Phân xưởng cơ điện có nhiệm vụ sữa chữa các thiết bị máy móc trong nhà máy, đồng thời còn gia công chế tạo theo cải tiến kĩ thuật, phát huy sáng kiến mới.
Chọn kích thước: 9 x 6 x 6 (m)
6.2.10.Kho hóa chất , nhiên liệu
Là nơi chứa hóa chất dùng cho vệ sinh, dầu FO, DO,… Chọn kích thước: 6 × 3 × 6 (m)
6.2.11.Nhà nồi hơi
Chọn kích thước: 9 × 6 × 6 (m)
6.2.12.Nhà đặt máy phát điện
Diện tích nhà phụ thuộc chủ yếu vào kích thước máy phát điện Chọn kích thước: 6 × 6 × 6 (m)
6.2.13.Lạnh trung tâm(phân xưởng động lực)
Chọn kích thước: 6 × 6 × 6 (m)
6.2.14.Khu cung cấp nước và xử lí nước
Chọn kích thước: 15 × 12 × 6 (m), gồm:
Bể dự trữ nước:
Được xây dưới đất và nhô lên mặt đất 0,5 m Dung tích bể là 500 m3
Trạm bơm:
Mục đích là lấy nước từ dưới lòng đất, qua khâu kiểm tra xử lí rồi đưa vào sử dụng
Tại đây ta xây dựng bể lắng có dung tích 250m3
Khu xử lí nước: để cung cấp nước đạt yêu cầu công nghệ cho sản xuất.
Diện tích: 6 × 4 (m)
6.2.15.Tháp nước
Nước ở đây là nước thủy cục để cung cấp cho sản xuất. Chọn tháp : + Độ cao chân tháp 14 m
+ Đường kính của tháp là 4 (m) + Chiều cao tháp nước 4 (m)
6.2.16.Nhà để xe
2 cái, kích thước: 10× 4 × 4 (m)
Bảng tổng kết công trình xây dựng nhà máy
STT Tên công trình Kích thước
(m) Diện tích (m
2)
1 Phân xưởng sản xuất chính 60 × 27 ×6 1620
2 Phòng bảo vệ (2 ) 4 × 3 × 4 12(×2)
3 Khu hành chính 18 × 12 × 8 216
4 Nhà ăn 10 ×17 × 6 170
5 Khu vực kho thành phẩm 15 × 22 × 6 330
6 Kho nguyên vật liệu 15 ×15 × 6 225
7 Trạm biến áp 4 ×4 × 4 16
8 Khu xử lí nước thải 12 × 6 × 6 72
9 Phân xưởng cơ điện 9 ×6 × 6 54
10 Kho hóa chất, nhiên liệu(vật tư kĩ
thuật) 4 × 4 ×6 16
11 Nhà nồi hơi 9 ×6 × 6 54
12 Nhà phát điện dự phòng 6 × 6 × 6 36
13 lạnh trung tâm 6 × 6 × 6 36
14 Khu cung cấp nước và xử lí nươc 15 × 12 × 6 180
15 Đài nước D = 4, H = 4 12,56
16 Nhà xe(2) 10 × 4 × 4 40(×2)
17 Nhà vệ sinh, giặt là, phát áo quần – bảo
hộ lao động 16 × 6 × 4 96
6.3.Tính khu đất xây dựng nhà máy 6.3.1. Diện tích khu đất sd sd kd K F F =
Trong đó: Fkd : diện tích khu đất nhà máy. Fxd : tổng diện tích của công trình. Kxd : hệ số xây dựng.
Đối với nhà máy thực phẩm Kxd = 30 – 40 % . Chọn Kxd = 35 % . ). ( 17 , 9250 35 , 0 3237,56 m2 Fkd = = 6.3.2.Tính hệ số sử dụng Ksd kd sd sd F F K =
Trong đó: Ksd : hệ số sử dụng, nó đánh giá chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật tổng mặt bằng nhà máy.
Fsd: diện tích sử dụng nhà máy.
Fsd = Fcx + Fgt + Fhl + Fxd . Trong đó : Fcx: diện tích trồng cây xanh.
Fgt: diện tích đất giao thông . Fhl: diện tích hành lang.
Fgt = 0,26Fxd = 0,26 × 3237,56 = 841,766 (m2). Fhl = 0,2Fxd = 0,2 × 3237,56 = 647,512( m2 ). Fsd = 1391,824+ 904,686 + 695,912+ 3237,56= 6021,862 ( m2 ) . 0,65. 17 , 9250 6021,862 = = sd K
PHẦN BẢY
TÍNH ĐIỆN – HƠI – NƯỚC – LẠNH
7.1. Tính điện
Điện dùng trong nhà máy bao gồm:+ Điện chiếu sáng
+ Điện dùng cho động lực .
Yêu cầu điện dùng cho chiếu sáng:
Công suất của các động cơ tại các phân xưởng phải phù hợp với yêu cầu của thiết bị trong dây chuyền . Nếu ta chọn hệ số dự trữ công suất quá nhỏ thì dễ gây quá tải khi làm việc . Ngược lại nếu chọn quá lớn thì sẽ tiêu thụ nhiều công suất đồng thời làm giảm hệ số công suất cosϕ do chạy non tải .
Yêu cầu điện dùng cho động lực:
Ánh sáng phải phân bố đều , không có bóng tối và không làm loá mắt. Đảm bảo chất lượng của độ rọi và hiệu quả chiếu sáng đối với công trình. Đảm bảo chất lượng quang thông , màu sắc ánh sáng và độ sáng tối thiểu
7.1.1. Điện dùng cho chiếu sáng
Ta có công thức tính như sau: Ptc = p td S P ⇒ Ptd = Ptc . Sp (W) . Trong đó: + Ptd : Tổng công suất các đèn, W .
+ Ptc :Công suất chiếu sáng tiêu chuẩn trên một đơn vị diện tích, W/m2 +Sp : Diện tích của phòng, m2 .
Ta có số bóng đèn khi chưa làm tròn : o td d P P n =
Sau khi tính được số bóng đèn và làm tròn ta có được số bóng đèn dùng thực tế nc Tính công suất sử dụng thực tế theo công thức:
Pcs = nc × Po Tính toán trong bảng sau :
STT Tên công trình Diện tích, Sp(m2) Độ rọi (Lux) Ptc (W/m2 ) Ptd (W) Po (W) nc (cái) Pcs (W) 1 Phân xưởng sản xuất
chính 1620 50 11,3 18306 200 92 18400 2 Phòng thường trực – bảo vệ ( 2 cái) 12 ×2 10 3,6 86,4 40 2 80 3 Nhà xe 2 bánh , 4 bánh (2 cái) 40 ×2 10 3,6 288 40 6 240 4 Nhà vệ sinh,giặt là,phát áo quần 96 20 4 384 40 10 400 5 Nhà hành chính( 2 tầng ) 216 × 2 30 4 1728 40 43 1720 6 Nhà ăn 170 20 4 676 40 17 680 7 Kho thành phẩm 330 40 7 2310 200 12 2400
8 Kho nguyên vật liệu 225 40 7 1575 200 8 1600
9 Trạm biến áp 16 10 3,6 57,6 40 1 40
10 Khu xử lí nước thải 72 20 6 432 100 10,8 1080
11 Phân xưởng cơ điện 54 20 6 324 40 8 320
12 Kho hóa chất nhiên liệu 18 10 3,6 64,8 40 1 40
13 Nhà nồi hơi 54 30 7 378 100 3 300
14 Nhà phát diện dự phòng 3 27 7 252 100 2 200
15 Khu lạnh trung tâm 36 20 7 252 100 2 200
16 Khu cung cấp và xử lí
nước 180 10 3,6 648 100 7 700
17 Chiếu sáng các khu vực
khác 0 20 6 0 100 9 900
Công suất chiếu sáng thực tế là: 29,300 kW.
Tính phụ tải chiếu sáng: P’cs = K1 × Pc ( kW ) .
Trong đó: K1: hệ số đồng bộ giữa các đèn có giá trị từ 0,9 ÷ 1, lấy K1 =1 P’cs: tổng công suất chiếu sáng
P’cs = 1 × 29,300 = 29,300( kW ) 7.1.2. Tính công suất động lực STT Tên thiết bị Số lượng Công suất tiêu thụ, kW Tổng công suất, kW
1 Thiết bị thanh trùng và làm nguội 2 12 24 2 Thiết bị tiệt trùng và làm nguội 2 12 24
3 Máy đồng hóa 7 2,8 19,6
4 Máy rót sữa tươi 6 1,7 10,2
5 Bơm BUH40 20 5,5 110
6 động cơ cánh khuấy 40 1 40
7 Gàu tải 2 0,1 0,2
9 Vít tải 2 0,1 0,2
Tổng 228,2
Tổng công suất điện cho động lực: Pđl = 228,2 (kW) .
Phụ tải điện năng cho động lực: P’đl = Pđl × Kđl (kW) .
Với Kđl: Hệ số động lực phụ thuộc vào mức độ mang tải của các thiết bị và sự làm việc không đồng đều của các thiết bị, thường Kđl = 0,5 ÷ 0,6, chọn Kđl = 0,6
P’đl = 228,2 × 0.6 = 136,92 (kW)
Vậy công suất nhà máy nhận được từ bộ phận thứ cấp của trạm biếm áp hay máy phát điện là: Ptt = P’cs + P’đl = 29,3 + 136,92 = 166,22 (kW)
7.1.3.Tính điện năng tiêu thụ hằng năm
Tính điện năng tiêu thụ cho chiếu sáng ACS = PCS × T × K( kWh) .
Trong đó: PCS = Σ Pđèn = 29,3 kW
K: hệ số đồng bộ giữa các đèn, từ 0,9 ÷ 1; lấy K =1 T: hệ số sử dụng tối đa (h), T = K1 × K2 × K3 . K1: Thời gian thắp sáng trong một ngày: K1 = 24 h.
K2: Số ngày làm việc bình thường trong tháng, K2 = 25,73 ngày. K3: Số tháng làm việc trong một năm, K3 = 11 tháng.
T = 24 × 25,73 × 11 = 6792,72 (h)
Thay số ta có: ACS = 29,3 × 6793 × 1 = 199034,9 (kWh) .
Điện năng tiêu thụ cho động lực
Adl = Pdl × T × K( kW.h)
Trong đó:K : hệ số động lực cần dùng, chọn K = 0,6.
T: thời gian hoạt động trong năm, T = 24 × 25,73 × 11 = 6792,72 (h). ⇒ Adl = 228,2 × 0,6 × 6793 = 930097,56 (kWh).
Điện năng tiêu thụ cho toàn nhà máy trong năm
A = A’(ACS + Adl)( kWh).
A’: Điện năng tổn hao trên đường dây, lấy A’ = 3 % (ACS +Adl ) . A = 1,03 × (199034,9 + 930097,56) = 1163006.434 (kWh).
7.1.4. Chọn máy biến áp
Hệ số cosϕ đối với phần chiếu sáng có thể lấy bằng 1.
Tính công suất phản kháng Qtt2 = Ptt2 × tg ϕ1(kVA ).
Với các thiết bị động lực hệ số cosϕ = 0,6 ⇒ tgϕ = 1,333 Vậy Qtt2 = 136,92 × 1,333 = 182,514 (kVA).
Tính dung lượng bù
Nâng hệ số cos ϕ1 = 0,6 lên cosϕ2 = 0,9 ÷ 0,96. Qb = Ptt2 × (tgϕ1 – tgϕ2)(kVA ). Với cosϕ2 = 0,92 ta có tgϕ2 = 0,426. ⇒ Qb = 136,92 × (1,333 – 0,426 ) = 124,186(kVA). Xác định số tụ điện Số lượng tụ điện cần dùng: 11,3 12 10 98,935 = ≈ = = q Q n p . Vậy chọn n =12 tụ.
Sau khi chọn tụ ta thử lại và tính được cosϕ thực tế theo công thức sau : Cosϕtt = ( )2 2 tt 2 tt 2 2 tt q . n Q P P − +
Cosϕtt = 109,08 (123,587 12 10) 0,923 109,08 2 2 = − + x Chọn máy biến áp Pchọn = P kVA tt tt 181,820 923 , 0 82 , 167 cos = = ϕ
Chọn máy biến áp do hãng ABB chế tạo có các đặc tính kĩ thuật sau : + Công suất định mức: 300 kVA .
+ Điện áp sơ cấp 0,5 - 10 kV, điện áp thứ cấp 0,2 - 0,4 kV . +Kích thước:1535 × 930 × 1625(mm)
+ Số lượng máy: 1 máy.
7.1.5.Chọn máy phát điện
Đề phòng mất điện và đảm bảo điện cho sản xuất nhà máy nhất thiết phải trang bị một máy phát điện dự phòng với công suất 300kVA chạy bằng dầu D.O Số lượng : 1 máy.
7.2.Tính hơi và nhiên liệu
7.2.1. Tính chi phí hơi
Chi phí hơi sử dụng cho các thiết bị
Hầu hết các thiết bị hơi đều làm việc liên tục.
Thiết bị gia nhiệt : Năng suất sử dụng hơi 120(kg/h) (số lượng: 3cái). Thiết bị tiệt trùng và làm nguội Alpha - laval: Năng suất sử dụng hơi 120(kg/h) (số lượng: 2 cái).
Thùng nấu nước nóng: Năng suất sử dụng hơi là 48 kg/h (số lượng: 2cái). Tổng lượng hơi tiêu thụ trong các thiết bị là:
Dtb = (120 × 3) + (120 × 2) + 62 + (48 × 2) = 758(kg/h) Hơi khử trùng thiết bị: lấy 20% Dtb
Tổng lượng hơi thiết bị sử dụng
D’tb = Dtb + 0,2Dtb = 758 + 0,2 ×758 = 909,6 (kg/h)
Hơi cho sinh hoạt: 0,5 kg/h tính cho 1 người 125 × 0,5 = 62,5 kg/h
Tổng lượng hơi sư dụng cho thiết bị và sinh hoạt: Dt = 909,6 + 62,5 = 972,1 (kg/h)
Tiêu thụ hơi riêng của nồi hơi:
Lấy chi phí hơi do mất mát băng 10% tổng lượng hơi sử dụng của nhà máy.
Chi phí hơi do mất mát:
Lấy chi phí hơi do mất mát băng 8% tổng lượng hơi sử dụng của nhà máy.
Lượng hơi cần cung cấp.
D = Dt + 0,1Dt + 0,08 Dt = 1,18 × Dt = 1,18 × 972,1 =1147,078 (kg/h)
Chọn nồi hơi
Chọn nồi hơi kiểu B8/40 của Liên Xô chế tạo, với các thông số : + Năng suất hơi: 1200 -1500 (kg/h)
+ Ap suất hơi 9 at
+ Kích thước : 4200 × 3570 × 3850 (mm) + Mặt chịu nhiệt : 42 (m2)
Số lượng : Chọn 1nồi làm việc và 1 nồi dự phòng
7.2.2.Tính nhiên liệu
Dầu FO sử dụng cho lò hơi : = η− . Q ) i i ( G D h n . Trong đó :
Q : nhiệt lượng của dầu , Q = 6728,2 kcal/kg . G : năng suất hơi , G = 1147,078 kg/h .
η : hiệu suất lò hơi , η = 70 % .
ih : hàm nhiệt của hơi ở áp suất làm việc , ih = 657,3 kcal/kg . in : hàm nhiệt của nước ở áp suất làm việc , in = 152,2 kcal/kg . 123,019( / ) 7 , 0 2 , 6728 ) 2 , 152 3 , 657 ( 078 , 1147 h kg D = × − × =
Lượng dầu sử dụng trong một năm: 123,019 × 24 × 330 = 974310,48(kg /năm)
Xăng: sử dụng 1000 lít/ngày
Lượng xăng sử dụng trong 1 năm: 330000(lít/năm)
Dầu DO: dùng cho máy phát điện, sử dụng 40kg/ngày Lượng dầu DO sử dụng trong 1 năm: 13200 kg/năm.
Dầu nhờn: dùng bôi trơn các thiết bị, 50 kg/ngày Lượng dầu DO sử dụng trong 1 năm:16500 kg/năm
Trong công nghệ sản xuất sữa bắt buột phải có nhiều quá trình làm lạnh để khối chế nhiệt độ của sữa theo đúng yêu cầu công nghệ . Do đó ta phải xác định năng suất lạnh để chọn máy nén và chọn các thiết bị lạnh.
Chi phí lạnh bao gồm Q = Q1 + Q2 ( kcal/h )
Trong đó: Q1: chi phí lạnh trong quá trình công nghệ để làm lạnh, kcal/h Q2 : Chi phí lạnh do thao tác, do thiết bị toả nhiệt và các tiêu hao khác, kcal/h
Kho lạnh bảo quản sữa chua có nhiệt độ 2 – 3oC, kích thước: 36 × 24 × 6(mm)
* Tính Q1
Q1 = Q1a + Q1b Trong đó:
Q1a : chi phí lạnh để làm nguội sữa sau gia nhiệt
Q1b: chi phí lạnh để làm nguội sữa tươi sau quá trình tiệt trùng * Tính Q1a : Q1a = G.C.( t2 –t1 )
G: Lượng sữa đưa vào gia nhiệt G = 5615,454(kg/h)
C: Nhiệt dung riêng của sữa, C = 0,93(kcal/kg oC) t1: Nhiệt độ của sữa trước khi gia nhiệt, t = 80oC t2 :Nhiệt độ của sữa sau khi gia nhiệt, t2 = 2oC
Q1a =5615,454 × 0,93 × (80 – 2) = 407345,033(kcal/h ). * Tính Q1b Q1b = G× C × ( t2 –t1 )
G = 5821,702 ( kg/h )
C : Nhiệt dung riêng của sữa, C = 0,93(kcal/kg oC) t1: Nhiệt độ của sữa trước khi tiệt trùng, t1 = 137oC t2: Nhiệt độ của sữa sau khi tiệt trùng, t2 = 25oC
Q1b =5821,702 ×0,93 × (137 – 25) = 606388,480(kcal/h). Chi phí lạnh trong quá trình công nghệ để làm lạnh:
Q1 = Q1a + Q1b = 407345,033 + 606388,480 = 10113733,513(kcal/h)
7.3.1.Tính Q2
Chi phí lạnh do thao tác , do thiết bị tỏa nhiệt và các tiêu hao khác : Q2 = 0,1Q1 = 0,1 × 10113733,513 = 101373,351( kcal/h ) .
7.3.2.Tính Q
Q = Q1 + Q2 = 10113733,513 + 101373,351 = 10215106,86 (kcal/h) Q = 8783410,887(kW)( 1kcal/h = 1,163kW)
7.4.Tính nước
7.4.1.Nước dùng trong sản xuất
39976,401 + 638,401 = 40614,895 (kg/ca)= 40,615 (m3/ca) = 121,845 (m3/ngày)
7.4.2.Nước dùng cho lò hơi
250 (m3/ngày)
7.4.3.Nước dùng cho sinh hoạt.
Tính cho 40 lít/người/ngày, tính cho 60% cán bộ công nhân trong 1 ca. 40 × 125 × 0,6 = 3000 (lít/ngày)
* Nước dùng cho nhà ăn tập thể: tính 30lít/người/ngày. 30 × 125 × 0,6 = 2250 (lít/ngày)
* Nước dùng rửa xe : 1000 lít/ ngày
* Nước tưới cây xanh : 10000 lít/ ngày
* Nước cứu hoả : 12,5 lit/s tính trong 3 giờ
3600 ×3 × 12,5 = 135000 lit/h =135(m3 ) Vậy lượng nước dùng trong sinh hoạt:
Vsh = 3000 + 2250 + 1000 + 10000 + 135000 = 151250 lít/ ngày = 151,3 (m3/ngày)
7.4.4.Nước dùng vệ sinh thiết bị
Lấy trung bình : 300 m3/ngày
7.4.5.Lượng nước sinh hoạt và vệ sinh cho cả nhà máy trong 1 ngày
151,3 + 300 = 451,3 (m3/ngày)
Chi phí nước kể đến hệ số sử dụng không đều ( K = 1,5 ) 451,3 × 1,5 = 676,95 (m3/ngày) = 28,21 (m3/h) * Tính đường kính ống dẫn:
Theo công thức: D = 3,14×4a××V3600 (m) Trong đó: D: Đường kính ống dẫn nước (m)
D = 3,144××1,280×,213600= 0,1 (m)
7.4.6.Tổng chi phí nước cho nhà máy
121,845 + 250 + 676,95 = 1048,795 (m3/ngày)
7.4.7.Thoát nước
Thoát nước có hai loại:
Loại sạch:
Nước từ những nơi như các giàn ngưng tụ nước làm nguội gián tiếp ở các thiết bị trao đổi nhiệt. Để tiết kiệm nước có thể tập trung vào các bể chứa để sử dụng vào các nơi không yêu cầu có độ sạch cao.
Loại không sạch:
Bao gồm nước từ các nơi như : Nước rửa thiết bị,rửa sàn nhà, các loại nước này chứa nhiều tạp chất hữu cơ nên không sử dụng lại được và là môi trường tốt cho vi sinh vật hoạt động vì vậy loại nước này phải được xử lý trước khi thải ra môi