Производство поливинилбутираля (стр. 8 из 9)
μ = 0,801 • 10–3 н•сек/м2; [12, с.805]
ρ = 1000 кг/м3;
ℓ – длина рубашки = 3,9 м;
с – теплоёмкость воды = 0,999 • 4,19 кДж/кг•К [12, с.808]
Pr = μ • с / λ = 0,801 • 10–3 • 0,999 • 4,18 / 0,515 • 1,16 = 0,005
Nu = 0,023 • Re0,7 • Pr0,43 = 0,023 • 365625000,7 • 0,0050,43 = 461,8
α1 = Nu. • λ / ℓ = 461,8 • 0,515 • 1,16 / 0,04 = 6897 Вт/м2•К
Определяем коэффициент теплоотдачи от стенки аппарата к реакционной массе. Масса перемешивается мешалкой:
n – число оборотов мешалки = 180об/мин = 3 об/сек; [из регламента]
d – диаметр ометаемой части мешалки = 1,42 м;
ρсм = 917,2 кг/м3;
μ = 2,6 • 10–3 н•сек/м2;
λ = 0,37 • 1,16 Вт/мк;
с = 2,56 кДж/кг•К
Reмеш = n • d2 • ρ / μ = 3 • 1,422• 917,2 / 2,6 • 10–3 = 2133972 – режим движения устойчивый турбулентный
Prмеш = μ • с / λ = 2,6 • 10–3 • 2,56 / 0,37 • 1,16 = 0,02
Nu = 0,36 • Re0,57 • Pr0,33 = 0,36 • 21339720,57 • 0,020,33 = 1753,9
α2 = Nu. • λ / ℓ = 1753,9 • 0,37 • 1,16 / 3,35 = 224,7 Вт/м2•К
К = 1 / (1 / 6897 + 0,004 / 40 + 1 / 224,7) = 238 Вт/м2•К
Определяем поверхность теплообмена, м2:
F = ∆Q / (К • ∆tср• nапп.) = 434866,32 / (238 • 15 • 6) = 20,3
где: nапп. – количество ацеталяторов = 6 шт.
100
300300 
400
200 100
∆tср = (20 + 10) / 2 = 150С
Определяем поверхность теплообмена подобранного аппарата, м2:
Fапп. = π • d • ℓ = 3,14 • 3,35 • 2,25 = 23,7
Поверхность подобранного аппарата обеспечит подвод и отвод тепла реакции.
3.4ВЫБОР И РАСЧЁТ ОСТАЛЬНОГО ОСНОВНОГО И
ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ. НАЗНАЧЕНИЕ КАЖДОГО ВИДА ОБОРУДОВАНИЯ, КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ УСТРОЙСТВА, ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ И РАСЧЁТ КОЛИЧЕСТВА К УСТАНОВКЕ
Основным аппаратом является ацеталятор. Он представляет собой ёмкость объёмом 40 м3, рабочее давление в аппарате 3 атм., температура среды 550С. Средой является масляный альдегид, поливиниловый спирт, соляная кислота. Аппарат снабжён рубашкой для обогрева и имеет эмалевое покрытие. Эмалированное покрытие отличается высокой коррозионной стойкостью и обеспечивает максимальную чистоту перерабатываемых продуктов. Эмалированная поверхность устойчива к воздействию щелочных растворов, а также большинства неорганических и органических кислот любых концентраций и их солей. Аппарат имеет пропеллерную мешалку с числом оборотов 120 об./мин. В днище аппарата предусмотрен вентиль для периодического выпуска продукта.
Механический расчёт мешалки:
Определяем критерий Рейнольдса:
Re = ρ • n • d2 / μ = 963 • 3 • 1,52 / 3,2 • 10–3 = 2031328 – режим турбулентный
ρ– плотность реакционной смеси = 963 кг/м3;
d – диаметр мешалки = 1,5 м;
n — частота вращения мешалки = 3 об/сек
Определяем мощность, потребляемую на перемешивание среды, Вт:
Nmax = Kn • ρ • d5 • n3 = 0,17 • 963 • 1,55 • 33 = 23772,7
где: Кn = 0,17 — критерий мощности
Рассчитаем мощность на валу мешалки, Вт:
NB = K1 • K2 • (∑K + 1) • Nmax = 0,75 • 1,4 • (2,4 + 1) • 23772,7 = 84868,54
где: К1 = 0,75 – коэффициент заполнения;
К2 = 1,4 – коэффициент увеличения мощности при пуске или в результате повышенной вязкости среды;
∑K = 2,4 – сумма коэффициента увеличения мощности, вызываемая наличием в аппарате вспомогательных устройств
N = Kn • ρ • d5 • n3 = 0,37• 963 • 1,55 • 33 = 73054,68
где: Кn = 0,37 — критерий мощности
N2 = K1 • K2 • (∑K + 1) • N = 0,75 • 1,4 • (2,4 + 1) • 73054,68 = 260805,2
N2 + NB = 260805,2 + 84868,54 = 345673,7
Крутящий момент на валу мешалки:
mk = 0,163 + N2 +NB / n = 0,163 + 345673,7 / 2 = 172836,93
Расчёт диаметра вала мешалки, мм:
[σ]к = 1,76 • 108 мм2
d = 1,71 • ∑mk / [σ]k • К + С = 1,71 • 172836,93 / 1,76 • 108 • 9 + 5 = 187
4. ЭКОНОМИКА, ОРГАНИЗАЦИЯ И ПЛАНИРОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВА
4.1ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА. СТРУКТУРА УПРАВЛЕНИЯ. РЕЖИМ РАБОТЫ. ГРАФИКИ ВЫХОДОВ, БАЛАНСЫ РАБОЧЕГО ВРЕМЕНИ
4.1.1ОРГАНИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА:
Организация технологического процесса производства поливинилбутираля характеризуется следующими данными:
– процесс периодический;
– продолжительность смены 6 часов;
– условия труда вредные;
– график сменности: пяти бригадный.
4.1.2 ГРАФИКИ ВЫХОДОВ, БАЛАНСЫ РАБОЧЕГО ВРЕМЕНИ:
Рабочие работают по четырёх или пяти бригадному графику, как в непрерывном, так и в периодическом производстве, т.е. работают пять дней в неделю, выходной – суббота, воскресение и праздничные дни.
При пяти бригадном графике рабочий работает четыре дня подряд по 6 часов. На пятый день – выходной (см. график сменности).
– 1 смена с 06:00 до 12:00;
– 2 смена с 12:00 до 18:00;
– 3 смена с 18:00 до 24:00;
– 4 смена с 24:00 до 06:00;
– 5 смена – выходной.
4.1.3 РАСЧЁТ БАЛАНСА РАБОЧЕГО ВРЕМЕНИ
Рассчитываем, сколько времени отработает рабочий при пятидневном графике за год:
За 25 дней ––– 5 выходных
За 366 дней ––– χ выходных
χ = (366 · 5) = 74 дня
25
366 – 74 = 292 дня
Отпуск – 30 дней;
Болезнь – 6 дней;
Государственные обязанности – 2 дня:
292 – 30 – 6 – 2 = 254 дня
Полезное время составит:
254 · 6 = 1524 часа
4.2РАСЧЁТ КОЛИЧЕСТВА ОСНОВНЫХ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ РАБОЧИХ, ИТР, СЛУЖАЩИХ И МОП
В соответствии с графиком работы определяется общее количество аппаратчиков:
1. Аппаратчик на складе сырья – 1 человек, IV разряд;
2. Аппаратчик на приготовление ПВС – 1 человек, VI разряд;
3. Аппаратчик на растворение катализатора – 1 человек, V разряд;
4. Аппаратчик на ацеталятор – 1 человека, VI разряд;
5. Аппаратчик на промывку – 1 человек, V разряд;
6. Аппаратчик на центрифугирование – 1 человек, V разряд;
7. Аппаратчик на сушку – 1 человек, V разряд;
8. Аппаратчик на упаковке готовой продукции – 1 человек, IV разряд
По заданию количество вспомогательных рабочих составляет 30 – 40% от основных рабочих:
40% от 40 = 16 человек
1. Слесарь (VI разряда) 5 человек
2. Электрик (VI разряд) 5 человек
3. Наладчик (VI разряд) 2 человека
4. Разнорабочие (IV разряд) 4 человека
Всего 16 человек
По заданию ИТР, служащие и МОП составляют 25–35% от основных рабочих:
30% от 40 = 12 человек
1. Начальник цеха 1 человек
2. Заместитель начальника цеха 1 человек
3. Мастер 5 человек
4. Технолог 1 человек
5. Заведующий хозяйством 1 человек
6. Уборщица 1 человек
7. Бухгалтер 1 человек
8. Экономист 1 человек
Всего 12 человек
Разряд и количество аппаратчиков выписывается из схемы технологического процесса;
Тарифная ставка:
IV разряд – 42 рубля;
V разряд – 48 рублей;
VI разряд – 53 рубля
Полезное время рассчитываем в соответствии с принятым графиком работы:
За 25 дней ––– 5 выходных
За 366 дней ––– χ выходных
χ = (366 · 5) = 74 дня
25
366 – 74 = 292 дня
Отпуск – 30 дней;
Болезнь – 6 дней;
Государственные обязанности – 2 дня:
292 – 30 – 6 – 2 = 254 дня
Полезное время составит:
254 · 6 = 1524 часа
Тарифный фонд заработной платы – производительность часовой тарифной ставки на количество рабочих и на полезное время:
1524 · 42 · 5 = 320040 рублей
Премия для пяти бригадного графика составляет 40 – 45%:
45% от 320040 = 144018 рублей
Ночное время оплачивается 40% от ночного времени:
⅓ · 40% = 13,3%
13,3· (320040 + 144018) = 61719 рублей
100
Праздничные дни по закону оплачиваются в двойном размере, но один раз они уже оплачены в тарифном фонде заработной платы, следовательно, оплачивают ещё одну тарифную ставку. Праздников в 2008 году – 12:
42 · 12 · 5 = 2520 рублей
В пяти бригадном графике переработки практически нет, поэтому она не оплачивается;
Основной фонд заработной платы включает в себя: тарифный фонд + премия + доплаты за ночное и праздничное время:
320040 + 144018 + 61719 + 2525 = 528298 рублей
Дополнительный фонд заработной платы выплачивается за отпуск и государственные обязанности. Отпуск – 30 дней, государственные обязанности – 2 дня:
(30 + 2) · 6 · 100% = 12,6%
1524
12,6% от основного фонда заработной платы (528298) = 66566 рублей
Общегодовой фонд заработной платы – сумма основного и дополнительного фонда:
528298 + 66566 = 594864 рублей
Среднемесячная заработная плата аппаратчика на складе сырья составит:
594864 = 9914 рублей – для IV разряда
5 · 12
Среднемесячная заработная плата аппаратчика:
5410424 = 11272 рублей
40 · 12
РАСЧЁТ ЗАРАБОТНОЙ ПЛАТЫ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ РАБОЧИХ VI РАЗРЯДА ПРИ ПЯТИДНЕВНОЙ РАБОЧЕЙ НЕДЕЛЕ:
Количество человек – 2 человека. Тарифная ставка – 53 рубля.
Рассчитываем полезное время работы:
366 – 104 – 12 – 30 – 6 – 2 = 212 дней
212 · 7,2 = 1526 часов (max время)
4.3.2.3. Рассчитываем тарифный фонд заработной платы:
53 · 1526 · 2 = 161756 рублей
Рассчитываем премию (45% от тарифного фонда заработной платы):
161756 · 45 = 72790 рублей
100
Рассчитываем основной фонд заработной платы:
161756 + 72790 = 234546 рублей
Рассчитываем дополнительный фонд заработной платы:
χ = (30 + 2) · 7,2 · 100 % = 15,1%
1526
234546 · 15,1 = 35416 рублей
100
Рассчитываем общегодовой фонд заработной платы:
234546 + 35416 = 269962 рублей
Рассчитываем среднемесячную заработную плату вспомогательного рабочего VI разряда при пятидневной рабочей неделе:
269962 = 11248 рублей
12 · 2
Среднемесячная заработная плата вспомогательного рабочего:
2199148 = 11454 рублей
12 · 16
РАСЧЁТ ЗАРАБОТНОЙ ПЛАТЫ ИТР, МОП И СЛУЖАЩИХ:
Для того чтобы рассчитать заработную плату ИТР, МОП и служащих необходимо иметь должностные оклады:
1. Начальник цеха – 1 человек – 20000 · 12 = 240000 рублей
2. Заместитель начальника цеха – 1 человек – 18000 · 12 = 21600 рублей
3. Мастер – 5 человек – 16000 · 12 · 5 = 960000 рублей
4. Технолог – 1 человек – 17000 · 12 = 204000 рублей