Определение норм расхода с учетом потерь

Расчет расходных коэффициентов по сырью и материального баланса производства

1. Фактический расход вяжущего G_вч, кг на 1м³:

, (5.1)

где Р_б – масса 1м³ ячеистого бетона в сухом состоянии при заданной объемной массе, кг;

К - коэффициент, учитывающий количество химически связанной воды в гидросиликате кальция ( К = 0.95 );

К_вяж – заданное количество вяжущего в силикатной смеси, %.

кг (5.2)

2. Фактический расход извести:

кг, (5.3)

где К_и – за3. Фактический расход портландцемента в вяжущем G_вч, кг на 1м³ ячеистого бетона:

кг, (5.4)

где G^/_и – фактический расход извести в %.

4. Фактический расход песка:

, (5.5)

где G_вч – чистый расход вяжущего в %:

кг, (5.6)

где а_с – заданное содержание активных СаО и МgО, %;

а_вяж – заданное содержание активных СаО и МgО в смеси, %.

кг (5.7)

Расход песка с учетом карьерной влажности:

кг (5.8)

5. Фактический расход алюминиевой пудры G_ап, кг на 1м³ ячеистого бетона:

кг, (5.9)

где К_а – заданное количество алюминиевой пудры в силикатной смеси,%.

6. Количество воды на шлам:

Общее количество песка с учетом карьерной влажности составляет 252.62 кг, часть песка идет на получение известково – песчаного вяжущего. Так как соотношение песка и извести равно 1:1, то количество песка потребное для получения вяжущего равно 79.8 кг, а с учетом влажности песка – 84 кг. Тогда масса песка на шлам, кг:

т_ш=252.62-84=168.62 кг (5.10)

Влажность песчаного шлама равна 40 %. Масса шлама (с учетом влажности песка ):

кг (5.11)

Масса воды равна:

т_воды=266.98-168.62=98.36кг (5.12)

7. Количество воды для приготовления алюминиевой суспензии найдем исходя из следующих данных: в 1л воды содержится 45г алюминиевой пудры, следовательно масса воды для приготовления алюминиевой суспензии равно:

m_воды=406/45=9 кг (5.13)

8. Масса поверхностно – активного вещества в алюминиевой суспензии составляет 5% от массы алюминиевой пудры:

кг (5.14)

9. Общее количество воды:

кг (5.15)

Определение норм расхода с учетом потерь.

Технологические потери компонентов в процентах от чистого расхода составляют:

- для извести, цемента и алюминиевой пудры: за счет налипания материала на оборудование 3.5%.

Тогда коэффициент расхода:

(5.16)

- для песка: за счет налипания на оборудование 3.5%, при помоле 3.5%. Коэффициент расхода равен:

(5.17)

- для известково – песчаного вяжущего и шлама: за счет налипания на оборудование 3.5%, при помоле 2%.

(5.18)

Нормы расхода материалов с учетом потерь:

кг (5.19)

кг (5.20)

кг (5.21)

кг (5.22)

кг (5.23)

кг (5.24)

На основании полученных данных составляем таблицу приходных и расходных статей материального баланса 6.1.

Таблица 6.1Статьи прихода и расхода материального баланса

Наименование компонента	Масса,кг.	Наименование компонента	Масса,кг.
1. известь 2. песок 3. цемент 4. алюминиевая пудра 5. ПАВ 6. вода	82.992 271.63 89.998 0.442   0.0203 175.2	1. готовое изделие 2. потери, в т.ч. - извести - песка - цемента - алюминиевой пудры - горбуша - шлама - вяжущего 3. испарившаяся вода	3.458 0.016   23.5 16.01 9.828 46.27
Итого	620.75	Итого	621.22

Невязка (Н)=0.005%

Тепловой расчет.

Тепловой баланс составляется на весь период запаривания, на всю массу загружаемых изделий.

Приход тепла:

1) с паром при давлении 0,9 МПа (0,8 изб МПа) и энтальпия пара 2775 кДж\кг:

кДж (5.25)

кДж

2) С сухим материалом:

кДж (5.26)

3) С влагой изделия:

кДж (5.27)

4) С вагонетками:

кДж (5.28)

5) С автоклавом:

кДж (5.29)

6) За счет гидратации цемента:

кДж, (5.30)

где g_экз – экзотермия 1 кг цемента, кДж/кг;

m_ц – масса цемента, кг;

v_б – объем бетона.

Расход тепла:

1) На нагрев сухой массы изделий до конечной температуры:

кДж (5.31)

2) На нагрев вагонеток:

кДж (5.32)

3) На нагрев влаги в сырце:

кДж (5.33)

4) На нагрев автоклава:

кДж (5.34)

5) Потери в окружающую среду поверхностью автоклава:

(5.35)

Суммарный коэффициент теплоотдачи определяется по формуле:

(5.36)

где А – коэффициент зависит от формы автоклава равный 2,2;

t_H – температура наружной поверхности автоклава;

t_oc – температура ОС;

С_ст – коэффициент излучения серого тела равный С_о = 5,67, а степень черноты поверхности принимаем 0,8:

С_ст = 5,67*0,8 = 4,540Вт\м² К, (5.37)

Тогда

(5.38)

6) С утечкой пара через не плотности (принимаем потерю пара К_{п = =}5%), h^u =27775 кДж пара при Р_изб = 0,8 МПа:

(5.39)

7) С конденсатом:

(5.40)

8) С паром заполняющим свободный объем:

(5.41)

Уравнение теплового баланса:

2775х+1827360+543024+204775,2+659640=

=7971858+1786663,6+2368942,2+1918453+642293,3+

+138,75х+398,05х-51683,7+342299,1*2775х+3234799,2=

=14978671 кДж.

где 2238,2х = 11743872

х = 5807,92 кДж\период.

Тепловой баланс автоклава представлен в таблице 6.2

Таблица 6.2 Тепловой баланс автоклава

Приход тепла	КДж	Расход тепла	КДж
С паром		На нагрев сухой массы изделия
С сухим материалом		Нагрев вагонеток,	708993,5
С влагой изделий		Нагрев влаги изделий	2406526,5
С вагонетками		Нагрев автоклава
С автоклавом		Потери в окружающую среду	642393,3
За счет гидратации цемента	1299427,1	С утечкой пара через неплотности	805848,9
С перепускаемым Паром	163125,8	С конденсатом
		С паром, заполняющим свободный объем
		С перепускаемым паром	163125,8
Итого	19452115,8		19452115,8

Тепловой КПД:

(5.42)

Технический КПД:

(5.43)

Расчет экономии пара при одиночном перепуске. Перепуск проводят от рабочего давления 0,9 МПа до давления 0,475 (0,48 МПа) температура перепуска Т_пер = 148°С

1) Определяем количество теплоты, выделяемой при понижении температуры сухой массы изделий:

(5.44)

2) Определяем теплоту выделяемую при понижении температуры автоклава:

(5.45)

3) Определяем количество теплоты выделившейся при понижении температуры вагонеток:

(5.46)

4) Определяем количество теплоты выделившейся при понижении температуры конденсата и воды изделий (Q_конд. = 2262303 к Дж).

(5.47)

(5.48)

где - температура или энтальпия (кг воды при рабочей температуре 742,7 кДж/кг);

- энтальпия 1 кг воды при Т_пер = 148°С кДж/кг;

кДж (5.49)

5) Определяем количество теплоты, уносимое перепускаемым паром

(5.50)

где - энтальпия пара при Т_р 2775 кДж

(5.51) (5.52)

- энтальпия пара при Т_пер = 1482744,8 кДж\кг

где - плотность 1 м³ пара при Т_пер = 148°С составит 2,365 кг\м³;

- плотность 1 м³ пара при Т_раб составит 4,653 кг\м³;

V_с8 = 25,4 м³;

Х₁ = 4,,653*25,4 = 118,23 кг масса 1м³ при Т_раб;

= 2,365*25,4 = 60,1 кг 1 м³ пара при Т_пер;

Q₅ = 118,23*2775-60,1*2744,8 = 328088,25-178956,76 = 163125,8 кДж.

6) Количество теплоты, освобожденной при степени температуры автоклава от рабочей до конечной Т = 148°С:

Q_осв = Q₁+Q₂+Q₃+Q₄+Q₅ = =1147694,4 + 272651,2 + 100762,4 + 952119,2 + + 149131,49 = 2814686,4 кДж. (5.53)

7) Количество пара образовавшегося при испарении воды из изделий и конденсата:

(5.54)

Масса перепускаемого пара определяется сложнее масс пара свободного объема автоклава и пара полученного при испарении воды из конденсата :

(5.55) (5.56)

Действующий расход пара Х_д с учетом перепуска в другой автоклав:

Х_д = 5807,92-1077,3 = 4730,62 кг/период. (5.57)

Экономия пара в % с учетом перепуска его в другой автоклав составит:

(5.58)

Расчет экономии пара при двойном перепуске. Перепуск пара проводят от рабочего давления 0,9 до давления » 0,24375 (0,288 МПа) 130°С.

1) Определяли количество теплоты, выделяемой при понижении температуры сухой массы изделий:

(5.59)

2) Определяем теплоту, выделяемую при понижении температуры автоклава:

(5.60)

3) Определяем количество теплоты при понижении температуры вагонеток:

(5.61)

4) Определяем количество теплоты, выделявшейся при понижении температуры конденсата и воды изделий Q_rfyl = 2262303 кДж:

(5.62) (5.63)

,

где - теплосодержание или энтальпия 1 кг воды при рабочей температуре 742,7 кДж;

- теплосодержание 1 кг воды при температуре перепуска 560,0 кДж.

Q₄ = (5399,3+3280)(742,7-560,0) = 8679,3*182,8 = 1585708,1 кДж.

5) Определяем количество теплоты, уносимых перепуском паром свободного объема автоклава:

(5.64)

где - энтальпия пара при рабочей температуре 2775 кДж;

- энтальпия пара при температуре перепуска 2725,9 кДж/кг.

Х₁ = m_пер*V_своб (5.65)

(5.66)

где - плотность 1 м³ пара при рабочей температуре 1,550 кг/м³;

m_n – плотность 1 м³ пара при рабочей температуре 4,653 кг/м³;

V_своб – 25,4.

Х₁ = 4,653*25,4 = 118,23 кг

= 1,550*25,4 = 39,37 кг.

Q₅ = 118,23*2775-39,37*2725,9 = 328088,25-107318,7 = 220769,5 кДж.

6) Количество теплоты, освобожденной при снижении температуры автоклава от рабочей до температуры перепуска Т = 126,1°С.

7)

(5.67)

8) Теплопотери автоклава во внешнюю среду в период перепуска пара.

(5.68)

9) Количество освобожденной теплоты с учетом потерь:

(5.69)

10) Т.о. количество тепла передаваемое автоклавом:

(5.70)

11) Количество пара образовавшегося при испарении воды из изделий и конденсата:

(5.71)

(5.72) (5.73)

Масса перепускаемого пара определяется сложением масс пара свободного объема автоклава и пара, полученного при испарении воды из конденсата,

Х = 5807,02 кг/период.

Действующий расход пара Х_д с учетом перепуска составит:

Х=5807,02-1645,9=4161,14 кг/период. (5.74)

Экономия пара в % с учетом двойного перепуска составит:

(5.75)

данное количество извести в вяжущем, %.