anisimova-elev
.pdfМинистерство образования и науки Российской Федерации
Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова
Л.В. Анисимова
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕВАТОРОВ
Учебное пособие
Рекомендовано УМО по образованию в области технологии продуктов питания и пищевой инженерии в качестве учебного пособия
Издательство АлтГТУ Барнаул 2004
УДК 664.724.013.001.63 (075.8)
Анисимова Л.В. Проектирование элеваторов: Учебное пособие /Алт. гос. техн. ун-т им. И.И. Ползунова. – Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2004. – 167 с.
ISBN 5-7568-0371-8
Изложены вопросы технологического расчета элеваторов, приведена укрупненная схема алгоритма технологического расчета, даны основы проектирования технологических схем и объемно-планировочных решений элеваторов. Рассмотрены вопросы оперативного расчета элеваторов (внешний процесс; расчет и построение, анализ сводных графиков).
Учебное пособие предназначено для студентов специальности 270100 (260201) «Технология хранения и переработки зерна».
Рецензенты:
Г.Ц. Цыбикова, д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой технологии хлебопродуктов Восточно-Сибирского государственного технологического университета, Р.А. Морев, руководитель НПО «Алтайзернопроект» Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова
М.Т. Аспандиярова, канд. техн. наук, доцент кафедры хранения зерна и технологии комбикормов Московского государственного университета пищевых производств, Е.Н. Калошина, канд. техн. наук, доцент, зав. кафедрой хранения зерна и технологии комбикормов Московского государственного университета пищевых производств
Рекомендовано УМО по образованию в области технологии продуктов питания и пищевой инженерии в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 270100 «Технология хранения и
переработки зерна» направления подготовки дипломированного специалиста 655600 «Производство продуктов питания из растительного сырья».
Протокол заседания президиума Совета УМО ТПП № 6 от 23 июня 2004 г.
ISBN 5-7568-0371-8
©Л.В. Анисимова, 2004
©Алтайский государственный технический университет
им. И.И. Ползунова, 2004
Оглавление
Введение...……………………………………………………………………………… |
6 |
|
1 Технологический расчет элеваторов……………………………………………….. |
7 |
|
1.1 |
Выбор принципиальной схемы элеватора ……………………………………….. |
7 |
1.2 |
Расчет вместимости сооружений для хранения и обработки зерна ……………. |
7 |
1.3 |
Определение годового объема приемки и отпуска зерна и объема работы |
|
|
элеватора в наиболее напряженные сутки ………………………………………. |
12 |
1.3.1Определение годового объема приемки и отпуска зерна на основе годового грузооборота элеватора …………………………………………………………. 12
1.3.2Определение объема приемки и отпуска зерна в наиболее напряженные
сутки …………………………………………………………………………….. |
13 |
1.4 Расчет необходимого оборудования для приемки, обработки и отгрузки |
|
зерна ……………………………………………………………………………….. |
16 |
1.4.1 Общие положения ………………………………………………………………. |
16 |
1.4.2 Устройства для контроля качества зерна ……………………………………… |
20 |
1.4.3Выгрузка зерна из автомобильного транспорта (погрузка зерна в автомобили)………………………………………………………………………. 23
1.4.4 Погрузка и разгрузка железнодорожных вагонов …………………………….. |
28 |
1.4.4.1 Общие положения …………………………………………………………….. |
28 |
1.4.4.2 Устройства для погрузки зерна в железнодорожные вагоны ………………. |
30 |
1.4.4.3 Устройства для разгрузки зерна из железнодорожных вагонов …………… |
32 |
1.4.5 Погрузка и разгрузка речных и морских судов ……………………………….. |
33 |
1.4.6 Передача зерна на переработку ………………………………………………… |
35 |
1.4.7 Очистка зерна ……………………………………………………………………. |
35 |
1.4.8 Сушка зерна ……………………………………………………………………… |
40 |
1.4.9 Обработка и хранение отходов …………………………………………………. |
46 |
1.4.10 Транспортное оборудование ………………………………………………….. |
50 |
1.4.10.1Нории …………………………………………………………………………. 50
1.4.10.2Конвейеры (транспортеры) ………………………………………………….. 55
1.4.10.3 Самотечный зернопровод …………………………………………………… |
56 |
|
1.4.11 Количественный учет зерна …………………………………………………… |
57 |
|
1.5 |
Расчет вместимости силосов и бункеров и определение габаритных размеров |
|
|
силосных корпусов в плане ………………………………………………………. |
59 |
1.6 |
Обеззараживание зерна …………………………………………………………… |
64 |
1.7 |
Пример расчета технологического и транспортного оборудования (норий) |
|
|
элеватора …………………………………………………………………………… |
65 |
1.7.1 Расчетное задание ……………………………………………………………….. |
65 |
|
1.7.2 Выбор принципиальной схемы элеватора …………………………………….. |
66 |
|
1.7.3 Определение годового объема приемки и отпуска зерна и объема работы |
|
|
|
элеватора в наиболее напряженные сутки …………………………………….. |
66 |
1.7.4Расчет необходимого оборудования для приемки, обработки и отгрузки зерна………………………………………………………………………………. 67
1.7.4.1 Устройства для контроля качества зерна ……………………………………. |
67 |
1.7.4.2 Выгрузка зерна из автомобильного транспорта …………………………….. |
67 |
1.7.4.3 Погрузка железнодорожных вагонов ………………………………………… |
69 |
1.7.4.4Очистка зерна ………………………………………………………………….. 70
1.7.4.5Сушка зерна ……………………………………………………………………. 71
3
1.7.4.6 Обработка отходов …………………………………………………………….. |
72 |
|
1.7.4.7 Определение необходимого числа основных норий ……………………….. |
73 |
|
1.8 |
Применение САПР в технологических расчетах элеваторов ………………….. |
75 |
2 Проектирование технологической схемы элеватора ……………………………… |
77 |
|
3 Объемно-планировочные решения ………………………………………………… |
88 |
|
3.1 |
Общие положения …………………………………………………………………. |
88 |
3.2 |
Определение размеров рабочего здания в плане ……………………………….. |
90 |
3.3 |
Определение высот этажей рабочего здания и силосного корпуса ……………. |
93 |
3.4 |
Увязка основных сооружений элеватора ………………………………………… |
96 |
3.4.1 Расположение основных сооружений на территории ………………………… |
96 |
|
3.4.2 Привязка силосных корпусов и приемных устройств к рабочему зданию |
|
|
|
элеватора …………………………………………………………………………. |
97 |
4 Оперативный расчет работы элеватора ……………………………………………. |
99 |
|
4.1 |
Задачи оперативного расчета …………………………………………………….. |
99 |
4.2 |
Внешний процесс приемки зерна ……………………………………………….. |
101 |
4.2.1 Общий случай …………………………………………………………………… |
101 |
|
4.2.2 Приемка зерна с железнодорожного транспорта ……………………………… |
102 |
|
4.2.2.1Общие положения …………………………………………………………….. 102
4.2.2.2Приемное устройство с железнодорожного транспорта поперечного типа
(без накопительных бункеров) ……………………………………………….. 103
4.2.2.3Приемное устройство с железнодорожного транспорта продольного типа
(без накопительных бункеров) ……………………………………………….. 104
4.2.2.4Приемное устройство с железнодорожного транспорта с одним приемным бункером (без накопительных бункеров) ……………………………………. 106
4.2.2.5Приемное устройство с железнодорожного транспорта с накопительными
бункерами ……………………………………………………………………… |
109 |
4.2.3 Приемка зерна с автомобильного транспорта …………………………………. |
111 |
4.2.3.1Общие положения …………………………………………………………….. 111
4.2.3.2Приемное устройство с автомобильного транспорта без накопительных бункеров ……………………………………………………………………….. 111
4.2.3.3Приемное устройство с автомобильного транспорта с накопительными
бункерами ……………………………………………………………………… |
114 |
4.2.4 Приемка зерна с водного транспорта ………………………………………….. |
115 |
4.2.4.1Общие положения …………………………………………………………….. 115
4.2.4.2Приемное устройство с водного транспорта без накопительных бункеров
(приемные бункера расположены в промежуточной башне у причала) ….. |
116 |
4.2.4.3 Приемное устройство с водного транспорта без накопительных бункеров |
|
(приемные бункера расположены в рабочем здании элеватора) ………….. |
119 |
4.2.4.4Приемное устройство с водного транспорта с накопительными бункерами………………………………………………………………………. 120
4.3 Внешний процесс отпуска зерна …………………………………………………. 123
4.3.1Общие положения ……………………………………………………………….. 123
4.3.2Отпуск зерна на железнодорожный транспорт ……………………………….. 123 4.3.2.1 Отпуск зерна на железнодорожный транспорт из-под весов ………………. 123 4.3.2.2 Отпускное устройство на железнодорожный транспорт с оперативными
бункерами ……………………………………………………………………… |
125 |
4.3.2.3 Отпускное устройство на железнодорожный транспорт с накопительными |
|
бункерами ……………………………………………………………………… |
129 |
4
4.3.3 Отпуск зерна на водный транспорт …………………………………………….. 131
4.3.3.1Общие положения …………………………………………………………….. 131
4.3.3.2Отпускное устройство на водный транспорт с оперативными
бункерами ……………………………………………………………………… |
132 |
4.3.3.3 Отпускное устройство на водный транспорт с накопительными |
|
бункерами ……………………………………………………………………… |
134 |
4.3.4 Отпуск зерна на предприятие ………………………………………………….. |
136 |
4.4 Сводные графики работы элеватора …………………………………………….. |
138 |
4.4.1 Общие положения ……………………………………………………………….. |
138 |
4.4.2 Проектные сводные графики …………………………………………………… |
138 |
4.4.3Эксплуатационные сводные графики ………………………………………….. 141
4.4.4Пример составления проектного сводного графика для заготовительного элеватора …………………………………………………………………………. 141
4.4.4.1Характеристика заготовительного элеватора ……………………………….. 141
4.4.4.2Приемка зерна с автомобильного транспорта ……………………………….. 143
4.4.4.3 Приемка зерна с водного транспорта ………………………………………… |
144 |
4.4.4.4 Отпуск зерна на железнодорожный транспорт ……………………………… |
146 |
4.4.4.5Очистка и сушка зерна ……………………………………………………….. 146
4.4.4.6Построение сменного сводного графика …………………………………….. 149 4.4.5 Пример составления проектного сводного графика для перевалочного
элеватора с функциями заготовительного …………………………………….. 151
4.4.5.1Характеристика перевалочного элеватора ………………………………….. 151
4.4.5.2Приемка зерна с автомобильного транспорта ……………………………….. 153
4.4.5.3Приемка зерна с железнодорожного транспорта ……………………………. 153
4.4.5.4Отпуск зерна на водный транспорт ………………………………………….. 154
4.4.5.5Очистка и сушка зерна ……………………………………………………….. 156
4.4.5.6Построение сменного сводного графика …………………………………….. 157 Приложение А Техническая характеристика зерноочистительного
оборудования ……………………………………………………….. 160
Приложение Б Состояние зерновых и бобовых культур по влажности, засоренности сорной и зерновой примесями ………………………. 165
Литература …………………………………………………………………………….. 167
5
Введение
Обеспечение качественной сохранности зерна и продуктов его переработки – задача, имеющая большое значение во всех странах мира.
Одним из основных путей решения данной задачи является строительство новых и реконструкция действующих зернохранилищ с учетом достижений науки и техники в области хранения зерна. Зернохранилища должны быть спроектированы с использованием новейших технологий, оснащены современным высокоэффективным оборудованием, иметь высокую степень механизации и автоматизации производственных процессов. Вместимость зернохранилища должна соответствовать потребности местности, хозяйства, в которых предполагается его строительство. Наконец, проектирование, строительство, реконструкция зернохранилищ должны вестись с минимальной затратой средств, а их эксплуатация – обеспечить кратчайшие сроки окупаемости капитальных вложений.
Все вышеперечисленное возможно при применении прогрессивных методов проектирования предприятий. Это позволит повысить производительность труда проектировщиков, улучшить качество проектов, снизить их себестоимость.
В настоящем учебном пособии изложены вопросы технологического расчета элеваторов, в том числе, приведена схема единого алгоритма расчета, описаны особенности проектирования технологических схем элеваторов, даны основы объемнопланировочных решений элеваторов. В пособии также представлены основы оперативного расчета элеваторов (расчеты внешнего процесса, построение сводных графиков), частично переработанные и дополненные в соответствии с действующими нормами технологического проектирования хлебоприемных предприятий и элеваторов. В частности, существенное внимание уделено расчету и построению графиков работы приемных и отпускных устройств разных типов с использованием накопительных бункеров большой вместимости, что почти не отражено в имеющейся литературе.
Учебное пособие разработано с использованием действующей нормативной документации по проектированию и эксплуатации зернохранилищ и предназначено для изучения студентами специальности 270100 (260201) «Технология хранения и переработки зерна» в курсах «Проектирование предприятий отрасли», «Технология элеваторной промышленности», а также специальности 170600 (260601) «Машины и аппараты пищевых производств» в курсе «Элеваторы и склады». Учебное пособие может применяться в курсовом и дипломном проектировании.
Автор выражает признательность рецензентам рукописи учебного пособия профессору, доктору техн. наук Г.Ц. Цыбиковой (ВСГТУ), доцентам, кандидатам техн. наук Е.Н. Калошиной, М.Т. Аспандияровой (МГУПП), инженеру Р.А. Мореву (АлтГТУ) за полезные критические замечания и советы. Часть из них учтена в данном издании, часть замечаний и советов будет учтена в следующем издании учебного пособия.
Автор выражает благодарность студентам группы ТПЗ-02 Корнееву М.А., Волжениной Н.Ю. за оказанную техническую помощь.
6
1 Технологический расчет элеваторов
1.1 Выбор принципиальной схемы элеватора
Проектирование элеваторов начинают с выбора принципиальной схемы. Принципиальная схема отражает взаимосвязь основных технологических и
транспортных машин, оперативных и накопительных бункеров, силосов для хранения зерна.
Принципиальные схемы технологических процессов предприятий и сооружений для хранения зерна приведены на рисунках 1.1 – 1.4.
Принципиальные схемы элеваторов различаются местом расположения весов, наличием или отсутствием весов, оперативных бункеров.
Внастоящее время все элеваторы в России строятся с установкой весового оборудования.
Вбольшей части отечественных элеваторов использована одноступенчатая принципиальная схема, в которой весы расположены выше надсилосных конвейеров (транспортеров).
Особенность двухступенчатой схемы состоит в том, что весы устанавливаются ниже надсилосных конвейеров (транспортеров), а число основных норий в связи с этим увеличивается, двухступенчатые схемы часто применяют в низких рабочих башнях из сборного железобетона.
1.2 Расчет вместимости сооружений для хранения и обработки зерна
При проектировании сооружений для хранения и обработки зерна следует учитывать их паспортную и необходимую вместимость.
Паспортную вместимость зернохранилищ определяют при условии их заполнения до проектного объема зерном с объемной массой 0,75 т/м3.
Необходимую вместимость проектируемых сооружений для хранения и обработки зерна Епр , т, определяют по формуле
|
|
Епр |
= ( Ехр + Еоп ) - Есущ , |
|
|
(1.1) |
|||
где |
Ехр |
- необходимая вместимость для размещения и хранения зерна, т; |
|||||||
|
Еоп |
- необходимая вместимость оперативных бункеров для обеспече- |
|||||||
|
Есущ |
ния работы технологического и транспортного оборудования, т; |
|||||||
|
- вместимость существующих на предприятии сооружений для |
||||||||
|
|
хранения зерна с учетом их технического состояния, т. |
|
||||||
|
Необходимую вместимость для размещения и хранения зерна хлебоприемных |
||||||||
предприятий и заготовительных элеваторов Ехрзаг , т, находят по формуле |
|
||||||||
|
|
Е заг |
= ( Аа / т + |
Q - B |
n |
)ּ K |
ср.в. р |
, |
(1.2) |
|
|
хр |
пр |
n |
|
|
|
||
где |
Аа / т |
- общее количество заготовляемого зерна в физической массе, т; |
|
||||||
|
пр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Qn |
- планируемый переходящий остаток зерна на начало заготовок, |
|||||||
7
|
|
|
устанавливаемый заданием на проектирование или технологиче- |
|||||||||
|
|
|
скими изысканиями; при разработке типовых проектов принимать |
|||||||||
|
Bn |
|
15 % от объема заготовок, т; |
|
||||||||
|
- |
планируемый объем отгрузки в течение периода заготовок, уста- |
||||||||||
|
|
|
навливаемый заданием на проектирование; для типовых проектов |
|||||||||
|
Kср.в. р |
|
принимать равным 10 % от объема заготовок, т; |
|
||||||||
|
- |
средневзвешенный коэффициент на размещение различных куль- |
||||||||||
|
|
|
тур зерна. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Общее количество заготовляемого зерна в физической массе Аа / т , |
т, находят по |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пр |
|
формуле |
|
Аа / т = |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
A |
× K |
ф |
, |
|
(1.3) |
||||
|
|
|
пр |
|
|
зач |
|
|
|
|
||
где |
Aзач |
- |
объем заготовок в зачетной массе, т; |
|
||||||||
|
Kф |
- |
коэффициент перевода зачетной массы в физическую, его вели- |
|||||||||
|
Величину Kср.в. р |
чину устанавливают технологическими изысканиями. |
||||||||||
|
рассчитывают по формуле |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
å Aпра /i т × K рi |
|
||||
|
|
|
K |
ср.в. р |
= |
i=1 |
|
|
|
, |
(1.4) |
|
|
|
|
|
Aа / т |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
пр |
|
|
|
|
где |
а / т |
- |
количество зерна i-ой культуры, поступившего в период загото- |
|||||||||
Aпрi |
||||||||||||
|
|
- |
вок в физической массе, т; |
|
|
|
||||||
|
K рi |
коэффициент на размещение i - ой культуры (таблица 1.1); |
||||||||||
|
Аа / т |
- |
см. формулу (1.2); |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
пр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
- |
номер культуры; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
- |
число культур. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1.1
Культура |
Коэффициент размещения K рi |
Пшеница, кукуруза в зерне, горох, люпин, |
|
соя, сорго, бобы |
1,3 |
Рожь, просо |
1,4 |
Ячмень, гречиха |
1,6 |
Овес, рис |
2,0 |
Семенное зерно |
2,0 |
Лен-семена |
1,6 |
Масличные |
2,6 |
Примечания 1 При раздельной приемке партий зерна продовольственного и кормового назна-
чений коэффициент размещения увеличивается на 0,1 и при приемке зерна из-под комбайна - еще на 0,06.
2 При разработке типовых проектов сооружений для хранения зерна средневзвешенный коэффициент на размещение различных культур зерна принимают равным 1,3.
8
Приемка с вод- |
|
Приемка с |
|
Приемка с ав- |
|||
ного транспор- |
|
железной |
|
тотранспорта |
|||
та |
|
дороги |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Предваритель- |
|
Предваритель- |
|
Предваритель- |
|||
ная очистка от |
|
ная очистка от |
|
ная очистка от |
|||
грубых и лег- |
|
грубых и лег- |
|
грубых и лег- |
|||
ких примесей |
|
ких примесей |
|
ких примесей |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Накопительная |
|
Накопительная |
|
Накопительная |
|||
емкость |
|
емкость |
|
емкость |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Очистка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Определение |
|
|
|
|
|
|
|
массы зерна |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Определение |
|
|
|
|
Емкость хране- |
||
массы зерна |
|
|
|
|
ния |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Накопительная |
|
|
|
|
|
|
|
емкость |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Погрузка в су- |
|
Определение |
|
Отгрузка в же- |
|||
да |
|
массы зерна |
|
лезнодорожные |
|||
|
|
|
|
|
|
вагоны |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Обмолот кукурузы
Сушка
Емкость сухого зерна
Рисунок 1.1 – Принципиальная схема технологического процесса предприятий и сооружений для хранения и обработки зерна
9
Предварительное определение качества зерна для формирования однородных партий
Определение массы зерна |
|
Разгрузка зерна |
|
Предварительная очистка от |
|
грубых и легких примесей |
Сушка |
Накопительная емкость
Очистка
Определение массы зерна
Емкость хранения
Рисунок 1.2 – Принципиальная схема процесса приемки зерна с автомобильного транспорта
Из емкости для хранения
Накопительная емкость
Приемка железнодорожных вагонов под зерно
|
|
|
Измерение массы |
|
|
Отбор проб |
|
||
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Подготовка |
качест- |
|
|
|
|
|
Железнодорожные ваго- |
|
|
венных |
удоостове- |
|
|
|
|
|
ны |
|
|
рений |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сдача груженых вагонов |
|
|
Оформление |
наклад- |
|
|
|
|
|
представителям МПС |
|
|
ных и |
качественных |
|
|
|
|
|
|
|
|
удостоверений |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Рисунок 1.3 – Принципиальная технологическая схема |
процесса |
погрузки |
|||||||
|
железнодорожных вагонов (рекомендуемая) |
|
|
|
|
||||
10 |
|
|
|
|
|
|
|||