Проектирование пропарочной камеры ямного типа

Содержание

Введение………………………………………………………………………..5

     1.1. Общие требования к тепловой обработке……………………………6

     1.2. Тепловые агрегаты……………………………………………………..7

     1.3. Ограждение конструкции ямной пропарочной камеры. Днище…….8

     1.4. Стены ямной пропарочной камеры…………………………………..9

     1.5. Крышка ямной пропарочной камеры………………………………...10

     1.6. Система конденсатоотвода ямной пропарочной камеры…………...11

     1.7. Задание на курсовой проект…………………………………………..12

2.    Определение  габаритов камеры………………………………………….13

     2.1. Определение длины камеры…………………………………………..13

     2.2. Определение ширины камеры………………………………………...13

     2.3. Определение высоты камеры…………………………………………13

3.    Теплотехнический  расчёт………………………………………………...14

     3.1. Режимы тепловой обработки………………………………………….14

     3.2. Выбор режима тепловой обработки…………………………………..17

4.  Прогрев изделий…………………………………………………………….18

     4.1. Определение затрат теплоты на нагрев бетонной смеси…………….18

     4.2. Определение затрат теплоты на нагрев металла (арматура, закалённые детали, формы)…………………………………………………………………18

     4.3. Определение затрат теплоты на прогрев ограждающих конструкций(стены, пол, крышка)………………………………………………………19

     4.4. Определение потерь теплоты через ограждающие конструкции(стены, пол, крышка)……………………………………………………………………20

     4.5. Определение общего суммарного количества подведённой теплоты в период нагрева изделий………………………………………………………..21

     4.6. Скорость теплопровода………………………………………………...21

     4.7. Скорость подачи теплоносителя………………………………………21

     4.8. Определение количества пара, затрачиваемого в течение периода нагрева изделий…………………………………………………………………...21

 

 

5.  Изотермическая выдержка  изделий………………………………………..22

     5.1. Определение потерь теплоты через ограждающие конструкции камеры………………………………………………………………………………...22

     5.2. Определение расхода теплоты на испарение несвязной воды………22

     5.3. Определение теплоты экзотермической реакции

гидратации цемента..............................................................................................22

     5.4. Определение общей суммы затрат…………………………………….23

     5.5. Определение скорости теплопровода…………………………………23

     5.6. Определение скорости подачи теплоносителя……………………….23

     5.7. Определение общего количества пара, расходуемого за    период…24

6.     Период охлаждения  изделий после ТВО……………………………….25

     6.1. Определение количества теплоты, отведённого от бетона, металла, ограждающих конструкций и потери теплоты через

ограждающие конструкции…………………………………………………..25

   6.2. Определение скорости подачи воздуха в период охлаждения изделий.26

7.    Аэродинамический  расчёт паропроводов и воздуховодов………………27

   7.1. Определение диаметра потерь давления в паропроводе……………….27

   7.2. Определение диаметра и потерь давления в воздуховоде……………..28

   7.3. Определение диаметра конденсатоотвода……………………………....30

8.    Определение  толщины теплоизоляции стенок  камеры…………………..31

9.    Определение  толщины теплоизоляции паропровода……………………..31

10.  Технико – экономические  показатели……………………………………..32

    10.1. Годовая производительность пропарочной камеры………………….32

    10.2. Коэффициент использования объёма пропарочной камеры…………32

    10.3. Удельные затраты в процессе ТВО изделий…………………………..32

11.    Контроль качества…………………………………………………………33

12.    Требования безопасности  производства.

 Охрана труда и окружающей  среды…………………………………………...35    Библиографический список……………………………………………………..36

 

1. Введение.

         Ямные пропарочные  камеры – это простейшие по своей конструкции установки для тепло – влажностной обработки изделий, но они широко применяются и до сих пор, т.к. позволяют динамично маневрировать ассортиментом выпускаемых изделий, не требуя дополнительных затрат на сооружение, просты в эксплуатации, хотя не отличаются высокой производительностью.

      Ямная пропарочная  камера представляет собой прямоугольное  сооружение длиной около 3 метров, иногда с закруглёнными углами для улучшения циркуляции паровоздушной смеси в камере и их механической устойчивости.

Ямные камеры сооружают или на нулевой отметке цеха на полу (напольные), или замуровываются в грунтах так, чтобы стены возвышались над полом 0,5 – 0,7 метра.

Выбор напольного или замурованного  варианта ямной камеры при проектировании учитывается с учётом величины тепловых потерь через стены камеры, а также с учётом уровня грунтовых вод в месте сооружения камеры.

        Загрузка  сформированных полуфабрикатов  изделий в ямную камеру осуществляется  в формах или в распалубочном  виде или на поддонах с помощью крана, оснащённого автоматической траверсой с автозахватами.

   Установка форм  с изделиями промежутки между  формами и стенками камеры должны быть зазоры до 200 мм, служащие не только для удобства , но и для свободного доступа пара по всем нагреваемым формам. Изделия на поддонах устанавливаются в камеры на поворотные упоры стоек. Для этого у стен камеры монтируются стойки пакетировщика. Упоры действуют между собой в стойке. Работа стоек: при установке поддона на нижний ряд упора, автоматически выдвигаются ранее уплотнённые упоры вышерасположенного ряда. Используемые на предприятии ямные камеры несколько различаются по своей конструкции, но для всех ямных камер можно по своей конструкции выделить общие конструктивные элементы:

- ограждение камеры (стена,  крышка, днище);

 

 

- системы, обеспечивающие  работу камеры как тепловой  установки;

- система пароснабжения;

-система и устройство  герметизации камеры.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Общие требования к тепловой обработке.

1) Тепловую обработку  изделий следует производить  в тепловых агрегатах с применением  режимов, обеспечивающих минимальный  расход топливно-энергетических  ресурсов и достижение бетоном  заданных распалубочной, передаточной  и отпускной прочности. При  этом не допускается увеличение  расхода цемента для достижения  требуемой прочности в более  короткие сроки, по сравнению с необходимым для получения заданного класса (марки) по прочности бетона, установленным при подборках состава, за исключением случаев, предусмотренных СНиП 5.01.23 – 83.

2) Значения передаточной  и отпускной прочности бетона  должны соответствовать указанным в стандартах и проектной документации на изделия с учётом требований ГОСТ 18105.1 – 80.Значение распалубочной прочности, условия и сроки достижения распалубочной, передаточной и отпускной прочности , для каждого вида изделий следует устанавливать в соответствии с конкретными условиями производства.

3) При тепловой обработке  изделий из конструкционно –  теплоизоляционного лёгкого бетона должны быть обеспечена отпускная влажность бетона, не превышающая допустимую по ГОСТ 13015.0 – 83, а для изделий из самонапрягающегося бетона – заданное самонапряжение.

4) Для сокращения цикла  тепловой обработки изделий и  увеличения оборачиваемости форм следует применять химические добавки – ускорители, быстротвердеющие цементы, предварительный пароразогрев или электроразогрев бетонных смесей, двухстадийную тепловую и другие приёмы  при соответствующем технико-экономическом обосновании применительно к конкретным условиями техническим схемам производства. Для предварительно напряжённых конструкций, изготавливаемых в силовых  формах, двухстадийная обработка допускается при специальном обосновании.

 

                          

 

 

2. Тепловые агрегаты.
1. Тепловые агрегаты (камеры периодического или непрерывного действия, в том числе ямные, туннельные, щелевые, термоформы, кассеты, стенды, гелиоформы и т.п.) и теплоносители (водяной пар, горячая вода, электроэнергия, горячий воздух, продукты сгорания природного газа, высокотемпературные масла, солнечная энергия и т.п.) следует выбирать исходя из технико – экономической целесообразности в зависимости от типа технологических линий           (конвейерные, поточно-агрегатные, кассетные, стендовые ), конструктивных особенностей изделий и климатических условий в соответствии с действующей нормативно-технической документацией.
2. Тепловую обработку изделий из конструкционно  – теплоизоляционного легкого бетона необходимо производить в камерах сухого прогрева или термоформах, а предварительно напряжённых конструкций, изготавливаемых в силовых формах, - в одноярусных или туннельных ямных камерах.
3. Для соблюдения нормативного расхода тепловой энергии при тепловой обработке в соответствии с СН 513-79 необходимо обеспечить оперативный учёт расхода энергии, максимально использовать рабочее пространство камер, увеличить коэффициент их заполнения и осуществлять мероприятия по максимальному снижению теплопотерь.
4. Тепловые установки должны быть оборудованы устройствами, обеспечивающими подачу требуемого количества тепла и заданные режимы тепловой обработки, а также приборами автоматического учёта расхода тепловой энергии, регулирования, контроля температуры и влажностного режима.
5. При реконструкции действующих и создании новых агрегатов для тепловой обработки следует предусматривать специальные меры по экономическому расходованию тепловой энергии и устранению её потерь: теплоизоляцию ограждений камер, элементов термоформ и кассетных

 

6. установок; выполнение ограждающих конструкций камер из лёгкого бетона; гидрозащиту теплоизоляционного слоя в ямных камерах, термоформах, кассетах, стендах; надёжное уплотнение торцевых проёмов в туннельных камерах и т. п.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3.Ограждение  конструкции ямной пропарочной  камеры.

Днище.

         Раньше днище выполняли из  бетона на песчаной подготовке. Такие полы прочны, но теплопроводны. Поэтому в новых конструкциях камер днище проектируют с теплоизоляцией, при этом нагрузка от полов форм должна восприниматься опорными балками. Для повышения теплоизоляционных свойств пола, его можно изготавливать из многопустотных или ребристых плит.

 

 

Рис.1 Схема конструкции  пола ямной камеры:

1 – фундамент; 2 – опорная  плита; 3 – многопустотная плита; 4 – цементная стяжка; 5 – канал  для сбора конденсата.

Полы сооружают с уклоном  в сторону сборного канала, чтобы  конденсат стекал в него. В конце канала выполняют приёмник, куда и стекает конденсат. В этом приёмнике устанавливают гидрозатвор в виде водоотделенной трубки.

 

 

 

 

 

 

 

1.4. Стены  пропарочной камеры.

          Стены камер должны быть с  низкой теплоёмкостью, т.к. их  приходится нагревать, с низкой  теплопроводностью, чтобы потери  тепла в окружающую среду минимальными. Они должны быть перпендикулярными  и достаточно механически прочными.

 

Рис.2 Схема стены  ямной камеры:

1 – стена; 2 – слой гидроизоляционного  материала; 3 – поверхность металлических листов; 4 – обивка из металлических листов 3 – 4 мм; 5 – воздушная полость; 6 – гидрозатвор для воздушной полости; 7 – желоб гидравлического швеллера.

        В  основу проектирования и строительства  новых ямных камер положен  принцип тепловой изоляции стен  камер. Тепловую изоляцию можно  осуществлять двумя способами: типа минеральной ваты – с помощью теплоизоляционного материала в виде пенопласта или с помощью тепловых экранов и воздушных проёмов между ними, которые являются хорошими теплоизоляторами.

       Теплоизоляционные материалы при контакте с паровоздушной средой камеры быстро насыщаются влагой и теряют при этом свои теплоизоляционные свойства.