IV. Tớnh điện
4. Xỏc định cụng suất và dung lượng bự
a. Hệ số cụng suất cos ϕ
Việc xỏc định hệ số cụng suất cos ϕ nhằm mục đớch nõng cao cụng
suất, giảm tổn thất điện ỏp cho nhà mỏy. cosϕ = (∑P)∑2+(∑Q)2
P
Trong đú:
∑P: Tổng cụng suất cỏc thiết bị tiờu thụ (kw)
∑Q: Tổng cụng suất phản khỏng của cỏc thiết bị tiờu thụ (kw) Trờn thực tế thường làm việc non tải nờn cos ϕ được tớnh như sau:
cosϕ = ( TD)2 ( P)2 tb Q P P ∑ ∑ ∑+ Ptb = Ptt = 173,6 (kw) PTD = Kcì Pđl + Kcì Pcs = 0,55 ì 315,625 + 0,55 ì 36,44 ≈ 193,64(kw) QP = PTD ì tgϕ Lấy tg ϕ =1,02: QP = 193,64 ì 1,02 = 197,5 (kw) Vậy:
cosϕ = 193,642 197,52 6 , 173 + = 0,623 b. Xỏc định dung lượng bự
Ta cú thể nõng cao hệ số cos ϕ bằng cỏch dựng tụ điện. Tổng cụng suất phản khỏng cần bự cho đối tượng để nõng hệ số cụng suất từ cos ϕ1 lờn cos ϕ2
là:
Qbự = Ptbì (tgϕ1 - tg ϕ2) Trong đú:
tgϕ1 : tương ứng với cos ϕ1 hệ số cụng suất ban đầu
tgϕ2 : tương ứng với cos ϕ2 hệ số cụng suất được nõng lờn Ta cú: cosϕ1 = 0,7 suy ra tgϕ1 = 1,02 cosϕ2 = 0,95 suy ra tgϕ2 = 0,329 Vậy: Qbự = 315,625 ì (1,02 - 0,329) = 218,1 (kw) 5. Chọn mỏy biến ỏp
Cụng suất mỏy biến ỏp:
Sba = 193,642 +197,52 ≈ 278,7 (kw)
Chọn mỏy biến ỏp cú cỏc thụng số kỹ thuật như sau:
- Cụng suất: 500 (kw)
- Điện ỏp: 24/0,4 (kV)
- Tổn thất khụng tải: 1100 (w)
Chọn mỏy phỏt điện dự phũng cú cỏc thụng số kỹ thuật như sau:
- Cụng suất: 400 (kw)
- Điện ỏp định mức: 400(V)
- Hệ số cụng suất: cosϕ = 0,8
6. Tớnh điện năng tiờu thụ hàng năm
a. Điện năng dựng cho thắp sỏng
Trong đú:
Pcs : cụng suất chiếu sỏng - Pcs = 39,14 (kw) K: hệ số đồng thời - K = 0,9
T: thời gian sử dụng tối đa T = K1ì K2ì K3
Với:
K1: số giờ thắp sỏng trong ngày - K1 = 20 K2: số ngày làm việc trong thỏng - K2 = 25 K3: số thỏng làm việc trong năm - K3 = 12 T = 20 ì 25 ì 12 = 6000
Vậy:
Acs = 39,14 ì 0,9 ì 6000 = 211356 (kw)
b. Điện năng dựng cho động lực
Ađl = Pđl ì K ì T (kw/h) Trong đú:
Pđl: cụng suất động lực - Pđl = 315,625 (kw) K: hệ số đồng thời - K = 0,6
T: thời gian sử dụng tối đa
Nếu làm việc 3 ca thỡ T = 3 ì 8 ì 25 ì 12 = 7200 (h/năm) Vậy:
Ađl = 315,625 ì 0,6 ì 7200 = 1363500 (kw)
Tổng điện năng tiờu thụ trong 1 năm:
Atổng = Km ì (Acs + Ađl)
Trong đú, Km là hệ số tổn hao trờn mạng hạ ỏp - Km = 1,05 Vậy:
PHẦN VI: TÍNH XÂY DỰNG 1. Chọn địa điểm xõy dựng nhà mỏy
Việc lựa chọn địa điểm để xõy dựng nhà mỏy là một nhiệm vụ hết sức quan trọng, thậm chớ nú quyết định đến sự sống cũn của nhà mỏy. Cụng việc này rất phức tạp nờn phải thật cận trọng và tỉ mỉ, đũi hỏi phải cú sự tham gia của nhiều ngành như: kỹ sư kiến trỳc, kỹ sư xõy dựng, kỹ sư địa chất, kỹ sư cụng nghệ, kỹ sư kinh tế...
Với đề tài “ Thiết kế nhà mỏy sản xuất bia chai năng suất 20 triệu lớt /năm”, em quyết định đặt nhà mỏy tại khu cụng nghiệp Hoà Xỏ, thành phố Nam Định. Đõy là khu cụng nghiệp mới được đầu tư xõy dựng và là khu cụng nghiệp trọng điểm của tỉnh. Việc đặt nhà mỏy ở đõy cú nhiều thuận lợi như sau:
Về nguyờn liệu: Nguyờn liệu chớnh là malt vàng nhập từ ỳc về thụng qua cụng ty nhập khẩu malt. Hoa houblon được nhập bằng đường thuỷ, từ cỏc cảng biển theo đường quốc lộ đến thẳng nhà mỏy ở dạng chế phẩm thương mại: cao hoa và hoa viờn.
Nguyờn liệu thay thế được thu mua trong tỉnh và cỏc tỉnh lõn cận vỡ đõy là vựng đồng bằng, nụng nghiệp rất phỏt triển, thu mua nhanh chúng nờn khụng phải dự trữ nhiều, gạo luụn đỏp ứng nhu cầu sản xuất cả về số lượng và chất lượng.
Về năng lượng: Sử dụng mạng lưới điện quốc gia thụng qua nguồn cung cấp điện thành phố và qua trạm hạ ỏp của nhà mỏy. Nhà mỏy cú bộ phận chống chỏy, nổ, bỡnh cứu hoả, cửa thoỏt hiểm, mỏy phỏt điện cụng suất vừa đủ (theo phần tớnh điện) để phục vụ cho nhà mỏy khụng bị giỏn đoạn sản xuất.
Nhiệt sử dụng trong nhà mỏy phỏt đi từ lũ hơi chạy bằng nguyờn liệu than. Cú hai lũ hơi làm việc đồng thời. Người vận hành lũ hơi phải cú trỡnh độ chuyờn
mụn cao, phải thường xuyờn kiểm tra, bảo dưỡng thiết bị, sửa chữa và thay thế phụ tựng ngay khi cần thiết.
Nhà mỏy sử dụng mỏy lạnh, tỏc nhõn làm lạnh cho thiết bị là glycol, tỏc nhõn chạy mỏy làm lạnh là khớ Freon 22.
. Để tạo hơi cho quỏ trỡnh nấu, sử dụng than thu mua từ Quảng Ninh và vận chuyển bằng đường sắt về ga Nam Định rồi vận chuyển bằng đường bộ tới nhà mỏy. Nguồn nước sử dụng cho cỏc cụng đoạn sản xuất và sinh hoạt được lấy từ nguồn nước của khu cụng nghiệp, xong phải qua khõu xử lý để đảm bảo chất lượng đạt yờu cầu.
Vật liệu xõy dựng: Cỏc vật liệu như đỏ, vụi, ximăng, sắt thộp, tấm lợp sử dụng ngay tại tỉnh nhà vừa rẻ vừa vận chuyển dể dàng tốn ớt thời gian, cơ động.
Về giao thụng: Khu vực xõy dựng nằm trờn đường quốc lộ liờn thụng với cỏc tỉnh Thỏi Bỡnh, Thỏi Nguyờn, Hưng Yờn, Hà Nội, Ninh Bỡnh, Hà Nam đều là cỏc tỉnh thuộc vựng đồng bằng sụng Hồng cú hệ thống đường bộ, đường sắt tương đối phỏt triển.
Khoảng cỏc địa lý từ Nam Định đến cỏc tỉnh: Nam Định – Thỏi Bỡnh:17,7km
Nam Định – Ninh Bỡnh:29 km Nam Định – Phủ Lý:29km Nam Định – Hải Dương: 60km
Bờ biển dài 72 km, nối tiếp với hai cửa biển và hai dũng sụng lớn là sụng Đỏy và sụng Hồng. Dọc bờ biển cú 5 cửa sụng, hai cảng lớn là cảng sụng Nam Định và cảng Hải Thịnh. Hệ thống sụng tạo điều kịờn thuận lợi cho giao thụng
Khả năng tiờu thụ sản phẩm: Với số dõn cư đụng đỳc trong tỉnh và cỏc tỉnh lõn cận: Nam Định 1 888 406 người, cỏc tỉnh Thỏi Bỡnh, Ninh Bỡnh, Hà Nam,
Hải Dương đều cú số dõn từ 1 000 000 người trở lờn thỡ sản phẩm được dành để phục vụ cho đụng đảo người dõn trong vựng.
Nguồn nhõn cụng: ở đõy nguồn nhõn cụng khỏ dồi dào, đảm bảo cung ứng đầy đủ cho việc xõy dựng và vận hành mỏy múc. Cỏc sản phẩm phụ như bó malt cú thể bỏn cho cỏc hộ chăn nuụi trong khu vực hoặc bỏn cho cỏc cụng ty thức ăn gia sỳc.
Về việc đảm bảo vệ sinh cụng nghiệp: Để khụng ảnh hưởng đến mụi trường, đến sức khoẻ người lao động, đến khu vực sinh sống của người dõn, thỡ ngoài việc khu cụng nghiệp này đặt xa khu dõn cư. Nhà mỏy cũn tiến hành trồng cõy xanh xung quanh nhà mỏy để hạn chế tỏc hại từ nhà mỏy hoặc từ khu vực khỏc ảnh hưởng đến mụi nhà mỏy. Nước thải thỡ được xử lý một cỏch nghiờm ngặt, đỳng tiờu chuẩn cụng nghiệp.
Túm lại, với những ưu thế như trờn. Việc xõy dựng nhà mỏy sản xuất bia hơi tại khu cụng nghiệp Hoà Xỏ là hoàn toàn hợp lý và chắc chắn đem lại hiệu quả kinh tế cao.
2. Thiết kế tổng mặt bằng nhà mỏy
2.1. Xỏc định kớch thước cỏc hạng mục cụng trỡnhKho nguyờn liệu: Kho nguyờn liệu:
Lượng nguyờn liệu sử dụng tối đa trong một ngày là: 16303 kg
Xõy dựng nhà kho nguyờn liệu dựng để chứa trong một thỏng (25 ngày sản xuất).
Vậy lượng nguyờn liệu cần dự trữ trong một thỏng là: 16303 x 25 = 407580(kg)
Malt và gạo được đúng trong cỏc bao 50 (kg), cứ 1m2 diện tớch nhà kho
chứa được 2 bao. Cỏc bao xếp thành 20 chồng.
Vậy mỗi m2 xếp được một lượng nguyờn liệu là:
2 x 20 x 50 = 2000 (kg)
7 , 0 2000 407580 ì = 291,2 m2
Diện tớch mở rộng chiếm 20% diện tớch kho, nờn diện tớch thiết kế là: 291,2 + 0,2 x 291,2 = 350 m2
Chọn nhà kho cú kớch thước như sau: + Chiều rộng: 30(m)
+ Chiều dài: 36(m) + Chiều cao:6 (m)
+ Diện tớch: 360 (m2)
Nhà sản xuất chớnh
Nhà sản xuất chớnh bao gồm 3 khu: khu nghiền nguyờn liệu, khu nấu và khu đặt một phần thiết bị của phõn xưỏng lờn men. Hai khu nấu và nghiền được ngăn cỏch nhau bởi một bức tường.
Cỏc phần được bố trớ trong nhà sản xuất chớnh:
ST T Tờn thiết bị Kớch thước (mm) Số lượng
1 Mỏy nghiền malt 1
2 Mỏy nghiền gạo 1100 x 1100 x 1100 1
3 Gầu tải 1000 x 800 x 3000 1
4 Nồi hồ hoỏ D = 2500, H = 1500 1
5 Nồi đường hoỏ D = 3400, H = 2040 1
6 Thựng lọc bó D = 4300, H = 2150 1
7 Nồi đun hoa D = 3800, H = 2280 1
8 Thựng lắng xoỏy D = 3600, H = 2880 1
9 Mỏy lạnh nhanh 400 x 400 x800 1
10 Mỏy sục khớ 500 x 1000 x 1000 1
11 Thiết bị đun nước núng D = 2400, H = 2880 3
12 CIP D =1300, H = 1300 5
13 Thựng gõy men cấp I D = 2000, H = 2000 1
14 Thựng gõy men cấp II D = 1600, H = 1600 1
15 Thựng rửa men cặn D = 1700, H = 1700 1
16 Mỏy lọc bia 1
17 Thựng chứa bia & bóo
hoà CO2
Dựa vào kớch thước cỏc thiết bị cú thể chọn nhà sản xuất chớnh cú kớch thước sau: + Chiều rộng: 30 (m) + Chiều dài: 36(m) + Chiều cao: 7,2(m) + Diện tớch: 1080(m2) Khu lờn men
ở khu lờn men này chỉ bố trớ cỏc thựng lờn men, cú tất cả 22 thựng lờn men, với đường kớnh mỗi thựng là 3,2(m).
Vậy chọn kớch thước khu đặt tank lờn men là: + Chiều rộng: 24(m)
+ Chiều dài: 30 (m) + Diện tớch: 720 (m2) tank đặt cỏch mặt sàn thao tỏc 1m
Nhà hoàn thiện sản phẩm
Nhà hoàn thiện sản phẩm bao gồm cỏc bộ phận như sau: Dõy chuyền chiết chai
Dựa vào kớch thước thiết bị đó tớnh và cỏc tiờu chuẩn trong xõy dựng cụng nghiệp em chọn nhà hoàn thiện sản phẩm cú kớch thước như sau:
+ Chiều rộng: 24(m) + Chiều dài: 36(m) + Diện tớch: 864(m2)
Kho chứa bia thành phẩm
Lượng bia chai sản xuất trong một ngày là 183200 chai
Mỗi kột chứa được 24 chai nờn số kột là 7633 kột. Thụng thường 1m2 xếp
được 6 kột, kột được xộp thành 10 chồng. Vậy diện tớch chứa bia chai là
21 , 127 10 6 7633 = ì m2
Hệ số sử dụng kho là 70% và kho chứa lượng bia sản xuất trong 4 ngày. Vậy diện tớch kho là: 91 , 726 70 100 4 21 , 127 ì ì = m2
Diện tớch mở rộng chiếm 20% diện tớch kho nờn tổng diện tớch kho chứa sản phẩm là: 726,91 x (1 + 0,2) = 872,29 (m2)
Mỗi kột bia cao khoảng 0,3 m
Chọn kho chứa sản phẩm cú kớch thước như sau: Chiều dài: 36m
Chiều rộng: 24m Chiều cao: 6 m
Diện tớch: 864m2
Nhà để xe:
Chọn nhà để xe cú kớch thước như sau: + Chiều rộng: 9 (m)
+ Chiều dài: 18 (m) + Diện tớch: 162 (m2)
Gara ụtụ:
Chọn diện tớch Gara ụtụ cú kớch thước sau: + Chiều rộng: 9 (m)
+ Chiều dài: 30 (m) + Diện tớch: 270(m2)
Nhà hành chớnh -phũng họp:
Xõy dựng nhà hành chớnh là khu nhà nằm ở ngay cổng chớnh đi vào, tiện lợi cho cỏn bộ cụng nhõn viờn đi làm và khỏch đến giao dịch.Trước phũng tổng giỏm đốc cú khoảng trống được thiết kế với khung cảnh đẹp, hài hoà tạo cho những người khỏch, bạn hàng của cụng ty cảm giỏc thoải mỏi thõn thiện và cú thể chiờm ngưỡng quang cảnh nhà mỏy.
Chọn nhà cú kớch thước như sau: + Chiều rộng: 8m
+ Chiều dài:36m + Diện tớch: 288m2
Hội trường:
+ Chiều rộng: 12m + Chiều dài:24m + Diện tớch: 288m2
Bếp-nhà ăn:
Chọn nhà cú kớch thước như sau: + Chiều rộng: 12m
+ Chiều dài: 24m + Diện tớch: 288m2
Nhà vệ sinh:
Cụng trỡnh vệ sinh phục vụ cho bộ phận hành chớnh nằm trong nhà hành chớnh.
Cụng trỡnh vệ sinh phục vụ sản xuất sẽ được bố trớ ngoài xưởng sản xuất Chọn nhà vệ sinh cú kớch thước như sau:
+ Chiều rộng: 6m + Chiều dài: 9m + Diện tớch: 54m2 Trạm biến ỏp: + Chiều rộng: 6m + Chiều dài: 6m + Diện tớch: 36m2
Phõn xưởng cấp khớ nộn và thu hồi CO2:
+ Chiều rộng: 12m + Chiều dài: 18m + Chiều cao: 5,4m
+ Diện tớch: 216m2
Xưởng cơ điện:
+ Chiều rộng: 12m + Chiều dài: 24m + Chiều cao: 4,2 m
Khu chứa bó: + Chiều rộng: 9m + Chiều dài: 12m + Diện tớch: 108m2 Khu xử lý nước sạch: + Chiều rộng: 12m + Chiều dài: 24m + Diện tớch: 288m2
Khu xử lý nước thải:
+ Chiều rộng: 12m + Chiều dài: 24m + Diện tớch: 288m2 Phõn xưởng hơi: + Chiều rộng: 9m + Chiều dài: 18m
+ Chiều cao: 7, 2m vỡ nồi hơi cú ống khúi + Diện tớch: 162m2 Bói than: + Chiều rộng: 6m + Chiều dài: 9m + Diện tớch: 54m2 Phũng bảo vệ:
2 phũng bảo vệ ở 2 cổng của nhà mỏy, mỗi phũng kớch thước như sau: + Chiều rộng: 6m + Chiều dài: 6m + Diện tớch: 2 x 36m2 Nhà giới thiệu sản phẩm: + Chiều rộng: 12m + Chiều dài: 18m + Diện tớch: 216m2 Bói để vỏ chai:
+ Chiều rộng: 12m + Chiều dài: 24m + Diện tớch: 288m2 Phũng KCS Chiều rộng: 12m Chiều dài: 12m Diện tớch: 144 m2
Bảng tổng hợp cỏc hạng mục cụng trỡnh STT Tờn hạng mục Kớch thước (m) Diện tớch (m2) 1 Phũng bảo vệ 2x(6 x 6) 72 2 Nhà để xe 9 x 18 162 3 Gara ụtụ 9 x 30 270 4 Nhà hành chớnh -phũng họp 8 x 36 288 5 Nhà giới thiệu sản phẩm 12 x 18 216 6 Bếp-nhà ăn 8 x 36 288
7 Kho nguyờn liệu 30 x 36 720
8 Nhà sản xuất chớnh 30 x 36 1080 9 Khu lờn men 24 x 30 720 10 Nhà hoàn thiện sản phẩm 24 x 36 864 11 Kho chứa thành phẩm 24 x 36 864 12 Bói để vỏ chai 12x 24 288 13 Khu xử lý nước sạch 12 x 24 288 14 Khu lũ hơi 9 x 18 162
15 Khu nộn khớ và thu hồi CO2 12 x 18 216
16 Khu chứa bó malt 9 x 12 108
17 Khu xử lý nước thải 12 x 24 288
18 Xưởng cơ điện 12 x 24 288
19 Bói chứa than 6 x 9 54
20 Trạm biến ỏp 6 x 6 36
21 Nhà vệ sinh 6 x 9 54
Diện tớch cỏc hạng mục: 7800 m2
2.2. Giải phỏp thiết kế tổng mặt bằng nhà mỏy
Khi thiết kế tổng mặt bằng nhà mỏy, em dựa trờn cơ sở là đảm bảo sự thuận lợi trong quỏ trỡnh sản xuất để đạt được hiệu quả cao nhất. Đồng thời đảm bảo vệ sinh cụng nghiệp theo đỳng tiờu chuẩn cụng nghiệp, cũng như tạo được thẩm mỹ đẹp và hài hoà khụng những cho nhà mỏy mà cũn cho cả khu cụng nghiệp. Hiện nay, tồn tại hai giải phỏp thiết kế tổng mặt bằng nhà mỏy là: giải phỏp phõn vựng và giải phỏp hợp khối.
Do đặc thự của nhà mỏy, em chọn giải phỏp phõn vựng để thiết kế tổng mặt bằng nhà mỏy. Giải phỏp này cú những ưu điểm sau:
+ Dễ dàng tạo thành cỏc khu sản xuất độc lập. + Hạn chế sự ảnh hưởng vệ sinh cụng nghiệp.
+ Dễ dàng mở rộng nhà mỏy, khi cần tăng năng suất. + Thớch hợp với điều kiện khớ hậu Việt Nam.
+ Dễ dàng quản lý theo khõu sản xuất.
Theo giải phỏp thiết kế này, em chia nhà mỏy thành 3 vựng như sau:
Vựng trước nhà mỏy:
Vựng này em bố trớ cỏc hạng mục sau: nhà hành chớnh -hội trường -phũng họp, phũng bảo vệ, gara ụtụ, nhà ăn, nhà để xe, trạm y tế, nhà giới thiệu sản phẩm và sõn thể thao. Cỏc hạng mục này được bố trớ dọc theo chiều dài nhà mỏy, đầu hướng giú, chiếm diện tớch khoảng 7% tổng diện tớch nhà mỏy.
Vựng sản xuất:
Bao gồm cỏc hạng mục như: kho nguyờn liệu, nhà sản xuất chớnh, khu