Проект организации производства серной кислоты

Согласно  производственной программы планируется  выпускать два вида серной кислоты: техническую (с содержанием моногидрата 92,5%) и реактивную (с содержанием  моногидрата 94%).

Технической кислоты планируется выпустить 32500 тонн в год, а реактивной 22500 тонн в год.

Пересчитаем эти данные на 100% моногидрата:

32500*0,925=30062,5 тонн (серная кислота техническая)

22500* 0,94 = 21150 тонн (серная кислота реактивная)

32500 + 21150 = 51212,5 тонн в год планируется выпустить ( в пересчете на 100% моногидрат H₂SO₄).

1. Рассчитаем необходимое количество  контактных аппаратов:

• эффективный фонд времени в среднем за год:

Т_эф^ср = Т_ном – Т_ппр^ср

Т_ном – номинальный (режимный) фонд времени работы оборудования за год, устанавливаемый согласно установленному режиму работы предприятия (цеха);

- время простоя оборудования  в ремонтах в среднем за  год в течение ремонтного цикла.

Т_ном =8640 ч (т.к. производство непрерывное то и количество дней берем равным календарному году).

Вычислим Т_ппр^ср:

Т_ппр^ср=

 – продолжительность ремонта к-го типа (час),

m – продолжительность ремонтного цикла (лет).

 _кап= 34560/34560 =1

_ср= 34560/17280 =2

 - количество планируемых средних  ремонтов, не совмещенных с капитальным  ремонтом, в течение ремонтного  цикла;

1 – количество  капитальных ремонтов в межремонтном  цикле.

 

_ср= 2-1 =1

_тек= 34560/720 =48

_тек= 48-1-1 =46

 m=34560/8640 =4

Т_ппр^ср =(46*8+1*96+1*600)/4= 266 ч

Т_эф^ср = 8640 – 266 =8374 ч

• вычислим необходимое количество оборудования:

- выпуск продукции

- расчетное количество оборудования  j-го типа,

N_j – часовая производительность единицы оборудования j-го типа,

- эффективный фонд времени  работы оборудования j-го типа в среднем за год в течение межремонтного цикла.

=51212,5/2,92*8374 = 2,09

=2,09 → =2

2. Рассчитаем необходимое количество  печей для сжигания серы:

• эффективный фонд времени в среднем за год:

Т_эф^ср = Т_ном – Т_ппр^ср

Вычислим  Т_ппр^ср:

Т_ппр^ср=

_кап =34560/34560=1

_ср  =34560/17280=2

_ср  =2-1 =1

_тек =34560/720=48

_тек =48-1-1 =46

 m=34560/8640 =4

Т_ппр^ср =(46*12+1*300+1*720)/4 =393 ч

Т_эф^ср = 8640 – 393 =8247 ч

=51212,5/ 5,79*8247 = 1,07

=1,07 → =1

3. Рассчитаем необходимое количество  промывных башен:

• эффективный фонд времени в среднем за год:

Т_эф^ср = Т_ном – Т_ппр^ср

Вычислим  Т_ппр^ср:

Т_ппр^ср=

 _кап= 34560/34560 =1

_ср= 34560/8640 =4

_ср= 4-1 =3

_тек= 34560/720 =48

_тек= 48-3-1 =44

 m=34560/8640 =4

Т_ппр^ср =(44*12+3*240+1*720)/4 =492 ч

Т_эф^ср = 8640 – 492 =8148 ч

• вычислим необходимое количество оборудования:

=51212,5/ 3,45*8148 = 1,82

=1,82 → =2.

4. Рассчитаем необходимое количество  сушильных башен:

• эффективный фонд времени в среднем за год:

Т_эф^ср = Т_ном – Т_ппр^ср

Вычислим  Т_ппр^ср:

Т_ппр^ср=

 _кап= 34560/34560 =1

_ср= 34560/8640 =4

_ср= 4-1 =3

_тек= 34560/720 =48

_тек= 48-3-1 =44

 m=34560/ 8640 = 4

Т_ппр^ср =(44*8+1*96+1*360)/4 =202 ч

Т_эф^ср = 8640 – 202 =8438 ч

• вычислим необходимое количество оборудования:

=51212,5/ 3,45*8390 = 1,75

=1,75 → =2.

5. Рассчитаем необходимое количество  абсорберов для кислоты технической:

• эффективный фонд времени в среднем за год:

Т_эф^ср = Т_ном – Т_ппр^ср

Вычислим  Т_ппр^ср:

Т_ппр^ср=

 _кап= 86400/86400 =1

_ср= 86400/17280 =5

_ср= 5-1 =4

_тек= 86400/720 =120

_тек= 120-5-1 =114

 m=86400/8640 =10

Т_ппр^ср =(114*8+5*120+1*600)/10 =211,2 ч

Т_эф^ср = 8640 – 211,2 =8428,8 ч

• вычислим необходимое количество оборудования:

=51212,5/ 3,45*8440 = 1,76

=1,76 → =2

6. Рассчитаем необходимое количество  абсорберов для кислоты реактивной:

• эффективный фонд времени в среднем за год:

Т_эф^ср = Т_ном – Т_ппр^ср

Вычислим  Т_ппр^ср:

Т_ппр^ср=

 _кап= 17280/17280 =1

_ср= 17280/8640 =2

_ср= 2-1 =1

_тек= 17280/2160 =8

_тек= 8-1-1 =6

 m=17280/8640 =2

Т_ппр^ср =(6*8+1*48+1*120)/2 =108 ч

Т_эф^ср = 8760 – 108 =8532 ч

• вычислим необходимое количество оборудования:

 =51212,5/ 0,14*8532 = 42,87

=42,87 → =43

Условный  график ППР основного технологического оборудования представлен в Приложении 1.

 

4. Расчет производственной  мощности производственных участков (стадий) и цеха в целом

 Рассчитаем  производственную мощность каждой  стадий выпуска продукции по  формуле   где:

М_j – среднегодовая производственная мощность j-го участка в течение межремонтного цикла;

N_jr - часовая производительность единицы r-го вида однотипного оборудования j-го участка;

- эффективный фонд времени  единицы r-го вида оборудования j-го участка (стадии);

n_jr – количество единиц r-го вида однотипного оборудования, установленного на j-ом участке;

r – количество видов однотипного оборудования j-го участка.

1. Стадия контактирования (ведущее оборудование):

M₁=2,92*8374*2=48904,16 тонн

2. Стадия очистки печных газов:

М₂= 5,79*8247*1 = 47750,13 тонн

3. Стадия сжигания серы:

М₃=3,45* 8148*2 = 56221,2 тонн

4. Стадия сушильной башни:

М₄=3,45*8390*2=57891 тонн

5. Стадия абсорбции кислоты технической:

M₅= 3,45*8440*1 =29118 тонн

6. Стадия абсорбции кислоты  реактивной:

M₆= 0,14*8532*43 =51362,64 тонн

Производственная мощность производства (цеха, предприятия) в  целом определяется уровнем производственной мощности ведущего участка (оборудования, стадии, передела), т.е.:

 

М_цех = М_вед    

М_цех = 48904,16 тонн

Вычислим  коэффициенты сопряженности и определим  «узкие места»:

          К_с1= 48904,16 /48904,16 =1 – ведущее оборудование

К_с2= 47750,13 /48904,16 =0,976 <1 значит это «узкое место».

К_с3 = 56221,2 /48904,16 =1,14 >1 резерв производственной мощности.

К_с4= 57891/48904,16 = 1,183 >1 резерв производственной мощности.

К_с5= 28780,4 /48904,16 =0,588 <1 значит это «узкое место».

К_с6=51362,64/48904,16=1,05 >1 резерв производственной мощности.

Важнейшим показателем оценки уровня организации  производства является коэффициент  использования производственной мощности цеха (К_ИМ), определяемый по формуле:

                                   

где:

          - плановый годовой объём производства продукции;

М_цех – среднегодовая производственная мощность цеха в течение межремонтного цикла.

  = 104%=>100%, так как контактный аппарат не может производить больше чем 48904,16 тонн серной кислоты. В связи с этим программа производства серной кислоты не может быть выполнена полностью.

Целесообразно увеличить производительность контактного  аппарата на 5% за счет оптимизации температурного режима окисления SO₂.

Тогда мощность контактного аппарата будет равна:

М_{конт.апп.}= 2,92 · 105% = 3,066 т/час.

M₁=3,066*8374*2=51349,36 тонн

Пересчитаем коэффициенты сопряженности и определим «узкие места»:

К_с1= 51349,36 /51349,36 =1 – ведущее оборудование

К_с2= 47750,13 /51349,36 =0,929 <1 значит это «узкое место».

К_с3 = 51349,36 /51349,36 =1,09 >1 резерв производственной мощности.

К_с4= 57891/51349,36 = 1,127 >1 резерв производственной мощности.

К_с5= 28780,4 /51349,36 =0,56 <1 значит это «узкое место».

К_с6=51362,64/51349,36 =1,0>1 резерв производственной мощности.

Избавимся от «узкого места», которым, как видно  из графика, являются стадия очистки печных газов и стадия абсорбции кислоты технической. Для этого увеличим производительность до 6,23 т/ч (на 7,7%) в первом случае и поставим второй аппарат для абсорбции кислоты технической.

M₂= 6,23*8247*1 = 51378,81 тонн

К_с2= 51378,81/51349,36 =1,0005

M₅= 3,45*8440*2 =58236 тонн

К_с5= 58236/ 51349,36 = 1,134

= 99,7%

В заключении необходимо дать оценку изменений рассчитываемых показателей, происшедших в результате проведения предлагаемых мероприятий:

- абсолютный  прирост (уменьшение) производственной  мощности цеха (DМ):

     

=51349,36-48904,16=2445,2            

- относительное  изменение производственной мощности  цеха (DМ_%):

   

                          

- индекс изменения производственной мощности (I_M):

     

                                

- абсолютное  изменение коэффициента использования  производственной мощности цеха (DК_ИМ):

      

                     

-относительное изменение коэффициента использования производственной мощности цеха ( ):

        

                     

- индекс  изменения коэффициента использования  производственной мощности цеха ( ):

       

         

 

5. Производственная  структура цеха и организационная  структура цеха

Под производственной структурой предприятия понимается состав образующих его участков, цехов  и служб, формы их взаимосвязи  в процессе производства продукции. Главными элементами производственной структуры предприятия считаются  рабочие места, участки и цеха.

Производственная  структура цеха по производству серной кислоты

 

             

 

Организационная структура цеха по производству серной кислоты

 

 

 

 

 

 

6. Организация  работы участка фасовки и комплектации  готовой продукции (ГП)

Исходные  данные для проектирования участка  фасовки и комплектации готовой  продукции:

 

Наименование показателей	Ед. измер.	Вариант 4
Объем заказываемой партии	тыс. литр	1,8
Емкость тары (бутыли)	литр	20
Вместимость контейнера	бут.	6
Грузоподъемность транспорта	конт.	1
Емкость исходного сборника	литр	300
Продолжительность выполнения операций:
Розлив в тару	мин/литр	0,5
Закупорка и маркировка тары	мин/бут	0,5
Укладка в контейнер	сек./бут.	30
Погрузка и доставка контейнера на склад	мин./конт.	8
Установка контейнера	мин./конт.	1,0
Возврат транспорта	мин.	6

 

 

1. Размер заказываемой партии

- в количестве  бутылей заданной емкости (З_бут):

З_бут = 1,8*1000/20 =90 (бут.)

- в количестве  контейнеров заданной вместимости  (З_конт):

         З_конт = 90/6 = 15 (конт.)

2. Количество загрузок исходного  сборника (резервуара) готовой продукции  для выполнения заказа соответствующего  объёма готовой продукции:

N_загр = 1800/300 = 6

3. Продолжительность производственного  цикла в расчете на размер заказываемой партии, измеренной количеством контейнеров (З_конт). Расчеты производятся для различных вариантов его организации: при последовательном, параллельном и смешанном выполнении технологических операций на основе аналитических формул: