Вертикальные камеры паропрогрева (стр. 4 из 5)

Отопление может осуществляться любым видом топлива (твердым, жидким или газообразным), сжигание которого осуществляется с помощью топливосжигательных устройств.

3. Номенклатура выпускаемых изделий

Основными изделиями, которые пропариваются в вертикальной камере, являются железобетонные плиты. Свойства железобетона оказывают большое влияние на процесс протекания тепло-влажностной обработки. Исходя из этого, необходимо выявить основные свойства железобетона и его номенклатуру.

камера вертикальный изделие номенклатура

Таблица 2 – Номенклатура железобетонных изделий

Наименование изделий и эскиз	Марка изделия	Габаритные размеры, мм			Объём материала, м3
		длина	ширина	высота
1	2	3	4	5	6
Плиты перекрытий жилых и общественных зданий	ПК 46-12	4600	1200	360	1,98
Плиты перекрытий жилых и общественных зданий	ПК 63-15-8	6280	1490	220	2,59
Продолжение таблицы 2
Плиты перекрытий жилых и общественных зданий	ПК 63-12-8	6280	1190	220	1,6
1. Плиты перекрытий жилых и общественных зданий	ПК-53-10-8	5280	1190	220	1,38
2. Ребристые плиты	П2-5АIIIв	5650	1485	300	0,76
3. Стеновые панели	М 100	1220	3,2	2440	9,5

4. Расчет

4.1 Конструктивный расчет

Для расчета рассмотрим изделие ПК 46-12

1)Длина камеры:

L_к=2L_ф+3L₁, где

L_ф- длина формы вагонетки (в среднем длина изделия +0,5)

L₁ – расстояние между стенкой камеры и формой

L_к=2*5,1+3*0,5=11,7 м

2) Ширина камеры

В_к=В_ф+2В₁;м, где

В_ф- ширина формы

В₁ - то же, что L₁, только по ширине

В_к=1,2+1=2,2

3) Высота камеры

Н_к=n_яh_ф+(n_я+1)h₁; м, где:

h_ф- высота формы (высота вагонетки 0,31 м + толщина изделия)

h₁ – высота консоли поворотных устройств и расстояние от формы до пола камеры и потолка

n_я – количество ярусов

Н_к=6*0,67+5*0,2=5,02 м

4) Количество камер определяют по формуле:

- годовая производительность завода

- количество рабочих часов в году

- время тепловой обработки, час

- количество изделий, находящихся в камере

Вычислим длины зон, подставив значения:

для зоны подогрева - L_I = 5,02 (3,5 / 12) = 1,45 м;

для зоны изотермической выдержки - L_II = 5,02 (6/ 12) = 2,5 м;

для зоны охлаждения - L_III = 5,02 (2,5 / 12) = 1,05 м;

4.2 Технологический расчет

Длительность технологического цикла работы установки:

ф_ц=ф_з+ф_пред+ф_ТВО+ ф_р,ч, ф_ц=1,6+0,16+16+0,86=18,62 ч.

ф_з– длительность загрузки установки, которая равна: ф_з=(ф_ф+ф_тр)* n;

ф_ф–время формования, определяемое по нормам технологического проектирования; 5 минут

ф_тр – время транспортирования формы с изделием от формовочного поста в установку; 5 минут

ф_з = (0.08+0.08)*10=1.6 ч.

ф_пред – время предварительной выдержки, берётся по нормам технологического проектирования; 0,16 ч (10 минут)

ф_ТВО – длительность режима тепловой обработки, выбирается по нормам технологического проектирования; 16 часов

ф_р –длительность разгрузки камеры: ф_р=(ф_ск+ф_тр* n), где ф_ск≈0,06 ч (4 мин) – время открытия камеры. ф_р=(0,06+0,08*10)=0,86 ч.

Суточная оборачиваемость установки:

К_сут=24/ ф_ц, ч.

К_сут=24/18,62=1,29 ч.

Количество циклов работы установки в год:

К_год= ф_год* k_исп / ф_ц, где

ф_год– время работы одной установки в год от количества рабочих дней (обычно 260) и смен, ч. ф_год= ф_ц*260=18,62*260=4840, k_исп=0,9 – коэффициент использования установки.

К_год=4840*0,9/18,62=234

Годовая производительность одной установки:

N=Е*К_сут*260, м³ где

Е – вместимость камеры по изделиям, Е=V_изд*20=2,059*20=41,2, м³.

N=41,2*1,29*260=13818 м³

n_устан.=П/ N, штук.

n_устан.=200000/13818=14,47,

4.3 Теплотехнический расчет. Аэродинамический расчет

Температура разогрева 85 С⁰

Общий расход тепловой энергии Q, МДж/м³ при разогреве бетона изделий определяется по формуле:

Q = K(Q_б + Q_м + Q_р^п),

где K - коэффициент, учитывающий потери тепла с конденсатом. Численные значения коэффициента определяются по табл. 1 прил. 3 и равняется при температуре разогрева 85 С⁰ составляет 1,07

Q_б - расход тепловой энергии на разогрев бетона изделий с учетом тепловыделения, МДж/м³; определяется по табл. 2 прил. 3 и равняется для бетона В30 (400) 109 МДж/м³

Q_м - расход тепловой энергии на разогрев металла форм, МДж/м³; определяется по табл. 3 прил. 3 и равняется 50 МДж/м³

Q^п_р - расход тепловой энергии на разогрев элементов ограждений блока камер, включая потери тепла за время разогрева, МДж/м³.

Q^п_р = (q₁ЧF₁ + q₂ЧF₂ + q₃ЧF₃ + q₄ЧF₄ + q₅ЧF₅)/V_б0,

где F₁ - площадь поверхности наружных стен блока камер выше нулевой отметки пола, м²

F₁=2(L_к+2*д)*(H_к–h_з)+2(B_к*3+4*д)(H_к-h_з)

F₁=2(6.58+2*0.3)(2,6-0.5)+2(3.83*3+0.3*4)(2,6-0.5)=30+53,3=83,3м²

F₂ - площадь поверхности наружных стен блока камер ниже нулевой отметки пола, м²

F₂= 2(B_к*3+4*д)*h_з+2(L_к+2*д)h_з

F₂=2(3,83*3+4*0,3)0,5+2(6,58+2*0,3)0,5=19,88м²

F₃ - площадь поверхности днища, м²

F₄ - площадь поверхности крышки м²

F₃ = F₄= (B_к*3+ д*4)*(L_к+2*д)

F₃ = F₄ =(3,83*3+0,3*4)*(6,58+2*0,3)=90,4 м²

F₅ - площадь поверхности перегородок м²

F₅ = 3* L_к* H_к

F₅ = 6,58*2,6=17 м²

V_б0 - объем бетона прогреваемых изделий, м3

V_б0 =V_б *3=20,5*3=61,5 м³;

q₁ - q₅ - удельные потери тепловой энергии, приходящиеся на 1 м² поверхности отдельных ограждений при различных температурах разогрева изделий, °С и определяются по табл. 4 и 5 прил. 3:

q₁=19,5 МДж/м²

q₂=15,9 МДж/м²

q₃=15,9 МДж/м²

q₄=8 МДж/м²

q₅=19,7 МДж/м²

Q^п_р=(19,5*83,3+15,9*19,88+15,9*90,4+8*90,4+19,7*17)/61,5=72 МДж/м³

Далее определяем:

Q=1,07(109+50+72)=231 МДж/м³

По удельному расходу тепловой энергии Q, кг/ч, рассчитывается часовой расход пара по формуле

G = QV_б0,43/ф,

где V_б - объем пропариваемого бетона в плотном теле, равняется 61,5 м³; ф - продолжительность подачи пара в установку(3 ч).

G=231*61,5*0,43/3=2036 кг/ч

5. Новые технологии

Использование теплогенераторов (воздухонагревателей) в работе пропарочных камер для железобетонных изделий.

В настоящее время многие предприниматели строят или восстанавливают мини-заводы по производству шлакоблоков и небольших бетонных изделий. Для того чтобы эти изделия приняли требуемую прочность по технологии изготовления их необходимо “пропаривать», т.е. обеспечить просушку ЖБИ в паровоздушной среде при температуре порядка 60-100⁰С и относительной влажности 90-100%.

На крупных заводах железобетонных изделий и комбинатах панельного домостроения данная операция выполняется по схеме, изображенной на рисунке.

Основной принцип работы данной схемы следующий:

· Требуемая влажность обеспечивается непосредственной подачей пара в пропарочную камеру.

· Требуемая температура в камере поддерживается за счет тепла от подаваемого пара и за счет отопительных приборов, работающих от пара.

Электромагнитные клапаны открывают либо закрывают расход пара в пропарочную камеру (сушильную камеру) в зависимости от влажности и температуры. Все параметры (влажность и температуру) отслеживает и управляет работой парового котла, электромагнитных клапанов и всей системы контроллер.

Для обеспечения работы данной схемы требуется строительство паровой котельной, применение систем водоподготовки и т.п. При этом система пароснабжения камеры не предусматривает возврата конденсата в котельную, а это увеличивает эксплуатационные затраты.

Другой вариант получения требуемых параметров паро-воздушной смеси в пропарочной камере – применение теплогенераторов (воздухонагревателей) смесительного или рекуперативного типа.

Принцип работы данной схемы следующий:

· Требуемая влажность обеспечивается впрыскиванием воды через дополнительную камеру в нагретый воздух. После чего паровоздушная смесь подается в пропарочную камеру.