3.5. Технологические расчеты оборудования

Назначение технологических расчетов – определение для всех стадий процесса производительности и числа единиц оборудования, необходимого для обеспечения заданной мощности по конечному продукту.

Исходные данные

1. Последовательность стадий процесса.

2. Данные материального баланса

3. Стандарты на оборудование

4. Мощность производства

5. Мощность оборудования

Мощность производства представляет собой годовую производительность, которую должно обеспечить оборудование в условиях нормальной эксплуатации. Мощность производства выражается в единицах массы готового технического продукта или в пересчете на 100%-ное вещество.

С учетом затрат времени на капитальный ремонт продолжительность работы оборудования составляет 330 суток. Для непрерывных процессов с учетом остановок оборудования на текущие и планово-предупредительные ремонты продолжительность работы сокращают до 300 суток. Таким образом, для периодических процессов можно определить суточную производительность:

Д ля периодических процессов вводят запас производительности, z(i), компенсирующий простои во время ремонтов и зависящий от типа оборудования. Этот коэффициент учитывается при расчете числа единиц оборудования на конкретной стадии процесса. Число единиц оборудования на i-ой стадии процесса определяется по формуле:

где z(i) = 0.1-0.2 – коэффициент, определяющий запас производительности;

g_c(i) – суточная производительность одного аппарата на i-ой стадии в пересчете на готовый продукт.

Для технологических расчетов оборудования периодических процессов необходимо знать общую продолжительность операции, _оп, которая определяется режимом работы аппарата. Данные по продолжительности процесса берут из регламентных данных и оставляют без изменения при установке аппаратуры с регламентной производительностью. Если при проектировании предусматривается изменение регламентной производительности (изменяется объем аппарата), то продолжительность операции необходимо пересчитывать. Это связано с изменением режима теплопередачи.

Д ля емкостных аппаратов суточная производительность может быть рассчитана также по формуле:

где V_c(i) – суточный объем реакционной массы, перерабатываемый на i-ой стадии;

V_т(i) – объем реакционной массы на 1 тонну готового продукта (берется из данных материального баланса).

С уточная производительность одного аппарата на i-ой стадии определяется по формуле:

где V_p(i) – объем реакционной массы в аппарате;

V_т(i) – объем реакционной массы на 1 тонну готового продукта;

β(i) – число операций в сутки в одном аппарате i-ой стадии;

_оп(i) – продолжительность операции на i-ой стадии.

Т аким образом, число единиц оборудования на i-ой стадии может быть определено из следующего соотношения:

где V_c(i) – суточный объем реакционной массы, перерабатываемый на i-ой стадии;

z(i) = 0.1-0.2 – коэффициент, определяющий запас производительности;

_оп(i) – продолжительность операции на i-ой стадии;

V_ап(i) – объем аппарата;

(i) – коэффициент заполнения.

Число операций в одном аппарате i-ой стадии определяется по формуле:

Число операций на i-стадии во всех аппаратах этой стадии:

Для периодических производств число операций в сутки  рекомендуется сохранять постоянным на всех стадиях производства. В этом случае облегчается контроль за процессом и учет расходуемого сырья. Кроме того, при получении на одной из стадий недоброкачественного продукта исключается возможность смешения испорченной партии с остальными партиями.

Вообще, для периодических процессов следует исключать как укрупнение, так и дробление операции в ходе процесса, так как при этом возможно смешение бракованный операций с хорошими операциями (в случае укрупнения), либо может возрастать число единиц оборудования (при дроблении операции).