Реконструкция нагревательной печи РУП БМЗ города Жлобина

Содержание.doc

Технологическая часть.
1 Краткое описание и технические характеристики печи.
2 Описание типы и характеристики горелочных устройств печи.
Расчет печи до реконструкции.
1 Выбор температурного графика.
2 Расчет горения топлива
Расчет параметров печи после реконструкции
2 Вспомогательное оборудование.
Охрана труда и экология.
1 Характеристики оборудования реконструкции.
2 Производственная программа.
3 Капитальные вложения на реконструкцию.
4 Показатели экономической эффективности.
Д.П.Т. 01.02.03.04.51

OldEconom.doc

1.3 Расходы на амортизацию (тыс. руб.)
СОБ - сметная стоимость оборудования.
НА - норма амортизации (%) 15%
1.4Энергетические затраты (расходы на топливо).
А-годовой выпуск продукции (А=производит*24*365)
НТ -норма расхода топлива на 1 тонну продукции
ЦТ - цена 1 тонны топлива (газ)-данные планово-экономического отдела
Производительность до реконструкции- 2100 кгч. Производительность после-2200 кгч.
1.5 Расходы на заработную плату.
Оплата труда работников РУП БМЗ производится исходя из повременной формы оплаты труда.
Осф-отчисления в социальные фонды
Наименование профессии
Количество штатных единиц
Доплаты за вечернее время
Д.П.Т. 01.02.03.04.51
ЗПповр=964770+(964770*31%)=1263850 тыс.руб
Рзп =1263850+(1263850*41%)=1782030 тыс.руб
Занесем данные расчетов эксплутационных расходов в таблицу.
Расходы на амортизацию тыс.руб.
РА2=2055550*15100=308330
Расходы на топливо тыс.руб.
РТ!=17033119*(662100)*109=55698300
РТ2=17949440*(662200)*109=58694670
Расходы на ЗП тыс.руб.
РЗП1=1263850+518180=1782030
Затраты на реконструкцию:
Эксплутационные расходы
В том числе Капитальные вложения
Накладные расходы плановые накопления – данные планово-экономического отдела РУП БМЗ.
2Себестоимость 1-й тонны продукции после реконструкции.
Энергетические затраты
Расходы на заработную плату
Отчисление в социальные фонды
В том числе: - фонд соц. Защиты (36%)
- Фонд занятости (5%)
Эксплутационные затраты
В том числе: - амортизация (15%)
Цеховая себестоимость
Общезаводские расходы
Прочие производственные расходы
Себестоимость производства
Внепроизводственные расходы
Полная себестоимость
3Отпускная цена (ЦОТ) одной тонны продукции.
ЦОТ = ПСб.ст.+ ПР + О где
ПСб.ст – полная себестоимость;
О – отчисления в фонды;
ПСб.ст = 3453570 руб.
ПР = 133%*ПСб.ст. = 459325 руб.
О1 – отчисления в местные целевые бюджетные инвестиционные фонды;
О2 – отчисления в республиканский фонд поддержки производства.
О1 = 115%*ПСб.ст. =3453570*115100 = 39720 руб.
О2 =3%*ПСб.ст. = 3457895*3100 = 103610 руб.
О = 39720 + 103610 = 143330 руб.
ЦОТ = 3453570 + 459325 + 143330 = 4056225 руб.
4Дополнительная годовая прибыль от проведения реконструкции
Рассчитаем прибыль до и после реконструкции.
Прибыль до реконструкции:
Ц – цена одной тонны продукции
Сб.ст. - себестоимость продукции.
Пдо рек. =Цдо рек. + Сб.ст. до рек. где
Сб.ст. до рек. = 3428850 руб. (данные планово-экономического отдела)
Цдо рек. = 3428850+456040+142300 = 4027190.
Пдо рек. =4027190 – 3428850 = 598340 руб.
Прибыль после реконструкции
Ппосле рек. = 4056225 – 3453570 = 602655
Исходя из расчетов:
ΔП = Ппосле рек. – Пдо рек. =602655 – 598340 = 4315
Налог на прибыль составляет 24% поэтому
ΔП = 4315 – 10356 = 32794 = 3279
Рассчитаем годовую прибыль
ΔПгод. = ΔП* ΔG =32794 * 916321 = 3004983087 руб.
Зная затраты на реконструкцию рассчитаем срок окупаемости:
Ток = ЗР ΔПгод = 742137203004983087 = 003 лет =11 дней.
ДП. Т. 01.02.03.04.51
6 Чистая приведенная стоимость
NPV= ΔПгод * dс – ЗР
Где dc - совокупный коэффициент дисконтирования.
dc =(1+r)T(1+r)T * r где r- коэффициент прибыли равен 0133
а Т – срок службы оборудования и равен 2 года.
NPV = 3004983087*7519 = 22520254*1010 = 22520254000 руб.
7 Среднегодовой экономический эффект.
NPVгод = NPV* а= 22520254000*0602= 13557192000 руб.
а=r*(1+r)T (1+r)T – 1= 0602

3. Расчетная часть печи после реконструкции.doc

Расчет параметров печи после реконструкции.
Произведем тепловой расчет печи после реконструкции а именно с учетом изменения тепловой мощности печи. Так как конструктивные параметры печи и режимы работы не изменились тепловой расчет будем проводить по аналогии с тепловым расчетом печи до реконструкции.
Коэффициент теплоотдачи
Расчет теплообмена в первой зоне после реконструкции.
Принимаем что омывание проволоки происходит в поперечном направлении. Проволоку представляем как однорядный пучок труб с коридорным расположением.
Значит коэффициент теплоотдачи конвекцией рассчитываем по формуле:
где - коэффициент теплопроводности для дымовых газов при t1= 700oC
d – диаметр проволоки d = 000315 м;
Re – критерий Рейнольдса;
kz – поправочный коэффициент на количество рядов в пучке труб
kz = 085 (рис.6б [1]);
kt – поправочный коэффициент на температуру дымовых газов
kt = 093 (рис.6в [1]).
Т.к. тепловая мощность каждой зоны печи после реконструкции 76000 ккалч то скорость газового потока внутри печи рассчитываем по формуле:
где S1 – площадь сечения рабочего пространства печи первой зоны
согласно чертежа S1 = 029 м2.
000×1106029×8000 = 36224 мч = 01 мс
Критерий Рейнольдса находим по формуле
где dпр1 – приведенный диаметр рабочего пространства печи для 1 зоны
ДП. Т. 01.02.03.04.51
Расчет параметров печи после реконструкции
( П1 – периметр рабочего пространства печи первой зоны);
- кинематическая вязкость печных газов при t1= 700oC
= 112×10-6 м2с (таблица 8.6 [2]).
Коэффициент теплоотдачи равен
Расчет теплообмена во второй зоне.
Расчет коэффициента теплоотдачи конвекцией производим аналогично первой зоны.
Коэффициент теплоотдачи конвекцией рассчитываем по формуле:
где - коэффициент теплопроводности для дымовых газов при t2= 1000o C
= 111×10-3 Вт(м×оС);
kt = 09 (рис.6в [1]).
Т.к. тепловая мощность каждой зоны печи 76000 ккалч то скорость газового потока внутри печи рассчитываем по формуле:
где S2 – площадь сечения рабочего пространства печи первой зоны
согласно чертежа S2 = 053 м2.
000×1106053×8000 = 1988 мч = 0055 мс
где dпр2 – приведенный диаметр рабочего пространства печи для 1 зоны
( П2 – периметр рабочего пространства печи первой зоны);
- кинематическая вязкость печных газов при t2= 1000oC
= 174×10-6 м2с (таблица 8.6 [2]).
Определяем коэффициент теплопроводности излучением.
Определение степени черноты объема продуктов сгорания .
С этой целью находим парциальные давления
где В – атмосферное давление В = 1 ата
Рассчитываем значения произведений
где li – эффективная длина луча для i – зоны печи.
Эффективная длина луча может быть записана
Fi – площадь оболочки ограничивающей этот объем.
Для нахождения Vi и Fi обращаемся к чертежу рабочего пространства печи (черт. печи).
Соответственно для 2 зоны (после пережима потока газов) имеем
V2 = 822 м3 F2 = 4538 м2.
Степень черноты для СО2 и Н2О находим с помощью номограмм рис.13 [1] рис.14 [1] соответственно:
Поправка на парциальное давление водяных паров b =105 (выбирается по = 0182 ата и = 0118 ата×м рис.15 [1]).
Для зоны 2 степень черноты объема продуктов сгорания
Для стали 70К принимаем значения степени черноты (высокоуглеродистая сталь прил.V1 [1])
Находим степень развития кладки w
Fклi – площадь излучающей кладки каждой зоны .
Fмi –лучевоспринимающая поверхность металла
Имеем (см. черт. печи)
Коэффициент теплопроводности излучением находим по формуле (при постоянной температуре в печи)
где – температура проволоки на входе и выходе из зоны 2 печи К;
– температура газа в печи К;
Со – константа излучения черного тела Со= 57 Вт(м2×К);
- приведенная степень черноты для печи непрерывного действия
рассчитываем по формуле:
Суммарный коэффициент теплообдачи во второй зоне
= 18884 +1017 = 29054 Вт(м2×К)
Время нахождения проволоки в печи
Для протяжной печи время нахождения проволоки в печи рассчитывается по формуле
где - плотность металла = 7880 кгм3;
- средняя теплоемкость металла в интервале температур ()
k – коэффициент формы для цилиндра k = 2;
S – толщина металла проволока нагревается со всех сторон S = 00016 м.
Время нахождения проволоки в 1 зоне при = 5198 Дж(кг×К)
Время нахождения проволоки во 2 зоне при = 693 Дж(кг×К)
Суммарное время прохождения проволоки печи:
Скорость прохождения проволоки через печь после реконструкции.
Печь протяжная значит
Скорость проволоки в первой зоне:
Скорость проволоки во второй зоне:
Производительность печи после реконструкции.
где Vоб – объем проволоки м3;
n – число ниток проволоки проходящей через печь n = 24 шт.
К дальнейшему расчету принимаем Gп= 2200 кгч.
Составление теплового баланса печи после реконструкции
Приходные и расходные статьи баланса теплоты связаны между собой следующим образом
где В×Qнр×hи.т. – тепло от горения топлива кВт;
В – расход топлива м3c;
×hи..т. – коэффициент использования топлива;
Qэкз – тепло экзотермических реакций кВт;
Q1 – полезное тепло расходуемое на нагрев материала кВт;
Q – потери тепла кВт
5 – коэффициент неучтенных потерь.
Для печи аустенизации можно записать:
где – потеря теплоты с продуктами сгорания выходящими из окна загрузки;
– потеря теплоты с излучением через окно загрузки;
– потеря теплоты через ограждающую конструкцию (футеровочный и
теплоизоляционный слои).
Определение приходных статей баланса теплоты.
Приходная часть баланса в качестве неизвестной содержит коэффициент использования топлива и.т который может быть найден (топливо и воздух не подогревается):
где im – энтальпия дымовых газов
Также к неизвестным следует отнести теплоту экзотермии Qэкз.
Произведем расчет членов левой части уравнения теплового баланса.
Определяем пирометрическую характеристику топлива
ккалм3 (прод. сгор) (303074 кДжм3 (прод. сгор)).
Рассчитываем энтальпию продуктов сгорания на выходе из печи
где - температура дыма на выходе из печи.
Выбираем теплоемкости дыма для по табл.8.6 [2]
Общий угар металла рассчитываем учитывая что поверхностная плотность окалины 18 мгм2 (Δр = 13 % )
Общее количество теплоты экзотермии будет:
ккалч (1679984 кДжч).
Определение расходных статей баланса теплоты.
Находим теплоту расходуемую на нагрев проволоки .
Расчеты выполняем в соответствии с температурным графиком:
Определяем теплоемкости металла (прил.IХ [1])
Расчет теплоты расходуемой на нагрев садки выполняется по формуле
где и - соответственно энтальпии металла на выходе и
В методической зоне происходит незначительный нагрев металла что свидетельствует о отсутствии окаленообразований.
Значит формула расчета тепла расходуемого на нагрев металла примет вид:
= 972 кДжкг = 157 кДжкг
Подставляем значения в формулу и производим расчет:
= = 157 кДжкг = 6511 кДжкг
Расчет потерь теплоты за счет теплового излучения
через окна загрузки
Отмеченная расходная статья баланса теплоты присуща 1-й зоне печи.
Согласно режима эксплуатации и конструкции печи размеры окна соответствуют 10003 м
Fо.з(о.в) = 10003=003м2.
Для окон загрузки и выгрузки коэффициент открытия окна принимаем
В соответствии с рис.2 имеем
Расчетная формула имеет вид
где Y– коэффициент диафрагмирования луча;
Сn – приведенное значение коэффициента лучеиспускания для рассмат-
риваемого случая Сn = 40 ккал(м2×ч×К4) (465 Втм2×К4);
Тг и То.с – соответственно температура излучающего газа и окружающей
Коэффициентдиафрагмирования выбирается по специальной номограмме используя размеры окна (окна загрузки и выгрузки одинаковы глубина окна ~ 03 м; высота – 003 м и ширина – 10м).
y = 028 (рис.8.7 [1]).
Как видим потерями теплоты можно пренебречь в силу ее малой величины
Расчет потери теплоты с продуктами сгорания
покидающим печь (окно загрузки) нетрадиционным путем
Значительная часть продуктов сгорания из 1-й (методической) зоны может покидать рабочее пространство через загрузочное окно и направляется в атмос-феру цеха минуя тракт рекуператора. В отдельных режимах доля таких газов составляет до 30% от его общего расхода SB×SVi. В благоприятных режимах эта часть продуктов сгорания может составлять 2 10% а в данной печи – менее 1%.
Расходная статья теплового балансаQг подсчитывается по формуле
где Wг – секундный расход газов покидающий тракт рекуператора
где F –живое сечение окна загрузки с учетом загромождения садкой
Определение потерь теплоты через ограждающую конструкцию
(футеровочный и теплоизоляционный слой рабочих зон)
Расчет выполняется в соответствии с рабочим чертежом печи.
Расчет 1-й зоны печи:
Общая потеря теплоты через ограждающую конструкцию 1-й зоны печи может быть представлена
где – соответственно тепловые потери через свод
боковые стенки и под.
Потери тепла через ограждающие конструкции рассчитываем по формуле
где – соответственно расчетные площади (по наружному обмеру) свода
боковых стен пода и торца загрузки (загрузка боковая) i-й зоны печи
tкл – температура внутренней поверхности кладки;
tос – температура окружающей среды;
- термическое сопротивление
a - коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности кладки к воздуху
рассчитывается по формуле: .
H – ширина зоны (свода по наружному обмеру) поперек хода садки.
Представим периметр свода 1-й зоны по ходу проволоки
l = 2×1084 + 2×6 = 1417 м.
Ширина печи по наружному обмеру: H = 17 м.
Общая площадь свода 1-й зоны: = 1417×17 = 2409 м2.
Представляем периметр свода 2-й зоны по ходу проволоки
l = 2×1084 + 2×155 = 3317 м.
Общая площадь свода 2-й зоны = 17×3317 = 5639 м2.
Определяем площадь боковых стен рабочего пространства печи.
-я зона рабочего пространства печи
(2×0182+2×6)×124 = 1533 м2.
-я зона рабочего пространства печи.
= (2×0422+2×155)×124 = 3949 м2.
Рассчитываем величину для всех зон рабочего пространства печи.
= (2×1+6×2)×17 = 238 м2;
= (2×1+2×155)×17 = 561 м2.
Определяем внутреннюю температуру кладки печи
к = 06 + 016×(1-06) = 0664
Степень развития кладки
Принимаем eм = 06 и eг = 016
Средняя температура кладки в 1-ой зоне
Средняя темрература кладки во 2-ой зоне при
к = 08 + 016×(1-08) = 0832
Производим расчет потерь тепла через ограждающие конструкции печи для первой зоны.
Свод печи состоит из двух слоев огнеупорного материала:
слой – легкий шамот с =0116+000016×tср (Втм×К);
слой – асбозурит с = 0162+000017×tср (Втм×К).
Средняя температура шамота и средняя температура асбозурита
где t’ – температура на границе раздела слоев - температура наружной поверхности стен печи для пода и свода 60оС для боковых стен 40оС.
В стационарном режиме
Подставляем значения коэффициентов теплопроводности в это выражение и получим
t’2 + 440×t’ – 2957708 = 0
Решим это квадратное уравнение и получим что t’ = 367оС.
Средняя температура слоя
слой – tср= (6435 + 367)2 = 5053 оС
слой - tср= (367 + 60)2 = 2135 оС
Окончательно получаем
l1= 0116 + 000016×5053 = 0197 Вт(м×К)
l2 = 0162 + 000017×2135 = 0198 Вт(м×К)
= 525693 Вт= 1894282 кДжч
Под печи состоит из трех слоев огнеупорного материала:
слой – зополит с =0072+000026×tср (Втм×К);
слой – пеностекло с = 015 (Втм×К);
слой – минеральная вата с l3 = 0053 + 000018×tср (Втм×К).
Рассчитываем теплопотери в первом приближении.
Рассчитываем среднюю температуру слоя по формуле
l1= 0072 + 000026×3318 = 0158 Вт(м×К)
l3 = 0053 + 000018×98 = 0071 Вт(м×К)
Теплопотери в первом приближении
Определяем температуры в местах стыков слоев из выражений
Подставляем значения и получаем
Рассчитываем теплопотери во втором приближении.
l1= 0072 + 000026×6083 = 023 Вт(м×К)
l3 = 0053 + 000018×283 = 0104 Вт(м×К)
Теплопотери во втором приближении
Вновь рассчитанный Qок не отличается от предыдущего более чем на допустимую величину (3-5%)
Значит потери тепла через под для второй зоны равны
Боковые стены печи состоят из трех слоев огнеупорного материала:
слой – шамот легкий с =0116+000016×tср (Втм×К);
l1= 0116 + 000016×3318 = 0169 Вт(м×К)
l1= 0116 + 000016×5758 = 0208 Вт(м×К)
l3 = 0053 + 000018×1975 = 0089 Вт(м×К)
Производим расчет потерь тепла через ограждающие конструкции печи для второй зоны.
Средняя температура шамота и средняя температура асбозурит
t’2 + 660×t’ – 1951406 = 0
Решим это квадратное уравнение и получим что t’ = 2214оС.
слой – tср= (6435 + 2214)2 = 586 оС
слой - tср= (2214 + 60)2 = 1407 оС
l1= 0116 + 000016×586 = 021 Вт(м×К)
l2 = 0162 + 000017×1407 = 0186 Вт(м×К)
слой – пеностекло с = 016 (Втм×К);
l1= 0072 + 000026×4853 = 0198 Вт(м×К)
l3 = 0053 + 000018×1363 = 0078 Вт(м×К)
Вновь рассчитанный Qок не отличается от предыдущего более чем на допустимую величину (3-5%). Производить расчет во втором приближении не обязательно.
l1= 0116 + 000016×4853 = 0194 Вт(м×К)
l3 = 0053 + 000018×1366 = 0078 Вт(м×К)
Значит потери тепла через боковые стены для второй зоны равны
Рассчитываем значения
94282 + 2×1215175 + 1904397 = 6229029 кДжч
Выполняем подстановку
=12365968 + 2×4480828 + 5510752 = 26838376 кДжч.
Определяем величину потерь теплоты и .
Для зоны 1-й печи запишем
= 23070 + 0 + 6229029 = 8536029 кДжч
Для 2-й зоны печи имеем
Определяем расход органического топлива в рабочем пространства печи аустенизации
Расход условного топлива на 1 т проволоки составит
2 Вспомогательное оборудование
Покидающие печь дымовые газы имеют высокую температуру. Для утилизации тепла уходящих газов устанавливаем рекуператор. По технологии на линии патентирования используется пар. Значит целесообразно установить рекуператор типа котел-утилизатор для выработки пара на собственные нужды линии патентирования.
Выбираем котел-утилизатор REC210 с рекуперативной тепловой мощностью 125000 ккалч. С техническими характеристиками таблица 2.
Технические характеристики рекуператора
Наименование параметра
Сторона уходящих газов
Температура на входе
Температура на выходе
Макс. рабочее давление
Котел-утилизатор установлен на тракте уходящих газов. Выработанный котлом пар поступает в общезаводской трубопровод пара идущей от котельной.
Рекуперативные поверхности представляют собой трубные пучки из оребренных труб соединенных двумя коллекторами. В верхнем коллекторе производится пар в нижний – осуществляется подача воды. Для прохода дыма через рекуператор установлен вентилятор производительностью 1500 м3ч.
Рекуператор снабжен байпасом со стороны дымовых газов для подачи дыма непосредственно в дымоход при аварийных ситуациях.

Литература.doc

Горбанев . А.АЖучков М Филиппов В.В. “ Теоретические основы высокосортной прокатки катанки”-Мн.: Высшая школа 2003.
Горловский М.Б. Меркачев В.Н. “Справочник волочильщика проволоки-М.: Металлургия1993.
Фетисов В.П. “Деформационное старение стали при волочении проволоки .-Мн.: Белоргстанкинпромиздат.1996.
Ерманок. М.З. Ватрушин Л.С. ” Волочение цветных металлов и сплавов. М.:Металлургия 1998.
Лыков А.В. “Теория теплопроводности”. М.:Высшая школа1967. 386 с.
Маковский В.А. Лаврентик М.И. “Управление нагревательными печами”. М.: Металлургия 1981. 182 с.
Несенчук А.П. Жмакин Н.П. “Тепловые расчеты пламенных печей для нагрева и термообработки металла”. – Мн. Вышейшая школа 1974 стр.280.
Тимошпольский В.И. Трусова И.А. Стеблов А.Б. Павлюченков И.А. “Теплообмен и тепловые режимы в промышленных печах”. –Мн. Высшая школа 1992 г. стр.214.
Филиппов В.В. “Исследования температурно-тепловых режимов нагрева металла в печах сталепроволочных цехов РУП БМЗ”. Литьё и металлургия. – 2001. -№1.-стр.50-54.
Коковихин Ю.И. Пинашина В.А. Буравлев Е.Б. “Производство низкоуглеродистой проволоки”. – К. 1995 г. стр.234.
Кривандин В.А. Белаусов В.В. Сборщиков Г.С. и другие “Теплотехника металлургического производства”. – М. МИСИС 2002 г. стр.733.

Аннотация.doc

В данном дипломном проекте разработана реконструкция нагревательной печи патентирования линии латунирования-патентирования для проведения процессов термической обработки проволоки-катанки.
Проволока-катанка используется для производства большого количества изделий различного назначения а также для изготовления корда автомобильных покрышек. Для производства такого вида проволоки требуется катанка с определенной структурой и прочностью металла. Поэтому в печах патентирования катанку подвергают нагреву чем снижают потери на окалину и предают металлу желаемую прочность. При достижении таких свойств катанки важным является подбор температуры и время нахождения катанки в печи.
В дипломном проекте произведен анализ влияния выбора режима нагрева на скорость и время нахождения проволоки в печи. Была экспериментально обоснована целесообразность замены горелочных камней фирмы “Daniele” на горелочные камни опытного производства УКРНИИО
Дипломный проект включает в себя пояснительную записку и графический материал.
Пояснительная записка содержит пять глав:
– Технологическая часть; 23 – Расчет параметров печи до и после реконструкции; 4 – Охрана труда и экология; 5 – Экономическая часть.
В первой главе проекта содержится информация о технических характеристиках печи патентирования описание и характеристики горелочных устройств которые непосредственно являются объектом реконструкции описание технологических режимов работы печи.
Во второй и третьей главах проведен тепловой расчет печи до и после реконструкции рассчитаны основные технологические и энергетические параметры печи построены температурные графики технологических режимов работы печи.
Глава “Охрана труда и экология” содержит описание мероприятий связанных с нормированием действий работников обслуживающих печь. Отражены требования к мерам безопасности при работе с горячим металлом механизмами ручным инструментом средствами малой механизации. Также отражены задачи и мероприятия по охране окружающей среды.
Экономический расчет проводится для определения затрат на реконструкцию печи патентирования обоснования целесообразности реконструкции.
Графическая часть представлена 8-ю листами формата А1 на которых отображены печь патентирования и её основное оборудование основные температурные графики таблица технико-экономических показателей
ДП. Т. 01.02.03.04.51

Отзыв.doc

на дипломный проект студента энергетического факультета
Гомельского государственного технического
университета им. П.О. Сухого.
Шашукову Андрею Сергеевичу
на тему: “Реконструкция нагревательной печи на РУП БМЗ города Жлобина”.
В данном дипломном проекте разработана реконструкция нагревательной печи патентирования линии латунирования патентирования.
В дипломном проекте произведен анализ способа и режима термической обработки проволоки-катанки и влияние проведения реконструкции на качество проволоки производительность печи и экономические показатели.
В дипломном проекте проведен расчет теплового баланса печи освещены необходимые тепловые и конструктивные расчеты также отражены вопросы техники безопасности охраны труда и охраны окружающей среды. Освещен вопрос управления качеством.
Во время работы над дипломным проектом Шашуков А.С. зарекомендовал себя как дисциплинированный старательный студент.
Показал высокие знания и навыки по всем разделам проекта. Выразил себя как творческая личность. Готов к серьезной инженерной работе способен к систематическому анализу и имеет новаторский подход к решению проблем.
Полученное задание по дипломному проекту выполнил качественно и в срок.
Заслуживает оценки отлично.
Студент Шашуков А.С. заслуживает присвоения квалификации инженер-теплоэнергетик.
Руководитель дипломного проекта Селеня С.Е.
инженер КИП и А 2-й категории

4.Охрана труда ООС.(готов).doc

Охрана труда и экология.
Реконструируемая нагревательная печь установлена в сталепроволочном цехе (СТПЦ – 1) в котором вредными и опасными производственными факторами являются: избыточное тепло движущийся нагретый металл движущиеся машины и механизмы поэтому основным документом при разработке данного раздела является: “Инструкция для работников РУП “БМЗ” при выполнении работ с механизмами средствами малой механизации ручным инструментом и приспособлениями БТИ 33-29-2002” и её основные пункты.
Настоящая инструкция предназначена для работников РУП "БМЗ" выполняющих работы с механизмами средствами малой механизации инструментом и приспособлениями.
К самостоятельной работе допускаются лица прошедшие медицинскую комиссию обучение стажировку получившие вводный инструктаж по охране труда первичный инструктаж на рабочем месте имеющие соответствующее удостоверение и группу по электробезопасности прошедшие проверку знаний по охране труда в цеховой комиссии и допущенные к самостоятельной работе распоряжением начальника цеха.
Работник должен соблюдать правила внутреннего трудового распорядка. Не допускается употребление и нахождение на территории завода в состоянии алкогольного наркотического токсического опьянения. Курить разрешается только в специально отведенных и оборудованных местах.
Работа по ремонту металлургического оборудования РУП "БМЗ" обусловлена наличием опасных и вредных производственных факторов:
– Наличие движущихся вращающихся механизмов;
– Применение различных газов;
– Возможность воздействия электрическим током;
– Перемещение грузов;
– Повышенный уровень шума загазованность повышенная температура;
– Перемещение горячего и расплавленного металла;
– Движение железнодорожного и автомобильного транспорта;
– Работа грузоподъемных механизмов;
–Работа на высоте более 1 м.
Работать в исправной спец. одежде и спец. обуви предусмотренной нормами пользоваться соответствующими средствами индивидуальной защиты и предохранительными приспособлениями.
ДП. Т. 01.02.03.04.51
Работник должен быть проинструктирован по пожарной безопасности. Лица не прошедшие противопожарный инструктаж к работе не допускаются.
При возникновении пожара или возгорании немедленно известить руководство цеха диспетчера завода пожарную службу по телефону 44-01 и под руководством ответственного лица принять меры к ликвидации пожара.
Применять оборудование и инструмент в соответствии с требованиями изложенными в документации завода-изготовителя паспортах руководствах по эксплуатации и инструкциях по охране труда.
Содержать рабочее место в чистоте и в течение рабочего времени не загромождать его посторонними предметами.
-работать с неисправным инструментом;
-обдувать оборудование воздухом;
-мыть руки в масле эмульсии керосине и вытирать их ветошью загрязнённой стружкой.
-допускать на рабочее место лиц не имеющих отношение к выполняемой работе;
-облокачиваться на оборудование и не позволять это делать другим;
-работать без средств индивидуальной защиты.
Спецодежда должна быть подобрана по росту без развивающихся концов и застегнута. Не допускать промасливания спецодежды при огневых работах она может воспламениться. Не работать в легкой обуви (тапочках сандалиях босоножках шлепанцах) использовать спецобувь.
Через нагревательную печь движется горячая металлическая проволока и поэтому по требованиям техники безопасности обязательным является установка защитного короба с ограничением для прохода.
Обязательными средствами индивидуальной защиты в этом случае являются защитные щитки с бесцветным прозрачным ударостойким корпусом очки защитные строительная каска.
Все работники должны хорошо знать расположение газопроводов токоведущих частей путей движения транспорта и пешеходов.
Остановка оборудования с целью ремонта или осмотра производится в соответствии с требованиями "Положения о бирочной системе" и "Положения о применении нарядов допусков при производстве работ повышенной опасности".
При работе в близи движущихся механизмов ограждать опасные места ограждениями щитами перилами и т.п.
При выполнении работы не прикасаться к арматуре общего освещения к оборванным электроприводом клеммам. Не открывать дверцы электрораспределительных шкафов не снимать защитные ограждения с токоведущих частей.
При любом ремонте оборудования независимо от его продолжительности работник должен требовать от обслуживающего персонала подготовки оборудования к ремонту (уборка чистка промывка).
На рабочих местах не должны накапливаться горючие материалы (упаковочные материалы опилки замасленная ветошь древесный и пластиковый мусор и тому подобное). Они должны собираться в металлические емкости с плотно закрывающейся крышкой установленные в пожаробезопасных местах.
Пользоваться защитными очками щитками экранами при всех работах где возможно отлетание осколков стружки искр брызг концов проволоки металлокорда и др.
Оборудование механизмы средства малой механизации ручной инструмент (механический пневматический гидравлический электрический) светильники используемые при работе должны:
-отвечать по своим техническим параметрам требованиям безопасности а вновь приобретенные должны иметь сертификат на соответствие требованиям безопасности;
-содержаться в технически исправном состоянии;
-использоваться по назначению (на тех видах работ для которых они предназначены). Использование помимо основного назначения должно осуществляться по разрешению компетентного лица (ответственного производителя работ);
-использоваться работниками имеющими соответствующую подготовку и допуск к работе с ними;
-быть оборудованными защитными устройствами (ограждениями кожухами и тому подобным).
Устройство оборудования механизмов средств малой механизации ручного инструмента светильников должно соответствовать требованиям государственных и отраслевых стандартов Республики Беларусь технических условий и документации предприятий-изготовителей.
Оборудование механизмы средства малой механизации ручной инструмент (механический пневматический гидравлический электрический) светильники должны применяться в соответствии с требованиями документации заводов-изготовителей (зарубежных фирм) изложенными в паспортах руководствах по эксплуатации технических описаниях и указаниях по эксплуатации а также в настоящей инструкции по охране труда.
Кабели шланги передвижных переносных оборудования механизмов средств малой механизации ручного инструмента светильников должны иметь минимально возможную длину и не создавать угрозы безопасности.
Оборудование механизмы средства малой механизации с механическим приводом должны иметь блокировки самопроизвольного пуска легкодоступные и четко распознаваемые для оператора устройства экстренной остановки. Опасные движущиеся части должны иметь защитные ограждения.
Оборудование механизмы средства малой механизации ручной инструмент светильники используемые при работе на высоте должны применяться с обеспечением мер безопасности исключающих их падение
(крепление строповка на достаточном удалении от границы перепада высот или закрепление через фалы к предохранительному поясу работника и тому подобное).
После окончания работы на высоте оборудование механизмы средства малой механизации ручной инструмент светильники снимаются с высоты.
При работах инструментом ударного действия рабочие должны пользоваться защитными очками для предотвращения попадания в глаза твердых частиц. Чтобы не травмировать людей необходимо ставить ширму.
Пневматический инструмент должен быть проинвентаризован на корпусе указан инвентарный номер с занесением в специальный журнал.
Перед началом работы с пневмоинструментом (шлифмашинкой гайковертом) необходимо проверить:
–прочность всех соединений элементов инструмента;
–состояние и отсутствие повреждений шлангов;
–исправность и работоспособность инструмента;
–гайковерт должен быть насажан на гайку строго по оси без перекоса. Упор должен прилегать к опорной поверхности всей своей плоскостью.
Работать пневматическим инструментом ударного действия в защитных очках и рукавицах а в зоне повышенного шума использовать противошумные наушники.
Электроинструмент должен соответствовать требованиям стандартов системы безопасности труда и документации заводов-изготовителей (фирм).
При реконструкции печи патентирования проводились газоопасные работы. Для охраны труда при выполнении таких работ была разработана “Инструкция по организации работ на РУП "БМЗ" БТИ 33-37-2004 ”:
Основными документами для персонала обслуживающего печь являются: «Типовая инструкция по организации безопасного проведения газоопасных работ» «Правила технической безопасности в области газоснабжения Республики Беларусь» МЧС РБ от 11.02.2003г. № 7 «Правила безопасности в газовом хозяйстве предприятий черной металлургии».
Требования этих инструкций распространяются на газоопасные работы выполняемые персоналом предприятия а также сторонними организациями.
К газоопасным работам относятся работы которые выполняются в местах с загазованной атмосферой или при проведении которых имеется или не исключена возможность выделения газа и образование среды способной вызвать отравление работающих или привести к взрыву.
Газоопасные места в зависимости от характера и степени загрязнения воздуха вредными веществами а также газоопасные работы должны относиться к одной из следующих групп:
- к I группе относятся места где кратковременное пребывание людей без газозащитной аппаратуры смертельно опасно. Работы выполняемые этих местах относятся к I группе и должны производиться по наряду-допуску в газозащитной аппаратуре под наблюдением газоспасателей или членов добровольной газоспасательной дружины (ДГСД);
- ко II группе относятся места где содержание токсичных газов или паров в воздухе превышает предельно допустимые концентрации (ПДК) и где длительное пребывание людей без газозащитной аппаратуры смертельно опасно. Работы выполняемые этих местах относятся к II группе и должны производиться по наряду-допуску под наблюдением газоспасателей или членов ДГСД при наличии газозащитной аппаратуры необходимость применения которой определяется ответственным руководителем в зависимости от содержания вредных веществ;
- к III группе относятся места где возможно появление токсичных газов и паров в количествах превышающих ПДК. Работы выполняемые в этих местах при условии отсутствия газовыделений относятся к III группе и должны производиться постоянно обслуживающим персоналом без наряда-допуска. Единовременные работы выполняемые в этих местах с участием работника сторонних организаций или персонала других цехов должны производиться по наряду-допуску. В газоопасных местах III группы в котором осуществляется эксплуатация газового оборудования постоянно обслуживающим персоналом должны быть шкафы для хранения газозащитных аппаратов используемых персоналом в случае если содержание веществ в воздухе превысит ПДК. Газоспасатели должны производить периодически профилактические обходы и обследования (отбор проб воздуха для определения содержания в нём вредных веществ) газо-взрывоопасных мест;
- к IV группе относятся места где имеются или возможны выделения природного попутного или сжиженного газов. Работы выполняемые в этих местах относятся к IV группе и должны производиться по наряду-допуску под наблюдением газоспасателей. Необходимость применения газозащитной аппаратуры определяется в зависимости от содержания кислорода в воздухе. В газоопасных местах IV группы при отсутствии газовыделений допускается эксплуатация газового оборудования постоянно действующим персоналом без оформления наряда-допуска. В этих местах должны быть шкафы для хранения газозащитных аппаратов.
К выполнению газоопасных работ допускаются лица не моложе 18 лет прошедшие обязательные медицинские осмотры в установленном порядке обучение
и проверку знаний по вопросам охраны труда обучение правилам пользования средствами индивидуальной защиты и простейшим способам проверки их исправности мерам оказания первой (доврачебной) помощи действию в аварийной ситуации. Стажёры ученики и практиканты к выполнению газоопасных работ не допускаются.
К сварочным работам на объектах газового хозяйства допускается только сварщики аттестованные в соответствии с Правилами аттестации сварщиков Республики Беларусь по ручной механизированной и автоматизированной сварке плавлением утверждёнными Комитетом по надзору за безопасным ведением работ в промышленности и атомной энергетике Республики Беларусь 27.06.1994г.
Ответственными исполнителями газоопасных работ проводимых по наряду-допуску и плану организации и проведения их могут быть специалисты в должности не ниже мастера.
К газоопасным работам связанным с применением кислородно-изолирующих противогазов могут привлекаться только лица прошедшие специальное обучение.
Контроль за организацией и соблюдением мер безопасности при проведении газоопасных работ возлагается на отдел охраны труда и промышленной безопасности (ООТ и ПБ) газоспасательную службу (ГСС) и отдел главного энергетика (ОГЭн).
В каждом цеху потребляющем горючие газы должны быть составлены перечни газоопасных мест и газоопасных работ с разбивкой их по группам по прилагаемой форме.
Ответственность за организацию работ по обеспечению безопасного проведения газоопасных работ в целом по предприятию несёт лицо назначенное приказом по предприятию ответственным за безопасную эксплуатацию объектов газораспределительной системы и газопотребления завода.
Ответственность за организацию безопасного проведения газоопасных работ в цехе несёт начальник цеха.
Ответственный исполнитель несёт ответственность за правильность и полноту принятых мер безопасности за качество инструктажа за техническое руководство и соблюдение работающими мер безопасности. Он обязан:
- следить за состояние товарищей по работе оказывать им необходимую помощь. При ухудшении собственного самочувствия или обнаружения признаков недомагания у товарищей работу прекратить и немедленно сообщить об этом ответственному исполнителю газоопасной работы;
- прекращать работы при возникновении опасной ситуации;
На ряду с требованиями к качеству продукции предъявляемыми потребителями серьезным инструментом сохранения укрепления и расширения рынков сбыта являются экологические показатели характеризующие работу предприятия экологическая оценка производства продукции а также системы управления им. Этой проблеме уделяется большое внимание. Дирекция отдает себе отчет в том что металлургическое производство как и другие виды производственной деятельности приводит к изменениям в окружающей среде что несет в себе угрозу здоровью работников завода населению города и района. Исходя из этого экологическая безопасность а главным образом здоровье детей и их будущее а также исключение последствий от воздействия на природу для будущих поколений определяет необходимость эффективной природоохранной работы.
Охрана окружающей среды – обязательная составная часть любого технологического процесса. В частности из 367 источников выбросов
загрязняющих веществ расположенных на промышленных площадях БМЗ 100 – оснащены пылегазоочистительным оборудованием из них 76 итальянского и австрийского производства.
На БМЗ реализованы организационно – технические мероприятия по уменьшению выбросов загрязняющих веществ а именно: установлены системы дожига монооксида углерода (СО) после дуговых электросталеплавильных печей в электросталеплавильных цехах известково – обжигательных печей в копровом цехе. Эффективность работы топливопотребляющего оборудования предприятия а вместе с этим и химический состав выбросов загрязняющих веществ в атмосферу образующихся в результате сжигания топлива находятся под контролем специалистов режимно-наладочной лаборатории ОГЭн.
Реализация на Белорусском металлургическом заводе обязательств принятых Республикой Беларусь по выполнению Монреальского протокола по веществам разрушающим озоновый слой осуществляется посредством отказа от использования в производстве озоноразрушающих веществ таких как фреон-13 -113 -12 -22 и другие и перевода холодильного оборудования и систем газового пожаротушения на озонобезопасные вещества.
Ряд мероприятий по охране окружающей среды предусматривает реконструкцию существующих и установку новых систем отведения и очистки газовых выбросов от технологических установок на производственных участках сталепроволочных цехов цеха ремонта электрического оборудования и ремонтно-строительного цеха и других.
Реконструкция и сооружение дополнительных мощностей по переработки сточных вод строительство и ввод в эксплуатацию установок регенерации серной кислоты из СТПЦ-1 и деминерализации воды позволят решить вопрос по основному на заводе энергоресурсов - воде.
Внедрение технологий по вдуванию железосодержащих пыли и окалины в сталеплавильные печи позволит вторично использовать отходы производства и экономить сырье а установки по брикетированию пыли сталеплавильных печей облегчат реализацию этого отхода потребителям.
Однако на БМЗ не ограничиваются только техническими решениями. Руководство предприятия приняло решение сертифицировать существующую административную систему экологического управления. На заводе приступили к подготовительным работам по проведению сертификации системы менеджмента окружающей среды в соответствии с требованиями Международного стандарта ISO 14001. Была создана рабочая группа для определения основных задач проведения контроля и координации работы подразделений завода в данном направлении.
Руководством завода разработана утверждена и принята “ Экологическая политика” - один из основных документов системы менеджмента системы окружающей среды в котором определены главные принципы и направления деятельности предприятия в области охраны окружающей среды.
Основные направления “Экологической политики”:
- принимать меры для предотвращения загрязнений окружающей среды;
- вовлекать весь персонал в природоохранную деятельность;
- рационально применять природные ресурсы во всех сферах;
- активно внедрять в производство группу стандартов ISO14000 “Система
управления окружающей средой”.
Параллельно с этим на заводе был создан отдел экологии. Первыми источниками выбросов загрязняющих веществ на БМЗ были дуговые сталеплавильные печи электросталеплавильного цеха и нагревательная печь сталепрокатного цеха. Контроль источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферу и исследование воздуха рабочей зоны в цехах осуществляет санитарно-техническая лаборатория. Можно сказать что система менеджмента окружающей среды работает успешно что подтверждено результатами деятельности. Так по итогам работы печи патентирования линии латунирования сталепроволочного цеха можно рассчитать выброс загрязняющих веществ в атмосферу.
Расчетный расход топлива м3ч.
Потери теплоты в следствии химической неполноты сгорания топлива %:
Потери теплоты в следствии механической неполноты сгорания топлива %:
Зольность топлива %:
Содержание серы в рабочей массе топлива %:
Отношение молярной массы двуокиси серы и серы:
Безразмерный коэффициент учитывающий влияние качества сжигаемого топлива на выход оксидов азота
(газообразное топливо):
Коэффициент учитывающий конструкцию горелок (для прямоточных горелок)
Степень рециркуляции дымовых газов
Коэффициент характеризующий эффективность воздействия рециркуляционных продуктов сгорания:
Низшая теплота сгорания топлива МДжм3
Коэффициент учитывающий долю потери теплоты в следствии химической неполноты сгорания топлива обусловленной наличием в продуктах сгорания оксидов
углерода (для газообразного топлива):
Выброс золы: МЗЛ= м3с
МЗЛ= 0018*((1-0100)*0100+0100)=000 м3с
Выброс двуокиси серы:
МSO2= 0018*(0100)*2=000 м3с
Выброс оксида углерода:
МСO2=0034*q3100*R*QpН* Bр*(1- q4100) м3с
МСO2=0034*(05100)*05*47238*0018*(1-0100) = 0000072 м3с
Выброс оксидов азота в пересчете на NO2:
МNO2= 0047*(0001293)*085*0018*47238*(1-0100)*(1-0*0)*1=
На основании проведенных расчетов можно сделать вывод что печь патентирования линии латунирования работает в пределах допустимых норм выбросов вредных веществ в атмосферу и это соответствует требованиям проводимой заводом экологической политики.

2. Расчетная часть(готов).doc

Расчет параметров печи до реконструкции.
1 Выбор температурного графика печи аустенизации сталепроволочного цеха.
Для снятия внутренних напряжений после механической черновой обработки изделий из легированных стали применяем операцию термической обработки полный отжиг (Отжп). Такой вид термообработки осуществляется нагревом стальных заготовок или изделий до или выше температуры в интервале превращений выдержкой при этой температуре и последующим охлаждением. В результате получается равновесная структура металла снижается твердость и повышается пластичность и вязкость.
Температура проволоки на входе в печь: tм1 = 20 °С.
Температура в центре и на поверхности проволоки одинакова т.к. проволока тонкое тело и прогревается быстро.
Температура проволоки в конце зоны преднагрева (методической):
принимаем tм2 = 300°С.
Температуру проволоки на выходе из печи: tм3 = 940 °С.
На характер температурного графика значительно влияет температура дымовых газов в зонах. Ее абсолютное значение выбирается таким чтобы между газами и поверхностью металла во всех сечениях зоны поддерживался определенный температурный напор. Этот напор для нагревательных печей определяется в соответствии с термофизическими свойствами нагреваемого металла и целым рядом факторов технологического характера. Согласно рекомендациям [3 с.15] он составляет 50 - 500°С.
Температурой дымовых газов на выходе из печи задаемся:
Средняя температура дымовых газов в методической зоне 700оС.
Средняя температура дымовых газов в сварочной зоне 1000°С.
ДП. Т. 01.02.03.04.51
2 Расчет горения топлива .
Состав природного газа %
Теплотворная способность 8000 ккалм3 = 334 МДжм3
Расход кислорода на горение м3м3
Vо2= 001×(m + 025n)×СmCn = 001×(2СН4 + 35С2Н6 + 5С3Н8 + 65С4Н10 +
+ 8С5Н12 + 95С6Н14 + 3С2Н4)(2.1) [2 стр.25]
Vо2= (2×985 + 35×0797 +5×015 +65×0044 +8×0053 + 95×0011 +3×0006) =
Теоретический расход воздуха м3м3
L0 = (1+k)× Vо2 (2.2) [2 стр.25]
k = 376 – отношение обьемных содержаний N2 и О2 в дутье (для
L0 =476 +19 = 904 м3м3
Действительный расход воздуха м3м3
La = L0×a (2.3) [2 стр.25]
a - коэффициент избытка воздуха равен 09
La =09×904 = 814 м3м3
Объемы отдельных составляющих продуктов сгорания м3м3
Vсо2 = 001×(СО2 + mСmCn) = 001×(CО2 + СН4 + 2С2Н6 + 3С3Н8 + 4С4Н10 +
+ 5С5Н12 + 6С6Н14 + 2С2Н4) м3м3(2.4) [2 стр.25]
Vсо2 = 001×(0034 + 985 + 2×0797 + 3×015 + 4×0044 + 5×0053 + 6×0011 +
+ 2×0006) = 091 м3м3
Vн2о = 001×(Н2О + 05nСmCn) = 001 (Н2О + 2СН4 + 3С2Н6 + 4С3Н8 +
+ 5С4Н10 + 6С5Н12 + 7С6Н14 + 2С2Н4) м3м3(2.5) [2 стр.25]
Vн2о = 001×(011 + 2×985 + 3×0797 + 4×015 + 5×0044 + 6×0053 + 7×0011 +
VN2 = 001 N2 + a×k×Vо2 (2.6) [2 стр.25]
VN2 = 001×0292 + 09×376×19 = 64 м3м3
Vо2 = (a-1)×Vо2 (2.7) [2 стр.25]
Общее количество продуктов сгорания м3м3
Vi = Vсо2 + Vн2о2 + VN2 + Vо2 (2.8) [2 стр.25]
Vi = 091 + 18 + 835 = 1106 м3м3
Печь разбита на две зоны:
зона – методическая (теплообмен происходит за счет конвекции);
зона – сварочная (теплообмен происходит – конвекцией и излучением).
Коэффициент теплоотдачи
Расчет теплообмена в первой зоне.
Принимаем что омывание проволоки происходит в поперечном направлении. Проволоку представляем как однорядный пучок труб с коридорным расположением.
Значит коэффициент теплоотдачи конвекцией рассчитываем по формуле:
где - коэффициент теплопроводности для дымовых газов при t1= 700oC
d – диаметр проволоки d = 000315 м;
Re – критерий Рейнольдса;
kz – поправочный коэффициент на количество рядов в пучке труб
kz = 085 (рис.6б [1]);
kt – поправочный коэффициент на температуру дымовых газов
kt = 093 (рис.6в [1]).
Т.к. тепловая мощность каждой зоны печи 72000 ккалч то скорость газового потока внутри печи рассчитываем по формуле:
где S1 – площадь сечения рабочего пространства печи первой зоны
согласно чертежа S1 = 029 м2.
000×1106029×8000 = 34324 мч = 009 мс
Критерий Рейнольдса находим по формуле
где dпр1 – приведенный диаметр рабочего пространства печи для 1 зоны
( П1 – периметр рабочего пространства печи первой зоны);
- кинематическая вязкость печных газов при t1= 700oC
= 112×10-6 м2с (таблица 8.6 [2]).
Коэффициент теплоотдачи равен
Расчет теплообмена во второй зоне.
Расчет коэффициента теплообдачи конвекцией производим аналогично первой зоны.
Коэффициент теплоотдачи конвекцией рассчитываем по формуле:
где - коэффициент теплопроводности для дымовых газов при t2= 1000oC
= 111×10-3 Вт(м×оС);
kt = 09 (рис.6в [1]).
где S2 – площадь сечения рабочего пространства печи первой зоны
согласно чертежа S2 = 053 м2.
000×1106053×8000 = 1878 мч = 0052 мс
где dпр2 – приведенный диаметр рабочего пространства печи для 1 зоны
( П2 – периметр рабочего пространства печи первой зоны);
- кинематическая вязкость печных газов при t2= 1000oC
= 174×10-6 м2с (таблица 8.6 [2]).
Определяем коэффициент теплопроводности излучением.
Определение cтепени черноты обьема продуктов сгорания .
С этой целью находим парциальные давления
где В – атмосферное давление В = 1 ата
Рассчитываем значения произведений
где li – эффективная длина луча для i – зоны печи.
Эффективная длина луча может быть записана
Fi – площадь оболочки ограничивающей этот объем.
Для нахождения Vi и Fi обращаемся к чертежу рабочего пространства печи (черт. печи).
Соответственно для 2 зоны (после пережима потока газов) имеем
V2 = 822 м3 F2 = 4538 м2.
Степень черноты для СО2 и Н2О находим с помощью номограмм рис.13 [1] рис.14 [1] соответственно:
Поправка на парциальное давление водяных паров b =105 (выбирается по = 0182 ата и = 0118 ата×м рис.15 [1]).
Для зоны 2 степень черноты обьема продуктов сгорания
Для стали 70К принимаем значения степени черноты (высокоуглеродис-тая сталь прил.V1 [1])
Находим степень развития кладки w
Fклi – площадь излучающей кладки каждой зоны .
Fмi –лучевоспринимающая поверхность металла
Имеем (см.черт.печи)
Коэффициент теплопроводности излучением находим по формуле (при постоянной температуре в печи)
где – температура проволоки на входе и выходе из зоны 2 печи К;
– температура газа в печи К;
Со – константа излучения черного тела Со= 57 Вт(м2×К);
- приведенная степень черноты для печи непрерывного действия
рассчитываем по формуле:
Суммарный коэффициент теплообдачи во второй зоне
= 18884 +984 = 28724 Вт(м2×К)
Время нахождения проволоки в печи.
Для протяжной печи время нахождения проволоки в печи рассчитывается по формуле
где - плотность металла = 7880 кгм3;
- средняя теплоемкость металла в интервале температур ()
k – коэффициент формы для цилиндра k = 2;
S – толщина металла проволока нагревается со всех сторон S = 00016 м.
Время нахождения проволоки в 1 зоне при = 5198 Дж(кг×К)
Время нахождения проволоки во 2 зоне при = 693 Дж(кг×К)
Суммарное время прохождения проволоки печи:
Скорость прохождения проволоки через печь.
Печь протяжная значит
Скорость проволоки в первой зоне:
Скорость проволоки во второй зоне:
Производительность печи.
где Vоб – объем проволоки м3;
n – число ниток проволоки проходящей через печь n = 24 шт.
К дальнейшему расчету принимаем Gп= 2100 кгч.
Составление теплового баланса печи аустенизации.
Приходные и расходные статьи баланса теплоты связаны между собой следующим образом
где В×Qнр×hи.т. – тепло от горения топлива кВт;
В – расход топлива м3c;
×hи..т. – коэффициент использования топлива;
Qэкз – тепло экзотермических реакций кВт;
Q1 – полезное тепло расходуемое на нагрев материала кВт;
Q – потери тепла кВт
5 – коэффициент неучтенных потерь.
Для печи аустенизации можно записать:
где – потеря теплоты с продуктами сгорания выходящими из окна загрузки;
– потеря теплоты с излучением через окно загрузки;
– потеря теплоты через ограждающую конструкцию (футеровочный и
теплоизоляционный слои).
Определение приходных статей баланса теплоты.
Приходная часть баланса в качестве неизвестной содержит коэффициент использования топлива и.т который может быть найден (топливо и воздух не подогревается):
где im – энтальпия дымовых газов
Также к неизвестным следует отнести теплоту экзотермии Qэкз.
Произведем расчет членов левой части уравнения теплового баланса.
Определяем пирометрическую характеристику топлива
ккалм3 (прод. сгор) (303074 кДжм3 (прод. сгор)).
Рассчитываем энтальпию продуктов сгорания на выходе из печи
где - температура дыма на выходе из печи.
Выбираем теплоемкости дыма для по табл.8.6 [2]
Общий угар металла рассчитываем учитывая что поверхностная плотность окалины 18 мгм2 (Δр = 13 % )
Общее количество теплоты экзотермии будет:
ккалч (15442245 кДжч).
Определение расходных статей баланса теплоты.
Находим теплоту расходуемую на нагрев проволоки .
Расчеты выполняем в соответствии с температурным графиком:
Определяем теплоемкости металла (прил.IХ [1])
Расчет теплоты расходуемой на нагрев садки выполняется по формуле
где и - соответственно энтальпии металла на выходе и
В методической зоне происходит незначительный нагрев металла что свидетельствует о отсутствии окаленообразований.
Значит формула расчета тепла расходуемого на нагрев металла примет вид:
= 972 кДжкг = 157 кДжкг
Подставляем значения в формулу и производим рассчет:
= = 157 кДжкг = 6511 кДжкг
Расчет потерь теплоты за счет теплового излучения
через окна загрузки
Отмеченная расходная статья баланса теплоты присуща 1-й зоне печи.
Согласно режима эксплуатации и конструкции печи размеры окна соответствуют 10003 м
Fо.з(о.в) = 10003=003м2.
Для окон загрузки и выгрузки коэффициент открытия окна принимаем
В соответствии с рис.2 имеем
Расчетная формула имеет вид
где Y– коэффициент диафрагмирования луча;
Сn – приведенное значение коэффициента лучеиспускания для рассмат-
риваемого случая Сn = 40 ккал(м2×ч×К4) (465 Втм2×К4);
Тг и То.с – соответственно температура излучающего газа и окружающей
Коэффициентдиафрагмирования выбирается по специальной номограмме используя размеры окна (окна загрузки и выгрузки одинаковы глубина окна ~ 03 м; высота – 003 м и ширина – 10м).
y = 028 (рис.8.7 [1]).
Как видим потерями теплоты можно пренебречь в силу ее малой величины
Расчет потери теплоты с продуктами сгорания
покидающим печь (окно загрузки) нетрадиционным путем
Значительная часть продуктов сгорания из 1-й (методической) зоны может покидать рабочее пространство через загрузочное окно и направляется в атмос-феру цеха минуя тракт рекуператора. В отдельных режимах доля таких газов составляет до 30% от его общего расхода SB×SVi. В благоприятных режимах эта часть продуктов сгорания может составлять 2 10% а в данной печи – менее 1%.
Расходная статья теплового балансаQг подсчитывается по формуле
где Wг – секундный расход газов покидающий тракт рекуператора
где F –живое сечение окна загрузки с учетом загромождения садкой
rв и rг – соответственно плотности воздуха и газов при температуре 700°С [3]
– средняя объемная изобарная теплоемкость продуктов сгорания
Тг – температура продуктов сгорания Тг = 700°С (см.рис.2).
Подставляем данные в формулы
Определение потерь теплоты через ограждающую конструкцию
(футеровочный и теплоизоляционный слой рабочих зон)
Расчет выполняется в соответствии с рабочим чертежом печи.
Расчет 1-й зоны печи:
Общая потеря теплоты через ограждающую конструкцию 1-й зоны печи может быть представлена
где – соответственно тепловые потери через свод
боковые стенки и под.
Потери тепла через ограждающие конструкции рассчитываем по формуле
где – соответственно расчетные площади (по наружному обмеру) свода
боковых стен пода и торца загрузки (загрузка боковая) i-й зоны печи
tкл – температура внутренней поверхности кладки;
tос – температура окружающей среды;
- термическое сопротивление
a - коэффициент теплообдачи от наружной поверхности кладки к воздуху
рассчитывается по формуле: .
Определяем . Имеем м2
H – ширина зоны (свода по наружному обмеру) поперек хода садки.
Представим периметр свода 1-й зоны по ходу проволоки
l = 2×1084 + 2×6 = 1417 м.
Ширина печи по наружному обмеру: H = 17 м.
Общая площадь свода 1-й зоны: = 1417×17 = 2409 м2.
Представляем периметр свода 2-й зоны по ходу проволоки
l = 2×1084 + 2×155 = 3317 м.
Общая площадь свода 2-й зоны = 17×3317 = 5639 м2.
Определяем площадь боковых стен рабочего пространства печи.
-я зона рабочего пространства печи
(2×0182+2×6)×124 = 1533 м2.
-я зона рабочего пространства печи.
= (2×0422+2×155)×124 = 3949 м2.
Рассчитываем величину для всех зон рабочего пространства печи.
= (2×1+6×2)×17 = 238 м2;
= (2×1+2×155)×17 = 561 м2.
Определяем внутреннюю температуру кладки печи
к = 06 + 016×(1-06) = 0664
Степень развития кладки
Принимаем eм = 06 и eг = 016
Средняя температура кладки в 1-ой зоне
Средняя темрература кладки во 2-ой зоне при
к = 08 + 016×(1-08) = 0832
Производим расчет потерь тепла через ограждающие конструкции печи для первой зоны.
Свод печи состоит из двух слоев огнеупорного материала:
слой – легкий шамот с =0116+000016×tср (Втм×К);
слой – асбозурит с = 0162+000017×tср (Втм×К).
Средняя температура шамота и средняя температура асбозурита
где t’ – температура на границе раздела слоев - температура наружной поверхности стен печи для пода и свода 60оС для боковых стен 40оС.
В стационарном режиме
Подставляем значения коэффициентов теплопроводности в это выражение и получим
t’2 + 440×t’ – 2957708 = 0
Решим это квадратное уравнение и получим что t’ = 367оС.
Средняя температура слоя
слой – tср= (6435 + 367)2 = 5053 оС
слой - tср= (367 + 60)2 = 2135 оС
Окончательно получаем
l1= 0116 + 000016×5053 = 0197 Вт(м×К)
l2 = 0162 + 000017×2135 = 0198 Вт(м×К)
= 525693 Вт= 1894282 кДжч
Под печи состоит из трех слоев огнеупорного материала:
слой – зополит с =0072+000026×tср (Втм×К);
слой – пеностекло с = 015 (Втм×К);
слой – минеральная вата с l3 = 0053 + 000018×tср (Втм×К).
Рассчитываем теплопотери в первом приближении.
Рассчитываем среднюю температуру слоя по формуле
l1= 0072 + 000026×3318 = 0158 Вт(м×К)
l3 = 0053 + 000018×98 = 0071 Вт(м×К)
Теплопотери в первом приближении
Определяем температуры в местах стыков слоев из выражений
Подставляем значения и получаем
Рассчитываем теплопотери во втором приближении.
l1= 0072 + 000026×6083 = 023 Вт(м×К)
l3 = 0053 + 000018×283 = 0104 Вт(м×К)
Теплопотери во втором приближении
Вновь рассчитанный Qок не отличается от предыдущего более чем на допустимую величину (3-5%)
Значит потери тепла через под для второй зоны равны
Боковые стены печи состоят из трех слоев огнеупорного материала:
слой – шамот легкий с =0116+000016×tср (Втм×К);
l1= 0116 + 000016×3318 = 0169 Вт(м×К)
l1= 0116 + 000016×5758 = 0208 Вт(м×К)
l3 = 0053 + 000018×1975 = 0089 Вт(м×К)
Производим расчет потерь тепла через ограждающие конструкции печи для второй зоны.
t’2 + 660×t’ – 1951406 = 0
Решим это квадратное уравнение и получим что t’ = 2214оС.
слой – tср= (6435 + 2214)2 = 586 оС
слой - tср= (2214 + 60)2 = 1407 оС
l1= 0116 + 000016×586 = 021 Вт(м×К)
l2 = 0162 + 000017×1407 = 0186 Вт(м×К)
слой – пеностекло с = 016 (Втм×К);
l1= 0072 + 000026×4853 = 0198 Вт(м×К)
l3 = 0053 + 000018×1363 = 0078 Вт(м×К)
Вновь рассчитанный Qок не отличается от предыдущего более чем на допустимую величину (3-5%). Производить расчет во втором приближении не обязательно.
l1= 0116 + 000016×4853 = 0194 Вт(м×К)
l3 = 0053 + 000018×1366 = 0078 Вт(м×К)
Значит потери тепла через боковые стены для второй зоны равны
Рассчитываем значения
94282 + 2×1215175 + 1904397 = 6229029 кДжч
Выполняем подстановку
=12365968 + 2×4480828 + 5510752 = 26838376 кДжч.
Определяем величину потерь теплоты и .
Для зоны 1-й печи запишем
= 23070 + 0 + 6229029 = 8536029 кДжч
Для 2-й зоны печи имеем
Определяем расход органического топлива в рабочем пространства печи аустенизации
Расход условного топлива на 1 т проволоки составит

1.Технологическая часть.doc

Технологическая часть.
1 Краткое описание и технические характеристики печи и горелок
Установка патентирования предназначена для восстановления проволоки из стали 70-95 после цикла холодной обработки методом волочения путем рекристаллизации и снятия внутренних напряжений быстрым кратковременным нагревом в печи аустенизации и дальнейшим смягчением проволоки путем резкого охлаждения в расплаве свинца в ванне.
Печь аустенизации представляет собой сварной металлический каркас футерованный внутри огнеупорным кирпичом. Габариты печи: 215х10х192 м. Печь расcчитана на одновременную подачу 24 ниток проволоки диаметром от 24 до 36мм. Производительность печи определяется соотношением VD=72 и составлять от 1400 до 2800 кгч где :
V – скорость размотки ммин
D – диаметр проволоки мм
Аустенизационная печь по ходу движения разделена на 2 зоны. Первая зона-предварительного нагреваа вторая разделена на четыре зоны нагрева оборудованные горелками предварительного смешивания «IMP». Движение продуктов сгорания в печи – противоточное удаление их происходит через канал находящийся в районе свода зоны преднагрева. Зона преднагрева не отапливаемая и обогревается за счет тепла дымовых газов поступающих из зон нагрева. Она оборудована циркуляционным каналом для снижения температуры отходящих газов. Часть дымовых газов на выходе из печи перекачивается в район границы первой зоны и зоны преднагрева. Циркуляционный канал оснащен вентилятором и регулируемой заслонкой. Для утилизации тепла отходящих газов печь оборудована паровым котлом-утилизатором. Схема печи представлена на рисунке.[Приложение 2].
В печи предусмотрены автономные системы регулирования температуры и соотношения «газ-воздух» для каждой тепловой зоны. Температура рабочего пространства зоны измеряется контрольной термопарой расположенной на боковой стенке печи. Каждая зона оснащена одним смесителем «CONSTAN» для приготовления газовоздушной смеси питающей горелки зоны. Смеситель позволяет точно поддерживать соотношение «газ-воздух» для зоны при изменении расхода. Воздух для смешивания подается одним вентилятором во все зоны. В качестве топлива применяется природный газ. Давление газовоздушной смеси измеряется U-образными манометрами расположенными в каждой зоне после смесителя.
ДП. Т. 01.02.03.04.51
На Белорусском металлургическом заводе в сталепроволочных цехах действуют печи патентирования конструкции бельгийской фирмы “Le Feur Industriel”. Важнейшими огнеупорочными элементами печи являются опорные и горелочные камни.
Опорные камни по верхнему ребру которых протягивается проволока подвергаются постоянному истирающему воздействию а также воздействию осыпи окалины образующейся при сгорании стеарата применяемого в качестве смазки.
Первоначально фирмой “Daniele” в комплекте были поставлены опорные и горелочные камни. Из имеющихся отечественных огнеупорных материалов для изготовления опорных и горелочных камней наиболее близкой по физико-химическим показателям была масса муллитокорундового состава.
Оценка пригодности массы предполагаемого состава осуществлялась путем сравнения свойств выполненных из неё образцов и свойств образцов из импортного камня. В лабораторных условиях методом вибролитья были изготовлены образцы-кубы на которых после сушки обжига при 154-1580 С с выдержкой 6 часов определяли прочность открытую пористость кажущуюся плотность устойчивость к истиранию и воздействию окалины.
Истираемость образцов определяли по методике и на приборе в УкрНИИО. Величину истираемости И г(см2*м)(скорости износа) определяли по потери массы образцов отнесенной на 1 метр пути абразива суммарной площади истирания образцов S см2 и времени испытания t час.
Устойчивость к воздействию окалины определяли тигельным методом на образцах-кубах с углублением в которое закладывали 15 г окалины. Образцы подвергали термообработке при 1100 С с выдержкой 2 часа. После охлаждения образцы вынимали из печи разрезали пополам и определяли площадь разъедания. Разъедания образцов из массы предложенного состава расплавом окалины не наблюдалось. Таким образом предложенная масса обеспечивала более высокие служебные свойства по сравнению с камнями поставленными фирмой “Daniele”.
Важным элементом футеровки печи патентирования я вляются горелочные камни для изготовления которых был предложен корундовый бетон на гидравлическом вяжущем – высокоглиноземистом цементе. Предел прочности при сжатии образцов импортного горелочного камня и образцов из предложенного корундового бетона после термообработки при 1000 С составляет соответственно 237 и 700 мПА соответственно.
На основании результатов сопоставимых исследований свойств образцов из импортных опорного и горелочных камней и свойств образцов из предложенных нами масс установлено что предложенные массы обеспечивают достижение более высоких служебных свойств опорных и горелочных камней по сравнению со свойствами огнеупорных элементов поставленных фирмой “Daniele”.
Сопоставительная таблица свойств образцов
Предел прочности при сжатии мПа
Опорные камни изготавливали методом вибролитья в разборные формы. Оптимальная продолжительность вибрирования 5 минут. Технология изготовления горелочных камней осложнялась конфигурацией их внутренней полости не позволяющей извлечь сердечник с сохранением целостности изделия. В этой связи была предложена технология формования бетонных изделий с выплавляемой внутренней полостью что обеспечивало производство цельных камней.
Опорные и горелочные камни из предложенных масс изготавливаются на Опытном производстве УкрНИИО и поставляются БМЗ. Они успешно эксплуатируются в печах патентирования СТПЦ-1 и СТПЦ-2.
Предложенные составы масс и технология в соответствии с которыми на Опытном производстве УкрНИИО изготавливаются опорные и горелочные камни по служебным свойствам превосходят огнеупорные элементы поставленные фирмой “Daniele”.
2 Описание типы и характеристики горелочных устройств печи.
Основным признаком по которому классифицируются горелки является принцип смешивания газа с воздухом. По этому признаку горелки делятся на две большие группы: с предварительным смешиванием и с внешним смешиванием.
К первой группе относят такие горелки которые обеспечивают смешивание топлива и воздуха еще до выхода в печь.Такие горелки часто называют беспламенными так как заранее подготовленная смесь топлива и воздуха не дает видимого пламени
В горелках с внешним смешиванием смесеобразование происходит в одном объеме с горением. В результате при сжигании топлива может образоваться видимое пламя такие горелки часто называют пламенными.
В печи патентирования рассматриваемой в данном дипломном проекте установлены горелки первой группы: с предварительным смешиванием. В печи установлены импульсные горелки типа “IMP”.Горелки ев каждой зоне нагрева печи расположены в шахматном порядке на боковых стенках над трассой движения проволоки. Всего в печи находится 35 горелок.
Каждая зона нагрева оснащена одним смесителем “CONSTAN”в котором происходит образование газовоздушной смеси питающей горелки зоны Смеситель является установкой высокой точности с узкими пределами допускаемых отклонений. Поэтому при эксплуатации смесителя чрезвычайно важно избегать попадания сора металлической крошки и пыли в агрегат.
Смеситель работает следующим образом: газообразное топливо то есть природный газ под определенным давлением по трубам поступает в смеситель через входной патрубок и выходя с большой скоростью через сопло инжектирует необходимый для горения воздух. Воздух подаваемый одним вентилятором по всем зонам всасывается из окружающей атмосферы через кольцевую щель. Газ смешивается с воздухом уже во время всасывания воздуха однако до полного перемешивания нужен еще дополнительный участок роль которого выполняет смешивающая труба после этого смесь поступает в горелку. Производительность и устойчивость работы горелок в значительной степени зависит от давления под которым поступает газообразное топливо. Если давление таково что скорость выхода смеси из носика горелки окажется меньше скорости горения для топлива то пламя будет проскакивать внутрь смешивающей трубы и горелка может выйти из строя. Нормальная скорость выхода смеси из носика горелки должна лежать в пределах 20-50 мс.
В работе горелок существенную роль играет туннель роль которого в печи патентирования выполняет полость горелочного камня. Сечение туннеля должно быть 7-8 раз больше сечения носика горелки длина туннеля должна составлять 6-7 диаметров носика горелки. Горелочный камень выполняет роль устройства поджигающего смесь. В процессе горения газа стенки горелочного камня раскаляются что обеспечивает устойчивое горение.
В имеющихся в печи патентирования горелках тепловыделение и подъем температуры продуктов сгорания завершаются в пределах туннеля и продукты сгорания выходят в рабочее пространство печи имея наивысшую температуру. После выхода в рабочее пространство печи высокотемпературные продукты сгорания начинают интенсивно излучать тепло.
На скорость выхода продуктов сгорания в рабочее пространство печи оказывает влияние диаметр сопла тоннеля горелочного камня что в свою очередь оказывает влияние на тепловую мощность печи и на ее производительность.
Цель процесса производства всегда является процесс увеличения производительности. С этой целью была произведена реконструкция печи патентирования рассматриваемая в данном дипломном проекте. При реконструкции печи были заменены горелочные камни фирмы “DANIELE” на горелочные камни изготавливаемые на опытном производстве “УкрНИИО”. Для увеличения производительности в ходе замены горелочных камней были изменены диаметры сопла туннеля горелочного камня из которого выходят продукты сгорания. Диаметр сопла был уменьшен с целью увеличения скорости выхода продуктов сгорания.
Далее в дипломном проекте приведен тепловой расчет в котором расчитываются показатели непосредственно влияющие на производительность до реконструкции и после проведения реконструкции
Технические характеристики печи
Тип печи – протяжная
Изделие – проволока сталь 70 – 90
Топливо – природный газ
Теплотворная способность топлива
Количество зон в печи
Максимальная тепловая мощность печи
Начальная температура проволоки
Конечная температура проволки
Скорость движения проволоки
Давление газа до ГРУ
Давление газа после ГРУ
Давление воздуха после вентилятора
Давление газовоздушной смеси перед горелками:
Химический состав атмосферы печи по зонам:
Поверхностная плотность окалины
Длина зоны преднагрева
Ширина рабочего пространства печи

Титульный лист.doc

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
ГОМЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ им.П.О. СУХОГО
Кафедра: ”Промышленная теплоэнергетика и экология”
РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к дипломному проекту
Тема: “Реконструкция нагревательной печи
РУП БМЗ города Жлобина ”
Консультант по теплотехнической части Селеня С.Е.
Консультант по экономической части Прокопчик Г.А.
Консультант по охране труда и экологии Овсянник Н.В.
Руководитель проекта Селеня С.Е.
Нормоконтролер Лиходиевский В.Л.
Дипломный проект допущен к защите в государственной экзаменационной комиссии
Заведующий кафедрой Овсянник А.В.

List5.dwg

List6,7.dwg

Designed by CAD InterMech system
Линия патентирования
печи РУП "БМЗ" г. Жлобин
Реконструкция нагревательной
Средней проволоки(правая сторона)
ДП. Т. 01.02.03.04.51
Рациональный режим нагрева проволоки с учетом изменения альфа по длине печи.
W - величина окалины на поверхности проволоки
tн - температура нагреваемой проволоки
tпеч - температура в печи
Рациональный режим нагрева
проволоки с учетом изменения
- динамика температуры печи.
- динамика температуры металла
- мгновенный расход топлива.
Динамика температуры печи и металла и соответствующий мгновенный расход топлива.
мгновенный расход топлива (3)
металла (2) и соответствующий
Динамика температуры печи (1) и

List2(ДОП).dwg

Designed by CAD InterMech system
Линия патентирования
печи РУП "БМЗ" г. Жлобин
Реконструкция нагревательной
Средней проволоки(правая сторона)
ДП. Т. 01.02.03.04.51

List4.dwg

Центробежный электровентилятор
Теплоизоляционная панель
Рабочее реле давление
Блокировочное реле давления
Предохранительный клапан
Ручной привод заслонки
Электроклапан питания водой
Клапан перекрытия конденсата
Конденсат отводчик 12
Клапан сброса давления котла
Клапан питания водой
Байпасный клапан пара
Соединительная коробка
Вентиль несущий манометр 12
Клапан перекрытия пара
Электрический сервопривод 220В
Редукц. клапан давления пара
Ручное управление заслонки
Технические данные рекуператора
Производство пара 210 кгчас
Рабочее давление 5 бар
Пониженное давление 5 бар
Расход дыма: на входе 860 ммчас
Расход дыма: на выходе 1500 ммчас
Температура дыма: на входе 700 С`
Температура дыма: на выходе 200 С`
Линия патентирования
Общий вид рекуператора
Реконструкция нагревательной
печи РУП "БМЗ" г. Жлобин
ДП. Т. 01.02.03.04.51

List1.dwg

Designed by CAD InterMech system
Общий вид рекуператора
Линия патентирования
печи РУП БМЗ" г. Жлобин
Реконструкция нагревательной
Средней проволоки(правая сторона)
печи РУП "БМЗ" г. Жлобин
ДП. Т. 01.02.03.04.51

List5(ДОП).dwg

ДП. Т. 01.02.03.04.51
Реконструкция нагревательной
печи РУП "БМЗ" г. Жлобин

List3.dwg

Designed by CAD InterMech system
Средней проволоки(правая сторона)
Реконструкция нагревательной
печи РУП "БМЗ" г. Жлобин
Линия патентирования
ДП. Т. 01.02.03.04.51

List2.dwg

Designed by CAD InterMech system
Линия патентирования
печи РУП "БМЗ" г. Жлобин
Реконструкция нагревательной
Средней проволоки(правая сторона)
ДП. Т. 01.02.03.04.51

Введение.doc

Белорусский металлургический завод представляет собой унитарное предприятие то есть включает в себя несколько производств. Белорусский металлургический завод – крупнейшее предприятие Республики Беларусь. БМЗ сегодня - это один из самых современных заводов черной металлургии европейского типа. 19 марта 1982 года подписан акт о строительстве в городе Жлобине Белорусского металлургического завода и уже 15 октября 1984 года получена первая белорусская сталь этот день считается днем рождения завода. В этот день введен в эксплуатацию сталеплавильный цех БМЗ. В его проектировании строительстве и оснащении приняли участие более 30 за-рубежных фирм - австрийская «Фест-Альпине» немецкая «Шлеман-Зимаг» итальянская «Даниели» и другие.
Удачное расположение на перекрестке международных магистралей близость границ предопределили успешное развитие завода.
По степени автоматизации технологических процессов производства стали проката метизов и по качеству выпускаемой продукции БМЗ является уникальным металлургическим предприятием. Его проектная мощность рассчитана на ежегодный выпуск более 1 миллиона тонн стали около 900 тысяч тонн сортового проката около 100 тысяч тонн проволоки и металлокорда. Марочный состав продукции насчитывает более 120 легированных низколегированных конструкционных и углеродистых марок стали.
В структуру БМЗ входит ряд цехов и хозяйств взаимодействующих и вза-имодополняющих друг друга при производстве стали [Приложение 1]. Они подразделяются на основные – копровый сталеплавильный сортопрокатный сталепроволочный и др. участвующие непосредственно в процессе производства и вспомогательные – ремонтные энергетические строительные и др. которые обслуживают основное производство. И практически во всех цехах постоянно ведутся работы по увеличению производства и качества металлопродукции. Введенный в эксплуатацию новый стан 150 сортопрокатного цеха позволит получать в дальнейшем до 300 тыс. тонн высококачественной катанки. В мае 2002 года запущена в промышленную эксплуатацию новейшая газокислородная станция фирмы «Линдэ» что позволило полностью обеспечить цеха завода жидким и газообразным кислородом азотом и на 60-70% таким дорогостоящим продуктом как технический аргон. В 2001 году произведена реконструкция известково-обжигательной печи с увеличением производительности на 20%. Ведется реконструкция и модернизация метизного производства для снижению энергоемкости продукции. Применены такие технические решения как водо-воздушное охлаждение катанки реверсивные калибрующие нити и многое другое.
ДП. Т. 01.02.03.04.51
В последние годы на предприятии введены в действие системы обеспечения качества ISO 9002 и QS 9000 система менеджмента окружающей среды ISO 14001. А вообще на сегодняшний день качество продукции БМЗ подтверждено 14-тью различными сертификатами.
Для прохождения практики мне была предложена режимно-наладочная лаборатория отдела главного энергетики. Лаборатория проводит свою работу под руководством главного энергетика завода в контакте с главными специа-листами начальниками отделов и цехов технологами цехов эксплуатирующих тепловые агрегаты нагревательные установки аспирационные и газоочистные установки устройства по очистке и подготовке воды и стоков максимально используя в своей работе передовой опыт по организации и проведению работ.
Режимно-наладочная лаборатория создана в 1994 году. Структура лаборатории численностью 14 человек состоит из двух групп:
-группа по наладке и испытаниям газопотребляющего и теплотехнического оборудования: 7 инженеров по наладке и испытаниям и 1 техник;
-группа по наладке и испытаниям систем вентиляции аспирации и кондиционирования: 4 инженера по наладке и испытаниям и 1 слесарь.
Основной задачей лаборатории является своевременное решение проблем обеспечивающих условия высокопроизводительной ритмичной и экономичной работы топливоиспользующего оборудования установок очистки воды аспирационных и вентиляционных систем завода газоочисток ЭСПЦ нагревательных устройств прокатных станов и сталепроволочных производств и других тепловых агрегатов способствующих повышению качества продукции при наименьших затратах топливно-энергетических ресурсов.
Основной областью деятельности лаборатории является: режимно-наладочные работы паровых котлов водогрейных котлов наладка систем газоснабжения пусконаладочных работ систем водоснабжения канализации вентиляции и отопления противодымной защиты.
На должность начальника лаборатории назначается лицо имеющее высшее образование и стаж работы на инженерно-технических руководящих должностях не менее пяти лет. Его назначение перемещение и освобождение от занимаемой должности осуществляется приказом Генерального директора завода по представлению главного энергетика завода.
Для решения поставленных задач на РНЛ возлагается выполнение следующих функций:
Рассмотрение заявок цехов и главных специалистов по решению теплотехнических задач для разработки годовых и квартальных планов научно – исследовательских и режимно-наладочных работ. Систематический анализ эффективности по агрегатного энергоиспользования. Выявление причин неудовлетворительной тепловой работы агрегатов газоочистных установок водного хозяйства завода разработка мероприятий по их устранению осуществление контроля за внедрением этих мероприятий. Участие в разработке и корректировка инструкций по эксплуатации и раз-работка режимных карт работы агрегатов на основе периодических теплотехнических и режимно-наладочных испытаний.
РУП «БМЗ» включает в себя три основных производства: сталеплавильное прокатное и метизное (производство проволоки и металлокорда). Так же в состав предприятия входят вспомогательные цеха задачей которых является обеспечение бесперебойной работы основных цехов. К вспомогательным цехам относятся энергетические транспортные ремонтные и другие цеха. Движение потока металла на предприятии осуществляется в направлении от сталеплавильного производства к прокатному и далее к метизному. Из копрового цеха металлолом поступает в сталеплавильные цеха а оттуда жидкую сталь разливают на машинах непрерывного литья заготовок в блюмы. Готовая продукция транспортируется рольгангом в нагревательную печь прокатного цеха. которые являются исходной продукцией при производстве проката.
Таким образом производство проволоки и металлокорда является заключительным этапом в производстве металлопродукции. Производство проволоки и металлокорда осуществляется в три стадии: на первой – получение заготовки на второй – прокатка заготовки на станах для получения катанки на третьем – волочение катанки для получения проволоки и свивка проволоки для получения металлокорда. Основными задачами производства готовой проволоки и металлокорда является получение готового продукта необходимого количества и требуемого качества по форме физико-механическим свойствам и с наименьшими затратами.
К технологическим операциям в производстве проволоки и металлокорда сталепроволочном цеху следует отнести следующие: подготовка катанки к волочению; грубое волочение; патентирование и подготовка поверхности к волочению; среднее волочение; патентирование и латунирование; тонкое волочение; свивка проволоки – получение металлокорда. Каждая из этих операций является самостоятельной но необходимой и взаимосвязанной с другими технологическими операциями производства проволоки и металлокорда.
На стадии патентирования и подготовки металла к волочению происходит следующее:
—размотка проволоки на размоточных аппаратах;
—нагрев в протяжной малоокислительной печи;
—закалка в ванне с расплавом свинца;
—протяжка через каскад ванн промывки и травления;
—намотка проволоки на катушки намоточным аппаратом.
Промышленное производство является крупнейшим потребителем топливно – энергетических ресурсов. Нагревательная печь является с одной стороны основным оборудованием а с другой – крупнейшим потребителем топлива и энергии. Поэтому возникает необходимость уделить внимание вопросам связанным с экономией и рациональным расходованием топливно – энергетических ресурсов. Однако при рассмотрении данных вопросов в прокатном производстве возникают специфические особенности которые не имеют места скажем при рассмотрении тех же вопросов в энергетике или в парогенераторах.
Во-первых в нагревательных печах сжигается большое количество высококалорийного топлива и задача повышения эффективности его
использования является очень актуальной.
Во-вторых в печах особенно возрастает роль вторичного использования тепла его рекуперации в связи с высокотемпературным характером происходящих процессов и высоким потенциальным теплом отходящих газов. При этом значительная роль должна отводиться и экологическим вопросам так как в высокотемпературных продуктах сгорания содержится часто большое количество вредных выбросов. Но главная особенность заключается в том что применительно к нагревательным печам задача экономии топлива и энергии должна тесно увязываться с решением важнейших технологических задач – улучшением качества получаемой металлопродукции при одновременном повышении производительности. Рационально использовать топливо в печах означает не просто довести до возможного минимума удельный расход условного топлива на тонну выпускаемой продукции хотя конечно это важнейшая и первостепенная задача. Рациональное использование топлива означает в то же время необходимость такого его применения при котором удастся достигнуть на-ивысшей производительности агрегата и обеспечить улучшение качества нагреваемого металла.
Республиканское унитарное предприятие “Белорусский металлургический завод” сегодня – крупнейший поставщик на европейском континенте металлопродукции высокого качества для машиностроения шинной промышленности и предприятий стройиндустрии располагающее современными технологиями и оборудованием мирового класса.
Современное оборудование и технология металлургического производства освоенные коллективом завода в сжатые сроки позволили заводу выйти досрочно на количественные и качественные проектные показатели и успешно осваивать рынок черных металлов как в странах бывшего СССР так и дальнем зарубежье.
Пока строились одна за другой три очереди завода время выдвигало новые задачи по качеству и расширению сортамента металлопродукции повышению её конкурентной способности на мировом рынке черных металлов и увеличению экспортного потенциала завода. Для решения этих задач потребовалось проведение широкомасштабной реконструкции и технического перевооружения электросталеплавильного прокатного и метизного переделов на базе современных технологий и новейшего оборудования металлургического производства.
В ноябре 1996 г. была разработана утверждена и согласована с Министерством промышленности Республики Беларусь “Программа реконструкции и технического перевооружения Белорусского металлургического завода” с участием фирмы “Фест-Альпине” (Австрия) рассчитанная на выполнение работ до 2000 г. а в октябре 2000 г. – новая программа реконструкции завода на период до 2005 г. включительно с общими затратами 146 млн. Долл. США.
Сегодня можно с уверенностью сказать что новая программа обеспечена финансированием находится в действии и успешно выполняется. Отличительной особенностью проводимой на заводе реконструкции является привлечение инофирм для выдачи исходных (базисных) данных разработки технического проекта (базисный инжиниринг) математического обеспечения поставки
оборудования и запчастей а также выполнения шефмонтажа.
На стадии предконтрактных переговоров по реконструкции объектов металлургического производства проводится кропотливая работа заводских специалистов с представителями инофирм по выбору новейших технологий с учетом достижения мировой науки и практики в данной отрасли а затем под выбранную технологию осуществляется подбор соответствующего оборудования и материалов. Такой подход к реализации проектов реконструкции гарантирует заводу высокое качество металлопродукции и её конкурентоспособность на мировом рынке а следовательно высокую эффективность и быструю окупаемость капитальных вложений на реконструкцию.
В полном завершены реконструкция и расширение копрового цеха включающего в себя две очереди. В результате реконструкции увеличение объемов подготовки и разделки лома позволяет обеспечить электросталеплавильные цехи сырьем в расчете до 2 млн. тонн жидкой стали в год.
В стадии завершения по контракту с фирмой Линде (Германия) строительство новой установки для разделения воздуха. Новая установка позволяет полностью закрыть потребности завода в жидком и газообразном азоте аргоне и кислороде. Реконструкция осуществлена прежде всего с целью обеспечения электродуговых печей кислородом.
Проведена поэтапная реконструкция дуговой электросталеплавильной печи №3. Общая сумма затрат составила 167 млн. долл. США. Основная задача реконструкции заключалась в увеличении часовой производительности уменьшении расхода электрической энергии и графитированных электродов диаметром 610мм.
В 2004 году планируется произвести реконструкцию печи патентирования сталепроволочного цеха. Целесообразность проведения реконструкции рассматривается в данном дипломном проекте.
Учитывая все выше сказанное цель и основная задача данного дипломного проекта определена как: ”Выявление целесообразности реконструкции печи патентирования путем замены горелочных камней в горелках и изменение диаметра их выходного отверстия с целью увеличения производительной мощности печи при условии соблюдения всех требований технологического процесса обработки металла.

Рецензия.doc

на дипломный проект студента энергетического факультета
Гомельского государственного технического
университета им. П.О. Сухого.
Шашукову Андрею Сергеевичу
на тему: “Реконструкция нагревательной печи на РУП БМЗ города Жлобина”.
В данном дипломном проекте разработана реконструкция нагревательной печи патентирования линии латунирования-патентирования для проведения процессов термической обработки проволоки-катанки.
Проволока-катанка используется для производства большого количества изделий различного назначения а также для изготовления корда автомобильных покрышек. Для производства такого вида проволоки требуется катанка с определенной структурой и прочностью металла. Поэтому в печах патентирования катанку подвергают нагреву чем снижают потери на окалину и предают металлу желаемую прочность. При достижении таких свойств катанки важным является подбор температуры и время нахождения катанки в печи.
В дипломном проекте произведен анализ влияния выбора режима нагрева на скорость и время нахождения проволоки в печи. Была экспериментально обоснована целесообразность замены горелочных камней фирмы “Daniele” на горелочные камни опытного производства УКРНИИО составлен тепловой баланс осуществлен расчет тепловой производительности печи до реконструкции и после неё.
В дипломном проекте отображены вопросы техники безопасности охраны труда а также вопросы охраны окружающей среды. Рассмотрено совершенно новое направление – управление качеством продукции системы контроля и поддержания качества на необходимом уровне для создания возможности конкурирования как на отечественных рынках так и на мировом рынке аналогичной продукции. Произведен расчет основных технико-экономических показателей.
Следует отметить достаточно высокий уровень технической подготовки студента Шашукова А.С. и умение использовать свои знания при решении практических задач а также хорошее качество графических разработок.
При разработке дипломного проекта студент Шашуков А.С. освоил основы проектирования конструирования и расчетов подготовлен по работе по специальности на производстве в проектных и научно-исследовательских организациях.
Оценка проекта: дипломный проект заслуживает оценки отлично.
Начальник службы Бончик Н.А.

5.Экономический расчет(Готов).doc

Экономическая часть.
1 Характеристика оборудования реконструкции.
Типы горелочных камней
Горелочный камень фирмы “Daniele”
Горелочный камень фирмы УкрНИИО
Годовой объем производства
2 Производственная программа.
Производственная программа – программа по которой определяется объем производства годовой выпуск продукции. Длительность сезона считается по времени работы оборудования (множители количества рабочих часов в смену количества смен количества рабочих дней и количество месяцев в которые работает оборудование).
Длительность работы оборудования в году.
Продолжительность смен (час.)
Длительность работы оборудования
Годовой выпуск продукции.
ДП.Т. 01.02.03.04.51
Длительность работы оборудования Тчас считается умножением количества часов в смену на количество смен и на количество месяцев работы оборудования.
Тчас=8*3*345=8280 часовгод.
Годовой выпуск продукции считается умножением производительности на Тчас
Vгод1=2100*8280=17388000 кггод
Vгод2=2200*8280=18216000 кггод
3 Капитальные вложения на реконструкцию.
Квл.рек= Кгор+Ктр.р.+Км.р.+Кдем.р.+Кнепр.р.
Кгор.- капитальные вложения на приобретение оборудования.
Кгор. = 2055550 руб. (Таблица 1)
Ктр.р. – капитальные вложения на транспортные расходы (8%Кгор.)
Кдем.р. – капитальные вложения на демонтаж заменяемого оборудования (40%Км.р.)
Кдем.р. = 65780 .руб.
Км.р. – капитальные вложения на демонтаж заменяемого оборудования (8%Кгор.)
Кнепр.р. – капитальные вложения на непредвиденные расходы при монтаже оборудования (56%Км.р.)
Кнепр.р. = 9210 руб.
Таким образом Квл.рек. = 2055550+164445+65780+164445+9210=2459430 руб.
4 Показатели экономической эффективности.
Дополнительная прибыль полученная в результате реконструкции.
Пгод=(Пгод2 – Пгод1)* Vгод где
Пгод2 Пгод1 – прибыль после и до реконструкции.
Пгод1 =Ц1 –Сб1 Пгод2 =Ц2 –Сб2
Ц1 Ц2 – цена тонны продукции до и после реконструкции.
ДП. Т. 01.02.03.04.51
Сб1 Сб2 – себестоимость тонны продукции до и после реконструкции.
Ц1 = 3185614 руб.т. Ц2 = 3344894 руб.т.
Сб1 = 2392500 руб.т. Сб2 = 2512125 руб.т.
данные планово-экономического отдела БМЗ.
Пгод2 = 3344894 – 2512125 = 832770 руб.т.
Пгод1 = 3185614 – 2392500 = 793115 руб.т.
Vгод = Vгод2 – Vгод1 где Vгод2 Vгод1 – годовой выпуск продукции после и до реконструкции.
Vгод1 = 17388000 кггод =17388 т.год
Vгод2 = 18216000 кггод =18216 т.год
Vгод = 18216 – 17388 = 828 т.год
Пгод = (832770 – 793115)*828 = 32834340 руб.год
Рассчитаем срок окупаемости результатов реконструкции
Срок окупаемости Ток лет:
Результаты расчетов сведены в таблице “Технико-экономические показатели”.
Исходя из данного расчета видно что внедрение реконструкции не требует больших вложений и приводит к значительному увеличению прибыли предприятия при довольно малом сроке окупаемости вложений.

Литература(с рамкой).doc

Горбанев . А.АЖучков М Филиппов В.В. “ Теоретические основы высокосортной прокатки катанки”-Мн.: Высшая школа 2003.
Горловский М.Б. Меркачев В.Н. “Справочник волочильщика проволоки-М.: Металлургия1993.
Фетисов В.П. “Деформационное старение стали при волочении проволоки .-Мн.: Белоргстанкинпромиздат.1996.
Ерманок. М.З. Ватрушин Л.С. ” Волочение цветных металлов и сплавов. М.:Металлургия 1998.
Лыков А.В. “Теория теплопроводности”. М.:Высшая школа1967. 386 с.
Маковский В.А. Лаврентик М.И. “Управление нагревательными печами”. М.: Металлургия 1981. 182 с.
Несенчук А.П. Жмакин Н.П. “Тепловые расчеты пламенных печей для нагрева и термообработки металла”. – Мн. Вышейшая школа 1974 стр.280.
Тимошпольский В.И. Трусова И.А. Стеблов А.Б. Павлюченков И.А. “Теплообмен и тепловые режимы в промышленных печах”. –Мн. Высшая школа 1992 г. стр.214.
Филиппов В.В. “Исследования температурно-тепловых режимов нагрева металла в печах сталепроволочных цехов РУП БМЗ”. Литьё и металлургия. – 2001. -№1.-стр.50-54.
Коковихин Ю.И. Пинашина В.А. Буравлев Е.Б. “Производство низкоуглеродистой проволоки”. – К. 1995 г. стр.234.
Кривандин В.А. Белаусов В.В. Сборщиков Г.С. и другие “Теплотехника металлургического производства”. – М. МИСИС 2002 г. стр.733.
ДП. Т. 01.02.03.04.51

Заключение.doc

В данном дипломном проекте была решена задача реконструкции нагревательной печи патентирования линии латунирования на Белорусском Металлургическом Заводе (БМЗ) с целью увеличения производительности печи.
Причиной такой задачи послужил тот факт что промышленное производство является крупнейшим потребителем топливо – энергетических ресурсов. Нагревательная печь является с одной стороны основным оборудованием а с другой – крупнейшим потребителем топлива и энергии. Поэтому возникает необходимость уделить внимание вопросам связанным с экономией и рациональным расходованием топливо – энергетических ресурсов. Во-первых в нагревательных печах сжигается большое количество высококалорийного топлива и задача повышения эффективности его использования является очень актуальной. Во-вторых в печах особенно возрастает роль вторичного использования тепла его рекуперации в связи с высокотемпературным характером происходящих процессов и высоким потенциальным теплом отходящих газов. При этом значительная роль должна отводиться и экологическим вопросам так как в высокотемпературных продуктах сгорания содержится часто большое количество вредных выбросов. Но главная особенность заключается в том что применительно к нагревательным печам задача экономии топлива и энергии должна тесно увязываться с решением важнейших технологических задач – улучшением качества получаемой металлопродукции при одновременном повышении производительности. Рационально использовать топливо в печах означает не просто довести до возможного минимума удельный расход условного топлива на тонну выпускаемой продукции хотя конечно это важнейшая и первостепенная задача. Рациональное использование топлива означает в то же время необходимость такого его применения при котором удастся достигнуть наивысшей производительности агрегата и обеспечить улучшение качества нагреваемого металла.
Реконструкция печи патентирования в данном дипломном проекте включала в себя:
Расчет печи патентирования по технологическим и энергетическим параметрам в соответствии с существующим проектом а также расчет печи после реконструкции.
Построение графиков температурных режимов работы печи в соответствии с технологическим процессом.
Обоснование выбора горелочных устройств другого производителя.
ДП. Т. 01.02.03.04.51
Расчет основных технико-экономических показателей.
Исходя из проведенного технического проектирования и экономического анализа данное решение (реконструкция печи патентирования) не требует больших вложений.
Данное внедрение ведет к увеличению производительности печи улучшению качества выпускаемой продукции уменьшение удельного расхода топлива на тонну металла то есть его рационального использования топливо-энергетических ресурсов.