Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Расчет массоподготовительного отдела фабрики, вырабатывающего бумагу для офсетной печати производительностью 87, 834 тысяч т/год

КурсоваяПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Срок службы материала определяется содержанием в композиции древесной массы — для изданий длительного срока использования рекомендуется чистоцеллюлозная бумага, для изданий среднего и малого срока — с содержанием древесной массы от 50 до 75%. Срок службы материала определяется содержанием в композиции древесной массы — для изданий длительного срока использования рекомендуется чистоцеллюлозная… Читать ещё >

Расчет массоподготовительного отдела фабрики, вырабатывающего бумагу для офсетной печати производительностью 87, 834 тысяч т/год (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Курсовая работа

на тему:

Расчет массоподготовительного отдела фабрики, вырабатывающего бумагу для офсетной печати производительностью 87,834 тысяч т/год

  • Задание для расчётов по массоподготовительному отделу
  • Введение
  • 1. Характеристика сырья и готовой продукции
  • 2. Расчеты по массоподготовительному отделу
  • 2.1 Расчет производительности бумагоделательной машины и фабрики
  • 2.2 Расчет расхода свежих полуфабрикатов
  • 2.3 Расчет и выбор размалывающего оборудования
  • 2.4 Расчет емкости бассейнов
  • 2.5 Расчет и выбор массных насосов
  • 2.6 Расчет и выбор оборудования для переработки оборотного брака
  • 3. Основные расчеты по клеильно-минеральному отделу
  • 3.1 Расчет расхода проклеивающих и наполняющих веществ
  • 3.2 Приготовление мела
  • 3.3 Расчет количества воды
  • Заключение
  • Библиографический список

Задание для расчётов по массоподготовительному отделу

1. Масса 1 м2= 80 г/м2;

2. Состав по волокну:

· Хвойная целлюлоза — 25%;

· Лиственная целлюлоза — 75%.

3. Тип машины — Б-41;

4. Необрезная ширина машины — 4250 мм;

5. Скорость машины — 650 м/мин;

6. Расход химикатов:

· Клей — 5 кг/т;

· Крахмал — 10 кг/т;

· Наполнители — 220 кг/т.

7. Влажность — 6−7%;

8. Зольность — 14%;

9. Безвозвратные потери (промои) — 8 кг/т;

10. Удельный расход электроэнергии (е):

· Хвойная целлюлоза — 16;

· Лиственная целлюлоза — 14.

11. Степень помола целлюлозы:

· Хвойная: начальная — 13, конечная — 35;

· Лиственная: начальная — 15, конечная — 29.

12. Композиционная и машинная влажности — 6−7%;

13. Влажность в бассейнах для целлюлозы — 12%;

14. Брак: машина — 4%, ПРС — 2%, суперколандр — 2%;

15. а = 80 мм, b = 50 мм.

Существует множество разновидностей офсетной бумаги, плотность которой обычно варьируется в диапазоне от 60 до 220 г/кв. м.

Западные производители этого материала определяют его как бумагу без покрытия, чистоцеллюлозную или с содержанием древесной массы, обладающую высокой устойчивостью к деформации под действием влаги при офсетной печати.

Особенности данного способа печати определяют достаточно жесткие требования к свойствам офсетной бумаги. Среди прочих характеристик большое значение имеют поверхностная прочность бумаги, проклейка, впитываемость печатной краски, а также устойчивость размеров при увлажнении и последующем высыхании во время печати.

При офсетной печати поверхность бумаги контактирует с резиновым полотном, поэтому для улучшения структурно-механических и печатных свойств офсетной бумаги применяется поверхностная проклейка. Это дает возможность повысить прочность поверхности путем уменьшения выщипываемости и пылимости.

Поскольку поверхностная прочность и пылимость бумаги зависят также от состава бумажной массы, в композицию бумаги добавляют разного рода наполнители и присадки. Однако введение большого количества наполнителей в офсетную бумагу нежелательно, так как они могут налипать на поверхность резинотканевых офсетных пластин в процессе печатания.

Проклейка в массе делает бумагу также более влагостойкой, затрудняя проникновение в нее воды, но не препятствуя впитыванию масляных полиграфических красок.

Срок службы материала определяется содержанием в композиции древесной массы — для изданий длительного срока использования рекомендуется чистоцеллюлозная бумага, для изданий среднего и малого срока — с содержанием древесной массы от 50 до 75%.

Офсетная бумага применяется для печати иллюстрационных изданий (как однокрасочных, так и многокрасочных), журналов, книг, газет. Офсетные бумаги широко используются для печати разного рода рекламных и промо-материалов. Это могут быть брошюры, каталоги, листовки, постеры, флайеры и многое другое. Помимо этого офсетную бумагу применяют и для издания самых разных многокрасочных или однокрасочных иллюстрированных изданий, начиная с журналов и заканчивая книгами.

1. Характеристика сырья и готовой продукции

В зависимости от назначения и показателей качества, бумага различных марок должна соответствовать нормам, указанным в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Показатели качества офсетной бумаги

Таблица 1.2

Показатели качества полуфабрикатов и основных химикатов

2. Расчеты по массоподготовительному отделу

2.1 Расчет производительности бумагоделательной машины и фабрики

При определении производительности бумагоделательной машины рассчитываются:

Максимальная расчетная часовая производительность машины при безобрывной работе — Q

Максимальная расчетная выработка машины при безобрывной работе в течение 24 часов — Q

Среднесуточная производительность машины и фабрики — Q, Q

Годовая производительность машины и фабрики — Q, Q

Q= 0,06 * * U* g, кг/ч

Q=, т/сут

Q= Q* K, т/сут

Q=, тыс. т/год

где

— ширина полотна бумаги на накате, м;

U — рабочая скорость машины, м/мин;

g-масса бумаги, г/ м;

0,06 — коэффициент для перевода граммов в килограммы и минуты вчасы;

K — коэффициент эффективности использования бумагоделательной машины принимается равным 0,8 [1, 2, 3];

z — расчетное число дней работы бумагоделательной машины в году, равно 345.

Производительность по фабрике рассчитывается исходя из производительности и количества установленных машин.

Qч. бр. = 0,06*4,25*650*80 = 13 260 кг/ч,

Qс. бр= 318,24 т/сут,

Q=318,24*0,8 = 254,592 т/сут,

Qн. ф. =254,592*1. = 254,592 т/сут,

Q= 254,592*345. = 87,834тыс. т/год,

Qгод. ф. =87,834*1=87,834 тыс. т/год.

2.2 Расчет расхода свежих полуфабрикатов

В данной курсовой работе произведен расчет массоподготовительного отдела фабрики, вырабатывающего бумагу для офсетной печати марки, А в соответствии с ГОСТ 9094–89, из 25% целлюлозы беленой хвойной СФА и 75% целлюлозы беленой лиственной СФА.

Расчет свежих полуфабрикатов для производства бумаги рассчитывается по формуле:

P=, кг/т

где:

P — расход свежего воздушно — сухого полуфабриката на 1 т бумаги, кг/т;

B-влага, содержащаяся в 1 т бумаги, кг/т;

З — зольность бумаги, %;

К-расход клея на 1 т бумаги, кг;

П — безвозвратные потери (промой) волокна 12% -й влажности на 1 т бумаги, кг;

От-отход волокна 12% -й влажности на другие виды продукции на 1 т бумаги, кг/т;

0,88 — коэффициент перевода из абсолютно-сухого в воздушно-сухоесостояние, %;

0,75 — коэффициент, учитывающий удержание клея в бумаге, %.

В = 6% или 60 кг; З = 14%; К = 5 кг/т; П = 8% или 8 кг; отходов волокна на другие виды продукции нет, т. е. От = 0

Расход беленой СФА хвойной целлюлозы для изготовления 1 т бумаги составляет: 913,9*0,25 = 228,5 кг/т.

Расход беленой СФА лиственной для изготовления 1 т бумаги составляет: 913,9*0,75 = 685,4кг/т.

Для обеспечения максимальной суточной производительности бумагоделательной машины расход полуфабрикатов составляет:

Беленой СФА хвойной 0,2285*318,24= 72,718 т/сут;

Беленой СФА лиственной 0,6854*318,24 = 218,122 т/сут.

Для обеспечения среднесуточной производительности бумагоделательной машины расход полуфабрикатов составляет:

Беленой СФА хвойной 0,2285*254,592=58,174 т/сут;

Беленой СФА лиственной 0,6854*254,592=174,497 т/сут.

Для обеспечения годовой производительности бумагоделательной машины и фабрики расход полуфабрикатов составляет:

Беленой СФА хвойной 0,2285*87,834=20,070 тыс. т/год;

Беленой СФА лиственной 0,6854*87,834=60, 201тыс. т/год.

Таблица 4.1.

Сводные данные производства бумаги и расхода полуфабрикатов

Виды полуфабрикатов и бумаги

ед. изм.

удельный расход на 1 т бумаги

Буммашина

Бумфабрика

Час

сутки

год

(тыс.)

Сутки

Год (тыс.)

При безобрывной работе

С учётом Кэф

Офсетная бумага

тыс. т.

;

13,26

318,24

254,592

87,834

254,592

87,834

Беленая СФА хвойная целлюлоза

тыс. т.

0,2285

3,030

72,718

58,174

20,070

58,174

20,070

Беленая СФА лиственная целлюлоза

тыс. т.

0,6854

9,088

218,122

174,497

60, 201

174,497

60, 201

2.3 Расчет и выбор размалывающего оборудования

При расчете количества мельниц исходят из положения, что эффект размола примерно пропорционален расходу электроэнергии.

Максимальный расход воздушно-сухого волокна составляет 290,84т/сут., из них: 218,122 т белённой СФА лиственной и 72,718 т белённой СФА хвойной целлюлозы. Размол полуфабрикатов производится раздельно.

Расход электроэнергии на размол целлюлозы рассчитывается по формуле:

E= e * P* (в-а), кВт*ч/сут,

где

e — удельный расход электроэнергии, кВт*ч/1т 1ШР;

P — количество воздушно-сухого полуфабриката, подлежащего размолу, т;

а — степень помола полуфабриката до размола, ШР;

в — степень помола полуфабриката после размола, ШР.

В соответствии с принятой технологической схемой процесс размола осуществляется при концентрации 4%, до 35ШР — хвойной целлюлозы и до 29ШР — лиственной целлюлозы.

Начальная степень помола хвойной целлюлозы 13ШР, лиственной 15ШР.

В расчете принят удельный расход энергии 16 кВт*ч/1т 1ШР — для хвойной целлюлозы; 14 кВт*ч/1т 1ШР — для лиственной целлюлозы.

Расход электроэнергии на размол целлюлозы составляет:

Белёной СФА хвойной целлюлозы: Е=16*72,718* (35−13) =25 596,74кВт· ч/сут;

Белёной СФА лиственной целлюлозы: Е=14*218,122* (29−15) =42 751,91кВт· ч/сут;

Суммарная мощность электродвигателей размалывающих мельниц рассчитывается по формуле:

гдекоэффициент загрузки электродвигателей (равен 0,80−0,90);

z — количество часов работы мельниц в сутки (равно 24 часам).

Белёная СФА хвойная целлюлоза:

N= =1255 кВт;

Белёная СФА лиственная целлюлоза:

N= =2096 кВт.

Мощность электродвигателей мельниц по ступеням размола рассчитывается следующим образом:

для 1-й ступени размола, кВт;

для 2-й ступени размола, кВт.

Так как размол ведётся в две ступени, то распределение энергии (Х1; Х2) по ступеням размола составит: Х1=55%, Х2=45%.

Белёная СФА хвойная целлюлоза: кВт,

кВт.

Белёная СФА лиственная целлюлоза: кВт,

кВт.

В проекте предусмотрены к установке мельницы:

Белёная СФА хвойная целлюлоза. 1-я ступень — к установке принимаем коническую мельницу (рафинёр) типа RF — 3, 1 шт.

2-я ступень — к установке принимаем коническую мельницу (рафинёр) типа RF — 3, 1 шт.

Белёная СФА лиственная целлюлоза. 1-я ступень — к установке принимаем коническую мельницу (рафинёр) типа RF — 4, 1 шт.

2-я ступень — к установке принимаем коническую мельницу (рафинёр) типа RF — 4, 1 шт.

В массоподготовительном отделе предусмотрена также мельница для рафинирования оборотного брака — это пульсационная мельница типа МП-190 (Q=10−35 т/сут, N=22кВт) — 1шт.

Таблица 4.2.

Основные параметры предусмотренных к установке мельниц

Типоразмер

Кол-во

Диаметр диска, мм

Частота вращения ротора, об/мин

Мощность электродвигателя, кВт

Суммарная установленная мощность работающих мельниц, кВт

Производи;

тельность, т/сут

RF-4

;

450−600

800−1500

1600−3000

100−500

RF-3

;

517−720

400−800

800−1600

50−350

МП-190

10−35

2.4 Расчет емкости бассейнов

Расчет емкости бассейна производится исходя из максимального количества массы подлежащей хранению и потребного времени хранения массы в бассейне.

Расчет емкости бассейнов производится по формуле:

m3.

Расчет времени, на которое рассчитан запас массы в бассейне определяемой емкости рассчитывается по формуле:

ч,

где

Р — количество воздушно сухого волокнистого материала, т/сут;

V — объем бассейна, м;

n — влажность воздушно-сухого волокнистого материала, %;

(в соответствии с ГОСТом для полуфабрикатов n =12%, для бумаги n = 5.5 — 7%)

t — время хранения массы;

z — количество рабочих часов в сутки (24 часа);

C — концентрация волокнистой суспензии в бассейне, %;

K — коэффициент, учитывающий неполноту заполнения бассейна (обычно k=1,2)

Объемы бассейнов, предусмотренных в рассматриваемой технологической схеме, рассчитаны следующим образом:

1. Приемный бассейн для целлюлозы:

= 160 м;

= 480 м.

2. Бассейн для размолотой целлюлозы:

= 183 м;

= 549 м.

3. Бассейн композиционный:

= 234 м.

4. Бассейн машинный:

= 250 м.

В массоподготовительном отделе предусматриваются бассейны для сгущенного и рафинированного оборотного брака.

Емкость бассейнов необходимо унифицировать, чтобы облегчить их изготовление, компоновку, эксплуатацию и ремонт.

Таблица 4.3.

Унификация объемов бассейнов

Наименование бассейна

По расчёту

После унификации

Тип бассейна

Nэл. дв, кВт

t, ч

V, м3

V, м3

t, ч

Приёмный бассейн:

б. СФА хв. целл-зы б. СФА лист. целл-зы

3*180

2,25

0,75

204−135А-11

204−135А-11

Бассейн размолотой:

б. СФА хв. целл-зы б. СФА лист. целл-зы

3*200

2, 19

0,73

204−135А

204−135А

Бассейн композиционный

0,5

2*145

0,31

204−135А-02

Бассейн машинный

0,5

2*145

0,29

204−135А-02

Бассейн неразмолотого брака

0,5

0,58

204−135А-01

Бассейн размолотого брака

0,5

0,51

204−135А-01

2.5 Расчет и выбор массных насосов

Выбор насосов производится, исходя из полного напора массы, который должен создавать насос, и его производительности.

Производительность насоса рассчитывается по формуле:

м/ч

м/ч

где

Р — количество воздушно-сухого волокнистого материала, т/сут;

n-влажность воздушно-сухого волокнистого материала, %;

z-количество рабочих часов в сутки (принимаем 24 часа);

С' - концентрация волокнистой суспензии на нагнетающей линии насоса, %;

1,3 — коэффициент, учитывающий запас производительности насоса.

1. Насос, подающий размолотую целлюлозу из бассейна гидроразбивателя в бассейн первой ступени помола:

Предусмотрен к установке насос БМ 475/31,5 Q=475 м3

2. Насос, подающий волокнистую суспензию в композиционный бассейн из бассейна размолотой целлюлозы:

.

Предусмотрен к установке насос БМ 800/50, Q=800 м3/ч.

3. Насос, подающий бумажную массу в машинный бассейн:

Предусмотрен к установке насос БМ 475/31,5, Q = 475 м3/ч.

4. Насос, перекачивающий бумажную массу из машинного бассейна в рафинирующую мельницу:

Предусмотрен к установке насос БМ 800/50, Q = 800 м3/ч.

2.6 Расчет и выбор оборудования для переработки оборотного брака

Количество оборотного брака при выработке тетрадной бумаги составляет на БДМ — 4%, на ПРС — 2%, на суперкаландре — 2%; всего 8% от Qч. бр.

Количество оборотного брака в сутки составляет:

Q=318,24*0,08=25,459 т

Кроме того, при расчете оборудования для переработки оборотного брака учитываем отсечки на сетке машины (а) и кромки, отсекаемые на ПРС (в).

По отношению к полной производительности машины отсечки и кромки составляют:

%

Принимаем а=80 мм и в=50 мм, Вн = 4,25.

или 318,24*0,0306 = 9,738 т

Общее количество волокнистого материала, поступающего на переработку составляет:

25,459+9,738= 35, 197 т.

Для рафинирования оборотного брака предусмотрена к установке пульсационная мельница типа МП-190 (Q=10−35 т/сут, N=22кВт).

Расчёт ёмкостей для хранения оборотного брака

Ёмкость бассейнов для оборотного брака рассчитывается на общий запас хранения — 0,5ч.

1. Ёмкость бассейна для сгущенного брака (неразмолотого):

2. Ёмкость бассейна для рафинированного брака (размолотого):

Унификацию бассейнов см. табл. 4.3.

Производительность насосов для перекачивания оборотного брака рассчитывается исходя из количества брака.

1. Насос, подающий оборотный брак в бассейн неразмолотого брака:

Принимается к установке насос БМ 56/31,5, Q=56 м3/ч.

2. Насос, подающий оборотный брак на пульсационную мельницу:

Принимаем к установке насос БМ 56/31,5, Q=56 м3/ч.

3. Насос, подающий оборотный брак в композиционный бассейн:

Принимаем к установке насос БМ80/15, Q=80м3/ч.

3. Основные расчеты по клеильно-минеральному отделу

3.1 Расчет расхода проклеивающих и наполняющих веществ

В расчете принято, что цех (отдел) работает в две смены, т. е. 16 ч в сутки. Основные необходимые для расчета показатели выпускаемой продукции приведены в табл. 3.1 и 3.2.

Таблица 3.1.

Показатели офсетной бумаги № 1 Высшего сорта

Наименование показателей

Согласно ГОСТ 9094–89

Принято в проекте

Состав по волокну, %:

СФА целлюлоза белённая их хвойной породы;

СФА целлюлоза беленая из лиственной породы;

не более 80

Зольность, %

10−14

Влажность, %

Таблица 3.2.

Расход химикатов в кг на 1 т бумаги

Химикаты

Принято в проекте

Клей, кг

Крахмал, кг

Мел, кг

Расход химикатов по бумагоделательной машине

Указанные химикаты будут поступать в готовом виде и разводиться по существующим режимам приготовления химикатов. Учитывая, что расход выбран на тонну в соответствии с рекомендуемыми нормами, дополнительных расчётов по клейно-минеральному отделу не требуется, кроме приготовления суспензии мела (табл. 3.3).

Таблица 3.3. Расход химикатов по фабрике

№ п/п

ХИМИКАТЫ

РАСХОД ХИМИКАТОВ

По производству в сутки, кг

В год, т

Клей

5*318,24=1591,2

1,591*345=548,90

Крахмал

10*318,24=3182,4

3,182*345=1097,79

Мел

220*318,24=70 012,8

70,012*345=24 154,14

3.2 Приготовление мела

Технологическая линия производительностью 200 т/сут, для непрерывного приготовления суспензии мела концентрацией 12%. Цех работает в 2 смены.

Часовой расход мела составляет (табл.5.3)

Количество мелового молока при концентрации 12% составляет:

Бак для суспензии мела рассчитывается, исходя их 60-минутного пребывания в нем мела, с учётом 20% -го запаса ёмкости и влажности мела 10%:

Вибрационная сортировка для очистки меловой суспензии выбирается, исходя из необходимой производительности:

Бак железобетонный для суспензии мела после вибрационной сортировки рассчитывается на 2-часовой запас мела:

Баки хранения суспензии мела рассчитываются на 24-часовой запас:

Центробежный насос для подачи меловой суспензии на вибрационные сортировки производительностью:

3.3 Расчет количества воды

Количество воды, необходимое для приготовления 1 м3 суспензии мела:

и

где

с1 - плотность, г/м3;

с2 и с4 — плотность суспензии мела соответственной концентрации, г/м3

с3 — плотность воды, г/м3

Количество воды, для приготовления 1 м3 меловой суспензии концентрации 120 г/л составляет:

= 0,63 м3

Часовой расход воды составляет:

0,63 * = 6,2 м3.

Суточный расход воды составляет:

6,2* 24 = 148,8 м3.

Количество воды, необходимое для разбавления 1 м3 меловой суспензии от 300 г/л до 120 г/л составляет:

= 0,3 м3.

Часовой расход воды составляет:

0,3 *= 8,8 м3.

Суточный расход воды составляет:

8,8*24 = 211,2 м3.

Общий расход воды составит:

148,8+211,2 = 360,0 м3.

Расход воды на приготовление 100 кг мела составляет:

= 0,51 м3.

Следовательно, расход воды на 1 т бумаги составит:

= 1,13 м3,где

qобщ - общий расход воды, м3/сут;

Qс. бр — суточная производительность бумаги брутто, т/сут.

офсетный способ печать бумагоделательный

Заключение

При офсетной печати поверхность бумаги контактирует с резиновым полотном, поэтому для улучшения структурно-механических и печатных свойств офсетной бумаги применяется поверхностная проклейка. Это дает возможность повысить прочность поверхности путем уменьшения выщипываемости и пылимости.

Поскольку поверхностная прочность и пылимость бумаги зависят также от состава бумажной массы, в композицию бумаги добавляют разного рода наполнители и присадки. Однако введение большого количества наполнителей в офсетную бумагу нежелательно, так как они могут налипать на поверхность резинотканевых офсетных пластин в процессе печатания.

Проклейка в массе делает бумагу также более влагостойкой, затрудняя проникновение в нее воды, но не препятствуя впитыванию масляных полиграфических красок.

Срок службы материала определяется содержанием в композиции древесной массы — для изданий длительного срока использования рекомендуется чистоцеллюлозная бумага, для изданий среднего и малого срока — с содержанием древесной массы от 50 до 75%.

Библиографический список

1. Иванов С. И. Технология бумаги. — М.: Школа бумаги, 2010.

2. Технология целлюлозно-бумажного производства / под ред.П. С. Осипова. — СПб.: Политехника, 2008.

3. Фляте Д. М. Технология бумаги: учебник для вузов. — М.: Лесная промышленность, 2008,

4. Жудро С. Г. Проектирование целлюлозно-бумажных предприятий: — 2-е изд., перераб. И доп. — М.: Лесная промышленность, 2011.

5. Фляте Д. М. Свойство бумаги. — М.: Лесная промышленность, 2009.

6. Оборудование целлюлозно-бумажного производства / под ред. В. П. Чичаева — М.: Лесная промышленность, 2010.

Показать весь текст
Заполнить форму текущей работой