Определение эффективности работы транспортирующего оборудования

Введение

Повышение жизненного уровня любого государства в значительной мере зависит от уровня развития сельского хозяйства и роста производства и закупок зерна. В этих условиях велика роль и ответственность элеваторной промышленности. Элеваторная промышленность связывает отрасль, производящую зерно с отраслями его перерабатывающими. Это довольно связи, требующие глубокого научного и экономического обоснования, поскольку от таких связей зависят важные техникоэкономические показатели производящей и потребляющей отраслей.

Современный элеватор — это комплексно-механизированное и автоматизированное зернохранилище, оснащенное высокопроизводительным транспортным и технологическим оборудованием. Элеваторная промышленность связывает отрасль, производящую зерно с отраслями его перерабатывающими. Несмотря на многообразие типов элеваторов, основное их назначение в принципе формулируется одинаково: принять зерно, подвергнуть его обработке (очистка, сушка, активное вентилирование и др.), обеспечить надежное хранение, отгрузить потребителю. Одновременно с учетом своего основного функционального назначения каждый тип элеватора предполагает и существенные особенности.

Целью курсовой работы является углубление и закрепление теоретических и практических знаний, полученных при изучении курса «Технология элеваторной промышленности».

элеватор сушилка зерно

1. Обзор литературы Элеватор — сооружение для хранения больших партий зерна и доведения его до кондиционного состояния. Элеватор представляет собой высокомеханизированное зернохранилище силосного типа.

Элеватор представляет собой соединённые в корпуса силосы (ёмкости) из монолитного или сборного железобетона или металла (высотой обычно 30 м, круглые в плане, диаметром 6—7 м (до 25 м), а также квадратные, площадью 9 кв.м.), сблокированные с рабочим зданием, где размещено основное технологическое и транспортное оборудование. Зерно из приёмных бункеров поднимают транспортёрами или вертикальными подъемниками (нориями) наверх рабочего здания, взвешивают, очищают от примесей, сушат в зерносушилках и направляют по верхнему конвейеру на надсилосные транспортёры, которые сбрасывают его в силосы. Выгружают зерно на нижние конвейеры (их устанавливают в подсилосном этаже) через отверстия с воронками в днищах силосов. Часть силосов оборудуют установками для дезинфекции зерна и активного вентилирования. Температуру зерна измеряют термоподвесками, устанавливаемыми на разных уровнях.

Первый силосный элеватор построен в США (г. Дулут) в 1845; в России (Нижний Новгород) — в 1887 году.

В зависимости от назначения элеваторы подразделяют на:

· хлебоприёмные или заготовительные (принимают зерно от хозяйств, очищают от примесей, сушат и отгружают потребителю; ёмкость 15—100 тыс. т);

· производственные (сооружают при мельницах, крупяных, комбикормовых, крахмалопаточных заводах и. т. п.; 10—150 тыс. т);

· базисные (предназначены для длительного хранения зерна, принимаемого с ж.-д. транспорта и отгружаемого в ж.-д. вагоны; 100—150 тыс. т);

· перевалочные и портовые (строят в местах перевалок зерна с одного вида транспорта на другой — на крупных ж.-д. станциях, в морских портах; 50—100 тыс. т).

За рубежом распространены также элеваторы с силосами из металла (сталь, алюминий), большего диаметра (до 30 м) и высоты (до 60 м), прямоугольными в плане.

Под маршрутом понимают цепь машин, механизмов, оперативных бункеров и силосов для хранения зерна, предназначенную выполнять какую-либо операцию по перемещению и обработке зерна. В целом технологический процесс объекта представляет собой взаимосвязь технологических и транспортирующих линий.

Технологическая линия включает в себя технологическое оборудование и аппараты, соединенные транспортирующим оборудованием в цехах решения определенной задачи по обработке зерна.

Транспортирующая линия выполняет операции, связанные только с разгрузкой, перемещением и погрузкой зерна, и состоит из транспортирующего оборудования, соединяющего приемно-отпускные устройства для различных видов транспорта с емкостями.

На рисунке 1.2 представлена рабочая схема.

Рис. 1.2 1 — нория; 2 — приемный конвейер; 3 — надвесовые бункера; 4 — ковшовые весы; 5 — труба поворотная; 6 — надсушильные бункера; 7 — надсепараторные бункера; 8 — над триерные бункера; 9 — основной сепаратор; 10 — контрольный сепаратор; 11 — триер куколеотборник; 12 — триер овсюгоотборник; 13 — подсушильные бункера; 14 — подсепараторные бункера; 15 — бункера для отходов; 16 — приемный конвейер с железнодорожного транспорта; 17 — зерносушилка; 18 — реверсивный конвейер; 19 — надсилосный конвейер; 20 — силосы; 21 — подсилосный конвейер; 22 — конвейер отпуска зерна на мельницу

2. Исходные данные Масса партии -15 000

Влажность- 20%

Сорная примесь-4%

Зерновая примесь-7%

Натура- 780

Культура — рожь

3. Определение эффективности работы транспортирующего оборудования Коэффициент интенсивного использования машин

— фактическая производительность машины = 70, т/ч

— паспортная производитеность машины = 100, т/ч Коэфициент эфективного использования машины:

Где — фактическое время работы сушилок = 18, ч;

— теортетическое время работы машины = 24, ч.

Интегральный коэффициент использования машины:

Интегральный коэффициент использования машины Определяем объем зерновой насыпи Где В — ширина зернового склада = 24, м;

L — длина зернового склада = 60, м;

h — высота насыпи у стен зернового склада = 3,5, м;

Н — высота насыпи по коньку зернового склада = 7,5, м.

Определяем массу зерна в зерноскладе Где уобъемная масса зерна (натура) = 0,78, т/м3.

Определяем вместимость силосного корпуса элеватора. Определяем объем зерновой массы в силосном корпусе Где — диаметр или размеры сторон поперечного сечения силоса = 3, м;

— высота силоса элеватора = 30, м;

— число силосов в корпусе = 48, шт.

Определяем массу зерна в силосном корпусе Определяем давление зерна на подпорную стенку Где — угол естественного откоса зерновой насыпи = 30, град.

Определяем удельное давление зерна на подпорную стенку

4. Принципы организации и особенности функционирования технологического потока Работа с зерном должна базироваться на трех принципах: прогрессивная технология, поточные методы обработки зерна, полная механизация и автоматизация производственного процесса.

Стационарные поточные технологические линии формируются в составе элеваторов, заводов и цехов по обработке различных культур, комплексов механизированных складов с рабочими башнями механизации.

Нормальная работа поточной технологической линии предлагает бесперебойную круглосуточную приемку зерна, доведение зерна до заданных кондиций, полную её количественную сохранность формирование зерна по качеству в соответствии с целевым назначением. В соответствии с этим при проектировании руководствуются следующими принципами организации поточно-технологических линий:

· Последовательность обработки зерна в потоке;

· Непрерывность потока;

· Количественный и качественный учет на всех этапах.

Все поточно-технологические линии имеют следующую принципиальную технологическую схему:

— Выгрузка зерна из автомобилей (вагонов, судов);

— Предварительная очистка зерна;

— Первая очистка зерна;

— Сушка сырого и влажного зерна;

— Вторая основная очистка (при необходимости);

— Очистка от трудноотделимых примесей (при необходимости);

— Взвешивание;

— Размещение обработанного зерна в хранилищах (силосах, навесах, буртах);

— Отгрузка зерна;

Количество операций может быть другим и устанавливаться с учетом качества принимаемого зерна и его целевого назначения. Например, при подготовке помольных смесей могут быть предусмотрены такие операции, как дозирование партий, разделение зерновой массы на фракции. На семяочистительных заводах и цехах может производиться колибрование семян по размерам, протравливание семян ядохимикатами, затаривание готовой продукции. На отдельных линиях может быть предусмотрена химическая консервация зерна или консервация холодом.

По каждой поточно-технологической линии в зависимости от варианта организации технологического процесса рассчитывают следующие основные характеристики потока:

· Часовую производительность;

· Производственные задания линии и отдельных операций (т.е. возможные объемы работ за определенное время) Производительность поточных технологических линий определяется производительностью лимитирующего оборудования (наиболее загруженного во времени). В большинстве случаев таким оборудованием является зерноочистительные машины или зерносушилки, но могут быть и автомобилеразгрузчики, конвейеры, нории и другое поборудование.

В технологических линиях предусматривают предварительную очистку на ворохоочистителях или сепараторах перед сушкой (для удаления грубых и легких примесей), однократную или двукратную очистку зерна на воздушно-ситовых сепараторах (после сушки) для доверия зерна до нужных кондиций.

Если этого недостаточно, проводят дополнительную очистку, используя триеры, аспираторы, пневмосортировальные столы, камнеотбойники и другие машины в зависимости от состава и количества примесей в очищаемом зерне. Очистку зерна проводят в соответствии с указаниями, изложенными в инструкции по очистке зерна и эксплуатации зерноочистительных машин на хлебоприемных предприятиях.

В процессе эксплуатации обеспечивают режим работы зерноочистительных машин, позволяющий добиться максимальной эффективности очистки зерна (не ниже указанной в технологическом паспорте на машину).

Технологическую эффективность очистки зерна Е (%) от примесей вычисляют по формуле

15 000−100

Х-73

Х = 73*15 000/100=10 950

После очистки зерна масса партии составляет 10 950 тыс.т. В последующих расчетах буду применять массу зерна после очистки.

Где Асодержание отделимой примеси в исходной смеси = 11, кг;

В-содержание отделимой примеси в зерне после очистки = 3, кг.

Эксплуатационная производительность зерноочистительных машин определяется двумя способами: снятием количественно-качественного баланса и расчетным методом.

В первом случае в течение 1 мин отбирают все фракции основного зерна и отходов, получаемых в зерноочистительной машине. Полученные фракции зерна и отходов взвешивают и на основания баланса определяют фактическую производительность () зерноочистительной машины по формуле

Выбрал зерносушилку СП-50 с паспортной производительностью, со снижением влажности с 20% до 14%, 50 т/ч

Во втором случае эксплуатационную производительность () определяют по формуле

Где — коэффициент эквивалентности, учитывающий особенности культур=0,9;

— коэффициент, учитывающий исходную влажность зерна=0,75;[1,стр. 12]

— коэффициент, учитывающий исходную засоренность зерна=0,88;

— паспортная производительность машины=50 т/ч.

За условную единицу производительности очистительных машин принята производительность при однократной первичной очистке ржи.

При пересчете производительности машин при подработке овса =0,9.

Учет работы сушилок

Залогом длительной сохранности зерна без порчи и потерь является доведение его до сухого состояния, характеризуемого нижним пределом критической влажности. Эта влажность равна для ржи 14%.

Сушке подвергают свежеубранное, влажное и сырое зерно, а также хранящееся зерно с целью предотвращения развития в нем возникшего процесса самосогревания или ликвидации зараженности зерна вредителями хлебных запасов, если для этого нет других средств. Для сушки зерна применяют разные типы зерносушилок, в основу конструкций и технологических схем которых положены различные принципы обезвоживания зерна.

Процесс сушки должен осуществляться в соответствии с действующими нормативными документами (инструкциями).

Производительность сушилок по сырому зерну определяют по формуле

Где — масса зерна до и после сушки;

а и б — влажность зерна до и после сушки=20 и 14 соответственно.

Производительность сушилок в плановых единицах подсчитывают умножением фактической производительности сушилок по сырому зерну на коэффициент и [1,стр 34].

Экономическую эффективность работы сушилок определяют по удельному расходу условного топлива и количеству израсходованной электроэнергии на плановую единицу сушки.

Расход топлива при сушке зерна необходимо учитывать по показателям счетчика или по показателям мерной линейки.

Удельный расход условного топлива на плановую единицу определяют по формуле

Где — масса натурного топлива, израсходованного на сушку=12,2, кг;

— масса просушенного зерна плановом исчислении, т;

— коэффициент перерасчета натурального топлива в условное; для дизельного топлива = 1,45.

Расход электроэнергии при сушке учитывают по показателям счетчика, а при его отсутствии — на основании установленной мощности электродвигателей и фактического времени работы сушилок. Путем деления количества израсходованной электроэнергии (кВт/т).

План сушки, выработку зерносушилок и производительность их выражают в плановых единицах. Необходимость учета работы зерносушилок в условных единицах — плановых тонах — обусловлена тем, что фактический объем работы по затратам времени, топлива и энергии для высушивания 1 т зерна в зависимости от исходной влажности может изменяться во много раз. Кроме того, зерно и семена разных культур требуют различного расхода топлива на удаление одного и того же количества воды. Нельзя обеспечить одинаковую выработку сушилки при обработке зерна продовольственного и семенного назначения, температурные режимы которых различны.

Массу просушенного зерна в плановых тоннах () для всех типов сушилок рассчитывают по формуле

кг

Где

и — коэффициент пересчета зерна в плановые тонны соответственно в зависимости от влажности зерна до и после сушки культуры [1. Стр 36]

Массу зерна (кг) после сушки вычисляют по формуле

Где — масса зерна до сушки =10 950 (кг)

— соответственно влажность зерна до и после сушки, %

Технологический процесс активного вентилирования осуществляется с помощью вентиляторов и специальных устройств, называемых установками для активного вентилирования. Установки могут быть стационарными, напольно-переносными и передвижными трубными. Разработаны конструкции для силосов, зерновых складов, навесов и площадок.

В силосах и складах установки для активного вентилирования зерна могут использоваться для консервации зерна искусственно охлажденным воздухом в холодильных машинах.

5. Расчет вместимости силосов элеваторов

Расчетную вместимость силоса определяют по формуле

Где — геометрический объем силоса, занимаемый зерном при полной загрузке, ;

?? — натура зерна (0,78).

При расчета объема силоса следует иметь в виду, что в верхней части силос недогружен в связи с тем, что при его заполнении в верхней части зерно располагается по углу естественного откоса, образуя конус из зерновой массы, а в нижней части зерно располагается в соответствии с конфигурацией днища. Следовательно, геометрический объем силоса, занимаемый зерном, является суммой трех величин: — объема конуса зерновой массы в верхней части силоса; - геометрический объем в средней части силоса; геометрический объем внутренней части днища силоса, т. е.

Объем зависит от угла естественного откоса зерна, этот угол для ржи влажностью до 20% равен зависит от угла наклона днищ силосов = .

Вместимость силосов определяют в следующем порядке. Зная диаметр D и общую высоту силоса рассчитывают его вместимость. Для этого необходимо предварительно определить высоту отдельных частей силоса: верхней, нижней, и средней

— угол наклона днища силоса,

Зная указанные величины, можно определить геометрические объемы отдельных составных частей общего объема силоса, занимаемые зерном. Объем конуса, образуемого зерновой массой в верхней части силоса, определяют по формуле

Объем конуса, занимаемый зерном в нижней части силоса:

Объем средней части силоса:

Общий геометрический объем силоса:

Вместимость силоса:

Общую вместимость элеватора определяют по формуле:

Где Ес — вместимость каждого силоса;

Пс — число силосов.

Пс==77

6. Расчет вместимости складов зерна

Вместимость складов выражают массой зерна, которое можно разместить в них при максимально допустимой загрузке. Массу зерна определяют умножением объема зерна, который может быть размещен в складе, на его натуру

Вместимость не типовых складов зерна определяем расчетом. Насыпь зерна в складе имеет очертание сложной геометрической фигуры, объем которой определяется суммой пяти объемов отдельных составляющих элементарных геометрических тел

Где V1 — объем нижнего параллелепипеда;

V1 = ABh=

Где Адлина склада;

В — ширина склада;

h — высота насыпи зерна у стен склада;

V2 — объем верхнего параллелепипеда;

V2 = A1? B1? h1 =40?4?3,5 = 560

Где А1 — длина верхнего слоя зерна (параллелепипеда);

B1 — ширина верхнего слоя зерна;

h1 — разность высот насыпи в средней части Н и у стен склада h;

V3 — объем двух больших боковых призм

V3 = Сh1? A1 =20?3,5?40 = 2560

C = A-A1= 60−40=20

V4 — объем двух малых торцевых призм;

V4 = (Ch1B1)/2 = (20?3,5?4)/2 = 140

V5 = (h1C2)/3 = (3,5?202)/3 = 467

Длина и ширина насыпи в верхней части равны

А1 = А — (H-h)5 = 60-(7,5−3,5)5 = 26,5

B1 = B — (H-h)5 = 24-(7,5−3,5)5 = 40

7. Проект сводных графиков работы элеватора

График суточной работы строят в масштабе. По горизонтали откладывают время в масштабе Мt. По вертикали — вместимость оперативных бункеров МЕ. Прежде чем приступить к построению графика выполнения определенной операции, следует определить время работы норий на этой операции tопер (ч) по формуле

Где, А — объем операции = 15 000, т;

Qф — фактическая производительность нории = 175, т/ч.

— необходимо для контроля полноты выполнения операции при построении графика.

Время заполнения емкости, ч, определяется по формуле

Где Е — наполняемая емкость (вместимость силоса)= 132, т;

Qн — производительность наполнения = 175, т/ч.

Взята нория производительностью 175 т/ч.

Время опорожнения емкости, ч, определяется по формуле

Где Е — опорожняемая емкость, т;

Qо — производительность опорожнения, т/ч.

Выводы и предложения

В данном курсовом проекте была рассчитана вместимость силосов, вместимость складов зерна. Согласно расчетам необходимое количество силосов составило 77 штуки, которые размещены в двух силосных корпусах: 38 в одном и 39 во втором.

Время работы составляет 86 часов. Можно сделать вывод, что предприятие не нуждается в модернизации, но необходимо увеличить муссу партии.

Список используемой литературы

1. Янова, М. А. Технология элеваторной промышленности/ М. А. Янова; Краснояр. гос. аграр. ун-т. — Красноярск, 2006. — 36 с.