Проектирование линии транспортировки известково-доломитовой пыли с целью оптимизации производства мусоросжигательного завода - Дипломная работа

Основным преимуществом сжигания отходов считается то, что объем отходов, идущих на захоронение, уменьшается в десять раз. Поэтому во многих странах были приняты законодательные акты, которые наложили запрет почти на все способы термического уничтожения отходов, содержащих токсичные вещества. Ежегодно в Российской Федерации образуется более 140 млн. м 3 таких отходов, из них лишь 5-10 % перерабатываются, а остальные вывозятся на полигоны для хранения [29]. Установлено, что если исходная смесь содержит пять веществ, то при сжигании образуется более 20 соединений, представляющих собой неполные продукты сгорания. Существуют различные технологии сжигания отходов в мусоросжигательных заводах, в основном их разделяют по типу печей, в которых производят сжигание.Задача автора - провести правильный анализ проекта, рассчитать привод транспортера для подачи известково-доломитной пыли, разработать гидропривод гильотинной двери и технологический процесс изготовления колеса зубчатого, произвести технико-экономическое обоснование мероприятия и обозначить меры по обеспечению безопасных и здоровых условий труда. Отходы собираются как на специализированных (санкционированные места), так и на стихийно возникающих свалках (неразрешенные места). Это отходы, которые накапливаются в жилом фонде, учреждениях, предприятиях общественного назначения (школах, зрелищных и детских учреждениях, гостиницах, столовых и т.п.) [28]. К твердым бытовым отходам, учитываемым нормой накопления, относятся отходы, образующиеся в жилых зданиях, включая отходы от текущего ремонта квартир, отходов продуктов сгорания в устройствах местного отопления, смет, опавшие листья, собираемые с дворовых территорий и крупногабаритные предметы домашнего обихода. По данным специализированных фирм, осуществляющих в настоящее время даже малоперспективные технологии прямого сжигания твердых бытовых отходов, реализация термических методов при сжигании 1000 кг ТБО позволит получить тепловую энергию, эквивалентную сжиганию 250 кг мазута.Мощность на приводном валу, КВТ: 1 КВТ; Частота вращения приводного вала NПР = 17 об/мин. КПД привода определяется по формуле 2.1: (2.1) где КПД муфты;В качестве привода шнекового конвейера выбираем мотор-редуктор.Мощность на быстроходном валу редуктора определяется по формуле 2.4, КВТ: (2.4) Мощность на тихоходном валу редуктора определяется по формуле 2.5, КВТ: (2.5) Частота вращения быстроходного вала редуктора, об/мин: Частота вращения тихоходного вала редуктора определяется по формуле 2.7, об/мин: Частота вращения приводного вала, об/мин: Угловая скорость выходного вала электродвигателя определяется по формуле 2.8, с-1: (2.8)На основании выполненных расчетов выбираем мотор-редуктор4МЦ2С-140-1,5-G110-ЦУ3 ГОСТ 15150-69, номинальное передаточное число i = 40, диаметр выходной ступени тихоходного вала d2 =45 мм, межосевое расстояние AW = 140 мм.В качестве материала быстроходного и тихоходного валов выбираем сталь 45, термообработка - улучшение, твердость 269…302 НВ [7, стр.153]. Диаметр первой ступени вала определяется по формуле 2.14, мм: (2.14), Принимаем d1 = 45 мм по ряду нормальных линейных размеров ГОСТ 6636-69. Длина 1-й ступени под полумуфту определяется по формуле 2.15, мм: (2.15) Диаметр ступени под подшипник и корпус подшипникового узла определяется по формуле 2.16, мм: (2.16) где t = 2,5 мм. Длина ступени выбирается конструктивно в соответствие с шириной подшипника и габаритами корпуса подшипникового узла.В качестве опор приводного вала рабочей машины выбираем сферические роликовые подшипники № 53609 ГОСТ 24969-81: d = 45 мм; D = 100 мм; В = 35 мм; Cr= 104 КН, С0 = 63КН.Для соединения тихоходного вала с приводным валом выбираем муфту упругую втулочно-пальцевую 500-45-1.25-11 ГОСТ 21425-93 [6, стр.249], номинальный момент Т=500 Нм, посадочный диаметр d1=45 мм.Для соединения приводного вала с полумуфтой принимаем призматическую шпонку ГОСТ23360-78, t1 = 4 мм [7, стр.450]. Условие прочности соединения определяется по формуле 2.18, Н/мм2: (2.18) где d = d1 =45 мм. Следовательно, Условие прочности соединения выполняется. Проверяем прочность шпоночного соединения на срез определяется по формуле 2.19: , (2.19) где KA - коэффициент внешней динамической нагрузки.Эквивалентная нагрузка Re учитывает характер и направление нагрузок, действующих на подшипники, условия работы зависит от типа подшипника определяется по формуле 2.20. Определяем базовую долговечность подшипника № 53609 ГОСТ 24969-81 по формуле 2.21.Целью расчета является определение коэффициентов запаса прочности в наиболее опасном сечении вала и сравнение его с допускаемым коэффициентом запаса прочности определяется по формуле 2.22. Нормальные напряжения в опасных сечениях вала изменяются по симметричному циклу и определяются, Н/мм2: (2.23) где М - момент изгиба в опасном сечении вала, Гм. На приводном валу моменты изгиба испытывают 2 и 3 сечения. Касательные напряжения изменяются по от нулевому циклу и определяются: (2.26) где - полярный момент инерции сопротивления сечения

Содержание

Введение

Литературный обзор

Оборудование для сжигания отходов

1. Анализ состояния вопроса, постановка цели и задач проекта

2. Конструкторская часть

2.1 Расчет и конструирование шнекового транспортера установки

2.1.1 Техническое задание

2.1.2 Энергокинематический расчет привода (рисунок 2.1)

2.1.3 Выбор электродвигателя

2.1.4 Определение энергокинематических параметров привода

2.1.5 Выбор мотор-редуктора

2.2 Расчет и проектирование приводного приводного вала установки

2.2.1 Предварительный расчет вала

2.2.2 Предварительный выбор подшипников

2.2.3 Подбор и проверочный расчет муфт

2.2.4 Подбор шпонок и проверка прочности шпоночных соединений

2.2.5 Силовой расчет приводного вала представлен на рисунке 2.3

2.2.6 Проверочный расчет подшипников

2.2.7 Проверочный расчет приводного вала

2.3 Расчет и проектирование гидропривода перемещение гильотинной двери установки

2.3.1 Определение нагрузочных и скоростных параметров гидродвигателя

2.3.2 Определение геометрических параметров и выбор ГД

2.3.3 Составление принципиальной схемы привода

2.3.4 Расчет и выбор насосной установки

2.4 Расчет и выбор гидроблока управления и трубопроводов

2.4.1 Расчет и выбор гидроаппаратуры

2.4.2 Расчет трубопровода по участкам

2.4.3 Разработка конструкций гидроблока управления

2.4.4 Определение потерь давления в аппаратах и трубопроводах

Расчет производим для быстрого подвода.

2.5 Разработка рамы шнекового конвейера

2.5.1 Техническое задание для построения рамы шнекового конвейера

2.5.2 Проверочный расчет на прочность от действия изгибающего момента в сечении А-А 2.5.3 Проверочный расчет на прочность от действия изгибающего момента в сечении Б-Б

2.5.4 Расчет сварного шва на прочность

3. Технологическая часть

3.1 Разработка технологического процесса изготовления детали "зубчатого колеса"

3.2 Выбор типового оборудования и типовых универсальных приспособлений

3.2.1 Токарная операция

3.2.2 Горизонтально-фрезерная операция

3.2.3 Вертикально-сверлильная операция

3.2.4 Зубофрезерная операция

3.2.5 Горизонтально-протяжная операция

3.2.6 Внутришлифовальная операция

3.3 Расчет режимов резания и техническое нормирование операций

3.3.1 Определяем тип производства

3.3.2 Выбор режущих инструментов

3.3.3 Выбор режимов резания

3.3.4 Уточненное нормирование времени операции

3.3.5 Составление управляющей программы для станка с ЧПУ

3.4 Расчет и конструирование фрезы для нарезания зубьев на детали "колесо зубчатое"

3.4.1 Расчет дисковой зубофрезерной модульной фрезы. Определение эвольвентного участка

3.4.2 Определение профиля неэвольвентного участка

3.4.3 Конструктивные параметры дисковых фрез

4. Организационно-экономическая часть

4.1 Оценка затрат на проведение модернизации

4.2 Затраты на оказание услуг

4.2.1 Материальные

4.2.2 Оплата труда

4.2.3 Амортизационные отчисления

4.2.4 Прочие затраты

4.3 Определение экономической эффективности

5. Безопасность и экологичность проекта

5.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов при эксплуатации мусоросжигательной печи

5.2 Меры по обеспечению безопасных и здоровых условий труда

5.3 Расчет системы кондиционирования в помещение пульта управления

5.4 Меры по обеспечению устойчивости работы мусоросжигательного завода в условиях чрезвычайных ситуаций

5.5 Меры по охране окружающей среды

Заключение

Список использованных источников

Во всем мире все более острой становится проблема утилизации бытовых и промышленных отходов. Основным преимуществом сжигания отходов считается то, что объем отходов, идущих на захоронение, уменьшается в десять раз.

Долгое время считалось, что термические технологии позволяют эффективно обезвреживать токсичные отходы с образованием нетоксичных веществ. Между тем, данные последних 20-25 лет свидетельствуют, что сжигание отходов - это источник постоянного поступления вредных веществ в окружающую среду [1]. Поэтому во многих странах были приняты законодательные акты, которые наложили запрет почти на все способы термического уничтожения отходов, содержащих токсичные вещества. В частности, в США в 1984 году были приняты поправки к "Закону о сохранении и восстановлении ресурсов". Согласно этим поправкам, опасные отходы должны перерабатываться в безопасные и только затем вывозиться на свалки или сжигаться. Тем не менее, даже в США общее количество отходов, подвергшихся сжиганию, в середине 90-х годов составляло более 4 млн. тонн в год [1].

Проблема отходов исключительно актуальна и для России. На территории страны в отвалах, полигонах, хранилищах и свалках накоплено более 100 млрд. тонн твердых бытовых и промышленных отходов. Ежегодно в Российской Федерации образуется более 140 млн. м 3 таких отходов, из них лишь 5-10 % перерабатываются, а остальные вывозятся на полигоны для хранения [29]. Несмотря на строительство во многих странах вблизи крупных городов мусоросжигающих заводов (МСЗ), ни одна из применяемых технологий сжигания не соответствует экологическим требованиям. Главный аргумент противников технологий сжигания - загрязнение атмосферного воздуха высокотоксичными веществами и образование новых, потенциально опасных отходов (зола, шламы), требующих специального хранения или захоронения. Многие ученые считают, что печи для сжигания отходов - это те же свалки, но представляющие еще большую экологическую угрозу. По данным Агентства по охране окружающей среды США (ЕРА), при сжигании бытовых отходов в атмосферу выбрасывается более сотни токсичных соединений.

В процессе сжигания твердых бытовых отходов образуются и другие вещества. Например, при сжигании хлороформа образуются хлорированные ароматические углеводороды и ПАУ. Установлено, что если исходная смесь содержит пять веществ, то при сжигании образуется более 20 соединений, представляющих собой неполные продукты сгорания. В частности, диоксины образуются в результате реакций, протекающих на стенках очистных установок в зоне охлаждения дымовых газов.

Эмиссия вредных веществ от печей сжигания уменьшается с ростом их качественного уровня. Низкий фактор эмиссии характерен для небольших (< 500 кг/ч) и простых печей, работающих при загрузке твердых бытовых отходов (ТБО) партиями без какой-либо системы контроля подачи воздуха в зону горения и полноты сжигания [2].

Особых мер предосторожности требуют медицинские отходы, которые содержат также кровь, фармацевтические препараты, перевязочные материалы и т.п. Наряду с вирусами, бактериями и патогенными микроорганизмами они могут содержать токсичные химические вещества. Во многих странах, в том числе и в России, их сжигают на месте в больнице или каком-либо другом медицинском учреждении в небольших печах. Крупные печи, работающие в непрерывном режиме, встречаются крайне редко. Это является причиной более высоких эмиссионных факторов поступления вредных веществ в воздух при сжигании медицинских отходов по сравнению с ТБО.

Литературный обзор

Мусоросжигательный завод - предприятие, использующее технологию переработки твердых бытовых отходов, посредством термического разложения в котлах или печах [28]. После высокотемпературного разложения образуются продукты сгорания: пепел, шлаки и летучие газы. Этот метод позволяет снизить объем бытовых отходов для захоронения примерно в 10 раз. Однако сжигание хлоросодержащих полимерных материалов ведет к образованию токсичных веществ. Существуют различные технологии сжигания отходов в мусоросжигательных заводах, в основном их разделяют по типу печей, в которых производят сжигание.

1. Слоевое сжигание - для слоевого сжигания характерна подача горячих воздушных потоков на слой отходов, загруженный на колосниковую решетку. Различают несколько разновидностей слоевого сжигания: с неподвижной колосниковой решеткой, сжигание с неподвижным слоем отходов, с подвижной цепной решеткой, с неподвижной.

2. Технология кипящего слоя - в технологии псевдоожиженного слоя отходы предварительно разделяют на гомогенные фракции, а затем сжигают в специальных камерах в присутствии песка, доломитовой крошки или другого абсорбента, который обладает высокой теплопроводимостью. Известняк и доломит являются основным сырьем, нашедшим коммерческое применение в промышленности. Эти углеродосодержащие соединения используются при осуществлении контроля за вредными выбросами в окружающую среду (например, при десульфурации отходящих газов). В кипящий слой вводят значительное количество инертных наполнителей - шлак, песок, доломит, известняк; они повышают теплоотдачу. Доломит и известняк, помимо этого, связывают в карбонаты до 90 % оксидов серы. В циркулирующий кипящий слой также дозировано добавляют известняк для подавления оксидов серы.

Мусоросжигательный завод утилизация промышленный

3. Пиролиз и газификация - отходы под давлением нагревают в бескислородной среде. В результате образуются жидкости и газы с высокой удельной теплотой сгорания, которые можно использовать в качестве топлива.

Все термические методы переработки и утилизации отходов помимо их обезвоживания направлены на получение энергии, а также твердого, жидкого или газообразного топлива при их пиролизе.

Оборудование для сжигания отходов

Сжигание производится в специальных печах, которые бывают нескольких видов. Для сжигания твердых бытовых отходов используются установки ТБО, для отходов сельского хозяйства, например, шелухи семечек подсолнечника, котлы-утилизаторы.

Установки-утилизаторы повсеместно применяются в промышленности. Это целые комплексы, которые уничтожают шламы, отходы целлюлозы и нефтеперерабатывающей промышленности в больших объемах. Тепло, которое вырабатывается во время горения, используют для обогрева помещений, и других технических нужд.

В развитых странах часть ТБО уничтожается в специальных мусоросжигательных установках. При этом в одних случаях вырабатывается электроэнергия, в других - пар, которым отапливаются близлежащие предприятия или жилые кварталы. В России этот метод мало распространен, главным образом потому, что используемые на этих заводах зарубежные технологии не справляются с неотсортированными российскими отходами [29]. В основе технологий - контролируемое сжигание отходов при высокой температуре в специальном оборудовании - инсинераторе, оснащенном системой многоступенчатой газоочистки.

Инсинераторы на базе подовых, вращающихся и циклонных печей предназначены для утилизации различных отходов. Подовая печь используется для утилизации твердых бытовых, жидких отходов и стоков, промышленных отходов (в т. ч. нефтешламов), а также для обезвреживания медицинских и биологических отходов. Циклонный реактор предназначен для утилизации жидких и газообразных отходов. Вращающаяся печь используется для уничтожения твердых бытовых и пастообразных отходов, старогодних шпал. Их преимущества: · От первоначального объема отходов остается лишь 5% золы.

· Газообразные продукты первичного горения дожигаются в специальной камере инсинератора, что обеспечивает разложение образующихся в процессе инсинерации диоксинов.

· Существует возможность рекуперации тепловой энергии (пар, горячая вода, электроэнергия).