thiết kế nhà máy sản xuất gạch đỏ

ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾTĐề tài 9: thiết kế nhà máy sản xuất gạch đỏ năng suất 25 triệu viờn/năm Phần mở đầu phần I: lựa chọn địa điểm xây dựng I.1.. Thuyết minh xây dựng các công trình phần III

ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT

Đề tài 9: thiết kế nhà máy sản xuất gạch đỏ năng suất 25 triệu viờn/năm

Phần mở đầu

phần I: lựa chọn địa điểm xây dựng

I.1 Địa điểm xây dựng nhà máy

I.2 Vị trí địa lí

I.3 Điều kiện khí hậu

I.4 Điều kiện dân cư

I.5 Hệ thống giao thông

I.6 Điều kiện địa chất công trình

I.7 Hệ thống cung cấp điện

I.8 Hệ thống cung cấp nước sạch

I.9 Hệ thống xử lí nước thải

I.10 Hệ thống cung cấp thông tin liên lạc

I.11 Định hướng phát triển

phần II: Xây dựng

II.1 Địa điểm xây dựng nhà máy

II.2 Thuyết minh mặt bằng nhà máy

II.3 Các chỉ tiêu đánh giá mặt bằng

II.4 Thuyết minh xây dựng các công trình

phần III: Tính toán kĩ thuật

III.1 Lựa chọn và phân bố tỉ lệ mặt hàng, yêu cầu kĩ thuật

III.2 Lựa chọn phương pháp sản xuất, dây chuyền sản xuất

III.3 Thuyết minh dây chuyền sản xuất

III.4 Giới thiệu nguyên liệu dùng cho sản xuất

III.5 Tính toán phối liệu

III.6 Cân bằng vật chất

III.7 Tính toán lò sấy

III.7.1 thiết kế xe goòng và hầm sấy

III.7.1.1 thiết kế xe goòngIII.7.1.2 Thiết kế hầm sấyIII.7.2 tính toán nhiệt sấy

III.7.3 Quá trình sấy lí thuyết

III.7.3.1 Thông số khúi lũ trước khi vào hầm sấyIII.7.3.2 Thông số khúi lũ sau buồng đốt

III.7.3.3 Thông số TNS ra khỏi phòng sấy

III.7.4 Tổn thất nhiệt của hầm sấy

III.7.5 Quá trình sấy thực

III.8 Tính toán lò nung

III.8.1 Tính toán quá trình cháy

III.8.1.1 Tính toán nhiệt trị của nhiên liệu III.8.1.2 Tính lượng nhiên liệu cần cho quá trình cháy III.8.1.3 Lượng không khí lí thuyết cần cho quá trình cháy

III.8.1.4 Lượng không khí thực tế cần cho quá trình cháy III.8.2 Tính cân bằng vật chất trong lò tuynen

III.8.2.1 Sức chứa lò tuynen III.8.2.2 Năng xuất ngày đêm của lò nung III.8.2.3 Kích thước lò

III.8.3 Tính cân bằng nhiệt cho zụn đốt nóng và zụn nung

III.8.3.1 Các khoản nhiệt thu III.8.3.2 Các khoản nhiệt chi III.8.3.3 bảng cân bằng nhiệt III.8.4 Tính cân bằng nhiệt cho zụn làm lạnh nhanh

III.8.4.1 Các khoản nhiệt thu III.8.4.2 Các khoản nhiệt chi III.8.4.3 Bảng cân bằng nhiệt III.8.5 Lựa chọn tính toán các thiết bị phụ

III.8.5.1 Thiết bị đẩy xe goòng III.8.5.2 Cửa cấp than

III.8.5.3 Lựa chọn và tính toán quạt cho lò nung III.8.6 Tính toán, lựa chọn thiết bị cho dây chuyền sản xuất

III.8.6.1 Thiết bị gia công nguyên liệu III.8.6.2 Thiết bị tạo hình

III.8.6.3 Thiết bị cho hầm sấy III.8.6.4 Thiết bị cho lò nung phần IV: tính toán điện nước

IV.1 tính toán cấp thoát nước

IV.1.1 Nước sản xuất IV.1.2 Nước sinh hoạt IV.1.3 Xử lí nước thải IV.2 Tính toán điện

IV.2.1 Tính toán điện thắp sáng IV.2.2 Tính toán điện chạy máy phần V: an toàn lao động và vệ sinh môi trường

phần VI: kinh tế tổ chức

VI.1 Ý nghĩa, nhiệm vụ của tính toán kinh tế

VI.2 Nội dung tính toán kinh tế

VI.2.1 Xác định chế độ hoạt động của nhà máy VI.2.2 Tính toán chi phí cho nguyên , nhiên liệu VI.2.3 Tính toán vốn đầu tư xây dựng

VI.2.4 Vốn đầu tư cho máy móc VI.2.5 Tính vốn đầu tư cho xây dựng phần VII: kết luận

Tài liệu tham khảo

Phần I: lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy

I.1 địa điểm lựa chọn

Địa điểm đặt nhà máy là phường Sơn Lộc – thị xã Sơn Tây, tỉnh Hà Tây

Mặt khác, tỉnh Hà tây bao bọc thành phố Hà Nội từ phía tây xuống phía nam, liền kề với vùng tam giác kinh tế trọng điểm(Hà Nội, Hải Phòng, Quảng Ninh) Do vây, tỉnh có mạng lưới giao thông, viễn thông, cung cấp nước, năng lượng rất phát triển so với các tỉnh khác

I.3 Điều kiện khí hậu:

- Nhiệt độ trung bình hàng năm là: 23,50C

- Nhiệt độ cao nhất hàng năm là: 380C

- Nhiệt độ thấp nhất hàng năm là: 90C

- Độ ẩm trung bình là: 70 – 85 %

- Lượng mưa trung bình hàng năm là: 1900mm

- Tổng số giờ nắng trong năm là: 1399h

I.4 Điều kiện dân cư:

Dân số hiện nay của tỉnh Hà tây là khoảng 2,4 triệu người Trong đó

- Dân số hai thị xã là 139.000 người

- Dân số nông thôn là 2,2 triệu người

Mật độ dân số là 1091 người/km2

Tỉ lệ tăng dân số tự nhiên : 1,39%

Lực lượng lao động là: 1.422.000 người

Trong đó lực lượng lao động có trình độ cao đẳng, đại học là rất lớn

Như vậy nguồn nhân lực cho nhà máy là rất dồi dào

I.5 Hệ thống giao thông:

Từ thị xã Sơn tây dọc theo quốc lộ 5 ta đi khoảng hơn 200 km ta sẽ đến cảng quốc tế Hải phòng Theo đường quốc lộ 32 và cao tốc nam thăng long chỉ khoảng 60km là ta đến được sân bay quốc tế Nội Bài Ngoài ra , từ thị xã Sơn tây theo đường cao tốc Láng Hòa Lạc chỉ khoảng 40 km là ta đến được Hà Nội Thị xã Sơn tây cũng chỉ cách khu đô thị mới Xuân Mai khoảng 25 km.Mặt khác thị xã Sơn tõy cú cảng sông Hồng nên việc vận chuyển theo đường thủy đi các tỉnh cũng thuận lợi Trong địa bàn tỉnh hà tõy cũn có hệ thống sông Đà nối Hà tây với các tỉnh phía bắc Hệ thống đường sắt trong tỉnh Hà tây cũng chỉ cách thị xã Sơn tây không xa, nú cú nhiệm vụ nối tỉnh hà tây với các tỉnh khác

I.6 Điều kiện địa chất công trình:

Toàn bộ mặt bằng để xây dựng nhà máy tương đối phẳng, độ dốc khoảng 7%,

độ cao trung bình từ 20-25m, cường độ chịu nén của đất đạt 2,5-3kg/cm2 điều này phù hợp cho việc xử lí nền móng và mặt bằng tạo điều kiện thuận lợi cho việc xây dựng nhà máy và hệ thống giao thông

I.7 Hệ thống cung cấp điện:

Hệ thống cung cấp điện của nhà máy do mạng điện từ nhà máy thủy điện Hòa Bình cung cấp Mặt khác trạm phân phối điện lưới quốc gia đặt tại tỉnh Hà tõy nờn việc cung cấp điện cho nhà máy là rất ổn định và đảm bảo

Bên cạnh đó nhà máy cũng có thể xây dựng trạm biến áp riêng với công suất phù hợp để đảm bảo cung cấp điện ổn định cho nhà máy

I.8 Hệ thốn cung cấp nước:

Theo số liệu khảo sát mới nhất khẳng định nguồn nước ngầm tại tỉnh Hà tây

là rất lớn do có địa hình chạy dọc theo sông hồng Nguồn nước này được xác định là có thể phục vụ lâu dài cho ngành công nghiệp Vì vậy nước sạch cung cấp cho nhà máy ta có thể dùng nước giếng khoan Mặt khác, hiện nay đang

có dự án

phần III: Tính toán kĩ thuật

III.1 Lựa chọn và phân bố tỉ lệ mặt hàng, yêu cầu kĩ thuật

Từ xưa đến nay, gạch đỏ là một mặt hàng không thể thiếu trong các công trình xây dựng từ lớn đến nhỏ, từ đơn giản đến phức tạp Tất cả các loại gạch đều có màu đặc trưng đỏ thẫm hay hồng tươi nhưng chủng loại gạch thì rất đa dạng và phong phỳ.Trờn thị trường vật liệu xây dựng hiện nay tồn tại các loại gạch như: gạch đặc, gạch rỗng gồm: gạch 2 lỗ, gạch 3 lỗ, 8 lỗ…, gạch nem, gạch lá dừa, gạch thẻ…

Cũng như các loại gạch xây dựng khác , ngoài những yêu cầu tính chất

kỹ thuật chung, gạch đỏ có những yêu cầu tính chất kỹ thuật riêng

Ta xét 2 loại gạch nói chung là gạch đặc và gạch rỗng:

III.2 Lựa chọn phương pháp sản xuất, dây chuyền sản xuất

Phương pháp sản xuất gạch đỏ mà nhà máy sử dụng là phương pháp tạo hình dẻo Theo lí thuyết thì người ta có thể sản xuất gạch đỏ theo 2 phương pháp: tạo hình dẻo và ộp bỏn khụ Theo phương pháp ộp bỏn khụ thỡ sản phẩm đầu ra có nhiều phế phẩm do hiện tượng quỏ nộn Mặt khác, dây chuyền để sản xuất gạch đỏ theo phương pháp này rất phức tạp, phải thờm cỏc khõu như: sấy đất sột,nghiến , sàng… rồi mới trộn, cỏc khõu này thì theo phương pháp dẻo là không có Hơn nữa thiết bị để sấy đất sét là máy sấy thùng quay có cơ chế hoạt động phức tạp, yêu cầu cao Do đó , em lựa chọn phương pháp dẻo là hợp lí hơn cả

Sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất gạch đỏ

Định lượng

Phụ gia (than)

Máy nạp liệu xíchMáy cán thô

Máy nghiền thanĐịnh lượng

Máy đùn ép lentôCắt viên

Máy nhào hai trụcKho đất sét

III.3.Thuyết minh dây chuyền sản xuất gạch đỏ

Nguyên liệu dùng để sản xuất gạch đỏ là đất sét Hà tây, loại đất này được lấy

ở chân đồi gần ruộng Sau khi được khai thác đất được chở về kho bằng xe ô

tô Đất sét trước khi đưa vào sản xuất phải được sơ chế qua phong hóa, đảo trộn ngâm ủ, tưới nước giữ ẩm Dưới tác dụng của nắng , mưa, nhiệt độ và độ

ẩm độ dẻo của đất sẽ tăng lên Sau khi đất sét có độ dẻo đạt yêu cầu, đất sẽ được ủi vào máy nạp liệu xích Tại máy nạp liệu xích, đất sẽ được đánh tơi làm tăng độ đồng nhất cho đất Sau đó đất được rơi đến cuối máy, qua cửa điều tiết và rơi xuống băng tải cao su Từ băng tải cao su đất sét được đưa đến máy cán thô 2 trục, tại đây đất sét bị phá vỡ kết cấu dưới tác dụng của chuyển động ép, miết do tác động của hai trục cán khác nhau làm tăng độ mịn, độ dẻo, độ đồng nhất của đất Sau đó đất rơi xuống băng tải cao su phía dưới Cũng tại thời điểm này, than được nghiền mịn tới kích thước d= <1mm được cân định lượng và được công nhân xúc đổ lên băng tải cao su đã có đất sét Nhà máy áp dụng pha 90-95 % lượng than tiêu hao vào đất sét để sản xuất gạch mộc Một lượng nhỏ BaCO3 nghiền mịn cũng được trộn lẫn với than và đất sét Sau đó băng tải sẽ đưa hỗn hợp của đất sột,than, BaCO3 đến máy nhào hai trục Máy nhào hai trục là nơi pha than và pha thêm nước quyết định thành phần phối liệu cuối cùng cho sản phẩm Phối liệu ra khỏi máy nhào hai trục có độ ẩm tạo hình 20%, có thành phần hạt phù hợp với sản phẩm yêu cầu.Sau đó phối liệu rơi xuống băng tải đưa tới máy nhào đùn liên hợp cú hỳt chân không Khi ra khỏi miệng đùn, phôi gạch được cắt thành viên gạch mộc theo yêu cầu sản xuất Sau đó, gạch mộc được xếp lên xe kéo và được đưa vào nhà phơi đảo để thực hiện quá trình sấy tự nhiên Tại đây sản phẩm khô

tự nhiên dưới tác động của ánh nắng chiếu qua mỏi kớnh của nhà phơi đảo Sau thời gian 3-4 ngày tùy loại sản phẩm, gạch mộc sẽ có độ ẩm khoảng 12% Khi đó gạch mộc được xếp lên xe goòng để thực hiện tiếp quá trình sấy cưỡng bửctong hầm sấy tuynen Thời gian sấy cưỡng bức là 12h, tác nhân sấy

là khí nóng đưa từ lò nung sang, nhiệt độ vào của tác nhân sấy là 1500C, nhiệt

độ ra là 440C Khi ra khỏi hầm sấy gạch mộc có độ ẩm W= 3% được đưa luôn vào lò nung tuynen, nhiệt nung cao nhất là 10000C, thời gian nung là 28h Sau khi ra nung gạch được đưa đi kiểm tra và phân loại

III.5 Tính toán phối liệu

Nguyên liệu dùng là đất sét HàTõy cú thành phần hóa học như sau:

+ phân tử gam của khoáng anbit : Na2O.Al2O3.6SiO2 là 524

khoáng octoclaz: K2O.Al2O3.6SiO2 là 556

+phân tử gam của Na2O là 62

phân tử gam của K2o là 94,2

- lượng khoáng octoclaz có trong 100 phần khối lượng đất sét là:

6 , 493

2 , 94

556

* 1 , 1

* 102

* 102

* 360

tổng hàm lượng SiO2 là : 4,204+ 3,425= 7,629 F.K.LCăn cứ vào lượng Al2O3 còn lại để tính lượng khoỏng caolinớt trong đất sét

Lượng Al2O3 còn lại : 20,24 - 2,161 = 18,079 F.K.L

Khoỏng caolinớt : Al2O3 .2SiO2.2H2O khối lượng phân tử là 258

Lượng khoỏng caolinớt trong đất sét là :

45 , 729

102

258

* 079 , 18

* 120

III.6.1 Tính lượng than và lượng đất sét :

Ta có: cứ 90 kg than thì ứng với 1000 viên gạch 2 lỗ

Khối lượng của 1000viên gạch 2 lỗ là : 1000x1,6= 1600 kgsp

, 12

T x

, 7

T x

, 2

T x

, 2

T x

x x

Vậy tổng lượng tro thu được khi sản xuất 25 triệu viên gạch là:

270 + 253,125 + 70,875 + 104,625 = 698,625 (T)

Tổng khối lượng sản phẩm ứng với 25 triệu viên gạch là :

( 12,5x1,6 + 7,5x2,5 + 2,5x2,1 + 2,5x3,1).106 = 51,75.103 (T)

Vậy khối lượng đất sét cần ứng với 25 triệu viên gạch khô là:

51,75.103 – 698,625= 51051,375(T)

Từ hàm lượng tro ta suy ra lượng than trộn để sản xuất ra 25 triệu viên gạch

mà chưa kể đến lượng hao hụt ở các công đoạn là:

Cứ 100 kg than ta thu được 24 kg tro

Vậy X kg than thì ta thu được 698,625 kg tro

Cỏc khâu sản xuất có hồi lưu tỉ lệ hồi lưu% tỉ lệ phế phẩm%

100 375 ,

−

3 100

100 441 ,

100 441 , 60060

=

−

12 100

100 112 , 60667

100 112 ,

−

20 100

100 117 ,

100 117 ,

−

20 100

100 384 , 65163

=

−

x

Nhào

trộn Pl

1 100

100 384 ,

−

20 100

100 6 ,

100 6 ,

−

18 100

100 362 ,

100 362 ,

−

18 100

100 567 ,

Tỉ lệ hồi lưu %

Khối lượng nguyên liệu khô tuyệt đối hồi lưu (T/năm)

Vc trước

sấy CB

100 100

90 1 112 ,

90 5 117 ,

100 100

90 2 384 , 65163

=

x x

Nhào trộn

phối liệu

100 100

90 1 6 , 65821

=

x x

Gia công

thô NL

100 100

90 5 , 0 362 , 66152

=

x x

Xử lí sơ bộ

nguyên liệu

100 100

90 1 567 , 66820

=

x x

100 9375 , 2910

=

−

1 100

100 354 ,

−

5 100

100 1165 ,

−

2 100

100 8069 ,

100 4356 ,

−

Vậy lượng than ban đầu cần trộn vào đất sét là: 3415,5915(T/năm)

III.7 Tính toán lò sấy

Thông số để tính toán sấy:

Năng suất của nhà máy là: 25 triệu viờn/năm

thời gian sấy là 12h

tác nhân sấy là khí thải đưa từ lò nung sang có: t0

vào=1500C

t0

ra = 440CIII.7.1 thiết kế xe goòng và hầm sấy

III.7.1.1 thiết kế xe goòng:

Nhà máy thiết kế xe goong của hầm sấy và của lò nung là như nhau

Chọn mật độ xếp sản phẩm trên xe goòng là g=0,65T/m3 trong bảng N2 hướng dẫn thiết kế chọn g=0,8-0,9T/m3 nhưng đấy là cho gạch đặc, còn sản phẩm mà máy chọn sản xuất lại chủ yếu là gạch rỗng nên phải chọn mật độ giảm xuống

- Trên mỗi xe goòng ta xếp đồng thời 4 loại gạch với tỉ lệ như nhau:

1 , 3 1 , 0 1 , 2 1 , 0 3 , 0 5 , 2 5 , 0

6

,

1

viên kg x

x x

+ + +

+ +

(30x1290)/100 = 387viờn/xe ⇒ ta lấy tròn là 388 viờn/xe

1000 980

G1= 68939,9(T/năm)

= 8207 , 131

24 350

1000 9 ,

x

x

(kg/h)+ khối lượng ẩm bay hơi trong 1h là:

100 100 07 ,

−

x x

(kg)Khối lượng trung bình của một viên gạch trước khi vào sấy:

M= 2 , 646

12 100

100 329 ,

−

x

(kg)Mỗi xe goong chứa số lượng gạch ướt là:

Gg= 1290 x 2,646 = 3413,340(kg/xe)

-Số xe goong trong một chu kì sấy T = 12h là:

340 , 3413

12 131 , 8207

G

xT

G

- Khối lượng gạch ướt thực tế trên một xe goong là:

12

29 340 , 3413

100 225 ,

−

3 100

100 147 ,

100 147 ,

−

12 100

100 906 ,

III.7.1.2 Thiết kế hầm sấy:

-Chiều dài hầm sấy:

δ1 là chiều dày gạch chịu lửa, δ1=220 mm

δ2 là chiều dày lớp vữa, δ2 = 30 mm

⇒B = 1700 + 2(220 + 30 ) = 2200(mm)

- Chiều cao phủ bì của hầm: H = Hh + δ3 +δ4

δ3 là chiều dày lớp bê tông chịu lửa, δ3 = 70 mm

δ4 là chiều dày lớp xỉ cách nhiệt, δ3 = 75 mm

⇒ H = 2000 + 70 + 75 =2145 (mm)

III.7.2 Tính toán nhiệt sấy:

III.7.2.1 Tính nhiệt sinh của nhiên liệu:

Chọn than cám Núi Hồng có thành phần hóa như sau:

- Công thức tính nhiệt trị cao của Menđờleep:

Qc = 8100Cl + 30000Hl – 2600(O – S) (kcal/kg) (II-trang 53)

⇒ Qc= 5645,8 (kcal/kg)

- Nhiệt trị thấp của nhiên liệu là:

Qt = Qc – 600(9H + W) = 5645,8 – 600(9x 1,2 + 6) x 10-2 =5437 (kcal/kg) (II-trang 53)

III.7.2.2 Thông số của không khí nơi đặt hầm sấy: A(t0,ϕ0,d0,I0)

Trong đó chọn t0 = 23,50C

ϕ0 = 80 %

d0 là lượng chứa ẩm trong không khí (kgẩm/kgkk)

I0 là entanpy của không khí ẩm (kj/kgkk) hoặc (kcal/kg)

- trước tiên ta xác định phần áp suất bão hòa của không khí theo công thức dạng Phylụtrenkụ (TL2):

Pb = exp( + −5 , 093=

59 , 233

5 , 23

+

x

) = 0,029 (bar)Trong đó Pb là áp suất hơi bão hòa (bar)

T là nhiệt độ của không khí nơi đặt nhà máy 0C

P là áp suất tổng, chọn P= 745 mmHg, P= 745/750 bar

-Lượng chứa ẩm của không khí:

III.7.2.4 Lượng không khí khô thực tế cần cho quá trình cháy là:

Chọn αbđ = 1,2 là hệ số khụng hkớ thừa của buồng đốt

Lt = αbđ x L0 = 1,2x 7,992 = 9,5904 (kgkk/kgnl)

III.7.2.5 Tính hệ số không khí trộn buồng đốt

t t C i i d L

T C A W H i

W H T

C

Q

pk ao a

pk a

nl nl bđ

c

)) (

) (

.(

))

9 ( 1 ( ).

9 (

0 0

+ +

−

− +

− +

α

trong đó:

ηbđ =0,75 : hiệu suất buồng đốt

Cnl ,Cpk : là nhiệt dung riêng của của nhiên liệu và của khúi khụ

Ở đây ta chọn Cnl = 1,3 kj / kg0C =0,31 kcal/kg0C (bảng I-144 –TL3)

Cpk = 1,004 kj/kg0C = 0,2398 kcal/kg0C

tnl : là nhiệt độ của nhiên liệu , tnl = t0 = 23,50C

t : nhiệt độ của tác nhân khi vào phòng sấy , chọn t = 1500C

ia,iao : là entanpy của hơi nước chứa trong khói sau buồng hòa trộn và trong

không khí ngoài trời Công thức xác định :

i = 2500 + 1,842.t kj/kg (II- trang 57)

d0 =0,015kgẩm /kgkk

L0 : lượng không khí khô lý thuyết , L0 = 7,992 kgkk/kg nl

+ Entanpy của hơi nước chứa trong khói sau buồng hòa trộn :

5 , 23 150 ( 238 , 0 ) 454 , 607 107 , 663 (

015 , 0 992 , 7

150 238 , 0 10 ).

24 6 2 , 1 9 ( 1 107 , 663 10 ).

6 2 , 1 9 ( 5 , 23 31 , 0 75 ,

−

〈

〉 +

+

−

〈

− +

− +

α

⇒ lấy α = 17 (II- trang 57)

III.7.3.Quỏ trình sấy lý thuyết

III.7.3.1 Xác định các thông số của khúi lũ trước khi vào hầm sấy

B1( t1,ϕ1,d1,I1)

L

I L t

C Q

Lk là khối lượng khúi khụ sau buồng hòa trộn hay trước khi vào sấy

743 , 61 992 , 7 17 5 , 23 31 , 0 75 , 0 1868

)

9 ( 1

.

)

9

(

0

0 0

W H A L

d L W

206 , 2 ) 06 , 0 012 , 0 9 ( 024 , 0 1 992

6 2

−

−

〈 +

+ +

(kgẩm/kgkk)-áp suất bão hòa của khúi lũ trước khi vào hầm sấy là:

Pb = exp( 5 , 093

59 , 233

17

1

1 − +t

t

150 59 , 233

150

734 , 4

750 / 745 0161 , 0 )

621 , 0

P d

L

I L t

= 10,182 (kgkk/kgnl)

182 , 10

743 , 61 992 , 7 2 , 1 5 , 23 31 , 0 1868 , 4 75 , 0 8 , 5645

= +

W H A L

d L W

+

+ α

α

(II- trang59)

) 06 , 0 012 , 0 9 024 , 0 1 ( 992 , 7 2 , 1

015 , 0 992 , 7 2 , 1 ) 06 , 0 012 , 0 9

−

−

− +

+ +

(kgẩm/kgkk)

- nhiệt độ của khói sau buồng đốt là:

t1’= 1,004' 25001,842. .' '

1

1 1

d

d I

, 0 842 , 1 004 , 1

0306 , 0 2500 949

, 1799

⇒ ta lấy tròn nhiệt độ của khúi lũ là 16260C

III.7.3.3 thông số của tác nhân sấy đi ra khỏi hầm sấy:C(ϕ2 , t2, I2,d2)

Do ta đang tính quá trình sấy lí thuyết nên sẽ không có mất mát nhiệt ở hầm sấy, vì vậy entanpy của tác nhân sấy ra khỏi hầm sấy là không đổi

I2 = I1 = 191,449 ( kj/kgkk)

Chọn nhiệt độ đi ra khỏi hầm sấy của tác nhân sấy là t2 = 440C

44 842 , 1 2500

44 004 , 1 449 , 191

842 , 1 2500

004 , 1

−

t

t I

(kgẩm/kgkk)

P2 = exp( 5 , 093

44 59 , 233

44

) 057 , 0 621 , 0 (

750 0908 , 0

745 057 , 0 )

621 , 0 (

.

2 2

+

= +d P

P d

⇒ϕ2 = 91,97 % <100% thỏa mãn điều kiện

Với độ ẩm tương đối ϕ2 = 92% thỏa mãn điều kiên để vừa tiết kiệm nhiệt lượng do TNS mang đi vừa đảm bảo không xẩy ra hiện tượng đọng sương

mà chúng ta đặt ra trên đây là ϕ2 = (90 ± 5)% (II – trang 196)

- Xác định lượng ẩm mà vật liệu sấy đã thải vào khói sau quá trình sấy lí thuyết:

gBC = d2 – d1 = 0,057 – 0,0161 = 0,0409 (kgẩm/kgkk)

III.7.4 Tính tổn thất nhiệt của nhiệt hầm sấy:

III.7.4.1.Tổn thất nhiệt do gạch mang ra:

Nhiệt độ ra khỏi hầm sấy của gạch là: tv2 = 750C

Nhiệt độ vào hầm sấy của gạch đỏ là: tv1 = 23,50C

Nhiệt dung riêng của gạch đỏ Cvk = 0,92 kj/kg0C (bảng I144-TL3)

Nhiệt dung riêng của gạch vào hầm sấy là:

629 ,

Cấu tạo xe goongf gồm 3 lớp:

Nhiệt độ vào của cả 3 lớp là như nhau va bằng tvào= 23,50C

+ Lớp 1 là samốt A: có chiều dày là δ1= 0,3 (m)

nhiệt độ ra khỏi hầm sấy của lớp gạch này là tv21= 750C

+ Lớp 2 là samốt nhẹ có chiều dày là δ2 = 0,15 (m)

nhiệt độ ra khỏi hầm sấy của lớp gạch này là tv22= 550C

+ lớp 3 là thép CT3 có δ3 = 0,1 (m)

nhiệt độ của thép ra khỏi hầm sấy là tv23= 350C

Tra bảng I-144-Tl3 ta có nhiệt dung riêng của vật liệu xây xe goongf là:

. 1 1 21

=

= Τ

x x x

t C G

. 2 2 22

=

= Τ

x x x t

C G

(kj/h)Vậy tổng lượng nhiệt mà xe goong mang ra ngoài là:

Qx = Q1 + Q2 + Q3 = 420281,127(kj/h)

198 , 840

127 ,

III.7.4.3.1 Tổn thất qua tường:

Tổng diên tích truyền nhiệt qua tường là:

F= 2xLxh= 2x 57000 x 1400 = 159,6(m2)

1+t = + =

CChọn t1=Ttb = 970C

22 , 0 7156 , 0

1 97 ) (

1

3 1 1

03 , 0 7156 , 0

1 089 , 42 ) (

1

3 1 2

Vậy nhiệt độ mà ta chọn cho các lớp tường là thỏa mãn

133 ,

075 , 0 79 , 0

07 , 0 8

Kiểm tra lại nhiệt độ đã chọn: (I – trang309)

t2’ = t1 - ( 97 25 ) 84 , 588

79 , 0

07 , 0 514 , 0

1 97 ) (

1

4 1 1

075 , 0 514 , 0

1 588 , 84 ) (

1

4 1 1

4 , 125 )

R

F

(kcal/h)Nhiệt tiêu hao riêng là:

198 , 840

758 ,

Hai đầu hầm sấy có cửa làm bằng thép dày δ = 50mm, hệ số dẫn nhiệt của thép là λ = 0,5 W/mK

Hệ số truyền nhiệt qua cửa là:

8

1 5 , 0

05 , 0 1

1 1

1

+ +

= + +

α λ

510 ,

Qn = (ttb - tkk).αng.F (I – trang312)

Trong đó:

ttb là nhiệt độ trung bình mặt dưới nền goong, chọn là 350C

tkk là nhiệt độ không khí dưới nền goong, chọn là 23,50C

αng là hệ số cấp nhiệt mặt ngoài ứng với ttb⇒αng=7,49

512 ,

như vậy tổng tổn thất nhiệt truyền qua kết cấu bao che ra môi trường là:

III.7.5 Tính toán quá trình sấy thực:

Tính toán các thông số của điểm biểu diễn TNS ra khỏi hầm sấy của quá trình sấy thực

- lượng chứa ẩm d2 theo công thức 7.32 ta có:

346 , 1012 44

842 , 1 2500

) 44 150 ( 032 , 1 015

, 0 ) ).(

842 , 1 004 , 1 (

2

2 1

+ +

− +

=

∆

−

− +

i

t t d

044 , 0 750 745 )

621 ,

x d

P

d P

1 '

1

1 2

I I L W

lí thuyết (điểm C) có t2= 440C và ϕ2= 72,38% ta có vC = 0,987(m3/kgkk)

Do đó:

VB = L0.vB =30114,376 x 1,22 = 36739,538(m3/h)

Để thiết lập bảng cân bằng nhiệt ta tính:

- nhiệt lượng tiêu hao q0:

Đ4.Tính toán các thiết bị phụ trợ cho hệ thống sấy

I>Tớnh toán quạt quạt cấp khí

I.1 Các thông số kỹ thuật để tính toán quạt

a> Lưu lượng quạt cần cấp : VB= 36739,538 (m3/h)

Nhiệt độ khí vào Lò t1 = 150 ,ứng với ρt = 0,82 ( III - 15 ) b> Các tổn thất áp suất

Áp suất quạt tạo ra cần thắng các trở lực áp suất sau ;

- Kớch thước cỏc đường ống như sau :

Chọn vận tốc khí đi trong hệ thống đường ồng :w = 6m/s +.Kích thước ống cấp khí vào Lò xác định theo công thức : Đường kính ống

w n

V

3600

785 , 0 6 20

538 , 36739

785 , 0

V

3600 785 , 0 6 2

538 , 36739

785 , 0

I.2 Tính toán quạt

a> Tính toán các trở lực mà quạt cần khắc phục

Trở lực do ma sát : h=

d

L w

2

ρ 2

µ n Trong đó : n_số ống

µ_hệ số ma sát , với ống kim loại không gỉ

35 2 33 , 0

8 , 0 20 ( 2

6 82 , 0 025 ,

k3_ Trở lực cục bộ do sự phân dòng từ quạt vào hai ố.2 Chọn k = 1,5 (QTTB – 52)

k4_Trở lực do ống khủyu tại vị trí quạt cấp khí vào hai ống số 2 , Ống số 2 là ống nhẵn góc khủyu α =900

b> Công suất động cơ điện

Công thức :

c q

t đc

h V N

η

η 1000 3600

.

Trong đó : Vt_lưu lượng khí ,Vt=36739,538 (m3/h)≈ 37000(m3/h)

ηq_hệ số tác dụng hữu ích của quạt,

ηc_hệ số truyền trục , ηc= 0,95

h_áp suất toàn bộ mà quạt phải thành lập, N/m2

+ Căn cứ vào lưu lượng của quạt và trở lực thực tế chọn quạt

ly tâm trung áp (II – 49)

5200 = (v/phỳt)

+ Công suất trục động cơ :

c q

t đc

p V N

η

η 1000 3600

1200 37000

+ Công suất động cơ thực tế cần dùng có kể đến hệ số dự trữ k = 1,2

N = k.Ndc=1,2.23,604 = 28,325(kw)

II>Tớnh toán quạt quạt hút khí thải

II 1 Các thông số kỹ thuật để tính toán quạt

a> Lưu lượng quạt cần hút: Vc=29722,889(m3/h)≈30000(m3/h) Nhiệt độ khí thải t =440C ,ρt = 1,013 kg/m3 (III– 15)

b> Các tổn thất áp suất

Áp suất quạt tạo ra cần thắng các trở lực áp suất sau ;

- Trở lực trên đường ống hút : hh

- Trở lực trên đường ống đầy : hđ

c> Cách bố trí các đường ống hút và vị trí đặt quạt :

- Cách bố trí như hình vẽ

- Kớch thước các đường ống như sau :

Chọn vận tốc khí đi trong hệ thống đường ồng :w = 10m/s +.Kích thước ống hút khí ra Lò xác định theo công thức : Đường kính ống

w n

V

3600

785 , 0 6 10

889 , 29722

785 , 0

V

3600 785 , 0 10 1

889 , 29722

785 , 0

+ Ống dẫn khí thải ra ngoài môi trường

Ký hiệu ống : ố.5 , số ống : n = 1 ống Đường kính ống

w n

V

3600 785 , 0 10 1

889 , 29722

785 , 0

II.2 Tính toán quạt

a> Tính toán các trở lực mà quạt cần khắc phục

2

.µ ρ

⇒ 2 ) 53 , 665 / 2

02 , 1

7 10 42 , 0

8 , 1 6 ( 2

10 013 , 1 025 ,

k2_hệ số trở lực cục bộ do chạc ba ,do các ống dẫn khí số5

đổ về ống 4 ,do 0 , 412

02 , 1

42 , 0

4

5 4

5 4

5 = = = =

D

D V

V F F

⇒ k2 = 0,975 (III – 390)

( F,V,D là diện tích ,lưu lượng,đường kính trong các ống )

k3_ hệ số trở lực do đột thu , do khí từ Lò đổ vào các ống hút cửa vào là cửa cạnh vỏt nờn k3 = 0,56 ( QTTB – 50) ⇒ k = 6.2k1 + 6k2 +6k3 = 6.2.0,32 + 6.0,975 + 6.0,56 =13,05 ⇒ 661

2

10 013 , 1 05 , 13

2

.µ ρ

= Thay số

2 ) 12 , 256 / 2

02 , 1

10 ( 2

10 025 ,

Chọn k =1 (III – 50) Thay số vào công thức trên

50 , 65

2

10 013 , 1 1

Công thức :

c q

t đc

h V N

η

η 1000 3600

.

Trong đó : Vt_lưu lượng khí ,Vt=30000 (m3/h)

ηq_hệ số tác dụng hữu ích của quạt,

ηc_hệ số truyền trục , ηc= 0,95

h_áp suất toàn bộ mà quạt phải thành lập, N/m2

+ Căn cứ vào lưu lượng của quạt và trở lực thực tế chọn quạt

ly tâm áp suất thấp (II – 49)

N08 , số vòng quay của quạt n= 825

8

6600 = (v/phỳt)

+ Công suất trục động cơ :

c q

t đc

h V N

η

η 1000 3600

1400 30000

+ Công suất động cơ thực tế cần dùng có kể đến hệ số dự trữ k = 1,2

N = k.Ndc=1,2.22,742 = 27,290 (kw)

***********************

III.8 Tính toán lò nung

III.8.1 Tính toán quá trình cháy:

III.8.1.1 nhiệt trị của nhiên liệu:

Nhiên liệu là than cám núi Hồng có thành phần đã biết

Nhiệt trị của nhiên liệu là: QH = 5645,8 (kcal/kg)

III.8.1.2 Tính lượng nhiên liệu cần cho quá trình cháy:

Chất kg kmol Phản ứng cháy KmolO2 KmolC02 KmolH20 KmolN2

, 0

4 , 22 817 , 5 100

1 21

, 0

4 , 22

02

=

x x kmol

(m3/kg)III.8.1.4 Lượng không khí thực tế cần cho quá trình cháy:

III.8.1.4.1 Đối với zụn nung:

4 , 22

02

=

x kmolC

(m3/kg)

100

4 , 22 933 , 0 0 100

4 , 22 0

4 , 22

= 1,227 + 0,388 + 5,887 + 0,261 = 7,763 (m3/kg)

thành phần phần trăm của cỏc khớ là:

% C02 = 15 , 80

763 , 7

100 227

,

% H20 = 4 , 998

763 , 7

100 388

,

% N2 = 75 , 834

763 ,

7

100 887

,

% 02 = 100 – (15,8 +4,998 +75,834)= 3,368 %

III.8.1.4.2 Đối với khúi lũ:

Chọn hệ số không khí dư là αKT = 2,5 (có thể có không khí lọt vào)

Lượng không khí khô thực tế là:

4 , 22

02

=

x kmolC

(m3/kg)

100

4 , 22 933 , 0 0

100

4 , 22 0

4 , 22

100 227

,

% H20 = 3 , 626

021 , 16

100 581

,

021 , 16

100 259

,

% 02 = 100 – (7,658 + 3,626 + 76,518)= 12,198 %

III.8.2 Tính cân bằng vật chất lò nung:

III.8.2.1 Sức chứa của lò:

Gc = L G x(100xLx100m)

n

n

− (T/lũ) (Tl1)Trong đó:

+ Gn là năng suất của lò

Theo bảng cân bằng vật chất ta có: Gn = 62233,141(T/năm)(trang 25)

+ L là thời gian lưu sản phẩm trong lò, chọn L = 28h

+ Ln là thời gian làm việc của lò trong 1 năm, chọn Ln = 350.24h

+ m là tỉ lệ phế phẩm , vì ta đó tớnh theo cân bằng vật chất nên trong công thưc trên ta không kể đến phế phẩm nữa

⇒ Gc = 207 , 444

24 350

28 141 ,

x

x

(T/lũ)Trong thực tế sản xuất thì năng suất mỗi lò chỉ khoảng 10- 15 triệu viờn/năm

Mà theo đầu bài ra ta phải thiết kế nhà máy năng suất 25 triệu viờn/năm Như vậy trong nhà máy phải thiết kế 2 lò nung hoạt động song song với năng suất như nhau và bằng một nửa năng suất cần thiết kế

Như vậy dưới đây em chỉ tính toán cho một lò nung

Năng suất lò nung là:

- kích thước xe goong theo phần sấy vì ta chọn sấy xong cho vào nung luụn nờn dựng luụn xe goong của phần sấy

722 ,

- chiều dài lò:

35 , 1 60 , 1

572 ,

=

x F

V c

(m)

- số xe goong trong lò : N = 38 , 882

90 , 1

876 ,

năng suất thực của lò là Gc = 105,3(T/lũ)

sức chứa của một xe goong là: Gg = 2 , 7

39

3 , 105

28

24 350 1290