Производство кирпича

 

% невязки 4,91∙100/2462,15=0,2%

Теплотехнический  расчет печи.

1. Производительность печи.

П = 40000000 ∙ 3,5 = 140000000 = 140000 (т/год)

2. Единовременная емкость  печной вагонетки.

Длина печи – 240 м, количество вагонеток – 80;

Дина вагонетки: 

(м)      

Ширина вагонетки 2,9 м.

Единовременная емкость  печной вагонетки:

G_В = 5568 ∙ 3,5 = 19488 = 19,488 (т)

3. Единовременная емкость  печи по массе.

G_П = 80 ∙ 5568 ∙ 3,5 = 1559 (т)

4. Количество обжигаемого  сырца в час.

Время обжига 26 часов.

 

G_C = G_П / Z = 768420 / 26 = 29554,61 (кг/ч)

 

5. Количество вагонеток  в час.

n= 29554,61 / 9744 = 3,03 (ваг/час)

6. Длина отдельных зон  печи.

L_ПОД1 = 36 м ( 20 – 200 ^оС)

L_ПОД2 = 42 м ( 200 – 600 ^оС)

L_ПОД3 = 24 м ( 600 – 1000 ^оС)

L_ОБЖ = 36 м (1000 ^оС)

L_ОХЛ1 = 36 м ( 1000 – 650 ^оС)

L _ОХЛ2 = 18 м ( 650 – 600 ^оС)

L _ОХЛ3 = 48 м (600 – 50 ^оС)

7. Расчет потерь в окружающую  среду через футеровку печи.

Q=3,6∙ α_СУМ ∙F∙(t_Н.- t_ВОЗ.),

где F – наружная поверхность  кладки;

α_СУМ – суммарный коэффициент теплоотдачи определяется в зависимости от t_Н.;

t_Н. – температура внешней поверхности печи на данном участке;

t_ВОЗ. – температура окружающего воздуха.

а) Участок №1.

Температуры наружных поверхностей принимаем по практическим данным.

Температура наружных стен t_Н.СТ.= 20^оС; температура свода t_Н.СВ.= 25^оС, температура пода t_Н.ПОД.= 20^оС.

Наружная поверхность  кладки:

 

F_СТ = 2∙l∙h_НАР = 2∙36 ∙ 3,075 = 221,4 м², α_СУМ = 19,10

F_ПОД = l∙b_НАР = 36∙2,9 = 104,4 м², α_СУМ = 19,10

F_СВ = l∙b_НАР = 36∙4,1 = 147,6 м², α_СУМ = 20,50

 

Потери тепла через  стенку:

Q_СТ.1 = 3,6∙221,4∙9,55∙(22-20) = 15223,46 кДж/ч

Q_СТ.1 = 3,6∙104,4∙9,55∙(22-20) = 7178,54 кДж/ч

Q_СТ.1 = 3,6∙147,6∙9,75∙(25-20) = 25903,8 кДж/ч

Потери тепла в окружающую среду на остальных участках рассчитываются аналогичным образом.

Потери тепла  в окружающую среду через кладку.

№ уч.	Стена				Под				Свод
	F, м2	tН, оС	αСУМ, Вт/м2∙оС	QКЛ, кДж/ч	F,м2	tН, оС	αСУМ, Вт/м2∙оС	QКЛ, кДж/ч	F,м2	tН, оС	αСУМ, Вт/м2∙оС	QКЛ, кДж/ч
1	221,4	22	19,1	15223,46	104,4	22	19,1	7178,54	147,6	25	19,5	25903,8
2	325,5	40	21,1	247249,8	121,8	40	21,1	92519,28	212,1	45	22	209979
3	186	50	22,5	225990	69,6	50	22,5	84564	121,2	60	24	209433,6
4	279	50	22,5	338985	104,4	50	22,5	126846	181,8	60	24	314150,7
5	279	50	22,5	338985	104,4	50	22,5	126846	181,8	60	24	314150,7
6	139,5	45	22	138105	52,2	45	22	51678	90,9	55	23,5	134577,46
7	333,6	40	21,1	126701,28	139,2	40	21,1	105736,32	219,6	45	22	217404

 
 

Тепловой баланс зон подогрева и обжига 

 

Приход тепла.

1. Химическое тепло топлива.

 

(кДж/ч). Физическое тепло  топлива. 

(кДж/ч)

 

3. Физическое тепло воздуха.

 
 

(кДж/ч)

 

4. Физическое тепло сырца.

 

(кДж/ч) 

(кДж/кг∙^оС)

 

С_С=0,837+0,000264∙t=0,837+0,000264∙20=0,842 (кДж/кг∙^оС)

5. Физическое тепло с  вагонеткой.

 

Q₅=1,54∙m_ВАГ∙С∙t_ВАГ=1,54∙14175∙ 0,845∙30=553377,83 (кДж/ч)

m_ВАГ=а∙b∙h=3∙3∙0,875∙1800=14175 (кг)

 

С=0,837+0,000264∙t_ВАГ=0,837+0,000264∙30=0,845 (кДж/кг∙^оС)

Общий приход тепла.

∑Q_ПРИХ=34757,98В+31,33В+499,11В+308250,93+553377,83 =

=35288,42В+861628,76 (кДж/ч)

Расход тепла.

1. Тепло, затраченное на  испарение влаги.

 

Q₁=G_ВЛ∙(2500+1,97t_П.Г.-4,2∙t_C)=943,22∙(2500+1,97∙300-4,2∙20)=

=2836262,54 (кДж/ч) 

(кг/ч)

 

2. Тепло, затраченное на  нагрев материала до 1000^оС.

 

Q₂=G_C∙C_К∙t_К=13833,91∙ 1,101∙1000=15231134,91(кДж/ч) 

(кДж/ч)

 

С_КК=0,837+0,000264∙1000=1,101 (кДж/кг∙^оС)

3. Тепло, затраченное на  химические реакции при нагреве  материала.

 

Q₃=4,19∙G_C∙(5,5∙%Аl₂О₃+6,7∙%СаО)=4,19∙13833,91∙(5,5∙18,54+6,7∙1,24)=

=6392163,13 (кДж/ч)

 

4. Тепло, затраченное на  нагрев печных вагонеток.

 

Q4=1,11∙m_ВАГ∙С∙t_ВАГ=1,54∙14175∙0,976∙525=11185435,8 (кДж/ч)

^оС

 

С=0,837+0,000264∙525=0,976 (кДж/кг∙^оС)

5. Потери тепла с уходящими  продуктами горения.

 

Q₅=V_П.Г.∙i_П.Г.=38,69В∙472,5=18281,03В (кДж/ч)

V_П.Г.=В∙[V₀+(α-1)∙L₀]=В∙[20,23+(3-1)∙9,23]=38,69В(м³/ч)

i_П.Г=С_П.Г.∙t_П.Г.=1,575∙300=472,5 (кДж/м³)

С_П.Г.=1,35+0,00075∙300=1,575 (кДж/кг∙^оС)

6. Потери тепла в окружающую  среду.

Q₆=949011,44 (кДж/ч)

Общие потери тепла:

∑Q_РАСХ = 2836262,54 + 15231134,91+ 6392163,13 +11185435,8 +

+ 18281,03В + 949011,44 =36594007,82 + 18281,03В  (кДж/ч)

Приравниваем сумму приходных  статей к сумме расходных и  определяем расход топлива B:

35288,42В+861628,76 =36594007,82 + 18281,03В

17007,39В=35732379,06

В=2100,99 (м³/ч)

 

(кг/кг)

 

Таблица 3.

Тепловой баланс зон подогрева  и обжига.

№	Наименование статей	кДж/ч	%
	Приход тепла
1	Химическое тепло топлива	73026168,4	98,21
2	Физическое тепло топлива	65824,02	0,09
3	Физическое тепло воздуха	1048625,12	0,56
4	Физическое тепло сырца	308250,93	0,41
5	Физическое тепло с  вагонеткой	553377,83	0,73
	Итого:	75002246,3	100
	Расход тепла
1	Тепло, затраченное на испарение  влаги	2836262,54	3,75
2	Тепло, затраченное на нагрев материала до 1000оС	15231134,91	20,12
3	Тепло, затраченное на химические реакции при нагреве материала	6392163,13	8,45
4	Тепло, затраченное на нагрев печных вагонеток	11185435,8	14,78
5	Потери тепла с уходящими  продуктами горения	38408261,22	51,65
6	Потери тепла в окружающую среду	949011,44	1,25
	Невязка	-22,74
	Итого:	75002246,3	100

Тепловой баланс зоны охлаждения 

 

Приход тепла.

1. Физическое тепло, вносимое  изделиями в зону охлаждения.

Q₁=15231134,91 (кДж/ч)

2. Физическое тепло, вносимое  печными вагонетками в зону  охлаждения.

Q₂=11185435,8 (кДж/ч)

3. Физическое тепло воздуха,  подаваемого на охлаждение изделий.

 

Q₃=Q_В.Г.+Q_В.С.,

 

где Q_В.Г – количество тепла, вносимого воздухом, отбираемым затем на горение топлива, кДж/ч;

Q_В.С. - количество тепла, вносимого воздухом, отбираемым затем на сушку, кДж/ч.

Q_В.Г.=0,6∙В∙L₀∙α∙C_ВОЗД.∙t_ВОЗД.=0,6∙2138,65∙9,23∙2,05∙1,2978∙20=

=630208,55 (кДж/ч)

 

Q_В.С.=Х∙ C_ВОЗД.∙t_ВОЗД.=Х∙1,29787∙20=25,96Х (кДж/ч)

 

где Х – количество воздуха, отбираемого на сушку.

Q₃=630208,55+25,96Х (кДж/ч)

Общий приход тепла.

∑Q_ПРИХ=15231134,91 +11185435,8 +630208,55+25,96Х=

=27046779,26+25,96Х (кДж/ч)

Расход тепла.

1. Потери тепла с выгружаемыми  изделиями.

 

Q₁=G∙C_ИЗД∙t_ИЗД=13833,91∙0,85∙50=587941,18 (кДж/ч)

С_ИЗД=0,837+0,000264∙50=0,85 (кДж/кг∙^оС)

2. Потери тепла с печными  вагонетками.

 

Q₂=1,11∙m_ВАГ∙С_ВАГ∙t_ВАГ=1,54∙14175∙0,849∙45=833996,05 (кДж/ч)

 

C_ВАГ=0,837+0,000264∙45=0,849 (кДж/кг∙^оС)

3. Тепло воздуха, отводимого  на сушку.

 

Q₃=Х∙С_ВОЗД∙t_ВОЗД∙=Х∙1,3577∙605=821,41Х (кДж/ч)

 

4. Потери тепла в окружающую  среду.

Q₄=840442,37 (кДж/ч)

Общие потери тепла.

∑Q_РАСХ=587941,18 +833996,05 +821,41Х +840442,37=821,41Х +2262379,6 (кДж/ч)

Приравниваем приход тепла  к расходу и определяем количество воздуха, подаваемого на сушку.

 

∑Q_ПРИХ=∑Q_РАСХ

 

27046779,26+25,96Х=821,41Х +2262379,60

Х=31157,71 (нм³/ч)

 

Тепловой баланс зоны охлаждения.

№	Наименование статей	кДж/ч	%
	Приход тепла
1	Физическое тепло, вносимое изделиями в зону охлаждения	15231134,91	54,68
2	Физическое тепло, вносимое печными вагонетками в зону охлаждения.	11185435,8	40,16
3	Физическое тепло воздуха, подаваемого на охлаждение изделий	1439062,70	5,16
	Итого:	27855633,41	100
	Расход тепла
1	Потери тепла с выгружаемыми изделиями	587941,18	2,11
2	Потери тепла с печными  вагонетками	833996,05	2,99
3	Тепло воздуха, отводимого на сушку	25593254,57	91,88
4	Потери тепла в окружающую среду	840442,37	3,02
	Невязка	-0,76
	Итого:	27855633,41	100

 

% невязки=0,76∙100/27855633,41=0,000003%.

Сводный тепловой баланс туннельной печи

 

Сводный тепловой баланс туннельной печи.

№	Наименование статей	кДж/ч	%
	Приход тепла
1	Химическое тепло топлива	73026168,4	96,38
2	Физическое тепло топлива	65824,02	0,09
3	Физическое тепло воздуха	1048625,12	0,55
4	Физическое тепло сырца	308250,93	0,39
5	Физическое тепло с  вагонеткой	553377,83	0,72
6	Физическое тепло воздуха, подаваемого на охлаждение изделий	1439062,70	1,87
	Итого:	76441309	100
	Расход тепла
1	Тепло, затраченное на испарение  влаги	2836262,54	3,68
2	Потери тепла с выгружаемыми изделиями	587941,18	0,76
3	Потери тепла с печными  вагонетками	833996,05	1,08
4	Тепло воздуха, отводимого на сушку	25593254,57	33,18
5	Тепло, затраченное на химические реакции при нагреве материала	6392163,13	8,29
6	Потери тепла с уходящими  продуктами горения	38408261,22	50,69
7	Потери тепла  в окружающую среду	1789453,81	2,32
	Невязка	-23,5
	Итого:	76441309	100

 

% невязки=23,5∙100/76441309=0,00003%

Коэффициент полезного  действия печи

 

Вывод

 

Приведенные технико-экономические  показатели подтверждают экономическую  целесообразность строительства завода по производству керамического кирпича  в Московской области. Реализация проекта  позволит удовлетворить потребность  в кирпиче строительные организации, и частных потребителей осуществляющих строительство и реконструкцию  объектов промышленного, общественного  назначения, жилого фонда и населения.

К достоинствам этого метода, можно отнести следующее. Не требуется  затрат на энергоносители для сушки  и ввода в глину добавок  для улучшения сушильных свойств  кирпича. Соответственно, технологическое  оборудование более простое и  потребляет значительно меньше электроэнергии, чем на заводе пластического формования. Одновременно снижаются затраты  на строительство завода, так как  оборудование для полусухого прессования  стоит дешевле, размеры здания значительно  меньше, отсутствует отделение для  сушки кирпича, которое обычно занимает довольно большую площадь. При новом  строительстве завод полусухого формования занимает в 1,5-2 раза меньшую  площадь, чем аналогичный пластического, и его строительство обходится  в 2~2,5 раза дешевле. Себестоимость кирпича, отформованного по полусухой технологии, на 25-30% ниже себестоимости кирпича пластического формования.

При переработке глин в  сыром виде схема подготовки сырья  несколько проще и экономичнее, поскольку нужно меньше оборудования, следовательно меньше энергоёмкость. Всё оборудование более надёжно  и просто в обслуживании.

Благодаря системе автоматического  регулирования печи сокращается  количество брака после обжига. Технологические  линии производства максимально  автоматизированы. Всё это подтверждает обоснованность строительства завода.

Список используемой литературы:

 

1. Трудовой кодекс Российской  Федерации.

2. Основы законодательства  Российской Федерации об охране  труда.

3. Полубояринов Д.Н., Попильский Р.Я. Химическая технология керамики и огнеупоров – М.: Стройиздат, 1972 – 547 с.

4. Канаев В.К. Новая технология строительной керамики – М.: Стройиздат, 1990 – 264 с.

5. Бахталовский И.В., Барыбин В.П., Гаврилов Н.С. Механическое оборудование керамических заводов – М.: Машиностроение, 1982 – 432 с.

6. Августиник А.И. Керамика – Л., Стройиздат, 1975 – 592 с.

7. Мороз И.И. Технология  строительной керамики - Киев: Высшая  школа, 1980 – 384 с.

8. Под ред. Рохваргера Е.Л. Справочник «Строительная керамика» - М.: Стройиздат, 1976 – 491 с.

9. Левченко П.В. Расчеты  печей и сушил силикатной промышленности - М.: Высшая школа, 1968 – 367 с.

10. Щукин А.А. Промышленные  печи и газовое хозяйство заводов» - М.: Энергия, 1973 – 300 с.

11. Михайлов К.В. Энциклопедия  «Стройиндустрия и промышленность  строительных материалов» - М.: Стройиздат, 1996 - 169 с.

12. Нечаев Г.К. Автоматика  и автоматизация производственных  процессов - М.: Высшая школа, 1985 –  279 с.

13. Мясковский И.Г. Тепловой контроль и автоматизация тепловых процессов - М.: Стройиздат, 1990 – 255 с.

14. Орлов Г.Г. Охрана  труда в строительстве - М.: Высшая  школа, 1984 – 343с.

15. Филиппов Б.И. Охрана  труда при эксплуатации строительных  машин – М.: Высшая школа, 1977 –  320 с.

16. Ильенкова С.Д., Бандурин А.В., Горбовцов Г.Я. и др. Производственный менеджмент – М.: ООО «Издательство ЮНИТИ-ДАНА», 2000 – 583 с.

17. Астанский Л.Ю., Ильин С.И., Люсов А.Н., Поспелова Л.Ф. Экономика, организация и планирование производства строительных материалов - М.: Стройиздат, 1988 – 479 с.

18. Казас М.М. Экономика промышленности строительных материалов и конструкций - М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2004 – 320с.

19. ГОСТ 6187-2001 Плитки керамические  для полов. Технические условия.

20. Буткевич Г.Р., Ковалев С.А. Состояние и перспективы развития промышленности строительные материалов – Ж.: Строительные материалы, № 3 – 2006.