Технология производства древесноволокнистых плит

Технология производства древесноволокнистых плит

Содержание

Введение

1. Общая часть

1.2 Характеристика выпускаемой продукции

1.3 Характеристика исходного сырья и материалов

2. Расчетно-технологическая часть

.1 Технологическая схема производства ДВПс

.2 Описание технологического процесса производства ДВПс

.3 Расчет годовой программы цеха

.4 Расчет средневзвешенной плотности сырья

2.5 Расчет баланса сырья и материалов на 1 тонну готовой продукции

.6 Расчет нормы расхода сырья и материалов на 1000 м² готовой плиты

2.7 Расчет расхода сырья и материалов на единицу продукции

.8 Расчет и подбор основного технологического оборудования

.9 Расчет вспомогательного оборудования

.10 Расчет склада химикатов

.11 Расчет склада готовой продукции

.12 Расчет транспорта

. Энергетическая часть

.1 Расчет расхода пара

.2 Расчет расхода тепла на отопление

.3 Расчет расхода воды

.4 Расчет расхода электроэнергии

. Охрана труда и техника безопасности на производстве

Заключение

Список литературы

Введение

Важнейшей задачей лесной индустрии является комплексное и рациональное использование заготовляемой и перерабатываемой древесины. С этой целью в последние годы усиленно развиваются производства по переработке древесины и древесных отходов, которые служат хорошим вторичным сырьем. К таким производствам, прежде всего, относятся заводы древесных плит. Этим объясняется интенсивное развитие выпуска древесноволокнистых плит и их широкое применение в производстве мебели, домостроения, строительстве, тары и машиностроении.

Древесноволокнистые плиты (ДВП) - это листовой материал, изготовленный в процессе горячего прессования или сушки массы из древесного волокна, сформированного в виде ковра. Древесные волокна - это мелкие древесные частицы, представляющие собой отдельные клетки, их обрывки или группы клеток древесины. ДВП изготавливают из неделовой (в основном из низкокачественной) древесины и древесных отходов.

Древесноволокнистые плиты - эффективный конструкционно-отделочный материал. С ростом объёма производства древесноволокнистых плит область их применения значительно расширяется, что будет способствовать и расширению выпускаемой номенклатуры плит и изделий из них.

Исходные данные для проведения расчетов представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Исходные данные для проведения расчетов

1. Общая часть

.1 Характеристика проектируемого объекта

На линии непрерывного способа производства, на базе каландрового пресса «АУМА-40F» по контракту предусматривается выпуск древесноволокнистых плит толщиной от 2,5 до 10,0мм, предназначенных для использования в мебельных и других конструкциях.

Проектная мощность технологической линии 8600000 м² в год при 294 рабочих днях в году и 24 часах эффективной работы в сутки. Производительность в сутки 175,5м³/24ч или 29251,7 м² (в переводе на стандартный размер пачки 2,44^х1,22м плит толщиной 6мм).

Основные характеристики линии по производству ДВПс представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Основные характеристики линии по производству ДВПс

Так как процесс производства ДВПс непрерывный, то целесообразен круглосуточный режим работы:

-   календарный фонд времени365дн;

-        капитальный ремонт 31дн;

         планово-предварительный ремонт 40дн;

         праздники 0дн;

         количество рабочих часов7056ч.

Следовательно, фонд рабочего времени составит

1.2 Характеристика выпускаемой продукции

Физико-механические показатели плит по ТУ 5536-001-49602733-2001 должны соответствовать нормам, представленным в таблице 3.

Таблица 3 - Физико-механические показатели плит

Отклонение от прямолинейности кромки плиты не должно превышать 1мм на 1000мм длины кромки. Допуск перпендикулярности кромок плиты должен быть не более 2мм от 1000мм длины кромок. Перпендикулярность кромок может быть определена разностью диагоналей пласти плиты, которая не должна превышать 0,3% от длины плиты. Качество поверхности плит должно соответствовать ТУ 5536-001-4962733-2001. Требования к качеству поверхности плиты представлены в таблице 4.

Таблица 4 - Требования к качеству поверхности плиты

В зависимости от эмиссии формальдегида плиты изготовляют двух классов:

-   Е-1 (эмиссия формальдегида до10 мг на 100 г абсолютно сухой плиты включительно;

-        Е-2 (эмиссия формальдегида от 10 до 30 мг на 100 г абсолютно сухой плиты включительно).

Плиты, поставляемые на внутренний рынок не должны выделять в окружающую среду вредные химические вещества в количестве, превышающем допустимые уровни, установленные «Методическими указаниями по санитарно-гигиеническому контролю полимерных строительных материалов» № 2158-80 от 28.03.80: формальдегида - 0,01мг/м³, аммиака - 0,04мг/м^3.

Плиты на внутренний рынок упаковывают в пачки, стягивая упаковочной лентой по ГОСТ-3560-73 с применением угольников по ГОСТ 13-40-89 в двух местах по ширине и в трех местах по длине пачки.

При поставке плит на экспорт упаковку плит производят по ГОСТ-13-34-84, пачки стягивают упаковочной лентой в трёх местах по ширине и в пяти местах по длине. Допускается упаковка плит термоусадочной пленкой или применение других упаковочных материалов, обеспечивающих сохранность плит при транспортировке.

На каждую плиту наносится маркировка. Плиты должны храниться в закрытых помещениях, защищенных от попадания воды и влаги. Пачки плит укладывают в штабели высотой не более 4,5м.

.3 Характеристика исходного сырья и материалов

В качестве сырья для производства ДВПс непрерывным способом используют щепу технологическую, отвечающую требованиям ГОСТ 15815-83 «Щепа технологическая. Технические условия». Основные требования к технологической щепе по ГОСТ 15815-83:

размеры щепы:

а) длина10-35мм;

б) толщина не более 5мм;

в) угол среза30÷60град.

качество щепы:

а) массовая доля коры не более 10%;

б) массовая доля гнили не более 4%;

в) массовая доля минеральных примесей не более 1%.

массовая доля остатков на ситах:

а) с отверстиями диаметром 30ммне более 10%;

б) с отверстиями диаметром 20 и 10ммне менее 79%;

в) с отверстиями диаметром 5ммне более 1%;

г) на поддоне не более 1%.

В 1 тонне готовых плит при влажности 5% содержание сухого остатка и влаги составит

Сухой остаток = 1000 - 50= 950 кг.

В 950кг входит волокно + парафин + смола - отвердитель.

Доля смолы составляет 1,4% от массы абсолютно сухого вещества, отвердителя - 1% от смолы:

1000- 50кг воды=950 кг а.с.о.;

абсолютно сухое волокно = 798,6;

вода = 50 кг;

парафин = 10 кг;

смола = 140 кг;

отвердитель - 1% от смолы 1,4%.

Всего = 798,6+50+10+140+1,4=1000 кг.

Для получения плиты на месте используют древесное сырье, отвечающее требованиям ТУ 13-0273685-404-89 «Дровяная древесина для технологических нужд. Технические условия».

Размеры дровяной древесины: толщина - не менее 4 см, длина - 0,5÷6,5 м, градация по длине 0,1м. по качеству в дровяной древесине не допускается наружная трухлявая гниль, обугленность. Ядровая гниль, дупло допускаются до 1,2 диаметра торца с выходом на второй торец до 1,3 диаметра. Высота остатков сучьев не должна превышать 5 см.

В производстве ДВПс используют следующие основные материалы:

-   смолу карбамидоформальдегидную марки КФ-МТ-15, отвечающую требованиям ТУ 6-06-12-88 «Смола карбамидоформальдегидная, марка КФ-МТ-15. Технические условия»;

-        аммоний хлористый технический, отвечающий требованиям ГОСТ 2210-73Е «Аммоний хлористый. Технические условия»;

         карбамид марки А, отвечающий требованиям ГОСТ 2081-75Е «Карбамид. Технические условия»;

         парафины нефтяные, отвечающие требованиям ГОСТ 23683-89 «Парафины нефтяные твердые. Технические условия».

2. Расчетно-технологическая часть

.1 Технологическая схема производства ДВПс

Технологическая схема производства ДВПс представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Схема производства ДВПс

.2 Описание технологического процесса производства ДВПс

ДВП сухого непрерывного способа производства изготавливаются из древесины лиственных и хвойных пород с добавлением связующих веществ, имеет двухстороннюю гладкость, что дает возможность нанесения различных покрытий с двух сторон.

Сырьем для производства плит служит технологическая щепа хвойных и лиственных пород, полученная как от лесопильного производства, так и путем дробления дровяной древесины. Сырье поступает в рубительную машину МРН-100. После щепа поступает на сортировке, где сортируется на 3 фракции: 1 - крупная, на доизмельчение, 2, 3 - поступает в бункер чистой щепы.

Отсортированная щепа пневмотранспортом подается в накопительный бункер БДО-300. Из бункера щепа поступает в гидромойку, после чего подается в бункер промытой щепы БДО-100. Оттуда системой конвейеров через отделитель металлических включений, щепа поступает в расходный бункер V = 20 м³, расположенный над рафинером PR-44.

Шнеком щепа подается в пропарочный котел рафинера, t = 170÷190 °С, Р = 0,8÷1,2 МПа, время 3-4 мин. Пропаривание щепы производится насыщенным паром. Одновременно добавляют парафин в расплавленном виде. Затем шнеком щепа поступает в размольную камеру, где получается древесноволокнистая масса.

По массопроводу древесноволокнистая масса поступает в трубу-сушилку влажностью 50%, предназначенную для высушивания волокна до влажности 7-10%.Масса высушивается природным газом. В массопровод подается раствор связующего с концентрацией 50-55% и хлористый аммоний с концентрацией 20%. Волокно после сушки поступает в сепаратор для отделения от массы смоляных комочков, не размолотых древесных частиц, камней и прочего. Кондиционное волокно пневмосистемой поступает в циклон над вакуум-формирующей машиной и ленточным конвейером в бункер-дозатор, а затем в камеру формирования. В камере формирования за счет регулирования вакуума происходит осаждение волокон на движущуюся сетку. После формирующей машины производится измерение влажности волокна влагомером, а также масса 1 м² ковра - плотномером. Металлоискателем определяется наличие в древесноволокнистом ковре металлических включений. Полученный древесноволокнистый ковер подпрессовывается в ленточно-волковом прессе, далее двумя пильными дисками обрезаются боковые кромки ковра. Для предварительного прогрева древесноволокнистого ковра, а так же для увеличения скоростей прессования и качества плит включают в работу высокочастотные установки (ТВЧ). Древесноволокнистый ковер загружается с помощью подвижного загрузочного «носа» в каландровый пресс АUМА-40F, где происходит прессование плиты между стальной лентой и каландром при заданных параметрах температуры и давления, создаваемого тремя прижимными валами и натяжением стальной ленты.

Прессование плит обогревается термомаслом. Скорость прессования 3,5-35м/ мин. Температура каландрового пресса 160-1900 С. Готовая плита выходит из каландрового пресса и перемещается по верхней трассе. Перемещению готовой ленты плиты способствуют расположенные последовательно по трассе 3 тяговых устройства.

На верхней трассе установлен толщиномер фирмы «Gre-Con». Непрерывная лента плиты заправляется в форматно-обрезной станок, где производится обрезка и дробление боковых кромок, а также продольный и поперечный раскрой на форматы.

Готовые плиты упаковывают в пачки по 50-150 штук на поддонах и хранят на складе готовой продукции в штабелях.

.3 Расчет годовой программы цеха

Годовая производительность Q_М³, м³/год, определяется по формуле

 (1)

Где Q_м² - годовая производительность, м²/год, равняется 8600000м²/год;

h - толщина плиты, м.

Годовая производительность Q_Т, т/год, рассчитывается по формуле

 (2)

Где ρ_ПЛ - плотность плиты кг/м³.

Производительность суточная Q_М³_СУТ, м³/сут, определяется по формуле

 (3)

гдеQ_ГОД - производительность годовая, м³/год;

ПФВ_ДН - плановый фонд времени, дн.

Производительность суточная Q_М²_СУТ, м²/сут, определяется по формуле

 (4)

Производительность суточная Q_Т/СУТ, т/сут., определяется по формуле

 (5)

Производительность часовая Q_ЧАС, м³/ч, определяется по формуле

 (6)

Где ПФВ_ЧАС - плановый фонд времени, ч.

Годовая программа цеха представлена в таблице 5.

Таблица 5 - Годовая программа цеха

2.4 Расчет средневзвешенной плотности сырья

Средневзвешенная плотность сырья r_СР, кг/м³, рассчитывается по формуле

 (7)

Где Р_ДР - содержание древесины в технологической щепе, %;

r_ДР - плотность древесины в технологической щепе, кг/см³;

Р_ДР - содержание коры в технологической щепе, %;

r_ДР - плотность коры в технологической щепе, кг/см³;

Р_ДР - содержание гнили в технологической щепе, %;

r_ГН - плотность гнили в технологической щепе, кг/см³.

Р_ДР.Б = 840 %,

ρ_К = 10 кг/см³,

ρ_ГН = 446 кг/см³,

Р_ДР.Б = 660 %,

ρ_К = 4 кг/см³,

ρ_ГН = 426 кг/см³,

Ρ_УСЛ.Б = 1/100·( 840·90+446·10 ) = 801кг/м³,

Ρ_УСЛ.О = 1/100· ( 660∙86+426·10+429·4 ) = 627кг/м³,

Ρ_СР.УСЛ = 627·0,15 + 801·0,85 = 774,9кг/м³.

.5 Расчет баланса сырья и материалов на 1 тонну готовой продукции

Одна тонна готовых плит при влажности 5%, поступающих на склад, содержит, кг:

-   абсолютно сухое волокно 798,6;

-   вода 50;

-   парафин 10;

-        смола 140;

         отвердитель1 % от смолы 1,4;

         всего 1000.

На форматной обрезке плит потери составляют (обрезки, пыль) 5 %, следовательно, на обрезку поступает, кг:

-   абсолютно сухое волокно798,6 · 1,05 = 838,53;

-        вода 50 · 1,05 = 52,5;

         парафин 10 · 1,05 =10,5;

         смола 140 · 1,05 = 147;

         отвердитель 1,4 · 1,05 = 1,47;

         всего 1050,0.

При этом потери составляют 50кг, в том числе:

-   абсолютно сухое волокно 50 · 0,7986 = 39,93;

-        вода 50 · 0,05 = 2,5;

         парафин 50 · 0,001 = 0,05;

         смола 50 · 140: 1000 = 7;

         отвердитель 50 · 1,4: 1000 = 0,07.

На форматную обрезку плиты поступают 5% влажности из пресса. В гидравлический пресс поступают плиты с формующей машины.

При сушке в прессе испаряется следующее количество воды

Всего на сушку поступает в пресс, кг:

-   абсолютно сухое волокно 838,53;

-        вода 52,5;

         парафин 10,5;

         связующее 148,47.

В вакуум-формирующую машину поступает волокно после сушки и смешивания со связующим и гидрофобизатором, с учетом потерь 0,06 % поступает, кг:

-   абсолютно сухое волокно 838,53 · 1,0006 = 839,03;

-   вода 52,5 · 1,0006 = 52,53;

-   парафин 10,5 · 1,0006 = 10,506;

-   смола 147 · 1,0006 = 147,1;

-        отвердитель 1,47 · 1,0006 = 1,4709.

Безвозвратные потери, кг, составляют:

-   абсолютно сухое волокно 839,03 - 838,53 = 0,5;

-        вода 52,53 - 52,5 = 0,03;

         смола 147,1 - 147,0 = 0,1;

         отвердитель 1,4709 - 1,47 = 0,0009.

В сушилках происходит подсыхание волокна 50 % до влажности 8-10 %. При этом удаляется воды

На сушку сухого циклона поступает, кг:

- абсолютно сухое волокно 839,05;

- вода 786,52 + 52,53 = 839,05.

В сухой циклон волокнистая масса поступает из рафинера с влажностью 55% и подсушивается в нем до 50% влажности.

При этом удаляется воды

В сухой циклон из рафинёра поступает, кг:

- абсолютно сухое волокно 839,05;

- воды839,05 + 238,98 = 1078,03.

В рафинер поступает древесная щепа после сортирования, имеющая влажность не менее 40%. В рафинере в результате пропаривания влажность её повышается до 55-60%. С этого этапа содержание воды в балансе больше не рассчитывается, так как влажность поступающей древесины уже не зависит от потребителя, а зависит от поставщика и методов доставки на завод.

Применяя потери древесины при размоле щепы в рафинере равными 4%, определяется количество поступающей древесины в рафинер:

Безвозвратные потери в рафинере составят

Потери при рубке и сортировании щепы принимаем 4%. Тогда количество абсолютно сухой древесины, поступающей на рубку, составит

876,612 ∙ 1,04 = 911,68 кг;

Удельный расход сырья и материалов представлен в таблице 6.

Таблица 6 - Удельный расход сырья и материалов

Данные расходов сырья и материалов по ступеням технического процесса приведены в таблице 7.

Таблица 7 - Материальный баланс сырья и материалов на 1 т выпускаемой продукции

Расход древесины на 1 тонну плиты по данным материального баланса составляет 911,68кг. Тогда количество абсолютно сухой древесины на 1 тонну плит составит

.6 Расчет нормы расхода сырья и материалов на 1000м² готовой плиты

Расход щепы на 1000м² плиты составляет

/ 800 = 1,25м²,

,25 / 0,004 = 312,5м²,

,88 пл.м³ щепы - 312,5м² плиты,

Х - 1000м² плиты,

X =11,31 пл.м³ щепы.

Расход парафина на 1000м² плиты составляет

,506 кг - 312,5м² плиты,

Хкг. парафина - 1000м² плиты,

X = 33,63 кг.

Расход смолы на 1000 м² плиты составляет

,1 кг - 312,5 м² плиты,

Х кг - 1000 м² плиты,

X = 470,66 кг.

Расход отвердителя на 1000 м² плиты составляет

,4709кг - 312,5кг,

Хкг - 1000м² плиты,

Х = 4,7 кг.

2.7 Расчет расхода сырья и материалов на единицу продукции

Расход щепы

Х= 1771,54·11,31/1000 = 20,04 пл. м³/ч,

Х= 20,04·24 = 480,9 пл. м³/сут,

Х= 480,9·294 = 141374,84 пл. м³/год.

Расход парафина

Х= 1771,54·33,63/1000 = 59,58 кг/ч,

Х= 59,58·24 = 1429,84 кг/сут,

Х=1429,84·294 = 420374,53 кг/год.

Расход отвердителя

Х= 1771,54·4,7/1000 = 8,33 кг/ч,

Х= 8,33·24 = 199,83кг/сут,

Х= 199,83·294 = 58749,93кг/год.

Расход смолы

Х= 1771,66·470,66/1000 = 833,74 кг/ч,

Х= 833,74·24 = 20009,75 кг/сут,

Х= 20009,75·294 = 5882866,52кг/год.

Таблица 8 - Потребное количество сырья и материалов

2.8 Расчет и подбор основного технологического оборудования

Расчеты производятся в соответствии с выбранной технологической схемой. Подбирается оборудование, производимое в России и СНГ. В исключительных случаях импортное, которое должно быть современным и высокопроизводительным.

Рубительная машина МРН-100 применяется для изготовления щепы.

Техническая характеристика рубительной машины МРН-100:

- производительность, пл.м³/ч 100;

диаметр диска, мм 2440;

число ножей, шт 10;

скорость вращения ножевого диска, об/мин 365;

мощность электродвигателя, кВт 500.

Производительность рубительной машины П_ЧАС, м³/ч, определяется по формуле

 (8)

Где К_И - коэффициент использования машинного времени, К_И=0,07;

К_Р - коэффициент рабочего времени, К_Р=0,9;

К_З - коэффициент заполнения, К_З = 0,9;- длина щепы, мм (h=15÷20 мм);- число ножей в диске, шт;- частота вращения диска, об/мин; - площадь проходного сечения окна, F=5м²;

α-угол загрузки патрона, α=45÷52º.

Количество рубительных машин n, шт, рассчитывается по формуле

 (9)

гдеQ_ЧАС - часовой расход щепы, м³/ч (в таблице 8);

П_ЧАС - часовая производительность рубительной машины, м³/ч.

Принимается одна рубительная машина типа МРН-100 с коэффициентом загрузки, равным

η_ЗАГР = 0,39 · 100 / 1 = 39 %.

Технологическая щепа хранится в кучах. Площадь кучи, необходимой для хранения запаса щепы на 10 суток S_КУЧИ, м², определяется по формуле

 (10)

гдеF - объём щепы (десятисуточный запас), м³;

Н - высота кучи, Н = 4,5м;

К_И - коэффициент использования, К_И = 0,5;

К_З - коэффициент заполнения, К_З = 0,35.

Объем кучи щепы F_Щ, м³, определяется по формуле

 (11)

Где П_СУТ - производительность плит в сутки, м³/сут (в таблице 8).

Сортировка щепы производится на отечественной сортировке СЩ-120, которая по своей производительности она обеспечивает объём перерабатываемого сырья.

Производительность сортировки П_ЧАС, м³/ч, определяется по формуле

 (12)

Где F - площадь сит, F = 8,4м²;- пропускная способность, q = 60м³/ч;

К_У - коэффициент учитывающий содержание в составе мелкой щепы, К_У=0,53;

К_Р - коэффициент рабочего времени, К_Р=0,8.

Необходимое количество сортировок n, шт, определяется по формуле

 (13)

Коэффициент загрузки сортировки h_ЗАГР, %, имеет следующее значение показателя

.

Принимается одна сортировка типа СЩ-120 с коэффициентом загрузки 75%.

После сортировок щепа идет в бункер запаса ёмкостью 300м³. Время хранения щепы в бункере, в течение которого обеспечивается бесперебойная работа цеха τ, ч, определяется по формуле

 (14)

гдеV - объём бункера, м³;

К_З - коэффициент заполнения рабочего объема бункера, К_З = 0,95;

Q_Щ - часовая потребность в щепе, м³.

Количество бункеров n, шт, определяется по формуле

 (15)

Где ρ_Щ - насыпная плотность щепы, кг/м³;

τ - время, мин.

Далее щепа поступает на мойку. Производительность гидромойки составляет 110нас.м³/ч. Для перевода в плотные м³ производительность гидромойки умножается на 0,36.

Количество гидромоек n, шт, определяется по формуле

 (16)

Где Q_ЧАС - часовая потребность в щепе, пл.м³/ч (в таблице 8);

П_ЧАС - производительность гидромойки, пл.м³/ч.

После гидромойки щепа поступает в бункер чистой щепы. Время хранения щепы для бесперебойной работы цеха 1-1,3 часа.

Потребное количество бункеров n, шт, определяется по формуле

 (17)

гдеQ_Щ - часовая потребность в щепе на потоке, т/ч ( в таблице 5);- объем бункера, м³;

К_З - коэффициент заполнения рабочего объема бункера, К_З = 0,95;

τ - время, в течение которого бункер обеспечивает бесперебойную работу потока на данном участке, ч;

ρ_Щ - насыпная масса щепы, кг/м³.

Следовательно, принимается 1 бункер для хранения чистой щепы.

Далее щепа идёт в рафинер. Производительность рафинера П_ЧАС, кг/ч, определяется по формуле

 (18)

Где F - площадь поперечного сечения червяка винтового конвейера, м²;

α - шаг червяка, м;- частота вращения вала с червяком, мин^-1;

ρ - плотность древесины при заданной влажности, кг/м³;

К_З - коэффициент заполнения, К_З = 0,35;

К_И - коэффициент использования машинного времени, К_И = 0,9.

Площадь поперечного сечения червяка нижнего винтового конвейера F, м², определяется по формуле

  (19)

Где D - наружный диаметр червяка, м;

i - отношение диаметра вала к наружному диаметру червяка.

Отношение диаметра вала к наружному диаметру червяка i, рассчитывается по формуле

 (20)

Где d - диаметр вала, мм.

Время, на которое хватит расходного бункера над рафинером объемом 20м³, τ, ч, определяется по формуле

 (21)

Где К_З - коэффициент заполнения бункера, К_З = 0,95.

Фактическая производительность рафинера Q_ЧАС, кг/ч, определяется по формуле

 (22)

Где Р_УД - количество древесины, поступающей в рафинер, кг;

Q_Ц - производительность цеха, т/ч.

Производительность насоса для подачи смолы П_НАС.СМ, л/мин, рассчитывается по формуле

 (23)

Где Q_СМ - расход сухой смолы на одну тонну плит, кг/ч;

Q_Ц - количество выпускаемой продукции, т/ч;

ρ_СМ - плотность смолы, ρ_СМ = 1,24 кг/л;

К - концентрация смолы, К = 50÷55%.

Производительность насоса для подачи отвердителя П_НАС.ОТ, л/мин, рассчитывается по формуле

 (24)

Где Q_ОТ - расход сухого отвердителя на одну тонну плит, кг/ч;

Q_Ц - количество выпускаемой продукции, т/ч;

ρ_ОТ - плотность отвердителя, ρ_ОТ = 1,04кг/л;

К_ОТ - концентрация потребляемого отвердителя, К_ОТ = 20%.

Производительность трубы-сушилки составляет 60т/ч. Фактическая производительность сушилки П_ФАКТ, т/ч, определяется по формуле

 (25)

Где W_НАЧ, W_КОН - начальная и конечная влажность волокна, %;

П_СУШ - производительность трубы-сушилки, т/ч.

Коэффициент загрузки трубы-сушилки h_ЗАГР, %, имеет следующее значение показателя

Далее древесноволокнистая масса идет на формирование ковра.

Производительность формующей машины П_ЧАС, кг/ч, определяется по формуле

 (26)

где g - вес 1м² плиты, кг;- ширина плиты, м, b = 2,8м;

υ - скорость формирования ковра, м/мин;

К_И - коэффициент использования машинного времени, К_И = 0,8.

Вес 1м² плиты g, кг, определяем по формуле

 (27)

гдеh - толщина плиты, м.

Скорость формирования ковра υ, м/мин, определяется по формуле

 (28)

Где П_ЧАС - производительность цеха, кг/ч.

Производительность холодного пресса, который служит для предварительной подпрессовки ковра, не относится к расчетным показателям.

Достаточно следить за тем, чтобы режим работы холодного периодического пресса был на две-три секунды меньше, чем режим главного конвейера. Минимальная скорость рабочего движения холодного пресса υ, м/мин, вычисляем по формуле

 (29)

Где П_ЧАС - часовая производительность горячего пресса, м³/ч;- ширина плиты, м;- толщина плиты, м;

К_И - коэффициент использования, К_И = 0,8÷0,9;

К_З - коэффициент загрузки, К_З = 0,95.

После холодного пресса плита поступает в каландровый пресс.

Производительность горячего пресса П_ЧАС, м²/ч, определяется по формуле

 (30)

П_час = 60·2,8·12,43 ·0,9·0,95 = 1772,51 м²/ч.

где υ - скорость прессования, м/мин;- ширина плиты, м.

Из методики расчета производительности пресса скорость прессования υ, м/мин, определяется по формуле

 (31)

В непрерывно действующем прессе продолжительность выдержки и прогрева определяется скоростью процесса и длиной пути, проходимого прессуемой плитой под давлением в контакте с нагревательной поверхностью, то есть главным валом каландрового пресса.

Продолжительность выдержки и прогрева τ, мин, определяется по формуле

 (32)

Где L - длина зоны на главном вале от точки входа ковра под 1 валом до точки отрыва спрессованной плиты от главного вала, L = 7,8 м;

υ - скорость прессования, м/мин.

Фактическая производительность пресса с учетом скорости прессования П_ФАК, м²/ч, определяется по формуле

 (33)

Где υ - скорость прессования, м/мин;- ширина плиты, м.

 (34)

Где D - диаметр ведущего барабана установки, D = 4000 мм.

При этом усилие натяжения ленты, отнесенное к 1см ее ширины Р_ДОП, кг/см, определяется из выражения

 (35)

гдеs_ВР-предел прочности материала из ленты при растяжении, s_ВР=100кг/с;

К - коэффициент запаса прочности, К = 2.

Максимальное удельное давление ленты на главный барабан и прессуемую плиту Р_MAX, кг/см, рассчитывается по формуле

 (36)

После горячего пресса плиты идут на форматно-обрезной станок.

Скорость подачи плиты υ, м/мин, определяется из формулы производительности

 (37)

 (38)

 (39)

Где П_ЧАС - часовая выработка плит, м²/ч.

Следовательно, для расчетной производительности плит скорость поперечного форматно-обрезного станка равняется 10,3 м/мин и скорость продольного форматно-обрезного станка равняется 10,3 м/мин.

Перечень и технические характеристики оборудования приведены в таблице 9.

Таблица 9 - Перечень и технические характеристики оборудования

2.9 Расчет вспомогательного оборудования

Потребное количество режущих инструментов (дисковых пил) в год R, шт, определяется по формуле

 (40)

Где T - время работы оборудования в году, ч;- число одинаковых пил в комплекте на один станок, Z = 8шт;- величина допускаемого стачивания рабочей части инструментов, мм;- величина уменьшения рабочей части инструмента за 1 переточку, мм;- продолжительность работы инструмента между 2 переточками, ч;

К - коэффициент, учитывающий поломку инструмента.

Характеристика режущих инструментов представлена в таблице 10.

Таблица 10 - Характеристика режущих инструментов

Скорость ленточного транспортёра u, м/мин, определяется по формуле

u= Q/60 ∙ F∙ b∙ K₁ ∙ K₂,(41)

F=0,64 ∙ b² / 18,(42)

где Q - часовая потребность в сырье на линии, м³ ;

F - поперечное сечение материала на ленте, м2;

B - ширина ленты, м;

К₁ - коэффициент использования рабочего времени,К₁=0,8;

К₂ - коэффициент полнодревесности измельченной древесины,К₂=0,34-0,36.

u =20,04/ 60 ∙ 0,04 ∙ 1 ∙ 0,8 ∙ 0,36 =28,62 м/мин,

F = 0,64 ∙1² / 18= 0,04 м².

.10 Расчет склада химикатов

Расчет ведется согласно баланса сырья и материалов, из которого берутся значения расходов парафина, отвердителя, смолы на 1тонну плит.

Суточный расход парафина Q_СУТ, кг, составляет 1429,84 кг ( таблица 8).

Количество парафина на 5 суток составляет

Парафин хранится в мешках по 25кг размером 0,5×0,9м. Количество мешков n, шт, составит

Необходимая площадь для хранения парафина в мешках S_М.П, м², определяется по формуле

 (43)

Где n - количество мешков, шт;- площадь мешка, м².

Площадь склада с учетом проходов и проездов S_СКЛ, м², определяется по формуле

 (44)

Мешки укладываются в штабель по 5 штук, следовательно, занимаемая площадь парафином S_СКЛ.П, м², определяется по формуле

 (45)

Суточный расход отвердителя составляет 219,39 кг ( таблица 8).

Количество отвердителя с учетом хранения на 5 суток составит

Отвердитель хранится в мешках по 25кг размером 0,5×0,9м. Следовательно, количество мешков n, шт, составит

Необходимая площадь для хранения отвердителя в мешках S_М.О, м², рассчитывается по формуле

 (46)

Где n - количество мешков, шт;- площадь мешка, м².

Площадь склада с учетом проходов и проездов S_СКЛ, м², определяется по формуле

 (47)

Мешки укладываются в штабель по 5 штук, следовательно, площадь склада, занимаемая отвердителем, с учетом проходов и проездов S_О, м², определяется по формуле

 (48)

Суточный расход смолы составляет 21944,73 кг (таблица 8).

Количество расходуемой смолы с учётом её хранения в течение пяти суток составит

Смола хранится в цистернах. Объем одной цистерны составляет 1500м³. Потребное количество цистерн n_Ц, шт, рассчитывается по формуле

 (49)

гдеQ_5.СУТ - количество смолы с учетом хранения на пять суток, кг;

V_Ц - объем цистерны, м³.

В результате расчета принимается 74 цистерн объемом 1500м³.

.11 Расчет склада готовой продукции

Расчет ведется на 10-дневную выработку плит. Площадь одной плиты S_ПЛ, м², рассчитывается по формуле

 (50)

Где l - длина готовой плиты, м;- ширина готовой плиты, м.

Плиты укладываются в пачки. Количество плит в одной пачке n_ПЛ, шт, определяется по формуле

 (51)

Где H - рекомендуемая высота пачки, Н = 350÷450мм;- толщина готовой плиты, мм.

Объем одной пачки V_П, м³, составляет

В штабель укладывается по 6 пачек. Объем штабеля V_ШТ, м³, составляет

Количество штабелей n_ШТ, шт, определяется по формуле

 (52)

гдеQ_СУТ - суточная производительность цеха, м³( таблица 5).

Общая площадь склада 10-дневной производительности цеха S_СКЛ, м², с учетом проходов, проездов с коэффициентом К=0,5÷0,6, определяется по формуле

 (53)

.12 Расчет транспорта

Для перевоза груза в цехе используются автопогрузчики. Необходимое количество автопогрузчиков в смену n, шт., определяется по формуле

(54)

гдеК₁ - коэффициент неравномерности, К₁ = 0,6÷0,7;

Q - количество плит в смену, т ( таблица 5);

t - среднее время одного рейса (загрузка, выгрузка), t = 8мин;

T - фонд рабочего времени, T = 1440 мин;

d - коэффициент грузоподъемности, d = 0,96;

К_Р - коэффициент использования рабочего времени, К_Р = 0,8;

q - грузоподъемность автопогрузчика, q = 3т.

Следовательно, для эффективного функционирования цеха и своевременного выполнения годовой программы потребуется один автопогрузчиков.

3. Энергетическая часть

.1 Расчет расхода пара

Расход пара на душевые Q_ПАРА, т, определяется по формуле

 (55)

гдеq - удельный расход пара на одного человека в смену, q = 3кг;

t - количество рабочих смен в году;

z - количество человек в смену, z = 25;

i - число смен в сутки на предприятии.

Расход пара на технологические нужды Q, т/год, определяется по формуле

 (56)

гдеq - удельный расход пара, q = 1,4т/м³;

m - годовой выпуск плит, т/год ( таблица 5 ).

.2 Расчет расхода тепла на отопление

Вентиляция производственных помещения предназначена для обеспечения нормальных санитарных условий воздушной среды. Воздушная среда должна удовлетворять двум требованиям: санитарно-гигиеническим и технологическим. В производственных помещениях необходимо поддерживать заданные значение температуры, влажности, чистоты газового состава и скорости движения воздуха. Для этих целей применяют приточную и вытяжную вентиляцию. Вытяжная вентиляция удаляет из помещения воздух, содержащий вредные примеси, которая после выбрасываются в атмосферу. Приточная вентиляция подает в помещение чистый воздух, предварительно подогретый в холодное время. Часто вентиляция бывает комбинированной приточно-вытяжной.

Для расчета расхода тепла на отопление необходимо сосчитать среднюю температуру воздуха с наружи здания на отопительный сезон, количество часов отопительного сезона и количество часов работы вентиляции.

Начало и конец отопительного сезона определяет в зависимости от климатических условий. Продолжительность отопительного сезона с 15.09-15.05, 220 дней. Их опыта средней полосы температура равна 22^оС. Время работы приточно-вытяжной вентиляции 5280 часов.

Расход тепла на отопление Q_от, т/год, определяется по формуле

Q_от= q_уд ∙к_зд ∙т, (57)

где q_уд - удельный расход тепла на отопление на 1 м³ здания;

к_зд - объем отапливаемого помещения, м³;

Т - время отопительного сезона, ч.

Q_от= 0,015 ∙ 224,640 ∙ 5280 = 17791488 т/год.

.3 Расчет расхода воды

Согласно санитарным нормам СН245-71 расход воды на хозяйственные и бытовые нужды рассчитывается с учетом нормативного расхода воды на одного работающего и составляет 50 литров в смену.

Таким образом, расход воды в смену Q_СМ, л, рассчитывается по формуле

 (58)

гдеn - число работающих в смену, чел.

Годовой расход воды Q_ГОД, л, определяется по формуле

 (59)

гдеN - количество смен в сутки, шт;

n - количество рабочих дней в году, дн.

Расход воды на противопожарные нужды Q_ПОЖ, л, определяется по формуле

 (60)

где600 - расход воды наружного гидранта, л;

- расход воды внутреннего гидранта, л;

n_НАР, n_ВН - число наружных и внутренних гидрантов, шт.

- время работы гидранта, мин.

Расход воды на разбавление смолы q, кг, определятся по формуле

q = q_cм ∙ (k₁ - k₂) / к₂,(61)

где q_cм- количество смолы для разбавления, кг;

к₁- начальная концентрация смолы, %;

к₂- конечная концентрация смолы, %.

q= 147,1 ∙ (67,9-55)/ 55 = 34,5 кг.

Расход воды на технологические нужды Q, м³, определяется по формуле

Q = q ∙ V, (62)

где V - объём выпуска продукции, м³/год ( таблица 5);

 q - удельная норма расхода воды, м³.

Q = 75,05 ∙ 40000 =3002000 м³

3.4 Расчет расхода электроэнергии

Количество потребляемой электроэнергии на технические цели Р, кВт, определяется по формуле

 (63)

гдеSN_У - суммарная мощность всех электродвигателей в цехе, кВт·ч;

Ф_О - фонд рабочего времени оборудования в год, ч;

h_О - коэффициент работы оборудования, h_О = 0,5÷0,6;

h_З - коэффициент загрузки оборудования, h_З = 0,7;

h_СЕТИ - коэффициент, учитывающий потери в сети, h_СЕТИ=1,05÷1,06;

h_КПД-коэффициент полезного действия электродвигателей, h_КПД=0,85÷0,95.

Количество потребляемой электроэнергии на технологические цели, P_т, кВт, определяется по формуле

Р_т = q ∙ G,(64)

где q - норма расхода электроэнергии на производство 1 м₃ плит;

G - годовая программа цеха, м₃/год ( таблица 5).

Р_т = 51600 ∙ 1,12 =57792 кВт.

Бытовая электроэнергия используется для освещения производственного помещения. Количество потребляемой электроэнергии для освещения P_ОСВ, кВт, определяется по формуле

 (64)

4. Охрана труда и техника безопасности на производстве

К самостоятельной работе в качестве работника допускаются лица не моложе 18 лет, имеющие соответствующую квалификацию, прошедшие:

-   предварительный, при поступлении на работу, медицинский осмотр и признанные годными по состоянию здоровья для выполнения данного вида работ;

-   вводный инструктаж;

-        первичный инструктаж на рабочем месте;

         стажировку в количестве 2-14 рабочих смен под руководством лица, назначенного распоряжением начальника цеха;

         обучение, проверку знаний и приобретенных навыков работы;

         ознакомленные с правилами пожарной безопасности.

Допуск к работе оформляется в журнале регистрации инструктажа на рабочем месте.

Работник должен пройти инструктаж и проверку знаний на I группу по электробезопасности.

Не реже одного раза в три месяца работник должен проходить повторный инструктаж по программе первичного инструктажа на рабочем месте и ежегодно - обучение по 10-часовой программе, с проверкой знаний. Лица, не прошедшие проверку знаний, к самостоятельной работе не допускаются.

Лица, нарушившие требования безопасности, которые могли привести или привели к травме, аварии, взрыву или пожару, подлежат прохождению внепланового инструктажа.

При работе с грузоподъемными механизмами, управляемыми с пола или со стационарного пульта и зацепке груза на крюк такой машины, допускаются только специально-обученные лица, прошедшие инструктаж по охране труда и проверку навыков по управлению машиной и строповке грузов, в соответствии инструкции по охране труда № «для лиц, производящих работы с применением грузоподъемных машин управляемых с пола».

Работник предприятия обязан:

-   соблюдать трудовую дисциплину, правила внутреннего трудового распорядка;

-        выполнять только ту работу, по которой он обучен и проинструктирован по безопасности труда, при получении новой работы требовать от руководителя дополнительного инструктажа. При совмещении с основной работой, какой-либо другой, изучить и выполнять инструкцию по охране труда для совмещаемой работы;

         во время работы быть внимательным, не отвлекаться и не отвлекать других;

         работать только на исправном оборудовании, при наличии исправных блокировок и ограждений;

         использовать оборудование только по его прямому назначению;

         содержать в порядке и чистоте рабочее место, не допускать загромождения его деталями, отходами, мусором;

         работать в спецодежде, выдаваемой в соответствии с утвержденным на предприятии перечнем выдачи средств индивидуальной защиты (СИЗ);

         соблюдать правила пожарной безопасности;

         при пожаре звонить 01 или 2-78;

         курить только в специально отведенных местах.

Работник должен знать:

-   назначение и содержание выполняемой работы её связь с технологическим процессом на смежном участке;

-        правила технической эксплуатации оборудования;

         назначение, устройство оборудования, ограждений, предохранительных устройств;

         порядок и безопасные приемы работы;

         требования безопасности, предъявляемые к приспособлениям и технологическому инструменту, используемым в работе;

         перечень работ повышенной опасности выполняемых по наряду-допуску;

         план эвакуации из производственного помещения;

         правила пользования защитными средствами;

         содержание инструкции по «Оказанию первой помощи пострадавшим при несчастном случае на производстве», инструкции по охране труда «При работе на высоте» и другие при необходимости, план локализации и ликвидации аварийных ситуаций в газовом хозяйстве ООО «ДВП НЛПК»;

         место хранения аптечки первой медицинской помощи;

         правила пользования первичными средствами пожаротушения и место их хранения.

Продолжительность рабочего времени не может превышать 40 часов в неделю. Продолжительность ежедневной работы (смены) определяется правилами внутреннего трудового распорядка или графика сменности.

В течение рабочей смены работнику должен быть предоставлен перерыв для приема пищи, продолжительностью не менее 30 минут. Время начала и окончания перерыва определяется правилами внутреннего трудового распорядка.

Выполняя трудовые обязанности, работник обязан соблюдать следующие правила:

-   проходить в установленных местах по переходным мостикам и трапам через транспортеры и конвейеры;

-   при выходе из здания убедиться в отсутствии движущегося транспорта;

-        переходить железнодорожные пути и автомобильные дороги в установленных местах;

         быть внимательным к сигналам движущегося транспорта и не нарушать правила дорожного движения;

         не садиться и не облокачиваться на случайные предметы и ограждения;

         не подниматься и не спускаться бегом по лестничным маршам и переходным мостикам;

         не находиться в зоне действия грузоподъемных машин.

Работнику запрещается:

-   передавать свою работу и управление механизмами, агрегатами, станками другим лицам;

-        допускать на рабочее место посторонних лиц, не имеющих отношения к данной работе;

         включать и останавливать, кроме аварийных случаев, машины, механизмы, станки, на которых не поручено работать;

         работать на оборудовании с неисправными или отключенными контрольно-измерительными приборами и автоматикой обеспечивающих контроль заданных режимов;

         работать без присоединенного к оборудованию защитного заземления;

         использовать транспортные проемы для входа в цех;

         стоять на пути цехового транспорта;

         прикасаться к неизолированным или поврежденным электрическим проводам;

         самостоятельно устранять неисправности в осветительной и силовой сети, а также пусковых устройствах;

         выполнять работы повышенной опасности без наряда-допуска;

         выполнять работу без применения средств индивидуальной защиты;

         принимать пищу, оставлять продукты питания на рабочем месте;

         пользоваться сжатым воздухом для уборки помещения, рабочих мест, обдува одежды и обуви;

         производить чистку смазку и регулировку механизмов при работающем оборудовании;

         оставлять рабочее место до прибытия сменщика.

Заключение

В данной курсовой работе приведены сведения по сухому способу производства ДВП, закреплены навыки пользования государственными стандартами, инструкциями, выполнение расчетов и графических работ.

В ходе курсовой работы я закрепила навыки при расчете и подборе основного и вспомогательного оборудования, сырья и материалов, склада химикатов, готовой продукции, транспорта, расхода пара, расхода тепла на отопление, воды, электроэнергии, вентиляции. Закрепила знания, полученные при изучении дисциплины «Технология и оборудование производства древесных плит».

древесный плита химический сырье

Список литературы

1  Инструкция по охране труда для операторов на автоматических и полуавтоматических линиях в деревообработке ИОТ 02-10-08.

2    Баженов В.А. Технология и оборудование производства древесных плит и пластиков / В.А. Баженов, Е.И. Карасев, Е.Д. Мерсон. - М.: Лесная промышленность, 1980. - 415с.

3  Бирюков В.И. Справочник по древесноволокнистым плитам / В.И. Бирюков, М.С. Лащавер, Е.Д. Мерсов и др.- М.: Лесная пром-сть,1981. - 184с.

4       Дроздов И.Я. Производство древесноволокнистых плит. Учебник для подгот. рабочих на производстве. Изд.2-е, перераб. и доп. / И.Я. Дроздов, В.М. Кунин. - М.: Высшая школа,1975. - 328с.

5       Карасев Е.И. Технология и оборудование производства древесных плит. Методические указания / Е.И. Карасев. - М.: МГУЛ, 2002.

6       Ковернинский И.Н. Основы технологии химической переработки древесины / И.Н. Ковернинский. - М.: Лесная промышленность, 1984. - 184с.

7       Колупаева Е.Н. Руководство к курсовому и дипломному проектированию по производству ДВПс. Методическое пособие / Е.Н. Колупаева. - Киров, 2012. - 24с.

8       Солечник Н.Я. Производство древесноволокнистых плит / Н.Я. Соленчик.- М.: Гослесбумиздат, 1959. - 286с.

9    Ребрин С.П. Технология древесноволокнистых плит / С.П. Ребрин, Е.Д. Мерсов, В.Г. Евдокимов. - М.: «Лесная промышленность», 1971. - 272с.

10     Справочник по древесноволокнистым плитам. - М.: Лесная промышленность, 1983. - 239с.