Методика расчета производственной мощности в непрерывных химических производствах

Мощность аппаратов непрерывного действия, работающих на химических предприятиях, рассчитывают на основе технических норм использования оборудования во времени и интенсивности работы оборудования.

Общая формула расчета производственной мощности (М):

М = а * (Т – Т_о) * b,

где а – количество однородных аппаратов (машин); Т – календарное время, час; Т_о – регламентируемые остановки одного аппарата (машины), час; b – производительность одного аппарата (машины) в час.

Количество аппарато- и машино-часов Т_мч, которое должно быть использовано за год, рассчитывают по формуле

Т_мч = (Т – Т_о) * а.

При определении фонда рабочего времени (или количества апарато-дней работы в плановом году) могут предусматриваться, как указано выше, простои оборудования в связи с текущим и капитальным ремонтами, а также технологические остановки.

Допустим, что в цехе установлено пять аппаратов; в плановом году предусматривается остановка цеха на 10 сут (в связи с ремонтом коммуникаций) и время на текущий и капитальный ремонты и технологические остановки одного аппарата 504 ч, или 21 сут (504 / 24). Фонд рабочего времени составит (365 – 21) * 5 = 1720 аппарато-сут. (Ремонт аппаратуры совпадает с ремонтом коммуникаций. Поэтому 10 дн. не включены в расчет).

После определения количества аппарато-дней работы планового периода рассчитывают количество сырья, поступающего в переработку. Расчет можно вести на единицу времени (час, сут).

Если показатель интенсивности определен как количество сырья, подаваемого в аппарат на единицу реакционного объема в единицу времени, то для расчета мощности необходимо учитывать выход продукции из единицы сырья, или расходный коэффициент.

Производственная мощность (М) аппаратов непрерывного действия может быть вычислена по формулам:

М = (Т – Т_о) * а * Л * И_нi * В_п,

или

где Л – полезный объем или площадь аппарата; И_{нi –} нормативное количество сырья на единицу объема или площади i-го аппарата в час; В_п – коэффициент выхода готовой продукции из сырья; р_к – расходный коэффициент.

Если показатель производительности определяется в единицах готовой продукции (объем продукции с одного кубометра объема в сутки), мощность аппарата непрерывного действия за плановый период составит:

М = (Т – Т_о) * а * Л * И_п,

где И_п – количество готовой продукции с единицы объема.

Для непрерывных процессов можно воспользоваться следующей формулой:

М = (Т – Т_о) * а * V * C * 10⁶ * В_п,

где V – объемная скорость, м³/ч; С * 10⁶ – концентрация в пересчете на тонну вещества, находящегося в аппарате.

Пример 2.

Методика расчета производственной мощности оборудования периодического действия (общая схема расчета)

Мощность аппаратов периодического действия зависит от числа оборотов, или циклов, по данной фазе производства, количества сырья, потребляемого за один оборот или цикл, и выхода готовой продукции из единицы сырья.

Продолжительность цикла, или оборота, включает затраты времени на выполнение всех операций, начиная от включения аппарата и загрузки сырья и кончая выгрузкой готовой продукции. При этом по операциям, протекающим одновременно, в длительность цикла не должны включаться совмещенные затраты времени.

Цикл производства обычно складывается из времени технологического и времени обслуживания, расходуемого на выполнение вспомогательных операций. Для сокращения технологического времени необходимо усовершенствование регламента производства. Сокращение времени обслуживания планируется на основе разработки организационно-технических мероприятий, направленных в частности, на совмещение времени обслуживания с временем технологическим.

Мощность данного вида оборудования периодического действия рассчитывается пол формуле:

,

где И_нj – количество сырья, потребляемого за один j – й цикл; В_п – плановый выход продукции из единицы сырья; Т_ц – продолжительность одного цикла (оборота), час.

Когда в аппарат загружается сырье нескольких видов, выход определяют по основному сырью и в формулу вводят коэффициент, характеризующий отношение веса этого основного сырья к весу общей загрузки.

Мощность оборудования периодического действия можно также определять, исходя из плановой нормы интенсивности (или производительности), выраженной в единицах готовой продукции.

Производительность оборудования в единицах готовой продукции равна:

.

Таким образом, мощность может быть выражена формулой

М = (Т – Т_о) * а * И_н * Л.

Показатели мощности аппаратов-агрегатов, выраженные в единицах продукции, выпускаемой цехом, и расположенные в последовательном порядке на диаграмме соответственно прохождению производственного процесса, называют профилем мощности цеха. Составление такого профиля позволяет наглядно выявить "узкие" места, ликвидация которых даст возможность повысить выпуск продукции.

На основе данных профиля рассчитывают мощность цеха. Приведем пример расчета мощности аммиачного цеха в условиях ступенчатого графика работы в течение планового года (табл. 3).

По приведенным данным рассчитываем мощность цеха. Из табл. следует, что из-за ремонтов не все установленные агрегаты будут одновременно работать в течение года, на что указывают графы 9, 10 и 11. Агрегаты будут ремонтироваться по очереди. При установленной продолжительности ремонтов и часовой производительности агрегатов оказывается, что наименьшая производительность будет у агрегатов синтеза – 15 т/час аммиака. Этот агрегат является одним из основных.

На ремонт четырех агрегатов синтеза аммиака будет затрачено 28 дн (7 * 4), и в течение этого срока мощность цеха будет равна 15 т/час. Следующее ограничение возникает из-за ремонта агрегатов очистки; производительность 16 т/час. На ремонт агрегатов очистки будет затрачено 60 дн (10 * 6).Поэтому в последующие 32 дн (60 – 28) производительность всего цеха не может быть выше 16 т/ч, хотя у агрегатов синтеза мощность после ремонта и возрастает до 20 т/час. Далее 36 дн (96 – 60) будут лимитироваться компрессорами, на ремонт которых будет затрачено 96 дн (24 * 4) и минимальная производительность которых равна 16,5 т/час аммиака. После компрессоров наступает очередь ремонта агрегатов разделения воздуха. На этот ремонт будет затрачено 205 дн (41 * 5), поэтому в последующие 109 дн (205 – 96) можно будет производить только 18 т/час аммиака.

В остающиеся 155 дн (360 – 205) мощность цеха лимитируется работой агрегатов очистки, производительность которых в период работы всех агрегатов является наименьшей – 19,2 т/ч.

Следовательно, годовая мощность цеха составит

(15 * 28 + 16 * 32 + 16,6 * 36 + 18 * 109 + 19,2 * 155) * 24 = 155 136 т

Итак, фактическая часовая производительность – 18 т/час при минимальной производительности одного из агрегатов (очистки) 19,2 т/час. Пример показывает необходимость производства и установки такой аппаратуры, для которой сроки межремонтного цикла совпадали бы или, по крайней мере, были близки. Выполнение этого требования позволит значительно увеличить съем продукции и снизить эксплуатационные издержки, возникающие из-за недоиспользования производственной мощности.

Очевидно, что снизятся не только удельные капвложения на единицу продукции, но и увеличится фондоотдача и производительность труда.

Табл. Расчет производственной мощности аммиачного цеха

(Пример)

Произ-

Длитель-

Годовой

Количест-

Производительность отделения

Мощность цеха,

водитель-

ность

фонд

во уста

максимальная

минимальная

т/год

Агрегаты

ность

остановок

рабочего

новленных

количест-

число

произво-

количест-

число

произво-

одного

отделения

агрегата,

на ремонт

времени,

агрегатов

во агрега-

дней ра-

дитель-

во агрега-

дней

дитель-

агрегата

т/ч

в течение

дн

тов в ра-

боты в

ность, т/ч

тов в

рабо-

ность,

года, дн

боте

течение

работе

ты в

т/ч

года

течение

года

Конверсии

3,1

21,7

18,6

24 775

173 425

Очистки

3,2

19,2

26 880

161 280

Разделение воздуха

4,5

22,5

34 452

172 260

Синтеза

42 360

169 440

Компрессоры

5,5

16,5

44 352

177 408

Примечание.

гр. 4 = 360 дн – гр. 3;

гр. 8 = гр. 2 * гр. 5;

гр. 10 = 360 дн – гр. 7;

гр. 11 = гр. 2 * гр. 9;

гр. 12 = гр. 2 * гр. 4 * 24;

гр. 13 = гр. 4 * 24 * гр. 8.

Рассмотрим упрощенные примеры расчетов производственной мощности для предприятий других отраслей.

Пример 1.

В цехе машиностроительного завода три группы станков: шлифовальные – 5 ед., строгальные – 11 ед., револьверные – 15 ед. Норма времени на обработку единицы изделия в каждой группе станков соответственно: 0,5 час; 1,1 час; 1,5 час.

Определите производственную мощность цеха, если известно, что режим двухсменный, продолжительность смены – 8 ч; регламентированные простои оборудования составляют 7% от режимного фонда времени, число рабочих дней в году – 255.

Решение

1.

2. .

3.

4.

5.

Ткацкая фабрика работает в две смены, количество ткацких станков на начало года 500. С 1 апреля установлено 60 станков, а 1 августа выбыли 50 станков. Число рабочих дней в году – 260, плановый процент простоев на ремонт станка – 5%, производительность одного станка – 4 м ткани в час, план выпуска продукции – 7500 тыс. м.

Рассчитайте производственную мощность фабрики по выпуску ткани и коэффициент ее использования.

Решение

1. .

2.

3.

4. .

Пример 3.

Определите производственную мощность цеха и коэффициент использования мощности при следующих условиях: количество однотипных станков в цехе 100 ед., с 1 ноября установлено еще 30 ед., с 1 мая выбыло 6 ед., число рабочих дней в году – 258, режим работы двухсменный, продолжительность смены – 8 час, регламентированный процент простоев на ремонт оборудования – 6% производительность одного станка – 5 деталей в час; план выпуска за год – 1700000 деталей.

Решение

1.

2.

3.

4.