Расчёт, конструирование и составление теплового баланса установок для тепловой обработки строительных материалов и изделий

=8,93*14,13*(30,25-20)*1*3,6 = 4656,08  кДж

изотермическая  выдержка:

=10,86*14,13*(55,25-20)*4 *3,6 =77892,13  кДж

Для боковых граней кассеты (без тепловой изоляции):

подъём  температуры:

t_пов = (40,5+20)/2 = 30,25 ⁰C:

,Вт/(м² ºС);

изотермическая  выдержка:

t_пов=55,25 ⁰C:

,Вт/(м²ºС);

Площадь поверхности принимаем:  F = 2*( 2,61*3,14)  = 16,39 м²

= 9,65*16,39*(30,25-20)*1*3,6 = 5836,23   кДж

изотермическая  выдержка:

=11,83*16,39*(55,25-20)*4*3,6 =98420,44   кДж

Для верха кассеты:

подъём  температуры:

t_пов = (24,53+20)/2 = 22,27 ⁰C:

Вт/(м² ºС);

изотермическая  выдержка:

t_пов=24,53 ⁰C:

,Вт/(м²ºС);

Площадь поверхности принимаем:  F = 3,14*4,5  = 14,13 м²

Рассчитаем  потери теплоты через дно термоформы по периодам тепловой обработки:

подъем  температуры:

= 8,43*14,13*(22,27-20)*1*3,6 = 973,42   кДж

изотермическая  выдержка:

=9,05*14,13*(24,53-20)*4*3,6 =8341,64  кДж

Суммарные потери в окружающие среды по периодам тепловой обработки  составляют:

подъем  температуры:

, кДж

изотермическая  выдержка:

, кДж

Теплота, теряемая с конденсатом.

Теплота, теряемая с конденсатом, рассчитывается по формуле:

кДж

где G_к- количество конденсата;

i_к- энтальпия конденсата, уходящего из установки, кДж/кг.

    кДж/кг

где с_к- теплоемкость конденсата (для воды с_к=4,189), кДж/кг∙ ºС;

t_к =60 ºС - температура конденсата (на 10ºС ниже температуры изотермического прогрева).

Рассчитаем  энтальпию конденсата:

, кДж/кг

Тогда, теплота, теряемая с конденсатом равна:

кДж

С учётом теплоты гидратации бетона, после преобразования:

 

С учетом того, что получим:

На основании  выше перечисленных формул количество теплоносителя необходимого для  работы установки рассчитывается по формуле

 

i_п = i’+r∙x – энтальпия теплоносителя, поступающего в установку, кДж/кг;

i’ = 504,74 кДж/кг – энтальпия воды на линии насыщения;

r = 2202 кДж/кг – теплота фазового перехода;

x = 0,92 – степень сухости водяного пара;

i_п =504,74+2202*0,92=2530,6   кДж/кг; 

Подъём  температуры:

кг

Изотермическая  выдержка:

кг

Суммарный расход теплоносителя:

, кг.

Теплота, теряемая с конденсатом равна:

Подъём  температуры:

      кДж

Изотермическая  выдержка:

      кДж

Статьи расходов:

№п.п.	Статья расхода	І, кДж/ч	II, кДж/ч	∑	%
1	Qб	864684,3	1724190,88	2588875,2	60,58
2	Qогр	983703,7	-	983703,7	23,01
3	Qпот	13685,72	203631,47	217317,19	4,97
4	Qк	232564,9	152694,07	385258,9	11,44
				∑общ=4175154,99	100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. Определение часовых и удельных расходов теплоты и теплоносителя по периодам тепловой обработки:

Часовой расход теплоносителя для периодов подъема температуры и изотермической выдержки определяется по формулам:

, кг/ч

, кг/ч

где -  расходы теплоносителя за периоды подъема температуры и изотермической выдержки соответственно, кДж.

t^I, t^II- продолжительность каждого периода, ч.

По формулам час рассчитаем часовые расходы  пара:

_^кг/ч,

_^, кг/ч.

Удельный  расход теплоносителя на 1 м³ бетона рассчитывается по выражению:

, кг/м³

где V_б =19,2 м³ - суммарный объем бетона, одновременно загружаемого в установку, м³.

_, кг/м³

Удельный  расход теплоты на 1 м³ бетона рассчитывается  по выражению:

q_уд= _iп, кДж

q_уд = 79,8*2530,6 = 201941,88   кДж/м³

 

 

 

 

 

10. Составление схемы подачи теплоносителя, построение циклограммы работы тепловых установок, расчет тепловых нагрузок и параметров сети

Строим циклограмму работы тепловых установок линии:

- формование изделия (выгрузка, чистка, армирование, бетонирование);

 

-  подъём температуры;

 

-  изотермическая выдержка;

 

- охлаждение

   - перерыв

 

Расчёт  трубопровода производят по максимальным часовым расходам теплоносителя (пара).

Максимальный  расход теплоносителя, исходя из циклограммы, происходит в тот момент, когда 1 установка работает в режиме подъема температуры и 1 в режиме  изотермической выдержки.

Диаметр трубопроводов, отходящих от установок, рассчитывается по формуле:

,м  

где g_r =917,34 кг/ч – максимальный часовой расход установки (период подъёма температуры)

 – скорость пара в трубопроводе;

ρ = 1,498 кг/м³  - средняя плотность пара на участке, принимается по величине заданного давления пара на вводе в цех P₁=0,36 МПа и давления перед узлом регулирования P₂=0,2 МПа

, МПа.

 

Внешний диаметр трубопровода: 0,095*1000+3,5*2 = 102 мм

Принимаем трубу d=102мм,

Далее рассчитаем трубопровод на всех его участках с учетом применяемых режимов  работы тепловых установок и расходов теплоносителя.

 – одна  установка работает в режиме  подьёма температуры, а вторая  в режиме изотермической выдержки:

 

Внешний диаметр трубопровода:   0,107*1000+3,5*2 = 114 мм

Принимаем трубу d=114мм, 

 

 

 

 

 

11. Предложения по экономии энергоресурсов при эксплуатации тепловых установок

Тепловую  обработку бетонных и железобетонных изделий следует производить  с учетом закономерностей тепло- и массопереноса, параметров бетонной смеси и метода тепловлажностной обработки. 

Наиболее  эффективными способами ускорения  твердения бетона являются химические добавки – ускорители твердения  и комплексные добавки, содержащие в себе суперпластификатор и ускоритель твердения. Использование химических добавок при тепловой обработке позволяет сократить цикл производственного процесса и температуру тепловой обработки при производстве внутренних стеновых панелей.

Для сокращения производственного цикла и повышения  качества бетона можно применить  такие методы и режимы тепловой обработки  как, например, предварительный паро- и электроразогрев составляющих бетонной смеси или самой бетонной смеси с последующим кратковременным воздействием тепла.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12. Мероприятия по технике безопасности, охране труда и противопожарной технике

Охрана труда должна осуществляться в полном соответствии с «Правилами по технике безопасности и производственной санитарии на предприятиях строительной промышленности».

Следует подчеркнуть, что поступающие  на предприятия рабочие должны допускаться  к работе только после обучения их безопасным приемам работы и инструктажа  по технике безопасности. Ежеквартально  должен проводиться дополнительный инструктаж и ежегодно — повторное  обучение  технике безопасности непосредственно на рабочем месте.

На действующих предприятиях необходимо оградить движущиеся части всех механизмов и двигателей, а также электроустановки, приямки, люки, площадки и т. п.

Должны быть заземлены электродвигатели, а также разного вида электрическая  аппаратура. Необходимо предусматривать  соответствующие устройства и установки  подъемно-транспортных механизмов для  безопасного ведения ремонтных  работ.

На участке, где ведутся монтажные  работы, не производятся другие работы. Очистка, подлежащих монтажу элементов  конструкций от грязи и наледи производится до их подъема. Запрещается  подъем сборных железобетонных конструкций, не имеющих монтажных петель или  меток, обеспечивающих их правильную строповку и монтаж.

При производстве монтажных работ  для закрепления технологической  и монтажной оснастки используются оборудование и трубопроводы, а также  технологические и строительные конструкции с согласованием  с лицами, ответственными за правильную их эксплуатацию.

В процессе выполнения сборочных операций, совмещения отверстий и проверка их совпадения в монтируемых деталях  производится с использованием специального оборудования. Проверять совпадение отверстий в монтируемых деталях  пальцами рук не допускается.

При монтаже оборудования должна быть исключена возможность самопроизвольного  или случайного его включения.

Согласно действующим нормативам, в цехах, где размещаются тепловые установки, необходимо иметь: паспорт  установленной формы с протоколами  актами испытаний, осмотров и ремонтов на каждую установку; рабочие чертежи  находящегося оборудования; исполнительные схемы всех трубопроводов с нумерацией арматуры и электрооборудования; инструкция по эксплуатации и ремонту. В таких  инструкциях должно быть краткое  описание установок, порядок их пуска, условия безопасной работы, порядок  остановки, указаны меры предотвращения аварии. Кроме того, инструкции должны содержать четкие указания о порядке допуска к ремонту установок, о мерах безопасного обслуживания и противопожарных мероприятиях.

Поверхности тепловых установок должны быть теплоизолированы и иметь температуру не выше 40 ⁰С.

Площадки для обслуживания, находящиеся  выше уровня пола, оборудуют прочным  ограждением и сплошной обшивкой по нижнему контуру.

Электрооборудование тепловых установок  должно быть ограждено и заземлено. Все переносное освещение делают низковольтным.     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованных литературных источников

1. Кучеренко А.А.,  Тепловые установки заводов сборного железобетона. Проектирование и примеры расчёта. – Киев: Вища школа, 1977. – 280 с.
2. Перегудов В.В., Роговой М.И. Тепловые процессы и установки в технологии строительных изделий и деталей. – М.: Стройиздат, 1983. – 416 с.
3. Справочник по производству сборных железобетонных изделий.  – М.: Стройиздат, 1965. – 203 с.
4. Нестеров Л.В., Орлович А.И. Методические указания к курсовому проекту по дисциплине «Теплотехника и теплотехнического оборудование». - Мн.: БГПА, 2001.
5. ТКП 45-2.04-43-2006  Строительная теплотехника. Строительные нормы проектирования. - Министерство архитектуры и строительства Республики Беларусь – Мн.: 2007.
6. Махнович А.Т., Боханько Г.И. Охрана труда и противопожарная защита на предприятиях промышленности строительных материалов. – М.: Стройиздат, 1978.  – 247 с.
7. СТБ 1151 «Плиты стеновые внутренние и блоки вентиляционные бетонные и железобетонные для зданий. Общие технические условия».