1、高分子材料加工廠相關(guān)設(shè)計徐德增第九章工藝計算第一節(jié) 工藝參數(shù) 一、制定工藝參數(shù)的原則一、制定工藝參數(shù)的原則 1先進性先進性 制定的參數(shù)不先進，進行的一系制定的參數(shù)不先進，進行的一系列計算結(jié)果，也必然與先進水平存在一定的差列計算結(jié)果，也必然與先進水平存在一定的差距。制定一個先進的工藝參數(shù)，是一個十分重距。制定一個先進的工藝參數(shù)，是一個十分重要的課題。要的課題。 2可靠性可靠性 所制定的工藝參數(shù)必須是切實可所制定的工藝參數(shù)必須是切實可行的，這是保證工廠正常生產(chǎn)的重要條件。工行的，這是保證工廠正常生產(chǎn)的重要條件。工藝參數(shù)的制定，應(yīng)建立在生產(chǎn)廠實際生產(chǎn)經(jīng)驗藝參數(shù)的制定，應(yīng)建立在生產(chǎn)廠實際生產(chǎn)經(jīng)驗的基礎(chǔ)

2、上，或根據(jù)一定的試驗數(shù)據(jù)制定，決不的基礎(chǔ)上，或根據(jù)一定的試驗數(shù)據(jù)制定，決不可將無根據(jù)的假定列入工藝參數(shù)?？蓪o根據(jù)的假定列入工藝參數(shù)。第一節(jié) 工藝參數(shù) 二、工藝參數(shù)示例二、工藝參數(shù)示例 當(dāng)生產(chǎn)同一種化學(xué)纖維時，由于產(chǎn)品的規(guī)格和用當(dāng)生產(chǎn)同一種化學(xué)纖維時，由于產(chǎn)品的規(guī)格和用途不同，所采用的設(shè)備和工藝流程亦不盡相同，途不同，所采用的設(shè)備和工藝流程亦不盡相同，所制定的工藝參數(shù)也不相同。所制定的工藝參數(shù)也不相同。 隨著化纖生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，工藝參數(shù)也在不隨著化纖生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，工藝參數(shù)也在不斷變化。斷變化。 所以很難制定一個通用的工藝參數(shù)，只能介紹某所以很難制定一個通用的工藝參數(shù)，只能介紹某些化纖

3、設(shè)計中采用的工藝參數(shù)供作參考。些化纖設(shè)計中采用的工藝參數(shù)供作參考。第二節(jié)第二節(jié) 物料衡算物料衡算 一、物料衡算的作用一、物料衡算的作用 在工藝流程及工藝參數(shù)確定后，即可著手物在工藝流程及工藝參數(shù)確定后，即可著手物料衡算工作。料衡算工作。 物料衡算是通過對每一個生產(chǎn)過程的物料量物料衡算是通過對每一個生產(chǎn)過程的物料量的變化情況進行平衡計算，從而得出在正常的變化情況進行平衡計算，從而得出在正常生產(chǎn)情況下所需要的原材料、產(chǎn)生的副產(chǎn)物生產(chǎn)情況下所需要的原材料、產(chǎn)生的副產(chǎn)物及廢料量。及廢料量。第二節(jié)第二節(jié) 物料衡算物料衡算 物料衡算不僅是原材料消耗定額的基本依據(jù)，物料衡算不僅是原材料消耗定額的基本依據(jù)，而

4、且也是進行設(shè)備和能量計算的先決條件。而且也是進行設(shè)備和能量計算的先決條件。 衡算的結(jié)果直接關(guān)系到生產(chǎn)成本與車間運輸衡算的結(jié)果直接關(guān)系到生產(chǎn)成本與車間運輸量，對工廠技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)有舉足輕重的影響。量，對工廠技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)有舉足輕重的影響。 因此，物料衡算是擴初設(shè)計階段主要的工藝因此，物料衡算是擴初設(shè)計階段主要的工藝計算內(nèi)容。計算內(nèi)容。第二節(jié)第二節(jié) 物料衡算物料衡算 物料衡算的理論基礎(chǔ)是質(zhì)量守衡定律。即當(dāng)有物物料衡算的理論基礎(chǔ)是質(zhì)量守衡定律。即當(dāng)有物料損失的情況下，在每一過程中，輸入某一系統(tǒng)料損失的情況下，在每一過程中，輸入某一系統(tǒng)或沒備的物料的總量必然等于其輸出物料的總量或沒備的物料的總量必然等于其

5、輸出物料的總量加以物料損失量。加以物料損失量。第二節(jié)第二節(jié) 物料衡算物料衡算 物料衡算應(yīng)用的基本公式：物料衡算應(yīng)用的基本公式： G1= G 2+ G3 試中：試中： G1：輸入系統(tǒng)中各物料量的總和：輸入系統(tǒng)中各物料量的總和： G2：自系統(tǒng)中輸出各物料量的總和：自系統(tǒng)中輸出各物料量的總和 G3：系統(tǒng)中物料損失量的總和：系統(tǒng)中物料損失量的總和第二節(jié)第二節(jié) 物料衡算物料衡算 化纖生產(chǎn)需要多種原料，其中主要原料的化纖生產(chǎn)需要多種原料，其中主要原料的消耗定額是影響產(chǎn)品成本的關(guān)鍵設(shè)計中，消耗定額是影響產(chǎn)品成本的關(guān)鍵設(shè)計中，為了計算主要原料的單耗，通常把它們在為了計算主要原料的單耗，通常把它們在各工序的流動

6、量繪成圖表。各工序的流動量繪成圖表。 料平衡表或物料平衡圖，編入擴初設(shè)計文料平衡表或物料平衡圖，編入擴初設(shè)計文件。件。第二節(jié)第二節(jié) 物料衡算物料衡算 二、物料衡算示例二、物料衡算示例 1已知條件；已知條件； (1)滌綸長絲生產(chǎn)在各工序的損失滌綸長絲生產(chǎn)在各工序的損失 kgt成品：成品： 干燥干燥 8.8 紡絲紡絲36.9 牽伸牽伸 71.2 分級分級: 0.9 假捻假捻17.4 分級分級 4.9 (2)滌綸長絲生產(chǎn)中，各工序中添加和損失物料滌綸長絲生產(chǎn)中，各工序中添加和損失物料量及其相應(yīng)物料組成。量及其相應(yīng)物料組成。第二節(jié)第二節(jié) 物料衡算物料衡算第三節(jié)第三節(jié) 公用工程用量計算公用工程用量計算

7、在進行物料衡算和主要工藝設(shè)備計算后，即可開在進行物料衡算和主要工藝設(shè)備計算后，即可開展公用工程用量的計算。展公用工程用量的計算。 公用工程計算是將生產(chǎn)過程中所需的蒸汽、冷凍、公用工程計算是將生產(chǎn)過程中所需的蒸汽、冷凍、電功率、水、壓縮空氣、氮氣和真空等用量用計電功率、水、壓縮空氣、氮氣和真空等用量用計算的方法提出來。算的方法提出來。 在擴初設(shè)計階段，作為各有關(guān)專業(yè)進行公用工程在擴初設(shè)計階段，作為各有關(guān)專業(yè)進行公用工程單項設(shè)計的依據(jù)。單項設(shè)計的依據(jù)。 同時公用工程耗用量，也是衡量設(shè)計項目技術(shù)經(jīng)同時公用工程耗用量，也是衡量設(shè)計項目技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)之一。濟指標(biāo)之一。第三節(jié)第三節(jié) 公用工程用量計算公用工程

8、用量計算 具體的計算方法和示例如下具體的計算方法和示例如下 一、蒸汽用量的計算一、蒸汽用量的計算 蒸汽用量的計算基于熱量衡算蒸汽用量的計算基于熱量衡算 Q l十十Q 2+Q 3=Q4十十Q5十十Q6 式中：式中： Q1所處理物料帶到設(shè)備中去的熱量所處理物料帶到設(shè)備中去的熱量(kcal) Q2由加熱劑由加熱劑(或冷卻劑或冷卻劑)傳給設(shè)備和所處理的傳給設(shè)備和所處理的物料之熱量物料之熱量(kcal)第三節(jié)第三節(jié) 公用工程用量計算公用工程用量計算 Q 3 過程的熱效應(yīng)或機械攪拌熱過程的熱效應(yīng)或機械攪拌熱(kcal) Q4反應(yīng)產(chǎn)物由設(shè)備中帶出的熱量反應(yīng)產(chǎn)物由設(shè)備中帶出的熱量( kcal) Q5消耗在加熱

9、設(shè)備各個部件上的熱量消耗在加熱設(shè)備各個部件上的熱量(kcal) Q6設(shè)備向四周散失的熱量設(shè)備向四周散失的熱量(kcal)。第三節(jié)第三節(jié) 公用工程用量計算公用工程用量計算 1Q l的計算；的計算； Q l=G.c.t 式中：式中： G- 物料重量物料重量(kg); C - 物料比熱物料比熱(kcalkg ); t - 物料溫度差物料溫度差()。第三節(jié)第三節(jié) 公用工程用量計算公用工程用量計算 3、Q3的計算的計算 Q3 =C.G 式中：式中： G物料量物料量(ks)； C化學(xué)反應(yīng)熱或狀態(tài)熱化學(xué)反應(yīng)熱或狀態(tài)熱(kcalkg)。 C值可在一般理化手冊和工藝學(xué)中查得。值可在一般理化手冊和工藝學(xué)中查得。第

10、三節(jié)第三節(jié) 公用工程用量計算公用工程用量計算 Q4與與Q1的計算方法相同的計算方法相同 Q5= G c(t2-t1) Q6=KFt 式中：式中：F 為傳熱面積為傳熱面積 K 為傳熱系數(shù)為傳熱系數(shù) 已知其中的七項，可求得另一項。已知其中的七項，可求得另一項。第三節(jié)第三節(jié) 公用工程用量計算公用工程用量計算 二、電熱功率的計算二、電熱功率的計算 在化纖生產(chǎn)中，電熱也是一種重要的熱源。在在化纖生產(chǎn)中，電熱也是一種重要的熱源。在熔紡中，螺桿擠壓機與紡絲機的加熱，滌綸長熔紡中，螺桿擠壓機與紡絲機的加熱，滌綸長絲牽伸機與假捻機的加熱、維綸生產(chǎn)中的熱處絲牽伸機與假捻機的加熱、維綸生產(chǎn)中的熱處理等均采用電熱；理

11、等均采用電熱； 設(shè)備電熱功率的計算依據(jù)能量守衡定律，計設(shè)備電熱功率的計算依據(jù)能量守衡定律，計算公式與水蒸氣的計算相同。算公式與水蒸氣的計算相同。 首先進行熱平衡計算，算出由電熱系統(tǒng)傳給設(shè)首先進行熱平衡計算，算出由電熱系統(tǒng)傳給設(shè)備系統(tǒng)中的熱量。然后根據(jù)熱功當(dāng)量再換算成備系統(tǒng)中的熱量。然后根據(jù)熱功當(dāng)量再換算成電熱功率。電熱功率。第三節(jié)第三節(jié) 公用工程用量計算公用工程用量計算 三，壓縮空氣的計算三，壓縮空氣的計算 在化纖生產(chǎn)中，應(yīng)用壓縮空氣來輸送掖體、吹在化纖生產(chǎn)中，應(yīng)用壓縮空氣來輸送掖體、吹掃組件、攪拌液體、干燥切片、操縱氣缸及儀掃組件、攪拌液體、干燥切片、操縱氣缸及儀表等。表等。 其操作狀態(tài)一般

12、有連續(xù)使用和間歇使用兩其操作狀態(tài)一般有連續(xù)使用和間歇使用兩種在連續(xù)使用壓縮空氣時，工藝參數(shù)中對壓種在連續(xù)使用壓縮空氣時，工藝參數(shù)中對壓縮空氣壓力和用量均已提出具體的要求，無需縮空氣壓力和用量均已提出具體的要求，無需進行特殊的運算。間歇使用壓縮空氣時，壓縮進行特殊的運算。間歇使用壓縮空氣時，壓縮空氣的壓力和消耗量進行計算；耗氣量均按標(biāo)空氣的壓力和消耗量進行計算；耗氣量均按標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)m3 / h 或或m3/min計算。計算。第三節(jié)第三節(jié) 公用工程用量計算公用工程用量計算 3、間歇使用壓縮空氣時，在無具體耗氣量經(jīng)、間歇使用壓縮空氣時，在無具體耗氣量經(jīng)驗數(shù)據(jù)時，可用下式計算壓縮空氣用量。驗數(shù)據(jù)時，可用下式

13、計算壓縮空氣用量。 平均用氣量平均用氣量 Q1=2827d2zv.t(1十十P)Nm3日日 ； 小時用氣量小時用氣量 Q2=2827d2v(1十十P)Nm3h 式中：式中：d-壓縮空氣管直徑壓縮空氣管直徑(m)， V-壓縮空氣在管內(nèi)的流速壓縮空氣在管內(nèi)的流速(ms)，壓力為，壓力為58kgf/cm2時，時，V= 812ms t每日使用壓縮空氣時間每日使用壓縮空氣時間(h日日)， P壓縮空氣表壓力壓縮空氣表壓力(kgfcm2)第三節(jié)第三節(jié) 公用工程用量計算公用工程用量計算 四、真空耗量的計算四、真空耗量的計算第三節(jié)第三節(jié) 公用工程用量計算公用工程用量計算第三節(jié)第三節(jié) 公用工程用量計算公用工程用量

14、計算 化纖廠生產(chǎn)用水種類較多，有一般生產(chǎn)水化纖廠生產(chǎn)用水種類較多，有一般生產(chǎn)水(亦亦稱過濾水稱過濾水)、冷卻水，冷凍水，冷鹽水軟水和、冷卻水，冷凍水，冷鹽水軟水和脫鹽水脫鹽水(有時稱純水有時稱純水)等。各種水的用途也不相等。各種水的用途也不相同。同。 對于生產(chǎn)用水量的計算，目前尚無十分系統(tǒng)固對于生產(chǎn)用水量的計算，目前尚無十分系統(tǒng)固定的計算方法。定的計算方法。 在進行初步設(shè)計時，一方面參照生產(chǎn)廠經(jīng)驗，在進行初步設(shè)計時，一方面參照生產(chǎn)廠經(jīng)驗，按照用水量的單耗指標(biāo)計算出各種水的總用量，按照用水量的單耗指標(biāo)計算出各種水的總用量，另一方面再對各種用水量盡可能地進行計算或另一方面再對各種用水量盡可能地進行計算或估算，最后根據(jù)上述兩方面的數(shù)據(jù)再確定生產(chǎn)估算，最后根據(jù)上述兩方面的數(shù)據(jù)再確定生產(chǎn)用水量用水量第三節(jié)第三節(jié) 公用工程用量計算公用工程用量計算 一般生產(chǎn)水的用途較廣，一般生產(chǎn)水的用途較廣， 如沖洗地面、清洗如沖洗地面、清洗設(shè)備、泵和風(fēng)機的軸封或軸冷卻、洗手池用水、設(shè)備、泵和風(fēng)機的軸封或軸冷卻、洗手池用水、化驗室用洗滌水等。沒有確切的計算依據(jù)