IV. Tính điện
4. Tính điện năng tiêu thụ hàng năm
a. Điện năng thắp sáng hàng năm
Acs = ∑Pcs × Tcs × Kcs (KWh)
Kcs = 0,9 Hệ số thắp sáng đồng thời ∑Pcs: Tổng công suất chiếu sáng (KW) Tcs: Thời gian chiếu sáng trong năm (h)
Một năm làm việc 12 tháng, mỗi tháng làm việc 25 ngày, mỗi ngày thắp sáng 14 giờ thì: Tcs = 12 × 25 × 14 = 4200(h)
b. Điện năng tiêu thụ cho sản xuất hàng năm
Asx = ∑Psx × Tsx × Ksx (KWh) Ksx = 0,6 Hệ số làm việc đồng thời
∑Psx: Tổng công suất điện tiêu thụ cho sản xuất (KW) Tsx: Thời gian sản xuất trong năm (h)
Một năm làm việc 12 tháng, mỗi tháng làm việc 25 ngày, mỗi ngày làm việc cả 3 ca là 24h thì: Tsx = 12 × 25 × 24 = 7200(h)
Asx = ∑Psx × Tsx × Ksx = 340,7 × 7200 × 0,6 = 1471824(KWh)
c. Điện năng tiêu thụ cả năm
A = Acs Asx
η +
(KWh)
Coi tổn thất điện năng trên mạng hạ áp là 5% thì η = 0,95 A = Acs Asx
η +
Phần VI: Tính toán và thiết kế về xây dựng của nhà máy
A. Phân tích và lựa chọn địa điểm xây dựng
Căn cứ vào mục đích thiết kế nhà máy bia năng suất 25 triệu lít/năm em lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy nằm trong khu công nghiệp Quang Minh thuộc tỉnh Vĩnh Phúc. Chọn khu đất xây dựng nhà máy là khu đất hình vuông, có kích thước 160m × 160m, diện tích 2,56ha.
Khu công nghiệp Quang Minh là khu công nghiệp tập trung có diện tích rộng tổng diện tích lên tới 850 ha. Khu công nghiệp này mới được qui hoạch xây dựng, giai đoạn đầu 345 ha, giai đoạn 2 tăng thêm 402 ha và giai đoạn 3 sẽ tăng thêm 100 ha. Tỉnh Vĩnh Phúc đang kêu gọi đầu tư cho khu công nghiệp vào các dự án: sản xuất phụ tùng cơ khí, điện tử, điện lạnh, trang thiết bị nội thất, sản xuất chế biến lương thực thực phẩm… và tại đây đã có một số nhà máy sản xuất và chế biến thực phẩm được xây dựng trong đó đã có một số nhà máy đi vào hoạt động. Do đó việc xây dựng nhà máy bia ở đây là phù hợp với qui hoạch cụm kinh tế công nghiệp đã được các cấp có thẩm quyền phê duyệt.
Về mặt giao thông đây là nơi giao nhau giữa đường cao tốc Bắc Thăng Long – Nội Bài và tuyến đường sắt Hà Nội – Lào Cai. Khu công nghiệp nằm ngay cạnh đường cao tốc Bắc Thăng Long – Nội Bài, cách sân bay Nội Bài 5 km và cách trung tâm thành phố Hà Nội 20 km. Trong khu công có ga đường sắt tuyến Hà Nội – Lào Cai. Bên cạnh đó còn có các tuyến giao thông quan trọng như quốc lộ 18, quốc lộ 2. Theo quốc lộ 18 thì khu công nghiệp này cách cảng Hải Phòng và cảng Cái Lân (Quảng Ninh) khoảng 150 km. Như vậy vị trí đặt nhà máy sẽ rất thuận lợi về mặt giao thông.
Sự thuận lợi về mặt giao thông cũng sẽ đảm bảo thông suốt cho sự vận chuyển nguyên liệu, nhiên liệu từ các nguồn cung cấp cho hoạt động sản xuất của nhà máy. Nguồn điện năng của nhà máy sử dụng lấy từ mạng lưới điện quốc gia cung cấp cho cả khu công nghiệp đảm bảo ổn định. Với nền địa chất và mạch nước ngầm ổn định nhà máy có thể sử dụng nguồn nước từ hệ thống giếng khoan và xử lý để đạt yêu cầu công nghệ.
Trong khu công nghiệp này và các khu công nghiệp gần đó như khu công nghiệp Bắc Thăng Long, khu công nghiệp Nội Bài đã có một số công ty nhà máy trong lĩnh vực xây lắp và vật liệu xây dựng hoạt động nên nhà máy mới
xây dựng sẽ rất thuận lợi trong việc lựa chọn nhà cung cấp vật liệu cũng như thực hiện vận chuyển lắp đặt nhà xưởng, máy móc thiết bị.
Các khu dân cư xung quanh, hay rộng hơn là các tỉnh thành lân cận, đặc biệt là khoảng cách không xa tới trung tâm thành phố Hà Nội cùng với sự thuận lợi về mặt giao thông sẽ đảm bảo thị trường phân phối, tiêu thụ cho sản phẩm của nhà máy. Điều này cũng sẽ đảm bảo nguồn nhân công kể cả những lao động có tay nghề hay những chuyên gia có trình độ cao cho công tác giám sát vận hành khi nhà máy đi vào hoạt động.
Như vậy địa điểm lựa chọn đã thỏa mãn các yêu câu chung đối với một nhà máy công nghiệp.
Đối với yêu cầu về kỹ thuật xây dựng: Khu vực này là giáp ranh giữa tỉnh Vĩnh Phúc và thành phố Hà Nội, nằm ở vị trí trung tâm của Đồng bằng sông Hồng có khí hậu nhiệt đới gió mùa điển hình, phân hóa theo mùa rõ rệt, ít chịu ảnh hưởng của gió bão. Hướng gió chủ đạo ở đây là gió Đông Nam đem hơi nước từ biển vào nên nhà thiết kế quay mặt chính ra hướng Đông Nam. Nơi đây có địa hình tương đối bằng phẳng, cao ráo, nền đất tự nhiên là đất sét pha cát, có cường độ chịu lực 2,0 kg/cm2, điều kiện thủy văn và nền địa chất ổn định không thuộc miền đứt gãy hay chịu tác động của núi lửa, khu vực này cũng không có các mỏ khoáng sản hay mỏ khí thiên nhiên. Những điều này đã đảm bảo yêu cầu về kỹ thuật xây dựng của nhà máy.
Đối với yêu cầu về môi trường vệ sinh công nghiệp: Nhà máy đặt trong khu vực qui hoạch của khu công nghiệp nên đã được cách ly tránh gây tác động trực tiếp đến khu dân cư, các công trình công cộng hay các di tích lịch sử và danh lam thắng cảnh trong diện được bảo tồn. Tuy nhiên để bảo vệ môi trường sinh thái và phát triển bền vững nước thải trong quá trình sản xuất của nhà máy không được thải trực tiếp ra môi trường xung quanh. Yêu cầu này có thể được thỏa mãn với thiết kế cho nhà máy một trạm xử lý nước thải, và nước thải của nhà máy sau khi qua xử lý để giảm mức độ ô nhiễm, đạt tiêu chuẩn của nước thải loại B mới được đổ vào hệ thống thoát nước thải chung của khu công nghiệp.
B. Thiết kế tổng mặt bằng nhà máy
Căn cứ vào sơ đồ dây chuyền công nghệ em xây dựng sơ đồ công nghệ khối tổng thể nhà máy Kho nguyên liệu Nghiền nguyên liệu Nấu Lên men Bộ phận cấp men Chiết chai, chiết bock Lọc và tàng trữ bia Kho tàng trữ sản phẩm Hệ thống lạnh Khu xử lý nước thải Lò hơi Bộ phận thu hồi CO2 Trạm điện Trạm xử lý nước cấp
Chai, bock tái sử dụng Nhập nguyên liệu Xuất sản phẩm Phụ phẩm Than
I. Tính toán các hạng mục công trình
1. Khu vực sản xuấta. Nhà sản xuất chính a. Nhà sản xuất chính
Các thiết bị chính trong nhà sản xuất chính:
TT Tên thiết bị Kích thước Số lượng
1 Nồi hồ hóa D = 2,4m; H = 4,08m 1
2 Nồi đường hóa D = 3,6m; H = 4,26m 1
3 Thùng lọc đáy bằng D = 3,8m; H = 4,29m 1
4 Nồi nấu hoa D = 4,0m; H = 4,32m 1
5 Thùng trung gian D = 3,8m; H = 4,29m 1
6 Thùng lắng xoáy D = 3,41m; H = 4,26m 1
7 Thiết bị lạnh nhanh 2,0m × 0,7m × 1,6m 1
8 Thùng nước nấu D = 4,0m; H = 6,28m 2
9 Thùng CIP nấu D = 1,41m; H = 2,88m 3
10 Máy nghiền malt ướt 1,0m × 0,8m × 3,2m 1
11 Máy nghiền gạo 1,8m × 1,6m × 1,65m 1
12 Gầu tải R = 0,5m; H = 2 – 4m 4
13 Thùng nhân men cấp I D = 1,8m; H = 4,1m 1 14 Thùng nhân men cấp II D = 2,4m; H = 5,4m 1
15 Thùng men sữa D = 1,8m; H = 4,57m 1
16 Thùng hoạt hóa men D = 1,2m; H = 2,54m 1
17 Thùng CIP lạnh D = 2,21m; H = 4,24m 3
18 Tank tàng trữ D = 3,2m; H = 5,6m 4
19 Thùng nước đá D = 3,8m; H = 5,96m 1
Trong nhà sản xuất chính các thiết bị được sắp xếp theo dây chuyền sản xuất. Dựa theo kích thước các thiết bị và yêu cầu thao tác vận hành chọn kích thước nhà sản xuất chính:
Chiều dài: 36(m) Chiều rộng: 24(m) Chiều cao: 7,2(m)
Diện tích: S = 24 × 36 = 864(m2)
b. Khu tank lên men
Tổng số có 24 tank lên men, đường kính mỗi tank D = 4,6m.
Các tank lên men được đặt ngoài trời trên các giàn đỡ bằng bê tông cốt thép. Kích thước khu tank lên men:
Chiều dài: 36(m) Chiều rộng: 24(m)
Diện tích: S = 24 × 36 = 864(m2)
c. Nhà hoàn thiện sản phẩm
Ở nhà hoàn thiện sản phẩm bố trí dây chuyền chiết chai và chiết bock, nên cần nhiều diện tích cho lắp đặt dây chuyền và thao tác vận hành. Bố trí dây chuyền chiết chai thành một vòng khép kín, còn các thiết bị rửa bock và chiết bock đặt ở một góc của nhà hoàn thiện. Vị trí của các máy rửa chai, rửa két, rửa bock gần với bãi vỏ chai; đầu ra của sản phẩm nằm ở phía gần với kho thành phẩm để thuận tiện trong việc nhập và xuất hàng.
Thiết kế nhà một tầng, một nhịp, kết cấu khung thép, tường xây bằng gạch, mái lợp tôn có lớp cách nhiệt và phản quang.
Kích thước của nhà hoàn thiện: Chiều dài: 36(m)
Chiều rộng: 30(m) Chiều cao: 5,4(m)
Diện tích: S = 30 × 36 = 1080(m2)
2. Kho tàng
a. Kho chứa nguyên liệu
Nhà máy cần dự trữ nguyên liệu cho 1 tháng sản xuất tức là khoảng 25 ngày. Nguyên liệu được đặt trên các kệ kê và được vận chuyển bằng xe đẩy.
Tính diện tích kho chứa:
Lượng nguyên liệu cần sử dụng trong một ngày là: 16,62 tấn malt và 4,16 tấn gạo. Nguyên liệu mua về được đóng bao 50kg. Dung trọng của malt vào khoảng 530 – 560 g/l, tức một bao 50 kg malt có thể tích vào khoảng: 92 lít. Dung trọng của gạo vào khoảng 660 – 700 g/l, tức một bao 50 kg gạo có thể tích vào khoảng 74 lít. Diện tích chiếm chỗ trung bình của mỗi bao (cả gạo và malt) vào khoảng 0,3m2, chiều dày trung bình của mỗi lớp bao vào khoảng 30 cm.
Nguyên liệu trong kho dùng cho cả tháng là: Malt: 25 × 16620/50 = 8310(bao)
Sau khi nhập kho nguyên liệu được xếp theo từng chồng khoảng 15 lớp. Số bao mỗi lớp là: (8310 + 2080)/15 = 693(bao). Diện tích vùng chứa nguyên liệu vào khoảng: 693 × 0,3 = 208(m2).
Khoảng cách giữa các chồng bao và diện tích thao tác chiếm khoảng 70% diện tích kho, diện tích kho cần đạt khoảng: 208/0,7 = 297(m2)
Chiều cao kho cần đạt 4,7m.
Thiết kế nhà một tầng, một nhịp, kết cấu khung thép, tường xây bằng gạch, mái lợp tôn. Kích thước nhà: Chiều dài: 24(m) Chiều rộng: 15(m) Chiều cao: 5,4(m) Diện tích: S = 15 × 24 = 360(m2) b. Kho chứa thành phẩm
Do bia thành phẩm được xuất kho đưa ra thị trường ngay nên trong kho chỉ chứa số lượng bock của 1 ngày sản xuất và số lượng két của 2 ngày sản xuất. Số bock sử dụng là: 2000 bock 50l/ngày
Tổng số bock chứa trong kho là 2000 bock. Trong kho bock xếp thành 3 lớp, mỗi lớp 667 bock, chia thành 20 hàng, mỗi hàng khoảng 34 bock. Mỗi bock loại 50 lít có đường kính 600mm. Nên diện tích khu vực xếp bock vào khoảng: 20 × 0,6(m) × 34 × 0,6(m) = 245(m2)
Số chai sử dụng là: 222223 chai 450ml/ngày Chai được xếp vào két, mỗi két 20 chai. Kích thước két: 0,4m × 0,3m × 0,25m. Tổng số két sử dụng là: 11112 két/ngày.
Kho chứa lượng két trong 2 ngày, tổng số két chứa trong kho là: 22224 két. Két được xếp chồng khoảng 15 lớp. Mỗi lớp 1482 két, chia 30 hàng, mỗi hàng 50két.
Diện tích khu vực xếp két vào khoảng: 30 × 0,4(m) × 50 × 0,3(m) = 180(m2) Tổng diện tích khu vực xếp két và xếp bock là: 245 + 180 = 425(m2)
Diện tích thao tác bằng 70% diện tích kho, tổng diện tích kho cần đạt khoảng: 425/0,7 = 607(m2)
Thiết kế nhà một tầng, một nhịp, kết cấu khung thép, tường xây bằng gạch, mái lợp tôn. Kích thước nhà: Chiều dài: 42(m) Chiều rộng: 15(m) Chiều cao: 5,4(m) Diện tích: S = 15 × 42 = 630(m2)
3. Các phân xưởng phụ trợ sản xuất
Các nhà phụ đều có thể sử dụng kết cấu khung zamil steel để giảm tải trọng nền móng cũng như đảm bảo tính cơ động.
a. Trạm biến áp
Kích thước: dài 12m, rộng 6m. Diện tích: S = 6 × 12 = 72(m2)
b. Xưởng cơ điện
Kích thước: dài 18m, rộng 12m. Diện tích: S = 12 × 18 = 216(m2)
c. Nhà đặt hệ thống lạnh, hệ thống thu hồi CO2 và cấp khí nén
Kích thước: dài 18m, rộng 12m. Diện tích: S = 12 × 18 = 216(m2)
d. Phân xưởng hơi
Phân xưởng hơi bao gồm nhà đặt lò hơi và bãi than. * Nhà nấu hơi: Kích thước: dài 12m, rộng 9m. Diện tích: S = 9 × 12 = 108(m2) * Bãi than: Kích thước: dài 9m, rộng 9m. Diện tích: S = 9 × 9 = 81(m2) e. Khu xử lý nước cấp
Bao gồm trạm bơm với các bể lọc, cột lọc bể chứa nước sạch và tháp lọc nước để phục vụ cho toàn nhà máy.
Kích thước: dài 18m, rộng 12m. Diện tích: S = 12 × 18 = 216(m2)
g. Khu xử lý nước thải
Kích thước: dài 24m, rộng 12m. Diện tích: S = 12 × 24 = 288(m2)
h. Bãi vỏ chai
Kích thước: dài 20m, rộng 12m, diện tích S = 12 × 20 = 240(m2).
4. Các công trình kháca. Nhà hành chính a. Nhà hành chính
Nhà hành chính được xây dựng gồm các phòng sau: + Phòng giám đốc : 18(m2)
+ Phòng phó giám đốc phụ trách kỹ thuật: 18(m2) + Phòng phó giám đốc phụ trách kinh doanh: 18(m2) + Phòng kế toán tài vụ (3 người): 3 × 3,5 = 10,5(m2) + Phòng kế hoạch (3 người): 3 × 3,5 = 10,5(m2) + Phòng công đoàn (3 người): 3 × 3,5 = 10,5(m2) + Phòng vật tư (2 người): 2 × 3,5 = 7(m2) + Phòng kỹ thuật và KCS (6 người): 6 × 9 = 54(m2) + Phòng họp 30(m2) + Phòng khách 30(m2) + Nhà vệ sinh(2 phòng): 2 × 3 = 7(m2) Tổng diện tích các phòng ban: 206,5(m2)
Ngoài ra còn có hành lang rộng 2m chạy dọc nhà và cầu thang rộng 2m bố trí giữa nhà.
Thiết kế nhà hành chính 2 tầng, mỗi tầng cao 3,5m. Kích thước nhà: dài 18m, rộng 8m, diện tích S = 8 × 18 = 144(m2).
b. Nhà giới thiệu sản phẩm
c. Hội trường
Tính cho toàn bộ cán bộ, công nhân của nhà máy (khoảng 200 người) cần diện tích khoảng: 200 × 0,7 = 140(m2). Kích thước nhà: dài 18m, rộng 8m, diện tích S = 8 × 18 = 144(m2).
d. Nhà ăn, căng tin
Tính cho 1/3 số công nhân + số cán bộ (khoảng 80 người) cần diện tích khoảng: 80 × 2,25 = 180(m2). Kích thước nhà: dài 24m, rộng 8m, diện tích: S = 8 × 24 = 192(m2).
e. Gara ô tô
Nhà máy có các ôtô sau:
+ Ôtô phục vụ việc giao dịch và đi lại của ban giám đốc 2 chiếc. + Ôtô chở sản phẩm và chở nguyên liệu 4 chiếc.
Kích thước gara: dài 24m, rộng 12m, diện tích S = 12 × 24 = 288(m2).
g. Nhà để xe của nhân viên
Tính cho 1/3 số công nhân + số cán bộ (khoảng 80 người) trong đó 75% đi xe máy (khoảng 60 người) và 25% đi xe đạp (khoảng 20 người).
Diện tích cần là: 60 × 2,25 + 20 × 0,9 = 153(m2).
Kích thước nhà để xe: dài 24m, rộng 8m, diện tích S = 8 × 24 = 192(m2).
h. Phòng bảo vệ
Nhà máy có hai cổng vì vậy cần hai phòng bảo vệ. Kích thước: dài 6m, rộng 4m. Diện tích mỗi nhà: S = 4 × 6 = 24(m2).
i. Nhà vệ sinh
Công trình vệ sinh phục vụ sản xuất tính cho một ca sản xuất (khoảng 70 người). Kích thước nhà: dài 6m, rộng 4m, diện tích S = 4 × 6 = 24(m2)
Bảng tổng hợp các công trình xây dựng
TT Tên công trình Số lượng Kích thước (m × m)
Diện tích (m2)
1 Nhà sản xuất chính 1 24 × 36 864
2 Khu tank lên men 1 24 × 36 864
3 Nhà hoàn thiện 1 30 × 36 1080
4 Kho nguyên liệu 1 15 × 24 360
5 Kho thành phẩm 1 15 × 42 630
6 Bãi vỏ chai 1 12 × 20 240
7 Trạm biến áp 1 6 × 12 72
8 Xưởng cơ điện 1 12 × 18 216
9 Nhà lạnh, thu CO2 1 12 × 18 216
10 Nhà nấu hơi 1 9 × 12 108