инистерство образования и науки Р Ф
ФГБУ ВПО ’’Сибирский Государственный Технологический Университет’’
Факультет: ХТ ЗДО
Кафедра: Технологии целлюлозно-бумажного производства и химических волокон
Курсовая работа
по дисциплине: Основы научных исследований и проектирование предприятий ЦБП
Пояснительная записка
(ЦБП.000000.014 ПЗ)
Руководитель:
_____________Седых В. В.
(подпись)
___________________
(оценка, дата)
Разработал:
Студент группы 2603с
____________ Пастухова Ю.С.
(подпись)
___________________
(дата)
Красноярск 2011 г.
С
одержание
Введение………………………………………………………………………
Стандартизация…………………………………………………………
Расчет удельного расхода волокнистых полуфабрикатов
на 1т готовой продукции………………………………………………
Расчет укрупненного материального баланса предприятия………..
Расчет суточного и годового расходов тепла,
электроэнергии и воды предприятия…………………………………
Проверка несущей способности основания или
перекрытия под выдувной резервуар с подвижным дном………….
Заключение………………………………………………………………….
Список использованных источников……………………………………..
Реферат
В курсовой работе рассчитан выпуск перфокарточной бумаги марки А ГОСТ 7362-78 мощностью 200 т/сутки в цехе бумажная фабрика.
Произведен расчет материального баланса, расходов тепла, электроэнергии и воды предприятия.
Произведена проверка несущей способности основания или перекрытия под выдувной резервуар с подвижным дном.
Курсовая работа содержит расчетно-пояснительную записку из 22 страниц текста, 4 таблиц, 1 схемы, 5 литературных источников и графическую часть из 1 листа формата А3.
В
ведение
Впервые бумага была получена осаждением растительных волокон на сетке из водной суспензии в Китае Цай Лунем. Сначала бумагу делали из шелка – сырца, коры тутового дерева, затем из льняного и конопляного тряпья, а также других волокон растительного происхождения. Изобретение бумаги является величайшим открытием человечества. Бумага сыграла большую роль в развитии народного образования, науки, в обеспечении растущих материальных и культурных ценностей народа. Бумага является основным материалом для изготовления книг, журналов, газет и плакатов.
В настоящее время мировая бумажная промышленность выпускает свыше шести сот видов бумаги и картона, обладающих разнообразными свойствами: высокопрочные и почти совершенно непрозрачные, электропроводящие и электроизоляционные и толстые картоны, хорошо впитывающие влагу и водонепроницаемые, прочные и слабые, гладкие, паро-, газо-, жиронепроницаемые.
Различные свойства бумаги или картону придают обычно следующими методами: подбор исходных материалов, изменением технологических режимов (размол, отлив, сушка), введением в бумажную массу добавок (красителей, наполнителей), отделка бумаги и так далее.
1 Стандартизация
Бумага перфокарточная ГОСТ 7362-78.
Настоящий стандарт распространяется на бумагу, предназначенную для изготовления перфокарт.
Стандарт соответствует международному стандарту ИСО 1681-73 в части, касающейся основных показателей качества марки А.
1.1 Марки и размеры
1.1.1 В зависимости от назначения перфокарточная бумага должна изготовляется следующих марок:
А – для использования в качестве носителей информации в устройствах ввода-вывода вычислительной и информационной техники и автоматического управления;
Б – для использования на табуляторах, сортировках и перфораторах.
1.1.2 Бумага должна изготовляется в рулонах шириной 600, 840 и 1200 мм и диаметром 800 м.
Предельные отклонения по ширине рулона не должны превышать ± 2 мм, по диаметру ± 50.
По согласованию изготовителя с потребителем допускается выпускать в рулонах другой ширины.
1.2 Технические требования
1.2.1 Бумага должна изготовляться в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическому режиму, утвержденному в установленном порядке.
1.2.2 По показателям качества бумага должна соответствовать нормам, указанным в таблице. Перфокарточная бумага должна изготовляется из смеси беленой и не беленой целлюлозы.
1.2.3 Динамический коэффициент трения должен быть не менее 75 % статического коэффициента трения.
1.2.4 Бумага должна иметь равномерный просвет.
1.2.5 Бумага должна изготовляется цвета естественного волокна или окрашенной в светлые тона.
1.2.6 В бумаге не допускается дырчатость, включения металлических частиц, угля песка.
1.2.7 Намотка бумаги должна быть равномерно плотной по всей ширине рулона. Для выравнивая намотки допускается подмотка листов бумаги на расстоянии не более 20 мм от гильзы.
1.2.8 Обрезок кромок должен быть чистым и ровным
1.2.9 В рулоне не должно быть более двух склеек. Места обрывов должны быть прочно склеены клеевой лентой по ГОСТ 18251 шириной не более 50мм или равномерным тонким слоем нерастекающегося клея.
Расстояние от кромки до места склейки не должно превышать 20 мм. Склеивание смежных слоев не допускается.
Места склейки должны быть отмечены с торца рулона цветными сигналами.
Таблица 1. Нормы бумаги
| Наименование показателей | Нормы для марки А | Метод испытаний |
| 1. Масса бумаги площадью 1м2, г | 161±7 | По ГОСТ 13199 |
| 2. Толщина, мм | 178±10 | По ГОСТ 27015 |
| 3.Абсолютное сопротивление продавливанию, кПа (кгс/см2), не менее | 380(3,9) | По ГОСТ 13525.8 |
| 4. Жесткость при статическом изгибе, Н-см (гс-см), не менее, в направлении: - машинном - поперечном | 0,16(17) 0,08(8) | По ГОСТ 9582 |
| 5. Абсолютное сопротивление раздиранию по каждому направлению, Н (гс), не менее | 1,25(125) | По ГОСТ 13525.3 |
| 6. Линейная деформация, %, не более, в направлении: - машинном - поперечном | 0,2 0,6 | По п. 4.5 |
| 7. Скручиваемость, мм, не более | 3 | По ГОСТ 13525.21 |
| 5. 8. Степень проклейки, мм, не менее | 1,0 | По ГОСТ 8049 |
| 9.Гладкость по верхней и сеточной сторонам, с | 45 - 100 | По ГОСТ 12795 |
| 10. Коэффициент трения статический | 0,30-0,45 | По п. 4.6 настоящего стандарта |
| 11. Электрическое сопротивление, Мом, не менее | 40 | По п. 4.6 настоящего стандарта |
| 12. Массовая доля золы, %, не более | 2,0 | По ГОСТ 7629 |
| 13. Влажность, % | 7±1 | По ГОСТ 13525.19 |
2 Расчет удельного расхода волокнистых полуфабрикатов на
1т готовой продукции
Перфокарточная бумага марки А ГОСТ 7362-78.
Состав композиции: целлюлозы сульфатной беленой 50 %, целлюлозы сульфатной не беленой 50 %
Степень проклейки, мм, не менее 1,00
Влажность 7 %
Зольность 2 %
Мощность 200 т/сутки
2.1. Содержание а.с. вещества в 1т готовой продукции, кг/т
(1)
где W – влажность, %
.
2.2. Общее количество волокнистых полуфабрикатов (кг), входящих в композицию 1т вырабатываемой продукции, кг/т
(2)
где D – содержание наполнителя, кг/т;
П – содержание проклеивающих веществ на 1т готовой продукции, кг;
О – прочие органические добавки, входящие в композицию 1т готовой продукции, кг;
Величину показателя D (кг) – содержание а. с. наполнителя определяют по формуле
(3)
где Aб – зольность бумаги, согласно требованиям ГОСТ, %;
Ав – естественная зольность волокнистого полуфабриката, %;
С – потери наполнителя при приклеивании, %;
С = 12
.
Количество проклеивающих материалов П (кг) определяют по формуле
(4)
где Нп – норма проклеивающего материала на 1т вырабатываемой продукции, кг;
Нп=25,9;
Руд – удерживаемость проклеивающего материала,%;
Руд=50
Кп – коэффициент перевода расхода канифоли на другие проклеивающие материалы;
Кп=1
Количество прочих органических добавок О (кг/т) определяют по формуле
О = G · 0.001,
О = 935 · 0,001 = 0,94.
2.3. Норму расхода целлюлозы Нц (кг) на 1т товарной продукции рассчитывают по формуле
(5)
где Рц – доля а. с. целлюлозы в объеме волокнистых полуфабрикатов, входящих в композицию вырабатываемой продукции, %;
величина промоев волокна, %;
=1,5
Для сульфитной целлюлозы:
Для сульфатной целлюлозы:
Найденные удельные нормы расхода волокнистых полуфабрикатов используются при расчете и подборе технологического оборудования размольно-подготовительного отдела бумажной фабрики.
5. Проверка несущей способности перекрытия под сгуститель СГМ - 1
Расчет нормальной нагрузки на перекрытие от сгустителя
Габаритные размеры, мм:
- длина (L).......................................................................................... 5265;
- ширина (В)....................................................................................... 2200;
- высота (Н)........................................................................................ 1850.
Вес, т, (mоб)......................................................................................... 7,017.
Параметры фундамента больше на 10...20 см параметров оборудования.
Длину фундамента, м, определяем из выражения
, (12)
где L – длина сгустителя, м.
,
Ширину фундамента , м, определяем из выражения
Вф=В+0,2, (13)
где В – ширина сгустителя, м.
Вф=2,2+0,2=2,4.
Ширина балок в равном фундаменте составляет 0,5 м. Фундамент под установку приводного устройства:1*0,5.
Площадь фундамента, м2, определяем из выражения
Нормальную нагрузку, Н, рассчитываем по формуле
, (14)
где mоб. – масса оборудования, кг;
mарм. – масса арматуры и неучтенные дополнительные нагрузки, принимаем 10 % от массы оборудования, кг;
mт.с. – масса технологической среды, в которой находится оборудование, кг;
g – ускорение силы тяжести, м/с2;
Кдин. – коэффициент динамичности;
Кдин.=1,2
mф. – масса фундамента, кг;
Кпер. – коэффициент перегрузок, которые возникают при пусках и остановах оборудования;
Кпер.=1,2
Массу технологической среды, кг, рассчитываем по формуле:
(15)
где p – плотность среды, для воды p=1000 кг/м3;
V – объем сгустителя, м3:
(16)
где Д – диаметр сеточного цилиндра, м;
Lб – длина сеточного барабана, м:
Масса фундамента, кг, рассчитываем по формуле
(17)
где hф. – высота фундамента,м;
hф. – 0,5;
pф. – плотность фундамента, для бетона pф.=2200 кг/м3
Напряжение перекрытия, кПа, рассчитываем по формуле
(18)
Динамические нагрузки, которые характеризуются частотой собственных колебаний фундамента, с-1, рассчитываем по формуле
(19)
где с – коэффициент объемного сжатия грунта, для прочных грунтов с= 10*107 Н/м3;
F – площадь основания, м2;
G – нагрузка от веса фундамента с оборудованием, Н:
(20)
где δ - толщина плит, м, принимаем 0,3.
Вынужденные колебания очистителя зависят от частоты вращения электродвигателя, с-1.
1420/60=24
Чтобы явление резонанса не наступило, собственные колебания очистителя должно быть не менее чем в два раза больше вынужденных колебаний
289,29/24=12,054
Выбранный сгуститель может быть установлен на перекрытии, так как его собственные колебания в 12,054 раза больше вынужденных колебаний.
Заключение
В курсовой работе был рассчитан удельный расход волокна полуфабрикатов, укрупненный материальный баланс, расход тепла, электроэнергии и воды предприятия по выработке диаграммной бумаги марки ДВ-60 мощностью 200 т/сутки.
Также была рассчитана нормальная нагрузка на перекрытие от сгустителя СГМ - 1. Определены динамические нагрузки, которые характеризуются частотой собственных колебаний фундамента. В результате определили, что выбранный сгуститель может быть установлен на предприятии, так как его собственные колебания больше вынужденных.
Список использованных источников
Иванов С. Н. Технология бумаги [Текст] /Иванов С. Н. М.: Лесная промышленность, 1970 – 695 с.
Фляте Д. М. Технология бумаги [Текст] /Фляте Д. М. М.: Лесная промышленность, 1988 – 440 с.
Жудро С. Г. Проектирование целлюлозно-бумажных предприятий [Текст] /Жудро С. Г. М.: Лесная промышленность, 1981 – 304 с.
Шкарин С. А. Технология бумаги для печати [Текст] /Шкарин С. А. М.: Лесная промышленность, 1966 – 251 с.
Кудимов В. А., Бывшев А. В. Технологические расчеты в целлюлозно-бумажном производстве. Учебное пособие. – Красноярск 1996. – 40с.
(6)
где Qi – производительность потока i – го полуфабриката, кг/сутки;
Нi – удельная норма расхода i – го волокнистого полуфабриката, кг/т;
Q – производительность бумагоделательной машины, т/сутки.
древесное сырье
Лесная биржа
Древесно-подготовительный цех
Варочно-очистной цех 1
Варочно-очистной цех 2
Отбельный цех 1
Отбельный цех 2
Бумажная фабрика
механические потери
механические потери
химические потери
механические потери
химические потери
механические потери
химические потери
механические потери
химические потери
Склад готовой продукции
Мощность Рм=200 т/сутки
Рисунок 1 – Принципиальная схема для расчета производственной мощности цехов, основного производства
3.1. Определяем производительность отбельных цехов, т/сутки и т/год
(7)
Определяем производительность варочных цехов с учетом химических и механических потерь при отбелке по нормам проектирования:
б) в сульфатном производстве:
- химические потери – 10 %;
- механические потери – 0,5 %.
Рв=ХП+МП=10+,5=10,5 %
Тогда производительность варочных цехов, т/сутки и т/год
(9)
Производительность варочных цехов с учетом потерь при промывке и сортировании:
а) в сульфитном производстве:
- отходы сортирования – 0,7 %;
- безвозвратные потери – 0,3 %.
Рв=0,7+0,3=1 %
б) в сульфатном производстве:
- сучки и непрвар – 3 %;
- целлюлоза 3 – го сорта – 0,7 %;
- безвозвратные потери – 0,3 %.
Рв=3+0,7+0,3=4 %
Тогда производительность варочных цехов, т/сутки и т/год
(10)
Композиционный состав для варок:
а) в сульфитном производстве:
- 50 % ели с выходом – 92 %;
- 50 % пихты с выходом – 77 %.
В=92*0,5+77*0,5=84,5 %
б) в сульфатном производстве:
- 50 % лиственницы с выходом – 41 %;
- 40 % сосны с выходом – 45 %;
- 10 % березы с выходом – 52 %.
В=41*0,5+45*0,4+52*0,1= 43,7 %
3.4. Количество древесного сырья в варочном цехе, т/сутки и т/год
| ρп=315 ; | ρе=375 ; | ρс=370 ; | ρб=480 ; | ρл=537 |
3.5. Определяем плотность древесины, кг/м3
ρсмеси 1=315*0,5+375*0,5=345 кг/м3
ρсмеси 2=370*0,4+480*0,1+537*0,5=464,5 кг/м3
3.6. Объем древесного сырья в варочном цехе, м3/сутки и м3/год
3.7. Определяем количество коры с учетом потерь, %:
а) при транспортировке, %:
- сосна – 7
- лиственница – 15,5
- береза – 9,2
- ель – 7,4
- пихта – 8,8
б) опилок при рубке, %:
- сосна – 2,5
- лиственница – 8
- береза – 3
- ель – 2,2
- пихта – 2,2
в) древесины при окорке, %:
- сосна – 1,4
- лиственница – 1,4
- береза – 1,4
- ель – 1,6
- пихта – 1,8
Суммарные потери, %:
- сосна – 10,9
- лиственница – 24,9
- береза – 13,7
- ель – 11,2
- пихта – 12,8
Средневзвешенные потери, %:
а) в сульфитном производстве: 12,8*0,5+11,2*0,5=12
б) в сульфатном производстве: 10,9*0,4+24,9*0,5+13,7*0,01=18,18
3.8. Определяем объем древесного сырья, которое поступило на предприятие, м3/сутки и м3/год
3.9. Определяем потребление древесного сырья в целом, м3/год
(11)
4. Расчет суточного и годового расходов тепла, электроэнергии и воды предприятием
Таблица 2 – Расчет водопотребления
| Наименование цеха или отдела | Число часов работы в сутки, час | Суточная производительность, т/сутки | Удельный расход воды, м3/т | Расход воды | ||
| суточный, м3/сутки | годовой, тыс. м3/год | расчетный, дм/сутки | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 1. Бумажная фабрика | 22,5 | 200 | 33 | 6600 | 2277 | 81,4814 |
| 2. Отбельный цех 1 | 24 | 157,6232 | 60 | 9457,392 | 3262,8002 | 109,4605 |
| 2.1. Очистка беленой целлюлозы | 24 | 157,6232 | 10 | 1576,232 | 543,8 | 18,2434 |
| 3. Отбельный цех 2 | 24 | 52,5410 | 60 | 3152,46 | 1087,5987 | 36,4868 |
| 3.1. Очистка беленой целлюлозы | 24 | 52,5410 | 10 | 525,41 | 181,2664 | 6,0811 |
| 4. Варочно-очистной цех 1 | 24 | 168,5809 | 140 | 23601,326 | 8142,4574 | 273,1634 |
| 4.1. Сортировка и очистка | 24 | 168,5809 | 95 | 16015,1855 | 5525,2389 | 185,3609 |
| 5. Варочно-очистной цех 2 | 24 | 58,7050 | 3,8 | 223,079 | 76,9622 | 2,5819 |
| 5.1. Сортировка и очистка | 24 | 58,7050 | 14 | 821,87 | 283,5451 | 9,5123 |
| Итого: | 61972,9545 | 21380,6689 | ||||
Таблица 3 – Расход электроэнергии
| Наименование цеха или отдела | Число рабочих дней в году | Удельный расход электроэнергии, кВт/ч | Производительность | Расход электроэнергии | ||
| суточная т/сутки | годовая, т/год | суточный, кВт/ч | годовой, тыс. кВт/ч | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 1. Бумажная фабрика | 345 | 865 | 200 | 69000 | 173000 | 59685 |
| 2. Отбельный цех 1 | 345 | 230 | 157,6232 | 54380,004 | 36253,336 | 12507,4009 |
| 3. Отбельный цех 2 | 345 | 230 | 52,5410 | 18126,645 | 12084,43 | 4169,1283 |
| 4. Варочно-очистной цех 1 | 345 | 156 | 168,5809 | 58160,4105 | 26298,6204 | 9073,0240 |
| 5. Варочно-о | 345 | 156 | 58,7050 | 20253,225 | 9757,98 | 3366,5031 |
| Итого: | 257394,3664 | 88801,0563 | ||||
Таблица 4 – Расход тепла
| Наименование цеха или отдела | Суточная производительность, т/сутки | Наименование теплоносителя и его параметры | Удельный расход тепла | Расход тепла | ||
| т/т | МДж/т | суточный, ГДж | годовой, ГДж | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 1. Бумажная фабрика | 200 | пар, 0,3 МПа | 3,0 | 8185,5 | 1637,1 | 564799,5 |
| 2. Отбельный цех 1 | 157,6232 | пар 0,3 МПа | 0,6 | 1637,1 | 258,0449 | 89025,4905 |
| 3. Отбельный цех 2 | 52,5410 | пар 0,3 МПа | 0,75 | 2046,375 | 107,5185 | 37093,8825 |
| 4. Варочно-очистной цех 1 | 168,5809 | пар, 0,6 МПа | 1,0 | 2759 | 465,1147 | 160464,5715 |
| 5. Варочно-очистной цех 2 | 58,7050 | пар, 1,2 МПа пар, 0,3 МПа | 1,1 0,3 | 3069 818,55 | 180,1656 48,0529 | 62157,132 16578,2505 |
| Итого: | 2695,9966 | 230118,827 | ||||