Кассетная установка с электропрогревом для ТВО внутренних стеновых панелей

Содержание

1       Общая часть……………………………………………………………………..4

1.1 Технико-экономическое обоснование проектируемой установки………….4

1.2 Описание конструкции и работы тепловой установки………………………6

2 Технологическая часть…………………………………………………………8

2.1 Характеристика теплоносителя и его параметры…………………………….8

2.2 Режим работы тепловой установки…………………………………………...8

2.3 Исходные данные……………………………………………………………..10

3 Расчётная часть………………………………………………………………..11

3.1 Расчёт процесса горения топлива……………………………………………11

3.2 Конструктивный расчёт установки………………..…………………………11

3.3 Тепловой расчёт установки…………………………………………………..12

4 Техника безопасности проектируемой установки………………………….19

5        Литература……………………………………………………………………..21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ

      1.1 Технико-экономическое обоснование проектируемой установки

Наиболее распространённым приемом  интенсификации технологических процессов  и сокращения длительности изготовления материалов и изделий, является их тепловая обработка, составляющая треть стоимости  их изготовления, занимающая свыше 80 % длительности технологического цикла  и потребляющая свыше 75 % тепла и  энергоресурсов. Сокращение любого из этих показателей позволит значительно  повысить эффективность технологии. Так, сокращение длительности тепловой обработки на 10% даст экономию в 1-2 часа, что обеспечит существенное увеличение производительности установок, уменьшение расхода тепловой энергии, снижение металлоёмкости процесса за счёт увеличения оборачиваемости форм.

Основными изделиями сборного железобетона являются панели стен, перекрытий, перегородок, лестничные марши, площадки, плиты покрытий, покрытия дорог, панели лоджий т.е. изделия, которые отличаются малой толщиной и большими размерами в плане. При горизонтальном формовании и пропаривании таких массовых изделий требуются большие производственные площади, а высота цехов используется нерационально. Кроме того, при горизонтальной распалубке на изделия действуют плохо воспринимаемые изгибающие нагрузки, поэтому необходимо дополнительно их армировать для восприятия монтажных усилий, повышать распалубочную прочность, удлиняя сроки пропаривания и увеличивая площадь пропарочных камер.

Частично недостатки горизонтального  производства плит устраняют, применяя двухъярусные конвейеры, пропаривание в пакетах термоформ, много-

слойную формовку панелей на стендах, применением кантователей для распалубки в вертикальном положении. Однако наиболее существенно повышается съём изделий с единицы производственной площади при изготовлении плит стендово-кассетным способом в кассетных установках.  Принцип способа заключается в том, что пакет форм, вертикально установленных на раме, с уложенной в них арматурой, заполняют пластичной бетонной смесью и прогревают. После набора необходимой прочности производят распалубку форм и изделия в вертикальном положении устанавливают в стеллажах.

Электропрогрев в сравнении с паропрогревом отличается рядом преимуществ. Основными достоинствами электропрогрева являются:

— отсутствие вредных газовыделений;

— получение высококачественной продукции;

— сокращение цикла тепловлажностной обработки;

— обеспечивают более высокую производительность труда по сравнению с другими  способами;

— возможность применения автоматического регулирования режима тепловлажностной обработки;

— сокращение капиталовложений на постройку котельных установок, топочных устройств, магистральных трубопроводов, вентиляционных установок;

— повышение культуры производства.

        Быстрый разогрев бетона в кассетах позволяет сократить время тепловлажностной обработки до 4—6 ч, а также повысить оборачиваемость кассет. Расход тепловой энергии по сравнению с па-ропрогревом снижается почти в два раза.

В курсовом проекте принимаю кассетную  установку с электропрогревом.

 

 

        1.2 Описание конструкции и работы тепловой установки

        Конструктивно кассетная установка состоит из неподвижной станины, разделительных стенок, опор и прижимных домкратов. К разделительным стенкам крепятся днища и борта форм, которые в собранном состоянии (установка сжата домкратами) образуют вертикальные формы, заполняемые арматурой и бетонной смесью. Торцевая неподвижная теплоизолированная стенка крепится к раме станины, а подвижные стенки и отсеки перемещаются на роликовых опорах. Передвижение стенок производится гидравлическими домкратами, а закрепление их - установочными клиньями в кронштейнах.

        Ток к греющим отсекам подводится с помощью клемм, закрепленных на разделительных стенках. Арматурный каркас и бетонная смесь подаются сверху. Вибрирование бетона производится навесными вибраторами.

       Наружные стенки кассеты имеют теплоизоляцию, предназначенную для предотвращения потерь тепла от крайних вертикальных форм в окружающую среду. Для этого теплоизоляционные рубашки заполнены минеральной ватой. Задняя неподвижная стенка опирается на неподвижные упоры, положение которых регулируют и фиксируют гайками. Передняя подвижная стенка соединена с упорами и вместе с ними при помощи рычажной системы может передвигаться вперёд и назад. В собранном виде все разделительные стенки соединены замками в один блок и прижаты друг к другу. В таком положении в формы сверху устанавливают арматурный каркас, загружают бетонную смесь, уплотняют её вибраторами, прикреплёнными к торцевым поверхностям разделительных стенок и прогревают, подавая электроэнергию клеммами прямо к стенкам.

       Тепловая обработка изделий осуществляется путём пропускания через тело бетона трехфазного электрического тока промышленной частоты. Электродами служат разделительные стенки кассеты. Вместо паровых отсеков добавляют формовочные, что увеличивает емкость кассеты.

      Электропроводность бетона объясняется наличием в нем влаги с растворенными в ней оксидами минералов клинкера. По мере протекания реакций твердения бетона происходит уменьшение его влажности, что вызывает увеличение электрического сопротивления и соответственно уменьшение количества выделяемой в бетоне теплоты. Для поддержания требуемого температурного режима тепловлажностной обработки бетона производят регулирование подводимого к нему напряжения. С этой целью кассеты с электропрогревом снабжают многоступенчатыми трансформаторами с широким диапазоном регулирования напряжения.

       Распалубку готовых изделий производят путём последовательного перемещения разделительных стенок кассетной формы. После распалубки форму чистят, смазывают и данный цикл повторяется.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

      2.1 Характеристика теплоносителя и его параметры

       В качестве источника тепла данной тепловой установки применяют электроэнергию промышленной частоты 50 гЦ.

 

      2.2 Режим работы тепловой установки

       Режимом тепловлажностной обработки называют совокупность условий окружающей среды, то есть температура, влажность и давление, воздействующих на изделие в течение определённого времени и обуславливающих оптимальную для данного изделия скорость набора прочности.Теплофизические свойства бетона при тепловлажностной обработке изменяются в зависимости от условий окружающей среды. Чтобы не нарушать структуру бетона, необходимо назначить скорость подъёма и снижения давления так, чтобы строго соблюдался установленный для данного бетона режим тепловлажностной обработки.

Время полного  цикла тепловлажностной обработки определяется поформуле:

τ_цикла= τ_ТВО +τ_доп ,

  где  τ_ТВО - время ТВО изделий, час

τ_ТВО= τ₁ +τ₂+ τ₃

где τ₁ - Продолжительность подъёма температуры – 2 часа.

       τ₂ - Продолжительность изотермической выдержки – 3.5 часа.

       τ₃ -Охлаждение изделий – 0.5 часа.

τ_ТВО=2+3,5+0,5=6

         τдоп – дополнительное время на обслуживание установки, час

τдоп= τ_расп. +τ_чистки+ τ_смазки +τ_сборки+τ_{укладки}+ τ_упл. +τ_загл. ,

где τ_расп.  - время распалубки, час

τ_чистки  - время чистки отсеков, час

τ_смазки  - время смазки отсеков, час

τ_сборки  - время сборки кассеты, час

τ_{укладки} - время укладки бетонной смеси, час

τ_упл. -  время уплотнения бетонной смеси, час

τ_загл. - время заглаживания верхнего слоя бетона, час

τдоп =0,5+0,5+0,5+0,5+0,8+0,2+0,5=3,5 часа

τ_цикла  =6+3,5=9,5 часов

         Согласно нормам принимаю двухсменный режим работы по 8 часов при пятидневной рабочей неделе. Количество выходных и праздничных дней - 100, количество дней на плановый ремонт - 12. Тогда годовой фонд рабочего времени:

365-100-12= 253 дня

 

 

 

 

 

 

       2.3 Исходные данные

Производительность  цеха, тыс.м³/год                          - 12000

Тип изделия                              -ВСпанели

Габаритные  размеры изделия, мм                           -^{5610х1804х140 мм}

Объём бетона в изделии (Vизд.), м³                           - 1,42

Расход арматуры, (m_а), кг/изделие                          - 42,11

Марка цемента, (R₂₈)                             - 500

Масса изделия, кг                                                                - 3550

Водоцементное отношение, (В/ц)                          - 0,507

Расход цемента, кг/м³                            - 325

Расход песка, кг/м³                                                              - 870

Расход щебня, кг/м³                                    - 1050

Расход воды, (В), кг/м³                            - 165

Плотность бетона, (ρ), кг/м³                                   - 2245

Начальная температура  бетона, (t₁)^оC                                - 25

Конечная(максимальная) температура нагрева бетона (t₂)^оC    - 95

Источник  тепла                             - электроэнергия

 

 

 

 

 

 

 

 

      3 РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ

      3.1 Расчёт процесса горения топлива

       Расчет не производится, так как в качествеисточника тепла применяется электроэнергия.

 

      3.2 Конструктивный расчёт установки

Конструктивный расчёт установки  не производим, так как кассетная  установка является унифицированным  оборудованием. Для формования и  тепловлажностной обработки внутренних стеновых панелей принимаем кассетную установку СМЖ-20. 

Техническая характеристика:

Длина –  6090мм

Ширина  – 6000мм;

Высота  – 3195мм.

Количество  одновременно формуемых изделий – 6шт.

Мощность  электродвигателя – 9кВт.

Масса установки  – 60тонн

Число формовочных  отсеков – 6шт.

         Определяю количество кассетных установок обеспечивающих заданную производительность

х=П_год.*τ_цикла/Т*24* Е_к *K_и

где П_год.–годовая производительность, м³/час

τ_цикла – время цикла, час

Т – количество рабочих суток, сут.

K_и – коэффициент использования календарного времени

Принимаем K_и=0,95

х=12000*9,5/253*24*8,52*0,95=2,3

Для обеспечения заданной производительности принимаю 3 кассетные установки.

3.3 Тепловой расчёт установки

        Задача теплового расчёта – определение расхода тепла и пара на тепловлажностную обработку бетонных и железобетонных изделий. Она решается – решением уравнения теплового баланса, который состоит из приходной и расходной части.

       Тепловой баланс кассетной установки определяется на период её работы и полную загрузку бетона в кассету. По тепловому балансу определяется удельный расход тепла и пара на тепловлажностную обработку изделий.

Приход тепла, кДж/период

с электроэнергией

Q₁=NкДж

где N – расход электроэнергии за период работы, кг. Величина неизвестная и определяется из уравнения теплового баланса;