книги из ГПНТБ / Никифорова, Н. М. Основы проектирования тепловых установок при производстве строительных материалов учеб. пособие для техникумов

Н. М. Никифорова

ОСНОВЫ ПРО ЕКТИРО ВАНИЯ

ТЕПЛО ВЫ Х УСТАНО ВО К

ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ СТРОИТЕЛЬНЫ Х

М АТЕРИАЛОВ

Допущено Управлением кадров и учебных заведений Мосгорисполкома в качестве учебного пособия для техникумов

МОСКВА «ВЫСШАЯ ШКОЛА» 1 9 7'.4

6П2.22

Н62 УДК 621.181.7(075)

Никифорова Н. М.

Н62 Основы проектирования тепловых установок при про­ изводстве строительных материалов. Учеб, пособие для техникумов. М., «Высш. школа», 1974.

144 стр. с пл.

В учебном пособии излагаются основы проектирования теплообменников, топок, котельных установок средней мощности, аппаратов тепловлажностной обработки железобетонных изделий, сушилок, печей. Даются методические указания по работе над курсовым проектом,, краткая техническая характери­ стика и показатели работы основного теплотехнического оборудования.

Кинга содержит значительное количество справочных сведений, необходи­ мых для производства расчетов.

Предназначается для учащихся индустриальных и строительных технику­ мов, а также может быть использована инженерно-техническими работниками предприятий строительных материалов.

Р е ц е н з е н т ы :

доцент М. И. Роговой (МИСІІ им. В. В. Куйбышева), преподаватель Б. С. Югай (Люберецкий индустриальный техникум;.

© И здательство «Высшая школа», 1974.

П Р Е Д И С Л О В И Е

Важнейшей политической и экономической задачей, поставлен­ ной XXIV съездом КПСС, является всемерное развитие науки и техники. В Директивах съезда по пятилетнему плану развития на­ родного хозяйства перед советской экономикой поставлены следую­ щие задачи: ускорить темпы научно-технического прогресса и обес­ печить осуществление единой технической политики, создать и внедрить принципиально новые орудия труда, материалы и техно­ логические процессы.

Производство строительных материалов с каждым годом не­ уклонно увеличивается и совершенствуется, выпускаются высоко­ эффективные виды строительных материалов. В промышленности применяются новые способы теплообработки: электропрогрев, электронагрев в поле индукционного тока, сушка и обжиг материа­ лов в «кипящем слое» и др. Режимы теплообработки материалов . и изделий непрерывно совершенствуются, так же как и конструк­ ции самих тепловых аппаратов.

В учебном пособии излагаются основы проектирования тепло­ обменных установок, топок, котельных установок средней мощно­ сти, камер тепловлажностной обработки железобетонных изделий, сушил и печей в объеме знаний техника-технолога промышленно­ сти строительных материалов.

Курсовой проект по теплотехническому оборудованию для уча­ щихся, специализирующихся в этой области промышленности, яв­

теплотехнического оборудования, его парспе^тіі^ібсть в современ­ ном производстве, технико-экономическая жарФкл?рЙ$тика. Табли­ цы приложения позволят студентам найти необходимые для проек­ тирования данные по составу и свойствам топлива, свойствам ма­ териалов, подлежащих теплообработке, параметрам пара и газов.

Приведенные примеры расчетов отдельных аппаратов должны помочь учащемуся в выполнении подобных расчетов.

В методике проектирования опущены весьма сложные расчеты, связанные с определением рациональных габаритов аппаратов, времени теплообработки, которые обычно выполняются исследова­ тельскими и конструкторскими организациями. Учащимся рекомен­ дуется применение типового оборудования, оправдавшегося себя в эксплуатации.

Автор выражает благодарность рецензентам доц. М. И. Рогово­ му из Московского инженерно-строительного института мм. В. В. Куйбышева и Б. С. Югаю преподавателю Люберецкого инду­ стриального техникума за ценные указания, сделанные при рецен­ зировании рукописи.

3

Г Л А В А I

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ТЕПЛОВЫХ УСТАНОВОК В ПРОИЗВОДСТВЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

§ 1. Общие сведения

. В отличие от многих отраслей народного хозяйства промышлен­ ность строительных материалов характеризуется насыщенностью процессов теплообработки, оказывающих существенное влияние на качество выпускаемых изделий и материалов, их себестоимость н производственную мощность предприятий. Поэтому подготовка для этой отрасли промышленности квалифицированных техников-техно- логов и одновременно техников-теплотехнпков, способных грамотно управлять работой тепловых установок, проектировать их и ана­ лизировать режимы работы действующих аппаратов, является важ­ нейшей задачей. Актуальность ее объясняется отсутствием специа­ листов техннков-теплотехников; на большинстве железобетонных и силпкатобетонных заводов функции теплотехников обычно вы­ полняют механики, не имеющие в этой области достаточных теоре­ тических знаний.

Выполнение учащимися курсового проекта по дисциплине «Теп­ лотехника и теплотехническое оборудование заводов промышлен­ ности строительных материалов» должно способствовать закреп­ лению полученных ими-знаний по теплотехнике п теплотехническо­ му оборудованию заводов, применению своих знаний в решении задач, связанных с расчетом и конструированием тепловых уста­ новок.

Работая над курсовым проектом, студент должен критически подходить к оценке расчетных технико-экономических показателей тепловых аппаратов, находить способы повышения их.

§ 2. Содержание курсового проекта и примерные темы заданий

При выполнении курсового проекта учащиеся должны приме­ нять знания, полученные какпо технологии производства строи­ тельных материалов, так и по теплотехнике и теплотехническому оборудованию вспомогательного и специального назначения. Рабо­ та над курсовым проектом должна складываться из: 1) сбора ма­ териалов для проектирования; 2) технологических и теплотехниче­ ских расчетов; 3) гидравлических расчетов и подбора вспомога­ тельного оборудования; 4) составления чертежей.

В задании на курсовое проектирование указывается только тип аппарата, который следует запроектировать для предприятия опре­ деленной производительности. Дополнительные данные учащийся принимает сам, пользуясь справочной и периодической литерату­ рой, нормами технологического проектирования для данной отрас­

4

ли производства, а также используя практические показатели ра­

боты передовых предприятий.

Подбор дополнительных данных для проектирования удобнее производить, разбив их на следующие группы:

по материалу, подлежащему теплообработке: влажность, хими­ ческий состав сырья и обожженного продукта, теплоемкость, тем­

пература и пр.; по режиму теплообработки: температурная кривая при обжиге

или максимальная температура сушки и тепловлажностной обра­ ботки, давление, продолжительность теплообработки и т. д.;

по топливу; прочие данные — по транспорту, формам, параметрам окружаю­

щей среды.

В технологической части проекта определяется часовая произво­ дительность предприятия на основании принятого режима' рабо­ чего времени. Если в задании конкретно не указан тип аппарата, то учащийся сам обосновывает его выбор или подбирает типораз­ мер, желательно из типовых конструкций, выпускаемых отечествен­ ными заводами и рекомендованных к применению. Рассчитывает количество аппаратов, необходимое для заданной производитель­ ности завода.

Унификация и типизация оборудования нашли в настоящее вре­ мя широкое распространение в промышленности строительных ма­ териалов, поэтому при проектировании тепловых установок следует широко использовать эти виды оборудования, а в кабинетах ди­ пломного и курсового проектирования иметь их каталоги.

Теплотехническая часть проекта занимает наибольший его объем и заключается в расчете горения топлива и составлении ба­ лансов тепла.

Гидравлический расчет проектируемого аппарата включает оп­ ределение скоростей движения газов, величин динамического на­ пора, сопротивлений газового тракта. По данным гидравлического расчета производится подбор по каталогам вспомогательного обо­ рудования— вентиляторов, циклонов. В виде исключения гидрав­ лический расчет в связи с ограниченным временем, отведенным на выполнение курсового проекта, может не включаться в объем за­ дания. В этом случае для подбора вентиляторов величина напора вентилятора ориентировочно указывается консультантом.

Объем графической части проекта должен составлять 1—2 лис­ та чертежей. Чертеж проектируемой установки составляется в двух­ трех проекциях с показом подключения к ней вспомогательного оборудования — вентиляторов, циклонов, толкателей и др. К чер­ тежу делается спецификация стандартного оборудования и мате­ риалов.

Темы курсовых проектов должны отличаться разнообразием проектируемых установок и охватывать весь материал программы курса, что позволит проверить знания учащихся по всему курсу.

Темами заданий могут быть проекты:

теплообменных аппаратов: калориферов для сушилок, рекупе-

5

§3 . Методика работы над курсовым проектом и требования к нему

Решающими факторами продуктивной работы над курсовым проектом являются соблюдение строгого режима рабочего време­ ни, благоприятная для работы проектанта окружающая обстанов­ ка, аккуратность, последовательность и четкость выполнения от­ дельных частей задания, умение применить свои знания в решении поставленной задачи, умение пользоваться учебной, справочной н научной литературой.

Задание на проектирование выдается на специальном бланке, форма которого приводится ниже.

ЗАДАНИЕ для курсового проектирования по курсу__________________________________

учащемуся ______________________ курса___________ группы

_________________________________ техникума Тема задания и исходные данные_______________________

При выполнении курсового проекта на указанную тему должны быть пред­ ставлены

1. Объяснительная записка

2. Графическая часть проекта

Лист 1. Лист 2..

Дата в ы д а ч и ______________________________________________ _

Срок окончания______________________________________________ __

Преподаватель-руководитель курсового проектирования ________________________________________________

Как было указано, работе над проектом предшествует сбор мно­ гочисленных исходных данньіх, систематизированных в отдельные группы. Далее учащийся приступает к расчетам и составлению

7

расчетно-пояснительной записки, придерживаясь той последова­ тельности в изложении, которая указана в задании. Все произво­ димые расчеты должны иметь объяснения, написанные литератур­ ным языком; применяемые в расчетах величины должны иметь при­ нятые обозначения, названия ,и размерность. Изложение текста ведется в безличной форме; оно должно быть кратким, связным п грамотным.

Все расчеты необходимо производить в следующем порядке: сначала пишется формула, затем подставляются в нее величины и подсчитывается результат с указанием размерности. Под форму­ лой дается расшифровка применяемых величин словами и цифрами. Никакие промежуточные арифметические действия не допускаются, так же как и подстановка в формулы промежуточных расчетных величин.

Отдельные части проекта должны иметь заглавия, выделенные от прочего текста.

Результаты тепловых балансов по отдельным статьям следует сводить в обобщающие таблицы, так же как и полученные в расче­ те технико-экономические показатели.

Чистовой экземпляр расчетно-пояснительной записки должен быть написан от руки без каких-либо помарок с полями с двух сто­ рон листа и сброшюрован. На титульном листе расчетно-поясни­ тельной записки пишется Управление, в ведении которого находит­ ся данное учебное заведение, и наименование последнего, тема проекта, фамилии проектанта и консультанта, город и год выпол­ нения проекта. В пояснительной записке должны быть содержание и список использованной литературы. Все страницы текста должны быть пронумерованы.

Работу над чертежами рекомендуется начинать до окончания расчетов, так как в тепловом балансе приходится использовать некоторые конструктивные данные проектируемого аппарата. По­ этому, прежде чем приступить к выполнению чертежа на ватмане, проектант составляет эскиз тепловой установки на миллиметровой бумаге или на белой с простановкой всех размеров. После утверж­ дения эскиза консультантом и окончательного завершения расче­ тов проектант приступает к выполнению чертежа на ватмане в масштабе согласно ГОСТ 2302—68. Для чертежей таких тепловых установок, как теплообменники, топки, котлы, сушилки и печи не­ большой длины, рекомендуются масштабы 1 :20; 1: 25, для устано­ вок длиной более 20 м.— 1 : 50. Чертежи печей, сушилок и пропа­ рочных установок большой длины допускается выполнять в про­ дольных разрезах с разрывами в однотипных местах. Отдельные проекции также можно чертить в разных масштабах.

Чертежи выполняются в карандаше на листах ватмана форма­ та 2—4 размером 594x841 согласно ГОСТам для строительных чертежей. Каждая проекция должна иметь линию разреза и- обо­ значение вида. В правом нижнем углу чертежа ставится штамп, утвержденный учебным заведением для курсового проекта, перехо­

8

дящий в спецификацию стандартного оборудования, выбранного

для проектируемого аппарата.

При согласовании с консультантом проекта допускается выпол­

нение чертежей в туши.

При проектировании модели тепловой установки проектант вы­ полняет эскиз отдельных ее частей на миллиметровой бумаге в масштабе с расстановкой всех размеров и сборочный чертеж, яв­ ляющийся ее натуральным изображением.

Для удобства демонстрации модели рекомендуется выполнять

реннего устройства.

После выполнения эскиза модели решается вопрос о материале для ее строительства и подсчитывается его расход. При получении материала выполняются отдельные части модели — основание, сте­ ны, перекрытия и пр., после чего производится сборка модели и подключение к ней дополнительного оборудования — вентиляторов

и т. д.

Для облегчения выполнения проекта консультант обязан реко­ мендовать учащемуся литературу по проектируемому им аппарату в данной отрасли производства.

Г Л А В А II

ТЕПЛООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ

§1. Назначение и краткая техническая характеристика

Впромышленном производстве теплообменные аппараты имеют большое распространение, особенно в энергетической, нефтяной, химической, металлургической промышленности.

Впромышленности строительных материалов их применяют большей частью для получения горячего воздуха, используемого для горения топлива в печах, котельных установках и для сушки изделий. Установка теплообменников в котельных приводит к эко­ номии в них топлива и повышению термического коэффициента по­ лезного действия.

Котлы средней мощности, установленные на заводах промыш­ ленности строительных материалов, вырабатывают большей частью насыщенный пар и снабжаются воздухоподогревателями и эконо­ майзерами для подогрева питательной воды (табл. 1).

В настоящее время в нагревательных установках начинает все чаще применяться радиационный способ обогрева, как наиболее эффективный и простой в эксплуатации. Однако в большинстве су-

9