Разработка реконструкции тракта подачи и отделения переработки сырья на ОАО"сахарный завод Жердевский"-Исследовательская работа . Авторы -Боев С.Ю Мармышов А. Научный руководитель - Бельков А.П.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФГОУ СПО ЖЕРДЕВСКИЙ КОЛЛЕДЖ САХАРНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

                                                                                             Зам.директора по научной работе

                                                                                                                          (Иноземцева Л.В.)

                                                                     «          »                                            2011 год

ОТЧЕТ

ОБ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ НА ТЕМУ:

«РАЗРАБОТКА РЕКОНСТРУКЦИИ ТРАКТА ПОДАЧИ И ОТДЕЛЕНИЯ ПЕРЕРАБОТКИ СЫРЬЯ НА ОАО САХАРНЫЙ ЗАВОД ЖЕРДЕВСКИЙ»

Руководитель:                                                      /Бельков А.П./

2011

СПИСОК ИСПОЛНИТЕЛЕЙ

Руководитель работы:                              Бельков А.П.

Исполнители работы:                               Боев С.Г.

                                                                       Мармышов А.А.

        Маслов И.А.

АННОТАЦИЯ

Данная исследовательская работа связана непосредственно с производством. Колледж заключил договор с ОАО Сахарный завод Жердевский на проведение работ по расчету, подбору и технико- экономическому обоснованию реконструкции тракта подачи сырья и свеклоперерабатывающего отделения. Наша исследовательская группа провела необходимые технические расчеты, изучила отечественное и импортное оборудование для данного участка технологической линии и по результатам проведенных изысканий редложила данному предприятию свой проект реконструкции.

СОДЕРЖАНИЕ

АННОТАЦИЯ

ВВЕДЕНИЕ

1.ТЕХНИКО- ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

2.ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ

3.РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

4.ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

Интересы обеспечения продовольственной безопасности страны и экономической независимости России от мирового рынка требуют в настоящее время больших усилий. Главная задача на перспективу – создать условия, которые способствовали бы адаптации пищевой промышленности к рыночным условиям хозяйствования, повышению конкурентноспособности на рынке, обеспечению внутренних потребностей в продуктах питания за счет собственного производства.

       Предприятия сахарной отрасли, как составная часть продовольственной индустрии играют огромную роль в обеспечении продовольственной безопасности страны. Сахар представляет собой важную составную часть пищи человека, является жизненно важным и социально значимым, входит в число основных продуктов потребительской корзины. Сахар, рассматриваемый в качестве товара или сырьевого источника, представляет собой важнейший элемент продовольственного рынка страны.

      Для того, чтобы успешно выполнить главную задачу необходимо провести модернизацию сахарных заводов, что успешно осуществляется в настоящее время. В России большая часть сахарных заводов построена в 30-60х годах прошлого столетия нуждается в капитальной модернизации производства. ОАО Сахарный завод Жердевский относится к предприятиям старой постройки, (основан в 1938 году) и в перспективном плане развития до 2015 года, предусмотрено увеличение мощности предприятия до 6000 тонн переработки свеклы в сутки (в настоящее время мощность составляет 4000 тонн свеклы в сутки). Поэтому на заводе необходимо практически полная реконструкция всей технологической линии. Одним из самых «узких» мест в технологической цепочке является тракт подачи сырья и ее переработки, т.е. получение диффузионного сока. В данной исследовательской работе предложен один из вариантов такой реконструкции. Здесь сделан технический расчет основного технологического оборудования данного участка и дано обоснование, а также сделан подбор оборудования (упор сделан на отечественное оборудование), предложены передовые методы и технологии для данного участка и т.д.

1.ТЕХНИКО- ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

Жердевский сахарный завод является предприятием старой постройки, последняя большая реконструкция проводилась 25-30 лет назад. В настоящее время реконструируются отдельные участки и станции практически без увеличения производственной мощности т.к. в настоящее время сахарная отрасль обеспечивает население своей продукцией на 50-60%, необходимо строительство новых сахарных заводов, но это достаточно дорогое мероприятие.

      Поэтому в настоящее время идет процесс модернизации старых производственных мощностей в сторону их увеличения.

      Проект такой реконструкции необходим и для Жердевского сахарного завода. По плану реконструкции до 2015 года его мощность должна вырасти с 4000 до 6000 тонн св./сут. , для чего необходимо сделать большую реконструкцию тракта подачи, свеклоперерабатывающего и диффузионного отделений. На этих участках должны быть внедрены новые технологии и установлено новое прогрессивное оборудование импортного и отечественного производства.

2.ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ

  Свекла с кагатного поля с помощью погрузчиков и машин поступает в две бурачные, где гидрантами под давлением смывается и движется по гидравлическому транспортеру. Сложившийся в настоящее время транспортно- технологический комплекс для очистки сахарной свеклы, к сожалению не обеспечивает необходимого качества очистки свеклы от примесей. Поэтому выполняем новый гидротранспортер  нижний для более качественной очистки  (разработанный в Российском НИИ сахарной промышленности). Для более качественной очистки корней сахарной свеклы используем каскадный гидротранспортер, в конструкции которого предусматривается несколько уступов (до 4- 5), расположенных под углом 30 градусов к вертикали, по которым свекловодяная смесь поступает в приемную воронку полуцилиндрической формы, закручивающую движение смеси. При этом в каждую воронку под давление подается сжатый воздух, способствующий дополнительному закручиванию свекловодяной смеси. Каждый гидротранспортер обеспечивает более качественную очистку сахарной свеклы при транспортировке, что благоприятно отражается на всем технологическом процессе.

      Верхний гидротранспортер установлен на эстакаде, он сварен из листовой стали толщиной 6- 8 мм. На верхнем гидротранспортере установлены две камнеловушки: одна- фирмы «Путч» (Германия), вторая- отечественного производства типа Р3-ПУБ-6 производительностью 6000 т.св./сут. ;две соломоловушки переделанные из типовых; гидротранспортер заканчивается водоотделителем типа ВДФ-6. Далее очищается от примесей от примесей свекла поступает в моечное отделение, где установлены две свекломойки отечественного производства типа Ш1-ПМД-3, производительностью каждой 3000 т.св./сут. После мойки свекла элеваторами Т2-ЭДС-700 подается на весы и в свеклорезки, планируется установить две свеклорезки: основную фирмы «Путч» барабанную производительностью 6000 т.св./сут.; и резервную А2-ПРБ-24М или РБА2-16М производства Украины. Стружка после свеклорезок по ленточному транспортеру поступает в ошпариватель колонной диффузии производительностью 6000 т.св./сут., изготовленной совместно Тамбовским заводом «Комсомолец»и машиностроительным заводом «Белгородмаш».

3.РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

1.Расчет расхода воды на гидротранспортер при загрязненности свеклы 20% к массе свеклы.

W=a/n

где а- экспериментальный коэффициент- 702

      n- коэффициент полезного действия гидротранспортера-0.9

W=702/0.9=780 % к м.св.

Расход свекловодяной смеси, протекающий по гидротранспортеру составит

780+100=880% к м.св.

Где 100- расход свеклы, %

2. Расчет ширины желоба гидротранспортера (мм.) вычисляют по формуле

B=β√(A*(W+100)*K)/(1000ρu),

Где β- экспериментальный коэффициент, учитывающий     перевод размерностей единиц измерения и глубину свекловодяного потока в гидротранспортере-400;

        А- мощность завода по перерабатываемой свекле, т./сут. 6000;

       К- экспериментальный коэффициент, учитывающий сопротивление стенок желоба гидротранспортера потоку смеси-1,5;

        ρ- средняя плотность свекловодяной смеси, кг./м3.– 1038

        u- скорость

 движения свекловодяной смеси, м./с- 1,87

B=400√((6000*(780+100)*1.5)/(1000*1038*1.87))=807.96≈800мм.

Общая высота желоба гидротранспортера принимается равной 1,5 В

1,5*800=1200мм.

Техническая характеристика шиберов РШ-6М

Техническая норма производительности по свекле т./сут.- 6000

Ширина желоба гидротранспортера А, мм.-800

Максимальная высота подъема шибера, мм.- 500

Величина амплитуды колебаний шибера, мм.- 100

Число колебаний в минуту- 8,5

Мощность электродвигателя пульсации, кВт.- 1,1

Габаритные размеры, мм. Б- 2805

                                                 В- 1585

                                                 Г- 1032

Масса, т.- 0,533

Для завода мощностью 6000 т.св./сут. Агрегаты электронасосные предназначенные для перекачивания свекловодяной смеси в пропорции 1:6-1:9 из гидротранспортеров в моечное отделение принимаем насос типа Д4-ПНЦ-6Х22.

Техническая характеристика Д4-ПНЦ-6х22

Производительность, т./ч.- 5500

Подача свеклы, т./сут.- 6000

Напор, м- 22

Номинальная частота вращения, с- 7,7

Диаметр патрубков, мм.: всасывающего- 468

                                               Выходного- 398

Установленная мощность, кВт.- 320

Габаритные размеры насоса, мм.- 2800*1921*2040

Масса, кг.- 11000

     Техническую норму производительности свеклонасосов находят по формуле, м/ч

A=((24*100*3600*Gρ)/(a*100)

где G- подача насоса по паспортным данным, м/ч

       а- количество перекачиваемой свекловодяной смеси, % к м.св.- 500-1200%

        ρ- плотность свекловодяной смеси , % к м.св.- 8

G= ((A*a*1000)/(24*100ρ)

G=(6000*880*1000)/(24*100*1038)=2119.46 т./ч.

По технической мощности завода подбираем соломо и камнеловушки .С

Соломоловушка СБГМ- 700

Техническая характеристика

Техническая производительность по свекле, т./сут.- 3000

Эффект улавливания легких примесей, %- 11

Скорость движения граблей , м./с.- 0,136

Передаточное число цепной передачи- 2,6

Передаточное число клиноременной передачи- 3,2

Шаг грабель, мм.- 1000

Масса, мм.- 3800

    Устанавливаем две соломоловушки. Для завода мощностью 6000 т.св./сут. Подбираем ловушки тяжелых примесей, % «Путч» (Германия)- 6000 Р3-ПУБ-6 -1 шт.

Техническая характеристика

Производительность по свекле, т./сут.- 6000

Общее число валов- 12

Частота вращения валов при диаметре шнеков, с

Д1=125 мм. Д2=140 мм.- 9,2

Д1=140 мм. Д2=125 мм.-11

Боковые зазоры между резиновыми дисками, мм.- 6

Зазоры между выступами дисков и ступицами дисков соседнего вала, мм.- 7

Провал пригодной и промышленной переработки свекломассы, % к м.св.- 0,178

Установленная мощность, кВт.- 6

Габаритные размеры, мм.- 3585*3000*1460

Масса, кг.- 3520

3.Расчет свекломоечной машины

Техническая норма свекломойки Ш1ПМД-3

A= (1440*60Vnρ)/1000*z)

Где Vn- полезная вместимость отделения моющей части (объем, ограниченный ситами, стенками и водяным зеркалом), м

        ρ- насыпная плотность свеклы в 1м свекловодяной смеси, кг./м. для отделения с высоким уровнем воды- 420, для отделения с низким уровнем- 500кг./м

        z- длительность пребывания свеклы в рассчитываемом отделении, с. При длине гидротранспортера до 200м.- 270 с., при длине гидротранспортера свыше 200м.- 240 с.

Расчет полезной вместимости

Vn3= (A*1000*z)/(1400*60*ρ)

Vn3=(6000*1000*270)/(1400*60*450)=42.85 м

Количество моек определяем по формуле

m=Vn3/Vn

m=42.85/22=1.95≈2 мойки

Подбираем и устанавливаем 2 свекломойки типа Ш1-ПМД-3 с полезной вместимостью 22 м.

Техническая характеристика

Техническая производительность по свекле, т./сут.- 3000

Полезная вместимость, м. 22

Эффективность отмывания свеклы, %- 80

Расход чистой воды, % к м.св.- 25

Установленная мощность, кВт.- 60,5

Потери сахара в моечной воде, % к м.св. не более- 0,04

Габаритные размеры, мм- 13300*3400*6200

Масса, кг- 25500

4.Расчет весов для свеклы.

Техническая норма производительности определяется по формуле

A=(1440*M*m)/1000

Где М- масса одной порции свеклы, взвешиваемой на весах, кг.- 800

       m- максимально возможное количество отвесов производимых весами в минуту

А=(1400*800*3)/1000=3456 т./сут.

Выбираем весы ДС-800

5.Расчет элеватора для свеклы.

Техническая норма производительности элеватора вычисляют по формуле

A= (60/1440*V*υ*ρ*φ*100)/(a*S*100)

Где V-полезная вместимость ковша, м

        а- количество транспортируемой свекл, % к м.св.- 100

        S- шаг ковшей, м- 0,57

        υ- скорость перемещения ковшей, м./с. (для втулочно роликовых цепей υ=8 м./с.)

        ρ- насыпная плотность свеклы, кг./м.- 600

        φ- коэффициент заполнения ковшей,- 0,7

V= (A*a*S*1000)/(60*1440*υ*ρ*φ*100)

V=(6000*100*0.570*1000)/(60*1440*0.7*0.75*600*100)=0.125 м.

По полезной вместимости ковша определяем количество элеваторов необходимых для завода данной мощности

M=V/Vэ=0.25/0.075=1.6≈2 элеватора

Техническая характеристика элеватора Т2-ЭДС-700

Производительность по свекле, т./сут. не менее- 3200

Скорость перемещения кармана, м./с.- 0,75

Полезная вместимость кармана, м.- 0,075

Ширина кармана, мм.- 700

Шаг карманов, мм.- 570

Количество карманов, шт.- 80

Тяговой орган- цепь втулочная

Установленная мощность, кВт- 22

Габаритные размеры, мм.- 3900*2900*2400

Масса, кг.- 25000

6.Расчет свеклорезки.

Техническая норма производительности свеклорезки определяется по формуле

A=(1440*60*L*m*υ*b*ρ*Kк*Kэ)/1000

Где L- длина режущей кромки свеклорезного ножа, м для стандартных ножей- 0,615

        m- число ножей в свеклорезке- 32

        υ- окружная  скорость резания свеклы, м./с.- 5

        b- условная толщина стружки, м.- 0,001

        ρ- насыпная плотность, кг.- 700

        Кк- конструктивный коэффициент- 0,9

        Кэ- эксплуатационный коэффициент- 0,9

А=(1440*60*0,615*32*0,001*5*700*0,9*0,9)/1000=5785 т./сут.

Количество свеклорезок для завода мощностью 6000 т.св./сут

m=A3/A

m=6000/5785=1 рабочая свеклорезка

Для завода данной мощности принимаем 1 рабочую свеклорезку фирмы «Путч» производительностью 6000 т.св./сут. и одну резервную РБА2-16М (Украина)

Техническая характеристика

Производительность при средней скорости резания, т./сут.:

при желобчатой стружке- 5600

Скорость резания, м./с.- 4…8

Число ножевых рам- 24

Рабочее давление воздуха, мпа (кг.с./см.)- 0,784

Расход воздуха при продувке ножей, м./с.- 0,2

Установленная мощность, кВт- 125

Габаритные размеры, мм.- 5454*2660*37900

Масса, кг.- 115000

7.Расчет диффузионного аппарата.

Техническую норму производительности (т./сут.) колонного диффузионного аппарата находят по формуле

A=(144*Vn*ρ)/(1000*z)

Где Vn- полезная вместимость аппарата, м.

        V- полная вместимость аппарата, м.

        φ- объемный коэффициент заполнения- 0,95

        ρ- удельная нагрузка полезной части аппарата стружкой, кг./м.- 700

        z- длительность диффундирования при максимальной частоте вращения вала, мин.- 70

Vn= (Az*1000*z)/(1440*ρ)

Vn= (6000*1000*70)/(1440*700)=416.7 м.

Устанавливаем один колонный диффузионный аппарат ЭКА-6 производительностью 6000т.св./сут.

Техническая характеристика диффузионного аппарата ЭКА-6

Производительность аппарата, т./сут.- 6000

Диаметр колонны, мм.- 7250

Диаметр трубовала, мм.- 3200

Рабочая вместимость, м.- 425

Количество выгрузочных шнеков, шт.- 2

ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

Исследовательская работа выполнялась в шестом контакте с инженерно технически персоналом сахарного завода, при этом учитывались особенности, характерные для конкретного предприятия, качество сырья, поступающего на завод. Учитывалась также и экономическая выгода предприятия от данной реконструкции. Рассчитывалось оборудование современное, но в тоже время учитывалась стоимость и окупаемость оборудования.