Сушка ГКЛ. "Сушильное отделение цеха по производству гипсокартонных листов"
 Скачать 243.5 Kb.
|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Масса 1 м2 гипсокартонных листов, кг | |||
ГКЛ | ГКЛВ | ГКЛО | ГКЛО |
Не более 1,00S | Не менее 0,80S не более 1,06S | ||
S – значение номинальной толщины листа
Разрушающая нагрузка при изгибе (пролет 350 мм) не должна быть менее данных приведенных в таблице 1.5
Таблица 1.5 – Минимальная разрушающая нагрузка гипсокартонных листов
Толщина листов, мм | Разрушающая нагрузка образцов, Н (кгс), не менее | |
| продольных | поперечных | |
| 6,5 | 125 (12,5) | 54 (5,4) |
| 8,0 | 174 (17,4) | 68 (6,8) |
| 9,5 | 222 (22,2) | 81 (8,1) |
| 12,5 | 322 (32,2) | 105 (10,5) |
| 14,0 | 360 (36,0) | 116 (11,6) |
| 16,0 | 404 (40,4) | 126 (12,6) |
| 18,0 | 440 (44,0) | 133 (13,3) |
| 20,0 | 469 (46,9) | 134 (13,4) |
| 24,0 | 490 (49,0) | 136 (13,6) |
1.9 Удельная эффективная активность естественных радионуклидов не должна превышать 370 Бк/кг.
1.10 В данном проекте разработан цех по производству гипсокартонных листов ГКЛ – А – ПК 3000 – 1200 – 10 ГОСТ 6266 – 97 .
1.11 Объем выпуска готовой продукции приведен в таблице 1.6
Таблица 1.6 – Объем выпуска готовой продукции
| Наименование изделия | Единица измерения | Производительность цеха в | |||
| год (МГОД) | сутки (МСУТ) | смену (МСМ) | час (МЧАС) | ||
| Гипсокартонный лист | м2 шт | 5050000 1402778 | 16557,4 4599,2 | 5519,2 1533,1 | 850,5 236,2 |
2 Краткое описание технологии
Гипсовое вяжущее подается в бункер запаса гипса. Из бункера запаса гипсовое вяжущее скребковым питателем подается в шнековый смеситель. Ускорение сроков схватывания вяжущего обеспечивает ускоритель твердения – двуводного гипса. Вместе с ускорителем (в качестве сухих компонентов) вводится ровинг из стеклянных нитей. Полученную сухую смесь подают в гипсосмеситель непрерывного действия. Сюда же, через блок клапан, обеспечивающий равномерное поступление, подается вода и раствор лингосульфоната технического (ЛСТ). В гипсосмеситель, с помощью дозирующего насоса, поступает пульпа из макулатуры. В целях уменьшения средней плотности гипсового сердечника в формовочную массу вводят пену, полученную в пеногенераторе, которая самотеком поступает в гипсосмеситель. Пена приготавливается из моющего жидкого вещества «Прогресс» и вводится в гипсовую массу для снижения средней плотности сердечника, а следовательно, для уменьшения звуко- и теплопроводности. В гипсосмесителе происходит окончательное приготовление гипсовой массы, которая затем подается на нижнюю картонную ленту с предварительно загнутыми краями, под которой расположен вибрирующий валик и накрывают верхним слоем картона. Плоскость склейки картона с сердечником для улучшения сцепления и приклейки смачивают раствором ДПГ.
Картон сматывают с рулона. Кромки картона надрезают на станке и далее на формовочном столе осуществляют перегиб кромок с помощью специального кромкозагибочного приспособления. Отформованная лента ГКЛ калибруется по толщине и далее поступает на конвейер схватывания, состоящий из отдельных роликовых и ленточных конвейеров, где происходит затвердевание сердечника и сцепление его с картоном. Непрерывно движущуюся ленту разрезают на автоматическом разрезном станке на листы, которые поступают на ускоряющий конвейер (рольганг), создающий интервал между ними. Рольганг передает листы на передаточный стол, откуда они поступают на загрузочный мостик и затем на сушку в восьмиярусную конвейерную сушилку. Высушенные листы направляются на разгрузочный пост, где происходит их сортировка. Листы первого и второго сортов вывозятся на склад готовой продукции, а бракованные направляют на резательный станок, где происходит их нарезка на листы меньшего размера.
3 Мероприятия по экономии тепловой энергии
Удельные расходы тепла при сушке изделий должны быть минимальными. Сокращение расхода тепла достигается за счет повышения начальной температуры теплоносителя и понижения его конечной температуры. При этом увеличивается съем продукции с единицы рабочего объема сушилки, и потери тепла распределяются на большее количество продукции. Устранение промежуточных трансформаторов тепла (газовых калориферов для подогрева воздуха, паровых подогревателей для тех же целей) и использование для сушки дымовых газов снижает удельные расходы тепла за счет устранения его дополнительных потерь. Ограждения сушилок для уменьшения потерь в окружающую среду должны быть герметизированы и теплоизолированные.
Минимальные удельные расходы сушильного агента получаются, когда он находится при относительной влажности, близкой к 100% однако это не всегда достижимо. При скоростной высокопроизводительной сушке относительная влажность может быть значительно меньше 100%, что, в свою очередь, вызывает и повышенный расход электроэнергии на побуждение к движению больших количеств сушильного агента.
Сушильная установка в нашем случае состоит из нескольких камер (зон), поэтому в данном случае целесообразно использовать процесс сушки с промежуточным подогревом сушильного агента непосредственно в сушильной установке. При перепуске теплоносителя из одной камеры (зоны) в другую он подогревается в промежуточном нагревательном устройстве, установленном в самой сушильной установке. В данном случае таким нагревательным устройством является калорифер. Так же подогрев поступающего воздуха производится посредством радиаторов, стоящих на пути поступающего воздушного потока. Радиаторы представляют собой трубчатую конструкцию, которая расположена под каждым ярусом транспортера и вверху сушила. Теплоносителем в радиаторах является пар.
Так же к мероприятиям по экономии тепловой энергии относится возврат отработанного сушильного агента, В нормальном сушильном процессе вся необходимая для сушки теплота доставляется из вне. Поступающий в сушильную установку теплоноситель - сушильный агент - насыщается выделяющейся из высушиваемых деталей влагой и выбрасывается в атмосферу.
Однако возможен и такой вариант сушки, когда поток отработанного сушильного агента по выходе из сушилки разветвляется: часть выбрасывается в атмосферу, а остальная часть поступает в вентиляционную систему и снова возвращается в сушилку.
Указанный вид сушки с использованием части отработанного сушильного агента называется сушкой с рециркуляцией сушильного агента или просто с рециркуляцией. Сушильный агент в данном случае называется рециркуляционным рециркулятором. Процесс сушки с рециркуляцией приобрел в последнее время особое значение в связи с внедрением автоматизации технологических процессов, так как наиболее просто позволяет достигать постоянства влажностных режимов.
Кроме того, рециркуляционный процесс сушки позволяет получить мягкие условия при сушке наиболее чувствительных к ней изделий, какими являются гипсокартонные листы.
4 Обоснование режима тепловой обработки изделий
В данном проекте предусматривается скоростной режим сушки на основании данных института Теплоэнергетики АН УССР. Данный режим предусматривает температуру сушильного агента на входе в сушилку 240С, при которой усиливается испарение влаги. Так как температура мокрого термометра, которую приобретает поверхность изделий, менее 60С, гипс не гидратируется. При этом качество изделий улучшается, а скорость сушки сокращается с 70 до З8 мин.
Сушкой называют термический процесс удаления влаги из твердых материалов путем ее испарения. Процесс сушки изделий и материалов сопровождается изменением объема, которое называется усадкой. За счет удаления влаги частицы материала сближаются и размеры изделия уменьшаются. При изменении объема материал деформируется, возможны коробление и растрескивание изделий.
В связи со всем изложенным выше основная проблема в организации сушильного процесса для всех изделий - определение допустимой стрости сушки, при которой коробление и возникновение трещин не наблюдается.
По своему характеру гипсовые изделия относятся к типичным капилярно - пористым телам. Схематично сушка таких материалов может быть представлена как цепь отдельных неразрывно связанных друг с другом процессов а именно: перемещение влаги внутри материала - диффузия влаги, изменение ее агрегатного состояния или парообразование и удаление с поверхности в окружающую воздушную или газовую среду.
Весь период сушки гипсовых изделий при этом может быть условно разделен на отдельные периоды, отличающиеся друг от друга характером изменения влажности материала, скоростью сушки и распределением температуры по сечению высушиваемого изделия. Графически этот процесс представлен на рисунке 4.1
Рисунок 4.1- Кинетика сушки
Период прогрева соответствует времени, когда влагоотдача происходит наряду с прогревом материала. При этом температура внешних и глубинных слоев материала повышается до определенного уровня. Затем изменение влажности до точки К1, называемой первой критической точкой, протекает по прямой - период постоянной скорости сушки. Наконец, после точки K2 прямая изменения влажности материала переходит в кривую, асимптотически приближающуюся к равновесной влажности - период убывающей скорости сушки.
Начиная с критической точки K2 температура материала начинает быстро повышаться, стремясь приблизится к температуре окружающей среды.
Механизм перемещения (диффузии) влаги в гипсовых изделиях может быть представлен следующим образом. Испарение влаги с поверхности обуславливает перепад или градиент влажности между внешними и глубинными слоями, за счет чего - происходит перемещение влаги к поверхности из ниже лежащих слоев общее снижение влажности материала. В период постоянной скорости сушки такое перемещение влаги к поверхности по системе капилляров происходит непрерывно, а граничащий с воздухом или газом слой достаточно смочен для того, чтобы поддержать скорость влагоотдачи.
После достижения первой критической точки скорость падает вследствие замедленного подвода влаги к верхним слоям. Наконец, наступает второе критическое состояние, при котором зона испарения перемещается в глубь материала.
В период сушки с постоянной скоростью из гипсовых изделий испаряется большая часть подлежащей удалению влаги. С целью интенсификации процесса сушки этот период может быть проведен при более высоких температурах сушильного агента, так как температура самого материала в это время повышается незначительно и не достигает пределов, при которых возможна дегидратация гипса
Наибольшая осторожность требуется при переходе к убывающей
в особенности после достижения второй критической влажности. Быстрое повышение температуры материала, вызванное уменьшением поступления влаги и перенесением зоны испарения в глубь пар и капилляров, легко может вызвать дегидратацию гипса на поверхности и в первую очередь на углах и гранях изделий, что резко снижает их качество и прочность.
Принятый в данном проекте скоростной режим сушки гипсокартонных листов характеризуется следующими параметрами:
температура теплоносителя по зонам
В первой зоне 240°С на входе, 125°С на выходе.
Во второй зоне 240°С на входе, 155°С на выходе.
В третьей зоне 240°С на входе, 60°С на выходе.
Влажность листов в, %
При входе в сушилку 32-10%,
После сушилки 1-2.%
Длительность сушки 38 мин., по зонам 10+10+18 мин.
5 Определение размеров и числа тепловых установок
Исходя из технологических соображении необходимо применить одну конвейерную сушилку с целью обеспечения непрерывного технологического процесса. Исходя из этого определяем длину сушилки. Исходя из того, что время сушки одной гипсокартонной плиты равняется 38 мин. определим общую длину сушилки по формуле:
L = τ
V (5.1.)где L - общая длинна сушилки, м.;
τ -продолжительность сушки, мин.;
V- скорость движения гипсокартонного листа по рольгангу, м/мин.;
V=1,17 м/мин.
L = 38
1,17=66,3 (м.)Принимаем общую длину сушилки 67,0 м.
Стенки и покрытие конвейерной сушилки выполнены из двух листов стали, между которыми располагается тепловая изоляция. Наружная поверхность стальных листов окрашена масляной краской. Толщина стальных листов - 3 мм. В качестве тепловой изоляции используются минераловатные прошивные листы на металлической сетке марки 100. На основании приведенных данных произведем расчет толщины тепловой изоляции. Результаты расчета приведем в таблице 5.1.
Таблица 5.1- Расчет тепловой изоляции сушильной установки
| I. | Температура | |
| 1.1. | изотермы | 240,00 |
| 1.2. | наружной поверхности | 30,00 |
| 1.3. | окружающей среды | 20,00 |
| 2 | Толщина слоя, мм | |
| 2.1. | несущего | 3,00 |
| 2.2. | защитного | 3,00 |
| 3. | Коэффициент теплопроводности, Вт/м+гр.С | |
| 3.1. | несущего слоя | 58,00 |
| 3.2. | тепловой изоляции | 0,07 |
| 3.3. | защитного слоя | 58,00 |
| 4. | Коэфф. излучения наружной поверхности, Вт/квм*гр.К*4 | |
| 5. | Коэфф. теплопередачи, Вт/кям*гр.С | |
| 5. | Коэффициент теплоотдачи, Вт/к&м*гр.С | |
| 5.1. | конвекцией | 3,58 |
| 5.2. | излучением | 5,51 |
| 6. | Толщина тепловое изоляции, мм | 154,85 |
На основании этого определим ширину сушилки. Гипсокартонные листы, имеющие ширину 1200 мм. движутся внутри сушилки двумя параллельными рядами с расстоянием между рядами 48 мм. Зазор между стенкой сушилки и конвейером принимаем равным 25 мм., между краем конвейера л листом - 25 мм. Таким образом общая ширина сушилки 6 составит, исходя из геометрических размеров, представленных на рис 5.1.:
6=3+170 + 3+25 + 25 + 1200 + 48 + 1200 + 25+25+3+170+3 = 2900 мм.;
внутренняя "= 2548 мм.
Рисунок 5.1. - План сушилки. 1. Стальные листы; 2. Утеплитель; 3. Конвейер; 4. Гипсокартонный лист.
Высота каждого яруса сушилки принимается равной 305 мм. (1, с. 200] Соответственно - внутренняя высота сушилки составит 1820 мм. Наружная высота сушилки составит 1830-3+170+3=20006 мм.
Принимаем:
- внутренняя высота 1830мм.;
- наружная высота 2006 мм.
6 Описание устройства и работы тепловой установки
Для сушки листов сухой гипсовой штукатурки предназначена многоярусная конвейерная сушилка. Сушилка представляет собой туннель, внутри которого расположены восемь ярусов приводных рольгангов, перемещающих гипсовые доски двумя параллельными потоками во время их сушки.
Сушилка состоит из металлического каркаса, системы приводных рольгангов, нагревательных приборов, вентиляционных установок, паропроводов и конденсатопроводов. Металлический каркас снабжен теплоизоляцией.
Сушило имеет три зоны: питающую, сушильную и разгрузочную. В питающей зоне нагретый воздух движется против движения гипсовых поит, а в сушильной и разгрузочной в одном направлении с ними.
Приводные рольганги смонтированы внутри сушила на специальном каркасе. Каждый ярус рольгангов приводится в действие отдельной цепью, которая натягивается грузовыми станциями. Движение рольгангам передается электродвигателем через редуктор, цепную передачу и специальный редуктор. В выходной части разгрузочной зоны установлены не приводные рольганги, по которым гипсокартонные листы скатываются на ленточный конвейер под действием силы тяжести.
Сушилка работает с дополнительным подогревом сушильного агента внутри установки, для чего в ней устанавливают плоские трубчатые радиаторы.
Сушильный агент - нагретая смесь, готовится из холодного воздуха, засасываемого вентиляторам через неплотности на входе и выходе материала и отработанного сушильного агента – рециркулята. Смесь подогревается в паровых калориферах и подается в сушилку. Для первой противоточной зоны смесь рециркулята и холодного воздуха поступает в окна короба отработанного теплоносителя за счет тяги, создаваемой вентилятором.