Аппаратурный расчет
Оборудование стадий
Исходные данные для аппаратурного расчета:
Алгоритм расчета и подбор оборудования периодического производства
График гармонизации работы оборудования
Технологический цикл аппарата – упорядоченная последовательность технологических и организационных мероприятий, имеющих
График Гантта
Время работы в реакторе периодического действия
Расчет времени вспомогательных операций
Расчет времени вспомогательных операций
Расчет длительности операций (пример)
Расчет длительности операций (пример)
Согласование работы оборудования по наиболее занятому аппарату
Согласование работы оборудования по наименее занятому аппарату
График гармонизации работы оборудования с перекрытием технологических циклов (пример)
453.50K
Категория: ПромышленностьПромышленность

Аппаратурный расчет

1. Аппаратурный расчет

Цель аппаратурного расчета
технологического
оборудования:
определение размеров и числа
аппаратов
заданных
типов,
позволяющих выпускать продукт в
его заданном объеме за указанный
срок.
Лесина Ю.А.
Аппаратурный расчет
1

2. Оборудование стадий

• Основное- используется для реализации
стадий получения выделения и очистки
продуктов
(емкостные
аппараты
с
перемешивающими
и
теплообменными
устройствами,
колонны,
фильтры
и
центрифуги, сушилки);
• Вспомогательное
используется
для
временного хранения и транспортировки
исходных
веществ
и
промежуточных
продуктов
(мерники,
сборники,
теплообменники, насосы, компрессоры).
Лесина Ю.А.
Оборудование стадий
2

3. Исходные данные для аппаратурного расчета:

• предварительная аппаратурная схема;
• количество веществ, перерабатываемых в
каждом отдельном аппарате (материальный
баланс);
• нормы времени работы оборудования;
• условия эксплуатации оборудования.
Лесина Ю.А.
Исходные данные для
аппаратурного расчета:
3

4. Алгоритм расчета и подбор оборудования периодического производства

• Составление графика гармонизации работы
оборудования.
• Расчет основного оборудования и подбор его
по каталогам. НЕ конструирование
аппаратов!!!
• Расчет и подбор вспомогательного
оборудования.
• Составление спецификации оборудования.
Лесина Ю.А.
Алгоритм расчета и подбор
оборудования периодического
производства
4

5. График гармонизации работы оборудования

• Цель составления: выбор и определение
рационального варианта загруженности и
простоев аппаратуры.
• Требования к составлению: соблюдение
поточности процесса, ритмичности,
минимального количества простоев
оборудования.
Лесина Ю.А.
График гармонизации
работы оборудования
5

6. Технологический цикл аппарата – упорядоченная последовательность технологических и организационных мероприятий, имеющих

конечную
продолжительность
tij = oij + eij + pi(j-1) + τij + pij + xij
Процесс функционирования аппаратов периодического действия
изображается в виде графиков Гантта
Лесина Ю.А.
Продолжительность
технологического цикла равна
сумме длительностей операций:
6

7. График Гантта

• на графиках отображаются только основные
аппараты;
• если передача из одного аппарата в другой
пренебрежительно мала по сравнению со
временем работы аппарата, то на графике
процесс передачи не отображается. В
противном случае передача масс из аппарата
в аппарат учитывается на графике.
Лесина Ю.А.
График Гантта
7

8. Время работы в реакторе периодического действия

х. р. всп.
Лесина Ю.А.
Нормы технологического режима
8

9. Расчет времени вспомогательных операций

• Время заполнения аппарата при подаче жидкости через насос
где Vж. – объем подаваемой жидкости, м3,
Vн. – производительность насоса, подающего жидкость, м3/с.
• Время опорожнения аппарата зависит от способа выгрузки
реакционной массы:
– разгрузка через трубу передавливания
всп.3
– разгрузка через сливной штуцер
900 V р. м.
2
ап .
D

Лесина Ю.А.
V
всп.2 ж.
Vн.
1,1 103 V р. м.
всп.3 0,5

2
H р. м. Dап.
где Vр.м. – объем реакционной массы в реакторе, м3;
Dап. – диаметр аппарата, м;
Нр.м. – начальная высота уровня реакционной массы в реакторе, м.
9

10. Расчет времени вспомогательных операций

4(5)
Q4(5)
F K 4(5) tср.4(5)
Лесина Ю.А.
• Время нагрева (охлаждения) при известной площади
поверхности теплообмена
(см. тепловой расчет).
10

11. Расчет длительности операций (пример)

• Рассчитываем только основное оборудование!!!
• ƬР1= Ƭподгот.+Ƭзагр.+Ƭнагрев.+Ƭхим.р-ции+Ƭвыгр. =
30+15+40+480+15=580 мин=9,7 ч
• Расчет времени нагрева (горячей водой)
• на 1 ᵒС
нагреваем за 1 минуту
• на 60-20=40 ᵒС
за Х минут
Х=40 минут!
• ƬФ5= Ƭподгот.+Ƭнагрев.+Ƭзагр.+Ƭфильтр.+Ƭвыгр.осадка =
30+40+15+60+15=160 мин=2,7 ч
• ƬР6= Ƭподгот.+Ƭзагр. (р-ра К-соли) +Ƭохл.+ ƬзагрHCl. +Ƭхим.р-ции
+Ƭвыгр. = 30+60+240+60+60+20=470 мин=7,8 ч
• ƬЦ10= Ƭподгот.+Ƭзагр.(оно же время центриф.)+Ƭпромыв.+
Ƭотжим.+Ƭвыгр.осадка = 30+20+20+10+15=95 мин=1,6 ч
Лесина Ю.А.
Расчет длительности операций
(пример)
11

12. Расчет длительности операций (пример)

Лесина Ю.А.
• Рассчитываем только основное оборудование!!!
• ƬСШ12= Ƭподгот.+Ƭзагр.+Ƭнагрев.+Ƭсушка+Ƭохл.+Ƭвыгр. =
=30+30+37+120+40+30=287 мин=4,8 ч
• Расчет времени нагрева (паром)
• на 1,5 ᵒС
нагреваем за 1 минуту
• на 75-20=55 ᵒС
за Х минут
Х=37 минут!
• Расчет времени охлаждения (холодной водой)
• на 1 ᵒС
охлаждаем за 1 минуту
• на 75-35=40 ᵒС
за Х минут
Х=40 минут!
Позиция
аппарата
Р1
лимитиру
ющая
Ф5
Р6
Ц10
СШ12
Время, ч
9,7
2,7
7,8
1,6
4,8
12

13.

Лесина Ю.А.
Временной график функционирования химико-технологической системы
периодического действия:
а – без перекрывания технологических циклов:
б – в оптимальном временном режиме;
в – с параллельно соединенными аппаратами;
г – с промежуточными емкостями
13

14.

Лесина Ю.А.
Оптимальное число реакторов составляет от 1
до 4 (не более 5-6):
• применение большего количества
малопроизводительных аппаратов приводит к
увеличению числа операций загрузки и выгрузки;
числа точек контроля и объектов наблюдения;
площади производственного помещения и т.д.;
• при установке меньшего числа
высокопроизводительных аппаратов увеличивается
время простоя оборудования;
• установка большегабаритных аппаратов приводит к
усложнению некоторых монтажных и строительных
работ, затрудняет контроль за протеканием
технологического процесса.
14

15.

• Количество операций, которое может быть
проведено в течение суток в одном аппарате:
• Количество операций, которое должно быть
проведено за сутки для обеспечения заданной
производительности:
n
Лесина Ю.А.
24
Число операций в сутки рекомендуется сохранять
постоянным на всех стадиях производства
15

16. Согласование работы оборудования по наиболее занятому аппарату

• необходимо выбрать реактор, имеющий наиболее продолжительный период
работы,
• определить для него количество операций в сутки β, и принять эту величину
постоянной для всего оборудования (и основного, и вспомогательного):
Лесина Ю.А.
Согласование работы
оборудования по наиболее
занятому аппарату
24
const
• Стадия, для которой τ = τц называется лимитирующей по времени.
• Такой вариант оптимален в том случае, если время работы реакторов
различается незначительно.
16

17. Согласование работы оборудования по наименее занятому аппарату

Лесина Ю.А.
Согласование работы
оборудования по наименее
занятому аппарату
1 n1 const; n2
; n3
,
2
3
24
24
где 3
; 2
.
3
2
17

18. График гармонизации работы оборудования с перекрытием технологических циклов (пример)

начала
Р1
ч
работы1. прост1. работы2.
прост2.
ч
работы3. прост.3 работы4.
ч
ч
ч
ч
0
9,7
0
9,7
0
9,7
Ф5
8,3
2,7
7
2,7
7
2,7
Р6
9,25
7,8
1,9
7,8
1,9
7,8
Ц10
16,22
1,6
8,1
1,6
8,1
1,6
СШ12
17,82
4,8
4,9
4,8
4,9
4,8
ч
ч
Лесина Ю.А.
Позиц
ия
18
English     Русский Правила