3,
?- швидкість агента сушіння на ділянці, м/с; k0 – коефіцієнт місцевого
опору, визначають за табл. 18-22 залежно від характеру ділянки або для
прямолінійних ділянок:
(2.51)
де kтр – коефіцієнт тертя до стінок каналу визначають за табл. 23.; l –
довжина ділянки (каналу) в напрямі руху агента сушіння, м; u – периметр
перетину каналу в руху агента сушіння, м; F – площа поперечного перетину
ділянки, м2; m – кількість однокових ділянок.
кг/м3.
Ділянка 1. Вентилятор.
k0=0,8.
Па.
Ділянка 2,14. Поворот під кутом 1350.
k0=0,25.
Па.
Ділянка 3,8,13. Опір одного рядка із ребристих чавунних труб визначають
по рис. 6а в залежності від приведеної швидкості ?0.
?0=6,5 м/с; ?h1p=27Па
?h3,8,13=27?3=81 Па.
Ділянка 4,12. Поворот під кутом 900.
k0=1,10;
Па.
Ділянка 5,9. Вхід у штабель.
Коефіцієнт опору визначається по таблиці 20 в залежності від відношення
s/S.
s – живий перетин штабеля, м2; S – габаритна бокова площа штабеля, м2.
;
k0=0,20;
Па.
Ділянка 6,10. Штабель.
k0=15,2;
Па.
Ділянка 7,11. Вихід з штабеля.
k0=0,36;
Па.
Визначаємо сумарний опір кільця циркуляції
Па. (2.52)
Па.
, Па.
Рв=1,05?264,5=277,7 Па.
2.3.4 Вибір вентилятора і розрахунок потужності, яку споживає вентилятор
Якщо не змінюється конструкція камери, то тип вентилятора визначається
типом камери, але можливе використання вентиляторів різних номерів.
Вибираючи номер вентилятора необхідно приймати вентилятор з найбільшими
ККД, найменшим номером і найбільшим числом обертів.
кг/м3. Через те фактичний тиск вентилятора Рв необхідно перерахувати в
тиск за цих стандартних умов.
Па, (2.53)
де Рв – тиск вентилятора; ? – густина агента сушіння.
Па.
Вентилятор вибирають за тиском Рхар і продуктивністю Vв.
, м3/с, (2.54)
де nв кількість вентиляторів, встановлених в камері, які працюють
одночасно
м3/с.
По груповій аеродинамічній характеристиці вибираємо осьовий реверсивний
вентилятор серії У12№12. Таких 2 вентилятори встановлено в камері.
?=0,65.
Потужність, яка споживається вентилятором визначається за формулою:
, кВт, (2.55)
кВт.
2.3.5 Вибір електродвигуна
Визначаємо встановлену потужність електродвигуна для приводу
вентилятора:
, кВт, (2.56)
де Кз коефіцієнт запасу потужності на пусковий період вибирають залежно
від типу вентилятора і орієнтовної потужності за табл. 24; Кt –
коефіцієнт, який враховує вплив температури середовища, в який
встановлено електродвигун табл. 25; ?пр – ККД передачі , беруть залежно
від виду передачі руху від вала електродвигуна до вала вентилятора.
Nдв=3,97 кВт;
Кз=1,05;
Кt=1,05;
?пр=0,9.
кВт.
По характеристиці трьохфазних асинхронних електродвигунів серії 4-А
вибирають двигун ближчої більшої потужності.
Nдв=5,5 кВт;
n=1500 хв-1.
2.4 Опис технологічного процесу сушіння
2.4.1 Транспортування сирих пиломатеріалів в сушильній цех
Сирі пиломатеріали, складені в суцільні пакети, автолісовозами
перевозяться з лісопильного цеху і подаються в сушильній цех на ділянку
формування штабелів.
2.4.2 Формування штабелів для сушіння
В сушильному цеху буде формуватися суцільний штабель. Розмір штабеля:
довжина * ширина * висота 6,5 * 1,8 * 2,6м.
Правила формування штабелів.
Штабель повинен бути із пиломатеріалів однієї породи і товщини.
Підштабельна основа повинна бути міцна, тверда, а верх його –
горизонтальним. Довжина основи повинна дорівнювати довжині штабеля. В
якості підштабельної основи рекомендується використовувати підштабельні
візки (вагонетки), або треки.
В залежності від характеру циркуляції агента сушіння через штабель
пиломатеріалів укладають:
а) суцільними рядами без проміжків (шпацій) між дошками для камер з
горизонтальною циркуляцією впоперек штабелів;
б) з проміжками (шпаціями) між дошками для камер з горизонтальною
циркуляцією вздовж штабелів і вертикальною в тому числі природною
циркуляцією.
Необрізні дошки укладають відземком в різні сторони.
Якщо дошки мають різну ширину, то вузькі укладають всередину, а широкі
– по краях штабеля. Якщо по ширині штабеля ціла кількість дощок не
розміщується, тоді зазор залишають всередині щтабеля.
В штабелях зі шпаціями ширина шпацій повинна бути при укладці обрізних
дощок – 35%, необрізних – 57% від ширини штабеля. Шпації повинні бути
розподілені рівномірно по ширині штабеля.
Дозволяється укладання в один штабель пиломатеріалів різних по довжині.
При цьому довгі укладають по краях штабеля, короткі – в середину.
Пиломатеріали, які стикуються, розташовуються не менше ніж на 2-х
прокладках, при цьому зовнішні торці вирівнюють по торцях штабеля.
Горизонтальні ряди пиломатеріалів в штабелях повинні розділюватись
міжрядовими прокладками, а пакети по висоті штабеля – міжпакетними.
Для закладки контрольних взірців в штабелі залишають вільні місця.
Контрольний взірець повинен розташовуватись не менше, ніж на двох
прокладках.
Розміри прокладок товщина 25 мм, ширина 40 мм, довжина 1800-2000мм.
Вимоги до прокладок.
Відхилення від установлених розмірів дозволяється не більше:
мм, довжина ±10мм.
При укладанні в штабель заготівок в якості прокладок дозволяється
використовувати самі заготівки, якщо товщина їх не більше 32 мм, а
ширина не більше 70 мм. Прокладки виготовляються із деревини хвойних,
листяних порід, які не мають гнилі і плісняви.
Вологість деревини для виготовлення прокладок при сушінні
пиломатеріалів до транспортної вологості не повинно перевищувати 22%,
при сушінні до експлуатаційної вологості – 10%. Значення параметра –
жорсткість поверхні робочих пластей Rmmax повинна бути 64 мкм по ГОСТ
7016-82.
Прокладки повинні зберігатися в контейнерах, де їх укладають
паралельно. Контейнери з прокладками установлюють в місцях, захищених
від дощу і снігу.
Перед формуванням штабелів прокладки оглядають і при необхідності
виміряють їх розміри. Товщина і ширина прокладок вимірюється
штангенциркулем з ціною ділення 0,1 мм.
Прокладки, які мають відхилення від встановлених розмірів, а також
деформовані і поламані використовувати не дозволяється.
Розрахунок кількості прокладок
Кількість прокладок на річну програму з врахуванням десятиразового їх
використання визначається за формулою:
шт, (2.57)
де ni — кількість прокладок в одному ряді, визначають за табл. 28 для
кожного виду висушуваного матеріалу; Н — висота штабеля, мм; Фi — об’єм
фактичного матеріалу, що підлягає сушінню для кожного виду матеріалу; Si
— товщина висушуваного матеріалу, мм; Sпр — товщина прокладок; Гшт —
габаритний об’єм одного штабеля; ?фі — об’ємний коефіцієнт заповнення
штабеля, для кожного виду матеріалу визначений в технологічному
розрахунку; Z — оборотність прокладок.
Витрата прокладок на річну програму,
м3, (2.58)
де V1пр — об’єм одної прокладки, м3.
Об’єм прокладки:
м3, (2.59)
де Lпр, Впр, Sпр — довжина, ширина і товщина прокладок, м.
V1пр=1,8·0,04·0,025=0,0018 м3.
Vпр=0,0018·12200=21,96 м3.
Витрата пиломатеріалів на виготовлення прокладок:
, м3, (2.60)
де кк.в — коефіцієнт корисного виходу при розкроюванні пиломатеріалів на
прокладки, беруть 1,25.
V=21,96·1,25=27,45 м3.
Розрахунок кількості підштабельних основ
Для забезпечення нормальної роботи цеху і проведення економічних
розрахунків необхідно знати кількість підштабельних транспортних основ,
які мають бути в сушильному цеху.
Кількість підштабельних основ визначають кількістю штабелів, які можна
розмістити на всіх ділянках сушильного цеху і резервним запасом, який
становить 10—15% всіх треків, які знаходяться в обороті. Як підштабельні
основи використовують трекові вагонетки, які складаються із трьох пар
треків і зв’язані підштабельними брусами, а також вагонетки зварної
конструкції.
птр=3·2·6=36 шт.
З врахуванням запасу
птр=36·1,5=54 шт.
Механізація формування штабелів
Формування сушильних штабелів неможливе без використання тих чи інших
механізмів (вертикальних ліфтів-підйомників, автонавантажувачів, кранів,
штабелюючих машин та ін.). Вибір варіанта механізації робіт з формування
штабелів залежить від об’єму висушування пиломатеріалів і від типу
штабелів. Формування пакетів може здійснюватись вручну або з
використанням машин. Безпакетні штабелі формують вручну, але з
використанням механізмів: ліфтів і спеціальних штабелеформуюючих машин
моделі ЛССА, які використовують в лінії сортування і пакетування сирих
пиломатеріалів і штабелеформуючих машин. Економічно доцільно їх
застосування лише на великих підприємствах з об’ємом сушіння 50…80
тис.м3 пиломатеріалів за рік. На підприємствах невеликої і середньої
потужності рекомендується використовувати ліфт Л-6,5-15 при формуванні і
розформуванні штабелів. Технічна характеристика ліфта наведена в табл.
30.
Таблиця 2.9
Технологічна характеристика ліфта Л-6,5-15
Показник Значення
Вантажопідйомність, т
Габарити підйомної платформи, мм:
довжина
ширина
Хід платформи, мм
Швидкість переміщення
платформи, м/с
Встановлена потужність електродвигуна, кВт
Габарити приймача, мм:
довжина
ширина
висота
Маса, кг 15
6900
2200
2600
0,0104
10,0
7000
3000
3115
2930
2.4.3 Транспортування сушильних штабелів в середині цеху
Для внутрішньоцехових перевезень сформованих сушильних штабелів
переважно використовують рейкову колію шириною 1000 мм і траверсні
візки. Стан рейкових колій систематично контролюють, не допускається
непрямолінійність рейок, нестабільна ширина колій, незбіжність рівня
рейок на траверсному візку і рейок, які впираються в траверсний коридор.
Таблиця 2.10
Технічна характеристика траверсного візка ЭТ2-6,5М
Показник Значення
1. Вантажопідйомність, т 15,0
2. Габаритні розміри, мм
довжина
ширина
3970
6490
3. Висота загальна від головки рейки 1660
4. Висота між головками верхньої і нижньої рейки візка. 215
5. Швидкість переміщення, м/с 0,36
6. Швидкість переміщення троса лебідки, м/с 0,132
7. Максимальне тягове зусилля на тросі лебідки, кН 7,8
8. Ширина колії траверсного шляху, м:
довжина
ширина
висота
6,5
1,8
3,0
9. Загальна встановлена потужність, кВт 9
В тому числі : переміщення візка 5
лебідки 4
10. Маса, кг 3000
Механізація переміщення штабелів здійснюється за допомогою
трособлокової системи і тягової лебідки, яка встановлена на траверсному
візку.
2.4.4 Опис конструкції камери
Cушильна камера СПЛК-2 це повітряно-парова камера періодичної дії.
Камера складається з двох відділень: сушильного і вентиляційного. В
сушильному відділенні камери розміщуються 2 штабеля пиломатеріалів
висотою 2,6 м і шириною 1,8 м. В цьому відділенні встановлено зволожуючі
труби, припливно-витяжні канали, калорифери. В вентиляційному відділенні
знаходяться 2 осьові реверсивні вентилятори серії У12№12 розміщені один
над одним. Циркуляція агента сушіння в камері горизонтальна і
реверсивна. Над вентилятором в камері встановлено припливно-витяжні
канали, які працюють в залежності від напряму циркуляції агента сушіння.
Розміри камери, м: довжина
ширина
висота 8,8
5,6
3
Кількість штабелів при їх довжині 6,5 м 1
Ширина і висота штабеля, м 1,8 * 2,6
Тип калорифера Ребристі треби довжиною 2 м
Тип і номер вентилятора Осьовий реверсивний У12№12
Кількість вентиляторів, шт. 2
Встановлена потужність електродвигуна привода вентилятора, кВт 15
2.4.5 Пуск і завантаження камери
Перед завантаженням штабелів камеру необхідно прогріти, щоб не
допускати конденсації вологи на огороджених камери і обладнанні. Якщо
камера не вистигла після вивантаження, пару в калорифер необхідно
впускати за 10…30 хв до завантаження штабелів. В момент впуску пари
відкривають на 10…15хв вентиль на обвідній трубі конденсатовивідника.
Пару впускають в калорифер поступово відкриваючи вентиль. Після
продування калорифера вентиль на обвідній трубі конденсатовивідника
закривають, і система починає працювати нормально – через
конденсатовивідник.
У пусковій період припливно-витяжні канали мають бути закриті.
Сформовані штабелі завантажують у камеру. Недопустиме завантаження в
камеру неповногабаритних штабелів і робота камери при неповній кількості
штабелів.
2.4.6 Технологічні етапи сушіння пиломатеріалів в камерах періодичної
дії. Початкове прогрівання деревини
Першою технологічною операцією після завантаження камери є початкове
прогрівання деревини.
Для інтенсивного початкового прогріву деревини перед сушінням в камері
створюється висока відносна вологість агента сушіння при підвищеній
(порівняно з першим ступенем режиму сушіння) температурі. Температуру
середовища при прогріванні пиломатеріалу м’яких хвойних порід (сосна,
ялина, кедр, ялиця) підтримують залежно від їх товщини і категорії
режиму сушіння tпр.=940С.
Психометричну різницю пиломатеріалів на початковому прогріванні
підтримують в межах ?tпр=0,5-1,50С. Деревину прогрівають до того часу,
поки температура в центрі дошки або заготівки буде становити 30С. В разі
відсутності засобів для контролю температури деревини тривалість
прогрівання рекомендується визначити розрахунковим методом. Орієнтовно
тривалість початкового прогрівання визначається з розрахунку 1 год на
кожний см товщини матеріалу.
год.
В період прогрівання до камери подають пару через зволожуючі труби при
ввімкнених калориферах, працюючих вентиляторах і закритих
припливно-витяжних каналах на прогрівання деревини витрачається багато
пари. Через те проводити початкове прогрівання одночасно в декількох
камерах сушильного цеху не рекомендується.
Сушіння до перехідної вологості.
Після прогрівання деревини її висушують.
Параметри агента сушіння t=790С, ?t=60С, ?=0,77.
Кінцева термовологообробка.
????E
D
?
?
?
”
?
¦
?
®
°
°
e
rO$
&
,
.
4
:
hF gd5+p ytzqE gdzqE `„AegdAK? ytzqE ‚ 0 Z O $ & ~ ? , j ~ ? Oe O * 0 Z e e ??????E gdzqE h1/4 h/ h1/4 h " категоріями якості. При сушінні високотемпературними режимами і при сушінні пиломатеріалів твердих листяних порід і модрини, незалежно від призначення деревини, проведення кінцевої термовологообробки обов’язкове з метою запобігання появи внутрішніх тріщин. Під час кінцевої обробки температура агента сушіння підвищується на 80С порівняно з температурою останньої ступені режиму сушіння, але не вище 1000С. Психометрична різниця встановлюється в межах 0,5 – 1,00С. Тривалість кінцевої термовологообробки визначається за таблицею 32. tк.т.во.=1000С; ?t=0,5-1,00С, ?=3,2 год. Підсушування після кінцевої термовологообробки. Після кінцевої термовологообробки пиломатеріалів витримують в камері при психометричній різниці останньої ступені режиму сушіння протягом 2-3 год після підсушування поверхні. Охолодження матеріалу в камері. Охолодження матеріалу в камері до 30-400С, проходить при відкритих припливно-витяжних каналах і непрацюючих вентиляторах, пару в калорифер не подають, двері камери напіввідкриті. Орієнтована тривалість охолодження становить 1год на кожен см товщини матеріалу. Вивантаження з камери неохолоджених штабелів недопустиме. 2.4.7 Контроль і регулювання параметрів агента сушіння За станом агента сушіння (температурою і психометричною різницею) в камері спостерігають щогодини і покази психометра записують в журнал-контроль за параметрами агента сушіння, бажано передбачити дистанційний. Завданням регулювання параметрів агента сушіння є підтримка їх на заданому рівні. Температура регулюється впуском кількості пари, яка подається до калорифера, регулювання вологості здійснюється шляхом відкривання або закривання припливно-витяжних каналів, а також пуском пари безпосередньо до камери через зволожуючі труби. Регулювання параметрів агента сушіння може бути ручним і автоматичним. Автоматичне регулювання процесу сушіння – необхідна умова покращення технології сушіння і якості висушуваної деревини. Дистанційний контроль і автоматичне регулювання параметрів агента сушіння має здійснюватись за температурою сухого термометра і психометричної різниці або безпосередньо за температурою сухого і мокрого термометрів. Для контролю за параметрами агента сушіння використовують показуючї або самопишучі електромости і вирівлювальні системи з термометрами опору і логомірами. В камерах періодичної дії з реверсивною циркуляцією термометри опору встановлюються в торці камери з боку коридору керування на висоті 1м від підлоги. Для регулювання параметрів агента сушіння використовують дво- і трьохпозиційні одноканальні регулятори. Найбільш зручні, точні і компактні системи автоматичного регулювання які випускаються промисловістю є електричні регулятори прямої дії. Та регулятори непрямої дії з електричним підсилювальним перетворенням. В систему входять сухий і змочений термометр опору, сигнали, з яких надходять в вимірювально-регулююче обладнання. При відхиленні регульованого периметра від значення заданого на блоці задатчиків БЗ, через вихідне реле БР подається сигнал на виконавчі механізми 3,5, які керують роботою парових вентилів і ключами припливно-витяжних каналів. Виконавчі механізми керуються як автоматично регулятором, так і вручну перемикачами В і ключами КУ. Ступінь відкриття регульованих органів контролюється показчиками положення 2. Передбачається установлення манометра 7 для контролю тиску пари і обладнання 7 для автоматичного включення і реверсування циркуляційних вентиляторів. Як і інша будь-яка електрична САР, в якості основних елементів використано датчики температури, виконавчі механізми, з’єднані з регулюючими органами і власне регулятор електричного або електромеханічного типу. 2.4.8 Контроль вологості деревини в процесі сушіння Початкову вологість деревини визначають по секціях, біжучу – по контрольних взірця, які випилюють із дощок, характерних по будові, щільності і вологості для даної партії висушуваних пиломатеріалів, контрольний взірець випиляється довжиною не менше 1м. Деревина секції не повинна мати гнилі, сучків і тріщин. Випиляні секції нумерують і зважують на аналітичній вазі з точністю до 0,01г. Якщо зразу після вирізування зважити секції неможливо, то їх завертають в плівку або кладуть в ексикатор і виймають для зважування по одній. Масу записують прямо на секціях і в журналі. 20С. Перший раз секції зважують через 5-6год. після початку сушіння, а наступні через кожні дві години. Якщо результат останнього зваження співпадає з попереднім або відрізняється від нього не більше ніж на 0,02г, то його приймають за масу абсолютно сухої секції, записують в журнал, а сушіння закінчують. Перед зважуванням секції охолоджують в ексикаторах з безводним хлористим кальцієм або сірчаною кислотою концентрацією не менше 94% щільністю 1,84 г/см3. Вологість секції визначають за формулою: де тпоч – початкова маса секції, г; тс – маса абсолютно сухої секції, г. Середнє значення вологості, обчислене по 2-х секціях дошки (заготівки) приймаються за початкову вологість Wпоч контрольного взірця. По контрольному взірцю визначають біжучу вологість в процесі сушіння. В кожний сушильний штабель укладають по два контрольних взірці в місця інтенсивного і сповільненого сушіння, які установлюються із досвіду експлуатації камери. Середню вологість їх приймають за початкову вологість пиломатеріалів в штабелі. Контрольні взірці нумерують, торці очищують і покривають фарбою. Після цього їх зважують на торговій вазі з точністю до 5г. Масу записують на взірцях і в журналі. Взірці укладають в рівень з торцем штабеля або трохи глибше, так щоб їх легко можна було вийняти. В процесі сушіння через визначені проміжки часуу (8-24год) в залежності від характеру пиломатеріалу, взірці виймають із штабеля і зважують. Якщо середня вологість пиломатеріалів (заготівок) в штабелі більше потрібної, пиломатеріали підлягають досушуванню. При меншому значені середньої вологості пиломатеріали підлягають тепловологообробці. 2.4.9 Показники якості сушіння До показників якості сушіння відносять: Відповідність середньої вологості висушених пиломатеріалів у штабелі заданій кінцевій вологості. Відхилення вологості окремих дощок або заготівок від середньої вологості пиломатеріалів в штабелі. Перепад вологості по товщині матеріалу. Залишкові напруження у висушених пиломатеріалах. Норми показників якості сушіння пиломатеріалів і заготівок встановлені залежно від категорії якості сушіння. Таблиця 2.9 Показники якості сушіння пиломатеріалів і заготовок. Показники якості сушіння Категорія якості, ІІ Середня кінцева вологість пиломатеріалів або заготівок в штабелі, % При товщині пиломатеріалів, мм: 32 і менше 38 – 50 більше 50 7,10,15 Відхилення вологості окремих дощок (заготівок) від середньої вологості штабеля пиломатеріалів, %; При товщині пиломатеріалів, мм: 32 і менше 38 – 50 Середнє відхилення вологості, % при товщині пиломатеріалів, мм: 32 і менше 38 – 50 Перепад вологості по товщині пиломатеріалів (заготівок), % при товщині пиломатеріалів, мм: 13 - 22 25 - 40 45 - 60 70 - 90 Не більше 2,0 3,0 3,5 4,0 Основний показник залишкових напружень (відносна деформація зубців силової секції), % Не більше 2,0 2.4.10 Розформування висушених штабелів Розформування сушильних штабелів проводиться не відразу після вивантаження їх з камери, а після відповідної витримки в охолоджувальному приміщенні, тривалість витримки беруть приблизно 24 год для тонкого матеріалу і 36...48 год для товстого матеріалу. Для механізації розформування пакетних штабелів можна використовувати електротельфери, крани, електронавантажувачі, якими знімають верхні пакети і транспортують їх до місця розформування. Розформовування пакетів може проводитися вручну або за допомогою механізмів. Для розформування суцільних штабелів є механізми, які використовують і при формуванні штабелів (штабелери, ліфти) а також автоматичні штабелерозбірники на великих підприємствах. Дипломним проектом передбачено розформування сушильних штабелів проводити на вертикальному ліфті-підйомнику. 2.4.11 Зберігання висушених пиломатеріалів Пиломатеріали, висушені до експлуатаційної вологості повинні зберігатися в закритих неопалювальних приміщеннях або під накриттям в штабелях із закритими торцевими і боковими сторонами. Пиломатеріали, висушені до експлуатаційної вологості повинні зберігатися в закритих опалюваних приміщеннях при додатній температурі повітря і відповідних значеннях відносної вологості, значення якої залежить від категорії якості сушіння, кінцевої вологості деревини і терміну зберігання. Допустиме зберігання пиломатеріалів на відкритому складі, якщо пакети захищені вологонепроникною упаковкою або в закритих неопалювальних складах протягом обмеженого терміну. 2.5 Розрахунок завантажувально-розвантажувального, транспортного обладнання і кількості робітників 2.5.1 Розрахунок обладнання Необхідна кількість завантажувально-розвантажувального, транспортного обладнання для нормальної роботи сушильного цеху визначається відношенням необхідного об’єму роботи до продуктивності обладнання за формулою: , шт, (2.61) де Ф – об’єм роботи за рік, який необхідно виконати для забезпечення нормальної роботи цеху, м3; КН – коефіцієнт, який враховує нерівномірну подачу деревини; Пріч – річна продуктивність обладнання, м3. Необхідний об’єм роботи Ф визначають річним об’ємом пиломатеріалів (заготівок), які підлягають сушінню. Продуктивність обладнання встановлюють розрахунковим методом або за технічною характеристикою механізмів, або за нормативною продуктивністю вказаною в табл. Д 31, при різних способах формування і розформування штабелів і пакетів. Продуктивність автолісовоза, електронавантажувача, крана, траверсного візка: , м3, (2.62) де Тріч – кількість годин роботи механізмів за рік; q – об’єм транспортного пакета, м3; Кд – коефіцієнт використання робочого часу; tц – тривалість одного транспортного циклу, год. Кількість годин роботи механізмів за рік залежить від кількості робочих днів у році і кількості змін: , год, (2.63) де t – кількість годин в зміні; і – кількість змін за добу; n – кількість робочих змін в році. При двозмінній роботі транспортних засобів, які підвозять сирі пиломатеріали в сушильний цех і відвозять сухі протягом 260 робочих днів Тріч=8?2?260=4160 год. Для деякого обладнання, яке використовують безпосередньо в сушильному цеху, фонд робочого часу визначають виходячи з 365 днів роботи цеху і двозмінної роботи. Тріч = 8?2?365=5840 год. Річна продуктивність механізмів при формуванні і розформуванні штабелів і пакетів: Пріч=Пзм?і?n, м3, (2.64) де Пзм – змінна продуктивність обладнання. Процент завантаження обладнання: , (2.65) де N – необхідна кількість обладнання; N1 – прийнята кількість обладнання. Для збільшення процента завантаження необхідно для деяких ділянок, там де є можливість планувати роботу не в дві зміни, а в одну. В сушильних цехах малої потужності деяке обладнання використовують не повністю завантаженим, але його потреба доцільна з точки зору організації технологічного процесу і полегшення умов праці. 2.5.2 Розрахунок автолісовоза Автолісовоз Т-140А підвозить пиломатеріали до сушильного цеху в щільних пакетах розміром 6,5*1,8*1,3мм. Відстань перевезення 1,0 км, швидкість руху автолісовоза 38 км/год річний об’єм сушіння цеху – 3900 м3 пиломатеріалів середньої товщини 35мм. Об’єм транспортного пакета: м3. Тривалість одного транспортного циклу: Tц=t1+t2+t3+t4, год, де t1,t3 – час холостого і робочого пробігу автолісовоза. год. t2 – час наїзду лісовоза на пакет, на захват пакета і його піднімання, беруть 1хв або 0,0165 год. t4 – час заїзду до цеху, опускання пакета і розвороту вил, беруть 1хв або 0,0165 год. Tц=0,026+0,0165+0,026+0,0165=0,085 год. Продуктивність автолісовоза: м3/рік. Необхідна кількість лісовозів: N = 5000 · 1,25 / 416000 = 0,015. Процент завантаження: f = 0,015/1 · 100 = 1,5%. Приймаємо 1 автолісовоз. Таким чином можна передбачити роботу автолісовоза на інших ділянках. 2.5.3 Розрахунок ліфта При середній товщині пиломатеріалів 35мм продуктивність робіт при формуванні штабеля згідно з табл. Д 31 становить 45 м3/зміну. м3/зміну. Кількість ліфтів, необхідних для формування штабелів: . Приймаємо 1 ліфт: . . Приймаємо 1 ліфт. . 2.5.4 Розрахунок траверсного візка Середня місткість одного сушильного штабеля, який має габаритні розміри 6,5*2,6*1,8 м, при формі штабеля без шпацій обрізних пиломатеріалів середньої товщини 35 мм становить: , м3. (2.66) , м3. Тривалість одного циклу траверсного візка становить приблизно 0,23 год. Продуктивність траверсного візка: . Визначаємо кількість транспортних операцій, які здійснюються з кожним штабелем в сумарному цеху за допомогою траверсного візка. Від ліфта до складу сирих штабелів. Зі складу сирих пмломатеріалів у камеру. З сушильної камери в охолоджувальне приміщення. З охолоджувального приміщення до місця розформування. Тоді об’єм роботи в рік для траверсного візка . Необхідна кількість траверсних візків . . Приймаємо один траверсний візок. 2.5.5 Розрахунок кількості робітників Кількість робітників, які зайняті на формуванні, завантаженні і розвантаженні штабелів, їх розформуванні визначають залежно від об’єму робіт і ступені їх механізації. Кількість робітників, які працюють на траверсному візку, крані, тельфері визначають кількістю завантаження даного обладнання. Кількість робітників, необхідних для формування і розформування штабелів: , (2.67) де Ф – річна продуктивність сушильного цеху в фактичному матеріалі м3; Тз – трудозатрати в нормо-годинах на кубометр висушеного матеріалу, нормо-год/м3; Теф – ефективний річний фонд робочого часу на 1 робітника, год. Затрати праці Тз визначають за табл. Д.31 за відповідних способів формування і розформування штабелів і пакетів. При формуванні штабелю із заготівок кількість робітників збільшується в 2–2,5 рази. Ефективний фонд робочого часу одного робітника за рік становить 1785 год. Приймаємо 2 робітники. 2.6 Розрахунок площі сушильного цеху Розрахунок площі сушильного цеху: , (2.68) де S1k – площа однієї камери ,м2; п – кількість камер, шт. , (2.69) де L – довжина камери, м; В – ширина камери, м. . . Визначаємо скільки площі в м2 припадає на 1% площі цеху: . Розрахунок площі цеху зводимо в табл. 2.10 Таблиця 2.10 Розрахунок площі сушильного цеху Назва ділянок і приміщень Середнє значення, % Площа, м2 Виробничі ділянки: Сушильні камери Траверсні коридори Приміщення для формування сирих штабелів Склад сирих штабелів Приміщення для розформування сухих штабелів Склад сухих пиломатеріалів (охолоджувальних приміщень) Коридор керування 25 23 6 10 8 17 4 147,84 135,93 35,43 59,1 47,3 100,5 23,6 Разом: 93 549,6 Допоміжні приміщення: Лабораторія цеху (15 – 25 м2) Механічна майстерня (10 – 20 м2) Контора, кімната начальника цеху (10 – 16 м2) 1 1 1 10 10 10 Разом 3 30 Побутові приміщення: Кімната відпочинку Курилка Гардероб Душ, санвузол 1 1 1 1 10 10 10 10 Разом: 4 40 Всього 100 619,6 3 Будівельно-монтажна частина 3.1 Визначення складу виробничих, допоміжних і побутових приміщень В склад сушильного господарства входять виробничі, допоміжні і побутові приміщення. В склад виробничих приміщень входять сушильні камери, траверсні коридори, приміщення для формування сирих штабелів, склад сирих штабелів, приміщення для розформування сухих штабелів, склад сухих пиломатеріалів і коридор керування. До допоміжних приміщень відносяться лабораторія цеху, механічна майстерня, контора, кімната начальника цеху. В склад побутових приміщень входить кімната відпочинку, курилка, гардероб, душ і санвузол. Розмір побутових приміщень залежить від потужності цеху. 3.2 Коротка характеристика будівельних огороджень До будівельних елементів сушильної камери входять фундамент, підлога, стіни, перекриття і двері. Основні вимоги до огороджень камери – це її герметичність і довговічність експлуатації. Фундамент камер роблять бутобетон ними і бетонними. Підлога камери робиться в три шари. Нижній – баластний товщиною 200-250 мм, на ньому з щебеню підготовчий товщиною 60 мм, вище шар бетону товщиною 120 мм. Підлозі камери надають кут нахилу від 0,01 до 0,05 мм в напрямку до канавок, які проходять вздовж камери із зливом в одному із кутів не менше як 2” для відводу води, яка видаляється при початковому прогріванні, в каналізацію. Стіни камер виконуються в основному із цегли на цементному розчині. Рекомендується товщина зовнішніх стін 2,5 цегли (640 мм), а внутрішніх камерами 1,54 цегли (380 мм). Ззовні стіни штукатурять шлакосилікатним цементним розчином товщиною не більше 20 мм. Перекриття стелі камери виконують, як правило, з монолітних залізобетонних балок з розміщенням їх балками вверх, з ізоляцією зверху двома шарами руберойду, зверху їх засипають шлаком або утеплюють пінобетоном. Як стіни так і стелі ззовні повинні бути покриті паронепроникною плівкою. Для того щоб запобігти утворенню тріщин в огородженнях сушильних камер, особливо в тих які працюють при температурах 100 ?С і вище, необхідно передбачити шви між торцевими і боковими стінами, і стелею. Витяжні труби в цеглових стінах через систематичну конденсацію на них вологи з вмістом кислот можуть швидко руйнуватися. Шибери на припливно-витяжних каналах тому практично не відкриваються, а вологе повітря проходить повз них. Це фактично може призвести до порушення всієї роботи сушильних камер, оскільки регулювати вологість повітря за таких умов не можливо. З метою запобігання стіканню конденсату із вертикальних витяжних труб в камеру рекомендується припливно-витяжні труби виготовляти зі спеціальним жолобком по її периметру для збору конденсату і відведення його в каналізацію. Найбільш вразливим місцем в системі герметизації сушильної камери можуть бути її двері. Нещільність дверей спричиняє місцеве охолодження агента сушіння, не висихання матеріалу і перевитрату пари (до 30%). Двері повинні бути герметичними, тепло ізольованими, легко відкриватися і закриватися, не змінювати своїх розмірів і форми при експлуатації. Дверні пройоми повинні бути залізобетонними із закладеними в них кутниками №15 для навішування дверей. Двері повинні бути металеві: каркас із кутників, або швелерів № 8-10, обшивка алюмінієвою товщиною 2 мм, утеплювач – скловата або мінеральна вата. 3.3 Розрахунок об’єму приміщень цеху План сушильного цеху складається на основі розрахунків, виконаних у технологічній частині проекту із врахуванням стандартних розмірів балок і ферм. Ширина цеху може перекриватися стандартними балками або фермами довжиною 6, 9, 12, 18, 24, 30, 36 метрів. Довжина будівлі цеху має бути кратна кроку колони тобто 6 або 12 метрів. При розробці плану цеху необхідно продумати розміщення дверних і віконних виїмок з врахуванням протипожежних вимог, а також забезпечення необхідного природного освітлення приміщень цеху і раціональної організації технологічного процесу сушіння. При освітленні цеху в денний час лише природним світлом, ширина його не повинна перевищувати 24 м, при більшій ширині цеху необхідно передбачити додаткове освітлення за рахунок верхніх вікон, що розміщені на даху цеху над траверсними коридорами. План цеху викреслюється в масштабі: 1:50 або 1:100, 1:200. На кресленні над основним написом слід дати перелік основних приміщень і обладнання цеху. На площі цеху необхідно вказати розміри цеху, сітку колон і прив’язку обладнання. На підставі площі цеху складається зведена таблиця приміщень цеху. Таблиця 3.1 Зведена таблиця приміщень цеху Назва приміщень Висота приміщення, м Площа приміщення, м2 Об’єм приміщення, м3 Виробничі ділянки: Сушильні камери Траверсні коридори Приміщення для формування сирих штабелів Склад сирих штабелів Приміщення для розформування сухих штабелів Склад сухих пиломатеріалів (охолоджувальних приміщень) Коридор керування 3,0 5,4 5,4 5,4 5,4 5,4 5,4 147,84 135,93 35,43 59,1 47,3 100,5 23,6 443,52 734,0 191,3 319,1 225,4 542,7 127,4 Разом 549,6 2583,42 Допоміжні приміщення: Лабораторія цеху (15 – 25 м2) Механічна майстерня (10 – 20 м2) Контора, кімната начальника цеху (10 – 16 м2) 3,0 3,0 3,0 10 10 10 30 30 30 Разом 30 90 Побутові приміщення: Кімната відпочинку Курилка Гардероб Душ, санвузол 3,0 3,0 3,0 3,0 10 10 10 10 30 30 30 30 Разом 40 120 Всього 619,6 2793,42 4 Енергетична частина 4.1 Розрахунок витрат силової електроенергії Силову енергію споживають електродвигуни, які обслуговують технологічне, транспортне і допоміжне обладнання. Річна потреба в силовій електроенергії. , (4.1) де Nуст – встановлено потужність обладнання, кВт; Кзап – коефіцієнт попиту, який враховує одночасність роботи двигунів, завантаження обладнання, ККД електродвигунів і втрати на лінії; Tрозр – розрахунковий час роботи обладнання за рік, год. Для електродвигунів сушильних камер: , (4.2) де Тріч – річний фонд роботи сушильної камери за рік, Тріч=8·3·335=8040год; Тз.р. – затрати часу на завантаження і розвантаження камер за рік, год; Тохол – затрати часу на охоплення матеріалу в камері, год. В камерах періодичної дії: Тз.р. = ?з.р. · п, год, (4.3) де ?з.р. – тривалість завантаження і розвантаження камери, беруть 2,4 год; п – кількість камерооборотів за рік. , (4.4) де ?ср.ф. – середня тривалість обороту камери, при сушінні фактичного матеріалу, діб. . Затрати часу на охолодження в камері: , (4.5) де ?охол. – тривалість охолодження матеріалу середньої товщини в камері до 30 – 40оС становить 1 год на см товщини матеріалу; п – кількість камерооборотів за рік. Середньозважена товщина матеріалу: , (4.6) де Sі – товщина висушуваного матеріалу кожного виду, заданого специфікацією. . Розрахунковий час роботи електродвигунів іншого обладнання визначають за формулою, із врахуванням змінності роботи даного обладнання і кількості робочих днів у році: Тріч=t·i·n,год. (4.7) Дані обчислень зводимо до таблиці 4.1. Таблиця 4.1 Розрахунок витрати силової електроенергії Назва обладнання Кількість Встано-влена потужність одиниці обладнання, кВт Встано-влена потужність всього обладнання, кВт Коефіці-єнт запиту Час роботи обладнан-ня Річна витрата електро- енергії, кВт/год. Сушильні камери СПЛК-2 3 11 33 0,8 7519,2 198506 Траверсні візки 1 9 9 0,3 5840 15768 Ліфт-підйомник 2 10 20 0,3 4160 24960 239234 4.2 Розрахунок витрат електроенергії на освітлення Для створення нормального освітлення в темні години доби або в затемнених приміщеннях використовують світильники із лампами розжарювання або з люмінесцентними лампами. Розрахунок річної потреби в електроенергії на освітлення виконують методом питомої встановленої потужності при розмірах приміщення, що перебільшує 10 м2. Розрахунок виконують за формулою: , (4.7) де Р – питома потужність на освітлення; S – площа приміщень, м2; Кзап – коефіцієнт запиту, який враховує роботу всіх світильників і втрати на лінії, беруть 0,8; Троб – час роботи світильників за рік, год. Кількість годин роботи світильників за рік залежить від географічної ширини і місцевості, визначають виходячи із середнього часу горіння ламп за добу. Для всіх ділянок сушильного цеху, крім коридорів керування, лабораторій і траверсного коридору, необхідно брати Троб=9·365=3285 год. Оскільки при двозмінній роботі середній час горіння ламп в добу становить 9год. Для коридору керування, траверсного коридору і лабораторії тривалість роботи світильників становить 13 год. Результати розрахунку витрати електроенергії на освітлення зводимо до табл. 4.2 Таблиця 4.2 Розрахунок витрати електроенергії на освітлення сушильного цеху Назва приміщень (ділянок) Площа примі-щення, м2 Питома потужність, кВт/м2 Коеф. запиту К-сть год горіння ламп Річна витрата електроенергії на освітлення, кВт·год Виробничі ділянки: сушильні камери Траверсний коридор 135,93 8 0,8 4355 3788,6 Приміщення для формування сирих штабелів 35,43 15 0,8 3285 1396,6 Склад сирих штабелів 59,1 4 0,8 3285 621,2 Приміщення для розформування сирих штабелів 47,3 15 0,8 3285 1864,5 Склад сухих штабелів (охолоджуюче приміщення) 100,5 4 0,8 3285 1056,5 Коридор керування 23,6 15 0,8 4355 1233,3 Допоміжні приміщення, лабораторія цеху 10 18 0,8 4355 627,1 Механічна майстерня 10 15 0,8 3285 394,2 Контора, кімната начальника цеху 10 15 0,8 3285 394,2 Побутові приміщення: кімната відпочинку 40 15 0,8 3285 1576,8 Курилка 15 0,8 3285 Гардероб 15 0,8 3285 Душ, санвузол 15 0,8 3285 Разом: 12953 4.3 Розрахунок витрати електроенергії на вентиляцію. Сумарна витрата електроенергії В зв'язку з тим, що робітники, які обслуговують сушильні камери працюють при високих температурах та високій вологості повітря, необхідна припливно-витяжна вентиляція сушильних цехів. Кратність повітрообміну має бути не менше як 1,5. В середньому можна брати потужність електродвигунів для припливно-витяжної вентиляції Р= 2...З кВт на 1000 м3 цеху. Витрата електроенергії на вентиляцію: кВт/год, (4.8) де Р — питома потужність електродвигунів для припливно-витяжної вентиляції, кВт/м3; V — сумарний об'єм приміщень цеху без врахування об'єму сушильних камер, м3; Троб — час роботи вентиляційної системи за рік, год. Значення Троб визначають при тризмінній роботі сушильного цеху за формулою: год. V=2793,42-443,52=2349,9 м3. кВт год. Загальна витрата електроенергії: Wзаг=239234+12953+51462,8=303649,8 кВт год. 4.4 Витрати теплоти (пари) на технологічні потреби Річну потребу в парі на технологічні потреби визначається за формулою: т/рік. (4.9) т/рік. 4.5 Розрахунок витрати пари на опалення і вентиляцію Витрати пари на опалення і вентиляцію обчислюється за формулою: , (4.10) де q – питома витрата теплоти на опалення і вентиляцію 1 м3 при різниці температури в 1оС, кВт/(м3·град). Середнє значення цієї величини можна брати: для опалення: 0,45 · 10-3; для вентиляції: 0,09 · 10-3. V – загальний об’єм приміщень цеху без врахування об’єму сушильних камер, м3; tприм – температура в приміщенні, беруть 20оС; tрозр – розрахункова температура для опалення і вентиляції, визначається за табл. Д.22.; tріч – тривалість опалюваного сезону, год. ?оп – тривалість опалюваного сезону в днях, визначається за табл. Д.22. Результати розрахунку зводимо до табл. 4.3 Таблиця 4.3 Розрахунок витрати теплоти на опалення і вентиляцію Назва споживача Питома витрата Об’єм примі-щення Різниця темпера-тур Тривалість опалюва-льного сезону Річна витрата теплоти Опалення сушильного цеху 0,45·10-3 2349,9 45 4920 234,1·103 Вентиляція 0,09·10-3 2349,9 34 4920 35,3·103 Разом: 269,4·103 Розрахунок річної потреби пари на опалення і вентиляцію: , (4.11) де Q – загальна витрата теплоти на опалення і вентиляцію, кВт; 0,58 – кількість теплоти, що виділяється одним кг пари за год, кВт. . 4.6 Розрахунок витрати пари на побутові потреби Обчислення виконують за формулою: , (4.12) де q – витрата пари на одну людину за зміну, беремо 2,5 кг; m – кількість людей, що працюють у найбільш завантаженій зміні; і – кількість змін роботи цеху за добу; п – кількість днів роботи цеху в році. . 4.7 Розрахунок загальної витрати пари на технологічні, побутові потреби, опалення і вентиляцію (4.13) Рзаг=2723,7+464,5+13,4=3201,6 т/рік. 5 Охорона праці і протипожежний захист 5.1 Виробнича санітарія Згідно з діючими санітарними нормами і правилами проектування промислових підприємств у всіх приміщеннях треба передбачити дотримання відносної вологості повітря 36...75%; температури повітря: літом не більше ніж 25°С, зимою — не менше ніж 18°С; швидкості руху повітря при примусовій циркуляції — не більше за 0,1 м/с; освітленість приміщення цеху з врахуванням норм мінімальної освітленості підприємств деревообробної промисловості. Для забезпечення відповідних норм освітленості в цеху треба передбачити систему освітлення. Для забезпечення необхідних температурно-вологісних умов використовують припливно-витяжну вентиляцію з нагріванням повітря, кратність повітрообміну має бути не менше ніж 1,5. Кількість повітря, яке забирається з приміщення: м3/год, (5.1) де V — загальний об'єм приміщень сушильного цеху без врахування об'єму сушильних камер, м3; n — кратність повітрообміну за годину. L=2349,9·1,5=3524,8 м3/год. Для створення сприятливих санітарно-гігієнічних умов мають бути запроектовані необхідні побутові приміщення: гардеробні, умивальники, туалети, душові тощо. Витрати води на господарські і побутові потреби визначають залежно від кількості робітників у цеху згідно з нормами витрати: для господарської потреби — 25...35 л на робітника за зміну, для душових — 40 л на робітника за зміну. Річна потреба у воді: м3/рік, (5.2) де в — загальна витрата води за зміну на одного працюючого, л; m — кількість людей, що працюють в найбільш завантажену зміну, беруть з економічної частини; і — змінність роботи цеху, беруть 2; n — кількість днів роботи цеху за рік. 214,4 м3/рік. 5.2 Техніка безпеки При роботі в сушильних цехах необхідно дотримуватись наступних правил техніки безпеки: До роботи щодо обслуговування сушильних камер та іншого обладнання допускаються особи, які мають 18 років і знають будову сушильного обладнання, правила технічної експлуатації і способи безпечного виконання операцій. Паропроводи із зовнішньою температурою, що перевищує 60°С, теплоізолюють; фланці з'єднань трубопроводів і калориферів мають бути захищені екранами. Завантаження-розвантаження сушильних камер, а також переміщення вагонеток (треків) з штабелями в цеху необхідно механізувати. На рейкових шляхах передбачити тупики, щоб вагонетки не сходили з рейок. Зазори в стиках рейок не повинні перевищу вати 10 мм. Висота рейок на дільниці формування і розформування штабелів, траверсного візка, складу сирих штабелів, сушильних камер і охолоджувального приміщення мають бути на одному рівні. Траверсний візок повинен мати пристрій, який фіксує положення треків на ньому. Відстань від траверсного візка, який знаходиться в крайньому положенні до будівельних конструкцій, має бути не менше як 0,8 м. Всі рухомі деталі обладнання сушильних камер закривають огородженнями. Штабелі пиломатеріалів укладають на треки або вагонетки вручну на висоту, що не перебільшує 1,5 м. Штабелі для камерного сушіння висотою 2,6 м і більше формують і розформовують лише за допомогою механізмів і пристроїв. 7. Сушильні камери обладнують системою дистанційного контролю і керування процесом сушіння (або системою автоматичного регулювання). При роботі в сушильному цеху необхідно суворо дотримуватись правил пожежної безпеки. Необхідно проводити інструктаж і періодичне навчання персоналу з техніки безпеки, інструкції вивішувати на видному місці. Для захисту від ураження електричним струмом всі струмопровідні частини мають бути ізольовані або закриті заземленим металевим кожухом, корпуси електродвигунів, електрообладнання, які можуть бути під напругою, необхідно заземлити. Заземлення необхідно перевіряти не рідше як 1—2 рази на рік (літом і зимою). Необхідно дотримуватись таких основних правил у зв'язку з тим, що обслуговуючий персонал сушильного цеху працює в умовах підвищеної температури і вологості, особливо в період заходження до камери: чергові сушильники; які заходять до камери під час її роботи, забезпечуються спеціальними брезентовими костюмами; сушильні камери мають бути обладнані електричним освітленням напругою 12 В. В разі відсутності освітлення при вході до камери треба користуватися акумуляторними лампами або переносними низьковольтними лампами з сіткою і броньованим шнуром; двері в камеру повинні мати зовнішні і внутрішні ручки. Дверцята у ворота сушильних камер мають бути обладнані затворами і відкриватися як ззовні, так і зсередини камери; при вході до камери треба слідкувати, щоб двері випадково не закрилися. В разі необхідності заходження до гарячої камери, біля дверей залишають чергового; підлога в камері має бути рівною, без вибоїн і виступів. Люки і отвори в підлозі мають бути огороджені спеціальними пристроями; повітропроводи і двері мають бути герметичними; в цеху слід мати обладнаний санітарний пост і стенди з наочними посібниками з техніки безпеки. 5.3 Протипожежний захист Сушильний цех за пожежною безпекою відносять до категорії виробництв В, клас приміщень II—ІІ-а, цех розміщується в одноповерховій будівлі. Основні протипожежні заходи: Тримати в чистоті і порядку всі дільниці і приміщення цеху, не допускати скупчення відходів і сміття. Вчасно змащувати підшипники вентиляторів і електродвигунів, щоб не допустити їх перегрівання. В переносних освітлювальних установках використовувати струм напругою, що не перевищує 12 В. Не допускати використання відкритого вогню (свічки, паяльні лампи) і куріння в цеху. Зварювальні роботи виконувати лише з дозволу представників пожежної охорони. Систематично, 2 рази на рік, перевіряти стан електричної проводки, заміряти опір ізоляції. Кількість виходів у цеху має бути не менше ніж два (по можливості з протилежних сторін приміщення) для евакуації людей. Паропроводи, труби центрального опалення повинні знаходитись від легкозаймистих частин будівлі не менше ніж на 100 мм, якщо температура теплоносія в них не перевищує 150°С і не менше ніж 300 мм при температурі теплоносія, що перевищує 150°С. Необхідно проводити інструктажі з протипожежної безпеки. Інструкцію з протипожежного захисту вивішувати на видному місці. 10. В цеху мають бути : протипожежна сигналізація, пожежний водопровід, гідранти, протипожежні шити і вогнегасники. Пожежні гідранти повинні бути укомплектовані необхідним інвентарем, періодично (один раз на тиждень) перевірятися і в разі необхідності ремонтуватися. Річна витрата води на протипожежні потреби, м3: м3, (5.3) де 52 — кількість тижнів у році; т3; — кількість зовнішніхгідрантів (їх встановлюють через кожних 100 м); тв . — кількістьвнутрішніх гідрантів (встановлюють через 25 м); 600 та 300 —витрата води одним гідрантом, л/хв; 5 — час перевірки гідранта, хв. м3. 6 Економічна частина Таблиця 6.1 План виробництва по сушильному господарству Назва Одиниця виміру Кількість Ціна, грн./м3 Вартість, тис грн. Сушіння пиломатеріалу: Умовного Фактичного м3 м3 6690 5000 140,37 187,82 939,1 939,1 Таблиця 6.2 Розрахунок вартості матеріалу Назва Одиниця виміру Кількість Ціна, грн. Вартість, тис грн. Пиломатеріали (на прокладки) м3 27,45 450 12,3 Таблиця 6.3 Розрахунок вартості електроенергії, пари і води Назва Одиниця виміру Кількість Ціна, грн. Вартість, тис грн. Електроенергія а) на технологічні потреби б) на освітлення в) на вентиляцію Пара Вода кВт/год кВт/год кВт/год тонн м3 303649,8 3201,6 1306,4 0,42 100 4,50 127,5 320,2 5,9 Таблиця 6.4 Розрахунок вартості основних фондів сушильного господарства Назва Одиниця виміру Кількість Ціна, грн. Вартість, тис грн. Сушильні камери СПЛК-2 Приміщення цеху Лабораторне обладнання Траверзний візок Ліфт-підйомник Лісовоз Треки Система автоматичного регулювання шт. м3 к-сть шт. шт. шт. шт. к-сть 3 2793,42 1 1 2 1 54 1 132000 600 30000 8600 6500 14800 120 72000 396,0 1676,1 30,0 8,6 13,0 14,8 6,5 72,0 Разом 2217,0 Таблиця 6.5 Розрахунок амортизаційних відрахувань і затрат на поточний ремонт Назва Вартість, тис. грн. Амортизаційні відрахування Затрати на поточний ремонт % тис. грн. % тис. грн. Приміщення цеху Сушильні камери СПЛК-2 Ліфт-підйомник Лабораторне обладнання Траверзний візок Лісовоз Треки Система автоматичного регулювання Разом 1676,1 396,0 13,0 30,0 8,6 14,8 6,5 72,0 2217,0 8 8 40 40 40 40 24 24 134,1 31,7 5,2 12,0 3,4 5,9 1,6 17,3 211,2 30 30 30 30 30 30 30 30 40,2 9,5 1,6 3,6 1,0 1,8 0,5 5,2 63,4 Таблиця 6.6 Баланс робочого часу на одного робітника в рік Назва Одиниця виміру Показник 1. Календарний фонд часу дні 365 2. Неробочі дні, всього: а) святкові б) вихідні дні дні дні 114 10 104 3. Номінальний фонд часу дні 251 4. Невиходи на роботу: а) чергові відпустки б) відпустки на навчання в) декретні відпустки г) по хворобі д) виконання громадських доручень дні дні дні дні дні дні 33 25 0,5 3 4 0,5 5. Ефективний фонд часу дні 218 6. Номінальна тривалість робочого дня дні 8 7. Внутрізмінні втрати робочого часу дні 0,1 8. Ефективна тривалість робочого дня дні 7,9 9. Ефективний фонд робочого часу дні 1722 Таблиця 6.7 Розрахунок тарифного фонду заробітної плати робітників Назва професії Розряд робіт-ника Кількість (чоловік) Годинна тарифна ставка, грн. Ефективний фонд часу робітника в рік, год Фонд заробітної плати, тис. грн. Робітники для укладання і розбирання штабелів ІІІ 2 4,60 1722 15,8 Чергові сушильники ІV 4 4,88 1722 33,6 Слюсар-ремонтник ІV 1 4,88 1722 8,4 Електрик ІV 1 4,88 1722 8,4 Прибиральниця ІІ 1 4,10 1722 7,1 Разом 9 73,3 Таблиця 6.8 Розрахунок річного фонду заробітної плати цехового персоналу Назва професій Кількість Місячний посадовий оклад, грн. Річний фонд заробітної плати, тис. грн. Керівники 1. Начальник цеху - 2. Майстер 1 1300 15,6 3. Лаборант 1 850 10,2 Разом 2 25,8 Таблиця 6.9 Розрахунок річного фонду зарплати робітників Назва Річний тарифний фонд зарплати Доплати Основна зарплата, тис. грн. Додаткова зарплата Річний фонд зарплати, тис. грн. % тис. грн. % тис. грн. Робітники 73,3 20 14,7 88,0 10 8,8 96,8 Таблиця 6.10 Розрахунок витрат із фонду матеріального заохочення Назва Тарифний фонд зарплати, тис. грн. Виплата із ФМЗ % тис. грн. Робітники 73,3 10 7,3 Керівники 25,8 25 6,5 Разом 13,8 Таблиця 6.11 Кошторис витрат по сушильному господарству Назва витрат Показник, тис.грн. Структура, % 1. Вартість матералу 12,3 1,3 2. Вартість електроенергії 127,5 13,6 3. Вартість пари 320,2 34,1 4. Вартість води 5,9 0,5 5. Амортизація осф. 211,2 22,5 6. Затрати на поточний ремонт 63,4 6,8 7. Фонд зарплати робітників, цехового персоналу 122,6 13,1 8. Відрахування на соцстрах. 44,7 4,8 9. Інші витрати 31,3 3,3 Разом 939,1 100 План виробництва в ум. м3 6690 Цехова собівартість сушіння 1 м3 ум. п/м 0,14037 Таблиця 6.12 Техніко-економічні показники сушильного господарства № п/п Назва Одиниця виміру Показник 1 План виробництва сушильного господарства: а) в фактичних б) в умовних в) в грошовій оцінці м3 м3 тис. грн. 5000 6690 939,1 2 Чисельність працівників всього В тому числі: а) робітників б) цехового персоналу Чол. Чол. Чол. 11 9 2 3 Виробіток продукції на 1 роб. а) в умовному матеріалі б) в грошовій оцінці м3 тис. грн. 743,3 104,3 4 Фонд зарплати працівників В тому числі: а) робітників тис. грн. тис. грн. 122,6 96,8 5 Виплати із ФМЗ працівникам В тому числі: а) робітникам тис. грн. тис. грн. 13,8 7,3 6 Середньорічна зарплата з врахуванням виплат із ФМЗ а) одного працівника б) одного робітника тис. грн. грн. грн. 11145 10756 7 Собівартість сушіння 1 м3 ум. п/м грн. 140,37 Розрахунок економічної ефективності і строку окупності По розрахунках економічної частини собівартість 1м3 умовного пиломатеріалу становить 140,37 грн., а по даних підприємства 194,70 грн. Умовно-річну економію визначаємо по формулі: , де С1 – собівартість сушіння 1м3 ум. п/м по даних підприємства, грн; С2 – собівартість сушіння 1м3 ум. п/м по даних проекту, грн.; В – річна програма в умовних м3 . Еум.р.=(194,70-140,77)·6690=360,8 тис. грн. Термін окупності визначаємо по формулі: , де К – капіталовкладення (вартість основних фондів). р. Коефіцієнт економічної ефективності визначається по формулі: . . Порівнюючи фактичний термін окупності витрат 6,1 з нормативним 6,7 року і коефіцієнт економічної ефективності 0,16 з нормативним 0,15 можна зробити висновок, що даний проект сушильного цеху є економічно доцільним. Використана література: 1 Сушіння і захист деревини/ П.В.Білей, М.І.Крупа, І.В.Мацьків: Навч. Посібник. – К.: ІЗИН, 1998. -116с. 2 Кречетов И.В. Сушка древесины. –М.: Лесн. пром-сть, 1980. -432с. 3 Соколов П.В. Сушка древесины. –М.: Лесн. пром-сть, 1968. -364с. 4 Серговский П.С., Расев А.И. Гидротермическая обработка и консервирование древесины. –М.: Лесн. пром-сть, 1987. -360с. 5 Руководящие технические материалы по технологии камерной сушки древесины. Архангельск: ЦНИИМОД, 1985. -143с. PAGE PAGE 4 24ДП5.092002.01.261.ПЗ I=0 1 2 м. о. I1=I2 t,?C t1 t2 tт d1 d2 d, г/кг ?=1 ?2 ?1 Рп1 Рп2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
