Проект распылительной сушилки форсуночной SFB -9200

Содержание

Аннотация

Введение

1. Состояние вопроса. Обзор существующих конструкций

1.1 Сушилки используемые в промышленности

1.2 Результат патентного поиска

2. Технико-экономическое обоснование

3. Описание технологического процесса, конструкции и принципа действия

4.Расчет сушильной установки

4.1 Расчет основных параметров влажного материала

4.2 Расчет материального баланса по твердому материалу

4.3 Расчет материального баланса по сушильному агенту

4.4 Расчет теплового баланса

4.5 Расчет распылительной сушильной установки

4.6 Расчет колорифера

4.7 Расчет циклонов

4.8Выбор вентиляторов

5. Правила монтажа, ремонта и эксплуатации

6. Охрана труда

6.1 Анализ потенциальных опасностей и вредностей

6.2 Характеристика токсичности веществ и материалов

6.3 Требования к микроклимату

6.4 Требования к освещению

6.5 Шум на производстве и мероприятия по его снижению

6.6 Источники вибрации, мероприятия по их снижению

6.7 Обеспечение электробезопасности

6.8 Выбор ограждений, предохранительных защитных средств

6.9 Взрывопожарная безопасность

6.10 Разработка мер безопасности при эксплуатации объекта

6.11 Меры безопасности при производстве электросварочных работ в сушильном отделении

7. Энерго- и ресурсосбережение

Аннотация

В дипломном проекте произведена разработка конструкции сушильной установки с усовершенствованным приводом. Для проведения разработки мы проводим патентный поиск, в котором рассматриваем аналоги известных моделей технологического оборудования. В процессе разработки можно так же применить создание новых по принципу действия конструкций, основанных на использования современных достижений науки и техники, передового опыта, изобретений и рациональных предложений. В пояснительной записке описано устройство и принцип работы установки, произведены расчеты материального и теплового баланса, рассмотрены виды сушильных установок, и произведен поиск патентов в области устройств сушильных установок. Чтобы показать экономический эффект от внедряемой разработки мы проводим технико-экономическое обоснование разработанного аппарата. Также в пояснительной записке описаны требования, предъявляемые к охране труда при эксплуатации сушильной установки, произведен расчет.

Введение

Сегодня распылительные сушилки находят применение во всех областях переработки молока, таких как:

– сушка сыворотки

– сушка молока

– сушка пахты

– сушка заменителя цельного молока

– сушка обезжиренного молока

Все сушильные установки воплощают в себе современный уровень разработок. Они могут эксплуатироваться в непрерывном режиме, обеспечивая максимально высокую безопасность и эффективность.

Постоянная рационализация и автоматизация молокозаводов поставила перед инженерами задачу совершенствования старых и разработку новых технологических процессов. Распылительные сушилки занимают важное место в ходе такого «переосмысления».

Основной идеей модернизации распылительной сушилки, является увеличение его производительности и снижение времени сушки.

Разрабатываемая распылительная сушилка будет иметь большую производительность, чем аналог, энергозатраты при этом не изменятся, а прибыль предприятия повыситься, т.к. значительно уменьшится время сушки. Это достигается тем, что увеличиваем частоту вращения электродвигателя нагнетающего и вытяжного вентилятора.

1 Состояние вопроса. Обзор существующих конструкций

При сушке распылением материал диспергируется на частицы (капли) весьма малых размеров (10100 мкм), что значительно увеличивает поверхность контакта их с сушильным агентом (поверхность испарения) и соответственно повышает интенсивность сушки. При этом способе продолжительность сушки и время пребывания материала в сушильной зоне аппарата составляет 530 с. В этих условиях решающее значение приобретает гидродинамика распыления (характер, скорость движения частиц и т. п.), которая влияет на тепло- и массообмен в процессе сушки; при этом массообмен (уменьшение размеров и массы частиц в результате испарения) оказывает в свою очередь влияние на гидродинамику процесса.

Специфические условия сушки материалов в распыленном состоянии обусловливают ряд характерных достоинств этого способа сушки, к которым относятся:

1) высокое качество высушенного продукта, температура которого в значительной части процесса не превышает температуры мокрого термометра, причем качественные и количественные показатели (величину частиц, насыпную плотность сухого порошка, конечную влажность и температуру) можно регулировать;

2) отсутствие необходимости дополнительного измельчения готового продукта, высокая его растворимость;

3) значительная начальная влажность продуктов (растворов) и достаточно низкая конечная влажность (на сушку могут поступать и “липкие” аморфные продукты, например отвары в виде пульпы или пасты);

4) высокая стойкость ограждений сушильной камеры, так как влажный материал не соприкасается с ними;

5) достаточная надежность пылеулавливающих устройств (батарейные циклоны, рукавные фильтры, электрофильтры, скрубберы), что предотвращает попадание пыли в помещение и т. д.;

6) высокая производительность установок, что способствует повышению их технико-экономических показателей и т. д.

Наряду с этим следует отметить и недостатки, присущие сушке в распыленном состоянии:

1) значительные удельные габариты установок, работающих при мягких режимах;

2) сложность и высокая стоимость оборудования для распыления продуктов и улавливания пыли;

3) сравнительно высокие энергетические затраты (теплоты и электроэнергии).

В связи с этим важное значение приобретает интенсификация тепло- и массообмена при распылительной сушке, что будет способствовать лучшему использованию сушильного агента; применение в некоторых случаях рециркуляции сушильного агента; применение испарительносушильного способа обезвоживания растворов с низкой начальной концентрацией и сушка с многократным, распылением и рециркуляцией раствора.

Распыление жидкости в сушильных установках может производиться различными методами и при помощи разных устройств, из которых наибольшее применение получили следующие:

-центробежные дисковые распылители;

-механические (гидравлические) форсунки;

-пневматические форсунки;

-распыление ультразвуком.

Обычно процесс распыления жидкости, поступающей в сушильную камеру из щелевого сопла, состоит из ряда явлений: преобразование (деформация) струи жидкости в пленку (нити) в распыляющем устройстве; возмущения на поверхности этой пленки при выходе ее из распылителя, обусловленные изменением скорости и влиянием окружающей среды (воздуха); распад пленки на отдельные капли под действием поверхностного натяжения; коалесценция капель при соударении, характер которой обусловлен методом распыления и конструкцией распылителя.

В соответствии с этим к распылителям предъявляется ряд требований и, в частности, обеспечение оптимальной формы факела распыла и однородности капель требуемых размеров, эксплуатационная надежность и простота обслуживания (предотвращение засорения выходных отверстий, особенно при распылении грубых суспензий), высокая пропускная способность при минимально возможных энергозатратах и др.

Энергозатраты при распылении обусловлены работой деформации жидкости, протекающей со значительной скоростью; преодолением сил поверхностного натяжения при образовании межфазной поверхности (капель) и сил вязкости; сообщением каплям кинетической энергии и преодолением гидравлических сопротивлений.

Одной из стадий производства молочных консервов является сушка. Эта стадия технологического процесса может выполняться на следующих установках:

5 правила монтажа, ремонта и эксплуатации

Монтаж оборудования сушильных установок должен осуществляться с участием мастера завода-изготовителя.

Доизготовлять сушильные установки, поставляемые на монтаж блоками, должен заказчик своими силами.

Фундаменты и опорные металлоконструкции следует принимать в монтаж в соответствии с требованиями глав СНиП.

При установке аппаратов на железобетонные фундаменты или кирпичную кладку в качестве опорных элементов для их выверки применяют регулировочные винты или жесткие бетонные опоры, выполненные на фундаменте.

Высотные отметки жестких опор должны соответствовать проектным отметкам опорных поверхностей установленного оборудования.

При установке и выверке аппаратов на металлических конструкциях в качестве опорных элементов применяют регулировочные винты. После окончания выверки в образовавшиеся между опорами аппаратов и металлоконструкцией зазоры укладывают около крепежных болтов плоские металлические подкладки (толщиной, равной размерам зазоров) и соединяют их с металлоконструкцией электросваркой.

Для фактических показателей выверки и сборки механизмов допускаются следующие отклонения от проектных (при отсутствии указаний в технической документации изготовителя):

- по расположению осей на плане 10 мм;

- по высотной отметке 10 мм;

- по вертикальности оси аппарата 0,3 % высоты, но не более 35 мм;

- по горизонтальности опорной плиты 1 мм на диаметр фланца распыливающего механизма;

- по соосности в плане распыливающего механизма и головки газохода 15 мм;

- по вертикальности оси ведомого вала (для сушилок со скребковым устройством) 0,3 мм на 1 м;

- по величине большого и малого диаметров конической части корпуса 3 мм;

- неплоскостность опоры под коническую часть корпуса 5 мм на длине 3 мм;

- по горизонтальности опоры 15 мм на диаметр;

- по горизонтальности сварного стыка между конической и цилиндрической частями корпуса 15 мм его диаметр;

- по соосности выхлопной трубы и корпуса сушилки 5 мм;

- по перпендикулярности участков газохода 5 мм на диаметр;

- по соосности газохода и его наружного цилиндра 2 мм;

- по соосности собранного газохода и корпуса сушилки 5 мм.

В зависимости от имеющихся на монтажной площадке грузоподъемных машин, наличия около фундаментов площадок для их установки, степени строительной готовности зданий и других факторов можно применять два способа монтажа сушильных установок, поступающих в монтаж узлами:

первый - монтаж с предварительным укрупнением узлов в блоки на сборочной площадке;

второй - монтаж из поставляемых заводом-изготовителем узлов непосредственно на фундаменте.

Все электродвигатели, пусковая аппаратура и щит управления должны быть заземлены. Необходимо тщательно следить за исправным состоянием заземляющих устройств.

Эксплуатация охладителя заключается в своевременном и качественном проведении осмотров и ремонтов узлов, проверкой наличия смазки и т. д.

Охладитель относится к IX разряду ремонтного цикла (IX).

Структура ППР:

К–О–Т-О-Т–О- Т–ОТОТ–О–С–О–ТО–ТО–ТО–ТО–ТОК,

где: К, С, Т, О – соответственно капитальный, средний, текущий ремонты и осмотры.

Осмотр представляет собой комплекс контрольных операций, проводимых с целью проверки готовности машины к использованию. Осмотры проводят перед началом работы.

Текущий ремонт проводят на месте без длительной остановки производства.

Средний ремонт охватывает больший объем работ. Он предусматривает частичную разборку машины, замену изношенных деталей, регулирование. Заливку масла т.д.

Капитальный ремонт включает в себя полную разборку и дефекацию всех деталей машин.

6 Охрана труда

Согласно статье 221 Трудового кодекса Республики Беларусь охрана труда - это система обеспечения безопасности жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности, включающая правовые, социальноэкономические, организационные, технические, психофизиологические, санитарногигиенические, лечебно-профилактические, реабилитационные и иные мероприятия и средства.

Здоровые и безопасные условия труда способствуют повышению производительности, удовлетворенности работников своим трудом, созданию хорошего психологического климата в трудовых коллективах, что ведет к снижению текучести кадров, созданию стабильных трудовых коллективов.

Недостатки в работе по охране труда обуславливают значительные экономические потери. Заболеваемость и травматизм работников, затраты на компенсации за работу в неблагоприятных условиях труда приводят к ухудшению экономических результатов работы предприятия.

В данном разделе прорабатываем вопросы охраны труда разрабатываемой сушильной установки.

6.1 Анализ потенциальных опасностей и вредностей

Разработка мероприятий, обеспечивающих безопасность условий труда, проводится с анализа с точки зрения возможности возникновения потенциальных опасностей и вредностей.

В разрабатываемом аппарате используются детали и узлы, которые несут в себе опасность при работе и эксплуатации оборудования. Все факторы относятся к физическим факторам. К источникам опасности относят:

Поражение электрическим током;

Шум, вибрация, взрывоопасность, запылённость.

Для устранения опасных факторов в проектируемой сушильной установке предусмотрено ряд инженерных решений.

6.2 Характеристика токсичности веществ и материалов

В процессе изготовления и эксплуатации сушильной установки не используются токсичные вещества, поэтому разработка дополнительных мер безопасности по данному направлению не требуется.

Не допускается проведение ремонтных и сварочных работ, в запыленной, либо грязной установке, так как возгорание молочной пыли несёт опасность для здоровья, поэтому установку регулярно тщательно моют.

Промывка всех деталей, соприкасающихся с продуктом после сушки, является обязательной операцией.

Запрещается оставлять сушильную установку загрязненной даже на небольшое время, так как это приведет к образованию трудноудаляемых осадков, которые могут вывести из строя систему подачи продукта, а также снизить производительность сушильной установки и другие технологические режимы сушки.

Своевременная и тщательная мойка также необходима для соблюдения санитарных правил.

После окончания процесса сушки производиться безразборная автоматическая мойка сушильной установки. При этом вся установка подключается к системе для безразборной мойки или закольцовывается на балансировочный бочок. Направление движения воды и моющих растворов, аналогично процессу сушки. В качестве моющих растворов может быть использована сода кальцинированная, средство моющее «Аксон», "Вимол", "Мойтар",относящиеся к 3 классу опасности.

6.7 Обеспечение электробезопасности

Электроустановки при неправильном использовании несут непосредственную опасность для здоровья рабочих, что вызывает необходимость заземления.

Существует 3 класса опасности помещений. Цех, где находится машина, относится к 1му классу – помещение повышенной опасности при наличии токопроводящей пыли.

Широкое применение электроэнергии во всех отраслях производства и в быту требует знания определенных правил безопасного обращения с электричеством, без соблюдения которых оно становится опасным для жизни и здоровья человека.

Во избежание несчастных случаев от поражения электрическим током необходимо четко представлять себе опасность действия электрического тока, твердо знать и неукоснительно выполнять основные правила безопасного пользования электроэнергией, знать способы защиты от поражения электрическим током.

Ток проходит через организм человека в том случае, когда человек одновременно касается двух точек, между которыми существует напряжение. Прикосновение может быть

- двухполюсным (прикосновение к двух различных фаз системы),

- однополюсным (прикосновение к одной фазы, когда ток через человека проходит в землю).

Поражение электрическим током может произойти:

- в случае непосредственного соприкосновения человека с токоведущими частями электрооборудования, которые находятся под напряжением;

- при соприкосновении с конструктивными металлическими частями оборудования, случайно оказавшиеся под напряжением вследствие повреждения изоляции;

- во время короткого замыкания электрической цепи.

Защита от поражения электрическим током осуществляется в следующих направлениях:

- изоляцией, ограждениями и сокрытием или недоступным расположением токоведущих частей оборудования;

- применением защитного заземления корпусов электрооборудования;

- применением плавких предохранителей и автоматических выключателей, которые отключают установку при условии нарушения нормального режима;

- применение индивидуальных изолирующих средств защиты;

- применение пониженного напряжения.

6.8 Выбор ограждений, предохранительных защитных средств.

Так как в разрабатываемой установке имеют места вращающееся части, то при использовании данного оборудования в обязательном порядке использоваются защитные ограждения (кожухи) а также защитные ограждения установлены по периметру машины. Для защитных ограждений использованы блокировочные устройства, исключающие возможность включения в работу технологического оборудования при наличии свободного доступа к опасным зонам, а также средства сигнализации и дистанционного управления .

Также для всей аппаратуры должны быть использованы пакетные автоматы – пускатели, снабженные защитой от короткого замыкания.

6.9 Взрывопожарная безопасность

Пожарная безопасность – это состояние объекта, при котором исключается возможность пожара, а в случае его возникновения предотвращается воздействие на людей опасных факторов и обеспечивается защита материальных ценностей.

Система пожарной защиты представляет собой комплекс организационных мероприятий и технических средств, направленных на предотвращение воздействия на людей опасных факторов пожара и ограничение материального ущерба от него, а также исключение возможности возникновения пожара.

Категория производства по степени взрывопожароопасности согласно ТКП4742013 «Определение категории помещения по степени взрывопожарной и пожарной опасности» соответствует «В».

Классификация производственного помещения согласно ПУЭ:

1.По степени электроопасности – особо опасное.

2.Класс по условиям среды – ПII;

Степень защиты электродвигателя по ГОСТ 17494 – 87 не ниже Р 54.

Согласно п.7.10 ППБ РБ 1.0194; П.2.10 СНиП все дверные проемы цеха сушки сухого обезжиренного молока , где расположена сушильная установка, защищены дверями с пределом огнестойкости не менее 0,6 часа.

Проектом предусмотрена установка автономного пожарного извещателя в цеху, а также световых указателей запасных выходов. Разработан план эвакуации людей в случае пожара с обозначением выхода.

Также в помещении установлены углекислотные огнетушители марки ОУ10, пожарные щиты содержащие багор, лопату, топор и ящик с песком, а также пожарные краны.

Общие меры пожарной безопасности при эксплуатации сушильной установки:

соответствие режима работы оборудования паспортным данным и технологическому регламенту (температура, скорости рабочих органов и т. д.);

своевременная и качественная смазка подшипников и механизмов машины;

надежная герметизация подвижных и неподвижных соединений;

предотвращение накопления зарядов статического электричества путем заземления;

соблюдение правил безопасности при остановке классификатора на осмотр и ремонт;

применение маркировки и отличительной окраски технологических трубопроводов;

своевременное проведение осмотров и выполнение графиков ППР, выполнение требований обучения обслуживающего персонала.

К моменту сдачи объекта в эксплуатацию оборудование, приборы и ограждения должны быть окрашены в сигнальные опознавательные цвета: в красный цвет - кнопки, рычаги выключения, запрещающие знаки, емкости с огнеопасным содержимым, внутренние поверхности кожухов, ограждений, шкафов электроприборов, пожарное оборудование и инвентарь; в зелёный цвет - предписывающие знаки, двери аварийных выходов, аптечки.

Поскольку на данном этапе развития науки и техники невозможно создать абсолютно безопасный технический объект, необходимо научить обслуживающий персонал безопасным приемам работы. Для решения этой задачи разработаем инструкцию по охране труда при эксплуатации сушильной установки.