Производство на ОАО "Гидросила"

Аппаратурный расчет
Цель аппаратурного расчета
технологического оборудования:
определение размеров и числа
аппаратов заданных типов,
позволяющих выпускать продукт
в его заданном объеме за
указанный срок.
Лесина Ю.А.
1
Оборудование
аппаратурных стадий


Основное- используется для реализации
стадий получения выделения и очистки
продуктов (емкостные аппараты с
перемешивающими и теплообменными
устройствами, колонны, фильтры и
центрифуги, сушилки);
Вспомогательное - используется для
временного хранения и транспортировки
исходных веществ и промежуточных
продуктов (мерники, сборники,
теплообменники, насосы, компрессоры).
Лесина Ю.А.
2
Исходные данные для
аппаратурного расчета:




предварительная аппаратурная схема;
количество веществ, перерабатываемых в
каждом отдельном аппарате
(материальный баланс);
нормы времени работы оборудования;
условия эксплуатации оборудования.
Лесина Ю.А.
3
Алгоритм расчета и подбор
оборудования периодического
производства




Составление графика гармонизации
работы оборудования.
Расчет основного оборудования и подбор
его по каталогам.
Расчет и подбор вспомогательного
оборудования.
Составление спецификации
оборудования.
Лесина Ю.А.
4
График гармонизации
работы оборудования


Цель составления: выбор и
определение рационального
варианта загруженности и простоев
аппаратуры.
Требования к составлению:
соблюдение поточности процесса,
ритмичности, минимального
количества простоев оборудования.
Лесина Ю.А.
5
Технологический цикл аппарата –
упорядоченная последовательность
технологических и организационных мероприятий,
имеющих конечную продолжительность
Продолжительность
технологического цикла равна
сумме длительностей операций:
tij = oij + eij + pi(j-1) + τij + pij + xij
Процесс функционирования аппаратов периодического действия
изображается в виде графиков Гантта
Лесина Ю.А.
6
График Гантта


на графиках отображаются только
основные аппараты;
если передача из одного аппарата в
другой пренебрежительно мала по
сравнению со временем работы аппарата,
то на графике процесс передачи не
отображается. В противном случае
передача масс из аппарата в аппарат
учитывается на графике.
Лесина Ю.А.
7
Время работы в реакторе
периодического действия
   х. р.   всп.
Нормы технологического режима
Лесина Ю.А.
8
Расчет времени вспомогательных операций

Время заполнения аппарата при подаче жидкости через насос
 всп.2 
Vж .
Vн.
где Vж. – объем подаваемой жидкости, м3,
Vн. – производительность насоса, подающего жидкость, м3/с.
 Время опорожнения аппарата зависит от способа выгрузки
реакционной массы:
– разгрузка через трубу передавливания
900 Vр. м.
 всп.3 
– разгрузка через сливной штуцер
 всп.3 
,с
2
ап.
D
1,1103 Vр. м.
H
0,5
р . м.
D
где Vр.м. – объем реакционной массы в реакторе, м3;
Dап. – диаметр аппарата, м;
Нр.м. – начальная высота уровня реакционной массы в
реакторе, м.
Лесина Ю.А.
2
ап.
,с
9
Расчет времени вспомогательных операций

Время нагрева (охлаждения) при известной
площади поверхности теплообмена
 4(5) 
Q4(5)
F  K 4(5)  tср.4(5)
(см. тепловой расчет).
Лесина Ю.А.
10




Временной график функционирования химико-технологической
системы периодического действия:
а – без перекрывания технологических циклов:
б – в оптимальном временном режиме;
в – с параллельно соединенными аппаратами;
г – с промежуточными емкостями
Лесина Ю.А.
11



Оптимальное число реакторов составляет от
1 до 4 (не более 5-6):
применение большего количества
малопроизводительных аппаратов приводит к
увеличению числа операций загрузки и
выгрузки; числа точек контроля и объектов
наблюдения; площади производственного
помещения и т.д.;
при установке меньшего числа
высокопроизводительных аппаратов
увеличивается время простоя оборудования;
установка большегабаритных аппаратов
приводит к усложнению некоторых монтажных и
строительных работ, затрудняет контроль за
протеканием технологического процесса.
Лесина Ю.А.
12

Количество операций, которое может быть
проведено в течение суток в одном аппарате:


24

Количество операций, которое должно быть
проведено за сутки для обеспечения заданной
производительности:
   n
Число операций в сутки рекомендуется сохранять
постоянным на всех стадиях производства
Лесина Ю.А.
13
Согласование работы
оборудования по наиболее
занятому аппарату


необходимо выбрать реактор, имеющий наиболее продолжительный
период работы,
определить для него количество операций в сутки β, и принять эту
величину постоянной для всего оборудования (и основного, и
вспомогательного):
 


24

 const
Стадия, для которой τ = τц называется лимитирующей по времени.
Такой вариант оптимален в том случае, если время работы реакторов
различается незначительно.
Лесина Ю.А.
14
Согласование работы
оборудования по наименее
занятому аппарату


  1  n1  const; n2 
; n3 
,
2
3
где 3 
24
3
; 2 
24
2
Лесина Ю.А.
.
15
График гармонизации
работы оборудования
Лесина Ю.А.
16