Проект участка формования полиамидной кордной нити

Парогенератор снабжён всеми устройствами для контроля давления паров и уровня динила в нём. В расширительном баке осуществляется контроль давления паров, контроль и регистрация уровня динила.

В напорном трубопроводе динила после насоса производится контроль за давлением, которое должно составлять 0,6-0,8 МПа.

Сигнализация и отключение нагревательных элементов в электронагревателе предусмотрена при следующих аварийных ситуациях:

- повышение давления до 0,72 МПа;

- повышение температуры динила после электронагревателя до 340 °С;

- отсутствие потока азота продувки контактов электронагревателей;

сокращение расхода динила через электронагреватель до 50 м3/ч;

понижение уровня в электронагревателе до 260мм от верхнего штуцера;

понижение уровня динила в баке до 340 мм от нижнего штуцера;

понижение уровня в парогенераторе до 600 мм от верха;

повышение давления паров в парогенераторе выше 0,24 МПа;

останов работающего насоса;

исчезновение напряжения в цепях управления.

2.6 Система отсоса и улавливания НМС

Система отсоса и улавливания НМС предназначена для предотвращения попадания НМС (испарения при формовании) в рабочую зону и атмосферу, а также для невозникновения «инея» (мелкие кристаллики - легко воспламеняемые).

Отсос НМС и пара осуществляется за счёт разряжения в системе, создаваемого с помощью водоструйных насосов, расположенных в узлах отсоса НМС. При подаче воды под давлением из сопла с большой скоростью подаётся закрученная на лопатках турбинки распыления мелкодисперсная струя, которая создаёт разряжение в системе и в ней проводится растворение НМС. Далее насыщенная смесь из воды, НМС, пара и воздуха направляется по трубопроводам в бак капролактамной воды (сборник КОК).

Бак первоначально заполняется умягчённой водой. Вода в баке нагревается паром до 45-55±2°С. В процессе работы системы отсоса происходит разделение жидкой и газовой фаз из поступающей смеси. Лактамная вода из бака герметичным насосом через фильтр подаётся в теплообменник, где охлаждается до 45-55 ± 2°С и направляется на форсунки в узлы отсоса НМС. Очищенный воздух из бака выбрасывается в атмосферу. Лактамная вода периодически из бака направляется в цех регенерации капролактама.

Фильерная мастерская.

Фильерная мастерская служит для подготовки фильерных комплектов к работе:

разработка фильерного комплекта;

обработка деталей в нитрите натрия от расплава ПКА;

зарядка фильерного комплекта;

транспортировка фильерных комплектов и подогрев до 275° С.

Разборные фильерные комплекты в цех транспортируются в фильерную мастерскую в отделение обработки в нитрите натрия (NaNО2). Процесс идёт при температуре 420-450°С. Далее промывка в умягчённой воде в течение 1-1,5 часов. Промытые детали сушатся, продуваются сжатым воздухом и транспортируются в отделение зарядки фильерных комплектов, где проверяются на чистоту диаметра капилляра, размера отверстий под микроскопом.

Фильеры изготавливают из кислотостойкой стали марки Х18Н11Б.

В качестве фильтровального материала применяется двух- и четырёхслойная сетка из нержавеющей стали и карбид кремния зернистостью 100-125.

Карбид кремния обрабатывается азотной кислотой и промывается умягчённой водой с дальнейшей сушкой в печах подогрева с температурой 150-200 °С.

Замена фильерного комплекта осуществляется через каждые 20 суток.

2.7 Нормы технологического режима

Для нормального ведения технологического процесса необходимо строго соблюдать установленные регламентом производства нормы технологического режима, которые приведены в таблице 8. [5]



Таблица 8

Нормы технологического режима

№ п/п	Наименование	Единицы измерения	Норма
1	2	3 3	4
I. Формование нити
1.	Азот, подаваемый в загрузочный бункер при:
	- продувке, не более	м3/ч	40
	- работе, не более	м3/ч	15
	Давление при:
	- продувке, не более	МПа	0,065
	- работе, не более	МПа	0,02
	Обработка гранулята азотом в бункерах
	Произ производится до полного исчезновения
	Следо следов кислорода.
2.	Темпе Температурный режим по зонам экструдера:
	- 1-зона	°С	270-285 ± 3
	- 2-зона	°с	270-290 ± 3
	- 3-зона	°с	270-295 ± 3
3.	Температура расплава в головке экструдера	°с	275-290 ± 2
4.	Расход воды на охлаждение загрузочной зоны экструдера, не более	м3/ч	3
5.	Давление расплава в головке экструдера: - после напорного блока - после фильтра, не более	МПа МПа МПа	От 6 до 15 От 10 до 25 16
6.	Давление масла для смазки привода экструдера, не менее	МПа	0,05
7.	Температура ВОТ (формовочной машины): - на входе - на выходе	°С °с	280 275 + 2
8.	Расход динила после электронагревателя	м3/ч	От 15 до 60
9.	Давление динила после насоса циркуляции	Мпа	0,6 - 0,8
10.	Температура ВОТ в электронагревателе	°С	310-335
11.	Давление динила в электронагревателе, не более	МПа	0,72
12.	Расход воздуха на замораживающее устройство в формовочном блоке, не более	м3/ч	40
13.	Давление воздуха на замораживающем устройстве	МПа	0,6
14.	Расход пара, поступающий в подфильерное пространство, не более	м3/ч	128
15.	Температура пара, не более	°С	300
16.	Давление пара, не более	МПа	0,08
17.	Температура внутренней стенки термокамеры	°С	240 ± 2
18.	Количество воздуха подаваемого в обдувочную шахту	м3/ч	500
19.	Относительная влажность воздуха подаваемого в обдувочную шахту	%	48+ 5
20.	Температура охлаждающего воздуха, подаваемого в обдувочную шахту	0 С	23 ± 2
21.	Количество отсасываемой воздушной смеси	м3/ч	80
22.	Температура воды на входе в машину в системе улавливания НМС	0 С	55
23.	Давление воды в системе улавливания подаваемой на форсунки	МПа	0,18-0,25
24.	Температура газовоздушной смеси: - в верхнем отсосе - в нижнем отсосе	°С °с	56 33
25.	Расход воды на сопроводительную шахту	м3/ч	25
26.	Температура воды - на входе в сопроводительную шахту - на выходе из сопроводительной шахты	°С	8 10
II Вытягивание и намотка ПА корда
1.	Скорость приема нити, не более	м/мин	3500
2.	Температура воздуха в цехе	°С	22 ± 1
3.	Относительная влажность воздуха	% %	62 +-5 48+-5
5.	Вторая пара обогревающих цилиндров: - температура вращающегося цилиндра - окружная скорость	°с м/мин	140- 200+-3 780-2600
6.	Третья пара обогревающих цилиндров: - температура цилиндра - окружная скорость	°С м/мин	140-250 +- 3 1500-3000
7.	Четвертая пара обогревающих цилиндров: - количество витков нити - температура цилиндра - окружная скорость	шт °с м/мин	5 120-125 1500-3500
8.	Усилие вытягивания двух нитей: - между первой и второй парой цилиндров, не более - между второй и третьей парами цилиндров, не более	Н(кгс) Н (кгс)	110(11) 150(15)
9.	Количество воздуха, отсасываемого из коробов обогреваемых цилиндров	м3/ч	500-1000
10.	Расход сжатого воздуха, поступающего в намоточную часть, не более - с давлением не менее	м3/ч МПа	100 0,6



2.8 Спецификация оборудования

Таблица 9

Спецификация технологического оборудования

№ п/п	Наименование оборудования	Материал	Техническая характеристика
1	2	3	4
I. Плавильно-формовочная машина марки ПФ-32КТМ
1.	Бункер загрузочный	Сталь 12Х18Н10Т	Создание запаса гранулированного полимера и обеспечение питания экструдеров. V=6 м3
2.	Экструдер	Сталь 12Х18Н10Т	Перемещение гранулированного полимера, его плавление и перемешивание. Число оборотов = 15-70 об/мин Масса = 7850 кг Производительность = 650 кг/ч Габариты 6330x1800x1500 мм
3.	Фильтр свечевой	Сталь 12Х18Н10Т	Фильтрация расплава полимера. Тип фильтроэлемента -гофрированная металлическая сетка двух видов Общая площадь фильтрации = 3м3 Число свечей в фильтре =6
4.	Напорный блок	Сталь 12Х18Н10Т	Производительность 260-530 кг/ч
5.	Формовочная	Сталь	Формование нитей. Формовочная
	часть	12Х18Н10Т	часть состоит из четырех
			формовочных балок по две для
			каждого модуля. Формовочная балка,
			полость прямоугольной формы имеет
			восемь гнезд для фильерных
			комплектов. Обдувочная шахта
			закрытая, цилиндрической формы, с
			радиальной обдувкой и устройством
			отвода отработанного воздуха
			Диаметр фильеры =220
			Высота капилляра
			термостатирования = 200±2
			Расход воздуха = 300 м3/ч
6.	Система отсоса		Отсос НМС и пара из подфильерного
	и улавливания		пространства и предварительное
	НМС		улавливание НМС
II Намоточно-вытяжная машина НВ-32 КТМ
1.	Намоточно-	Сталь	Шаг рабочих мест=1200±1 мм
	вытяжная	12Х18Н10Т	Габариты 24000x3000x4150 мм
	машина		Число рабочих мест =16
			Число нитей принимаемых на одном
			месте = 2
2.	Система		Нанесение на нить необходимого
	нанесения		количества замасливателя
	замасливателя
3.	Цилиндры предварительного натяжения:	Сталь 12Х18Н10Т,	Обеспечение предварительного натяжения нитей. Первый цилиндр:Диаметр =153 мм Длина =100 мм Второй цилиндр:Диаметр = 153Д 8 мм Длина =100 мм
4.	Первая пара обогреваемых цилиндров	Сталь 12Х18Н10Т	Осуществление предварительного натяжения нитей Диаметр = 154,5 мм Длина = 265 мм
5.	Вторая пара обогреваемых цилиндров	Сталь 12Х18Н10Т	Нагревание и обеспечение вытягивания в первой зоне вытяжки. Диаметр = 184 мм Длина = 200 мм
6.	Третья пара обогреваемых цилиндров	Сталь 12Х18Н10Т	Обеспечение вытягивания во второй зоне вытяжки, нагрев и двухступенчатая термофиксация нитей. Диаметр первой ступени цилиндра = 177,2мм Диаметр второй ступени цилиндра = 300мм
7.	Пневмосоединяющее устройство		Для придания нити компактности (пневмотекстурирование)
8.	Намоточный	Тип патрона	Обеспечение намотки двух нитей в
	механизм с	бумажный с	паковки цилиндрической формы и их
	датчиком	прорезью	перезаправка.
	контроля		Диаметр(фрикц.) = 120мм
	обрыва нити		Размеры паковки:
			Диаметр(наружн.) = 300мм
			L = 254 мм
			Размеры патрона:
			Диаметр(наружн.) = 89±0,3мм
			Диаметр(внутр.) = 73±0,2мм
			L = 312±0,3 мм
9.	Бак	Сталь	Для воды циркулирующей в шахтах
		В стЗ сп5	агрегата АФВ-32 КТМ.
			L = 2740мм
			S=2740 мм
			п = 3600 мм
			V=16m3
10.	Электропечь	Сталь,	Для подогрева фильерного комплекта.
		кирпич	L = 1650мм
			S=1200 мм
			п = 2745 мм
11.	Насос для	Сталь	Габариты 1000x415x420 мм
	циркуляции	12Х18Н10Т	ЦГ-25/80-К-15-5
	капролактам-		Q = 25 м3/ч
	ной воды		L -80м,
			W=15кBт
12 3 4
12.	Электродвига-	Углеродная	Марка ГЭ-336 1,0 у-01
	тель	сталь	W = 336кВт
13.	Насос для	Углеродная	ЦГ-100/30-А-30-6
	циркуляции	сталь	Q= 100 м3/ч
	динила		L-ЗОм
			W = 30кВт
14.	Теплообменник	Сталь	Кожухотрубный
	доя охлаждения	В стЗ сп5
	капролактам-
	ной воды,
	системы отсоса
	и улавливания
	НМС



3. Расчет сырья и оборудования [8]

3.1 Расчет материального баланса

Исходные данные:

* Производительность завода, т/сут……. 40

Состав нити, %

- поликапроамид, в т.ч. НМС….. 93,8

- замасливатель 1,2

- вода 5

* Потери полимера, %

- в сортировочном и перемоточном цехах 0,8

из них возвратные 0,5

- в крутильном отделении 5,0

из них возвратные 3,7

- при формовании 6,0

из них возвратные 6,3

- при непрерывной экстракции и сушке 11,0

из них возвратные 9,0

- при непрерывном полиамидировании

(безвозвратные) 1,0

- при регенерации (безвозвратные)

от количества, поступающего на регенерацию 18

- при приеме, хранении мономера (безвозвратные) 0,2

* Влажность товарного капролактама, % 0,2

II. Расход капролактама для производства 30 т/сут полиамидной кордной нити 140 текс:

1) Количество полимера в готовой нити: 40000 * 0,938 = 28140 кг/сут

2) На перемотку с нитью поступает: 28140*1,008 = 28365,1 кг/сут Общее число потерь составляет: 28365,1 - 28140 =225,1 кг/сут

3) Возвратные потери составляют: 28140*0,005 = 140,7кг/сут

4) В крутильное отделение поступает: 28365,1 *1,05 = 29783,4кг/сут Общее число потерь составляет: 29783,4 -28365,1 = 1418,3 кг/сут

5) Возвратные потери составляют: 28365,1 *0,037 = 1049,5/сут

6) На формование поступает: 29783,4 *1,06 = 31570,4 кг/сут Общее число потерь составляет: 31570,4 - 29783,4 = 1787 кг/сут

7) Возвратные потери составляют: 29783,4 *0,053 = 1578,5 кг/сут

8) На экстрагирование и сушку поступает: 31570,4 *1,11 = 35043,1 кг/сут Общее число потерь составляет: 35043,1 -31570,4= 3472,7 кг/сут

9) Возвратные потери составляют: 31570,4 *0,09 = 2841,3 кг/сут

10) На полиамидирование поступает: 35043,1 *1,01 = 35393,5 кг/сут Общее число потерь составляет: 35393,5 - 35043,1 = 350,4 кг/сут

11) Все возвратные потери направляются на регенерацию

12) Общее количество возвратных потерь составляет:

140,7+1049,5+1578,5+2841,3 = 5610 кг/сут

13) После регенерации возвращается капролактама:

5610 *0,82 = 4600,2кг/сут

14) С учетом возврата мономера в производство расход капролактама
составит:

35393,5-4600,2 = 30793,3 кг/сут

15) Удельный расход абсолютно сухого капролактама равен:

кг/сут

16) Удельный расход товарного капролактама составит:

кг/сут



Таблица 9

Материальный баланс производства нити линейной плотности 140 текс, производительностью 30 т./сут.

Поступает	Образуется
Наименование статей	кг/сут	Наименование статей	кг/сут
Полимер в пересчете на 100% капролактама	35393,5	1. Количество полимера в готовой нити.	28140
		2. Потери полимера:
		- в перемоточно-сортировочном цехе	225,1
		- в крутильном цехе	1418,3
		- при формовании	1787
		- при экстракции и сушки	3472,7
		- при полиамидировании	350,4
ИТОГО:	35393,5		35393,5

3.2 Расчет количества прядильных машин

поликапроамид технологический прядильный оборудование

1. Исходные данные

Скорость формования 3200 м/мин

Число мест формования на машине 32

Линейная плотность готовой нити 140 текс

Производительность прядильного цеха 31570,4/сут

II Определяем теоретическую производительность аппарата

АФВ-32-КТМ:

А= , (1)

где V - скорость формования, м/мин

Т - машинное время, ч

Т - линейная плотность нити, текс

m - число одновременно формуемых нитей



А= кг/сут

III. Определяем число аппаратов АФВ-32-КТМ:

М= (2)

где: В - производительность прядильного цеха, кг/сут

А - фактическая производительность машины:

А = * КПВ, (3)

где: А - теоретическая производительность машины, кг/сут

КПВ - коэффициент полезного времени (принимаем равным - 0,96)

А = 20643,84 *0,96 = 19818,1 кг/сут

Необходимое число аппаратов АФВ-32-КТМ:

М=аппарата



4. Охрана труда и техника безопасности

4.1 Характеристика веществ по вредности и пожаровзрывоопасности

Все вредные вещества имеют предельно допустимую концентрацию в воздухе (ПДК), температуру вспышки, температуру самовозгорания, пределы взрываемости.

Обязательными условиями безопасного ведения процесса являются соблюдение правил ТБ и пожарной безопасности, контроль ПДК и др.

Вредные вещества и допустимые концентрации соответствуют

ГОСТ 12-1-006-86 (табл.9)

Характеристика веществ по вредности и пожаровзрывоопасности

Таблица 9

Наименование	Характеристика вредности	Пожаровзрывоопасность
веществ	Действие на	ПДК мг/м3	Пределы	Т
	организм		взрываемости	вспышки
1	2	3	4	5
Пары НМС	Оказывает общее токсическое действие, вызывают нарушения нервной системы	10		408
Азот	Удушающий газ, при содержании в воздухе кислорода менее 18 % наступает кислородное голодание
Динил	Раздражает слизистые оболочки, ядовит	10	403	388
Синтокс 20М	Умеренно опасное вещество 3 класс	Аэрозоль 5		488
Нитрит натрия	Изменяется состав крови, вызывает отеки рук и ног	Окислы N2 в пересчете на NО2: 2;



4.2 Характеристика цеха по ПЭУ и пожаровзрывоопасности

Все отделения цеха относятся к категории В по пожаровзрывоопасности.

По правилам устройства электроустановок к классу П-2А относятся: пылеотделительная станция, отделение намотки нити, буферное отделение; к классу II относятся: отделения формования нити, отделение расширительных баков, отделение насосов котельной ВОТ, отделение приготовления замасливателя.

Применяемые в цехе средства индивидуальной защиты человека.

В прядильном цехе используются следующие средства

индивидуальной защиты:

-при работе с теплоносителями - фильтрующий противогаз марки КД, резиновые перчатки, спецодежда;

-при работе с азотом - шланговый противогаз ПШ-10, ПШ-20 или изолирующий КИП5, КИП7;

-при работе с замасливателем - защитный крем для рук, резиновые перчатки и фильтрующий противогаз марки КД.

Средства пожаротушения.

На производстве имеется запас пожарной воды - водохранилище, прядильный цех имеет закольцованный водопровод пожарной воды.

Противопожарные краны установлены на каждой отметке (0,00 6,00 12,00 18,00) на расстоянии 40 м друг от друга, вне помещения цеха напротив подъездов установлены пожарные гидранты (расстояние от цеха 20 м, между гидрантами 150 м).

Кроме пожарных гидрантов устанавливается спринклерно-дренчерная система пожаротушения, которая состоит из системы труб, расположенных над агрегатными и снабженных оросителями, спринклерные установки соответствуют ГОСТ 13815-78-пенные.

В цехе укомплектованы щиты первичных средств пожаротушения (огнетушители ОП-10, ОУ-5 или ОУ-8, кошма или асбестовое полотно, лопата, песок), которые размещаются рядом с наиболее опасными в пожарном отношении местах.

4.3 Средства сигнализации и связи при возникновении пожара

На проектируемом производстве используется наиболее распространенное средство - телефонная связь.

Кроме того - электронная пожарная сигнализация, состоящая из пожароизвещателей, подающих сигнал с возникновением пожара, применяемой сигнализации, применяющей сигналы по электропроводной сети.

Основные мероприятия по электробезопасности в цехе.

Все мероприятия по электробезопасности в цехе должны соответствовать ГОСТ 12.10.38-32.

Т.К. отделения прядильного цеха подразделяются на классы -В-1-помещения, опасные в отношении взрыва горючей пыли и волокон, необходимо проводить следующие мероприятия в цехе:

- все электрооборудование и электропроводка должна применятся в сигнально-пожарном исполнении;

действующие части электрооборудования, электроустановок, осветительных приборов должны быть размещены согласно плана и чтобы обслуживающий персонал не соприкасался с ними;

- не допускается скопление около двигателей, пультов управления, электросборок, щитов распределительных- сырья, материалов, готовой продукции других пожаровзрывоопасных материалов и веществ;

- должно быть наличие двойной изоляции: 1 слой основной промышленный, 2 - стойкий к вредным и химически активным веществам;

наличие блокировки;

применение ограждения и скрытой проводки;

наличие наглядной агитации и плакатов;

-по возможности работать с малым напряжением (36В)

- оборудование должно быть защищено и заземлено, а также установлена молниезащита.

4.4 Виды вентиляции

Помещение прядильного цеха должно быть снабжено вентиляционной системой. В цехах имеется приточно-вытяжная вентиляция, естественная вентиляция и местные отсосы от прядильных машин. Режим работы вентиляции - непрерывный.

Эксплуатация и уход за вентсистемой возлагаются на работников цеха, т.к. посторонним запрещается входить в помещение венткамер, включать и выключать вентсистемы. все вентсистемы должны соответствовать ГОСТ 12.4.021-75.

4.5 Основные мероприятия по технике безопасности и промсанитарии

Обязательным условием ведения технологического процесса, исключающим возможность возникновения взрывов, пожаров, отравлений, ожогов является соблюдение мер по технике безопасности, промсанитарии, которые должны соответствовать ГОСТ 12.3.002-75 (2 и Зм); выполнение правил и инструкций по ТБ на рабочих местах, а также правильное обращение с опасными веществами, применяемыми в цехе.

Для обеспечения безопасной работы необходимо соблюдать следующие условия:

работать в спецодежде;

проходы должны быть свободными;

все вращающиеся части машин должны быть ограждены и заземлены;

работать только исправным инструментом;

все средства внутрицехового транспорта должны быть исправлены;

-пользоваться открытым огнем в помещениях разрешается при наличии допуска на огневые работы;

-помещения должны иметь приточно-вытяжную вентиляцию, местные отсосы;

- не работать на неисправном оборудовании;

- вентили на паровых линиях открывать осторожно во избежание гидроударов;

- подтяжка болтов фланцевых соединений трубопроводов под давлением запрещена;

-наличие отсосов паров НМС в зоне формования;

- наличие изоляции на всех трубопроводах и аппаратах.



5. Заключение

Применение агрегата АФВ-32 КТМ для получения полиамидной кордной нити выявляет преимущество по многим показателям. Т.к. здесь совмещены процессы формования, вытягивания и намотки, применение этого агрегата позволяет сократить производственные площади, уменьшить применение ручного труда и высвободить нескольких рабочих, при этом снизятся затраты на энергию, заработную плату и следовательно уменьшиться себестоимость продукции, а это приведет к конкурентноспособности полиамидного корда.



Список используемой литературы

1.Роговин З.А. Основы химии и технологии производства химических волокон. Изд 3, перераб. и доп., - М.,Л, Химия, 2009г. 291 с.

2.Технология производства химических волокон:учебник для техникумов.-3-е изд., перераб. и доп./Ряузов А. Н.,Груздев В.А., Бакшеев И. П. и др.- М.:Химия, 2008.444с.

3.Кукин Г. Н. Соловьев А. Н. Текстильное материаловедение (исходные текстильные материалы): М.: Легпромбытиздат, 2005.-216 с.

4.Айзенштейн Э.М. «Химические волокна », №5,2009 г., стр.3-13

5.ГОСТ 22693-98. Нить полиамидная доя резинотехнических изделий.

6.Технологический регламент ОАО «Химволокно» г. Щекино

7.Гарф Е.Ф. Пакшвер А.Б. Технические расчеты в производстве химических волокон. - М. Химия. 2010г.,255 стр.

Размещено на Allbest.ru