Đồ án Thiết kế nhà máy sứ điện hạ thế năng suất 1000 tấn /năm

MỤC LỤC PHẦN I : MỞ ĐẦU 2 PHẦN II : LỰA CHỌN ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG NHÀ MÁY 3 1. Vị trí địa lý 3 2. Đặc điểm khí hậu 3 3. Điều kiện kinh tế 3 4. Điều kiện giao thông vận tải 3 5. Điều kiện cấp thoát nước 3 6. Điều kiện chiếu sáng, thông tin liên lạc 4 7. Ý nghĩa của việc chọn khu công nghiệp Tiên Sơn làm địa điểm xây dựng nhà máy 4 THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT 6 PHẦN III : TÍNH TOÁN KỸ THUẬT 7 1. Lựa chọn mặt hàng 7 2. Tính toán phối liệu xương 8 3. Tính toán phối liệu men 10 4. Tính cân bằng vật chất cho xương 11 5. Tính cân bằng vật chất cho men 13 6. Tính toán quá trình sấy 14 7. Tính toán lò nung 21 8. Lựa chọn thiết bị trong dây chuyền 50 PHẦN IV : XÂY DỰNG 56 PHẦN V : ĐIỆN – NƯỚC 62 PHẦN VI : AN TOÀN LAO ĐỘNG 65 PHẦN VII : KINH TẾ TỔ CHỨC 66 PHẦN VIII : KẾT LUẬN 74 TÀI LỆU THAM KHẢO 76 PHẦN I: MỞ ĐẦU Vật liệu xây dựng nói chung là một trong những nghành công nghiệp nhẹ mũi nhọn, góp phần không nhỏ cho nền kinh tế của nước ta. Sản phẩm của nghành rất đa dạng như : các loại gạch ốp lát ceramic, gạch granit, gạch côttô..., các loại gốm mỹ nghệ, dân dụng dùng cho nhu cầu tiêu dùng. Các loại sứ điện, sứ kỹ thuật cao dùng trong công nghiệp điện, điện tử,sứ thông tin...trong sự phong phú đó phải kể đến sản phẩm sứ điện hạ thế, một trong những sản phẩm quan trọng rất thiết yếu với sinh hoạt của con người, tăng chất lượng sinh hoạt của cuộc sống. Thực tế nghành gốm sứ đã có ở nước ta từ vài nghìn năm trước, chủ yếu là sứ mỹ nghệ dân dụng, và đã có giai đoạn cũng bị chậm phát triển,thậm chí một số sản phẩm mỹ nghệ nổi tiếng đã bị mai một. Tuy nhiên vài thập niên trở lại đây chúng ta lại thấy sự trở lại và phát triển đáng kể của nghành gốm sứ, đặc biệt là sản phẩm sứ điện ngày một nâng cao chất lượng, mẫu mã, được người tiêu dùng trong nước và nước ngoài công nhận về chất lượng tốt. Điều này được đánh giá bằng chứng chỉ ISO của sản phẩm sứ điện Hoàng Liên Sơn do trung tâm chứng nhận phù hợp tiêu chuẩn Quacert và tổ chức chứng nhận BVQV Anh quốc cấp. Trước tình hình các nghành công nghiệp phát triển như vũ bão, cùng với định hướng phát triển kinh tế trong văn kiện của đại hội IX ban chấp hành TW đảng khoá IX ưu tiên phát triển khai thác đúng triệt để các nghành vật liệu xây dựng. Thì đặt ra cho bộ xây dựng cần phải xây dựng thêm các nhà máy sản xuất sứ điện để đáp ứng nhu cầu tiêu dùng trong nước và xuất khẩu, nhất là khi chúng ta hội nhập vào APTA. Tuy vậy nghành VLXD của nước ta còn đứng trước nhiều khó khăn như công nghệ sản xuất còn lạc hậu ở nhiều cơ sở, nhiên liệu tốt vẫn phải nhập,, những điều này ảnh hưởng không nhỏ đến giá thành sản phẩm, đó là những cản trở của sự phát triển của nghành. Song với nguồn nguyên liệu phong phú, được thiên nhiên ban tặng phân bố khắp các khu vực trong cả nước, nguồn nhân lực cần củ chăm chỉ, sáng tạo khéo léo chắc chắn rằng nghành gốm sứ xây dựng của nước ta sẽ được củng cố và phát triển mạnh trong vài năm tới đưa công nghiệp gốm sứ vươn xa trong khu vực và thế giới, góp phần vào sự phát triển chung của nền kinh tế nước ta. PHẦN II: LỰA CHỌN ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG Căn cứ vào điều kiện để lựa chọn khu công nghiệp như gần đường giao thông,gần nơi tiêu thụ, phân bố sản phẩm, điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng, căn cứ vào sự ổn định chính trị của khu dân cư, giá thuê đất, điêù kiện về thủ tục thuê đất, sự khuyến khích đầu tư của địa phương vào sự quy hoạch của nhà nước về các khu công nghiệp phía bắc, dự kiến nên đặt nhà máy tại khu công nghiệp Tiên Sơn của tỉnh Bắc Ninh. 1.Vị trí địa lí: Khu công nghiệp Tiên Sơn có vị trí rất thuận tiện, là đầu mối giao lưu,phát triển kinh tế với các địa phương như Hà Nội, Quảng Ninh, Hải Phòng, Bắc Giang, cảng hàng không,sân bay quốc tế Nộ Bài, các khu kinh tế phía bắc.Khu công nghiệp Tiên Sơn hiện tại có diện tích134,76 ha, nằm trong tổng thể 312 ha diện tích phát triển khu công nghiệp 2. Đặc điểm khí hậu: Thuộc vùng khí hậu nhiệt đới ẩm, mùa đông lạnh.Nhiệt độ trung bình trong năm 24,50C, nhiệt độ tháng cao nhất trong năm 30,10C, nhiệt độ tháng thấp nhất trong năm 16,30C, số giờ nắng cả năm là 1429 giờ, lượng mưa cả năm1558 mm, tốc độ gió mạnh nhất 34 m/s, độ ẩm trung bình trong một năm 79%. 3. Điều kiện kinh tế xã hội: Bắc Ninh là một tỉnh nằm ở phía bắc thủ đô Hà Nội, là mảnh đất có truyền thống văn hoá lâu đời, mảnh đất linh kiệt,có truyền thống khoa bảng, tình hình chính trị, dân cư ổn định, năm trong khu vực tam giác phát triển kinh tế là Hà Nội - Hải Phòng-Quảng Ninh. Tốc độ phát triển hàng năm không ngừng gia tăng, năm sau cao hơn năm trước. Dân số trong tỉnh tính đến tháng 06/ 2001 là 950.000 người. Trong đó số người trong độ tuổi lao động là 620.944 người. Đây là điều kiện rất thuận lợi để phát triển các nhà máy công nghiệp. 4. Điều kiện giao thông : Khu công nghiệp Tiên Sơn có một vị trí giao thông hết sức thuận lợi: nằm giữa quốc lộ 1A cũ và 1B mới, cách thủ đô Hà Nội về phía bắc là 16 km, cách sân bay quốc tế nội bài theo quốc lộ 18 là 20 km, nằm cạnh tuyến đường sắt đi các tỉnh biên giới như Lạng Sơn. 5. Điều kiện cấp thoát nước: Do đặc trưng của ngành sản xuất gốm sứ nói chung và sứ điện nói riêng là sử dụng lượng nước tương đối lớn so với các nghành sản xuất khác. Do đó nguồn để cung cấp cho nhà máy lấy từ nguồn nước ngầm, với nhà máy công suất 6500m3/ ngày, cùng công trình điều hoà mạng lưới cấp nước khu công nghiệp bể 1000m3, ở độ cao 30 m. Hệ thống xử lý nước thải được thiết kế có hệ thống kiểm tra hàm lượng chất thải có trong nước trước khi thải ra đường thoát công cộng. 6. Điều kiện chiếu sáng, thông tin liên lạc: Nguồn cung cấp điện cho các nhà máy ở khu công nghiệp được thông qua mạng lưới điện 110/220 KV (2 nhà máy´ 40MVA) với công suất toàn khu công nghiệp là 30623KW. Hệ thống giao thông trong toàn khu công nghiệp được bê tông nhựa hoá hoàn toàn và được chiếu sáng bằng điện cao áp hiện đại. Hệ thống thông tin liên lạc, đảm bảo mọi nhu cầu về thông tin liên lạc và dịch vụ bưu điện (bưu điện, fax, internet, điện thoạ đường dài, quốc tế…) thông qua mạng lưới bưu điện tỉnh và bưu điện các thị trấn lân cận như Lim, bưu điện thị trấn Từ Sơn.. Có hệ thống phòng cháy chữa cháy trong khu công nghiệp đạt tiêu chuẩn cấp nhà nước về an toàn. Có diện tích đất trồng cây xanh là 6,5 ha tạo quang cảnh đẹp và giữ cân bằng môi trường sinh thái trong khu công nghiệp. 7. Ý nghĩa của việc chọn khu công nghiệp Tiên Sơn làm địa điểm xây dựng nhà máy : Việc chọn khu công nghiệp Tiên Sơn làm địa điểm xây dựng nhà máy có ý nghĩa hết sức quan trọng trong việc giải quyết công ăn việc làm cho một bộ phận không nhỏ lao động trong khu vực tỉnh Bắc Ninh và các tỉnh lân cận, tăng thu nhập cho dân, góp phần vào việc tăng trưởng kinh tế của tỉnh nhà. Ngoài ra còn tận dụng được nguồn nhân lực có trình độ được đào tạo từ các trường đào tạo công nhân kỹ thuật của tỉnh và nguồn kỹ sư từ thủ đô Hà Nội. Nguồn nguyên liệu nhập từ các tỉnh Hải Dương, Phú Thọ... rất thuận lợi trong việc vận chuyển qua đường bộ, đường sắt,.. SƠ ĐỒ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỨ ĐIỆN HẠ THẾ đất sét đất sét Cao lanh fenpat Thach anh dolomit Znokt Baco3 định lượng Bài fối liệu theo tỷ lệ Bài fối liệu men Bài fối liệu xương Nghiền bi Bể khuấy Khử sắt Bể chứa(w=47%) ép lọc khung bản Luyện thô(w=21) ủ(w=21%) Luyện chân 0 Nghiền bi Bể khuấy Khử sắt Thùng cao vị tráng men Tạo hình dao dây Tạo hình dập dẻo Sấy tự nhiên Sấy tuy nel Nung con thoi Kiểm tra đóng gói Nhập kho THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT Nguyên liệu nhập về nhà máy ở dạng đã xử lý từ các công ty chuyên cung cấp nguyên liệu cho các nhà máy sản xuất vật liệu silicat.Từ bài phối liệu xương, men thì các loại nguyên liệu dùng cho các bài phối liệu sẽ được định lượng bằng cân định lượng theo tỷ lệ của bài phối liệu.Sau đó các nguyên liệu của bài phối liệu xương được nghiền trong máy nghiền xương với tỷ lệ bi, liệu, nước theo khối lượng là:1,15:1:0,9.Bi sử dụng ở đây là bi cao nhôm hình cầu do nhà máy tự sản xuất.Nguyên liệu gầy dược nạp vào nghiền trước, sau đó nguyên liệu dẻo được nạp vào nghiền cùng.Thời gian nghiền một mẻ là 21 giờ.Trong quá trình nghiền có nạp vào chất điện giải là thuỷ tinh lỏng.sau khi nghiền xong, hồ được xả xuống bể khuấy, sau đó được bơm màng bơm lên thiết bị khử sắt.Sau đó hồ được tháo xuống bể khuấy 2 để hồ được đồng đều các cỡ hạt,hồ được đồng nhất và ổn định.Hồ từ bể khuấy này sẽ được bơm màng cấp cho máy ép lọc khung bản,nhờ có máy ép mà hồ phối liệu có độ ẩm từ 47,4% trở thành phối liệu dẻo có độ ẩm là 21%.Phối liệu sau khi luyện thô được xếp thành từng đống trong kho ủ.Tác dụng của việc ủ sẽ làm tăng tính dẻo của phối liệu.Trong thời gian ủ, nước có trong phối liệu sẽ theo các ống dẫn rất nhỏ phân bố đều trong các lớp đất thúc đẩy các phản ứng hoá học, chuyển một phần nhỏ AL2O3 vào dạng hoà tan được trong kiềm sinh ra AL2(OH)3 và các axit sicilic.Trong trạng tháI keo đất sét có trong phối liệu được nhuần nhuyễn thêm nhờ các vi khuẩn.Thời gian ủ là 24 ngày để hiệu quả ủ tăng rõ rệt.Phối liệu mộc sau khi ủ sẽ được luyện trong máy luyện hút chân không để khử không khí một cách hiệu quả nhất, từ đó nâng cao được rất nhiều tính dẻo, trên cơ sở đó mà ta có thể thay thế một lượng đất sét có trong phối liệu bằng cao lanh loại tốt, làm tăng độ mịn chặt cho xương sứ, nâng cao cường độ cơ khi sấy và nung, tăng khả năng cách đIện của sứ, giảm tỉ lệ hư hao sản phẩm.Sau khi luyện chân không xong thì phối liệu được cắt thành các phôI đất phù hợp cho việc tạo hình từng loại sản phẩm.Có hai phương thức tạo hình là tạo hình dao dây đối với loại sản phẩm sứ thông tin hạ thế, phương thức thứ hai là tạo hình ép dập dẻo đối với loại sản phẩm sứ đIện hạ thế dân dụng.Sau khi tạo hình xong thì sản phẩm mộc được sấy tự nhiên đến độ ẩm 15% thì được xếp lên xe goòng để sấy trong hầm sấy tuynel đến độ ảm 1%.Các nguyên liệu của bàI phối liệu men được nghiền trong máy nghiền men,chu kỳ nghiền một mẻ là 22 giờ, mỗi mẻ nạp 2 tấn nguyên liệu khô.Hồ men được nghiền từ máy nghiền men sau khi nghiền xong dược xả xuống bể khuấy, sau đó được bơm màng đưa lên thiết bị khử sắt rồi lại được bơm màng đưa lên thùng cao vị.Từ đó men sẽ được cung cấp để tráng men cho các sản phẩm mộc sau khi đã sấy tuynel.Tráng men xong sản phẩm mộc sẽ được xếp lên các xe goòng và đưa vào nung trong lò nung con thoi ở nhiệt độ nung max là 1280 độ, thời gian nung một mẻ là 31 giờ không kể thời gian xếp dỡ.Sau khi nung xong sản phẩm được kiểm tra khuyết tật bằng mắt thường để loại bỏ những phế phẩm không khắc phục lại được.Sản phẩm tiếp tục được thử độ bền cơ(đại diện) và thử điện.Sản phẩm khi đã đạt đầy đủ các tiêu chuẩn thì được đóng gói và nhập kho. PHẦN III:TÍNH TOÁN KỸ THUẬT I. Lựa chọn và giới thiệu mặt hàng Sứ điện ngày nay là một loại mặt hàng hết sức phong phú và rộng rãi, nó phát triển nhanh chóng cùng với sự phát triển của nền kinh tế cũng như của các nghành công nghiệp nặng, đặc biệt là nghành công nghiệp điện.Cùng với sự phát triển của các loại mặt hàng sứ điện nói chung, mặt hàng sứ điện hạ thế cũng rất phong phú về chủng loại cũng như mẫu mã phù hợp với đặc tính sử dụng của nó.Vì vậy trong bản đồ án này chỉ giới thiệu hai loại mặt hàng chính là sứ thông tin hạ thế đường đây và sứ hạ thế dân dụng trong gia đình - Giới thiệu mặt hàng sứ thông tin hạ thế đường dây: Kiểu D D1 D2 H H1 H2 R Khối lượng(kg) A20 70 36 17 65 18 11 10 0,3 A30 86 42 17 76 21 13 10 0,4 SI532 80 45 18 76 17 40 18 0,8 SI531 70 39 17 65 17 31 16 0,6 Thông số kỹ thuật đặc trưng: Mô tả Điện áp duy trì ở trạng thái khô-ướt,50Hz,1 Lực kéo phá huỷ Chiều dàI dòng dò nhỏ nhất Đơn vị tính Kv Kn mm A20 25/12 20 100 A30 25/12 20 150 SI532 25/15 15 80 SI531 20/15 15 50 - Giới thiệu mặt hàng sứ điện hạ thế dân dụng:Đây là loại mặt hàng có kích thước nhỏ cỡ vài cm, khối lượng trên dưới 100 gam như cầu chì, cầu dao … Tuy nhiên loại mặt hàng này giờ không còn được sử dụng nhiều nên trong đồ án này thiết kế sản xuất loại mặt hàng này cũng không nhiều, tỷ lệ so với mặt hàng sứ thông tin hạ thế về khối lượng là 20/80. II.Tính toán phối liệu xương - Chọn nguyên liệu sản xuất: Loại nguyên liệu SiO2 AL2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O TiO2 MKN Tổng Đất sét Trúc Thôn 67,5 20,10 1,15 0,60 0,45 1,50 0,83 0 7,50 99,63 Cao lanh Yên Bái 47,61 35,51 0,64 0,09 0,26 1,81 0,26 0,12 13,36 99,66 Fenspat Vĩnh Phú 67,6 17,20 1,06 0,67 0,96 8,50 3,25 0 0,76 100 Thạch anh LC 98,67 0,39 0,21 0,11 0,13 0,12 0,13 0 0,15 99,91 - Sau khi tính toán ta có T-Q-F của các nguyên liệu như sau: Tên nguyên liệu T Q F Đất sét Trúc Thôn 43,28 36,82 15,87 Cao lanh Yên Bái 83,79 0,21 12,88 Fenspat Vĩnh Phú 6,69 13,13 77,65 Thạch anh Lao Cai 0,11 97,40 1,81 - Tính phối liệu:Ta có TC=TN/0,8=1280/0,8=1600 tra trên biểu đồ TQF ứng với điểm 27.Theo biểu đồ chọn T=50, Q=20, F=30 + Tính bài phối liệu khi biết thành phần khoáng :Để đảm bảo cường độ mộc ta chọn trước hàm lượng đất sét là 20%.Khi đó T-Q-F đưa vào qua đất sét là: T=43,28*0,25=10,82 Q=36,82*0,25=9,21 F=15,87*0,25=3,97 Lượng T-Q-F còn lại do Fenspat, Cao lanh, Thạch anh mang vào là: T=50-10,82=39,18 Q=20-9,21=10,79 F=30-3,97=26,03 Ký hiệu % lượng Cao lanh, Fenspat, Thạch anh mang vào trong phối liệu lần lượt là x,y,z.Khi đó ta có hệ sau : 83,79*x+6,69*y+0,11*z=39,18 0,21*x+13,13*y+97,4*z=10,79 12,88*x+77,65y+1,81z=26,03 Giải hệ trên ta được : x= 0,4468=44,68% y=0,2593=25,93% z=0,0719=7,19% Từ kết quả trên ta có (x+y+z)=77,8%,quy về (100-25=75%) ta được x=43,07%, y=25,00%, z=6,93%. - Kiểm tra lại T-Q-F của phối liệu: Nguyên liệu T Q F Đất sét (25%) 10,82 9,21 3,97 Cao lanh (43,07%) 36,09 0,09 5,55 Fenspat (25%) 1,67 3,28 19,41 Thạch anh (6,93%) 0,01 6,75 0,13 Tổng 48,59 19,33 29,06 Chọn trước 50,00 20,00 30,00 - Thành phần hoá học của phối liệu và xương như sau: Nguyên liệu SiO2 AL2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O TiO2 MKN Đất sét(25%) 16,88 5,03 0,29 0,15 0,11 0,38 0,21 0 1,88 Cao lanh(43,07%) 20,51 15,29 0,28 0,04 0,11 0,78 0,11 0,05 5,75 Fenspat(25%) 16,90 4,30 0,27 0,17 0,24 2,13 0,81 0 0,19 Thạch anh(6,93%) 6,84 0,03 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0 0,01 Phối liệu 61,12 24,65 0,84 0,36 0,47 3,29 1,14 0,05 7,83 Xương sứ 66,31 26,74 0,91 0,39 0,51 3,57 1,24 0,05 0 III. Tính bài phối liệu men: - Chọn bài men có thành phần hoá như sau: SiO2 AL2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O ZnO 67,00 11,50 0,70 5,50 4,50 5,53 2,00 2,50 - Chọn nguyên liệu sản xuất men: Nguyên liệu SiO2 AL2O3 Fe2O3 CaO MgO R2O(K2O+Na2O) ZnO TiO2 MKN Cao lanh Yên Bái 52,34 28,10 0,78 0,13 0,31 3,37(3,18+0,19) 0 0,47 14,50 Fenspat La Phù 61,96 19,66 0,47 0,56 0,40 15,52(11,44+4,08) 0 0,42 1,01 Thạch anh Lào Cai 97 98 0,39 0,24 0,84 0,27 0,25(0,12+0,13) 0 0 0,03 Đôlômit Thanh Hoá 0,90 0 0,20 28,50 22,10 O,20 0 0 47,5 ZnOKT 0 0 0 0 0 0 100 0 0 + ZnOKT chứa 100% ZnO nên ta chọn 2,5% ZnOKT + Để men dễ nghiền và chống lắng cho men ta chọn 10% Cao lanh Yên Bái.Lượng các oxyt do Cao lanh mang vào là: SiO2 AL2O3 Fe2O3 CaO MgO MgO Na2O 5,234 2,81 0,078 0,013 0,031 0,318 0,019 + Lượng các oxyt do các nguyên liệu còn lại mang vào là: SiO2 AL2O3 Fe2O3 CaO MgO MgO Na2O 61,766 8,69 0,622 5,487 4,469 5,212 1,981 + Gọi x, y, z lần lượt là % lượng Fenspat, Thạch anh, Đôlômit có trong phối liệu men.Từ đó ta có hệ phương trình: 15,52*x+0,25*y+0,2*z=7,193(cho R2O) 61,96*x+97,98*y+0,9*z=61,766(cho SiO2) 0,56*x+0,84*y+28,5*z=5,487(cho CaO) Giải hệ trên ta được: x=0,45574=45,574% y=0,34059=34,059% z=0,17353=17,353% Từ kết quả trên ta có (x+y+z)=96,986%.Quy về (100-10-2,5)=87,5% ta được x=41,12%, y=30,73%, z=15,65% - Thành phần hoá của phối liệu và men: Nguyên liệu SiO2 AL2O3 Fe2O3 CaO MgO R2O ZnO TiO2 MKN Cao lanh(10%) 5,23 2,81 0,08 0,01 0,03 0,34 0 0,05 1,45 Fenspat(41,12%) 21,52 8,08 0,19 0,23 0,16 6,38 0 0,17 0,42 Thạch anh(30,73%) 30,11 0,12 0,07 0,26 0,08 0,08 0 0 0,01 Đôlômit(15,65%) 0,14 0 0,03 4,46 3,46 0,03 0 0 7,43 ZnOKT 0 0 0 0 0 0 2,5 0 0 Phối liệu 61,01 11,02 0,38 4,97 3,74 6,84 2,5 0,22 9,32 Men 67,28 12,15 0,42 5,48 4,13 7,54 2,76 0,24 0 - Tính nhiệt độ nóng chảy của men: Theo công thức thực nghiệm để xác định nhiệt độ nóng chảy của men: K= Trong đó : a1,a2,..,ai là hằng số chảy đối với các ôxit dễ chảy theo bảng : n1,n2,..,ni là hàm lượng các ôxit dễ chảy theo % trọng lượng. : b1,b2,.,bi là hằng số nóng chảy của các ôxit khó chảy theo bảng : m1,m2,.,mi là hàm lượng các ôxit khó chảy theo % trọng lượng. Tra theo bảng [1-249] ta có kết quả sau: K=(7,54*1+2,76*1+4,13*0,6+0,42*0,8+5,48*0,8)/12,15*1,2+67,28*1) K= 0,22. Do đó nhiệt độ chảy của men =1280oC phù hợp với nhiệt độ kết khối của xương. IV. Tính cân bằng vật chất cho xương: ở đây ta chọn lượng sản phẩm tạo hình dao dây chiếm 20% về khối lượng. Khâu sản xuất Tỷ lệ phế phẩm hoặc hao hụt(%) Trọng lượng nguyên liệu khô tuyệt đối(T) Độ ẩm làm việc W (%) Trọng lượng làm việc ứng với W làm việc Nung 5+7(MKN=7) 960*100/(100-5-7) = 1090,909 1 1090,909*100/99 = 1101,928 Tráng men 0,1 1090,909*100/99,9 = 1092,001 1 1092,001*100/99 = 1103,031 Sấy tuynel 3 1092,001*100/97 = 1125,774 1 1125,774*100/99 = 1137,145 Sấy tự nhiên 1 1125,774*100/99 = 1137,145 15 1137,145*100/85 = 1337,818 Tạo hình dao dây 3 40 80*(1137,145*100/97)*100/(100*60) = 1563,086 21 1563,086*100/79 = 1978,590 Tạo hình ép dập dẻo 3 1137,145*100*20/(100*97) = 234,463 21 234,463*100/79 = 296,789 Tổng tạo hình 1797,549 21 2275,397 Luyện chân không 0,5 1797,549*100/99,5 = 1806,582 21 1806,582*100/79 = 2286,813 ủ 0,2 1806,582*100/99,8 = 1810,202 21 1810,202*100/79 = 2291,395 Luyện thường 0,5 1810,202*100/99,5 = 1819,298 21 1819,298*100/79 = 2302,909 Nghiền 0,2 1819,298*100/99,8 = 1822,944 - Lượng hồi lưu ở các khâu: Khâu sản xuất Tỷ lệ phế phẩm hoặc hao hụt(%) Trọng lượng nguyên liệu khô tuyệt đối(T) Tỷ lệ hồi lưu(%) Sấy tuynel 3 1125,774 95 Sấy tự nhiên 1 1137,145 95 Tạo hình 1797,549 95 + Lượng hồi lưu khi sấy tuynel vào khâu nghiền liệu (w=0%) là: (1125,774-1092,001)*0,95=32,084 (T) + Lượng hồi lưu khi sấy tự nhiên vào khâu nghiền liệu (w=0%) là: (1137,145-1125,774)*0,95=10,802 (T) + Lượng hồi lưu khi tạo hình vào khâu nghiền liệu (w=0%) là: (1797,549-1137,1450*0,95=627,384 (T) - Lượng phối liệu đem nghiền (w=0%) không kể lượng hồi lưu là: 1822,944-32,084-10,802-627,384=1152,674 - Lượng từng loại nguyên liệu ở dạng khô tuyệt đối (w=0%) trong 1 năm là: +Đất sét Trúc Thôn:1152,674*0,25=288,169 (T) +Cao lanh Yên Bái :1152,674*0,4307=496,457 (T) +Fenspat Vĩnh Phú:1152,674*0,25=288,169 (T) +Thạch anh Lào Cai:1152,674*0,0693=79,880 9T0 - Lượng từng loại nguyên liệu nhập về kho trong 1 năm là: Tên nguyên liệu Độ ẩm làm việc (%) Khối lượng làm việc (T) Đất sét Trúc Thôn 8 288,169*100/(100-8)=313,227 Cao lanh Yên Bái 5 496,457*100/(100-5)=522,586 Fenspat Vĩnh Phú 6 288,169*100/(100-6)=306,563 Thạch anh Lào Cai 4 79,880*100/(100-4)=83,208 V. Tính cân bằng vật chất cho men: Khâu sản xuất Tỷ lệ phế phẩm hoặc hao hụt(%) Trọng lượng nguyên liệu khô tuyệt đối(T) Độ ẩm làm việc W (%) Trọng lượng làm việc ứng với W làm việc Nung 5+7(MKN=7) 40*100/(100-5-7) = 45,455 1 45,455*100/99 = 45,914 Tráng men 0,1+0,3 (45,455*100/99,9)*100/99,7 = 45,637 34 45,637*100/66 = 69,147 Nghiền men 0,2 45,637*100/99,8 = 45,728 34 45,728*100/66 = 69,285 - Lượng men hồi lưu: Khâu sản xuất Trọng lượng nguyên liệu khô tuyệt đối(T) Tỷ lệ hồi lưu (%) Tráng men 45,637 95 + Lượng hồi liệu vào khâu nghiền (w=0%) là: (45,637-45,455)*0,95=0,173 (T) - Lượng nguyên liệu đem nghiền (w=0%) không kể lượng hồi lưu là: 45,728-0,173=45,555 (T) - Lượng nguyên liệu ở dạng khô tuyệt đối trong 1 năm là: Tên nguyên liệu Khối lượng ứng với w=0% (T) Cao lanh Yên Bái 45,555*0,1=4,556 Fenspat La Phù 45,555*0,4112=18,732 Thạch anh Lào Cai 45,555*0,3073=13,999 Đôlômit Thanh Hoá 45,555*0,1565=7,129 ZnOKT 45,555*0,025=1,139 - Lượng từng loại nguyên liệu nhập về kho trong 1 năm là: Tên nguyên liệu W (%) Khối lượng làm việc (T) Cao lanh Yên Bái 5 4,556*100/(100-5)=4,796 Fenspat La Phù 6 18,732*100/(100-6)=19,928 Thạch anh Lào Cai 4 13,999*100/(100-4)=14,582 Đôlômit Thanh Hoá 3 7,129*100/(100-3)=7,349 ZnOKT 2 1,139*100/(100-2)=1,162 VI. Tính toán quá trính sấy tuynel. 1. Chọn nhiên liệu và tính các thông số của khói lò. - Chọn nhiên liệu:chọn nhiên liệu là dầu DO có thành phần làm việc như sau: C H S O W A 82,5 14,4 0,5 0,5 2,0 0,1 - Nhiệt trị thấp của nhiên liệu: Qlt=339*C+1030*H-1089*(O-S)-25*W (Kj/Kg.nl) = 339*82,5+1030*14,4-1089*(0,5-0,5)-25*2,0 =42749,5 (Kj/Kg.nl)=10210,055 (Kcal/Kg.nl) - Lượng không khí cần cho quá trình cháy: + Lượng không khí khô lý thuyết cần thiết cho quá trình cháy: L0=11,6*C+34,8*H+4,3*(S-O) (Kgkkk/Kg.nl) =11,6*0,825+34,8*0,144+4,3*(0,5-0,5) =14,581 (Kgkkk/Kg.nl) L0=0,0889*C+0,265*H-0,333*(O-S) (m3kkk/Kg.nl) =0,0889*82,5+0,265*14,4-0,333*(0,5-0,5) =11,150 (m3kkk/Kg.nl) + Lượng không khí khô thực tế cần cho quá trình cháy: L =L0* với là hệ số dư không khí, chọn =1,1 L =14,581*1,1=16,039 (Kgkkk/Kg.nl) L =11,150*1,1=12,265 (m3kkk/Kg.nl) + Lượng không khí ẩm thực tế mang vào: L’=(1+0,0016*d)*L , chọn d =18 (gẩm/Kgkkk ) L’=(1+0,0016*18)*16,039 =16,501 (Kgkkẩm/Kg.nl) - Lượng sản phẩm cháy: +VCO2=VSO2=0,01866*C (m3/kg.nl) =0,01866*82,5=1,539 (m3/kg.nl) +VH2O=0,112*H+0,0124*(W+100*H2OKK)+0,0016*d*LALPHA (m3/kg.nl) Với H2OKK=L’ALPHA-LALPHA=16,501-16,039=0,462 (kgẩm/kg.nl) VH20=0,112*14,4+0,0124*(2,0+100*0,462)+0,0016*18*16,039 =2,672 (m3/kg.nl) +VN2=0,79*LALPHA+0,008*N (m3/kg.nl) =0,79*12,265+0,008*0=9,689 (m3/kg.nl) +VO2=0,21*(ALPHA-1)*L0=0,21*(LALPHA-L0) (m3/kg.nl) =0,21*(12,265-11,150) =0,234 (m3/kg.nl) +VALPHA= VCO2+ VSO2+ VH2O+ VN2+ VO2 (m3/kg.nl) = 1,539 +1,539 +2,672 +9,689 +0,234 =15,673 (m3/kg.nl) - Xác định các thông số của không khí ngoài trời: Gọi các thông số của không khí ngoàI trời là A(t0,f0,d0,I0).Chọn t0=250C, f0=85%.Tra trong sổ tay hoá công ta có phân áp suất bão hoà tại 250C là PB=0,318 bar.Khi đó: +d0=0,622*f0*PB/(P-f0*PB) (kgẩm/kgkk) với P là áp suất tổng, lấy P=745 mmHg d0=0,622*0,85*0,318/[(745/750)-0,85*0,318] =0,017 (kgẩm/kgkk) +I0=1,004*t0+d0*(2500+1,842*t0) (kj/kgkk) =1,004*25+0,017*(2500+1,842*25) =68,383 (kj/kgkk) - Xác định các thông số của khói lò sau buồng đốt: +Khối lượng H2O chứa trong khói lò sau buồng đốt là: Ga=(9*H+W)+ALPHAbđ*L0*d0 (kgẩm/kg.nl) =(9*0,144+0,02)+1,1*14,581*0,017 =1,589 (kgẩm/kg.nl) - Lượng khói khô sau buồng đốt: LK=(ALPHAbđ*L0+1)- (A+(9*H+W)) (kgkhóikhô/kg.nl) =(1,1*14,581+1)-(0,1+(9*0,144+0,02)) =15,623 (kgkhóikhô/kg.nl) - Lượng chứa ẩm của khói sau buồng đốt: d=Ga/LK (kgẩm/kgkhóikhô) =1,589/15,623=0,102 (kgẩm/kgkhóikhô) - Entanpy của khói lò sau buồng đốt: I=(Qlt*hbđ+Cnl*tnl+ALPHAbđ*L0*I0)/LK (kj/kgkk) Với: hbđ là hiệu suất buồng đốt, chọn hbđ=0,8 Cnl là nhiệt dung riêng của nhiên liệu, Cnl=1,8 (kj/kg.nl) tnl là nhiệt độ của nhiên liệu, tnl=t0=25 (0C) Khi đó:I=(42749,5*0,8+1,8*25+1,1*14,581*68,383)/15,623 =2262,139 (kj/kgkk) - Nhiệt độ của khói sau buồng đốt: t=(I-2500*d)/(1,004+1,842*d) (0C) =(2262,139-2500*0,102)/(1,004+1,842*0,102) =1684 (0C) 2. Tính toán quá trình sấy lý thuyết: I B0 B C A D - Ta có A(t0,f0,d0,I0) = A(25;85;0;017;68,383) B0(t,f,d,I) = B0(1684;f;0,102;2262,139) - Ta chọn nhiệt độ vào sấy là t1=900C, nhiệt độ ra khỏi hầm sấy là t2=380C. - Xác định trạng thái điểm B(t1,d1,f1,I1): Gọi n là hệ số trộn của không khí ngoàI trời với khói lò sau buồng đốt để vào hầm sấy.Theo quy tắc đòn bẩy ta có: I1= (n*68,383+2262,139)/(n+1) (1) d1=(n*0,017+0,102)/(n+1) (2) t1=(I1-2500*d1)/(1,004+1,842*d1) =90 (3) Thay (1) và (2) vào (3) ta được n =28,244.Thay n =28,244 vào (1) và(2) ta được I1=143,399, d1=0,020.Ta có phân áp suất bão hoà tại 900C là PB=0,694 bar.Theo công thức ta có: f1= d1*P/[PB*(d1+0,622)] = 0,020*(745/750)/[0,694*(0,020+0,622)] = 0,0446 = 4,46 (%) -Xác định trạng thái điểm C(t2,f2,d2,I2): t2=38 (0C) I2=I1=143,399 (kj/kgk) PB tại 38 (0C) bằng 0,0662 bar d2= (I2-1,004*t2)/(2500+1,842*t2) = (143,399-1,004*38)/(2500+1,842*38) = 0,041 (kgảmm/kgkk) f2= d2*P/[PB*(d2+0,622)] = 0,041*(745/750)/[0,0662*(0,041+0,622)] = 0,92791 = 92,791 (%) - Lò sấy làm việc 300 ngày trong 1 năm suy ra thời gian làm việc trong 1 năm là 300*24=7200 giờ.Từ bảng cân bằng vật chất ta có năng suất sấy/giờ là: G1=1337818/7200=185,808 (kg/giờ) G1=1137145/7200=157,937 (kg/giờ) - Lượng ẩm bốc hơI trong 1 giờ là: W=G1-G2=185,808-157,937=27,871 (kgẩm/giờ) - Lượng khói lưu chuyển trong hầm sấy là: L=W/(d2-d1)=27,871/(0,041-0,020)=1327,190 (kgk/h) - lượng khói trong quá trình sấy lý thuyết để bốc hơI 1 kg ẩm là: l=1/(d2-d1)=L/W=1327,190/27,871=47,619 (kgk/kgẩm) - Lượng nhiệt lý thuyết để bốc hơi 1 kg ẩm là: q=l*(I1-I0)=47,619*(143,399-68,383) =3572,187 (kj/kgẩm) - Tác nhân sấy vào hầm sấy có t1=90 (0C), f1=4,46 (%), PB=0,694 bar=6,942*104 N/m2, P=745 mmHg =9,935*104 N/m2,coi khói lò cũng như không khí thì: + Thể tích riêng v1=288*T1/(P-f1*PB) =288*(273+90)/(9,935-0,0446*6,942)*104 =1,086 (m3/kgk) + Lưu lượng tác nhân sấy VB=L*v1=1327,190*1,086=1441,328 (m3k/h) -Tác nhân sấy ra khỏi hầm có t2=38 (0C), f2=92,791 (%), PB=0,0663bar=0,662*104 N/m2, P=745 mmHg=9,935*104N/m2, khi đó: + Thể tích riêng v2=288*(273+38)/(9,935-0,92791*0,662)*104 =0,961 (m3/kgk) + Lưu lượng tác nhân sấy VC=L*v2=1327,190*0,961=1275,430 (m3k/h) - Lưu lượng tác nhân sấy trung bình: V=0,5*(VB+VC) =0,5*(1441,328+1275,430) =1358,379 (m3k/h) 3. Tính toán hầm sấy và xe goòng. a. Xác định kích, thước kết cấu hầm sấy. -Thể tích hầm sấy V=GN*Z/ZN*G (m3) trong đó : +GN là năng suất năm kể cả phế phẩmtừ lúc vào lò đến lúc ra lò, GN=G1=1337,818 (T/n) +Z là thời gian toàn bộ chu kỳ sấy kể cả thời gian xếp dỡ, Z=24+0,5=24,5 (h) +ZN là thời gian làm việc trong 1 năm, ZN=7200 (h) +G là mật độ xếp sản phẩm, G=0,12 (T/m3) Khi đó:V=1337,818*24,5/7200*0,12=37,936 (m3) - Chọn chiều cao hầm là 1,3 (m), rộng 1,44 (m), dài 21 (m).Hai đầu hầm sấy chừa ra 2 khoảng, mỗi khoảng dài 500 (mm) để bố trí cửa hút và thổi khí …Khi đó kích thước thực tế của hầm sấy là: +LH=21000+2*500=22000 (mm) =22 (m) +BH=1440 (mm) =1,44 (m) +HH=1300 (mm) =1,3 (m) - Kết cấu tường,vòm, cửa hầm: + Tường:Xây bằng 2 lớp gạch chịu lửa dày 220 (mm), lớp vữa dày 5 (mm) + Vòm:Lớp bê tông dày 70 (mm), lớp vữa dày 5 (mm), lớp gạch cách nhiệt dày60 (mm) + Cửa lò:Làm bằng thép CT3 dày 5 (mm) - Kích thước phủ bì của hầm: + L=22000+2*5=22010 (mm) + H=1300+70+5+60=1435 (mm) + B=1440+2*(220+5)=1890 (mm) Khi đó: + LTB=(22000+22010)/2=22005 (mm) + HTB=(1300+1435)/2=1367,5 (mm) + BTB=(1440+1890)/2=1665 (mm) b. Xác định kích thước xe goòng: - Chọn xe goòng có chiều rộng 1400 (mm), dài 1750 (mm), chiều cao xếp sản phẩm là 1270 (mm).Xe goòng được làm bằng thép CT3, tổng trọng lượng xe goòng khoảng 150 (kg).Trên nền goòng hàn các thanh thép CT3 để tạo khung xếp sản phẩm.Bố trí 7 tầng xếp sản phẩm.Theo chiều dài goòng xếp 12 sản phẩm, theo chiều rộng goòng xếp 10 sản phẩm.Sản phẩm được xếp trên các giá làm bằng gỗ thông dày 5 (mm).Khối lượng gỗ trên 1 xe khoảng 30 (kg).Số xe gồng cho 1 mẻ sấy là N=21000/1750=12 xe. 4. Tính toán nhiệt hầm sấy. a. Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi. - Chọn nhiệt độ vật liệu sấy vào và ra khỏi hầm là tv1=250C, tv2=700C. - Nhiệt dung riêng của vật liệu sấy Cv lấy bằng 0,22 (kj/kg.độ). - Nhiệt do vật liệu sấy mang đi: Qv=G2*CV*(tv2-tv1) (kj/h) =157,937*0,22*(70-25)=1563,576 (kj/h) - Nhiệt do vật liệu sấy mang đi tính cho 1 kg ẩm: qv=QV/W=1563,576/27,871=56,100 (kj/kgẩm) b. Tổn thất nhiệt do xe goòng mang đi: - Xe goòng làm bằng thép CT3 nên chọn tx1=250C, tx2=800C. - Nhiệt dung riêng của xe Cx=0,5 (kj/kg.độ). - Khối lượng của 1 xe là Gx=150 (kg) - Nhiệt do xe goòng mang đi: Qx=N*Gx*Cx*(tx2-tx1)/T (kj/h) Trong đó:+N là số xe goòng, N =12 (xe) +T là thời gian 1 mẻ sấy, T=24 (h) Khi đó: Qx=12*150*0,5*(80-25)/24 =2062,5 (kj/h) - qx=Qx/W=2062,5/27,871=74,002 (kj/kgẩm) c. Nhiệt tổn thất do giá sấy mang đi: - Chọn tg1=250C, tg2=700C. - Cg=2,72 (kj/kg.độ). - Khối lượng giá sấy 1 xe GG=30 (kg). - Nhiệt tổn thất do giá sấy mang đi: Qg=N*Gg*Cg*(tg2-tg1)/T (kj/h) =12*30*2,72*(70-25)/24 =1836 (kj/h) - qg=Qg/W=1836/27,871=65,875 (kj/kgẩm) d. Tổn thất ra môi trường: *. Tổn thất qua tường. - Tường xây gồm 2 lớp gạch chịu lửa dày 220 (mm), 1 lớp vữa dày 5 (mm). tf1 q1 tw1 tw2 q3 tf2 - Nhiệt trở của tường:Rt=/+/+/ (m2độ/w) = 0,11/0,77+0,005/0,7+0,11/0,77 = 0,293 (m2độ/w) - Biểu thức tính nhiệt: q=K*F*(tf1-tf2) với K=1/(1/+Rt+1/) - Xem khí ngoàI tường và trong hầm đều là chảy rối, khi đó: q1=1,715*(tf1-tf2)1,333 + Ta có tf1=tmt+deltattb=25+[(90-25)-(38-25)]/2,3*lg[(90-25)/(38-25)] =57,346 (0C ). + Khi đó q1=1,715*(57,346-tw1)1,333 giả thiết tw1=46,85 (0C ) suy ra: .q1=39,381 .=1,715*(tf1-tw1)0,333 =1,715*(57,346-46,85)0,333=3,752 + Ta có q1=q2=(tw1-tw2)/Rt suy ra tw2=tw1-q1*Rt =46,85-39,381*0,293=35,311 (0C) + tf2=tmt=25 (0C).Khi đó q3=1,715*(tw2-tf2)1,333 =1,715*(35,311-25)1,333=38,459 (0C). Theo kinh nghiệm thì khi nhiệt độ của vách và khí chênh nhau lớn hơn 5 (0C) thì chế độ chảy của khí là chảy rối nên công thức đã áp dụng là đúng.Ta lại có: (q1-q3)*100/q1=(39,381-38,459)*100/39,381=2,341 (%) nhỏ hơn 5 (%) nên giả thiết tw1 là hợp lý. + Ta có =1,715*(tw2-tf2)0,333=1,715*(35,311-25)0,333=3,730 + Lấy qtb=(q1+q3)/2=(39,381+38,459)/2=38,920 - Vậy tổn thất nhiệt qua tường bên là: Qt=Ft*qtb*3,6 (kj/h) =2*(22,005*1,3675)*38,920*3,6 =8432,455 (kj/h) - qt=Qt/W=8432,455/27,871=302,553 (kj/kgẩm) * Tổn thất qua trần: Trần 3 lớp, lớp bê tông dày 70 (mm) có l1=(w/m.k), lớp vữa dày 5 (mm) có l2=0,7 (w/m.k), lớp gạch cách nhiệt dày 60 (mm) có l3=0,77 (w/m.k).Khi đó: - Rtr=S(di/lI)=0,07/0,922+0,005/0,7+0,06/0,77=0,161 - a1tr=0,7*a1t=0,7*3,752=2,626 - a2tr=1,3*a2t=1,3*3,730=4,849 - Ktr=1/(1/a1tr+Rtr+1/a2tr)=1/(1/2,626+0,161+1/4,849)=1,337 - Qtr=3,6*Ktr*Ftr*(tf1-tf2) (kj/h) =3,6*1,337*(22,005*1,665)*(57,346-25) =5704,139 (kj/h) - qtr=Qtr/W=5704,139/27,871=204,662 (kj/kgẩm) * Tổn thất qua cửa: Cửa làm bằng thép CT3 dày 5 (mm), l=55(w/mk).Ta có: Kc=1/[(1/a1t)+(d/l)+(1/a2t)] =1/[(1/3,752)+(0,005/55)+(1/3,73)]=1,870 - Cửa vào có độ chênh nhiệt độ là (t1-tmt), cửa ra có độ chênh nhiệt độ là (t2-tmt).Do đó: Qc=3,6*Fc*Kc*[(t1-tmt)+(t2-tmt)] (kj/h) =3,6*(1,3675*1,665)*1,870*[(90-25)+(38-25)] =1195,585 (kj/h) - qc=QC/W=1195,585/27,871=42,897 (kj/kgẩm) * Tổn thất qua nền: t0tb của tác nhân sấy là 57,346 (0C), giả sử tường hầm sấy cách tường bao che là 2 (m), tra bảng (IV.7.1) cuốn Tính toán và thiết kế hệ thống sấy ta có q=37,600 - Qn=q*Fn=37,600*22,005*1,665 =1377,601 (kj/h) - qn=Qn/W=1377,601/27,871=49,428 (kj/kgẩm) * Tổn thất ra môi trường : - Qmt= Qt+Qtr+Qc+Qn (kj/h) =8432,455+5704,139+1195,585+1377,601=16709,78 (kj/h) - qmt= Qmt/W=16709,78/27,871=599,540 (kj/kgẩm) e. Lượng nhiệt phải bổ sung thực tế: D= Ca*tv1-qv-qx-qg-qmt (kj/kgẩm) = 4,185*25-56,100-74,002-65,875-599,540=-690,892 (kj/kgẩm) 5. Tính toán quá trình sấy thực. a. tính các thông số của tác nhân sấy khi ra khỏi hầm: - d2=d1+Cdx(d1)*(t1-t2)/(i2-D) (kgẩm/kgkk) với Cdx(d1)=1,004+1,842*d1 =1,004+1,842*0,02=1,041 (kj/kg.độ):là nhiệt dung riêng dẫn xuất. i2=2500+1,842*t2=2500+1,842*38=2569,996 (kj/kgẩm) Khi đó: d2= 0,02+1,041*(90-38)/[2569,996-(-690,892)] = 0,0366 (kgẩm/kgkk) - I2=1,004*t2+d2*(2500+1,842*t2) =1,004*38+0,0366*(2500+1,842*38) =132,214 (kj/kgk) - j2=p*d2/[Pb*(0,622+d2)]=(745/750)*0,0366/[0,0662*(0,622+0,0366)] =83,4 (%) b. - Lượng khói trong quá trình sấy thực để bốc hơI 1 kg ẩm là: l=1/(d2-d1)=1/(0,0366-0,02)=60,241 (kgk/kgẩm) - Lượng khói khô trong 1 giờ là: L=l*W=60,241*27,871=1678,977 (kgkk/h) - Lượng nhiệt thực tế để bốc hơI 1 kg ẩm: q=l*(I1-I0) (kj/kgẩm) =60,241*(143,399-68,383)= 4519,039 (kj/kgẩm) - Thể tích riêng tác nhân sấy ra khỏi hầm: v2= 288*T2/(P-j2*Pb) (m3/kg) = 288*(273+38)/(9,935*104-0,834*0,662*104) = 0,995 (m3/kg) - VC=v2*L=0,995*1678,977=1603,423 (m3/h) - VB=v1*L=1,086*1678,977=1823,369 (m3/h) - VTB=0,5*(VC+VB)= 0,5*(1603,423+1823,369) =1713,396 (m3/h). 6. Tính lượng nhiên liệu tiêu tốn: - Ta có LA+LB0=L mà LA=28,244*LB0 ÞLB0=L/29,244=1678,977/29,244=57,413 (kgkk/h) - Lượng nhiên liệu tiêu tốn : m=LB0/LK=57,413/15,623=3,675 (kg.nl/h) - Lượng nhiên liệu tiêu tốn cho 1 kg sản phẩm là: m’=m/G2=3,675/157,937=0,02327 (kg.nl/kgsp) - Lượng nhiệt tiêu tốn cho 1 kg sản phẩm là: q=Qlt*m’=10210,055*0,02327 =237,588 (kcal/kgsp). VII. Tính toán lò nung. 1. Xác định kích thước, kết cấu lò nung. a. Xác định thể tích lò nung. - Theo công thức: V=GN*Z/ZN*G (m3) trong đó : +GN là năng suất năm kể cả phế phẩmtừ lúc vào lò đến lúc dỡ sản phẩm (T/m3), GN=GX+GM=1101,928+45,914=1147,842 (T/m3) +Z là thời gian toàn bộ chu kỳ nung kể cả thời gian xếp dỡ, Z=31+1=32 (h) + ZN là thời gian làm việc trong 1 năm, ZN=7995 (h) + G là mật độ xếp sản phẩm, G=0,25 (T/m3) ÞV=1147,842*32/7995*0,25=18,377 (m3) Þ chọn kích thước lò như sau: + Cao (H) =1,27 (m) +Rộng (B) =2,04 (m) +DàI (L) =7,24 (m) Þ thể tích thực tế của lò là :V=1,27*2,04*7,24=18,76 (m3) b. Kích thước xe goòng:Chọn 4 xe goòng cho 1 mẻ nung. - Khung xếp sản phẩm của 2 goòng liên tiếp cách nhau 0,3 (m), khung xếp sản phẩm của 2 goòng đầu và cuối cũng cách tường và cửa 0,3 (m).Khung xếp sản phẩm cách tường lò 0,1 (m). Þ kích thước khung xếp sản phẩm: + Chiều dài khung:LK=(7,24-5*0,3)/4=1,435 (m) + Chiều rộng khung:BK=2,04-2*0,1=1,84 (m) - Thành nền goòng cách tường 0,02 (m) Þ chiều rộng của nền goòng là BG=2,04-2*0,02=2 (m) - Nền goòng của goòng đầu và cuối cũng cách tường và cửa là 0,02 (m) Þchiều dàI nền goòng là:LG=(7,24-2*0,02)/4=1,8 (m). - Chiều cao của nền goòng là 455 (m), trong đó có 390 (mm) làm bằng gạch sa môt đặc, 60 (mm) là bông cách nhiệt, thép chịu nhiệt bọc ngoàI dày 5 (mm). - Trên 1 goòng có 8 tầng sản phẩm, tầng 1 cách nền goòng 15 (mm), 2 tầng liên tiếp cách nhau 50 (mm), tầng trên cùng cách vòm lò 60 (mm).Trên mỗi goòng có 8 trụ đỡ chính dọc theo 2 bên chiều dàI goòng và có tiết diện 60 (mm)*60 (mm), bên trong rỗng có tiết diện 20 (mm)*20 (mm), trụ cao 1440 (mm) trong đó có 200 (mm) chôn sâu dưới nền goòng, trụ có các lỗ để lồng các thanh đỡ dọc, các thanh đỡ ngang để tạo khung xếp sản phẩm.Trên 1 goòng có 16 thanh đỡ dọc tiết diện 30 (mm)*30 (mm), trong rỗng với tiết diện 15 (mm)*15 (mm), mỗi thanh dàI 1435 (mm).Trên mỗi khung xếp sản phẩm có 4*8=32 thanh đỡ ngang tiết diện 20 (mm)*20 (mm), trong rỗng với tiết diện 10 (mm)*10 (mm), thanh dàI 1840 (mm). - Mỗi tầng có 9 tấm kê (1 tầng có 3 hàng tấm kê theo chiều ngang của khung ) có kích thước dàI*rộng*cao=475 (mm)*550 (mm)*20 (mm), do đó trên 1 goòng có 72 tấm kê. - Tất cả các tấm kê, trụ đỡ, thanh dọc, thanh ngang đều làm bằng vật liệu Sic. - Trên 1 goòng có: + Tổng thể tích trụ đỡ là:VTĐ=8*1440*(602-202)*10-9 = 0,036864 (m3) + Tổng thể tích các thanh dọc là:VTD=16*1435*(302-152)*10-9 =0,015498 (m3) + Tổng thể tích các thanh ngang là:VTN=32*1840*(202-102)*10-9 =0,017664 (m3) + Tổng thể tích tấm kê là:VTK=72*475*550*20*10-9 = 0,3762(m3) ÞSVSIC của 1 goòng =0,036864+0,015498+0,017664+0,3762=0,446226 (m3) ÞSVSIC của 4 goòng =4*0,446226=1,784904 (m3) + Ta có rSIC=2100 (kg/m3)Þkhối lượng Sic của 4 xe goòng là: MSIC=2100*1,784904=3748,3 (kg) c. Kết cấu tường, vòm, cửa lò: * Kết cấu tường, vòm lò: - Lớp trong:Gạch cao nhôm nhẹ dày 220 (mm). - Lớp giữa:Bông cách nhiệt dày 150 (mm). - Lớp ngoàI:Thép chịu nhiệt dày 5 (mm). * Kết cấu cửa lò: - Lớp trong:Bông cách nhiệt dày 370 (mm). - Lớp ngoàI:Thép chịu nhiệt dày 5 (mm). * Kích thước phủ bì của lò: - LPB=7,240+2*0,375=7,990 (m) ÞLTB= 0,5*(7,990+7,240)=7,615 (m). - BPB=2,040+2*0,375=2,790 (m) ÞBTB= 0,5*(2,040+2,790)=2,415 (m). - HPB=1,270+0,375 =1,645 (m) ÞHTB= 0,5*(1,270+1,645)=1,4575 (m). * Khối lượng các vật liệu cần thiết để xây lò: - Ta có rcao nhôm=1100 (kg/m3), rbông=170 (kg/m3), rsamôt=1900 (kg/m3).Khi đó: + Tường lò: . Mcao nhôm =2*1100*0,22*7,615*1,4575 =5372 (kg). . Mbông =2*170*0,15*7,615*1,4575+170*0,15*1,4575*2,415 =656 (kg). + Vòm lò: . Mcao nhôm =1100*0,22*7,615*2,415 =4450 (kg). . Mbông =170*0,15*7,615*2,415 =469 (kg). + Cửa lò: . Mbông =170*0,37*2,415*1,4575 =221 (kg). + Nền goòng: . Msamôt =0,39*1900*2*1,8*4 =10672 (kg). . Mbông =170*0,06*1,8*2*4 =148 (kg). 2. Tính toán quá trình cháy nhiên liệu: a. Tính nhiệt cháy của nhiên liệu: - Chọn nhiên liệu là dầu DO có thành phần làm việc như sau: C H S O W A 82,5 14,4 0,5 0,5 2,0 0,1 - Nhiệt trị thấp của nhiên liệu:Qlt=339*C+1030*H-1089*(O-S)-25*W (kj/kg.nl) ÞQlt=339*82,5+1030*14,4-1089*(0,5-0,5)-25*2 =42749,5 (kj/kg.nl)=10210,055 (kcal/kg.nl). b. Lượng không khí cần thiết cho quá trình cháy: - Lượng không khí khô lý thuyết cần cho quá trình cháy: L0=11,6*C+34,8*H+4,3*(S-O) (kgkkk/kg.nl) =11,6*0,825+34,8*0,144+4,3*(0,005-0,005) =14,581 (kgkkk/kg.nl) - Lượng không khí khô thực tế cần cho quá trình cháy: La=L0*a (kgkkk/kg.nl) với a là hệ số dư ứng với từng giai đoạn. + Giai đoạn 250C¸10500C :chọn a =1,2 Þ La=14,581*1,2=17,497 (kgkkk/kg.nl) + Giai đoạn 10500C¸12800C:chọn a =1,01 Þ La=14,581*1,01=14,581 (kgkkk/kg.nl) + Giai đoạn lưu ở12800C:chọn a =1,05 Þ La=14,581*1,05=15,310 (kgkkk/kg.nl) - Lượng không khí ẩm thực tế: La’=(1+0,0016*d)*La (kgkkẩm/kg.nl) Chọn d =18 (g ẩm/kgkkk). + Giai đoạn 250C¸10500C: La’=(1+0,0016*18)*17,497 (kgkkẩm/kg.nl) =18,001 (kgkkẩm/kg.nl) + Giai đoạn 10500C¸12800C: La’=(1+0,0016*18)*14,581 (kgkkẩm/kg.nl) =15,001 (kgkkẩm/kg.nl) + Giai đoạn lưu ở12800C : La’=(1+0,0016*18)*15,310 (kgkkẩm/kg.nl) =15,751 (kgkkẩm/kg.nl) Các kết quả trên được tổng kết ở bảng sau: Giai đoạn nhiệt độ a La La’ 250C¸10500C 1,2 17,497 18,001 10500C¸12800C 1,01 14,581 15,001 lưu ở12800C 1,05 15,310 15,751 c. Lượng sản phẩm cháy: - Giai đoạn 250C¸10500C: +VCO2=VSO2=0,01866*C (m3/kg.nl). =0,01866*82,5 =1,539 (m3/kg.nl). +VH2O=0,112*H+0,0124*(W+100*H2OKK)+0,0016*d*La (m3/kg.nl). Với H2OKK =La’-La=18,001-17,497=0,504 (kgẩm/kg.nl) Þ VH2O =0,112*14,4+0,0124*(2+100*0,504)+0,0016*18*17,497 =2,766 (m3/kg.nl). +VN2=0,79* La/1,18+0,008*N (m3/kg.nl). =0,79*17,497/1,18+0,008*0=11,714 (m3/kg.nl). +VO2=0,21*(a-1)*L0/1,18=0,21*( La-L0)/1,18 (m3/kg.nl). =0,21*(17,497-14,581)/1,18=0,519 (m3/kg.nl). ÞVa=VCO2+VSO2+VH2O+VN2+VO2 (m3/kg.nl). =1,539*2+2,766+11,714+0,519 =18,077 (m3/kg.nl). Bằng cách tính tương tự cho những giai đoạn nhiệt độ sau, từ đó ta có bảng tổng kết sau: Giai đoạn nhiệt độ 250C¸10500C 10500C¸12800C lưu ở12800C Va 18,077 15,418 16,083 d. Tính nhiệt đốt nóng sơ bộ không khí cho quá trình cháy: * Nhiệt đốt cháy calo của nhiên liệu: TC=TN/hP (0C).Trong đó:TN là nhiệt độ nung, TN=1280 (0C) hP là hệ số pyrômet, chọn hP=0,65 Þ TC=1280/0,65=1969 (0C). * Hàm nhiệt của sản phẩm cháy QC ứng với TC: QC =TC*Va*CK (kcal/kgđộ) - Giai đoạn 250C¸10500C:Va=18,077 (m3/kg.nl) CK =SPi*Ci/100 với:+ CK là tỷ nhiệt của sản phẩm cháy. +Pi là thành phần thể tích khí i. +Ci là tỷ nhiệt của khí i. Ta có: PCO2=PSO2=1,539*100/18,077=8,514 (%). PH2O=2,766*100/18,077=15,301 (%). PN2=11,714*100/18,077=64,801 (%). PO2=0,519*100/18,077=2,871 (%). Tra trong sổ tay hoá công tập 1 ta có : CCO2=0,3162 (kcal/kgđộ), CN2=0,29652 (kcal/kgđộ), CSO2=0,566 (kcal/kgđộ), CO2=0,27256 (kcal/kgđộ), CH2O =0,6 (kcal/kgđộ). ÞCK=(8,514*0,3162+8,514*0,566+15,301*0,6+64,801*0,29652+2,871*0,27256)/100 =0,367 (kcal/kgđộ). ÞQC=1969*18,077*0,367=13062,856 (kcal/kgđộ) + Nhiệt đốt nóng không khí: TKK=(QC-Qlt)/La’*CKK (0C), CKK là tỷ nhiệt của không khí ở 25 (0C), CKK=0,24 (kcal/kgđộ) ÞTKK=(13062,856-10210,055)/18,001*0,24 =660 (0C) >100 (0C) Các giai đoạn sau tính tương tự trên, từ đó ta có bảng tổng kết sau: Giai đoạn nhiệt độ 250C¸10500C 10500C¸12800C lưu ở12800C TKK (0C) 660 325,5 277,3 - Vậy ta phải có bộ phận đốt nóng sơ bộ không khí. e. Chọn đường cong nung: Giai đoạn nhiệt độ Khoảng nhiệt độ Thời gian(h) Tốc độ nâng nhiệt độ (0C/h) Đốt nóng 250C¸3000C 3 92 Oxihoá 3000C¸9400C 4 160 Hãm nhiệt oxh(oxh mạnh) 9400C¸10500C 3,5 31,4 Khử 10500C¸11500C 3 33,3 Hãm nhiệt trung tính 10500C¸11500C 4 32,5 Lưu ở nhiệt độ max 12800C 1,5 Làm nguội nhanh 12800C¸7000C 4,5 128,9 Làm nguội chậm 7000C¸6000C 6000C¸5000C 5000C¸250C 1 2 4,5 100 50 105,6 - Vậy chu kỳ nung sản phẩm bao gồm :Thời gian nâng t0 và lưu ở 1280(0C) là 19 giờ, tổng thời gian làm nguội từ 1280(0C) xuống 25(0C) là12 giờ, tổng chu kỳ nung mất 31 giờ. - Biểu đồ đường cong nung: t(0C) t(0C) 1280 1150 1050 940 700 600 500 300 25 3 7 10,5 13,5 17,5 19 23,5 24,5 26,5 31 t(h) 3. Tính toán quá trình truyền nhiệt theo phương pháp hệ số cuối cùng: - Do các giai đoạn 9400C¸10500C, 10500C¸11500C, 11500C¸12800C có tốc độ nâng nhiệt độ là gần như nhau nên để đơn giản ta sẽ tính toán quá trình truyền nhiệt cho các giai đoạn nhiệt độ sau: 250C¸3000C, 3000C¸9400C, 9400C¸10500C, 10500C¸12800C và lưu ở 12800C. a. Tường lò, vòm lò: Tính chất của vật liệu xây lò: Vật liệu r(kg/m3) C(kcal/kg.độ) l(kcal/m.h.độ) Gạch cao nhôm nhẹ 1100 0,2+0,63*10-6*t 0,564+7*10-5*t Bông cách nhiệt 170 0,251 0,08 * Giai đoạn 1:giai đoạn 250C¸3000C. - Nhiệt độ trung bình của giai đoạn: ttb=(25+300)/2=162,5 (0C) - Thời gian nâng nhiệt là 3 giờ. - Tốc độ nâng nhiệt độ là:(300-25)/3=91,67 (0C) - Xét lớp trong:Xây bằng gạch cao nhôm nhẹ dày 0,22 (m), giả sử lớp này chia làm 4 lớp nhỏ.Khi đó chiều dày của mỗi lớp là: DS1=0,22/4=0,055 (m) + Ta có: c1=0,2+0,63*10-6*162,5 =0,2001(kcal/kg.độ)=0,8378(kj/kg.độ) l1=0,564+7*10-5*162,5 =0,5754(kcal/m.h.độ)=0,6692(W/m.độ) + Độ dẫn nhiệt độ: a1=3,6*l1/r1*c1=3,6*0,6692/1100*0,8378 =2,614*10-3 (m2/h) + Dt1=(DS1)2/2*a1=(0,055)2/2*2,614*10-3=0,579(h) - Xét lớp ngoàI:Là lớp bông thảm cách nhiệt dày 0,150 (m): + c2=0,251(kcal/kg.độ) =1,0509(kj/kg.độ) + l2=0,08(kcal/m.h.độ) =0,09304(W/m.độ) + a2=3,6*l2/r2*c2=3,6*0,09304/170*1,0509 =1,875*10-3 (m2/h) + DS2=DS1*(a2/a1)0,5 =0,055*(1,875*10-3/2,614*10-3)0,5 =0,0466(m) + Số lớp cần chia: N2=0,150/0,0466=3,2 Þ chọn N2 =3ÞDS2=0,150/3=0,05(m) - Nhiệt trở của từng lớp: + Lớp cao nhôm nhẹ: R1=DS1/l1=0,055/0,6692=0,0822(m2.độ/W) + Lớp bông: R2=DS2/l2=0,05/0,09304=0,5374(m2.độ/W) * Các giai đoạn nâng nhiệt độ sau thì tính toán tương tự như trên với giả thiết số lớp và chiều dày từng lớp không thay đổi.Từ đó ta có bảng tổng kết sau: `````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````` Giai đoạn nhiệt độ Lớp trong(cao nhôm nhẹ) Dt(h) Lớp ngoài(bông) ttb (0C) Tốc độ nâng nhiệt độ(0C/h) l1 (W/ m. độ) c1 (kj/ kg. độ) a1* 103 (m2/h) R1 (m2/ W. độ) l2 (W/ m. độ) c2 (kj/ kg. độ) a2*103 (m2/h) R2 (m2/ W. độ) 25¸ 300 162,5 91,67 0,6692 0,8378 2,614 0,0822 0,579 0,09304 1,0509 1,875 0,5374 300¸ 940 620 160 0,7064 0,8391 2,755 0,0779 0,549 nt nt nt nt 940¸ 1050 995 31,43 0,7369 0,84 2,871 0,0746 0,527 nt nt nt nt 1050¸1280 1165 32,86 0,7508 0,8405 2,923 0,0733 0,517 nt nt nt nt 1280 1280 0 0,7601 0,8408 2,959 0,0724 0,511 nt nt nt nt - Để tính sự phân bố nhiệt độ ở tường và vòm lò theo phương pháp hệ số cuối cùng ta cần xác định nhiệt độ mặt trong và nhiệt độ mặt ngoàI theo từng đoạn thời gian đã chia. Cứ sau mỗi Dt thì nhiệt độ mặt trong tăng thêm Dt*(TC-TĐ)/h (0C) với h là thời gian nâng nhiệt, TC ;TĐ là nhiệt độ cuối ; đầu giai đoạn. - Nhiệt độ mặt chung giữa 2 lớp trong và ngoài tính theo công thức: tc=(R1*tDS2+R2*tDS1)/(R1+R2) (0C) - Nhiệt độ mặt ngoài tính theo công thức: tn=(tkk*a2*DS +l2*tDS)/(a2*DS +l2) (0C) Ban đầu ta chọn a2=8(W/m2.độ), khi nhiệt độ mặt ngoài đạt đến 36(0C) thì ta phải tính lại a2 theo công thức: + Với tường lò và cửa lò: a2=2,6*(TN-TKK)0,25 +5,7*e*((TN/100)4-(TKK/100)4)/(TN-TKK) (W/m2.độ) + Với vòm lò: a2=3,3*(TN-TKK)0,25 +5,7*e*((TN/100)4-(TKK/100)4)/(TN-TKK) (W/m2.độ) + Với nền goòng: a2=1,6*(TN-TKK)0,25 +5,7*e*((TN/100)4-(TKK/100)4)/(TN-TKK) (W/m2.độ) Trong đó : TN là nhiệt độ trung bình của mặt ngoài (0K). TKK là nhiệt độ của không khí ngoài trời (0K). e là độ đen, e lấy bằng 0,8. - Bảng tổng kết nhiệt độ của tường và vòm: + Giai đoạn 250C¸3000C: Đoạn thời gian Thời gian(h) Lớp gạch cao nhôm Lớp bông cách nhiệt tmt (0DS) t1DS t2DS t3DS t4DS (tc) t1DS t2DS t3DS (tn) 0Dt 0 25 25 25 25 25 25 25 25 1Dt 0,579 78 25 25 25 25 25 25 25 2Dt 1,158 131 52 25 25 25 25 25 25 3Dt 1,737 184 78 39 25 25 25 25 25 4Dt 2,316 237 112 52 32 25 25 25 25 5Dt 2,895 290 145 72 39 31 25 25 25 5,18Dt 3 300 181 92 52 37 28 25 25 + Giai đoạn 3000C¸9400C: Đoạn thời gian Thời gian(h) Lớp gạch cao nhôm Lớp bông cách nhiệt tmt (0DS) t1DS t2DS t3DS t4DS (tc) t1DS t2DS t3DS (tn) 0Dt 0 300 181 92 52 37 28 25 25 1Dt 0,549 388 196 117 65 49 31 27 25 2Dt 1,098 476 253 131 83 61 38 28 26 3Dt 1,647 564 304 168 96 77 45 32 26 4Dt 2,196 652 366 200 123 90 55 36 27 5Dt 2,745 740 426 245 145 114 63 41 28 6Dt 3,294 828 493 286 180 135 78 46 29 7Dt 3,843 916 557 337 211 167 91 54 31 7,286Dt 4 940 627 384 252 196 111 61 32 + Giai đoạn 9400C¸10500C: Đoạn thời gian Thời gian(h) Lớp gạch cao nhôm Lớp bông cách nhiệt tmt (0DS) t1DS t2DS t3DS t4DS (tc) t1DS t2DS t3DS (tn) 0Dt 0 940 627 384 252 196 111 61 32 1Dt 0,527 957 662 440 290 235 129 72 34 2Dt 1,054 974 699 476 338 270 154 82 36 3Dt 1,581 991 725 519 373 316 176 95 36 4Dt 2,108 1008 755 549 418 349 206 106 38 5Dt 2,635 1025 779 587 449 392 228 122 40 6Dt 3,162 1042 806 614 490 422 257 134 42 6,641Dt 3,5 1050 828 648 518 462 278 150 45 + Giai đoạn 10500C¸12800C: Đoạn thời gian Thời gian(h) Lớp gạch cao nhôm Lớp bông cách nhiệt tmt (0DS) t1DS t2DS t3DS t4DS (tc) t1DS t2DS t3DS (tn) 0Dt 0 1050 828 648 518 462 278 150 45 1Dt 0,517 1067 849 673 555 489 306 162 46 2Dt 1,034 1084 870 702 581 525 326 176 49 3Dt 1,551 1101 893 726 614 550 351 188 51 4Dt 2,068 1118 914 754 638 582 369 201 53 5Dt 2,585 1135 936 776 668 606 392 211 54 6Dt 3,102 1152 956 802 691 635 409 223 56 7Dt 3,619 1169 977 824 719 657 429 233 58 8Dt 4,136 1186 997 848 741 684 445 244 59 9Dt 4,653 1203 1017 869 766 705 464 252 61 10Dt 5,17 1220 1036 892 787 730 479 263 62 11Dt 5,687 1237 1056 912 811 750 497 271 64 12Dt 6,204 1254 1075 934 831 773 511 281 65 13Dt 6,721 1271 1094 953 854 793 527 288 66 13,54Dt 7 1280 1112 974 873 815 541 297 68 + Giai đoạn lưu tại 12800C: Đoạn thời gian Thời gian(h) Lớp gạch cao nhôm Lớp bông cách nhiệt tmt (0DS) t1DS t2DS t3DS t4DS (tc) t1DS t2DS t3DS (tn) 0Dt 0 1280 1112 974 873 815 541 297 68 1Dt 0.511 1280 1127 993 895 834 556 305 69 2Dt 1,022 1280 1137 1011 914 855 570 313 70 2,935Dt 1,5 1280 1146 1026 933 873 584 320 71 b. Cửa lò: Cửa lò có cấu tạo bằng bông cách nhiệt dày 0,37(m).Giả thiết chia cửa lò thành 5 lớp, khi đó: - DS=0,37/5=0,074(m) - l=0,09304(W/m.độ) - c=1,0509(kj/kg.độ) - a=1,875*10-3 (m2/h) - Dt=(DS)2/2*a=(0,074)2/2*1,875*10-3 =1,46(h) - R=DS/l=0,074/0,09304=0,7954(m2.độ/h) Từ đó ta có bảng tổng kết nhiệt độ của cửa lò: + Giai đoạn 250C¸3000C: Đoạn thời gian Thời gian(h) Lớp bông cách nhiệt tmt (0DS) t1DS t2DS t3DS t4DS t5DS(tn) 0Dt 0 25 25 25 25 25 25 1Dt 1,46 159 25 25 25 25 25 2Dt 2,92 293 92 25 25 25 25 2,055Dt 3 300 159 59 25 25 25 + Giai đoạn 3000C¸9400C: Đoạn thời gian Thời gian(h) Lớp bông cách nhiệt tmt (0DS) t1DS t2DS t3DS t4DS t5DS(tn) 0Dt 0 300 159 59 25 25 25 1Dt 1,46 534 180 92 42 25 25 2Dt 2,92 768 313 111 59 34 26 2,74Dt 4 940 440 186 73 43 28 + Giai đoạn 9400C¸10500C: Đoạn thời gian Thời gian(h) Lớp bông cách nhiệt tmt (0DS) t1DS t2DS t3DS t4DS t5DS(tn) 0Dt 0 940 440 186 73 43 28 1Dt 1,46 986 563 257 115 51 29 2Dt 2,92 1032 622 339 154 72 32 2,397Dt 3,5 1050 686 388 206 93 35 + Giai đoạn 10500C¸12800C: Đoạn thời gian Thời gian(h) Lớp bông cách nhiệt tmt (0DS) t1DS t2DS t3DS t4DS t5DS(tn) 0Dt 0 1050 686 388 206 93 35 1Dt 1,46 1098 719 446 241 121 36 2Dt 2,92 1146 772 480 284 139 38 3Dt 4,38 1194 813 528 310 161 40 4Dt 5,84 1242 861 562 345 175 42 4,795Dt 7 1280 902 603 369 194 44 + Giai đoạn lưu ở 12800C: Đoạn thời gian Thời gian(h) Lớp bông cách nhiệt tmt (0DS) t1DS t2DS t3DS t4DS t5DS(tn) 0Dt 0 1280 902 603 369 194 44 1Dt 1,46 1280 942 636 399 207 45 1,027Dt 1,5 1280 958 671 422 222 47 c. Nền goòng: Nền goòng có cấu tạo gồm lớp samôt đặc dày 0,39(m), phía dưới là lớp bông cách nhiệt dày 0,06(m). - Tính chất của gạch samôt: + r1=(1900¸2100) (kg/m3) + c1=0,84+0,264*10-3*t (kj/kg,độ) + l1=0,7+0,64*t*10-3 (W/m.độ) - Để đơn giản ta chọn: + r1=1900 (kg/m3) + c1=0,997 (kj/kg,độ) + l1=1,08 (W/m.độ) - Chia lớp samôt thành 5 lớp.Khi đó: + DS1=0,39/5=0,078(m) + a1=3,6*l1/r1*c1=3,6*1,08/1900*0,997 =2,05*10-3 (m2/h) + Dt=(DS1)2/2*a1=0,0782/(2*2,05*10-3) =1,48 (h) + R1=DS1/l1=0,078/1,08=0,0722 (m2.độ/h) - Chiều dày của lớp bông khi chia là: DS2=DS1*(a2/a1)0,5 =0,078*(1,875*10-3/2,05*10-3)0,5 =0,07(m) Þ chọn số lớp bông cần chia là 1 ÞDS2=0,06(m) + l2=0,09304(W/m.độ) + R2=0,5374(m2.độ/h) - Từ đó ta có bảng phân bố nhiệt độ của nền goòng: + Giai đoạn 250C¸3000C: Đoạn thời gian Thời gian(h) Lớp samôt Lớp bông tmt (0DS) t1DS t2DS t3DS t4DS t5DS(tc) t1DS(tn) 0Dt 0 25 25 25 25 25 25 25 1Dt 1,48 161 25 25 25 25 25 25 25 2,96 297 93 25 25 25 25 25 2,027Dt 3 300 161 59 25 25 25 25 + Giai đoạn 3000C¸9400C: Đoạn thời gian Thời gian(h) Lớp samôt Lớp bông tmt (0DS) t1DS t2DS t3DS t4DS t5DS(tc) t1DS(tn) 0Dt 0 300 161 59 25 25 25 25 1Dt 1,48 537 180 93 42 25 25 25 25 2,96 774 315 111 59 34 25 25 2,703Dt 4 940 443 187 73 42 32 26 + Giai đoạn 9400C¸10500C: Đoạn thời gian Thời gian(h) Lớp samôt Lớp bông tmt (0DS) t1DS t2DS t3DS t4DS t5DS(tc) t1DS(tn) 0Dt 0 940 443 187 73 42 32 26 1Dt 1,48 987 564 258 115 53 36 27 2Dt 2,96 1034 623 340 156 76 42 28 2,365Dt 3,5 1050 687 390 208 99 54 30 + Giai đoạn 10500C¸12800C: Đoạn thời gian Thời gian(h) Lớp samôt Lớp bông tmt (0DS) t1DS t2DS t3DS t4DS t5DS(tc) t1DS(tn) 0Dt 0 1050 687 390 208 99 54 30 1Dt 1,48 1091 720 448 245 131 66 32 2Dt 2,96 1148 774 483 290 156 83 35 3Dt 4,44 1197 816 532 320 187 97 36 4Dt 5,92 1246 865 568 360 209 111 37 4,73Dt 7 1280 907 613 389 236 123 38 + Giai đoạn lưu ở 12800C: Đoạn thời gian Thời gian(h) Lớp samôt Lớp bông tmt (0DS) t1DS t2DS t3DS t4DS t5DS(tc) t1DS(tn) 0Dt 0 1280 907 613 389 236 123 38 1Dt 1,48 1280 947 648 425 256 139 40 1,014Dt 1,5 1280 964 686 452 282 150 42 d. Tính hệ số cấp nhiệt: - Hệ số cấp nhiệt của tường lò, cửa lò ra môi trường: a2=2,6*(TN-TKK)0,25 +5,7*e*((TN/100)4-(TKK/100)4)/(TN-TKK) (W/m2.độ) - Hệ số cấp nhiệt của vòm lò ra môi trường: a2=3,3*(TN-TKK)0,25 +5,7*e*((TN/100)4-(TKK/100)4)/(TN-TKK) (W/m2.độ) - Hệ số cấp nhiệt của nền goòng: a2=1,6*(TN-TKK)0,25 +5,7*e*((TN/100)4-(TKK/100)4)/(TN-TKK) (W/m2.độ) Trong đó : TN là nhiệt độ trung bình của mặt ngoàI (0K). TKK là nhiệt độ của không khí ngoàI trời (0K). e là độ đen, e lấy bằng 0,8. - Các giá trị cần tính được tổng kết qua bảng sau: Giai đoạn nhiệt độ Tường lò Vòm lò Cửa lò Nền goòng TN(0C) a2 (W/m2.độ) TN(0C) a2 (W/m2.độ) TN(0C) a2 (W/m2.độ) TN(0C) a2 (W/m2.độ) 250C¸3000C 25 ¾ 25 ¾ 25 ¾ 25 ¾ 3000C¸9400C 27,7 8,23 27,7 9,12 26 7,45 25,3 6,02 9400C¸10500C 37,9 10,08 37,9 11,40 31 9,04 27,8 6,97 10500C¸12800C 57,1 11,85 57,1 13,52 39,2 10,23 34,5 7,87 Lưu ở 12800C 69,5 12,74 69,5 14,54 45,3 10,86 40 8,35 4. Thành lập cân bằng nhiệt: a. Giai đoạn 250C¸3000C: * Các khoản nhiệt thu: - Nhiệt cháy của nhiên liệu: Q1a=B1*Q1 (kcal/h) với: +B1 là lượng nhiên liệu tiêu tốn(kg/h). +Q1 là nhiệt sinh của nhiên liệu, Q1=10210,055 (kcal/kg) ÞQ1a=10210,055*B1(kcal/h) - Nhiệt lý học của nhiên liệu: Q2a=B1*CN*TN (kcal/h) với: +CN là tỷ nhiệt của nhiên liệu, CN =0,5(kcal/kg.độ) +TN là nhiệt độ của nhiên liệu,TN =250C. ÞQ2a=12,5*B1 (kcal/h). - Nhiệt lý học của không khí cần cho quá trình cháy: Q3a=B1*La*CKK*TKK (kcal/h) với: +La là lượng không khí khô thực tế để đốt cháy 1 kg nhiên liệu, La=17,497(kgkkk/kg.nl). +CKK là tỷ nhiệt của không khí tại 250C, CKK=0,24(kcal/kg.độ). +TKK là nhiệt độ của không khí, TKK=250C. ÞQ3a=104,982*B1(kcal/h). - Tổng lượng nhiệt thu: Qa=SQai=10327,537*B1 (kcal/h). * Các khoản nhiệt chi: - Nhiệt dùng để đốt nóng sản phẩm từ 250C®3000C: Q1b=GSP*(CSP2*tSP2-CSP1*tSP1) (kcal/h). với: +GSP là khối lượng sản phẩm mộc vào giai đoạn 1(kg/h) GSP=1147842*32/(7995*3)=1531,413(kg/h) +tSP1=250C, tSP2=3000C +CSP1=CSP2=0,23(kcal/kg.độ) ÞQ1b=1531,413*0,23*(300-25) =96861,872(kcal/h). - Nhiệt dùng để đốt nóng vật liệu Sic từ 250C®3000C: Q2b=GSic*(c2*t2-c1*t1) (kcal/h) trong đó: + GSic=3748,3/3=1249,433(kg/h) +t1=250C, t2=3000C +c1=c2=0,159(kcal/kg.độ) ÞQ2b=1249,433*0,159*(300-25) =54631,458(kcal/h). - Nhiệt bốc hơi lý học: Q3b=(595/100)*GM*W (kcal/h) =(595/100)*1531,413*1=9111,907(kcal/h). - Nhiệt đốt nóng hơi nước đến nhiệt độ khí thải: Q4b=0,47*tKT*GM*W/100 (kcal/h) với tKT là nhiệt độ của khí thải, tKT =(25+300)/2=162,50C Þ Q4b=0,47*162,5*1531,413*1/100 =1169,617(kcal/h). - Nhiệt tổn thất theo khí thảI: Q5b=VKT*CKT*B1*tKT (kcal/h) với: +VKT là thể tích của khí thải ở giai đoạn 250C¸3000C, VKT =Va=18,077(m3/kg.nl) +CKT =0,332(kcal/m3.độ) +tKT =162,50C Þ Q5b=18,077*0,332*162,5*B1 =975,254*B1(kcal/h). - Nhiệt tổn thất qua tường lò: Q6b=a2*(TN-TKK)*FT = 0 do TN = TKK = 250C. - Nhiệt tổn thất qua vòm lò: Q7b=a2*(TN-TKK)*FV = 0 do TN = TKK = 250C - Nhiệt tổn thất qua cửa lò: Q8b= a2*(TN-TKK)*FC = 0 do TN = TKK = 250C. - Nhiệt tổn thất qua nền goòng: Q8b’= a2*(TN-TKK)*FN = 0 do TN = TKK = 250C. - Nhiệt tích luỹ ở tường lò: + Nhiệt tích luỹ ở lớp cao nhôm: Q9b1=GC*(cc*tc-cđ*tđ) (kcal/h) với: +GC là khối lượng gạch cao nhôm nhẹ ở giai đoạn này, GC=5372/3=1790,667(kg/h) +tđ =250C, tc = tTB =132,40C +cđ = cc=0,2(kcal/kg.độ) Þ Q9b1=1790,667*0,2*(132,4-25) =38463,527(kcal/h). + Nhiệt tích luỹ ở lớp bông: Q9b2=GB*(cc*tc-cđ*tđ) (kcal/h) với: +GB=656/3=218,667(kg/h) +tđ =250C, tc = tTB =260C +cđ = cc= 0,251(kcal/kg.độ) ÞQ9b2=218,667*0,251*(26-25) =54,885 (kcal/h). - Nhiệt tích luỹ ở cửa lò : Q10b=GB*(cc*tc-cđ*tđ) (kcal/h) với: +GB= 221/3=73,667(kg/h) +tđ =250C, tc = tTB =98,830C +cđ = cc= 0,251(kcal/kg.độ) ÞQ10b2=73,667*0,251*(98,83-25) =1365,147(kcal/h). - Nhiệt tích luỹ ở vòm lò : + Nhiệt tích luỹ ở lớp cao nhôm: Q11b1=GC*(cc*tc-cđ*tđ) (kcal/h) với: +GC là khối lượng gạch cao nhôm nhẹ ở giai đoạn này, GC=4450/3=1483,333(kg/h) +tđ =250C, tc = tTB =132,40C +cđ = cc= 0,2(kcal/kg.độ) Þ Q11b1=1483,333*0,2*(132,4-25) =31861,928(kcal/h). + Nhiệt tích luỹ ở lớp bông: Q11b2=GB*(cc*tc-cđ*tđ) (kcal/h) với: +GB=469/3=156,333(kg/h) +tđ =250C, tc = tTB =260C +cđ = cc= 0,251(kcal/kg.độ) ÞQ11b2=156,333*0,251*(26-25) =39,240 (kcal/h). -- Nhiệt tích luỹ ở nền goòng: + Nhiệt tích luỹ ở lớp samôt: Q12b1=GSM*(cc*tc-cđ*tđ) (kcal/h) với: +GSM là khối lượng gạch samôt ở giai đoạn này, GSM=10672/3=3557,332(kg/h) +tđ =250C, tc = tTB =99,170C +cđ = cc= 0,23(kcal/kg.độ) Þ Q12b1=3557,332*0,23*(99,17-25) =60684,884(kcal/h). + Nhiệt tích luỹ ở lớp bông: Q12b2=GB*(cc*tc-cđ*tđ) (kcal/h) với: +GB=148/3=49,332(kg/h) +tđ =250C, tc = tTB =250C +cđ = cc= 0,251(kcal/kg.độ) ÞQ11b2=49,332*0,251*(25-25) = 0 (kcal/h). - Tổng lượng nhiệt chi: Qb=SQbi =294244,465+975,254*B1 (kcal/h). - Lượng nhiệt tổn thất không tính được lấy bằng 5% Qb ÞQktđ =0,05*Qb=14712,223+48,763*B1 (kcal/h). * Tính cân bằng nhiệt giai đoạn 250C¸3000C: Ta có:Qa=Qb+Qktđ Þ10327,537*B1=294244,465+975,254*B1+14712,223+48,763*B1 ÞB1=33,209 (kg.nl/h). Lượng nhiệt tiêu tốn ở giai đoạn này là: 33,209*3=99,627(kg.nl) b. Giai đoạn 3000C¸9400C: * Các khoản nhiệt thu: - Nhiệt cháy của nhiên liệu: Q1a=B2*Q1 (kcal/h) với: +B2 là lượng nhiên liệu tiêu tốn(kg/h). +Q1 là nhiệt sinh của nhiên liệu, Q1=10210,055 (kcal/kg) ÞQ1a=10210,055*B2(kcal/h) - Nhiệt lý học của nhiên liệu: Q2a=B2*CN*TN (kcal/h) với: +CN là tỷ nhiệt của nhiên liệu, CN =0,5(kcal/kg.độ) +TN là nhiệt độ của nhiên liệu,TN =250C. ÞQ2a=12,5*B2 (kcal/h). - Nhiệt lý học của không khí cần cho quá trình cháy: Q3a=B2*La*CKK*TKK (kcal/h) với: +La là lượng không khí khô thực tế để đốt cháy 1 kg nhiên liệu, La=17,497(kgkkk/kg.nl). +CKK là tỷ nhiệt của không khí tại 250C, CKK=0,24(kcal/kg.độ). +TKK là nhiệt độ của không khí, TKK=250C. ÞQ3a=104,982*B2(kcal/h). - Tổng lượng nhiệt thu: Qa=SQai=10327,537*B2 (kcal/h). * Các khoản nhiệt chi: - Nhiệt dùng để đốt nóng sản phẩm từ 3000C®9400C: Q1b=GSP*(CSP2*tSP2-CSP1*tSP1) (kcal/h). với: +GSP là khối lượng sản phẩm mộc vào giai đoạn 2(kg/h) GSP=1147842*32/(7995*4)=1148,560(kg/h) +tSP1=3000C, tSP2=9400C +CSP1= CSP2= 0,23(kcal/kg.độ) ÞQ1b=1148,560*0,23*(940-300) =169068,032(kcal/h). - Nhiệt dùng để đốt nóng vật liệu Sic từ 3000C®9400C: Q2b=GSic*(c2*t2-c1*t1) (kcal/h) trong đó: + GSic=3748,3/4=937,075(kg/h) +t1=3000C, t2=9400C +c1= c2= 0,159(kcal/kg.độ) ÞQ2b=937,075*0,159*(940-300) =95356,752(kcal/h). - Nhiệt do phản ứng hoá học khi nung: Q3b=(m*n*q*GSP)/(100*100) (kcal/h) với: +GSP =1147842*32/(7995*4) =1148,560(kg/h) +m là hàm lượng của đất sét và cao lanh trong phối liệu, m=68,07% +n là hàm lượng của AL2O3trong đất sét và cao lanh, n= 55,61% +q là nhiệt khử H2O của đất sét, cao lanh tính theo 1 kg AL2O3, q=500 (kcal/kg) Þ Q3b=68,07*55,61*500*1148,560/(100*100) =217386,383 (kcal/h) - Nhiệt tổn thất theo khí thảI: Q4b=VKT*CKT*B2*tKT (kcal/h) với: +VKT là thể tích của khí thảI ở giai đoạn 250C¸3000C, VKT=Va=18,077(m3/kg.nl) +CKT =0,332(kcal/m3.độ) +tKT =(300+940)/2=6200C ÞQ4b=18,077*0,332*620*B2 =3720,970*B2(kcal/h). - Nhiệt tổn thất qua tường lò: Q5b=a2*(TN-TKK)*FT (W) với: +FT =2*(7,615*1,4575)+2,415*1,4575=25,718(m2) +TN =27,670C, TKK =250C +a2=8,23 (W/m2.độ) Þ Q5b=8,23*(27,67-25)*25,718 =565,130 (W) =486,012 (kcal/h) - Nhiệt tổn thất qua cửa lò: Q6b= a2*(TN-TKK)*FC (W) với: +FC =2,415*1,4575=3,520(m2) +TN =260C, TKK =250C +a2=7,45 (W/m2.độ) Þ Q6b=7,45*(26-25)*3,520 =26,224 (W) =22,553 (kcal/h) - Nhiệt tổn thất qua nền goòng: Q7b= a2*(TN-TKK)*FN (W) với: +FN =24*1,8=14,4(m2) +TN =25,30C, TKK =250C +a2=6,02 (W/m2.độ) Þ Q7b=6,02*(25,3-25)*14,4 =26 (W) =22,364 (kcal/h) - Nhiệt tổn thất qua vòm lò: Q8b= a2*(TN-TKK)*FV (W) với: +FV =7,615*2,415=18,390(m2) +TN =27,670C, TKK =250C +a2=9,12 (W/m2.độ) Þ Q8b=9,12*(27,67-25)*18,390 =447,804 (W) =385,111 (kcal/h) - Nhiệt tích luỹ ở tường lò: + Nhiệt tích luỹ ở lớp cao nhôm: Q9b1=GC*(cc*tc-cđ*tđ) (kcal/h) với: +GC là khối lượng gạch cao nhôm nhẹ ở giai đoạn này, GC=5372/4=1343(kg/h) +tđ =132,40C, tc =479,80C +cđ =cc=0,2(kcal/kg.độ) Þ Q9b1=1343*0,2*(479,8-132,4) =93311,64(kcal/h). + Nhiệt tích luỹ ở lớp bông: Q9b2=GB*(cc*tc-cđ*tđ) (kcal/h) với: +GB=656/4=164(kg/h) +tđ =260C, tc =680C +cđ =cc=0,251(kcal/kg.độ) ÞQ9b2=164*0,251*(68-26) =1728,888 (kcal/h). - Nhiệt tích luỹ ở cửa lò : Q10b2=GB*(cc*tc-cđ*tđ) (kcal/h) với: +GB=221/4=55,25(kg/h) +tđ =98,830C, tc =2850C +cđ = cc= 0,251(kcal/kg.độ) ÞQ10b2=55,25*0,251*(285-98,83) =2581,759(kcal/h). - Nhiệt tích luỹ ở vòm lò : + Nhiệt tích luỹ ở lớp cao nhôm: Q11b1=GC*(cc*tc-cđ*tđ) (kcal/h) với: +GC là khối lượng gạch cao nhôm nhẹ ở giai đoạn này, GC=4450/4=1112,5(kg/h) +tđ =132,40C, tc =479,80C +cđ = cc= 0,2(kcal/kg.độ) Þ Q11b1=1112,5*0,2*(479,8-132,4) =77296,5(kcal/h). + Nhiệt tích luỹ ở lớp bông: Q11b2=GB*(cc*tc-cđ*tđ) (kcal/h) với: +GB=469/4=117,25(kg/h) +tđ = 260C, tc = 680C +cđ = cc= 0,251(kcal/kg.độ) ÞQ11b2=117,25*0,251*(68-26) =1236,050 (kcal/h). -- Nhiệt tích luỹ ở nền goòng: + Nhiệt tích luỹ ở lớp samôt: Q12b1=GSM*(cc*tc-cđ*tđ) (kcal/h) với: +GSM là khối lượng gạch samôt ở giai đoạn này, GSM=10672/4=2668(kg/h) +tđ =99,170C, tc = 286,170C +cđ = cc= 0,23(kcal/kg.độ) Þ Q12b1=2668*0,23*(286,17-99,17) =114750,68(kcal/h). + Nhiệt tích luỹ ở lớp bông: Q12b2=GB*(cc*tc-cđ*tđ) (kcal/h) với: +GB=148/4=37(kg/h) +tđ = 250C, tc = 260C +cđ = cc= 0,251(kcal/kg.độ) ÞQ12b2=37*0,251*(26-25) =9,288 (kcal/h). - Tổng lượng nhiệt chi: Qb=SQbi =773618,273+3720,97*B2 (kcal/h). - Lượng nhiệt tổn thất không tính được lấy bằng 5% Qb ÞQktđ =0,05*Qb=38680,914+186,049*B2 (kcal/h). * Tính cân bằng nhiệt giai đoạn 3000C¸9400C: Ta có:Qa=Qb+Qktđ Þ10327,537*B2=773618,273+3720,97*B2+38680,914+186,049*B2 ÞB2=126,516 (kg.nl/h). * Lượng nhiên liệu tiêu hao cho giai đoạn này là: 126,516*4=506,064(kg.nl) c. Giai đoạn 9400C¸10500C: * Các khoản nhiệt thu: - Nhiệt cháy của nhiên liệu: Q1a=B3*Q1 (kcal/h) với: + B3 là lượng nhiên liệu tiêu tốn(kg/h). + Q1 là nhiệt sinh của nhiên liệu, Q1=10210,055 (kcal/kg) ÞQ1a=10210,055*B3(kcal/h) - Nhiệt lý học của nhiên liệu: Q2a=B3*CN*TN (kcal/h) với: + CN là tỷ nhiệt của nhiên liệu, CN =0,5(kcal/kg.độ) + TN là nhiệt độ của nhiên liệu,TN =250C. ÞQ2a=12,5*B3 (kcal/h). - Nhiệt lý học của không khí cần cho quá trình cháy: Q3a=B3*La*CKK*TKK (kcal/h) với: + La là lượng không khí khô thực tế để đốt cháy 1 kg nhiên liệu, La=17,497(kgkkk/kg.nl). + CKK là tỷ nhiệt của không khí tại 250C, CKK=0,24(kcal/kg.độ). + TKK là nhiệt độ của không khí, TKK=250C. ÞQ3a=104,982*B3(kcal/h). - Tổng lượng nhiệt thu: Qa=SQai=10327,537*B3 (kcal/h). * Các khoản nhiệt chi: - Nhiệt dùng để đốt nóng sản phẩm từ 9400C®10500C: Q1b=GSP*(CSP2*tSP2-CSP1*tSP1) (kcal/h). với: + GSP là khối lượng sản phẩm mộc vào giai đoạn này(kg/h) GSP=1147842*32/(7995*3,5)=1312,640(kg/h) + tSP1=9400C, tSP2=10500C + CSP1= CSP2= 0,23(kcal/kg.độ) ÞQ1b=1312,640*0,23*(1050-940) =33209,792(kcal/h). - Nhiệt dùng để đốt nóng vật liệu Sic từ 9400C®10500C: Q2b=GSic*(c2*t2-c1*t1) (kcal/h) trong đó: + GSic=3748,3/3,5=1070,943(kg/h) + t1=9400C, t2=10500C + c1= c2= 0,159(kcal/kg.độ) ÞQ2b=1070,943*0,159*(1050-940) =18730,793(kcal/h). - Nhiệt tổn thất theo khí thải: Q3b=VKT*CKT*B3*tKT (kcal/h) với: + VKT là thể tích của khí thải ở giai đoạn 9400C¸10500C, VKT=Va=18,077(m3/kg.nl) + CKT = 0,332(kcal/m3.độ) + tKT = (1050+940)/2=9950C ÞQ3b=18,077*0,332*995*B3 =5971,556*B3(kcal/h). - Nhiệt tổn thất qua tường lò: Q4b=a2*(TN-TKK)*FT (W) với: + FT =2*(7,615*1,4575)+2,415*1,4575=25,718(m2) + TN =37,90C, TKK =250C + a2=10,08 (W/m2.độ) Þ Q4b=10,08*(37,9-25)*25,718 =3344,163 (W) =2875,980 (kcal/h) - Nhiệt tổn thất qua cửa lò: Q5b= a2*(TN-TKK)*FC (W) với: + FC =2,415*1,4575=3,520(m2) + TN =310C, TKK =250C + a2=9,04 (W/m2.độ) Þ Q5b=9,04*(31-25)*3,520 =190,925 (W) =164,195 (kcal/h) - Nhiệt tổn thất qua nền goòng: Q6b= a2*(TN-TKK)*FN (W) với: + FN =24*1,8=14,4(m2) + TN =27,80C, TKK =250C + a2=6,97 (W/m2.độ) Þ Q6b=6,97*(27,8-25)*14,4 =281,03 (W) =241,686 (kcal/h) - Nhiệt tổn thất qua vòm lò: Q7b= a2*(TN-TKK)*FV (W) với: + FV =7,615*2,415=18,390(m2) + TN =37,90C, TKK =250C + a2=11,40 (W/m2.độ) Þ Q7b=11,40*(37,9-25)*18,390 =2704,433 (W) =2325,813 (kcal/h) - Nhiệt tích luỹ ở tường lò: + Nhiệt tích luỹ ở lớp cao nhôm: Q8b1=GC*(cc*tc-cđ*tđ) (kcal/h) với: + GC là khối lượng gạch cao nhôm nhẹ ở giai đoạn này, GC=5372/3,5=1534,857(kg/h) + tđ = 479,80C, tc =701,20C + cđ = cc= 0,2(kcal/kg.độ) Þ Q8b1=1534,857*0,2*(701,2-479,8) =67963,468(kcal/h). + Nhiệt tích luỹ ở lớp bông: Q8b2=GB*(cc*tc-cđ*tđ) (kcal/h) với: + GB=656/3,5=187,429(kg/h) + tđ =680C, tc =157,670C + cđ = cc= 0,251(kcal/kg.độ) ÞQ8b2=187,429*0,251*(157,67-68) = 4218,496 (kcal/h). - Nhiệt tích luỹ ở cửa lò : Q9b= GB*(cc*tc-cđ*tđ) (kcal/h) với: + GB=221/3,5=63,143(kg/h) + tđ = 2850C, tc = 409,670C + cđ = cc= 0,251(kcal/kg.độ) ÞQ9b=63,143*0,251*(409,67-285) =1975,829(kcal/h). - Nhiệt tích luỹ ở vòm lò : + Nhiệt tích luỹ ở lớp cao nhôm: Q10b1=GC*(cc*tc-cđ*tđ) (kcal/h) với: +GC là khối lượng gạch cao nhôm nhẹ ở giai đoạn này, GC=4450/3,5=1271,429(kg/h) +tđ = 479,80C, tc =701,20C +cđ = cc= 0,2(kcal/kg.độ) Þ Q10b1=1271,429*0,2*(701,2- 479,8) =56298,857(kcal/h). + Nhiệt tích luỹ ở lớp bông: Q10b2=GB*(cc*tc-cđ*tđ) (kcal/h) với: + GB= 469/3,5=134(kg/h) + tđ =680C, tc =157,670C + cđ = cc= 0,251(kcal/kg.độ) ÞQ10b2=134*0,251*(157,67-68) =3015,961 (kcal/h). -- Nhiệt tích luỹ ở nền goòng: + Nhiệt tích luỹ ở lớp samôt: Q11b1=GSM*(cc*tc-cđ*tđ) (kcal/h) với: + GSM là khối lượng gạch samôt ở giai đoạn này, GSM=10672/3,5=3049,144(kg/h) + tđ =286,170C, tc = 414,670C + cđ = cc= 0,23(kcal/kg.độ) Þ Q11b1=3049,144*0,23*(414,67-286,17) =90115,112(kcal/h). + Nhiệt tích luỹ ở lớp bông: Q11b2=GB*(cc*tc-cđ*tđ) (kcal/h) với: + GB=148/3,5= 42,286(kg/h) + tđ =260C, tc =300C + cđ = cc= 0,251(kcal/kg.độ) ÞQ11b2= 42,286*0,251*(30-26) = 42,455 (kcal/h). - Tổng lượng nhiệt chi: Qb=SQbi =281178,437+5971,556*B3 (kcal/h). - Lượng nhiệt tổn thất không tính được lấy bằng 5% Qb ÞQktđ = 0,05*Qb=14058,922+298,578*B3 (kcal/h). * Tính cân bằng nhiệt giai đoạn 9400C¸10500C: Ta có:Qa= Qb+Qktđ Þ10327,537*B3=281178,437+5971,556*B3+14058,922+298,578*B3 ÞB3=72,765 (kg.nl/h). * Lượng nhiên liệu tiêu tốn cho giai đoạn này là: 72,765*3,5=254,6775(kg.nl) d. Giai đoạn 10500C¸12800C: * Các khoản nhiệt thu: - Nhiệt cháy của nhiên liệu: Q1a=B4*Q1 (kcal/h) với: + B4 là lượng nhiên liệu tiêu tốn(kg/h). + Q1 là nhiệt sinh của nhiên liệu, Q1=10210,055 (kcal/kg) ÞQ1a=10210,055*B4(kcal/h) - Nhiệt lý học của nhiên liệu: Q2a=B4*CN*TN (kcal/h) với: + CN là tỷ nhiệt của nhiên liệu, CN =0,5(kcal/kg.độ) + TN là nhiệt độ của nhiên liệu,TN =250C. ÞQ2a=12,5*B4 (kcal/h). - Nhiệt lý học của không khí cần cho quá trình cháy: Q3a=B4*La*CKK*TKK (kcal/h) với: + La là lượng không khí khô thực tế để đốt cháy 1 kg nhiên liệu, La=14,581(kgkkk/kg.nl). + CKK là tỷ nhiệt của không khí tại 250C, CKK=0,24(kcal/kg.độ). + TKK là nhiệt độ của không khí, TKK=250C. ÞQ3a=87,486*B4(kcal/h). - Tổng lượng nhiệt thu: Qa=SQai=10310,041*B4 (kcal/h). * Các khoản nhiệt chi: - Nhiệt dùng để đốt nóng sản phẩm từ 10500C®12800C: Q1b= GSP*(CSP2*tSP2-CSP1*tSP1) (kcal/h). với: + GSP là khối lượng sản phẩm mộc vào giai đoạn này(kg/h) GSP=1147842*32/(7995*7)=656,320(kg/h) + tSP1=10500C, tSP2=12800C + CSP1= CSP2= 0,23(kcal/kg.độ) ÞQ1b=656,320*0,23*(1280-1050) =34719,323(kcal/h). - Nhiệt dùng để đốt nóng vật liệu Sic từ 10500C®12800C: Q2b= GSic*(c2*t2-c1*t1) (kcal/h) trong đó: + GSic=3748,3/7=535,471(kg/h) + t1=10500C, t2=12800C + c1= c2= 0,159(kcal/kg.độ) ÞQ2b=535,471*0,159*(1280-1050) =19582,190(kcal/h). - Nhiệt tổn thất theo khí thải: Q3b=VKT*CKT*B4*tKT (kcal/h) với: + VKT là thể tích của khí thải ở giai đoạn 10500C¸12800C, VKT=Va=15,418(m3/kg.nl) + CKT =0,332(kcal/m3.độ) + tKT =(1050+1280)/2=11650C ÞQ3b=15,418*0,332*1165*B4 =5963,374*B4(kcal/h). - Nhiệt tổn thất qua tường lò: Q4b=a2*(TN-TKK)*FT (W) với: + FT =2*(7,615*1,4575)+2,415*1,4575=25,718(m2) + TN =57,10C, TKK =250C + a2=11,85 (W/m2.độ) Þ Q4b=11,85*(57,1-25)*25,718 =9782,741 (W) =8413,158 (kcal/h) - Nhiệt tổn thất qua cửa lò: Q5b= a2*(TN-TKK)*FC (W) với: + FC =2,415*1,4575=3,520(m2) + TN =39,20C, TKK =250C + a2=10,23 (W/m2.độ) Þ Q5b=10,23*(39,2-25)*3,520 =511,336 (W) =439,749 (kcal/h) - Nhiệt tổn thất qua nền goòng: Q6b= a2*(TN-TKK)*FN (W) với: + FN =24*1,8=14,4(m2) + TN =34,50C, TKK =250C + a2=7,87 (W/m2.độ) Þ Q6b=7,87*(34,5-25)*14,4 =1076,616 (W) =925,890 (kcal/h) - Nhiệt tổn thất qua vòm lò: Q7b= a2*(TN-TKK)*FV (W) với: + FV =7,615*2,415=18,390(m2) + TN =57,10C, TKK =250C + a2=13,52 (W/m2.độ) Þ Q7b=13,52*(57,1-25)*18,390 =7981,113 (W) =6863,757 (kcal/h) - Nhiệt tích luỹ ở tường lò: + Nhiệt tích luỹ ở lớp cao nhôm: Q8b1= GC*(cc*tc-cđ*tđ) (kcal/h) với: + GC là khối lượng gạch cao nhôm nhẹ ở giai đoạn này, GC=5372/7=767,429(kg/h) + tđ =701,20C, tc =1010,80C + cđ = cc= 0,2(kcal/kg.độ) Þ Q8b1=767,429*0,2*(1010,8-701,2) = 47519,204(kcal/h). + Nhiệt tích luỹ ở lớp bông: Q8b2=GB*(cc*tc-cđ*tđ) (kcal/h) với: + GB=656/7=93,714(kg/h) + tđ =157,670C, tc =3020C + cđ = cc= 0,251(kcal/kg.độ) ÞQ8b2=93,714*0,251*(302-157,67) =3394,961 (kcal/h). - Nhiệt tích luỹ ở cửa lò : Q9b= GB*(cc*tc-cđ*tđ) (kcal/h) với: + GB=221/7=31,571(kg/h) + tđ = 409,670C, tc =565,330C + cđ = cc= 0,251(kcal/kg.độ) ÞQ9b=31,571*0,251*(565,33-409,67) =1233,526(kcal/h). - Nhiệt tích luỹ ở vòm lò : + Nhiệt tích luỹ ở lớp cao nhôm: Q10b1= GC*(cc*tc-cđ*tđ) (kcal/h) với: + GC là khối lượng gạch cao nhôm nhẹ ở giai đoạn này, GC=4450/7=635,714(kg/h) + tđ =701,20C, tc =1010,80C + cđ = cc= 0,2(kcal/kg.độ) Þ Q10b1=635,714*0,2*(1010,8-701,2) =39363,429(kcal/h). + Nhiệt tích luỹ ở lớp bông: Q10b2=GB*(cc*tc-cđ*tđ) (kcal/h) với: + GB= 469/7= 67(kg/h) + tđ =157,670C, tc =3020C + cđ = cc= 0,251(kcal/kg.độ) ÞQ10b2=67*0,251*(302-157,67) =2427,198 (kcal/h). -- Nhiệt tích luỹ ở nền goòng: + Nhiệt tích luỹ ở lớp samôt: Q11b1=GSM*(cc*tc-cđ*tđ) (kcal/h) với: + GSM là khối lượng gạch samôt ở giai đoạn này, GSM=10672/7=1524,571(kg/h) + tđ = 414,670C, tc =591,330C + cđ = cc= 0,23(kcal/kg.độ) Þ Q11b1=1524,571*0,23*(591,33-414,67) =61947,233(kcal/h). + Nhiệt tích luỹ ở lớp bông: Q11b2= GB*(cc*tc-cđ*tđ) (kcal/h) với: + GB=148/7=21,143(kg/h) + tđ =300C, tc =380C + cđ = cc= 0,251(kcal/kg.độ) ÞQ11b2=21,143*0,251*(38-30) = 42,455 (kcal/h). - Tổng lượng nhiệt chi: Qb=SQbi =226872,073+5963,374*B4 (kcal/h). - Lượng nhiệt tổn thất không tính được lấy bằng 5% Qb ÞQktđ = 0,05*Qb=11343,604+298,169*B4 (kcal/h). * Tính cân bằng nhiệt giai đoạn 10500C¸12800C: Ta có:Qa= Qb+Qktđ Þ10310,041*B4=226872,073+5963,374*B4+11343,604+298,169*B4 ÞB4=58,841 (kg.nl/h). * Lượng nhiên liệu tiêu tốn cho giai đoạn này là: 58,841*7=411,884 (kg.nl) e. Giai đoạn lưu ở 12800C: * Các khoản nhiệt thu: - Nhiệt cháy của nhiên liệu: Q1a=B5*Q1 (kcal/h) với: + B5 là lượng nhiên liệu tiêu tốn(kg/h). + Q1 là nhiệt sinh của nhiên liệu, Q1=10210,055 (kcal/kg) ÞQ1a=10210,055*B5 (kcal/h) - Nhiệt lý học của nhiên liệu: Q2a=B5*CN*TN (kcal/h) với: + CN là tỷ nhiệt của nhiên liệu, CN =0,5(kcal/kg.độ) + TN là nhiệt độ của nhiên liệu,TN =250C. ÞQ2a=12,5*B5 (kcal/h). - Nhiệt lý học của không khí cần cho quá trình cháy: Q3a=B5*La*CKK*TKK (kcal/h) với: +La là lượng không khí khô thực tế để đốt cháy 1 kg nhiên liệu, La=15,310 (kgkkk/kg.nl). + CKK là tỷ nhiệt của không khí tại 250C, CKK=0,24(kcal/kg.độ). + TKK là nhiệt độ của không khí, TKK=250C. ÞQ3a=91,86*B5 (kcal/h). - Tổng lượng nhiệt thu: Qa=SQai=10314,415*B5 (kcal/h). * Các khoản nhiệt chi: - Nhiệt tổn thất theo khí thảI: Q1b=VKT*CKT*B5*tKT (kcal/h) với: + VKT là thể tích của khí thảI ở giai đoạn lưu ở 12800C, VKT=Va=16,083 (m3/kg.nl) + CKT =0,332(kcal/m3.độ) + tKT =12800C ÞQ1b=16,083*0,332*1280*B5 =6834,632*B5 (kcal/h). - Nhiệt tổn thất qua tường lò: Q2b=a2*(TN-TKK)*FT (W) với: + FT =2*(7,615*1,4575)+2,415*1,4575=25,718(m2) + TN =69,50C, TKK =250C + a2=12,74 (W/m2.độ) Þ Q2b=12,74*(69,5-25)*25,718 =14580,306 (W) =12539,063 (kcal/h) - Nhiệt tổn thất qua cửa lò: Q3b= a2*(TN-TKK)*FC (W) với: + FC =2,415*1,4575=3,520(m2) + TN =45,30C, TKK =250C + a2=10,86 (W/m2.độ) Þ Q3b=10,86*(45,3-25)*3,520 =776,012 (W) =667,370 (kcal/h) - Nhiệt tổn thất qua nền goòng: Q4b= a2*(TN-TKK)*FN (W) với: + FN =24*1,8=14,4(m2) + TN = 400C, TKK =250C + a2=8,35 (W/m2.độ) Þ Q4b=8,35*(40-25)*14,4 =1803,6 (W) =1551,096 (kcal/h) - Nhiệt tổn thất qua vòm lò: Q5b= a2*(TN-TKK)*FV (W) với: + FV =7,615*2,415=18,390(m2) + TN =69,50C, TKK =250C + a2=14,54 (W/m2.độ) Þ Q5b=14,54*(69,5-25)*18,390 =11898,882 (W) =10233,038 (kcal/h) - Nhiệt tích luỹ ở tường lò: + Nhiệt tích luỹ ở lớp cao nhôm: Q6b1=GC*(cc*tc-cđ*tđ) (kcal/h) với: + GC là khối lượng gạch cao nhôm nhẹ ở giai đoạn này, GC=5372/1,5=3581,333(kg/h) + tđ =1010,80C, tc =1051,60C + cđ =cc=0,2(kcal/kg.độ) Þ Q6b1=3581,333*0,2*(1051,6-1010,8) =29223,677(kcal/h). + Nhiệt tích luỹ ở lớp bông: Q6b2=GB*(cc*tc-cđ*tđ) (kcal/h) với: + GB=656/1,5=437,333(kg/h) + tđ =3020C, tc =3250C + cđ =cc=0,251(kcal/kg.độ) ÞQ6b2=437,333*0,251*(325-302) =2524,723 (kcal/h). - Nhiệt tích luỹ ở cửa lò : Q7b=GB*(cc*tc-cđ*tđ) (kcal/h) với: + GB=221/1,5=147,333(kg/h) + tđ =565,330C, tc =6000C + cđ =cc=0,251(kcal/kg.độ) ÞQ7b=147,333*0,251*(600-565,33) =1282,117(kcal/h). - Nhiệt tích luỹ ở vòm lò : + Nhiệt tích luỹ ở lớp cao nhôm: Q8b1= GC*(cc*tc-cđ*tđ) (kcal/h) với: + GC là khối lượng gạch cao nhôm nhẹ ở giai đoạn này, GC= 4450/1,5=2966,667(kg/h) + tđ =1010,80C, tc =1051,60C + cđ =cc=0,2(kcal/kg.độ) Þ Q8b1=2966,667*0,2*(1051,6-1010,8) =24208(kcal/h). + Nhiệt tích luỹ ở lớp bông: Q8b2=GB*(cc*tc-cđ*tđ) (kcal/h) với: + GB=469/1,5=312,667(kg/h) + tđ =3020C, tc =3250C + cđ =cc=0,251(kcal/kg.độ) ÞQ8b2=312,667*0,251*(325-302) =1805,025 (kcal/h). -- Nhiệt tích luỹ ở nền goòng: + Nhiệt tích luỹ ở lớp samôt: Q9b1=GSM*(cc*tc-cđ*tđ) (kcal/h) với: + GSM là khối lượng gạch samôt ở giai đoạn này, GSM=10672/1,5=7114,667(kg/h) + tđ =591,330C, tc =635,670C + cđ =cc=0,23(kcal/kg.độ) Þ Q9b1=7114,667*0,23*(635,67-591,33) =72551,342(kcal/h). + Nhiệt tích luỹ ở lớp bông: Q9b2= GB*(cc*tc-cđ*tđ) (kcal/h) với: + GB=148/1,5=98,667(kg/h) + tđ =380C, tc =420C + cđ =cc=0,251(kcal/kg.độ) ÞQ9b2=98,667*0,251*(42-38) = 99,061 (kcal/h). - Tổng lượng nhiệt chi: Qb=SQbi =156684,512+6834,632*B5 (kcal/h). - Lượng nhiệt tổn thất không tính được lấy bằng 5% Qb ÞQktđ = 0,05*Qb=7834,226+341,732*B5 (kcal/h). * Tính cân bằng nhiệt giai đoạn lưu ở 12800C: Ta có:Qa= Qb+Qktđ Þ10314,415*B5=156684,512+6834,632*B4+7834,226+341,732*B5 ÞB5=52,427 (kg.nl/h). * Lượng nhiên liệu tiêu tốn cho giai đoạn này là: 52,427*1,5=78,641 (kg.nl). f. Lượng nhiên liệu tiêu tốn cho 1 mẻ nung là: A=99,626+506,065+254,678+411,884+78,641 =1350,894(kg.nl/mẻ) - Khối lượng sản phẩm trong 1 mẻ nung là: B =1147,832*32*1000/7995 = 4594,2(kgsản phẩm/mẻ) - Lượng dầu DO tiêu tốn cho 1 kg sản phẩm là: C =A/B =1350,894/4594,2 = 0,294(kgDO/kgsản phẩm). - Lượng nhiệt tiêu tốn cho 1 kg sản phẩm là: Q=0,294*10210,055 =3002,2 (kcal/kgsản phẩm). VIII. Tính và lựa chọn thiết bị: 1. Chọn quạt hầm sấy: C E E’ C’ G G’ A B H H’ B’ D F F’ D’ * Chọn quạt thổi khí nóng: - Mạng ống của quạt thổi khí nóng có đoạn ống AB dài 3(m), các đoạn BCEG ; BDFH dàI 2(m), có 1 trạc 3 tại B, có 4 góc vuông tại C ; D ; E ; F, có 2 đột mở tại G ; H. - Chọn vận tốc khí chạy trong ống là v= 15 (m/s). - Lưu lượng khí nóng là V=1713,396 (m3/h) =0,476 (m3/s). - Xác định đường kính ống dẫn: + Xác định đường kính ống dẫn đoạn AB: d= (4*V/(p*v))0,5 = (4*0,476/(3,14*15))0,5 = 0,201(m). + Xác định đường kính ống dẫn đoạn BCEG ; BDFH: d= (4*0,476/(2*3,14*15))0,5 = 0,142(m) - Trở lực quạt cần khắc phục: HQ=Hms+Hcb+L*Dp (mmH2O). + Tính Hms ở đoạn AB: Hms=(l*l*v2*r2)/(2*d*g) (N/m2) Ta có:Re=v*d*r/m với m(900C)=21,5*10-6 (N.s/m2) ; v=15(m/s) ; d=0,201(m) ; r(900C)=0,972(kg/m3) ÞRe= (15*0,201*0,972)/(21,5*10-6) =1,363*105>105 nên l tính theo công thức: l=0,25/(lg(3,7*d/e))2 với e là độ sâu của gờ, e của ống thép chọn =0,8*10-3 Þl=0,25/(lg(3,7*0,201/0,8*10-3))2 = 0,0284 ÞHms= 0,0284*3*152*0,9722/(2*0,201*9,81) = 4,593 (N/m2) = 0,468 (mmH2O) + Tính Hms ở đoạn BCEG (BDFH): Hms=(l*l*v2*r2)/(2*d*g) (N/m2) Ta có:Re=v*d*r/m với m(900C)=21,5*10-6 (N.s/m2) ; v=15(m/s) ; d=0,142(m) ; r(900C)=0,972(kg/m3) ÞRe= (15*0,142*0,972)/(21,5*10-6) =1,01*105>105 nên l tính theo công thức: l=0,25/(lg(3,7*d/e))2 với e là độ sâu của gờ, e của ống thép chọn =0,8*10-3 Þl=0,25/(lg(3,7*0,142/0,8*10-3))2 = 0,0315 ÞHms= 0,0315*2*152*0,9722/(2*0,142*9,81) = 4,807 (N/m2) = 0,490 (mmH2O) + Tính Hcb: Hcb=Sxi*v2*r2/(2*g) (N/m2) . Tại chỗ đột mở ta chọn fn/fl= 0,8 ÞxĐM =0,049 . Tại chạc 3 ở B ta có xCB = 0,7 . Tại góc vuông ta có xV=1,1 ÞHcb= (0,049+0,7+1,1+1,1)*152*0,9722/(2*9,81) = 31,951(N/m2) =3,257 (mmH2O) + Chọn Dp = 4 (mmH2O/1m chiều dài).Khi đó: HQ=0,468+0,490+3,257+22*4=92,215 (mmH2O) - HTT =1,2*HQ=1,2*92,215=110,658 (mmH2O) - Chọn quạt :Ta có HTT =110,658 (mmH2O), V=1713,396 (m3/h)= 0,476 (m3/s) ta tra biểu đồ lựa chọn quạt ly tâm áp suất trung bình được số hiệu quạt là N03, h=0,6, A=5300. + Số vòng quay của quạt: n=A/(3*60) =5300/(3*60) =29,4 (v/s). + Công suất của quạt: N= K*V*r0*HTT/(3600*102*r*h) (KW) trong đó: + K là hệ số dự phòng, K=1,2. + h=0,6 là hiệu suất của quạt. + V=1713,396 (m3/h). + HTT=110,658 (mmH2O). + r0(00C, 760mmHg) =1,293 (kg/m3). + r(900C) = 0,972 (kg/m3). ÞN=1,2*1713,396*1,293*110,658/(3600*102*0,972*0,6) =1,374 (KW). * Chọn quạt hút khí thải: - Mạng ống của quạt hút khí thải có đoạn ống A’B’ dài 1(m), các đoạn B’C’E’G’ ; B’D’F’H’ dài 1(m), có 1 trạc 3 tại B’, có 4 góc vuông tại C’ ; D’ ; E’ ; F’, có 2 đột thu tại G’ ; H’. - Chọn vận tốc khí chạy trong ống là v= 15 (m/s). - Lưu lượng khí nóng là V=1713,396 (m3/h) =0,476 (m3/s). - Xác định đường kính ống dẫn: + Xác định đường kính ống dẫn đoạn A’B’: d= (4*V/(p*v))0,5 = (4*0,476/(3,14*15))0,5 = 0,201(m). + Xác định đường kính ống dẫn đoạn B’C’E’G’ ; B’D’F’H’: d= (4*0,476/(2*3,14*15))0,5 = 0,142(m) - Trở lực quạt cần khắc phục: HQ=Hms+Hcb+L*Dp (mmH2O). + Tính Hms ở đoạn A’B’: Hms=(l*l*v2*r2)/(2*d*g) (N/m2) Ta có:Re=v*d*r/m với m(380C)=19*10-6 (N.s/m2) ; v=15(m/s) ; d=0,201(m) ; r(380C)=1,130(kg/m3) ÞRe= (15*0,201*1,130)/(19*10-6) =1,793*105>105 nên l tính theo công thức: l=0,25/(lg(3,7*d/e))2 với e là độ sâu của gờ, e của ống thép chọn =0,8*10-3 Þl=0,25/(lg(3,7*0,201/0,8*10-3))2 = 0,0284 ÞHms= 0,0284*1*152*1,1302/(2*0,201*9,81) = 2,069 (N/m2) = 0,211 (mmH2O) + Tính Hms ở đoạn B’C’E’G’ (B’D’F’H’): Hms=(l*l*v2*r2)/(2*d*g) (N/m2) Ta có:Re=v*d*r/m với m(380C)=19*10-6 (N.s/m2) ; v=15(m/s) ; d=0,142(m) ; r(380C)=1,130(kg/m3) ÞRe= (15*0,142*1,130)/(19*10-6) =1,267*105>105 nên l tính theo công thức: l= 0,25/(lg(3,7*d/e))2 với e là độ sâu của gờ, e của ống thép chọn = 0,8*10-3 Þl= 0,25/(lg(3,7*0,142/0,8*10-3))2 = 0,0315 ÞHms= 0,0315*1*152*1,1302/(2*0,142*9,81) = 3,248 (N/m2) = 0,331 (mmH2O) + Tính Hcb: Hcb=Sxi*v2*r2/(2*g) (N/m2) .Tại chỗ đột thu ta chọn fn/fl= 0,8 ÞxĐT = 0,15 .Tại chạc 3 ở B ta có xCB = 1 .Tại góc vuông ta có xV=1,1 ÞHcb= (0,15+1+1,1+1,1)*152*1,1302/(2*9,81) = 49,055(N/m2) = 4,998 (mmH2O) + Chọn Dp = 4 (mmH2O/1m chiều dài).Khi đó: HQ= 0,211+0,331+4,998+22*4=93,54 (mmH2O) - HTT =1,2*HQ=1,2*93,54=112,248 (mmH2O) - Chọn quạt : Ta có HTT =112,248 (mmH2O), V=1713,396 (m3/h)= 0,476 (m3/s) ta tra biểu đồ lựa chọn quạt ly tâm áp suất trung bình được số hiệu quạt là N03, h=0,6, A=5300. + Số vòng quay của quạt: n=A/(3*60) =5300/(3*60) =29,4 (v/s). + Công suất của quạt: N= K*V*r0*HTT/(3600*102*r*h) (KW) trong đó: + K là hệ số dự phòng, K=1,2. + h=0,6 là hiệu suất của quạt. + V=1713,396 (m3/h). + HTT=112,248 (mmH2O). + r0(00C, 760mmHg) =1,293 (kg/m3). + (380C) = 1,130 (kg/m3). ÞN=1,2*1713,396*1,293*112,248/(3600*102*1,130*0,6) =1,199 (KW). 2. Tính chọn quạt lò nung: * Quạt cung cấp khí đốt: Thực tế thì tính HQ của lò nung là rất phức tạp. Dựa vào thực tế ở nhà máy sứ điện Hoàng Liên Sơn nên ta chọn HQ cung cấp khí đốt bằng 500 mmH2O. - Lượng không khí cần cung cấp cho quá trình cháy cực đại là : V=17,497*126,516*1,130 =2501,425 (m3/h) - Tra bảng khi biết HQ =500 mmH2O, V=2501,425 m3/h ta chọn quạt có h=0,6 ; tốc độ quay 2900 v/ph.Công suất của quạt là: N= K*V*r0*HTT/(3600*102*r*h) (KW) trong đó: + K là hệ số dự phòng, K=1,2. + h=0,6 là hiệu suất của quạt. + V=2501,425 (m3/h). + HTT=500 (mmH2O). + r0(00C, 760mmHg) =1,293 (kg/m3). + r(250C) = 1,205 (kg/m3). ÞN=1,2*2501,425*1,293*500/(3600*102*1,205*0,6) =7,310 (KW). * Quạt hút khí thải: - Tương tự quạt cung cấp khí đốt ta chọn HQ =80 mmH2O. - Lưu lượng khí cực đại ứng với giai đoạn 300 ¸ 9400C là: V=Va*B =18,077*126,516 =2287,03 (m3/h). Trong thực tế thì ở nhiệt độ của khí thải là rất cao nên phải trộn thêm không khí lạnh Þchọn V=20000 m3/h.Từ đó tra bảng ta lấy quạt N06, h=0,5, A=4700. - Số vòng quay của quạt: n=4700/6=783 (v/ph). - Công suất của quạt là: N= K*V*r0*HTT/(3600*102*r*h) (KW) trong đó: + K là hệ số dự phòng, K=1,2. + h=0,5 là hiệu suất của quạt. + V=10000 (m3/h). + HTT=80 (mmH2O). + r0(00C, 760mmHg) =1,293 (kg/m3). + r(1630C) = 0,815 (kg/m3). ÞN=1,2*10000*1,293*80/(3600*102*0,815*0,5) =8,295 (KW). 3. Tính kênh dẫn khí thải: - Lượng khí thảI vào cống: V=B*Va=18,077*126,516=2287,03 (m3/h). - Tiết diện cống: F =V/(3600*v) (m2) trong đó v là tốc độ khói trong cống, chọn v=2m/s ÞF =2287,03/(3600*2)=0,318(m2)Þchọn kích thước cống là 0,564*0,564m 4. Tính kênh dẫn khí thải ở xe goòng: F =V/(3600*v) (m2) trong đó: + v là tốc độ khói , chọn v=2m/s +N là số xe goòng, N= 4 ÞF =2287,03/(3600*4*2)=0,07941(m2)Þchọn kích thước cống là 0,282*0,282m. 5. Chọn vòi đốt: - Giai đoạn tốn nhiên liệu nhất là từ 3000C¸9400C với 126,516 kgDO/h.Chọn 10 vòi đốt, mỗi bên 5 vòi nằm so le nhau.Năng suất yêu cầu với mỗi vòi đốt là: n=126.516/10=12,6516 kgDO/h. - Chọn vòi phun áp suất thấp, kiểu Stanproek, đây là loại mỏ phun thấp áp biến nhiên liệu lỏng thành bụi, không khí được cấp từ quạt ly tâm cao áp.Các thông số của mỏ đốt: + Đường kính dầu vào:13mm + Đường kính miệng phun dầu:3mm + áp suất mỏ phun:300 mmH2O 6. Tính chọn thiết bị phân xưởng nguyên liệu và gia công nguyên liệu: Thứ tự Tên thiết bị Đặc tính kỹ thuật Số ngày làm việc trong 1năm Số ca làm việc trong 1 ngày Số giờ làm việc trong 1năm Năng suất Công suất (KW) Số lượng 1 Máy nghiền xương Dung tích 8200 lít.L*D= 2,5*2,3m.Số vòng quay của thùng nghiền là16v/ph.Chu kỳ nghiền 21 giờ.Nạp 4 tấn liệu khô 1 mẻ 300 2 4800 0,19 (t/h) 2 2 Máy nghiền men Dung tích 2800 lít.L*D= 1,8*1,7m.Số vòng quay của thùng nghiền là20v/ph.Chu kỳ nghiền 22 giờ.Nạp 2 tấn liệu khô 1 mẻ 35 2 560 0,091 (t/h) 1 3 Bơm màng vận chuyển hồ xương Đường kính xi lanh 60mm,số vòng quay của trục khuỷu là 50 v/ph, áp lực bơm :10¸12KG/cm2 330 2 5280 1 (m3/h) 1,2 (KW) 2 4 Bơm màng vận chuyển hồ men Đường kính xi lanh 60mm,số vòng quay của trục khuỷu là 50 v/ph, áp lực bơm :10¸12KG/cm2 100 1 800 1 (m3/h) 1,2 (KW) 2 5 Máy ép lọc khung bản Đường kính khung=800mm, số khung:50, áp lực ép 12 KG/cm2, áp lực ở van thuỷ lực đến 800KG/cm2.D*R*C=5,25*1,12*1,3(m) 330 2 5280 1 6 Máy ép len tô thường 330 3 7920 2 7 Máy ép len tô hút chân không 330 3 7920 2 8 Bể chứa hồ xương Dung tích 10 m3, cao 3m, Dtđ»2,06m 2 9 Bể chứa hồ men Dung tích 6 m3, cao 2 m, Dtđ»1,95 m 1 10 Thùng cao vị Dung tích 6 m3, cao 2 m, Dtđ»1,95 m 1 PHẦN IV:XÂY DỰNG 1. Địa điểm xây dựng nhà máy : Chi tiết của việc chọn địa điểm xây dựng nhà máy đã được giới thiệu cụ thể trong phần đầu. Tuy nhiên ở đây dự kiến xây dựng nhà máy trên nền địa hình bằng phẳng, độ dốc 1/100 về phía đường quốc lộ. Nền móng đặt trên nền phong thổ vững chắc, cường độ đất RN= 1,5 – 2 kg/cm2. Hướng gió chủ đạo, theo hướng đông nam. 2. Bố trí mặt bằng nhà máy : Tổng diện tích nhà máy F= 5000 (m2). Là một mảnh đất hình chữ nhật có chiều dài L =90 (m), chiều rộng D = 55,555(m). Mặt bằng nhà máy được phân thành các vùng để thuận tiện cho quá trình sản xuất của nhà máy, đảm bảo nguyên tắc xây dựng nhà công nghiệp. Nhà máy dự kiến xây dựng được bố trí thành các khu vực chính sau: a. Vùng sản xuất : Là nơi bố trí khu nguyên liệu, các thiết bị sản xuất chính trong dây chuyền như : máy nghiền bi, bể hồ, khu vực sấy, tráng men, khu vực nung, kho chứa sản phẩm, với tổng diện tích S =1836m2. Tất cả các khu vực sản xuất này đều nằm trong một khu vực là một nhà hợp khối.Vùng này là nơi sản sinh ra khói bụi và tiếng ồn khi sản xuất, do đó nó được đặt ở cuối hướng gió. b. Vùng phụ trợ sản xuất: Gồm các xưởng cơ khí, trạm biến thế, kho nhiên liệu được bố trí cạnh khu vực sản xuất. c. Vùng phía trước nhà máy : Đây là nơi bố trí các nhà hành chính, phòng y tế, khu vực nhà ăn,khu vực để xe,nhà thể thao,nhà bảo vệ, đây là khu vực được ưu tiên về hướng gió được đặt đầu hướng gió chủ đạo. 3. Kết cấu các công trình: a. Phân xưởng nguyên liệu và gia công nguyên liệu: - Kho chứa: Nguyên lệu Đất sét Cao lanh Fenspat Thạch anh Đôlômit Số liệu Đơn vị Khối lượng nguyên liệu Tấn 288,169 501,013 306,901 93,897 7,129 Khối lượng dạng tả T/m3 1,40 1,55 1,60 2,58 2,10 Thểtích đống nguyên liệu m3 205,835 323,234 191,813 36,387 3,395 Chiềucao đống nguyên liệu m 3 3 3 3 3 Diệntích kho chứa nguyên liệu m2 68,612 107,745 63,938 12,129 1,132 Tổngdiện tích (m2) 253,556 + Diện tích S =253,556 m2 của kho nguyên liệu này là tính cho 1 năm sản xuất.Thực tế ta chỉ sử dụng kho đủ để sản xuất liên tục trong 2 tháng.Khi đó diện tích thực tế của kho nguyên liệu là: S1=60*253,556/330= 46(m2). - Bể chứa hồ: Bể chứa Số lượng Thể tích(m3) Chiều cao(m) Diện tích(m2) Hồ xương 2 10 3 6,666 Hồ men 1 6 2 3 Tổng diện tích=S2(m2) 9,666 - Diện tích bố trí thiết bị: Thiết bị Số lượng Diện tích(m2) Tổng diện tích(m2) Máy nghiền xương 2 11,55 23,10 Máy nghiền men 1 7,56 7,56 Thùng chứa và máy khuấy men 1 3 3 Máy ép lọc khung bản 1 9,75 9,75 Len tô thường 2 10 20 Len tô hút chân không 2 10 20 Tổng diện tích=S3 (m2) 83,41 - Kho ủ nguyên liệu : Nguyên liệu phải ủ 24 ngày, phối liệu đem ủ có W=21%.Từ bảng cân bằng vật chất cho xương ta có khối lượng phối liệu đem đi ủ trong 1 năm (330 ngày) là 2302,909 tấn, trong đó khối lượng nguyên liệu khô là 1819,298 tấn, khối lượng nước là 483,611 tấn.Ta lại có khối lượng riêng của nguyên liệu khô là 1,695 T/m3, của nước là 1 T/m3 ÞTổng thể tích mang đi ủ trong 1 năm là: 1819,298/1,695+483,611/1=1556,943 (m3) Þ Thể tích kho ủ để ủ là: V4=1556,943*24/330=113,232 (m3) + Gỉa sử chiều cao ủ là 2 m Þ Tổng diện tích kho ủ là: S4=113,232/2=56,616(m2). Vậy với phân xưởng nguyên liệu và gia công nguyên liệu thì tổng diện tích là: S = S1+ S2 + S3 + S4 = 46 +9,666 +83,41+56,616 =195,692(m2). Tuy nhiên trong phân xưởng còn lối đi, các thiết bị phụ trợ và xu hướng mở rộng quy mô sản xuất nên ta chọn tổng diện tích của xưởng nguyên liệu và gia công nguyên liệu là S = 432 m2=36 m*12 m. b.Phân xưởng tạo hình: Chọn tổng diện tích phân xưởng tạo hình là S =864 m2=36 m*24 m. c. Phân xưởng sấy nung: Chọn tổng diện tích phân xưởng sấy nung là S = 432 m2=36 m*12 m. d. Bảng tổng kết các công trình xây dựng của nhà máy: Số TT Tên công trình Kết cấu Dài (m) Rộng(m) Cao (m) Diện tích (m2) 1 Phòng bảo vệ BTCT 3 3 3,6 9 2 Gara ô tô Khung thép 12 6 3,6 72 3 Nhà xe Khung thép 12 3 3,6 36 4 Phòng hành chính, y tế BTCT 18 9 8,4 162 5 Hội trường, nhà ăn BTCT 18 9 8,4 162 6 Phòng thí nghiệm BTCT 6 3 3,6 18 7 Nhà sản xuất Khung thép 48 36 8,4 1728 8 Trạm biến áp BTCT 6 6 8,4 36 9 Xưởng cơ khí Khung thép 18 6 8,4 108 10 Kho chứa sản phẩm Khung thép 18 6 8,4 108 11 Tổng diện tích (m2) 2439 e. Các chỉ tiêu đánh giá mặt bằng: -Tổng diện tích nhà máy: F=5000 (m2) - Tổng diện tích xây dựng: A=2439 (m2) - Tổng diện tích đường đi: B =1000 (m2) - Tổng diện tích trồng cây xanh: C =500 (m2) + Hệ số xây dựng: KXD =A*100/F=2007*100/5000= 48,78% + Hệ số sử dụng: KSD = (A+B+C)*100/F = (2007+1000+500)*100/5000= 70,14% - Đánh giá các hệ số: KXD theo tiêu chuẩn đối với các nhà máy VLXD là 25¸48%, KSD là 70¸72%.Do vậy dự kiến xây dựng các công trình của nhà máy là hợp lý.  PHẦN V:ĐIỆN-NƯỚC A. Tính toán điện:Điện sử dụng trong nhà máy bao gồm điện chiếu sáng và điện chạy máy. I. Điều kiện chiếu sáng(Tính theo phương pháp hệ số lợi dụng): - Kiểu chiếu sáng: Trực tiếp - Hình thức chiếu sáng: Đều - Loại đèn: Đèn tròn và đèn ống - Cách bố trí đèn: Bố trí thành dãy song song nhau Theo công thức ta có: F=E*S*K*Z/(N*h) (Lumen) Trong đó: + F là quang thông mỗi đèn(Lumen) + E là tiêu chuẩn độ chiếu sáng nhỏ nhất + S là diện tích cần chiếu sáng (m2) + K là hệ số dự trữ + Z là hệ số độ chiếu sáng nhỏ nhất,Z=1,2 + N là số đèn + h là hệ số lợi dụng quang thông Ở đây S được tính theo từng công trình cần chiếu sáng. Các đại lượng còn lại được tra bảng. Số đèn N được chọn theo đặc đIểm từng nhà. Bảng tổng kết điện chiếu sáng: Tên công trình Tổng diện tích (m2) E (Lux) T.bị chiếu sáng chỉ số hình phòng i Quang thông (F) Điện thế (V) Công suất giờ (KW/h) Số bóng N Thời gian Hệ số K Tổng công suất Số giờ trong ngày Số giờ trong năm Phòng bảo vệ 9 20 Đèn ống 0,42 1246 220 0,04 2 12 4320 1,5 345,6 Gara ô tô 72 10 Đèn ống 1,11 470 220 0,04 12 12 4320 1,5 2073,6 Nhà xe 36 10 Đèn ống 0,66 1246 220 0,04 4 12 4320 1,5 691,2 Phòng hành chính,y tế 162 50 Đèn ống 0,72 2700 220 0,04 30 8 2880 1,5 3456 Hội trường, nhà ăn 162 50 Đèn ống 0,72 2700 220 0,04 30 6 2160 1,5 2592 Phòng thí nghiệm 18 50 Đèn ống 0,56 2531 220 0,04 4 12 4320 1,5 691,2 Nhà sản xuất 1728 30 Đèn ống 2,1 1463 220 0,04 140 20 7200 1,8 40320 Xưởng cơ khí 108 20 Đèn ống 0,54 964 220 0,04 22 12 4320 1,8 3801,6 Trạm biến thế 36 10 Đèn ống 0,36 1944 220 0,04 4 8 2880 1,5 460,8 Đèn đường Cao áp 380 0,5 15 6 2160 16200 Nhà kho 108 30 Đèn ống 0,54 3240 220 0,04 20 8 2880 1,5 2304 Tổng (KW) 72936 II. Tính điện chạy máy:Từ bảng tổng kết điện năng của thiết bị trong dây chuyền ở phần lựa chọn thiết bị và cả những thiết bị không liệt kê được như luyện len tô thường, len tô chân không, máy tạo hình sản phẩm …ta lấy điện năng tiêu thụ trong 1 giờ để chạy máy là 230 KW. Lấy trung bình 1 ngày thiết bị làm việc 16 giờ, 1 năm làm việc 330 ngày, vậy 1 năm tiêu thụ: 230*16*330 =1214400 (KW). - Chọn máy biến thế: Công suất cực đại của trạm được xác định theo công thức: SMAX =S(P*KTB)/(hTB*cosjTB) (Kva) trong đó: + P là tổng công suất định mức, P =72936+1214400=1287336(KW/năm) =243,814(KW/h) + KTB là hệ số phụ tải trung bình, chọn KTB =0,63 + hTB là hiệu suất trung bình, chọn hTB =0,9 + cosjTB là hệ số công suất trung bình , chọn cosjTB =0,83 Þ SMAX =243,814*0,63/(0,9*0,83) =205,626 (Kva) Theo bảng 26 (HDTKTN các nhà máy SLC) ta chọn máy biến thế hạ thế 3 pha làm nguội bằng dầu do nhà máy chế tạo biến thế Hà Nội sản xuất. Một số đặc điểm của máy: + Loại 320-6,6/ 0,4 + Cao thế 6,6 Kv + Hạ thế 0,4 Kv + Hiệu suất định mức:97,66% - Để đảm bảo an toàn ta chọn thêm 1 máy phụ có SMAX =20*205,626/100 = 41,125 (Kva) + Loại 50-6,6/ 0,4 + Cao thế 6,6 Kv + Hạ thế 0,4 Kv + Hiệu suất định mức:96,75% B. Phần cấp thoát nước : Nguồn nước sử dụng trong nhà máy là nguồn nước giếng khoan , đặc điểm của nguồn nước này là trong, ít tạp chất sắt và do khu công nghiệp cung cấp nên có đủ chất lượng về nước dùng, nên nó dùng cho cả sinh hoạt, sản xuất. - Lượng nước sử dụng : + Nước sản xuất : Lượng nước dùng ở khâu nghiền là 1668,059 m3/năm. Với lượng nước vệ sinh và làm việc khác ở các phân xưởng thì lượng nước sử dụng để sản xuất khoảng 20000 m3/năm. + Lượng nước sinh hoạt : Số lượng cán bộ, công nhân viên trong toàn nhà máy là 150 người, mỗi người sử dụng bình quân khoảng 20 lít 1 ngày Þ Lượng nước sinh hoạt là: 150*20*330=990000 lít/năm=990 m3/năm. - Lượng nước thải của nhà máy không chứa các hoá chất độc hại. Sau khi sử dụng xong thì nước thải được lắng ở các bể lắng, sau đó theo đường thoát nước mưa của nhà máy vào đường thoát nước chung của khu công nghiệp. PHẦN VI: AN TOÀN LAO ĐỘNG Công tác an toàn lao động và bảo vệ môi trường là mộtchỉ tiêu để đánh giá tiêu chuẩn của một nhà máy, đặc biệt là nhà máy sản xuất vật liệu xây dựng. Trong các nhà máy hoá chất, đặc biệt đối với nhà máy Silicát vô cơ, hữu cơ, đều phải giải quyết vấn đề chống bụi, chống ồn và giảm mức độ ô nhiễm nhiệt. Để giải quyết vấn đề này cần phải biết rõ tác hại của chúng như: Bụi gây ra các bệnh về phổi, như bệnh Silico, bụi Alumo (bụi đất sét), tiếng ồn lớn làm cho giảm cảm thính giác, tăng ngưỡng nghe, gây bệnh nặng tai và điếc … Nhà máy sản xuất sứ điện là nhà máy thuộc ngành Silicát nên bụi và khí độc nhiều (CO2,SO2 …): + Phân xưởng nguyên liệu là nơi có nhiều bụi của nguyên liệu. + Phân xưởng tạo hình là nơi có nhiều bụi do khi chỉnh sửa sản phẩm mộc tạo lên + Phân xưởng lò nung: có nhiên liệu là dễ bắt cháy nếu bị dò gỉ. + Trạm biến thế là nơi có hiệu điện thế cao, rất nguy hiểm. Các biện pháp cụ thể nhằm đảm bảo an toàn lao động và bảo vệ môi trường. 1) Đối với bụi. Được bố trí nhiều cửa, tạo điều kiện thông thoáng, tạo ẩm, vẩy nước, bố trí các thiết bị hút bụi để đảm bảo an toàn lao động. Công nhân, người lao động phải đeo khẩu trang trong khi làm việc. Tiêu chuẩn nồng độ bụi chứa trên 10% SiO2 là: 0,002 mg/l. Các loại bụi khác là: 0,01 mg/l. 2.)Đối với khí hậu nóng, lạnh, chất độc. Tạo điều kiện khí hậu thích hợp nhất, nhiệt độ từ 20ữ25 °C, độ ẩm không khí không vượt quá 8,5 %, tốc độ khí là 0,3 m/s, che chắn chống gió lùa khi trời lạnh. Đảm bảo mức độ chất độc ở dưới mức cho phép. Tất cả công nhân đi làm đều phải mặc quần, áo, mũ bảo hộ lao động. Về y tế: đảm bảo cấp cứu nạn nhân kịp thời, đảm bảo chế độ ăn, uống, vệ sinh lao động cho công nhân, khám, kiểm tra sức khoẻ theo định kỳ cho người lao động để phát hiện bệnh và điều trị kịp thời. Tiêu chuẩn về nồng độ chất độc: + Dầu DO: 0,3 mg/l. + Khí CO2 : 0,03 mg/l. + Khí SO2 : 0,02 mg/l. 3.)Đối với tiếng ồn và chấn động. Bố trí tiếng ồn và chấn động ở cuối nhà máy. 4.)Về điều kiện chiếu sáng. Bố trí nhiều cửa kính (kể cả trên mái) để đảm bảo làm việc ban ngày. Bố trí đèn thắp sáng khi làm việc buổi tối và ban đêm. 5.)An toàn khi làm việc với thiết bị cơ khí. Các bộ phận truyền động có thể nhìn thấy được và các bộ phận che chắn (lưới hoặc rào chắn). Các thiết bị phòng ngừa khi có sự cố. Các cơ cấu điều khiển phải đảm bảo độ tin cậy, dễ quan sát, dễ điều khiển. Kiểm tra máy móc trước khi sử dụng. Phải kiểm tra định kỳ các máy móc thiết bị để đánh giá thiết bị sử dụng. 6) An toàn về điện. Phải cách ly các dây dẫn điện. Độ dò của dòng không quá: 0,001 A Đối với điện cao thế phải che chắn, nối đất trung tính đối với phần kim loại của thiết bị dùng điện. Trang bị các phương tiện bảo hộ lao động: găng, ủng, thảm cao su cách điện. Tuân thủ các quy trình quy phạm khi sử dụng các trang thiết bị điện. 7) An toàn về phòng tránh cháy nổ. Các thiết bị đo phải chính xác như dụng cụ đo nhiệt độ, áp suất lò … Kho nguyên liệu phải được xây dựng theo quy tắc xây dựng, bảo quản, bốc dỡ và vận chuyển an toàn, dễ dàng. Sẵn sàng phòng chống cháy nổ nếu có sự cố sảy ra,nhanh chóng cứu chữa người bị bỏng khi cháy nổ. Mọi công nhân đều phải được học an toàn lao động theo định kỳ, nhằm giúp công nhân hiểu rõ hơn tác hại của các sự cố xảy ra. Có chế độ khen thưởng, cho người thực hiện tốt ý thức an toàn lao động khi sản xuất, đồng thời cũng có hình thức kỷ luật với những người thiếu ý thức trong lao động, để mọi người coi công tác an toàn lao động trong nhà máy là nhiệm vụ quan trọng trước khi bắt tay vào sản xuất. PHẦN VII : KINH TẾ VÀ TỔ CHỨC Phần kinh tế và tổ chức là một trong những phần quan trọng của đồ án tốt nghiệp. Nó phản ánh tính hợp lý hay không của bản đồ án tốt nghiệp. Mục đích chủ yếu của phần này là tính toán để đánh giá tính hợp lý về kinh tế của việc xây dựng nhà máy, xác định chính xác các giảI pháp đã đưa ra nhằm tăng tính hiệu quả trong sản xuất của nhà máy. A. Cơ cấu tổ chức nhà máy. 1. Chế độ làm việc. - Trong 1 năm (365 ngày), thời gian nghỉ tết, bảo trì, bảo dưỡng thiết bị… của nhà máy khoảng 20 ngày. Do đó thời gian làm việc thực tế của nhà máy là :365-20=345 ngày. - Đối với công nhân, thời gian nghỉ là: + Nghỉ lễ tết : 8 ngày + Nghỉ chủ nhật : 50 ngày + Nghỉ phép, các lý do khác : 10 ngày Do đó thời gian làm việc thực tế của công nhân trong 1 năm là : 365-8-50-10=297 ngày - Hệ số K = Số ngày làm việc thực tế trong cả năm của nhà máy : Số ngày làm việc thực tế trong cả năm của công nhân Þ K = 345/297 =1,162 2. Tổ chức nhân lực : - Bố trí công nhân trực tiếp sản xuất theo bảng sau : Nơi làm việc K Số công nhân trong 1 ca Số ca Số công nhân trong ngày Xưởng nguyên liệu và gia công nguyên liệu 1,162 16 2 32 Xưởng tạo hình 1,162 30 2 60 Xưởng sấy, nung 1,162 4 3 12 Kiểm tra sản phẩm 1,162 1 2 2 Tổng 106 -Bố trí công nhân hỗ trợ cho quá trình sản xuất : Nhiệm vụ Nơi làm việc K Số công nhân trong 1 ca Số ca Số công nhân trong ngày Sửa chữa máy móc, thiết bị Xưởng cơ khí 1,162 4 2 8 Thí nghiệm Phòng thí nghiệm 1,162 2 1 2 Y tá Phòng y tế 1,162 3 2 6 Bảo vệ Phòng bảo vệ 1,162 2 2 4 Tổng 20 3. Lực lượng quản lý gián tiếp sản xuất : Nhiệm vụ, nơi làm việc Số người Ghi chú Giám đốc 1 Kỹ sư Silicat Phó giám đốc 2 Kỹ sư Silicat Phòng hành chính 3 Cử nhân Kinh tế Phòng kỹ thuật 3 Kỹ sư Silicat Quản đốc phân xưởng 3 Kỹ sư Silicat, Kỹ sư cơ khí Phòng kinh doanh 4 Cử nhân Kinh tế Phòng tổ chức, tài vụ kế hoạch 2 Trình độ đại học Lái xe 1 Trung cấp Nhà ăn 5 Trung cấp Tổng 24 - Tổng số người làm việc gián tiếp : 24 - Tổng số công nhân sản xuất chính và phụ :106 + 20 = 126 - Tổng số cán bộ, công nhân viên trong toàn nhà máy :126 + 24 = 150 4. Các chỉ tiêu về nhân lực: - Tỷ lệ giữa công nhân viên trực tiếp sản xuất và tổng cán bộ, công nhân viên toàn nhà máy là : 106*100/150 =70,66% - Tỷ lệ giữa công nhân viên gián tiếp sản xuất và công nhân viên trực tiếp sản xuất là: 20*100/106 =18,87% B. Vốn đầu tư. I. Vốn đầu tư về xây dựng. 1. Đầu tư cho xây dựng nhà sản xuất : Xi=Sfi*di (triệu đồng) Trong đó: + di là đơn giá xây dựng theo m2 thứ i + fi là diện tích nhà thứ i Bảng tổng kết vốn đầu tư xây dựng nhà sản xuất Công trình Loại(hình dạng, kết cấu) Diện tích (m2) Đơn giá (triệu/m2) Thành tiền (triệu đồng) Nhà sản xuất Khung thép 1728 1,125 1944 xưởng cơ khí Khung thép 108 1,125 121,5 Tổng(triệu đồng)=X1 2065,5 2. Vốn đầu tư xây dựng nhà gián tiếp phục vụ sản xuất : X2=0,25*X1=0,25*2065,5=516,375 (triệu đồng) 3. Vốn đầu tư xây dựng đường sá và công trình phụ : X3=0,5*X1=0,5*2065,5=1032,75 (triệu đồng) 4. Tổng vốn đầu tư xây dựng : X=X1+X2+X3 = 2065,5 + 516,375+ 1032,75 =3614,625(triệu đồng) 5. Khấu hao trung bình hàng năm về xây dựng : AX =0,03*X= 0,03*3614,625=108,439 (triệu đồng) II. Đầu tư về thiết bị : Tên thiết bị Gía mua (triệu đ